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A simple Amplifier for the Ultimate 3 for 136 & 472 kHz

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The Ultimate 3 can be used as a CW transmitter, if the modulation type is set to TX and a key is connected in parallel to the second switch. With the 25W to 50 W output you may have some nice CW QSO on the low bands, even with relatively modest antennas.

This PA is easy to set up, has few components and it is fairly robust. If you forget once to connect the antenna, there are no fireworks. The output transformer is a 1:9 unun, wound trifilar on a EPCOS N30 core. The blocking and coupling capacitors are MKP.

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The gate current can be set as low as 10mA. Intermodulation distortion is not an issue for modes like WSPR , QRSS and CW, since only a single carrier is sent out. You don’t need a class A-amplifier. But at 100mA gate current it delivers more power.

The PA is followed by separate low-pass filters for the 2200m and 630m band. They use only one single capacitor value ( 10nF ). I have used 500V mica capacitors (NOS from Russia). But MKP or ceramic should work as well, if tolerances are tight (5%).

The coils are wound on an Amidon T106-2 (72 and 38 turns)

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With 100mW of drive from the ultimate and a 13.8 V Power supply, it delivers up to 25W on both bands. If you squeeze the ultimate, as I’ve done it (3 BS170 and 12V supply for the PA) you may get up to 50W.

The efficiency is about 85%.

In order to suppress the tendency to oscillate at higher drain currents, I have added a 2n4 silver mica capacitor between the gate and ground *. So even SSB would be possible on the 630m Band.

73 de Toni HB9ASB

Eine LF/MF PA für den Ultimate 3

Manche bekommen einfach nie genug. Bei den Bankern sind das die Boni, bei manchen OM ist es Ausgangsleistung. Nachdem nun der Ultimate frisiert und ausgereizt ist, wollte ich doch noch etwas mehr Saft. Nicht für die Kurzwelle, dort hat das Teil mehr als genug. Aber für das 630m Band und ganz besonders für 2200m.

Deshalb ist die folgende PA entstanden. Sie ist einfach und mit wenigen Bauteilen aufzubauen und ziemlich robust. Vergisst man einmal die Antenne anzuschliessen, steckt sie das klaglos weg und verzichtet auf ein Feuerwerk.

Hier das Schema:

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Der Gatestrom wird ohne Ansteuerleistung auf 200mA eingestellt 10 bis 100mA eingestellt. IMD ist bei WSPR, QRSS und CW kein Thema, da nur ein einzelner Träger ausgesendet wird, aber etwas mehr Gatestrom bringt auch mehr Leistung. Der IRF530 braucht ein Kühlblech und als Kondensatoren verwendet man am besten MKP Typen.

Die nachfolgenden Tiefpassfilter sind bei meinem Prototypen via BNC Buchsen austauschbar. Sie sind so konzipiert, dass sie nur mit einem einzigen Kondensatorwert aufgebaut werden können (10nF). Ich habe 500V Glimmerkondensatoren benutzt, weil ich davon noch einen Sack voll hatte. MKP oder Kerkos gehen sicher auch. Beträgt die Toleranz mehr als 5%, sollten sie jedoch ausgemessen werden. Die Spulen werden auf Amidon Ringkerne gewickelt. Der Typ T106-2 wurde nicht nur wegen der Leistung gewählt: er braucht auch besonders wenig Windungen, so dass einem vor Langeweile beim Wickeln nicht die Hand abfällt. Die beiden LPF sind überdimensioniert und vertragen sicher auch noch 200W, doch soviel bringt die PA nicht.

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Folgende Werte habe ich gemessen:

Bei 13.8 Volt und 100mW Ansteuerleistung aus dem Ultimate 3, liefert sie 23 Watt in beiden Bändern, bei einem Wirkungsgrad von 85%.

Auf 2200m macht mein frisierter Ultimate satte 400mW und die PA bringt dann 31 Watt. Der Wirkungsgrad bleibt dabei hoch.

Auf 630m bringt der Ultimate sogar 450mW und daraus resultieren dann 34 Watt.

Mit einer höheren Spannung (max. 24V) kann die Leistung in beiden Bändern bis auf 50W gesteigert werden.

Obschon bei dem guten Wirkungsgrad die Wärmeleistung gering ist, sollte man nicht beim Kühlblech sparen.

Damit kann man nicht nur prächtig WSPR machen, sondern kommt so auch zu einem Sender, mit dem CW QSO’s auf 2200m und 630m möglich werden. Der Ultimate 3 lässt sich ja als CW-Sender benutzen, wenn die Modulationsart auf TX gestellt und parallel zum zweiten Druckschalter eine Taste angeschlossen wird.

Für QRSS QSO’s empfehle ich jedoch über den Tastenanschluss mit einem PC zu arbeiten. Zum Beispiel mit QRS von ON7YD. Via Ultimate ist QSO-Betrieb in QRSS doch ziemlich mühsam.

73 de Anton

Bild der LPF: Das Filter links für 630m ist noch mit anderen Kondensatorwerten bestückt. Aber auch hier lassen sich problemlos 10nF Kondensatoren einsetzen gemäß Schema.

NACHTRAG 13.5.2014

Um die Schwingneigung bei höherem Drainstrom zu unterdrücken, empfehle ich, direkt vom Gate einen 2n2 oder 2n4 Kondensator gegen Masse zu schalten *. Ich habe dazu einen Glimmer-Kondensator benutzt. Und hier noch das Bild des Prototypen:

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Langwellen-Geflüster

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Während ich diese Zeilen schreibe, schickt mein Sender ein WSPR Signal auf Langwelle in den Æther. Mit 30W auf 137.5 MHz. Ich benutze dazu zurzeit nicht den Ultimate, sondern den Kenwood TS-590, dessen Drive-Ausgang auf dieser Frequenz ca. 0 dBm liefert. Nachgeschaltet habe ich meinen Verstärker für 630m. Natürlich ist das eine Oberwellenschleuder, da das Tiefpassfilter für 500 kHz ausgelegt ist. Doch das Variometer der Antenne sorgt dafür, dass keine Oberwellen abgestrahlt werden. Die Unterdrückung beträgt mindestens 50dB, wie mein Spektrumanalyzer zeigt.

Letzte Nacht habe ich auf Mittelwelle durchgeflüstert. Das Resultat ist im Bild oben zu sehen. Was sonst noch auf WSPR im 630m Band los war, sieht man im nächsten Bild. Erstaunlich was da noch läuft, nähernd wir uns doch mit Riesenschritten dem längsten Tag und sommerlichen Bedingungen.

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Auch in USA/Canada und in Australien/Neuseeland wird eifrig auf 630m geflüstert. Erstaunlicherweise mehr als auf dem 160m Band, das in dieser Hinsicht eher ein Schattendasein zu führen scheint. Bei den Flüsterern am beliebtesten ist übrigens das 20m Band, gefolgt vom 30m Band. Interessant zu sehen, wie dort mit QRPP DX gemacht wird. Mit ein paar hundert Milliwatt den Atlantik zu überbrücken, gehört mittlerweile zur Routine.

Diese Facette unseres Hobbys finde ich mindestens so spannend, wie nach stundenlangem Brüllen ein FiveNine von einem unbewohnten Felsen zu erhaschen.

Bis hierher habe ich noch keinen Rapport auf 2200 Meter bekommen. Ich denke, dass ich heute mal einen separaten Verstärker für 137 kHz bauen und dann den Ultimate 3 anschließen werde. Auf Langwelle braucht es vermutlich schon etwas mehr Power um gehört zu werden. Vor allem natürlich wegen dem schlechten Wirkungsgrad der Antennen. Meine strahlt maximal ein Promille der eingespeisten Leistung ab. Bei 30W sind das also noch gerade 30mW.

An der Ausbreitung liegt es aber nicht. Die Bodenwellenreichweite ist im 2200m Band enorm und mit 1W ERP ist es auch mitten im Sommer um die Mittagszeit möglich bis gegen 1000km zu überbrücken.

Wobei die Stationen, die am Meer liegen einen gewaltigen Vorteil haben. Die Ausbreitung über Wasser ist viel besser als quer durchs Land. Mehr dazu hier.

Zum Schluss noch ein 681 Gigapixel Bild für den Astronomie-Interessierten. Es zeigt den Nordpol unseres Mondes und man kann dort nach belieben hin und her fahren und Zoomen und damit auf Entdeckungsreise gehen.

73 de Anton

 

Ein Transverter für das 630m Band – Teil 2

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Da habe ich doch kürzlich behauptet, ich sei zurzeit die einzige Schweizer Station auf 630m. Das war ein Kurzschluss. Vergangenen Freitag hatte ich QSO’s mit HB9DLI, Peter aus Basel, der mit einer Magnet-Loop-Antenne sendet! Doch das war noch nicht alles. Gleich darauf folgte ein QSO mit HB9QN, Rolf aus Altstätten. Schon der Donnerstag hatte es in sich. Plötzlich tauchte 9H1TB, Paul aus Malta mit 569 auf. Immerhin 1364 km weit weg. Da es mit meinen 5W EIRP so gut ging, habe ich es dann gewagt, den gerade fertig gestellten Transverter an die Antenne zu hängen. Er liefert maximal 35W und damit liegt mein EIRP noch bei 350 mW! Stefan, DK7FD, das Krokodil vom Dienst, hörte mich natürlich nicht, obschon er hier zeitweise mit über S9 ankam. Dafür bekam ich sofort Antwort von Boris S57A und erhielt respektable 569.

Das war viel spannender als dem Hauen und Stechen um FT5ZM zuzuhören.

Doch jetzt möchte ich euch meinen Transverter vorstellen. Auf dem Web zirkulieren ja bereits verschiedene Versionen eines Transverters von G3XBM, sowohl für 136 kHz, als auch für 472 kHz. Allerdings muss man damit Split arbeiten. Er setzt nur das Sendesignal um. Man empfängt direkt auf Mittelwelle.

Die hier vorgestellte Schaltung arbeitet echt transceive. Das heißt: man sendet und empfängt auf 5 MHz. 472 kHz entspricht genau 5.475 MHz. Das ist nicht nur praktisch; man kann mit dem Transverter auch Lang- und Längstwelle bis 10 kHz hinunter hören. Zum Beispiel den legendären SAQ auf 17.2 kHz mit seinen sporadischen Grußbotschaften. Und das notabene mit dem FT-817.

Angesteuert wird das Teil mit 500 mW, der tiefsten Leistungsstufe. Doch die Schaltung ist so ausgelegt, dass sie auch kurzzeitig 5 W erträgt, ohne kaputt zu gehen.

Doch nun zum Schema: Der Lokaloszillator mit dem 5 MHz Quarz ist ein Hartley. Er braucht zwar eine Spule, dafür kommt er mit nur einem Transistor aus und lässt sich präzise einstellen und ist sehr sauber. Ich wollte den Sendemischer ja nicht mit einem ganzen Wellensalat belasten.

Wie ihr sicher bemerkt habt, liebe ich Induktivitäten :-) Es wimmelt nur so von Spulen. Ich habe insgesamt vier Tiefpassfilter eingesetzt um “das Haus in Ordnung” zu halten. Sie sind alle gleich aufgebaut und simple Chebyshev-Filter mit gängigen Kapazitätswerten. Auf “schärfere” Cauer-Filter habe ich verzichtet, da sie weniger tolerant sind und präzisere und zum Teil exotische C-Werte erfordern. Beim TPF in der Endstufe habe ich natürlich Glimmerkondensatoren genommen, MKP würden aber auch genügen. Der Rest sind NPO (COG) Kerkos.

Auch die Spulen im Endstufenfilter sind etwas kräftiger als bei den anderen: zwei zusammengeklebte T68-2 ansttat T50-1. Natürlich habe ich das genommen, was meine Bastelkiste gerade zu bieten hatte. Dank dem genialen LC-Messgerät von AADE  und dem Ringkernrechner von DL5SWB, Wilfried, kein Problem.

Filter fünfter Ordnung genügen übrigens vollauf, da die abgestimmte 630m Antenne noch ein zusätzliches Filter darstellt.

Als Sendemischer dient ein SBL-3, der im Gegensatz zum SBL-1 auch im Längstwellenbereich noch gute Resultate bringt. Der Empfangsmischer ist ein SA612 . Seine Schutzschaltung ist so ausgelegt, dass er nicht kaputt geht, wenn man mal das Kabel für die S/E-Umschaltung zwischen FT-817 und Transverter vergisst. Es kommt vom ACC-Anschluss “TX GND”

Noch ein Wort zum Ausgangstrafo. Die Ausgangsimpedanz einer PA berechnet sich ja “Hosensack mal Pi” mit Zout = Vdc²/2 x Pout. Und da komme ich in den Bereich von ungefähr 5 Ohm. Deshalb habe ich als Ausgangsübertrager einen 1:9 UNUN eingesetzt. Damit sind alle Beteiligten zufrieden ;-)

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Mit den beiden 1k Potis können die Arbeitspunkte eingestellt werden. Im Prinzip kann mit dem Transverter auch SSB gemacht werden. Interessant sind aber eher digitale Betriebsarten wie WSPR. Für CW werden die Potis einfach soweit aufgedreht, bis die maximale Leistung rauskommt. Der Ruhestrom bleibt so insgesamt unter 100 mA und der Wirkungsgrad der PA liegt über 70%.

73 de Anton