Схема лампового усилителя на ГУ-50

Схема лампового усилителя на ГУ-50 — пентод ГУ-50 был разработан в Германии в середине 30-х годов и имел кодовое название LS50. Это интересная и довольно редкая в наше время радиолампа, которая также производилась и в Советском Союзе. Предназначается она для усиления мощности и генерирования высокочастотных колебаний. Лампа очень надежная в работе и можно сказать «непотопляемая». Не зря есть поговорка, что ГУ-50 можно только расколоть или утерять. Здесь подразумевается, что другими действиями испортить ее довольно сложно. Именно эти качества лампы привлекли внимание в свое время армейских связистов.

Пентод LS50. Оригинальный экземпляр от компании Telefunken образца 1942 года.

Как только появилась лампа LS50, она была моментально скопирована многими мировыми производителями электровакуумных приборов, это говорит о том, какой колоссальный интерес она вызвала. Тем не менее производство ее продолжается до настоящего времени.

Электровакуумный прибор ГУ-50 — отечественный аналог лампы LS50

Таблицы параметров лампы

Номинальные характеристики лампы ГУ50

Параметр	Значение	Допуск
Напряжение накала, В	12,6
Напряжение на аноде, В	800
Напряжение на второй сетке, В	250
Напряжение смещения на первой сетке, В	-40	10
Ток накала, мА	655	65
Крутизна характеристики при токе анода 50 мА, мА/В	4	1
Выходная мощность, Вт *	60
Выходная мощность при напряжении накала 10,8 В, Вт *	не менее 52

Максимально допустимые параметры лампы ГУ50

Параметр	Значение
Наибольшее напряжение накала, В	14,5
Наименьшее напряжение накала, В	10,8
Наибольшее напряжение на аноде на частоте 46,1 МГц, В	1000
Наибольшее напряжение на аноде на частоте 66,6 МГц, В	800
Наибольшее напряжение на аноде на частоте 87,5 МГц, В	700
Наибольшее напряжение на аноде на частоте 120 МГц, В	600
Наибольшее пиковое напряжение на аноде, В	3000
Наибольшее напряжение на второй сетке, В	250
Наибольшая мощность, длительно рассеиваемая на аноде, Вт	40
Наибольшая мощность, рассеиваемая на аноде при перегрузке в течении 1 мин, Вт	50
Наибольшая мощность, рассеиваемая на 2-й сетке, Вт	5
Наибольшая мощность, рассеиваемая на 1-й сетке, Вт	1
Наибольшее постоянное напряжение между катодом и подогревателем, В	200
Наибольший ток утечки между катодом и подогревателем, мкА	100
Наибольший ток в цепи катода, мА	230
Наибольшее сопротивление в цепи катод-подогреватель, кОм	5

Особенное место нашлось для лампы в производстве звукоусиливающей аппаратуры. В интернете размещено огромное количество всевозможных схем усилителей мощности звука, где в выходном каскаде установлен именно этот лучевой пентод. В этой статье предложена к повторению конструкция однотактного усилителя, оконечный каскад, которого выполнен на лампе ГУ-50.

Данная схема лампового усилителя на ГУ-50 может быть не всем и понравится. Так как радиолюбители есть разные и кто-то из них возможно посчитает мощность на выходе в 10 Вт просто издевательской. Тем не менее, для усилителя такого класса эта мощность считается очень даже неплохой. На самом деле, даже в не большом помещении, используя только половину уровня громкости, аппарат выдает очень громкий звук.

С чего нужно начать сборку конструкции?

Конечно у всех свой подход к началу изготовления любого устройства. Например можно сразу определится с корпусом для усилителя, какой он будет конфигурации, размеры, а потом под него подгонять уже все комплектующие. Для лучшего визуального восприятия, корпус нужно нарисовать на листе бумаги с нужными вам размерами. Также целесообразно сделать эскизы трех защитных коробок для трансформаторов. Изготовить эти металлоконструкции можно самостоятельно или заказать у специалистов.

Ниже на снимке корпус усилителя в процессе подгонки трансформаторов и ламповых панелек.

Выходные трансформаторы

Схема лампового усилителя на ГУ-50 имеет в своем составе три трансформатора, два из которых выходные и один сетевой. Если вы будете их изготавливать самостоятельно, то для этого можно воспользоваться трансами от УПСсов для компьютеров (источник бесперебойного питания), вернее их железом. Для этого их нужно модернизировать, снять заводские обмотки и намотать свои с необходимыми напряжениями. Готовые выходные трансформаторы должны иметь вот такие параметры:

Сердечники Ш38х45. Первичная обмотка содержит 2800 витков провода 0.25мм. Состоит из трех секций 700+1400+700 витков. Между ними расположены 2 секции вторичной обмотки по 120 витков проводом 0.86. Вторичные обмотки соединены параллельно и имеют отвод от 86 витка. Межслойная изоляция – факсовая бумага в один слой. Изоляция между первичной и вторичной обмотками – 3 слоя такой же бумаги.

В конечном итоге будет трансформатор, способный гарантировать в анодной цепи лампы нагрузку 4,6 кОм, а также выходные тракты для подключения акустики имеющей сопротивлении 4 Ом — 8 Ом.

Чтобы собрать пару абсолютно идентичных трансформаторов, для этого необходимо разделить пластины магнитопроводов на равные части. Затем эти пластины желательно смешать. То есть, чтобы при обратной сборке сердечников одна часть пластин была бы от одного транса, другая от другого. В этом случае можно будет гарантировать, что оба трансформатора будут иметь совершенно одинаковые параметрические характеристики.

После того как вы изготовили трансформатор его следует пропитать парафином. Для этого в емкость с расплавленным парафином нужно поместить конструкцию примерно минут на 50 или чуть более, для хорошего пропитывания.

Устройство силового трансформатора

Установленный в ламповом усилителе силовой трансформатор реализован на Ш-образном магнитопроводе Ш40х40. Чтобы точно его рассчитать надо воспользоваться простой программой PowerTrans v1.0. Для обеспечения наиболее надежной работы трансформатора, после проведения расчетов в программе, нужно сечение провода для первичной обмотки увеличить примерно на 10%. В архиве находится сама программа и подробный справочник по обмоточным проводам и методам изготовления катушек трансформаторов. Скачать PowerTrans v1.0

На снимке окно программы с уже рассчитанными данными для намотки:

Схема лампового усилителя на ГУ-50 предполагает для использования в усилителе в качестве силового трансформатора практически можно брать любой с мощностью потребления в районе 150 Вт. Хорошо для этой цели подойдут трансформаторы от ламповых телевизоров советского производства, например: ТС-180 или ТС-270. Их не очень сложно перемотать. Удаляется вторичная обмотка и выполняется новая с нужным вам напряжениями.

Принципиальная схема и налаживание

Схема лампового усилителя на ГУ-50 с ее лучевым пентодом, которой выполняет функцию усиления мощности, а также служит для генерирования высокочастотных колебаний. Расположение радиолампы в конструкции должно быть строго вертикальным, то есть ламповая панель — внизу. Принцип ее работы заключается в следующем: в цепь второй сетки поступает положительное напряжение 255v. Это напряжение берется с анодного вывода трансформатора. Затем через выпрямительный диод поступает в цепочку собранную на конденсаторе и дросселе и там выпрямленное напряжение сглаживается. Такой принцип работы радиолампы ГУ-50 позволяет увеличить мощность на выходе лампового усилителя.

Смещение у лампы фиксированное. Отрицательное напряжение в цепь первой сетки поступает из блока питания от индивидуального выпрямителя. Потенциометры, со специальным штоком под отвертку для регулировки уровня смещения установлены на верхней части корпуса, сразу за лампами. Это сделано для облегчения доступа к настройке рабочего режима ГУ-50, при этом не снимая верхней крышки корпуса.

[adsens]

На фронтальной панели размещены два стрелочный индикатора для наблюдения за током покоя ламп в оконечном каскаде. Если стрелка индикатора переместилась в красный сектор, то это означает перегрузку мощности выходных радиоламп.

Напряжение смещения

В установке напряжения смещения на пентоде ничего сложного нет. Нужно всего лишь произвести корректировку оконечного каскада с помощью потенциометра выведенного под шлиц на верхней панели корпуса. Стрелка индикатора при подстройках должна установится в районе красного сегмента шкалы. Вся эта процедура особенно требуется после замены выходной лампы. В общем то при первичной настройке можно измерять напряжение мультиметром на резисторе, который установлен в цепи катода радиолампы ГУ-50. Рабочий ток покоя выставляется со значением 90 мА, после этого нужно подстроить гасящий резистор стрелочного индикатора, так чтобы стрелка установилась на нужной вам величине.

Постоянный резистор установленный в цепи катода выходного каскада имеет номинальное сопротивление 10 Ом. Это дает возможность предельно точно выставлять рабочий режим работы каскада. Также этот резистор выполняет еще одну роль — создает маленькую Обратную Отрицательную Связь. Используя такую ООС увеличивается стабильность оконечного каскада, она противостоит возможности возбуждения при высоких частотах. Именно по этому в катодной цепи лампы установлен проволочный резистор класса С5-5 и мощностью 5 Вт. Собственно этот резистор и создает индуктивность, а это означает, что на высоких частотах происходит ослабление усиления лампы.

Схема лампового усилителя на ГУ-50 в своем предварительном каскаде имеет пентод 6Ж4, который включен в триодном режиме и также имеет фиксированное смещение. Данное смещение напряжения создает маломощный стабилитрон КС133А. Если кого-то не удовлетворяет такая схема включения, то тогда можно использовать литиевую батарею CR2032, которые стоят в ПК. Либо в катодную цепь установить постоянный резистор с номиналом ≈360 Ом, а затем за шунтировать его емкостью с номиналом 3000 мкф.

Дополнительная настройка

В процессе наладки сопротивление на выходе получилось около 29 Ом, это при том, что акустическая система имеет 8 Ом. Поэтому потребовалась дополнительная подстройка схемы, а именно внедрение незначительной ООС состоящей из двух резисторов R7-R8. После этого сопротивление на выходе оконечного каскада снизилось до 2 Ом на клемме «4 Ом», а на клемме «8 Ом» упало до 4 Ом. Это действие незамедлительно сказалось на звуке, басовые атаки в музыке стали уверенно четкими, исчезла резкость в диапазоне средних частот.

Монтаж лампового усилителя на ГУ-50

Собирался усилитель с применением навесного монтажа. Первоначально был изготовлен блок питания на специальном каркасе из металла, затем это каркас был установлен внутри корпуса.

В блоке питания в цепи выходного каскада установлены типовые дроссели Др2-ЛМ извлеченные из старых ламповых телевизоров. Унифицированный электрический дроссель Д36-20 обеспечивает стабилизацию экранных сеток пентода ГУ-50. Вместо дросселей выполненных на сердечнике из железа можно применить фильтры сглаживания собранных на МОП-транзисторах.