Monatsarchiv: Januar 2014

Vieles aus dem CB-Funk lässt sich auch für den Amateurfunk zurechtbiegen: Antennen, Netzteile, Transceiver.

Letztes Jahr schenkte mir ein Freund ein SWR/PWR-Meter für den CB-Funk. Nachdem es einige Zeit in meiner Bastelkiste dümpelte, hat es nun ein neues Innenleben und damit einen neuen Verwendungszweck erhalten.

Die meisten SWR/PWR-Meter zeigen zwar auf dem neuen 630m Band etwas an, einige sogar auf Langwelle. Doch die Werte stimmen nicht. Schlimmer noch: Das SWR-Minimum liegt neben den Schuhen, bzw. auf der falschen Frequenz und der Rückfluss ist auch mit einem 50 Ohm Abschluss nie Null.

Der Grund dafür liegt am verwendeten Stromtransformator. Ein Ringkern mit einer einzigen „Wicklung“ primär und mehreren Windungen sekundär. Der Blindwiderstand der Sekundärwicklung ist auf Mittel- und Langwelle meistens zu klein und bringt die Brücke aus dem Gleichgewicht.

Damit kein signifikanter Phasenfehler auftritt, sollte der Blindwiderstand der Sekundärwicklung bei der zu messenden Frequenz mindestens zehnmal grösser als die Brückenimpedanz (50 Ohm) sein. Also ≥ 500 Ω.

Doch eine Eierlegende Wollmilchsau gibt es nur in den Träumen. Der Frequenzbereich des Stromtransformators in der SWR-Brücke wird durch die Streukapazität der Wicklung auch nach oben begrenzt. Baut man eine für Lang- und Mittelwelle, ist sie für die höheren KW-Bänder nicht brauchbar.

Doch zurück zu meinem CB-Meter. Ich habe das Teil daher zu einem SWR/PWR-Meter für das 630m Band umfunktioniert.

Original geblieben sind das Gehäuse, das Kreuzzeigerinstrument mit der Beschriftung und der Umschalter. Der Rest wurde ausgeschlachtet und landete wieder in der Bastelkiste. Anstatt UHF-Buchsen habe ich BNC eingebaut. Das ist im Laborbetrieb praktischer.

Die Schaltung ist bekannt und bewährt (?). Ich habe mich für eine so genannte Stockton Brücke entschieden, die mit zwei identischen Transformatoren funktioniert.

Ohne nachzudenken, habe ich zuerst zwei FT50-43 Ringkerne bewickelt und  eingelötet. Das klappte bei QRP recht gut. Doch  ab etwa 100W ging das SWR-Meter in die Knie und ich habe mir an einem der Ringkern-Trafos die Finger verbrannt.

Was ist geschehen?

Der Mini Ringkern-Rechner von DL5SWB brachte es an den Tag. Der Al-Wert des Ringkerns und damit der Blindwiderstand der Primärwicklung (eine einzige “Windung”) war zu hoch (=hohe Blindleistung). Das führte zu einer viel zu hohen magnetische Flussdichte. Deshalb wurde der Kern heiss.

Ich musste also einen Kern finden, der einerseits mit einer vernünftigen Windungszahl auf der Sekundärseite ein Xl ≥500 Ohm sicherstellte und andererseits mit einer einzigen Windung auf der Primärseite den Flux nicht derart in die Höhe trieb, dass der Kern heiss wurde.

Apropos “Eine einzige Windung”: In diesem Fall wird der Draht einfach schnurstracks durch den Ringkern geführt. “Gewickelt” wird also nicht ;-)

Ich hatte Glück. In meiner Bastelkiste fand ich einige FT50-61 von Amidon. Allerdings musste ich 50 Windungen aufwickeln um auf über 500 Ohm Blindwiderstand zu kommen. Beide Trafos müssen natürlich identisch sein, sonst funktioniert die Brücke nicht richtig.

Die Wahl des richtigen Ringkernmaterials ist also kritisch, und das betrifft nicht nur SWR-Brücken. Auch bei BALUNS’s wird oft “gesündigt”. Entweder wird ungeeignetes Material verwendet oder der maximal zugelassene Flux überschritten.

Als Dioden habe ich Schottky-Dioden BAT42 verwendet. Mit gewöhnlichen Siliziumdioden wollte die Brücke nicht richtig funktionieren. Als Poti für die einzelnen Bereiche hätte ich in meinem Fall eigentlich 5k (10W), 20k und 100k (1kW) wählen sollen, das hätte mir den Einsatz einiger Widerstände zur Korrektur erspart ;-)

Hier noch das Schema, das ich bei Iacopo Giangrandi abgekupfert habe. Iacopo hat Feroxcube 3F3 Kerne eingesetzt. Ob die bei Mittelwelle nicht heiss werden?

Geeicht wurde das Meter mit dem Oszilloskop. P=U²/R. Abgelesen wird natürlich der Effektiv-und nicht der Spitzenwert ;-)

73 de Anton

Zur Zeit wimmelt der Himmel von Helikoptern und Flugzeugen. WEF und Syrien-Konferenz sind vermutlich der Grund. In Davos findet ja die übliche Veranstaltung für die Weltelite statt – für den Pöbel wird derweil das Dschungelcamp gespielt.

Während ich diese Zeilen schreibe, wird gerade das 2m Band mit einem breiten Pulsen gestört. Das Signal kommt, peakt mit S9 und verschwindet wieder. Ich kann es mir nicht anders erklären: es muss aus einem Flugzeug gekommen sein.

Heute habe ich übrigens ein Labornetzgerät von Conrad erhalten.  5A/30V für 100 Stutz. Kein schlechter Deal. Natürlich habe ich es aufgeschraubt und reingeguckt. Es hat glücklicherweise keinen nervigen Ventilator, dafür einen soliden Ringkerntrafo drin. Je nach Spannungsbereich werden mit Relais Wicklungsabgriffe geschaltet – mit einem lauten Klack-Klack. Doch das ist auszuhalten und besser als der Störnebel eines Schaltnetzteils.

Vorsichtshalber und in Ermangelung eines Schemas habe ich mal auf den Ausgang Abblockkondensatoren gelötet. Ob da schon welche drin sind, konnte ich leider nicht sehen.

Dabei ist mir aufgefallen, dass der Gummiring unter der Halteplatte des Ringkerntrafos zu klein ist und die scharfe Kante des Metalls auf die obersten Wicklungsdrähte drückt. Eine Zeitbombe. Eine zusätzliche Isolierscheibe aus Karton schafft die nötige Distanz.

Abgesehen davon ist das Teil solide verarbeitet und mit 105° Elkos bestückt. Für diesen Preis gibt’s natürlich keine PC Steuerung und anderen Schnickschnack. Mit einer Taste kann der Ausgang unterbrochen werden, das Ampere-Meter zeigt in diesem Fall den Wert der eingestellten Strombegrenzung.

73 de Anton

PS. Ups. Hoffentlich kommen jetzt nicht die Schlapphüte vorbei, bei diesen Stichwörtern im Beitrag. Sollte ich nächste Woche nichts posten, mache ich Ferien in Gitmo.

Da ich nie in einem Entwicklungslabor gearbeitet habe und stattdessen mein Leben zwischen Excel und Powerpoint verbrachte, muss ich nun das Verpasste nachholen.

Und so kommt es, dass ich jede Menge Leichen im Keller habe. Kistenweise. Unbrauchbar. Unverkäuflich. Wobei bei letztem Punkt Zweifel angebracht sind, wie Ricardo zeigt. Schrott erreicht dort immer wieder Höchststände.

Die letzte Leiche ist oben im Bild zu sehen. Vermutlich werde ich sie sezieren und rezyklieren.

Es ist ein Verstärker, der das 136kHz-Signal vom „Drive“-Ausgang meines TS-590 auf einige zehn Watt anheben sollte. Mit Ach und Krach hat er es auch geschafft und ich habe auf 137.5 kHz ein bisschen „geflüstert“. Allerdings erfolglos. Doch das liegt vermutlich nicht an der Schaltung.

Die hat nämlich andere Probleme. Sie ist alles andere als stabil und schwingt zwischendurch mal gerne dort wo es ihr passt.

Dabei habe ich sie doch bloss kopiert. Und zwar von hier. Doch ist mir in einem ersten Anlauf prompt entgangen, dass der liebe Roger bei seiner Erdantenne alles andere als 50 Ohm hat. Aber ich will euch nicht mit Impedanz-Problemen langweilen, sondern nochmals mit einer Kondensator-Geschichte.

Auf Langwelle stösst man mit Glimmer-Kondensatoren an Grenzen. Grosse Kapazitäten sind gefragt und die erreicht man halt nur mit Folienkondensatoren.

Natürlich habe ich mal eingelötet, was so rum lag. Doch bei 30 – 40W Auspuff kamen die Teile schon arg ins Schwitzen. Die Kondensatoren liefen heiss!

Das war der Moment, die Dinger genauer anzuschauen und das „Kleingedruckte“ zu lesen.

Und nun die Moral von der Geschicht:

Um Leistung zu koppeln und zu filtern, sollte man im Langwellenbereich nur Polypropylen-Kondensatoren verwenden. Die billigeren Polyester-Kondensatoren sind ungeeignet. Das Dielektrikum weist bei Langwelle bereits zu hohe Verluste auf und sie sind wenig temperaturstabil. Tiefpassfilter mögen das nicht. Zwar sind mir noch andere Exoten über den Basteltisch gelaufen. Polykarbonat- und Metallpapierkondensatoren zum Beispiel. Doch die sind im selben Spital krank. Einzig die guten alten Styroflex (Polystyrol-Kondensatoren) wären noch eine Alternative. Aber sie werden heutzutage nicht mehr gefertigt und sind nur für niedere Spannungen und Temperaturen zu gebrauchen.

Wie kann ich aber die „Guten“ von den „Bösen“ unterscheiden?

Bei WIMA ist es einfach: MKT steht für metallisierter Polyester-Kondensator. MKP für metallisierter Polypropylen-Kondensator. FKT und FKP haben keine metallisierten Kunststofffolien sondern Einlagen aus Metallfolien und vertragen noch etwas höhere Ströme. Sie sind aber auch grösser.

Bei den Chinesen heissen die Polypropylen-Kondensatoren CBB. Man findet sie zum Beispiel in der E-Bucht. Allerdings nur in Harz getaucht und nicht im Becher vergossen. Ich gebe in diesem Fall dem deutschen Qualitätsprodukt den Vorzug. Nebst WIMA natürlich auch Roederstein (ERO-Kondensatoren, heute Vishay) und EVOX/RIFA (heute Kemet). Dort sind die Bezeichnungen zum Teil anders als bei WIMA.

Kurz: Für Senderendstufen/LPF im KW-Bereich nur Glimmer, für Langwelle nur Polypropylen (MKP, FKP) (wenn keine Glimmer zur Verfügung stehen).

73 de Anton

Und da wir schon mal da sind, da bleiben wir auch hier und beschäftigen uns nochmals mit Kondensatoren. Zuerst einmal vielen Dank für die interessanten Kommentare und Ergänzungen von Herber, OE5BFM, und dem Verstrahlten.

In der Tat ist die Wärme Gerätekiller Nummer Eins. Je wärmer, desto schneller ist die Funke futsch. Elkos stehen bei diesem Drama an vorderster Front. Studiert man das Aufgedruckte auf den Bechern, findet man u.a. eine Temperaturangabe: 85 oder 105 Grad.

Das ist die Temperatur, die der Elkos während 2000 Stunden aushalten sollte. Bei zehn Grad weniger hält er doppelt so lange und bei zwanzig Grad weniger sogar viermal länger. Pro zehn Grad weniger gibt es also eine Verdoppelung der Lebensdauer.

60 Grad sind die Temperatur, bei der man mit der Hand gerade noch einen Gegenstand anfassen kann. Dummerweise wird es in manchen Funkgeräten wesentlich heisser, besonders in stark miniaturisierten. Bis zu hundert Grad an gewissen Stellen sind keine Seltenheit. Bei Dauerbetrieb in FM kann es da leicht einem armen Elko schlecht werden.

Wenn es also in der Kiste 55 Grad heiss wird und dort ein paar 85grädige Elkos rumstehen, dann haben die eine theoretische Lebensdauer von 16‘000 Stunden. Läuft die Kiste den ganzen Tag durch, halten die Elkos 2 Jahre. Ist es jedoch 85 Grad heiss in der Kiste, halten die Elkos keine drei Monate Dauerbetrieb aus.

Natürlich wird der seriöse Konstrukteur in diesem Fall einen 105Grad Elko einsetzen. Hoffentlich.

73 de Anton

Bild: Heatpipes auf einem Motherboard eines Notebooks. In ihrem Innern transportiert Dampf die Wärme zum Kühlblech mit dem Ventilator.

Voilà, da ist sie, die kleine Endstufe, die ich für den Drive-Ausgang des TS-590 gebastelt habe. Sie liefert bei 13.5V 10W SSB/CW. Für den Betrieb mit dem Ultimate 3 reicht der zweite Teil, sonst muss man einen Abschwächer dazwischenschalten.

Der IRF510 kann auch mit einer höheren Spannung betrieben werden und liefert dann mehr Leistung. Der 0.5 und der 1 Ohm Widerstand sind für Strommessungen gedacht. Man kann sie auch weglassen. Die Spulen des zweiten LPF Filters wurden auf zwei aufeinander geleimte T68-2 gewickelt. 40Windungen 0.5mm Kupferlackdraht fanden gerade Platz. Die C’s sind dort natürlich Glimmerko’s :-) während im ersten Filter Styroflex zum Einsatz kamen.

Die PA nimmt ein schlechtes SWR nicht übel, trotzdem braucht es eine abgestimmte Antenne um erfolgreich auf Mittelwelle ein Signal in den Æther zu schicken.

Ich bitte um wohlwollende Nachsicht: Ich bin kein Schaltungs-Profi (siehe “über mich“). Zudem ist die Schaltung auf das Material zugeschnitten, das ich in meiner Bastelkiste gefunden habe :-)

Zurzeit ruht meine Bake. Ich brauche meinen Langdraht für andere Versuche und will den Ultimate3 aus- und in ein Gehäuse einbauen.

Hier noch das Resultat meiner WSPR-Aussendungen auf 630m in der Nacht von Samstag auf Sonntag am letzten Wochenende. EIRP 100mW:

73 de Anton

In diesen lichtschwachen Tagen war es wieder einmal soweit: Zeit um meine Linear-PA aufzuschrauben. Seit einigen Wochen war ich mit dem Teil nämlich im Blindflug unterwegs. Zwar lieferte die PA ihre 600 bis 700 Watt in CW und 800 PEP in SSB, aber die beiden Anzeigeinstrumente spielten verrückt. Der Anodenstrom wollte partout nicht über 450 mA klettern. Dafür stieg der Gitterstrom in nullkomanix auf 200 mA. Auch der Schalter für HV/Ip machte Fisimatenten.

Diese Probleme sind jedoch bekannt. Die Abhilfe ist einfach. Die Schutzdiode D16 (siehe Bild) muss ersetzt werden. Sie wird zum Beispiel bei einem Gitterschluss zerstört (Kurzschluss in beide Richtungen). Eine 1N4007 oder besser dient als Ersatz.

Der Schalter braucht eine Dusche mit WD40. Dafür legt man die PA mit der Frontplatte vorsichtig auf ein weiches Kissen – zum Beispiel das der Zimmergenossin – und füllt den Schalter über das Sprühröhrchen mit dem öligen Saft. Dann kippt man die PA wieder in Normallage und morst mit dem Schalter dreimal CQ. Anschliessend legt man das Kissen wieder zurück ins Bett und dreht es dabei um, damit die Partnerin den Ölfleck nicht sieht.

Dem 811H noch ein bisschen das Gesicht geputzt und er ist so gut wie neu!

In meinem AL-811H habe ich übrigens vier Röhren 572B anstelle der 811A drin. Sie bringen nicht mehr, sind aber robuster (225W anstatt 65W Anodenverlustleistung pro Röhre). Die Ausgangsleistung dieser PA ist durch das Netztteil limitiert (Trafo). Ein Austausch der Röhren ist problemlos, sofern man nicht die Svetlana Typen einsetzt.

Allerdings sind Matched Quads von 572B immer schwerer aufzutreiben und teuer geworden. Vielleicht ist der NOS (New Old Stock) der Röhren aus Shuguang aufgebraucht und neue werden keine mehr gefertigt.

Viele Dinge kommen und gehen in der E-Bucht wie Wellen im Meer. So ist zum Beispiel auch die Welle an Rubidium Frequenz-Normalen vorbei, nachdem man die Teile palettenweise zu Spottpreisen kaufen konnte.

73 de Anton