Dienstag, 24. November 2015

630m-Band: Ein 100 Watt Verstärker für den Ultimate 3

Immer nur KW-Endstufen bauen ist langweilig. Also musste mal ein Zwischenprojekt her. Hier ist es:

Der Ultimate 3/3S von Hans Summers ist ein tolles Kit. Für wenig Geld ist man damit in einer ganzen Reihe von digitalen Betriebsarten QRV. Vor allem für den Baken-Mode WSPR ist das Teil interessant. Der Ultimate liefert einige hundert Milliwatt auf allen Bändern von 2200m bis 6m.

Besonders spannend finde ich 630m (472 - 479kHz). Denn es ist ein historisches Band. Dort fing die Funkgeschichte an und Generationen von Schifffunkern haben mit diesen Wellen gearbeitet. Die Funkamateure wurden zu Beginn des Amateurfunks aus diesem Wellenbereich vertrieben. Jetzt haben wir die Gelegenheit, zu unseren Wurzeln zurückkehren.

Auch wenn es mit viel zu kurzen Antennen und QRP bereits möglich ist, europäische Distanzen zu überbrücken. Richtig Spaß macht natürlich QRO. Nach dem Spruch: Auf die Dauer hilft nur Power. Zumal man den Ultimate 3 auch als einfachen CW-Sender benutzen kann. Nutzt man den Stationstransceiver als Empfänger und passt der OM seinen Langdraht an die 630m-Welle an, stehen CW QSO's auf Mittelwelle nichts mehr im Wege.

Eine einfache Endstufe habe ich bereits hier vorgestellt. Doch diesmal wollte ich etwas mehr Leistung. Das Ziel war 100W bei 13.5V Speisung. Und das möglichst günstig, ohne teure HF-Transistoren kaufen zu müssen.

Also habe ich mal in meiner Bastelkiste gewühlt, den Taschenrechner angeheizt und den Lötkolben unter Dampf gesetzt. So entstand dann folgende Schaltung:


Grundlagen waren meine bisherigen Experimente mit 630m -Verstärkern und natürlich die legendäre Motorola Applikation EB104 von Helge Granberg.

Die Schaltung liefert gut 100W HF bei einem Wirkungsgrad von ca. 65%. Die Gesamtverstärkung beträgt etwa 35dB und kann daher direkt mit dem Ultimate angesteuert werden. Reserve ist also genügend vorhanden und der Pegel wird mit dem 220 Ohm Potmeter eingestellt. Die Oberwellendrückung beträgt ca 50dB und die PA ist dank umfangreicher Entkopplungsmassnahmen sehr stabil. Einen 24 Stunden "Einbrenn-Test" am Dummy Load hat sie klaglos überstanden, ebenso die Praxis im WSPR-Betrieb im 4 Minuten Takt.

IMD ist bei WSPR und CW kein Problem. Entsprechende Tests werde ich aber noch nachholen. 

Als Transistoren dienen IRFP264, der Einfachheit halber wird auch im Treiber der gleiche Typ eingesetzt. Als Kühlkörper kommt ein CPU-Kühler aus Kupfer zum Einsatz. Ein Cu-Heatspreader erübrigt sich damit. Natürlich muss zusätzlich noch mit Luft gekühlt werden: dafür sorgt ein 12V Axialventilator direkt auf dem Kühlkörper. 

Je nachdem, was gerade zur Hand war, habe ich SMD und bedrahtete Bauelemente eingesetzt. Und wie immer wird dieser Prototyp keinen Schönheitswettbewerb gewinnen. So habe ich zum Beispiel eine Glühlampe als Betriebsanzeige eingesetzt, da mir gerade die LEDs ausgegangen waren. Das verhilft dem Teil zu einem gewissen Steampunk-Aspekt ;-)

In den folgenden Bildern sind die wichtigen Details gut erkennbar. hier der Treiber, den ich zuerst als separaten Baustein aufgebaut hatte:


Hier ein Bildausschnitt der PA. Als 4.7 Ohm Widerstände am Gate dienen zwei parallele 10 Ohm SMD. Die Potmeter wurden nach der Einstellung mit Nagellack fixiert und die Diodenkette auf den Kühlkörper geleimt, zwecks thermischer Kopplung. Nicht gerade die feine Art - aber es funktioniert tadellos. Was will OM mehr ;-)

 Die Trafos sind keine TLT's wie in modernen HF-Endstufen, sondern hundskommune RF-Trafos. Der Speisetrafo wird bifilar gewickelt. Notabene mit Elektrikerdraht.

 Hier sieht man den Speisetrafo und den Endstufentrafo im Detail. Rechts davon das Tiefpassfilter für den Treiber.

Zu verbessern gäbe es noch vieles. Nicht nur was die Schönheit anbelangt. Sicher lässt sich der Eingangsteil des Treibers verbessern. Auch etwas mehr Verstärkung könnte drinliegen um die PA zum Beispiel auch mit dem Treiberausgang des TS-590 anzusteuern. Und schließlich ließe sich auch noch etwas mehr Leistung herausholen, wenn der Ausgangstrafo entsprechend umdimensioniert würde. Doch das überlasse ich gerne meinen Nachbauern. Jetzt werde ich erst mal gehörig Flüstern (whispern)