Freitag, 6. März 2015
Endstufen
...sind zurzeit mein Thema. Ihr Bau lohnt sich und macht Spaß. Auf meiner Suche nach Material für das nächste Projekt - eine Kilowatt-PA für alle KW-Bänder - bin ich auf ein paar interessante Quellen und OM gestoßen.
Einige OM machen bei einem Kilowatt nicht Halt. Und man hört heute nicht nur bei Contesten und DX-Jägern oft PA's, die weit über dem Limit liegen. Natürlich merkt man das nicht immer am Signal. Der große Sprung findet ja von 100W auf 1000W statt - ganze 10dB - und von einem auf zwei Kilowatt macht nur noch lächerliche 3dB aus. Bedenkt man, dass der Unterschied in der mittleren Ausgangsleistung, je nach Kompression, Frequenzgangeinstellung und ALC bei handelsüblichen Transceivern bis 10 dB betragen kann, wird das noch mehr relativiert.
Aber es gibt auch 4 Kilowatt Endstufen auf dem Markt. Für diese 6dB (eine S-Stufe) greift man aber tief ins Portemonnaie, bzw in die Bastelkiste. Und begibt sich in den meisten Ländern jenseits des Gesetzes.
Aber was machbar ist, wird auch gemacht und ich muss ehrlich zugeben, dass der Bau eines dicken Brummers unheimlich Spaß machen kann. Es ist wie mit einem Sportwagen - man muss das Teil ja nicht (immer) voll ausfahren. Aber man könnte, wenn man wollte. Und wenn mal wirklich "Not" am Mann ist, kann man. Auch wenn sich die "Not" nur im Austausch von 59 mit einem unbedeutenden Felsenriff manifestiert.
Was mich betrifft: ich bleibe im Limit, meine Lizenz ist mir zu wertvoll, um sie aufs Spiel zu setzen. Ebenso die guten Beziehungen zu meinen Nachbarn.
Bei meinen Recherchen bin ich unter anderen, auf die Seite von W6PQL gestossen. Seine Endstufe (in den USA sind 1.5 kW erlaubt) arbeitet mit einem LDMOS BLF188. Ein sehr schöner PA Aufbau und sehr gut dokumentiert. Eine Goldgrube für angehende PA-Bauer.
Auch sein Tiefpassfilter gefällt mir gut. Er hat Chebychev-Filter 5. Ordnung in T-Konfiguration eingesetzt. Und ganz besonders interessant: 1000V Glimmer Kondensatoren in SMD. Die bekommt man übrigens von Mouser, der das Cornell Dubilier Sortiment führt.
W6PQL vertreibt auch Platinen, Kits und zum Teil sogar fertige Geräte - auch im VHF/UHF Bereich.
Allein die Spulenkerne scheinen mir etwas unterdimensioniert. Darum schreibt W6PQL auch davon, dass man das TPF kühlen sollte ;-)
Eine weitere, sehr interessante PA hat Chris, DG8DP gebaut. Ein sehr schöner Aufbau mit den äußerst robusten VRF2933 von Microsemi. Chris hat übrigens spezielle Nachbarn. Da weiß man nicht ob man lachen oder weinen soll.
Seine Tiefpassfilter-Platine stammt von UT2FW und im Unterschied zu W6PQL hat er keramische NP0 Kondensatoren eingesetzt. Chris meint, dass 1000 Volt Glimmer bei schlechtem SWR zuwenig spannungsfest seien.
Ich habe da weniger Bedenken: GliKo sind äusserst robuste Gesellen und werden bei der Fabrikation mit mindestens der doppelten Nennspannung geprüft.
Sie besitzen übrigens einen sehr geringen ESR (Äuivalenten Serie Widerstand) und haben deshalb eine sehr hohe Güte. Wie aus dem Datenblatt zu entnehmen ist, vertragen sie recht hohe Ströme - ein wichtiges Kriterium, da im TPF beträchtliche Blindströme fließen.
Was mich bei Chris besonders beeindruckt hat, ist sein Shack. Hell und perfekt arrangiert und aufgeräumt, mit Blumen auf dem Fenstersims und freiem Blick hinaus in die Natur. Was für ein Vergnügen, so zu funken!
Eine Frage, die sich beim Bau einer PA stellt, ist die nach der Stromversorgung. Ich spreche jetzt nicht von 4kW - dort müssen alle drei Phasen dran glauben - sondern vom Netzteil.
Schaltnetzteile machen es dem OM heute einfach. Sie sind günstig und 48V Typen gibt es in jeder Stärke. Hier ein 2000W von Meanwell. Diese Teile lassen sich auch parallel schalten und so können auch dicke Brummer damit versorgt werden.
Doch die Dinger sind für Telefonzentralen gedacht und dort spielt der Lärm ihrer Ventilatoren keine Rolle. Auch nicht die teilweise ungenügende Unterdrückung der Störstrahlung.
Ich setzte deshalb auf Altbewährtes: Ein Trafo, ein Gleichrichter und ein strammer Elko. Eine Stabilisierung ist nicht notwendig. Spannungsschwankungen von einigen Volt machen der PA nichts aus. Berechnen kann man so ein Netzteil auch OnLine. Zum Beispiel hier. Man muss aber darauf achten, dass der maximal zulässige Rippelstrom der Elkos nicht überschritten wird und auch der Gleichrichter den Spitzen- (und Einschaltstrom) vertragen kann. Das sind übrigens zwei Dinge, die sich beißen können: Je tiefer der ESR der Elkos, desto besser muss der Gleichrichter sein.
Einen passenden Trafo findet man zum Beispiel hier. Ich habe mit dieser Firma gute Erfahrungen gemacht. Gute Ware, gut dokumentiert und rasch geliefert. Man bekommt dort auch zu den Trafos passende Einschaltbegrenzer und Sicherungen mit Halter und Trafos werden ggf. auch nach Kundenangaben gefertigt.
Mein besonderer Dank geht an Werner, HI3WL, für den anregenden Gedankenaustausch über Endstufen.
Bild: 4kW Linear Endstufe
Donnerstag, 5. März 2015
Experimente mit dem FT-817
2013 habe ich meinen KX3 verkauft und mir dafür zwei FT-817 zugelegt. Die Truckli im Doppelpack zu besitzen, hat sich gestern wieder einmal bewährt. Das eine Exemplar kann ich verbasteln, das andere bleibt original und ist die Referenz.
Dass die Modulation im Original dumpf ist und ein Kompressor fehlt, ist bekannt und führte in den vergangenen zehn Jahren immer wieder zu Modifikationen und Zusatzschaltungen. Dabei stand das Mikrofon MH-31 im Vordergrund. Es gibt dafür unzählige Umbauten und Zusätze.
Auch ich habe die Schaltung des Mikrofons abgeändert und in meinem Blog beschrieben.
Obschon damit der "Talk Power" erhöht und die Tiefen gedämpft werden - ganz zufrieden war ich damit nicht. Darum habe ich mir gestern mal den Mikrofon-Vorverstärker im FT-817 vorgenommen.
Doch zuerst habe ich mich nochmals durch das Abgleich-Menu gearbeitet.
Bei dieser Gelegenheit musste ich feststellen, dass der Carrier-Point bei USB nicht richtig eingestellt war. Das ist ein wichtiger Punkt und beeinflusst ebenfalls die Klangfarbe der Modulation.
Der Carrier Point, oder Trägerpunkt, ist das Äquivalent zum IF-Shift auf der Senderseite und bestimmt wie das Sprachsignal durch das "Tor" des Seitenbandfilters "geschoben" wird. Passt es schön durch, wird weder oben noch unten etwas abgeschnitten. Ist es jedoch versetzt, bleiben entweder Höhen oder Tiefen "im Tor hängen". Auf die Sendefrequenz hat der Trägerpunkt jedoch keinen Einfluss.
Bevor man also auf der NF-Seite der Modulation herum laboriert, muss der Trägerpunkt stimmen. Auch beim Einsatz eines neuen SSB-Filters sollte er kontrolliert und ggf. justiert werden.
Doch zurück zum Mikrofonverstärker im FT-817:
R1406 bildet zusammen mit C1429 und C1430 ein Filter, das ein Eindringen von HF verhindert. Zusätzlich befindet sich noch eine Ferritperle am Mikrofoneingang (nicht hier im Schema). Auf der NF Seite bilden R1403, R1407 und C1428 ein Filter gegen das Eindringen von NF-Störungen auf der 6V-Speisung. C1422 dient der Gegenkopplung, ist aber zu klein um den Frequenzgang zu beeinflussen. C1423 scheint mir nutzlos und könnte ein Artefakt sein, das bei einem Entwicklungsschritt "liegengeblieben" ist. Zumal R1410 nicht mehr bestückt ist. R1411 beeinflusst zusammen mit dem Kopplungskondensator C1425 den Frequenzgang und reduziert natürlich die Verstärkung etwas. R1408 ist die Gleichstromgegenkopplung und bestimmt den Arbeitspunkt des Transistors zusammen mit R1461. Die verstärkte NF geht über 1427 an den Modulator.
Ich habe die Schaltung in LTSpice simuliert. Und zwar zusammen mit der Schaltung des Mikrofons:
Das Schema stammt von G4WPW und ich habe - wie bereits beschrieben - das Mikrofon etwas abgeändert: den 680 Ohm Widerstand entfernt und den 0.33 uF Kondensator gegen einen 47nF getauscht.
Und jetzt kommt der langen Rede kurzer Sinn: um den Frequenzgang nochmals zu verbessern, habe ich C1425 auf 10nF reduziert. Das brachte nicht nur in der LT-Spice Simulation sondern auch in der Praxis die besten Resultate. Nun macht auch das originale dynamische Mikrofon einen guten Eindruck.
Wer über keine optischen Hilfsmittel verfügt und sich nicht getraut, 0603 SMD zu löten, dem rate ich aber von dieser Modifikation ab.
Doch jetzt kommt der eigentliche Clou der Geschichte: Gestern habe ich mit Hansjörg, HB9EWH, der mir freundlicherweise sein Mikrofon mit HF-Clipper zur Verfügung gestellt hat, einige Tests gemacht. Und anschließend bei Joachim Münch, DJ4ZS, einen HF-Clipper bestellt :-).
Damit klingt nämlich die Modulation nochmals etwas besser und die Modifikation am Vorverstärker im FT-817 ist nicht mehr nötig. Abgesehen davon, bringt der Clipper mehr Talkpower, und das ist gerade bei QRP entscheidend. Ein HF-Clipper verursacht - im Gegensatz zu einem NF Kompressor - keine Verzerrungen (Splatter).
Dass es bei einem alten und gereiften Produkt immer noch was zu verbessern gibt, zeigt der nachfolgende Beitrag aus meinem alten Blog:
Schichtwechsel beim FT-817
Dass die Modulation im Original dumpf ist und ein Kompressor fehlt, ist bekannt und führte in den vergangenen zehn Jahren immer wieder zu Modifikationen und Zusatzschaltungen. Dabei stand das Mikrofon MH-31 im Vordergrund. Es gibt dafür unzählige Umbauten und Zusätze.
Auch ich habe die Schaltung des Mikrofons abgeändert und in meinem Blog beschrieben.
Obschon damit der "Talk Power" erhöht und die Tiefen gedämpft werden - ganz zufrieden war ich damit nicht. Darum habe ich mir gestern mal den Mikrofon-Vorverstärker im FT-817 vorgenommen.
Doch zuerst habe ich mich nochmals durch das Abgleich-Menu gearbeitet.
Bei dieser Gelegenheit musste ich feststellen, dass der Carrier-Point bei USB nicht richtig eingestellt war. Das ist ein wichtiger Punkt und beeinflusst ebenfalls die Klangfarbe der Modulation.
Der Carrier Point, oder Trägerpunkt, ist das Äquivalent zum IF-Shift auf der Senderseite und bestimmt wie das Sprachsignal durch das "Tor" des Seitenbandfilters "geschoben" wird. Passt es schön durch, wird weder oben noch unten etwas abgeschnitten. Ist es jedoch versetzt, bleiben entweder Höhen oder Tiefen "im Tor hängen". Auf die Sendefrequenz hat der Trägerpunkt jedoch keinen Einfluss.
Bevor man also auf der NF-Seite der Modulation herum laboriert, muss der Trägerpunkt stimmen. Auch beim Einsatz eines neuen SSB-Filters sollte er kontrolliert und ggf. justiert werden.
Doch zurück zum Mikrofonverstärker im FT-817:
R1406 bildet zusammen mit C1429 und C1430 ein Filter, das ein Eindringen von HF verhindert. Zusätzlich befindet sich noch eine Ferritperle am Mikrofoneingang (nicht hier im Schema). Auf der NF Seite bilden R1403, R1407 und C1428 ein Filter gegen das Eindringen von NF-Störungen auf der 6V-Speisung. C1422 dient der Gegenkopplung, ist aber zu klein um den Frequenzgang zu beeinflussen. C1423 scheint mir nutzlos und könnte ein Artefakt sein, das bei einem Entwicklungsschritt "liegengeblieben" ist. Zumal R1410 nicht mehr bestückt ist. R1411 beeinflusst zusammen mit dem Kopplungskondensator C1425 den Frequenzgang und reduziert natürlich die Verstärkung etwas. R1408 ist die Gleichstromgegenkopplung und bestimmt den Arbeitspunkt des Transistors zusammen mit R1461. Die verstärkte NF geht über 1427 an den Modulator.
Ich habe die Schaltung in LTSpice simuliert. Und zwar zusammen mit der Schaltung des Mikrofons:
Das Schema stammt von G4WPW und ich habe - wie bereits beschrieben - das Mikrofon etwas abgeändert: den 680 Ohm Widerstand entfernt und den 0.33 uF Kondensator gegen einen 47nF getauscht.
Und jetzt kommt der langen Rede kurzer Sinn: um den Frequenzgang nochmals zu verbessern, habe ich C1425 auf 10nF reduziert. Das brachte nicht nur in der LT-Spice Simulation sondern auch in der Praxis die besten Resultate. Nun macht auch das originale dynamische Mikrofon einen guten Eindruck.
Wer über keine optischen Hilfsmittel verfügt und sich nicht getraut, 0603 SMD zu löten, dem rate ich aber von dieser Modifikation ab.
Doch jetzt kommt der eigentliche Clou der Geschichte: Gestern habe ich mit Hansjörg, HB9EWH, der mir freundlicherweise sein Mikrofon mit HF-Clipper zur Verfügung gestellt hat, einige Tests gemacht. Und anschließend bei Joachim Münch, DJ4ZS, einen HF-Clipper bestellt :-).
Damit klingt nämlich die Modulation nochmals etwas besser und die Modifikation am Vorverstärker im FT-817 ist nicht mehr nötig. Abgesehen davon, bringt der Clipper mehr Talkpower, und das ist gerade bei QRP entscheidend. Ein HF-Clipper verursacht - im Gegensatz zu einem NF Kompressor - keine Verzerrungen (Splatter).
Dass es bei einem alten und gereiften Produkt immer noch was zu verbessern gibt, zeigt der nachfolgende Beitrag aus meinem alten Blog:
Schichtwechsel beim FT-817
Auch der FT-817ND, den
ich auf Ricardo ersteigert habe, hatte seine verborgenen Mängel. Damit wurde
meine Hypothese wieder einmal bestätigt, dass die meisten Amateurfunk-Geräte,
die auf Ricardo verkauft werden, sauer sind.
Von außen betrachtet
sah das Teil zwar Tip Top aus, doch der "Spaß" fing unter der Haube an. Mit
einer unprofessionellen Frequenzerweiterung, gruseligen Lötstellen und einem
abgebrochenen Plastikteil, da beim Auseinandernehmen offenbar das Gehirn des
Bastlers ausgeschaltet war.
Zur Kompensation gab
es dafür ein Collins SSB-Filter, das in der Annonce nicht erwähnt wurde.
Allerdings sind diese Filter gegenüber den 14er Murata-Filtern, die in den
neueren Serien standardmäßig verbaut sind, nur unwesentlich besser. Da ich bei
QRP hauptsächlich in CW arbeite, bestücke ich den FT-817 lieber mit dem
schmalen CW-Filter (300Hz).
Damit war ich aber
noch nicht am Ende der Überraschungen. Als ich mit dem Gerätchen CW hörte, fiel
mir sofort das Knacken beim Einsetzen der AGC auf und der hässliche, mit
Harmonischen garnierte Ton. Da musste doch noch ein anderer Hund begraben sein!
Googeln geht oft über
studieren und zum FT-817 gibt es nicht nur eine grosse Yahoo-Group, sondern
auch eine Unmenge von mehr oder weniger nützlichen Modifikationsanleitungen.
Vieles davon ist fragwürdig, doch daneben gibt es einige Perlen.
So hat ein OM zum
Beispiel herausgefunden, dass in einigen Serien falsche Widerstände verbaut
wurden. Nämlich der R1266 auf der Unterseite der Hauptplatine. Anstelle von 10k
wurden 3k3 bestückt. Genau das hat zum Knacken der AGC geführt.
Tom Holden, VE3MEO hat
einige kritische Schaltungsteile mit SPICE untersucht und hat sich auch diesem
Problem angenommen. Er schlägt vor, R1266 sogar auf 20k zu erhöhen und auch
einige andere Werte abzuändern.
Da ich das Gerät schon
mal demontiert hatte, habe ich diese Änderungen vorgenommen und die 0402 SMD’s
geändert. Ohne Binokular oder Freihandlupe, entsprechenden Lötkolben, Zinn,
Pinzette und SMD-Erfahrung muss ich aber von dieser Modifikation abraten.
Doch das Resultat ist
verblüffend. Der FT-817 klang nun butterweich und man kriegte nicht nach einer
Viertelstunde CW-Hören Kopfschmerzen.
Auf eine Verlängerung
der AGC Attack Time bei AGC-Slow, wie sie verschiedentlich vorgeschlagen wird,
habe ich verzichtet. Meines Erachtens war sie in diesem Gerät nicht notwendig.
Nachdem ich das Yesus-Gerät
wieder sauber zusammengebaut, nachgemessen und den Referenzoszillator mit
meinem Rubidium-Normal nachjustiert hatte, habe ich das Teil wieder auf Ricardo
zum Verkauf ausgeschrieben.
„Der spinnt“, werdet
ihr jetzt sagen, und natürlich habt ihr Recht.
Aber es ist keineswegs
so, dass ich mit dem FT-817 nicht zufrieden wäre, oder eine taube Nuss abladen
will, wie das einige “OM” leider gerne tun. Nein, ich will mir mal einen FT-817
aus neuster Fabrikation ansehen. Der ist schon unterwegs und ich werde sicher
auch darüber berichten können.
Ich
liebäugle ja schon seit Jahren mit dem Teil und jetzt habe ich halt den Kopf
verloren. So what? ;-)
Doch bevor ihr den
Kopf schüttelt, dass der Gehirnschmalz schwappt, noch etwas zum Mikrofon:
Natürlich fehlt der Kompressor, nach heutigem Verständnis. Entsprechende
Vorschläge und Schaltungen gibt es zu Hauff. Aber so richtig begeistern kann
ich mich für keine der vorgeschlagenen Lösungen. Auch finde ich, dass das
dynamische Mikrofon recht gut ist und nicht partout mit einem Elektret-Mik
ersetzt werden muss. Ich denke, für meine bescheidenen QRP-SSB Aktivitäten
reicht es, den 680 Ohm Widerstand im Mikrofon zu eliminieren und den
Koppelkondensator, der in Stellung 2 zugeschaltet wird, auf etwa 47nF zu
verkleinern. Doch darüber später mehr.
Bild: Externer Li-Ion
Akku mit (angeblich) 9800mAh. Auch wenn’s nur die Hälfte ist, immer noch eine
gute Alternative zu dem lahmen internen Akkupack.
Nachtrag heute: Den FT-817 habe ich damals nicht wie angekündigt verkauft. Darum besitze ich heute zwei ;-)
Dienstag, 3. März 2015
Das Richtdiagramm meines Blitzableiters
Willi, HB9PZK hat sich die Resultate meines WSPR-Versuchs mit dem Blitzableiter als Antenne angesehen und ist zu einem interessanten Schluss gekommen: Hier die Mail, die ich von ihm bekommen habe:
Lieber Anton,
ich erlaube mir Dir trotzdem eine Mail zu
Deiner Geheim-Antenne zu senden. Du hast ein super Experiment mit WSPR
beschrieben. Deine Bilder verführen einem geradezu ein mögliches
Strahldiagramm deiner Schneefänger-Blitzableiter-Antenne in die Karte
einzuzeichnen.
Die Stealth-Antenne scheint eine
Vorzugsrichtung nach Norden zu haben. Überträgt man das hypothetische
Strahldiagramm auf Dein QTH ist die Vermutung naheliegend, dass Dein Shack und
die Blitzableiter-Antenne auch auf der Nordseite des Hauses sind.
Vielen Dank, lieber Willi. Du haste es genau getroffen.
Montag, 2. März 2015
AADE ist zurück
Almost All Digital Electronics ist zurück!
Nachdem die Website wegen schwerer Erkrankung geschlossen wurde und das LC-Meter von AADE nicht mehr erhältlich war, ist die Firma nun wieder im Business.
Das LC-Meter von AADE, das auch über den Shop der Zeitschrift FUNKAMATEUR erhältlich war, leistet bei mir im Shack unschätzbare Dienste. Auch kleinste Kapazitäten und Induktivitäten können damit gemessen werden und der Bau von Schwingkreisen und Filtern ist ein Kinderspiel. Nicht zuletzt auch wegen dem genialen Berechnungsprogramm, das AADE entwickelt hat und auf seiner Seite zur freien Verfügung stellt.
Allerdings gibt es jetzt eine Alternative aus Deutschland. Und zwar bei der Firma Ascel Electronic. Sie bietet ebenfalls einen preiswerten Bausatz für ein LC-Meter an, mit dem man kleine Induktivitäten und Kapazitäten messen kann.
Zudem auch einen Bausatz für einen Frequenzzähler bis 5.8 GHz. Allerdings nur mit einem TCXO mit 1ppm Genauigkeit - also 1Hz Abweichung auf 1MHz. Bei 144 MHz sind das halt schon 144 Hz. Ob eine externe Referenz angeschlossen werden kann (GPS, Rubidium, DCF77), entzieht sich meiner Kenntnis.
Sonntag, 1. März 2015
Gedanken zum Blitzableiter-Experiment
Gestern Abend um 22:00 MEZ habe ich das Blitzableiterexperiment beendet.
WSPR ist ein ausgezeichnetes Instrument um die Ausbreitung zu beobachten. Kurz nach dem Start am Morgen kam bereits die Empfangsmeldung von K9AN rein. Dann wurde die Tagesdämpfung zu stark und die Rapporte beschränkten sich auf Europa. Am späten Nachmittag, als der Osten bereits in der Dunkelheit lag, kamen dann Israel, die Ukraine, Aserbaidschan und Russland und genau bei Sonnenuntergang via Greyline-Ausbreitung ZL2FT. Tasmanien und die Südküste Australiens kurz darauf. Erstaunlicherweise ging keine Meldung aus Japan ein, obschon dort viele Stationen aktiv sind. Dann, als die Dunkelheit gegen Neufundland kroch, kamen Meldungen aus Kanada und am Schluss wieder K9AN.
Über Nacht wollte ich die Station nicht unbeaufsichtigt laufen lassen. Der Sender des TS-590 ist bei Low Power sehr ineffizient und auch bei einem Duty Cycle von 25% wurde die Kiste ziemlich warm. Wenn dann draußen am Blitzableiter noch ein Krokodil abgefallen wäre, wer weiß, was ich am Morgen angetroffen hätte.
Mit WSPR lassen sich leider keine QSO fahren. Aber man kann durchaus damit rechnen kann, bei genügend großem Signalpegel auch QSO in anderen Betriebsarten fahren zu können. Doch was ist der S/N-Mindestabstand für ein QSO?
Bei CW, das vom Computer decodiert wird sind es etwa +1 bis +3dB, je nach Programm. Ein guter OP kann aber ein CW-Signal noch bei -7dB bei Tempo 100 lesen.
Bei PSK31 sieht es noch etwas besser aus: -10dB S/N und Olivia 16 liegt sogar bei -14dB. Doch keine Betriebsart kommt an die -30dB von WSPR heran.
Ich habe mit 5W in WSPR gesendet. Wenn ich in CW 100W machen würde, hätte ich 13dB mehr Leistung zur Verfügung. So kann man sagen, dass ein CW-QSO in diesem Fall ab einem WSPR-Report von -20dB möglich wäre! Ein PSK-QSO sogar ab -23dB.
In vielen Fällen hätte es also auch für ein QSO in CW oder PSK-31 gereicht - und das notabene mit dem Blitzableiter als Antenne :-)
Doch WSPR beschränkt sich nicht nur auf 30m. Dieses geniale Reporting System wird von Langwelle bis UKW benützt. Da bleibt noch viel Stoff für weitere Experimente. Zum Beispiel auch mit weniger Leistung - mit dem Ultimate 3 von Hans Summers.
Samstag, 28. Februar 2015
Eine unsichtbare Antenne für Kurzwelle
Du darfst
keine Antenne bauen? Keinen Fahnenmast, da du zur Miete wohnst. Keinen Draht
zum nächsten Baum, weil der Hausmeister keine Drähte mag und der Mieter neben
dir zwar den ganzen Tag mit dem Handy telefoniert aber angeblich HF-sensibel
ist. Virtueller Funk per Internet findest du x%6@#.
Du hast kein
Geld um dir eine Remote-Station zu leisten und deine XYL möchte auch keine
Magnetic Loop auf dem Balkon oder in der Wohnung. Das einzige was dir bleibt,
ist deine Handfunke und der nächste Relaiskanal.
Dann habe
ich eine gute Nachricht für dich: Ab sofort darfst du auf Kurzwelle funken –
von zu Hause aus. So oft und soviel du möchtest. Denn du hast vermutlich eine
Antenne in deiner Nähe, die du noch nicht entdeckt hast.
„Ja, ich
weiss“, wirst du jetzt sagen. „Meine Dachrinne. Aber die ist an den
Blitzableiter angeschlossen und unten geerdet. Eine Modifikation wird der
Vermieter nicht zulassen.“
Das sind ja
schon mal gute Voraussetzungen! Alles was du jetzt brauchst ist eine Delta-Anpassung
und einen Tuner. Damit kannst du alles in eine Antenne verwandeln: Die
Dacheinfassung aus Metall, die Dachrinne, den Blitzableiter.
Schlecht isoliert?
Ist egal! Geerdet? Ist auch egal! Nicht resonant? Schnurzegal!
Mit der
Delta-Anpassung, im VHF-Bereich auch T-Anpassung, wird in der Regel ein Dipol an
die Speiseleitung angepasst. So wie hier:
Beachte
bitte, dass der Dipol keine Auftrennung aufweist. Auf den ersten Blick sieht es
also nach einem Kurzschluss aus. Ist es aber nicht, sagt EZNEC, das Programm
zur Antennensimulation.
Nun, das ist
Theorie. Beweisen kann man es nur durch den heuristischen Ansatz: Try and
Error :-)
Was bei
einem Halbwellen-Dipol funktioniert, funktioniert auch bei unsymmetrisch
gespeisten Dipolen – sogar wenn ein Ende geerdet ist. Und es funktioniert auch
bei so unübersichtlichen Gebilden wie Blitzableitern, die über das ganze Haus
mit allem und jedem verbunden und an allen vier Ecken geerdet sind.
„Ja, aber
wie kann ich das berechnen? Wie weit müssen in einem bestimmten Fall die Anschlusspunkte
auseinander liegen um eine Delta-Anpassung hinzukriegen?“, wirst du vielleicht
einwenden.
Natürlich
kann man das auf EZNEC simulieren und ich habe es auch getan. Das Resultat: In
den meisten Fällen wird ein Tuner mit den entstehenden Impedanzen fertig. Ein
Remote-Tuner wäre ideal, aber es tut‘s auch ein Tuner im Shack, wenn die
Zuleitung kurz ist.
Nun, wie
sieht das in der Praxis aus und wie gut funktioniert es? Ich habe das heute mal
ausprobiert:
Dachfenster
auf und mit je einem Meter Laborkabel und zwei Krokoklemmen den Blitzableiter
links und rechts angeschlossen. Als weitere Vereinfachung habe ich auf den
Tuner verzichtet und die Kabel über zwei Meter RG-58 direkt an meinen TS-590
angeschlossen. Mal sehen, ob der eingebaute Tuner was taugt ;-)
Resultat:
Ich kann den Blitzableiter auf 3.5, 10, 14 und 18MHz abstimmen. Auch noch im
oberen Teil des 160m Bandes. Und mein Antennenanalyzer sagt mir, dass ich auf
allen Bändern abstimmen könnte, wenn ich nicht zu faul wäre, den Tuner aus dem
Keller zu holen.
Das trifft natürlich nur in meinem speziellen Fall zu. Bei euch wird es wieder anders sein. Aber es lohnt sich, das mal zu testen.
Doch
Abstimmen heißt noch nicht funken. Denn meinen Dummy Load kann ich auch immer perfekt abstimmen.
Also habe ich mal ein paar QSO’s gefahren. Und da das so
wunderbar geklappt hat, habe ich jetzt den Kenwood auf 5W runtergedreht und
lasse ihn heute mal den ganzen Tag in WSPR im 10 MHz Band laufen. Das Resultat lässt sich auf
WSPR-Net bewundern. Weiteste Station bisher ist K9AN in Champaign, Illinois. Mit den meisten Stationen wären CW bzw. PSK31 Verbindungen mit 100W gut möglich.
PS. Nein. Ihr
braucht mir nicht zu mailen, dass Funken mit dem Blitzableiter gefährlich oder
verboten ist!
Nachtrag 16:50 MEZ, das Signal meines Blitzableiters ist soeben in Neuseeland angekommen, bei ZL2FT mit -19dB.
Nachtrag 16:50 MEZ, das Signal meines Blitzableiters ist soeben in Neuseeland angekommen, bei ZL2FT mit -19dB.
Freitag, 27. Februar 2015
Wellenreiten
Das Leben verläuft in Wellen. Und so ist es auch mit unserem Hobby. Mal surft man auf dieser, mal auf jener Welle. Gerade im Amateurfunk gibt es unzählige Wellen. Und damit meine ich jetzt nicht nur die verschiedenen Bänder, sondern auch die verschiedenen Betätigungsfelder: von Röhrenfunk bis Digital, von Höhlenfunk bis DX. Die meisten OM surfen in ihrem Funkerleben auf verschiedenen Wellen und wechseln alle paar Jahre. Einige bleiben aber ihr ganzes Leben in der gleichen Welle stecken. Das sind die Dauerwellenfunker. Im Extremfall bleiben sie ihr Leben lang auf der gleichen Frequenz. Aber es gibt auch einige, die verlassen die Funkwellen und widmen sich einem anderen Hobby. Das Funkervirus hat sie nie richtig gepackt. Denn die infizierten Wellenreiter bleiben dem Funk ein Leben lang treu.
Apropos Virus: Habt ihr gewusst, dass man sowohl "der" wie "das" schreiben kann. Das Virus ist ein Geschlechtswandler.
Doch zurück zum Wellenreiten. Eine ganz alte Welle ist die Röhrenwelle. Manchmal packt sie auch frisch gebackene OM. Radios, die in der Nacht glühen, haben ihren besonderen Reiz.
Ein lieber Funkfreund mit HB3 Rufzeichen reitet gerade die Röhrenwelle. Er baut jetzt ein Röhrenaudion, und ich hoffe, sein Projekt hier eines Tages vorstellen zu können. Damit surft er eigentlich auf einer Doppelwelle: Röhren + Audion.
Rückkopplungsempfänger sind nicht nur für den Bastler, sondern vor allem für den Operateur eine besondere Herausforderung. Mein Freund hat sich für diese Schaltung hier entschieden. Sie stammt aus Jogis Röhrenbude.
Ich muss gestehen, dass ich nie ein Audion mit Röhren gebaut habe, obwohl ich im ausklingenden Röhrenzeitalter aufgewachsen bin. Ja, ich habe auch nie einen Empfänger mit Röhren gebaut, bloß Sender und Endstufen. Manchmal denke ich, dass mir deshalb etwas fehlt und dann beginne ich Schaltungen zu studieren. Zum Beispiel die des legendären HBR-Empfängers - ein Superhet und kein Audion. Dieser Empfänger wurde in unterschiedlichen Versionen von vielen OM gebaut. Aber was solls: zurzeit reite ich die MOSFET-PA Welle. Plus natürlich die Dauerwelle Antenne, wie die meisten OM.
Hier, zur Abrundung des Themas, ein Reload aus dem alten Blog zum Thema Röhren:
Glühwürmchen
nennen die Amerikaner kleine Röhrensender. Und so wie wir die kleinen Tierchen
in der Sommernacht sympathisch finden, erfreuen uns auch die kleinen
Glaszylinder mit ihrem Glühen. Dieses Glühen hat etwas Mystisches und auch
etwas Nostalgisches. Das warme Licht der Glühfäden erinnert uns an
wärmendes Feuer und das ist auch der Grund wieso wir im Grunde Sparlampen nicht
mögen und den Glühlampen nachtrauern. Apropos Glühlampen: wer noch eine möchte,
muss sich sputen. Seit dem 1. September dürfen nur noch maximal 60W Lampen
verkauft werden und ab 1.9.2011 nur noch 40W. Ein Jahr später ist dann der Ofen
ganz aus (Sparpotential am Gesamtstromverbrauch ca. 0.5%, hi).
Hoffentlich
kommt nicht ein EU-Bürokrat darauf, auch die Röhren zu verbieten. Und damit
zurück zu den Glowbugs. Im Bild oben ist ein typisches Beispiel zu sehen: ein
AM/CW-Sender, gebaut von Paul, HB9DFQ. Die Röhre vorne rechts ist übrigens eine
OA2, eine Stabilisatorröhre. Das Gas im Zylinder leuchtet im Betrieb
blau-violett! Im nächsten Bild sehen wir den Sender von unten:
Welch
ein Gegensatz zu den Platinen moderner Transceiver! Man braucht keine Lupe um
den Sand (SMD-Komponenten) zu sehen. Doch wer jetzt meint, Paul sei ein
unverbesserlicher Nostalgiker, der irrt gewaltig. Diese Fotos hat Paul mit einer
selbstgebauten Digitalkamera aufgenommen als es noch keine zu kaufen gab!
Paul
hat mich übrigens bei meiner Nordkap-Expedition im Frühling am Funk begleitet
und nie einen Sked ausgelassen. Ob auf den Lofoten, den Vesteralen, am Nordkapp
oder in den unendlichen Wäldern Finnlands: Sein Signal war immer zu hören und
trotz dem sehr schlechten Funkwetter hat es immer geklappt. Einmal, als nur das
30m-Band eine vernünftige Chance bot, hat er kurzerhand eine Antenne für dieses
Band aufgebaut. Notabene für ein einziges QSO! Paul, so scheint mir, ist das
pure Gegenteil zum Steckdosenamateur.
Was
den Aufbau anbetrifft: So sehen eben Experimente aus. Ich erinnere mich an ein
Zusammentreffen mit einem Funkamateur als ich etwa vierzehn Jahre alt war.
Voller Stolz zeigte ich ihm meinen selbstgebauten Audion-Empfänger für das
40m-Band. Der sei nicht schön, meinte er und “grusig” gelötet.” Recht hatte er,
dafür funktionierte er sehr gut.
Marco,
HB9BGG, hat mir ein Bild seiner selbstgebauten Funkstation geschickt. Nein, es
handelt sich nicht um den Transceiver und die Endstufe im Hintergrund, es geht
um das Breadboard im Vordergrund. Es ist nicht zu glauben, aber so wurde früher
gefunkt. Die Einzelteile wurden auf Holzbrettchen (Darum Breadboard >
Brotbrett) montiert, Frontplatten waren überflüssig. Und trotzdem funktionierte
es. Doch sehen wir uns diese spezielle Funkstation einmal genauer an:
In diesem Bild sehen wir den Empfänger für das 80m
Band mit zwei Uraltröhren REN 904 in Kaskodenschaltung. Diese Röhre ist eine
indirekt geheizte Triode mit einem fünfpoligen Stiftsockel. Die äußere
Metallisierung des Glaskolbens ist mit der Kathode verbunden (am Mittelstecker
des Röhrensockels). Hier das
Datenblatt zu dieser Röhre. Eine erste Serie dieses Typs wurde 1930
hergestellt. Natürlich gibt’s die Dinger nicht mehr neu, auch nicht in China.
Eine Kaskodenschaltung mit zwei hintereinander
geschalteten Trioden sieht übrigens so aus.
Marcos Empfänger verfügt weder über einen Vorverstärker, noch über eine
NF-Stufe. In der Terminologie der Audion-Empfänger nennt man das einen 0V0.
Trotzdem ist die Lautstärke für den angeschlossenen hochohmigen Kopfhörer
ausreichend (der 2000 Ohm Hörer erspart dem Bastler den Ausgangstrafo).
Doch
weiter zum Sender:
Dieser ist Quarz gesteuert. Das ist das Klötzchen mit
dem Griff, links unten. Ein Militärquarz auf 3550 kHz. Die Röhre im Bild ist
eine “49” aus den USA. Es handelt sich dabei um eine Tetrode. Sie hat also zwei
Gitter. Hier das Datenblatt. Zum ersten mal gebaut wurde sie
vermutlich 1932. Wieviel Leistung Marco mit dieser Röhre erzielte, hat er mir
nicht verraten. Sie dürfte vermutlich im Bereich von 1-5W liegen.
Auf
dem ersten Bild ist noch eine weitere Röhre zu entdecken. Rechts neben dem
Trafo. Es ist eine RGN 1064, ein Zweiweggleichrichter von Telefunken (Eine
Kathode, zwei Anoden).
Vielen
Dank, Marco, HB9BGG, für die tollen Aufnahmen.
Breadboards
sind eine gute Sache und für das Experimentieren unerlässlich. Doch wer richtig
Freude am Selbstgebauten haben will, verpackt sein Projekt schliesslich in eine
hübsche Form. Wir funken ja nicht nur mit den Ohren, sondern auch mit den
Augen. Wir lieben nicht nur das Glühen der Röhren, sondern auch schöne Skalen
und Frontplatten, zappelnde S-Meter und leuchtende Kontrolllampen.
Im
Bild oben ist ein Selbstbau-Empfänger zu sehen. notabene noch mit Röhren, mit
dem man nicht nur gut hört, der auch Freude macht. Marco, HB9BGG hat ihn
gebaut. Es ist ein Einfachsuper für das 80m-Band mit einer ZF von 455kHz.
Hier
der RX von oben:
und
hier noch von unten:
Marco hat dazu noch einen passenden Sender gebaut, den
ich euch nicht vorenthalten möchte. Es ist ein SSB Sender ebenfalls für das 80m
Band mit der Signalaufbereitung auf 9MHz. Der Output beträgt 35W PEP aus
einer 6DQ6. Einer Röhre wie sie früher in TV-Geräten zur
Horizontalablenkung eingesetzt wurde.
Hier
noch die Bilder von Marcos Sender:
Interessant, wie eine Röhre (VFO) wie ein Leutturm aus
dem Chassis ragt ;-)
Der folgende Bericht ist von HB9DFQ. Vielen Dank,
lieber Paul, für diesen interessanten Beitrag.
Das
folgende Bild zeigt meine 80m Nostalgie-Funkstation für CW. Ich hatte mir
vorgenommen, einmal eine Station zu betreiben, die nur mit Elektronenröhren
bestückt ist. Damit war es immerhin möglich Stationen aus halb Europa zu
arbeiten. Auf der linken Seite befindet sich der Sender. Dieser wurde in einem
früheren Beitrag schon einmal detaillierter vorgestellt. Auf der rechten Seite
befindet sich der sogenannte Züripeiler. Dies ist ein Peilempfänger, der
zu Beginn der Fünfzigerjahren in einer kleinen Serie von Zürcher OM’s gebaut
wurde. Offenbar gab es zu dieser Zeit noch keine brauchbaren Peilempfänger.
Ausserdem wurde er auch für den NMD verwendet. Den passenden Sender dazu habe
ich leider nicht. Der Frequenzbereich geht von 3.5 MHz bis 3.8 MHz.
Um
den Empfänger zu betreiben, werden folgende Batterien benötigt: 80 Volt für die
Anodenspannung, -15V für die Gittervorspannung und 1.4 Volt für die
Röhrenheizung.
Hier
sieht man die Bedienungselemente im Detail:
Das
nachfolgende Bild zeigt das Schaltschema. Es handelt sich um ein sogenanntes
ZF-Audion mit einer Zwischenfrequenz von 465 kHz. Es werden 3 Batterie-Röhren
verwendet. Diese benötigen nur 50 mA Heizstrom und funktionieren schon bei
niedrigen Spannungen. Da die Kathoden direkt geheizt sind, ist das Gerät sofort
betriebsbereit. Man muss also nicht wie bei einem normalen Röhrengerät warten,
bis die Kathoden die Betriebstemperatur erreicht haben. Röhre V1 wird als
Vorverstärker verwendet. Röhre V2 wird als Lokaloszillator und Mischer benutzt.
L5 und L6 sind die Oszillatorspulen. Anodenseitig wird das ZF-Signal
ausgekoppelt. Der linke Teil von V3 ist das Audion für die Zwischenfrequenz von
465 kHz. Der rechte Teil von V3 arbeitet als NF-Verstärker. T1 und T2 sind
NF-Übertrager. Mit dem Potentiometer R6 lässt sich die Empfindlichkeit in
weiten Grenzen variieren. Das ist zum Peilen sehr wichtig. Die sonst bei einem
Audion-Empfänger üblichen Macken treten bei diesem Gerät nicht auf. Die
Schaltung funktioniert überraschend gut. Natürlich ist es ein
2-Seitenbandempfänger. Für den CW-Empfang haben sich die alten hochohmigen
Kopfhörer mit Metall-Membrane bewährt, die eine ausgeprägte Resonanz aufweisen
und somit schmalbandig sind. Für den SSB-Empfang eignet sich ein moderner,
niederohmiger, dynamischer Kopfhörer dessen Frequenzgang flach ist.
Nun
noch zum Innenleben: Wie man aus diesem Bild erkennen kann, haben sich die OM’s
vor 60 Jahren sehr viel Mühe beim Aufbau gegeben. Sogar die Schrauben wurden
mit rotem Sicherungslack gesichert.
Dieses
Bild zeigt das leere Batteriefach für die Heizbatterien. Auf der linken Seite
befindet sich das Batteriefach für die Anodenbatterie. Unten befindet sich die
Röhre V3 für das Audion und den NF-Verstärker.
Wie
schon vorher erwähnt, benötigt man zur Stromversorgung Batterien, die heute
nicht mehr erhältlich sind. Der Empfänger funktioniert jedoch so gut, dass es
schade wäre, diesen im Schrank verstauben zu lassen. Ich habe mich deshalb
entschlossen, einen Spannungswandler zu bauen, der die Heiz- Anoden- und
Gittervorspannungs-Batterien ersetzt. Das folgende Bild zeigt den
Gegentakt-Durchflusswandler mit einer Betriebsfrequenz von ca. 50 kHz. Der
Wandler stört auf gewissen Frequenzen den Empfang. Deshalb gibt es an der
Frontplatte einen Schalter um die Arbeitsfrequenz einige kHz zu schieben.
Als
Oszillator wird ein 74HCT14 verwendet. Als Schalttransistoren 2x 2N2222.
Die
paar Windungen über dem Klebband liefern die 1.4 V Heizspannung. Unten befindet
sich der Gleichrichter für die Anodenspannung. Links von der Löcherplatte ist
noch der Sockel für die 15 V Gitterbatterie ersichtlich.
Die
Eingangsspannung des Wandlers beträgt jetzt 12 V. Der Last-Strom 100 mA. Damit
nimmt dieses Gerät nur 1.2 Watt auf. Das ist auch nicht mehr, als bei einem
modernen DAB-Empfänger !
Es
ist wirklich erstaunlich, mit welchen Mitteln früher portable Geräte realisiert
wurden. Obwohl die Betriebsspannungen etwas exotisch sind und die Batterien
langsam unbezahlbar werden, kann man mit Spannungswandlern diese Geräte
auch heute noch in Betrieb halten.
Es
wäre jedenfalls schade, wenn solche Geräte verschrottet würden.
Im
Gegensatz zu den modernen Geräten ist es eine Herausforderung damit ein QSO zu
machen. Das Hauptproblem ist, auf der richtigen Frequenz zu senden, da der
Empfänger ja keine Seitenbandunterdrückung aufweist.
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de Paul, HB9DFQ
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