Маломощный средневолновый передатчик для музеев радиоприемников

[SergeKomarov]

Вот теперь можно и выходную колебательную систему передатчика посчитать.

Возьмём схему выходного каскада и выделим из неё эквивалентную схему.

Понятно, что теорию работы этих схем мы уже рассмотрели.

Исходные данные для расчёта:
Полосы частот:
Верхняя: 918 - 1620 кГц. Нижняя: 522 - 918 кГц.
Ширина спектра вещательного АМ сигнала в эфире 16 кГц.
Эквивалентное сопротивление анодной нагрузки Rгр = 2850 Ω.
Активная часть сопротивления антенны 100 - 200 ом.
Реактивная часть сопротивления антенны - 0 - 300 Ω индуктивного характера.
В настоящий момент у меня ещё не отремонтирован Q-метр BM560 (купил на Митинском радиорынке рабочий, сам проверял, но на третий день что-то в нём сдохло), поэтому добротностями катушек будем задаваться исходя из большого собственного опыта. Положим собственную добротность контурной катушки на верхней рабочей частоте Q = 200.
Число витков контурной катушки 1 для верхнего поддиапазона - 48. Индуктивность 68,5 мкГ.
Число витков контурной катушки 2 для нижнего поддиапазона - 80. Индуктивность 200 мкГ.

Смотрим рисунки Kontur-1.gif , Kontur-2.gif , Kontur-3.gif , Kontur-4.gif и начинаем считать.

1. На границах полосы пропускания контура, определённой по классике, как 2Δf = fр / Qн, сигнал спадает до уровня 0,7071 или на 3 дБ. И если положить полосу пропускания контура равную ширине спектра АМ сигнала 16K0A3EGN, то верхние частоты модуляции будут завалены. Чтобы пропускать модулированный сигнал почти без искажений, полоса контура должна быть шире, а нагруженная добротность, - меньше. Это и на КПД положительно скажется. Поэтому будем считать максимально допустимое значение нагруженной добротности с двойным запасом, как Qнmax = fр / 4Δf.
Для нижнего поддиапазона Qнmax = fр / 4Δf = 522 / 32 = 16.
Для верхнего поддиапазона Qнmax = fр / 4Δf = 918 / 32 = 28.

2. Сопротивление активных потерь катушки 1: r = 2πfL/Q = 2 x π x 1,62 x 68,5 / 200 = 3,5 Ω.
Сопротивление активных потерь катушки 2: r = 2πfL/Q = 2 x π x 0,918 x 200 / 200 = 5,77 Ω.

3. Эквивалентное сопротивление ненагруженного контура:
В верхнем поддиапазоне: Rкв = Q х Q х r = 200 x 200 x 3,5 = 140 000 Ω.
В нижнем поддиапазоне: Rкн = Q x Q х r = 200 x 200 x 5,77 = 230 800 Ω.

4. Эквивалентное сопротивление нагрузки, пересчитанное в контур при шунтировании
В верхнем поддиапазоне: Rнкв = Rкв х Rгр (Rкв - Rгр) = 140000 х 2850 (140000 – 2850) = 2909 Ω.
В нижнем поддиапазоне: Rнкн = Rкн х Rгр (Rкн - Rгр) = 230800 х 2850 (230800 – 2850) = 2886 Ω.
Обратим внимание, что изменение собственного сопротивления контура в 1,65 раза при высокой добротности практически не влияет на результат. В обоих случаях получилось значение близкое к 2900 Ω с точностью лучше, чем 0,5%.

5. Можно посчитать КПД выходной колебательной системы.
В верхнем поддиапазоне: КПДв = 140000 / (140000 + 2909) = 98%
В нижнем поддиапазоне: КПДн = 230800 / (230800 + 2886) = 98,8%
Можно смело считать, что при добротности 200 и трансформаторной связью с нагрузкой у нас колебательная система почти идеальная.

6. Коэффициент трансформации и число витков катушки связи:
В верхнем поддиапазоне
при минимальном значении активного сопротивления нагрузки:
Ктрв = √(Rнкв / Rн) = √(2909 / 100) = 5,3935. n св = n к / Ктр = 48 / 5,3935 = 9 витков.
при максимальном значении активного сопротивления нагрузки:
Ктрв = √(Rнкв / Rн) = √(2909 / 200) = 3,8138. n св = n к / Ктр = 48 / 3,8138 = 13 витков.
Стало быть, потребуется переключатель на 5 положений, переключать отводы от витков: 9, 10, 11, 12, 13.

В нижнем поддиапазоне:
при минимальном значении активного сопротивления нагрузки:
Ктрн = √(Rнкн / Rн) = √(2886 / 100) = 5,372. n св = n к / Ктр = 80 / 5,372 = 15 витков.
при максимальном значении активного сопротивления нагрузки:
Ктрн = √(Rнкн / Rн) = √(2886 / 200) = 3,7987. n св = n к / Ктр = 80 / 3,7987 = 21 виток.
Тоже потребуется переключатель на 5 положений, переключать отводы от витков: 15, 17, 19, 21, 23.
Наличие в катушке нижнего диапазона 23-х витков против расчётных 21, обусловлено тем, что периметр петли на низкочастотном диапазоне может быть больше и достигать 350 метров.

7. Добротность нагруженного контура.
Эквивалентное сопротивление нагруженного контура Rкн = Rгр = 2850 Ω.
На верхнем диапазоне добротность составит:
На частоте 1620 кГц: Qнв = Rкн / XL1 = 2850 / (2π 1,62 х 68,5) = 4,09.
На частоте 918 кГц: Qнв = Rкн / XL1 = 2850 / (2π 0,918 х 68,5) = 7,21.
На нижнем диапазоне:
На частоте 918 кГц: Qнв = Rкн / XL2 = 2850 / (2π 0,918 х 200) = 2,47.
На частоте 52 кГц: Qнв = Rкн / XL2 = 2850 / (2π 0,522 х 200) = 4,34.

Маловато получилось. Плохая избирательность получится.
Стало быть, великоваты выбранные индуктивности и их надо уменьшить где-то раза в три. То есть, вместо катушки в 200 мкГ взять катушку в 68,5 мкГ, а вместо катушки 68,5 мкГ взять катушку на 23,5 мкГ.

Далее – пересчитываем.
2. Сопротивление активных потерь катушки 1: r = 2πfL/Q = 2 π x 1,62 x 23,5 / 200 = 1,196 Ω.
Сопротивление активных потерь катушки 2: r = 2πfL/Q = 2 π x 0,918 x 68,5 / 200 = 1,976 Ω.

3. Эквивалентное сопротивление ненагруженного контура:
В верхнем поддиапазоне: Rкв = Q2 х r = 200 х 200 x 1,196 = 47840 Ω.
В нижнем поддиапазоне: Rкн = Q2 х r = 200 х 200 x 1,976 = 79040 Ω.

4. Эквивалентное сопротивление нагрузки, пересчитанное в контур при шунтировании
В верхнем поддиапазоне: Rнкв = Rкв х Rгр (Rкв - Rгр) = 47840 х 2850 /(47840 – 2850) = 3030 Ω.
В нижнем поддиапазоне: Rнкн = Rкн х Rгр (Rкн - Rгр) = 79040 х 2850 /(79040 – 2850) = 2926 Ω.

5. Можно посчитать КПД выходной колебательной системы.
В верхнем поддиапазоне: КПДв = 47840/ (47840 + 3030) = 94%
В нижнем поддиапазоне: КПДн = 79040 / (79040 + 2926) = 96,4%

6. Коэффициент трансформации и число витков катушки связи:
В верхнем поддиапазоне
при минимальном значении активного сопротивления нагрузки:
Ктрв = √(Rнкв / Rн) = √(3030 / 100) = 5,5. n св = n к / Ктр = 25 / 5,5 = 4,5 вит. Делаем 4 витка.
при максимальном значении активного сопротивления нагрузки:
Ктрв = √(Rнкв / Rн) = √(3030 / 200) = 3,89. n св = n к / Ктр = 25 / 3,89 = 6,5 вит. Делаем 7 витков.
В нижнем поддиапазоне:
при минимальном значении активного сопротивления нагрузки:
Ктрн = √(Rнкн / Rн) = √(2926 / 100) = 5,4. n св = n к / Ктр = 48 / 5,4 = 8,89 вит. Делаем 8 витков.
при максимальном значении активного сопротивления нагрузки:
Ктрн = √(Rнкн / Rн) = √(2926 / 200) = 3,835. n св = n к / Ктр = 48 / 3,835 = 12,5 вит. Делаем 13 витков.

7. Добротность нагруженного контура.
Эквивалентное сопротивление нагруженного контура Rкн = Rгр = 2850 Ω.
На верхнем поддиапазоне добротность составит:
На частоте 1620 кГц: Qнв = Rкн / XL1 = 2850 / (2π 1,62 х 23,5) = 11,9.
На частоте 918 кГц: Qнв = Rкн / XL1 = 2850 / (2π 0,918 х 23,5) = 21.
В ограничение по полосе Qнв < 28, укладываемся.
На нижнем поддиапазоне:
На частоте 918 кГц: Qнн = Rкн / XL2 = 2850 / (2π 0,918 х 68,5) = 7,2.
На частоте 522 кГц: Qнн = Rкн / XL2 = 2850 / (2π 0,522 х 68,5) = 12,7.
В ограничение по полосе Qнн < 16, укладываемся.

[SergeKomarov]

Теперь про компенсацию реактивной составляющей антенны.
Как уже было сказано выше, передатчик работает на низкорасположенную (относительно длины волны) над землёй рамку (петлю провода) с активной составляющей входного сопротивления от 100 до 200 ом и с реактивной (индуктивной) составляющей в пределах от 0 до 300 ом.

Минимальная компенсирующая ёмкость будет соответствовать реактивному сопротивлению 300 ом на верхней частоте 1620 кГц.

С = 1 / (2πfXc) = 1 / (2π x 1,62 x 300) = 327,5 пФ.

Максимальная компенсирующая ёмкость может быть очень большой потому, что для реактивного сопротивления вблизи нуля, емкость нужна бесконечная. Однако, нам не нужна строгая математическая компенсация, а вполне достаточно физической. Добротность антенного контура невысока. В самом худшем случае при короткой рамке её сопротивление (активное сопротивление провода плюс сопротивление излучения) может быть не меньше 30 ом. Более короткие рамки бессмысленны. Примитивная прикидка даёт сопротивление, которое имеет смысл компенсировать - десятую часть от 300 ом, что соответствует ёмкости 3300 пФ. Или ёмкость не более 5800 пФ с учётом нижней частоты нижнего диапазона.

Схемотехническое решение напрашивается само. Ставим гирлянду из 11 конденсаторов по 3300 пФ и переключатель на 12 положений, закорачивающий часть гирлянды. Минимальная ёмкость 3300 / 11 = 300 пФ (все конденсаторы включены последовательно), максимальная 3300 пФ (включён один конденсатор, остальные - закорочены переключателем).
На нижний диапазон гирлянда будет состоять из 11-и конденсаторов по 6200 пФ.
В обоих случаях прекрасно подойдут конденсаторы КСО-5-Г-500 В. Или их более новые аналоги К31У-3Е-5 - 500 В.
Соответственно, следует перерисовать схему выхода, убрав двухсекционный переменный конденсатор.

Вот так, в процессе расчёта меняется схема. При конструировании, тоже возможны схемные изменения.

В частности, при малых мощностях передатчика (где-то до 10 Вт) имеет смысл в антенном контуре применять переключатели ПГ3, которые бывают (в том числе) на 4, на 6 и на 12 положений. Переключатель на 12 положений прекрасно встанет в гирлянду конденсаторов, а переключатели на 4 и на 6 положений - для переключения отводов катушки связи.

Для верхнего поддиапазона будет достаточно 4-х положений с переключением витков 4, 5, 6, 7. Причём, с запасом в обе стороны. Позже пересчитано: 5, 6, 7, 8.
А в передатчике на нижний поддиапазон будет 6 положений, и переключаются витки: 8, 9, 10, 11, 12, 13.
Переключаться будет отвод, соединяющийся через переключатель с землёй. Ну, чтобы неподключённые отводы не добавляли паразитную ёмкость от контура к антенне.

[SergeKomarov]

Со схемотехникой, первую итерацию, похоже, закончили. Хотя в процессе конструктивного расчёта возможны возвраты.

Теперь конструктивный расчёт катушек.
Начнём с контурной катушки выходного каскада.
Ток первой гармоники, анода лампы Iа1 = 72,5 мА. Постоянная составляющая тока анода Iа0 = 46,3 мА.
Добротность нагруженного контура
на верхнем поддиапазоне 21. На нижнем поддиапазоне 12,7.
Контурный ток и суммарное значение тока, протекающего через катушку:
на верхнем поддиапазоне iк = Qн Iа1 = 21 х 72,5 = 1523 мА = 1,523 А. Is = √ (1523 х 1523 + 46,3 х 46,3) = 1523,7 мА
на нижнем поддиапазоне iк = Qн Iа1 = 12,7 х 72,5 = 921 мА = 0,921 А. Is = √ (921 х 921 + 46,3 х 46,3) = 922,2 мА
Постоянная составляющая тока практически ничего не добавляет к нагреву провода. Можно было бы и не учитывать при значениях нагруженной добротности более 10-и. К тому же, ВЧ ток течёт преимущественно по поверхности проводника, а постоянный - через всю толщину поперечного сечения.

Толщина скин-слоя δ на частоте 1,62 МГц - δ = 66,2 / √1,62 = 52 μ или 0,052 мм.
Толщина скин-слоя δ на частоте 0,918 МГц - δ = 66,2 / √0,918 = 69 μ или 0,069 мм.
Толщина скин-слоя δ на частоте 0,522 МГц - δ = 66,2 / √0,522 = 92 μ или 0,092 мм.

Если взять диаметр жилки литцендрата не более 2δ, то ток будет протекать по всей толщине жилки и можно считать площадь сечения провода, как на постоянном токе.
То есть, если взять литцендрат с диаметром жилок 0,1 мм, то заведомо во всём частотном диапазоне передатчика такой литцендрат будет эффективно работать.

Однако, поскольку формула толщины скин-слоя δ = 66,2/√f основана на аппроксимации, то применение литцендрата с толщиной жилки 0,071 мм тоже не лишено смысла, особенно на верхнем поддиапазоне. Максимальный постоянный ток, допустимый для медной жилки, диаметром 0,1 мм при плотности тока 3,18 А/кв.мм составит (0,1 / 0,02) в квадрате = 25 мА. - Это преобразование классической формулы диаметра медного намоточного провода в зависимости от протекающего тока в миллиамперах d = 0,02 √ I .
Существует литцендрат ЛЭШО 49 х 0,1. И его 49 жилок свободно пропустят ток 25 х 49 = 1225 мА = 1,225 А.
Такой литцендрат хорошо подходит для катушки нижнего поддиапазона. А вот, для катушки верхнего поддиапазона потребуется литцендрат, состоящий из 1534 / 25 = 61 жилок.
Сразу возникает вопрос, а не переборщили ли мы, выбирая нагруженную добротность выходного контура передатчика на верхнем поддиапазоне? Может быть, добротности 16 было бы достаточно? Тогда и для верхнего поддиапазона подошёл бы литцендрат ЛЭШО 49 х 0,1, да и КПД выходного контура был бы выше. Есть предмет пересчитать индуктивность контурной катушки на верхнем поддиапазоне. Если взять индуктивность в 30 мкГ, то всё должно получиться.

Пересчитываем только верхний поддиапазон.
2. Сопротивление активных потерь катушки 1: r = 2πfL/Q = 2 π x 1,62 x 30 / 200 = 1,527 Ω.

3. Эквивалентное сопротивление ненагруженного контура:
В верхнем поддиапазоне: Rкв = Q2 х r = 200 х 200 x 1,527 = 61080 Ω.

4. Эквивалентное сопротивление нагрузки, пересчитанное в контур при шунтировании
В верхнем поддиапазоне: Rнкв = Rкв х Rгр (Rкв - Rгр) = 61080 х 2850 /(61080 – 2850) = 2989 Ω.

5. Можно посчитать КПД выходной колебательной системы.
В верхнем поддиапазоне: КПДв = 61080 / (61080 + 2989) = 95,3%

6. Коэффициент трансформации и число витков катушки связи:
В верхнем поддиапазоне
при минимальном значении активного сопротивления нагрузки:
Ктрв = √(Rнкв / Rн) = √(2989 / 100) = 5,5. n св = n к / Ктр = 30 / 5,5 = 5,5 вит. Делаем 5 витков.
при максимальном значении активного сопротивления нагрузки:
Ктрв = √(Rнкв / Rн) = √(2989 / 200) = 3,866. n св = n к / Ктр = 30 / 3,866 = 7,76 вит. Делаем 8 витков.

7. Добротность нагруженного контура.
Эквивалентное сопротивление нагруженного контура Rкн = Rгр = 2850 Ω.
На верхнем поддиапазоне добротность составит:
На частоте 1620 кГц: Qнв = Rкн / XL1 = 2850 / (2π 1,62 х 30) = 9,33.
На частоте 918 кГц: Qнв = Rкн / XL1 = 2850 / (2π 0,918 х 30) = 16,47.
В ограничение по полосе Qнв < 28, укладываемся.

Контурный ток и суммарное значение тока, протекающего через катушку:
на верхнем поддиапазоне iк = Qн Iа1 = 16,47 х 72,5 = 1194 мА = 1,523 А. Is = √ (1194 х 1194 + 46,3 х 46,3) = 1195 мА.
Укладываемся в предельный ток 1225 мА для литцендрата ЛЭШО 49 х 0,1. Стало быть, и катушки верхнего диапазона можно намотать этим проводом.

[SergeKomarov]

Теперь посмотрим, что получится с катушками задающего генератора и промежуточного контура. Считаем по максимуму.
Угол отсечки оставим прежним Θ = 90º. Соответственно: γ1 = 1,571.

Там применена радиолампа 12Ж1Л, и её номинальный постоянный ток анода 6,8 мА. Стало быть, при её типовом режиме ток первой гармоники может быть Iа1 = Iа0 γ1 = 6,8 х 1,571 = 10,68 мА.
В канавку каркаса с шагом 1 мм (48 витков на длине намотки 48 мм при индуктивности 68,5 мкГ) хорошо укладывается литцендрат ЛЭШО 35 х 0,071. Его одна жилка может пропустить ток (0,071 / 0,02) в квадрате = 12,6 мА. Соответственно, все 35 жилок пропустят 441 мА. Такой ток контура будет при нагруженной добротности 441 / 10,68 = 41,3. Обеспечить такую нагрузку для промежуточного контура в режиме шунтирования может резистор утечки первой сетки выходной лампы.

Эквивалентное сопротивление ненагруженного контура:
В верхнем поддиапазоне: Rкв = Q2 х r = 200 х 200 x 1,527 = 61080 Ω.
В нижнем поддиапазоне: Rкн = Q2 х r = 200 х 200 x 1,976 = 79040 Ω.

Для добротности Q = 41 эквивалентное сопротивление должно быть снижено в 200 / 41 = 4,9 раза.
То есть, в верхнем диапазоне оно должно стать 61080 / 4,9 = 12465 Ω.
В нижнем диапазоне 79040 / 4,9 = 16130 Ω.

В качестве шунтирующего сопротивления выступает резистор утечки первой сетки выходной лампы.
Для верхнего поддиапазона он должен быть: Rу = 61080 х 12465 /(61080 - 12465) = 15660 Ω.
Для нижнего диапазона: Rу = 79040 х 16130 /(79040 - 16130) = 20266 Ω.
Из опыта конструирования передатчиков на радиолампах, значения сеточных сопротивлений для выходного каскада 15 и 20 кΩ вполне адекватные.
Впрочем, ещё до проведения этого расчёта на схеме передатчика "Версия 2" уже стоял номинал этого резистора 20 килоом.

[SergeKomarov]

Нашёл параметры радиолампы 12П17Л с данными по третьей сетке. Нашёл здесь: https://etd.radiolamp.ru/tube.php?name=12P17L

Как себя ведёт характеристика по третьей сетке можно проследить по аналогии с лампой LS-50 фирмы Telefunken (прототип нашей ГУ-50). Второй рисунок - компьютерный перевод с немецкого на русский. Обратим внимание, что при положительном напряжении на защитной сетке наблюдается небольшой подъём анодного тока, однако линейность характеристики нарушается. Третий рисунок - аналогичный график из книги Агафонова "Теория и расчёт радиотелефонных режимов генераторных ламп". Похоже, в 50-е годы у него был доступ к оригиналам документации на Телефункеновские лампы, в частности LS-50 и полному нашему аналогу ГУ-50.

Поскольку в режиме измерения выходной мощности для 12П17Л было приведено напряжение на защитной сетке + 15 вольт, то логично предположить, что именно при этом напряжении и наблюдается максимум тока анода. Далее происходит перераспределение электронного потока (он ответвляется на защитную сетку) и ток анода падает. Величину подъёма анодного тока для 12П17Л можно пропорционально экстраполировать с аналогичной характеристики лампы LS-50.

На основании приведённых данных построил характеристику, которой не хватало для расчёта режима модуляции по третьей сетке.

По характеристикам лампы LS-50 видно, что линейность характеристики по третьей сетке сохраняется до уровня около 20% от значения при нулевом напряжении смещения. Для лампы LS-50 граница линейности приходится на запирающее напряжение минус 320 вольт. Соответственно, в режиме модуляции указано положение рабочей точки в режиме несущей при смещении минус 160 вольт.

По аналогии, для лампы 12П17Л можно заключить, что 20% от 35 мА составит 7 мА и линейность характеристики будет сохраняться до напряжения минус 44 вольта. Соответственно, смещение в режиме несущей следует установить около минус 22 вольт. Ну, и амплитудное значение напряжения модуляции приложенное к защитной сетке с анодной цепи лампы модулятора не должно превышать 22 вольта. Впрочем, превышение его на пиках до значения 30 вольт не приведёт к сильным искажениям сигнала, а лишь вызовет плавное как бы компрессирование пиков. Сверху - за счёт перераспределения тока анода на защитную сетку, снизу - за счёт плавного увеличения нелинейности характеристики при малых токах.

Это всё касается характеристики, построенной синим цветом для Ia0 = 35 мА, а у нас по расчёту 46,3, но характер у неё будет тот же самый. Она пойдёт параллельно этой. Нарисую-ка я её красным цветом и сделаю нужные построения. Соответственно, Напряжение в точке несущей потребуется минус 29,7 вольта и постоянная составляющая тока анода должна быть 27,8 мА. Амплитуда модулирующего напряжения также 29,7 вольта. Впрочем, если чуть больше - не страшно. Ну, и, тогда надо будет обеспечить от источника смещения соответствующее запирающее напряжение. Можно поставить стабилитрон на 36 вольт и подстроечный резистор для плавной установки режима несущей.

Работаем!

[SergeKomarov]

Посчитал цепь смещения по третьей сетке и учёл в модуляторе нужную амплитуду напряжения модуляции в соответствии с характеристикой по третьей сетке 12П17Л. Вместо трёх дросселей в анодной цепи модулятора достаточно двух.
Вот что получилось:

Резистор в цепи экранирующей сетки, за счёт которого происходит автоэкранная модуляция для лампы LS-50 оговорен в рекомендованном режиме 5000 ом. Номинал аналогичного резистора для 12П17Л, вероятно, должен быть больше. Я на схеме написал 10 ком, вполне допускаю, что он потребуется и 15 ком. Будем подбирать на реальном передатчике по качеству модуляции и чтобы экранирующая сетка не перегревалась. В радиовещании ресурс радиоламп важнее выходной мощности.

Однако, давайте немного порассуждаем.
Автоэкранная модуляция, то есть уменьшение напряжения на экранирующей сетке при запирании лампы по третьей сетке, необходимо для того, чтобы экранирующая сетка не расплавилась. Уменьшая напряжение на экранирующей сетке мы не только уменьшаем рассеиваемую на ней мощность, но и уменьшаем электронный поток, направляющийся к аноду. А вот за это можно зацепиться при расчёте.

Впрочем, можно открыть книгу Агафонова "Теория и расчёт радиотелефонных режимов генераторных ламп" и посмотреть, как это делалось в далёкие 50-е годы. И там есть Глава VII "Модуляция на защитную сетку". Смотрим: http://www.radiostation.ru/home/books/T ... _lamp.djvu

Продолжим.
За счёт резистора в экранной сетке имеет место одновременная автоэкранная модуляция. То есть, при запирании лампы по защитной сетке, экранной не надо перехватывать на себя весь электронный поток анодного тока (сетка просто расплавится), а за счёт понижения на ней напряжения этот поток сильно уменьшить, и перехватить лишь остаток.
По аналогии, у радиолампы ГУ-50 (LS-50) при запирании её по защитной сетке (из режима несущей), ток экранной сетки возрастает в два с половиной раза, от 11 до 29 мА.

По графику тока экранной сетки видно, что в режиме пиковой мощности ток равен 11 мА, в режиме несущей (когда лампа прикрыта наполовину) 20 мА, а в режиме минимума 29 мА. При этом напряжение питания экранной сетки (до гасящего резистора в 5000 Ω) составляет 350 в, на пике модуляции: 350 – 11 х 5 = 295 в, в режиме несущей 250 в, и в минимуме 350 – 29 х 5 = 205 в. Но не забываем, что лампа ГУ-50 (LS-50) – это лучевой пентод, и сетки у неё расположены вствор. То есть, экранирующая и антидинатронная сетки расположены в тени витков управляющей сетки. А, по сему, ток экранирующей сетки значительно меньше, чем у нелучевых ламп.
Попробуем сделать аналогичные построения для радиолампы 12П17Л и рассчитать два параметра: Напряжение питания экранной сетки до гасящего резистора и Номинал этого гасящего резистора. График постоянной составляющей тока анода Ia0 у нас есть.

При идеальной (линейной) модуляционной характеристике ток анода в режиме несущей должен быть 50% от максимального тока на пике модуляции, то есть, 46,3 / 2 = 23,1 мА. Однако, чтобы не заходить в область нелинейности при малых токах анода, возьмём значение тока анода в режиме несущей немного больше, например, 25 мА. Тогда разброс напряжений смещения на защитной сетке должен быть от минус 31,5 до минус 34 вольт. Я указываю два оговоренных режима для защитной сетки на первой и третьей страницах справочника (смотри графики и вложения в предыдущем сообщении). Для гарантированного обеспечения смещения на третью сетку в режиме несущей от минус 31,5 до минус 34 вольт стабилитрон 2С536А с 10% отклонением напряжения стабилизации (от 32,4 до 39,6 в) не годится. Поэтому ставим два стабилитрона последовательно 2С522А и 2С518А. Суммарные напряжения при отрицательных 10% отклонениях обеспечат смещение минус 16,2 + 19,8 = 36 вольт. Стало быть, подстроечным резистором установить напряжение минус 34 вольта, возможно.

По аналогии с ГУ-50 построил для 12П17Л график тока экранной сетки при запирании лампы по защитной сетке. Взял максимальный ток экранной сетки, как 25% от тока анода (46,3 / 4 = 11,5 мА).

Ну, и, по семейству анодно-сеточных характеристик, чтобы от 46,3 мА, при напряжении экранной сетки 150 вольт, опуститься до 11,5 мА, потребуется построить дополнительную анодно-сеточную характеристику при напряжении экранной сетки 70 вольт. Тогда в режиме несущей напряжение на экранной сетке составит (150 + 70)/2 = 110 вольт. Напряжение на экранной сетке на пике модуляции 150 вольт при токе экранной сетки 6 мА. Напряжение в минимуме модуляции 70 вольт при токе экранной сетки 11,5 мА. Можно составить уравнение: 150 + 6R = 70 + 11,5R , где R - в килоомах. Решаем. 150 - 70 = 11,5R - 6R; 5,5R = 80; R = 14,55 килоома. И напряжение до гасящего резистора должно быть 150 + 6R = 150 + 96 = 237,3 вольта. Поскольку наши построения не очень точны, то будем считать, что напряжение анодного питания 240 вольт (вернее, там 238) поступающее на выходную радиолампу после выпрямителя, совпадает с необходимым значением для питания цепи экранной сетки при автоэкранной модуляции. Исправляем на принципиальной схеме номинал гасящего резистора и пишем туда рассчитанные 14,5 килоома. Поскольку такого номинала нет, можно поставить два резистора, соединённые впараллель на 27 и 30 килоом или последовательно соединить 7,5 и 6,8 килоома. Максимальная мощность, рассеиваемая на резисторе при напряжении на экранной сетке 70 вольт, составит (240 - 70) х 11,5 = 1,955 Вт. Учитывая, что средняя мощность в режиме несущей составит (240 - 110) х 8,8 = 1,144 Вт, мощность каждого резистора, из двух соединённых, возьмём по 1 ватту. Если будут греться, можно будет заменить на двухваттники.

Но, ВНИМАНИЕ, здесь речь идёт о наших отечественных резисторах МТ, МЛТ, ОМЛТ или С2-23. Если будете ставить буржуйские резисторы, то обратите внимание, что их одноваттник такой же по размерам, как наш МЛТ-0,5. А физику не обманешь. Поэтому буржуйские резисторы ставим по их буржуйской (ненастоящей) мощности на в два раза большую. И это не ошибка. У них правят бал не инженеры, а менеджеры. Потому и пишут на одноваттнике, что он двухваттник. - Быстрее сгорит, быстрее потребитель придёт покупать новое - а менеджеру - прибыль. В СССР вся элементная база делалась в первую очередь для оборонной промышленности и такие менеджерские выкрутасы были немыслимы. Потому я и люблю отчественную элементную базу. Она сделана инженерами, для самих себя и честно.

Схема имеет вид:

Улучшать, конечно, можно до бесконечности (не факт, что этот вариант окончательный), но принципиально, в этой схеме посчитано всё.
Можно конструировать и собирать.
Возможно, потребуется при регулировке собранного передатчика уточнить (подобрать) номинал гасящего резистора в экранной сетке (тот, что 14,55 килоома), чтобы при смещении на защитной сетке минус 32 вольта (при отсутствии сигнала модуляции), на экранной было бы ровно 110 вольт. Ну, и, посмотреть на осциллографе при амплитуде модулирующего напряжения на защитной сетке 32 - 35 вольт отсутствие искажений напряжения модуляции на экранной сетке с размахом от 70 до 150 вольт и при среднем постоянном напряжении + 110 вольт. Причём, во всей полосе модулирующих частот от 100 до 8000 Гц.
Только не забудьте при этом нагрузить передатчик на эквивалент, резистор ТВО-10-150 ом. Впрочем, можно и 5 штук МЛТ-2 - по 750 ом соединить в параллель. При этом, переключатель емкостной гирлянды следует поставить в положение КЗ - левое по схеме.

[SergeKomarov]

Осталось нарисовать и рассчитать блок питания.
Идея и типовая конструкция отсюда: https://www.cqf.su/technics/PS-Sint-Udv.html
С учётом запаса по мощности для последующей модернизации, годятся трансформаторы ТАН14, ТАН15, ТАН16 или даже более мощные ТАН28, ТАН29, ТАН30.

Как соединять обмотки у ТАН14 и ТАН15 (соответственно, ТАН28 и ТАН29) писал выше.

Трансформаторы ТАН16 (ТАН30) имеют обмотки:
2 х 80 в при токе каждой 90 мА (100 мА у ТАН30).
2 х 56 в при токе каждой 150 мА (у ТАН30 те же 150).
2 х 24 в при токе каждой 150 мА (у ТАН30 те же 150).
накал 2 х 6,3 в при токе каждой обмотки 1,05 А (1,6 А у ТАН30).

Обмотки накала соединяем последовательно и центральную точку - на землю (на массу, на общий провод).
Для анодного выпрямителя соединяем две 80 вольтовые обмотки параллельно, и, последовательно к ним, две по 56 вольт. Получаем 80 + 56 х 2 = 192 вольта. После выпрямителя и фильтра получим 192 х 1,24 = 238 вольт.
Для напряжения смещения остаются две обмотки по 24 вольта. Соединяем последовательно, и после выпрямителя и фильтра получаем 48 х 1,24 = 59,5 вольта. Тогда гасящий резистор в стабилизаторе смещения будет (59,5 - 40) / 6 = 3,25. Ближайший номинал 3,3 килоома. Мощность 19,5 х 6 = 117 мВт. С хорошим запасом ставим МЛТ-0,5.
Однако, есть возможность разбить этот резистор на 2 например 1,5 + 1,8 килоома или 1,1 + 2,2 килоома и сделать двухзвенный сглаживающий фильтр в цепи смещения. Пожалуй, так будет лучше. В передатчике я уже нарисовал 2,2 килоома и тут рисую 1,1 килоома.
Схему нарисовать не сложно.

И ещё один момент. Пустячок, но важный. Последние лет 10 наши российские электросети "косят" под Европу и в сети зачастую бывает не 220, а 230 вольт. Соответственно, 10% допуска уже не 198 - 242 вольта, а 207 - 253 вольта. Напряжение более 242-х вольт - уже не хорошо для бытовых трансформаторов на 220 вольт (они ж впритык сделаны) и аппаратура постепенно будет выходить из строя. Но применение трансформаторов ТАН на напряжения 127/220 вольт позволяет включать их на 237 вольт и этим не только предохранить аппаратуру от выгорания, но и продлить срок службы радиоламп. Такое включение я тоже показал на схеме.

[SergeKomarov]

Ну, вот и полная схема. Конечно, к ней может ещё добавляться всякая мелочёвка. Сразу напросился переключатель щадящего режима индикатора с половинным накалом через гасящий резистор МЛТ-2 - 30 ом и выключением напряжения анода в режиме ожидания. Включил режим индикации, настроил передатчик, проконтролировал уровень модуляции и выключил. Чего индикатору попусту тратить свой ресурс, когда на него никто не смотрит. А половинный накал с гасящим резистором выполняет две функции: 1. ограничение броска тока при включении накала на холодную лампу; 2. быструю готовность индикатора при включении полного питания.

Да-а-а.... А индикатор 12Е71Л (отечественный аналог EM71, только с 12 вольтовым накалом), сюда сильно напрашивается. И, ведь, EM71 изначально был в корпусе с локтальным цоколем. Да и по своей схеме это ж та же 6Е5С, только с электродной системой смещённой вбок. Правда, с удлинённой (логарифмической) характеристикой. Надо будет этой зимой съездить на Талдомский филиал МЭЛЗ-а и уговорить-таки генерального директора сделать такую инициативную разработку.

А это его оригинальные справочные данные: https://frank.pocnet.net/sheets/062/e/EM71.pdf

[Дикий Кот]

Надо будет этой зимой съездить на Талдомский филиал МЭЛЗ-а и уговорить-таки генерального директора сделать такую инициативную разработку.

А с саратовским заводом "ЭкспоПУЛ" не пробовали связываться? До известных недавних событий завод работал и выпускал лампы на экспорт, для Hi-End аппаратуры.

[SergeKomarov]

с саратовским заводом "ЭкспоПУЛ" не пробовали связываться

Не пробовал. Причин три:
- Во-первых, в Талдоме всё-таки МЭЛЗ. МОСКОВСКИЙ электроламповый завод. Доверия больше. Хоть и Талдомские, но таки-свои ребята. И генеральный - технарь, инженер, а не менеджер.
- Во-вторых, может быть, я, конечно, чего-то путаю, но вроде Саратовское ламповое производство полностью лежит прод американцами, еще с 90-х, как они его за бесценок к рукам прибрали.
- В-третьих, из Саратова - моя бывшая (дерьма она на меня вылила столько, что буковок не хватит даже лишь на одни заголовки), поэтому Саратов для меня - проклятый город.