Р-140М підсилювач контестмена.
А.В Каракоця UR5CX для URS сайту

Армійські радіостанції Р-140М набули широкого розповсюдження в колах радіоаматорів дякуючи їх високій надійності і невибагливості в роботі. Однак, поряд з безсумнівними перевагами, вони мають ряд недоліків і незручностей з якими важко миритися.

Перш за все це вкрай неекономічний режим роботи вихідного каскаду, недостатня для таких габаритів потужність, а також занадто великі розміри і вага.

Попрацювавши два місяці мені вдалося ліквідувати частину перелічених незручностей і деяким чином покращити технічні характеристики підсилювача потужності.

Для поліпшення енергетичних характеристик в підсилювачі застосовано металокерамічний тетрод ГУ-78Б, який дозволяє підвищити вихідну потужність до 3 кВт. В процесі налагоджування вихідна потужність на еквіваленті навантаження досягала 5 кВт.

Вхідна потужність підсилювача, при номінальній вихідній, дорівнює 25 ват. Вхідний КСХ не перевищує 1.4. Застосування динамічного стабілізатора напруги керуючої сітки дозволило знизити початковий струм лампи до 50мА, внаслідок чого значно покращився температурний режим роботи лампи.
Використання мінімальної кількості блоків радіостанції дозволило зменшити вагу підсилювача до 140 кГ.
Широко розповсюджена інформація про автоматичне настроювання підсилювача Р-140М не зовсім відповідає дійсності.

Справа в тому, що застосовано принцип механічного запам”ятовування кутів повороту осей варіометра і “холодного” конденсатора, який зовсім не працює при зміні параметрів навантаження. Найменша зміна характеристик антени не призводить до правильного настроювання підсилювача. “Автоматика” ніяк не реагує на ці зміни, а продовжує відпрацьовувати початково встановлені параметри. Крім цього, при кожному черговому вмиканні підсилювача необхідно коректувати настройку підсилювача. Тому цю систему правильно було би назвати умовно автоматичною, або напівавтоматичною.
Розглянемо принципові схеми блоків підсилювача.

Високовольтний блок живлення
Переробка високовольтного блока живлення включає в себе заміну діодів Д229Б (84шт.) на більш сучасні і потужніші КД210Г(В)-30шт. Вони встановлюються на ту ж плату. З блока видаляється реле Р10(див. схему ВУ-50), яке перемикає обмотки високовольтного трансформатора з “трикутника” на “зірку” і тим самим забезпечує вмикання трансформатора в мережу ~380В і
~220В. Таким чином, з”єднуємо мережну обмотку трансформатора
на “зірку” і приєднуємо до відповідних контактів реле Р9 (див. схему ВУ-50).

Принципова схема доопрацьованого високовольтного блока приведена на приведена на мал.1
Напруга змінного струму 380В подається з трифазної мережі через вимикач SA1, запобіжники і індикатори напруги на контакти реле К3. З одної з фаз знімаємо напругу ~220В для живлення низьковольтного блока і вентиляторів охолодження лампи. Блок вмикається через таймер АВВ-2, який входить до комплекту Р-140М. Його задача ввімкнути високовольтний блок живлення через три хвилини після подачі напруги розжарення на лампу. На таймер подається напруга ~220В з любої фази, а також напруга –27В з низьковольтного блока живлення. Запуск таймера здійснюється через аероконтакт SA3, який замикається тільки в тому випадку, коли працює вентилятор охолодження лампи BL1.Через три хвилини, після подачі мережної напруги ~380В, контакти реле К3 вмикають її на первинну обмотку трансформатора ТА1. Напруга вторинної обмотки трансформатора випрямляється діодами VD1-VD30. Пульсації напруги згладжуються конденсатором С1 і дроселем DR1. Резистори R22-R24 і реле К2 забезпечують контроль перевантаження анодного струму лампи. Величина струму встановлюється резистором R23 і для лампи ГУ-78Б дорівнює 1.7А. Анодна напруга подається на анод лампи з допомогою вимикача SA2 і реле К4. Резистори R1-R21 необхідні для розряджання конденсатора С1.
Висота лицьової панелі блока зменшується на 6мм в верхній частині.
Конденсатор С1 встановлюється в блоці на місці видаленого вентилятора, необхідність в якому відпадає в зв’язку з використанням в випрямлячі діодів з кращими технічними характеристиками.
Високовольтний трансформатор радіостанції Р-140 дає дещо підвищену анодну напругу для ГУ-78Б, це 3500В. Тому, щоб не перевантажувати лампу, або не переробляти трансформатор, можна експлуатувати лампу і з такою напругою на аноді, знизивши при цьому напругу на екранній сітці до 300В.

Низьковольтний блок живлення приведена на мал.2
На відміну від високовольтного блока низьковольтний переробляється повністю. Це повязано з тим, що всі трансформатори блока розраховані на мережну трифазну напругу ~220В.
Висота лицьової панелі блока зменшується до 190мм, а висота шасі-до 177мм.

Мережна однофазна напруга ~220В через відповідні запобіжники і індикатори подається на трансформатори TV1,TV2, TV3 і TV4.
На трансформаторі TV1 зібрано два випрямлячі –27В, для живлення обмоток реле і електродвигунів, і +24В для живлення обмоток реле, які забезпечують режим RX/TX, а також стабілізатора напруги екранної сітки. Трансформатор TV2 забезпечує напругу розжарення для лампи. На трансформаторі TV3 зібрано випрямляч –100В для живлення керуючої сітки лампи і +38В для живлення стабілізатора напруги керуючої сітки лампи.
На трансформаторі TV4 зібрано випрямляч і стабілізатор напруги  +300В для живлення екранної сітки лампи. Реле К2 і резистор R6 забезпечують індикацію перевантаження по струму в колі сітки. Величина струму встановлюється резистором R6 і дорівнює 100мА. R5 і К1 вмикають стабілізатор тільки при наявності напруги зміщення керуючої сітки. Сам стабілізатор виконано на двох мікросхемах DA1 DA2 і потужному польовому транзисторі VT1.
Слід зазначити, що при використанні DA2 типу UA741, або LM741 можливе самозбудження каскаду. Підбором С9С10С11 можливо усунути цю неприємність, але краще застосувати мікросхему  UA748, яка має відводи для корекції характеристики.

Підсилювач потужності схема приведена на мал 3
З блока підсилювача видаляється перший каскад на лампах 6Е5П і лампа ГУ-43Б разом з панеллю. На місці першого каскаду встановлюється плата стабілізатора напруги керуючої сітки. Отвір для встановлення панелі ГУ-78Б збільшується відповідно до діаметру застосованої панелі. Лампові панелі для ГУ-78Б виготовлялись радянською промисловістю декількох конструкцій,
кожна з яких має позитивні і негативні якості. З моєї точки зору найкращою з них є керамічна, в якої вбудовані конденсатори розвязки екранної сітки є кільцевими (голуба полоска кераміки висотою 2мм всередині панелі), і анодне кільце навкруги радіатора з кераміки.

Високочастотний сигнал з трансивера потужністю 15-25Вт подається на вхід підсилювача. Далі, через контакти вхідного реле К1, сигнал надходить до вхідних кіл лампи. На L1L2C2C3R3 побудовано ФНЧ з верхньою частотою зрізу 32мГц. Шляхом підбору величин С2 С3 і індуктивностей L1 L2 вхідні кола підстроюються по мінімальному КСХ і встановлюється необхідна частота зрізу. R3 повинен бути обов’язково без індукційним типу МОУ. При вибраних правильно вказаних елементах вхідний КСХ не перевищує 1.3. Одночасно з напругою збудження на керуючу сітку лампи через обмотку трансформатора ТА1 подається напруга зміщення, яка змінюється в залежності від рівня вхідного ВЧ сигналу від –80В до величини –40В. Це і є напруга зміщення в класичному варіанті, при якій анодний струм лампи досягає 800мА.
Звичайно, напруга –40В не є точною величиною, оскільки крутість характеристик ламп ГУ-78Б лежить в певному діапазоні допусків і може відрізнятись на 10-15В для різних екземплярів лампи. Величину напруги можна коригувати в потрібному діапазоні з допомогою стабілітрона VD12.
Високочастотний сигнал, крім керуючої сітки лампи, потрапляє і на обмотки трансформатора ТА1, випрямляється діодами VD3, VD4 і через резистор R14 подається до неінвертуючого входу мікросхеми DA1. Підсилена DA1 напруга подається на інвертуючий вхід DA2 і далі потрапляє на затвор потужного польового транзистора VT2. Транзистор відкривається і знижує до нуля напругу на стоці. Таким чином, напруга на колекторі транзистора VT3, знижується до напруги стабілізації стабілітрона VD12. Це і є напруга зміщення лампи, при якій струм спокою дорівнює паспортному значенню 800мА. Початковий струм лампи, який приблизно дорівнює 50мА, встановлюється резистором R21.
Змінюючи ним напругу на неінвертуючому вході DA2 ми можемо міняти напругу зміщення на керуючій сітці лампи, а значить і анодний струм лампи від нуля до 800мА. Потенціометром R19 регулюється коефіцієнт підсилення DA2, а значить і швидкість зміни напруги зміщення лампи, від якої залежить крутість переднього фронту випромінюваного сигналу, або швидкість наростання анодного струму лампи. Крутість заднього фронту сигналу, або швидкість спаду анодного струму лампи, регулюється з допомогою C11 R12 R13. При збільшенні ємності С11 збільшується і час її розряджання, внаслідок чого і анодний струм лампи зменшується повільніше.
В колі живлення керуючої сітки встановлено міліамперметр зі струмом повного відхилення 5мА, який вимірює струм сітки. Величина струму сітки, в різних джерелах інформації, є різною і коливається в межах 3-8мА. З практики відомо, що чим менша буде величина струму, тим більше якіснішим буде випромінюваний сигнал. Тому слід віддати перевагу мінімальному струму сітки, або взагалі відсутності його. Залежить він тільки від величини рівня вхідного високочастотного сигналу з трансивера.
Конструкція трансформатора ТА1 показана на малюнку 4.

Коло екранної сітки лампи живиться стабілізованою напругою +300В, яка подається на сітку тільки в режимі передавання з допомогою реле К3. В разі виникнення аварійної ситуації, коли напруга на сітці може перевищити величину +320В, відкривається варистор R6 і перегорає запобіжник FU1, який розрахований на величину не більшу 160мА. Збільшувати його величину не слід, тому що вартість лампи перевищує вартість запобіжника на багато порядків. Струм екранної сітки є найкращим індикатором настроювання П-контура підсилювача, який при номінальній вихідній потужності не повинен перевищувати величину 50мА.

Коливальна система підсилювача переробкам не підлягає, за виключенням встановлення вихідного реле К2 і, можливо, підбору величин С28 і С29 в залежності від типу застосованих на радіостанції антен.
В підсилювачі застосовано швидкодіючі вакуумні реле, які без спеціальних мір забезпечують режим QSK.
Орієнтовна схема умовно автоматичного настроювання підсилювача приведена на малюнку 5


А.В Каракоця UR5CX
вул.30-річчя Перемоги, буд.22/1, кв.5
м. Черкаси 18029, Україна
тел. дом.8-0472-66-16-27
тел.моб 8-097-124-65-91
E-mail: ur5cx(at)uch.net