Linear Roehren-Endstufe für den Kurzwellen Amateurfunkbetrieb von 3.0 - 30 Mhz
dk3qv
- 30 Mhz und einer Dauerstrichleistung bis 1 KW mit zwei Sendetrioden
T-380-1 in Gitterbasisschaltung
ein Selbstbaukonzept für lizenzierte Funkamateure entwickelt von
Werner Grosse - DK3QV - vielfach nach gebaut von 1983 - 1989
1. Einleitung
Diese Beschreibung der Selbstbau KW-Linearendstufe soll diejenige
Gruppe der Funkamateure ansprechen, die immer noch mit großem
Interesse verschiedene Geräte und Teile Ihrer Funkanlage mit zum Teil
bescheidenen Mitteln selbst bauen.Das dazu eine Menge theoretischer
und praktischer Erfahrungen, auf dem Gebiet der Elektronik und HF-
Technik erforderlich sind, ist fast selbstverständlich. Aber auch
Funkamateure, die sich bisher noch nicht so intensiv mit dem Selbstbau
verschiedener Geräte befaßt haben kann diese Baubeschreibung viele
praktische Tips und Hinweise liefern. Da die beschriebene KW-
Linearendetufe nur von lizenzierten Funkamateuren mit der
Lizenzklasse B betrieben werden darf, soll hier vollständigkeitshalber
nochmal erwähnt werden.
2. Ausgangsbasis für den Selbstbau einer Kurzwelle
Die Ausgangsbasis für den Selbstbau dieser KW-Linearendstufe war
einerseits das große Interesse am Selbstbau und andererseits die
Möglichkeit eines Nachbaues dieser Endstufe zu schaffen.Da die
Kaufpreise von neuwertigen KW-Linearendstufen verschiedener Hersteller
meist über 2500 DM (verschiedene auch weitaus höher) liegen und die
Einzelpreise der Austausch- oder Ersatzröhren bis zu DM 500,-/Stck.
betragen, kommt auch noch ein finanzieller Aspekt hinzu. Für diese
Endstufe sind fast sämtliche verwendete Bauteile ( sofern nicht in
sogenannten Funkbastelkisten vorhanden ) mit Ausnahme der beiden
Sendetrioden T 380-1, sehr kostengünstig auf den von Funkamateuren
organisierten Flohmärkten erworben werden. Der gesamte Aurbeitsaufwand
ist, je nach persönlicher Begabung des einzelnen und nach Ausstattung
der Endstufe, mit etwa 150 - 250 Std. anzusetzen.
Bei der Wahl der Senderöhren und der Ausgangsleistung der Endstufe
wurde der neuen DV-AFuG vom 11.12.1981, wonach in Lizenzklasse B die
Spitzenausgangsleistung 750 Watt (und wobei die Summe der
Anodenverlustleistungen 750 W betragen kann ) nicht überschritten
werden darf, Rechnung getragen. Die hier konzipierte Endstufe arbeitet
mit 2 parallel betriebenen Sendetrioden des Typs T 380-1 von ABB in
der Gitterbasisschaltung und erreicht eine Ausgangsleistung von 750
Watt in allen Betriebsarten und auf allen Bändern bei einer
Ansteuerung von 80 - 100 Watt. Da die Gesamtanodenverlustleistung der
beiden Röhren 760 Watt beträgt, lassen sich diese im AB-1 Betrieb
schonend fahren, was den Intermodulationsabstand erhöht und sich
positiv auf die Lebensdauer der Röhren auswirkt. Ein weiterer Vorteil
ist die Nutzung der Ausgangsleistung von 750 Watt in allen
Betriebsarten und auf allen Bändern, was auf die enormen
Leistungsreserven der Röhren zurückzuführen ist.
Die beschriebene Endstufe muß vom mechanischen und elektrischen Aufbau
sowie deren Ausstattung nicht unbedingt bindend oder als optimal
angesehen werden. Hier sind sicherlich eine Reihe von
Änderungsmöglichkeiten denkbar. Dies aber bleibt letztlich jedem
Funkamateur, seiner Phantasie und seiner Kreativität überlassen. Diese
Beschreibung kann nur die nötigen Denkanstöße dazu liefern.
3. Mechanischer Aufbau
Durch den großen Platzbedarf und das enorme Gewicht der vorhandenen
Transformatoren wurde das Netzgerät in einem getrennten
Stahlblechgehäuse untergebracht. Das Gehäuse der Endstufe war aus
verschiedenen 2 mm starken Aluminiumplatten zusammengeschraubt worden
und hatte etwa die Abmessungen 380*320*280 mm.
Es leider nicht möglich, die seinerzeitigen Ansichtsfotos hier
abzubilden.
Alle Netzteilbauteile wurden auf einer kräftigen 3 mm starken
Stahlblechmontagetafel aufgebaut, welche dann mit dem Gehäuseboden
verschraubt sind. Die notwendigen Bedienungselemente sind in die
Frontplatte eingebracht und diverse Anschlußkabel mit
Knickschutztüllen nach hinten herausgeführt. Für die.elektrischen
Verdrahtungen wurden im Netzteil entsprechende Lötleisten aufgebaut.
Das gesamte Gehäuse ist mit einem U-förmigen Deckel verschließbar.
Das Alugehäuse der Endstufe war durch ein Zwischenblech so aufgeteilt
worden, daß im unteren 100 mm hohen Teil der gesamte HF-Eingangsteil
sowie die Steuerung, und im 180 mm hohen oberen Teil der gesamte HF-
Leistungsteil untergebracht war.
Im oberen Teil sind folgende Bauteile plaziert : Plate- und
Loaddrehkondensatoren, Bandwahlschalter, Auskoppelkondensatoren,
Keramikrippenkörper, Luf'tspule L 10, Anodendrossel und die beiden
Senderöhren. Für ausreichende Luftkühlung sorgt hier ein Ventilator
mit 160 m3/h und eine entsprechende strömungsgünstige Luftführung.
Im unteren Teil der Endstufe sind die Bauteile : Steuerungselemente,
Verdrahtung, Lötleisten, Steckerzuführung, Hochspannungsanschluß,
Röhrenfassungsanschlüsse, HF-Eingangsteil mit Bahnwahlschalter,
Antennenanschlüsse, Antennenrelais sowie die Katodendrossel zu finden.
Zur Bedienung und Überwachnung sind in die Frontplatte eingebaut :
Plate, Load, Bandwahl-Ausgangsschalter, Betriebsartenschalter,
Meßgeräteumschalter, Meßgerät-relativer HF-Output, Meßgerät-Ia1/Ua
usw., Bandwahl- Eingangsschalter, Lüfterschalter, Lüfter schnell/
langsam sowie zwei Leuchtdioden.
Auf der Geräterückwand befinden sich der Hochspannungsanschluß, Soriau-
Mehrpolstecker, Erdungsschrauben sowie der Amphenolsteckeranschluß
zur externen Steuerung. Das gesamte Gehäuse konnte mit einem
feinperforierten Deckel allseitig geschlossen werden.
Wesentliche Informationen sind noch zu den elektrischen Verdrahtungen
und Aufbauten noch anzufügen : Sämtliche Spannungsanschlüße sind mit
Keramikscheiben und MKS-Kondensatoren gegen HF abgeblockt worden. Der
Hochspannungsanschluß wurde aus Polyamid hergestellt und hatte eine
eingebaute 4 mm Buchse zur Aufnahme des Hochspannungsanschlußsteckers.
Als Hochspannungskabel wurde eine spannungsfeste Ausführung mit 1mm2
Querschnitt gewählt. Zur Kontaktierung des Verbindungskabels zur
Endstufe wurde ein mehrpoliger Soriaustecker bzw. Kupplung gewählt,
wobei der Stecker in die Gehäuserückwand der Endstufe eingebaut ist.
Netzteil und Endstufe wurden außerdem zum besseren Potentialausgleich
zusätzlich mit 6 mm2 Erdungs- leitungen verbunden.
Sämtlich Hochspannungskabel und Anschlüsse sind sowohl im Netzteil wie
auch in der Endstufe zusätzlich mit Silikonschläuchen versehen, was
ganz erheblich zur besseren Isolierung beitrug. Damit der
Spannungsverlust auf den Heizleitungen mit 5V/30 A so gering als
möglich blieb, mußten entsprechend starke Kabelquerschnitte verwendet
werden ( hier 6 mm2 ). Um die Ausgangs- schwingkreisverluste der
Endstufe so gering als möglich zu halten, wurden hier ausschließlich
14 mm breite und 1 mm starke versilberte Kupferbänder eingesetzt. Die
Röhrenanschlußsterne sind mit flexiblen, starkgeflochtenen
Kupferbändern zum Auskoppelkondensator C35 ( 1000 pF/12 KV )
verbunden.
Weitere Einzelheiten der Verdrahtung sind direkt dem Schaltplan in den
Bildern 1 und 2 sowie den beigefügten Tabellen 3 - 9 zu entnehmen.
4. Theoretische Grundlagen
Die Grundlagen dieser Gerätebeschreibung bilden in ersten Linie die
praktischen Kenntnisse und Erfahrungen zum Selbstbau einer solchen
Linearendstufe. Da es aber nicht ganz ohne die notwendigen
theoretischen Kenntnisse geht, die zum Bau einer solchen Endstufe
erforderlich sind, wird jeder wissen, der sich schon mit dem Selbstbau
befaßt. Hier sollen nur die wichtigsten theoretischen Grundlagen kurz
erläutert und dargestellt werden, die auch zum Teil bei dem Bau dieser
Endstufe mitgewirkt haben. Die grundsätzliche Arbeitsweise einer
solchen KW- Linearendstufe wird hierbei vorausgesetzt. Wer darüber
hinaus seine Kenntnisse weiter vertiefen möchte, dem sei auf die unten
angegeben Literaturquellen hingewiesen.
Wie aus der Grundschaltung in Bild 3 zu sehen ist, wird die
Hochfrequenzleistung über ein breitbandiges Eingangs-Filter
symmetrisch in die Katode eingekoppelt.
Die Auskoppelung erfolgt hier durch das vielbewährte selektive
Ausgangs-PI-Filter. Das Gitter der beiden Röhren liegt bei der
Gitterbasisschaltung, die auch grounded-grid genannt wird, sowohl
gleich, wie auch wechsel- spannungsmäßig direkt an Masse und bildet so
eine natürlich Abschirmung zwischen Katode und Anode, ohne das die
Röhre ihre Verstärkereigenschaft verliert.
Der Arbeitspunkt wird hierbei über eine automatische Gittervorspannung
erzeugt ( indem die Katode positiver gegenüber dem Gitter gesetzt
ist ), die durch den Arbeitswiderstand im Katodenkreis, hier die
Zenerdiode D 1, festgelegt ist. Der Arbeitspunkt ist so gewählt, daß
sich im AB-1-Betrieb eine Katodenspannung von Uk = 55 - 60V bei einer
Anodenspannung von Ua = 2600 V/DC einstellt. Hierdurch ist
sichergestellt, daß sich der Arbeitspunkt immer noch im teillinearen
Bereich der Triodenkennlinie befindet. Der Ruhestrom betrug hierbei 80
mA/Röhre. Die beiden Drosseln Dr. 2/3 dienen zur Unterdrückung von
Huth-Kühn-Schwingungen, die durch schädliche Gitter- Anodenkapazitäten
Cg-a1 und Cg-a2 = 14 pf hervorgerufen werden. Damit die eingekoppelte
HF-Leistung nicht über die Heizleitung zum Netztrafo (direkt geheizte
Katode) abfließt, sind zwei Heizdrosseln Dr. 4/5 erforderlich. Sie
müssen den Heizstrom ( Ih = 30 A ) und den Katodenstrom ( Ikmax. =
1,0 A) ohne große Verluste führen können. Die hier erstellte
Ausführung hatte einen Querschnitt von annähernd 3,2 mm2 bei einer
Induktivität von Lh = 2,2 mH.
Vorteile der Gitterbasisschaltung mit 2 parallel betriebenen Trioden
* Eingangs- und Ausgangsspannung sind in Phase, es sind keine
Neutralisation oder besondere Abschirmungen erforderlich
* die Treiberleistung wird nicht in Wärme umgesetzt, sondern durch
die Endstufe durchgereicht
* Wahl des Arbeitspunktes im teillinearen Bereich der
Triodenkennlinie ( geringere nichtlineare Verzerrungen und deren
Mischprodukte ) im AB-1 Betrieb
* durch die Parallelschaltung läßt sich die Ausgangsleistung fast
verdoppeln
* einfacher Aufbau des Eingangs- und Ausgangskreises
* geringere Treiberleistung als bei Tetroden oder Pentoden
erforderlich
* einfacher Aufbau des Netzteiles, da nur wenige Spannungen
erforderlich sind
* finanzieller Vorteil durch die Verwendung von zwei ,,kleineren"
Röhren gegenüber einer wesentlich teureren großen Röhre
Als Nachteile sind zu nennen
* Summierung der Röhrenkapazitäten (Cga1 + Cga2), was zur
Herabsetzung der Grenzfrequenz und somit zur Leistungsminderung auf
den oberen Bändern führt
* Begünstigung von Huth-Kühn-Schwingungen durch Cgal + Cga2
* durch den sehr niederimpedanten Eingangswiderstand ( Re = 62.5
Ohm ) ist eine relativ hohe Treiberleistung erforderlich
* da zwei Triodenkennlinien keinen absolut gleichen Verlauf
aufweisen, steigen die nichtlinearan Verzerrungen
(Intermodulationsstörungen und deren Mischprodukte ) gegenüber der
Verwendung von nur einer Röhre wieder etwas an
5. Berechnung der Eingangs- und Ausgangsbedingungen
Der Eingangswiderstand der Röhre berechnet sich gemäß Bild 4.
Damit liegen die errechneten Eingangs- und Innnenwiderstände vor: RE
~ 62,5 Ohm, Ri ~ 1,75 KOhm
Aufgabe der Eingangs- und Ausgangs-PI-Filter ist es, den
Eingangswiderstand von Zein- = 50 Ohm auf Rein~ 62,5 Ohm herauf- und
den Innenwiderstand von Ri = 1,75 KOhm auf Zaus = 50 Ohm herab- zu
transformieren. Da die komplexe Berechnung von Filtern den Rahmen
dieser Beschreibung sprengen würde, kann hier nur auf den
entsprechenden Literaturquellen verwiesen werden.
Die in Bild 5 aufgeführte Tabelle mit sämtlichen Berechnungen und
Werten für die Ausgangs- PI-Filter wurde nach Unterlagen von DJ6HP
(Kurzwellen- und Amateurfunktechnik) und DL3CI (CQ-DL 9/80 )
zusammengestellt.
Die Güte Q wurde hier mit ~11 angesetzt, was in der Praxis einen guten
Kompromiß zwischen hoher Güte ( große Resonanzströme und damit
verbundenen Verlusten) und selektiver Oberwellenunterdrückung
darstellt. Zum Vergleich sind auch noch die einem mit
Induktivitätsmeßgerät als Frequenzzählervorsatz gemessenen und
unabhängig von den PI-Filterberechnungen ermittelten Spulendaten
eingetragen.
Die Berechnungsformel für einlagige Luftspulen ist in Bild 5 mit
angegeben.
Die Tabelle in Bild 5 zeigt deutlich, daß sich auf den oberen Bändern
der induktive Aufbau des Ausgangs-PI-Filters schon bemerkbar macht
( errechnete Induktivität und Sollinduktivität zur gemessenen
Induktivität).
Ansonsten sind die errechneten Daten in der Größenordnung zu finden,
die sich auch später praktisch einstellten.
Das Eingangsfilter wurde breitbandig ausgelegt und hat eine Güte Q von
~ 2.0. Auf ein weiteres Berechnungsbeispiel wurde an dieser Stelle
verzichtet. So sind deren Daten direkt der Tabelle 1 aus Bild 6
entnehmbar.
Mit dem Eingangsbandwahlschalter ist auch eine direkte HF-Einspeisung
ohne das Eingangsfilter in Schalterposition 7 möglich. Es zeigte sich
aber deutlich, daß diese kleine Fehlanpassung von Zein = 50 Ohm und
Rein ~ 62,5 Ohm zu einer Leistungsverminderung von 10 - 20 % am
Ausgang der Endstufe führen kann. Außerdem wird der
Intermodulationsabstand des Ausgangssignales bei dieser Arbeitsweise
um etwa 5 dB geringer anzusetzen sein. Das Stehwellenverhältnis SWR
für den Endstufeneingang mit diesem Eingangsfilter lag auf allen
Bändern unter 1 : 2,0.
6. Leistungsverstärkung der Endstufe
Wie aus Tabelle 4 in Bild 8 zu sehen ist, beträgt die
Leistungsverstärkung :
V = 10 Log. * Pout/Pin ( in dB ) auf allen Bändern zwischen 9,21 und
9,81 dB.
Diese Leistungsverstärkung reicht aus, um bei einer Ansteuerleistung
von 80 - 100 Watt ( auf allen Bändern) auch noch sichere 750 Watt -
Ausgangsleistung zu erhalten. Der Abfall der Leistungs- verstärkung zu
den höheren Bändern, ist bei dem Ansteuertransciver wesentlich stärker
ausgeprägt ( hier der Kennwood TS-515 mit bis zu 1,2 dB ), als bei
der Endstufe, wo der Leistungsabfall ca. 0,6 dB beträgt. Dies ist auf
den soliden Aufbau des HF-Eingangs- und Ausgangskreises sowie der
Verwendung der beiden steilen Trioden zurückzuführen. Der
Endstufenwirkungsgrad liegt auch hier, wie erfahrungsmäß bekannt, im
AB-1 Betrieb zwischen 50 - 60%.
7. Schaltungsbeschreibung
Wie aus dem Schaltplan des Netzteiles der Linearendstufe in Bild 2 zu
sehen ist, sind dort die notwendigen Transformatoren, Gleichrichter
und Steuerungelemente untergebracht. Die beiden
Hochspannungstransformatoren m4 und m4 werden durch Betätigung des
Steuerrelais d1 (Anodenspannung-EIN ) über zwei parallelgeschaltete
Widerstände (R4/R5 von 150 Ohm/7W) eingeschaltet. Deren Überbrückung
erfolgt zwei Sekunden zeitverzögert durch d2. Diese bekannte
Einschaltungsart von großen Transformatoren vermindert den Rush-Effekt
für konventionelle 16A/H- oder L-Automaten der Netzabsicherung.
Das Hochspannungsnetzteil ist sehr spannungssteif ausgeführt und
beinhaltet nur leistungskräftige Bauteile. Als
Hochspannungsgleichrichter ist ein Drehstrombrückengleichrichter mit
4500V/DC Sperrspannung und 1,8 A Nennstrom verwendet. Die
Hochspannungsglättungskondensatoren bestehen aus zwei Bosch MP-
Kondensatoren von jeweils 15uF/3KV. Die erforderlichen
Versorgungsspannungen von +165V/0.2A, 12V/2A sind in bekannter Form
erzeugt. Alle Spannungen mit Ausnahme der Hochspannung, werden über
eine mehrpolige Soriau-Buchse und Stecker zur Endstufe geführt. Bei
hoher Strombelastung ( Heizspannung ) sind mehrere Steckerstifte
parallel geschaltet. Verschiedene Funktionen sind optisch mit
Leuchtdioden angezeigt. Verdrahtungsquerschnitte sind im Schaltplan,
sofern erforderlich, angegeben.
Im Schaltplan von Bild 1 ist die Endstufe dargestellt.
Da zuvor die theoretischen Grundlagen der Gitterbasisschaltung für
zwei parallelbetriebene Sendetrioden beschrieben worden ist, sind
hierzu nur noch wenige Punkte anzufügen. Mit dem keramischen
Eingangsbandwahlschalter b2 wird das komplette Eingangs-PI-Filter für
alle Bänder umgeschaltet. Der keramische Ausgangs- bandwahlschalter b3
ist mit kräftigen Kontakten (hier für 50 A ) ausgeführt, um die hohen
Resonanzströme ohne große Verluste führen zu können. Der Plate-
Drehkondensator C 36 hat 250 pF bei 6 KV Spannungsfestigkeit und der
Load-Drehkondensator C37 1000 pF bei 3KV Spannungsfestigkeit. Eine
deutlich höhere Spannungsfestigkeit hat der Auskoppelkondensator C 35
bei 1000 pF/12 KV.
Aus Platzgründen wurde auf eine Abschlußscheibendrossel L~2,5 mH, die
parallel zu C 38 - C 41 liegen müßte, verzichtet. Diese
Abschlußscheibendrossel und galvanische Kopplung gegen Masse kann
verhindern, daß bei durchgeschlagenem Auskoppelkondensator C 35 die
Hochspannung an der Antenne anliegt. Da der Auskoppelkondensator eine
Spannungsfestigkeit von 12 KV aufweist und sich eine maximale
Anodenspitzenspannung von 8 KVss einstellt , ist diese Möglichkeit
allerdings sehr gering. Achtung : Trotzdem immer einbauen !
Sämtliche Gitteranschlüsse sind mit keramischen Scheibenkondensatoren
( C30 - C33 = 4700 pF ) und Widerständen ( R19 - R22 = 3,3 Ohm )
abgeschlossen worden. Diese Widerstände erlauben außerdem eine
Gitterspannung bzw. Gitterstrommessung über den Meßbereichsumschalter
b7 und das Anzeigemeßinstrument g2. Der Eingang der Katodendrossel Dr.
1/2 s. Tabelle 3 in Bild 7 ) ist ebenfalls mit keramischen
Scheibenkondensatoren C26/27 = 4700 pF abgeschlossen. Die
Katodenspannung von 55 - 60 V ( vom Mittelanschluß des Heiztrafos über
den Steckerpin ) stellt sich über eine Reihen- und Parallelschaltung
von Dioden ( n 24 - n 187 ) und deren Durch- laßspannung ein. Diese
Dioden müssen den Katodenstrom (hier max. 1,5 A ) sicher führen können
und die auch entstehende Verlustwärme Pv - UK * IK = 48 Watt ( bei ~
Ik = 0,8 A ) aufnehmen können. Alternativ hierzu sind auch
Zenerdioden, die auf einem Kühlblech isoliert aufgebaut sind,
einsetzbar. Da Zenerdioden auf Grund unterschiedlicher Kennlinien und
Zenerspannungen nicht parallel schaltbar sind, kommen somit nur
leistungsstarke Fabrikate in Frage.
Nachteilig, und das gilt für beide Katodenspannungserzeugungsarten,
ist die Tatsache, daß durch die Eigenerwärmung die
Diodenschwellspannung und somit auch die Zenerspannung sich etwas nach
unten verändert. Die in der Praxis ermittelte Änderung der
Katodenspannung lag in der Größenordnung von etwa 10 %. Diese
Auswirkungen ( die Katodenspannung sinkt um etwa 10 % ab ), nach der
sich der Arbeitspunkt im AB-1 Betrieb etwas näher zum A-Betrieb hin
verändert und den Katodenstrom etwas ansteigen läßt, hatte bei
späteren praktischen Messungen allerdings keine größeren Auswirkungen.
Das Antennenrelais, eine kräftige 12V-Ausführung mit 15A Kontakten,
ist in unmittelbarer Nähe der PL-Buchsen auf Gummiringen zur
Schaltgeräuschverminderung montiert. Die Verbindung vom HF-
Ausgangskreis zum Antennenrelais erfolgte mit einem 20 cm kurzen
Koaxialkabel RG 58-U. Da sich dieses Koaxialkabel vorzüglich
verarbeiten und biegen läßt, wurden bewußt kleinere Kabelverluste in
Kauf genommen.
Ein kräftiger 230V/AC-Ventilator, der für eine ausreichende Kühlung
sorgt, ist von der Frontplatte aus auf schnell bzw. langsam
umschaltbar. Die gesamte Betriebsartensteuerung ist mit den 12-V
Relais d3 - d6 aufgebaut und kann über den Betriebsartenschalter
entsprechend vorgewählt werden. Zur externen PTT-Steuerung ist das
Relais d6 benutzt. Eine HF-Vox-Steuerung ist nicht eingesetzt. Dies
gilt ebenso für eine ALC-Spannungsgewinnung vom HF-Ausgangssignal zur
Leistungssteuerung des Ansteuertranscievers. Nachteilig war dies beim
späteren Betrieb nicht.
Mit dem Meßbereichsumschalter und Anzeigeinstrument g2 können folgende
Spannungen und Ströme während des Betriebs gemessen werden:
1 - Ua, 2 - Ik, 3 - Igl, 4 - IgR1, 5 - IgR2, 6 - Uver+165V, 7 - Uver
+12V
Mit dem Anzeigeinstrument gl ist der relative HF-Output ( nicht
frequenzkompensiert ) moderat angezeigt. Im Stand-by-Betrieb wird die
Katodenspannung auf + 165 V gelegt, was zur absoluten Sperrung der
beiden Trioden bei Ua=2800V ausreicht. Wichtige Schaltungszustände
sind optisch mit den Leuchtdioden LED 3 und 4 signalisiert.
Sämtliche Versorgungs- und Steuerspannungen werden gegen die
Hochfrequenz mit entsprechenden Kondensatoren abgeblockt. Die
Anodendrossel Dr. 3 ( s. Tabelle 3 in Bild 7 ) ist einlagig auf einem
Keramikkörper aufgebracht worden und dient zur Zuführung der
Hochspannung in den Anoden- kreis. Der keramische
Hochspannungskondensator c34 = 5000 pF/5KV blockt hierbei die HF
vom ,,kalten Ende" der Drossel ab.
8. Verwendete Meßgeräte und Meßverfahren
Folgende Meßgeräte und Hilfsmittel standen zum Selbstbau der
Linearendstufe zur Verfügung :
* 100 MHz - Zweistrahlloszilloskop, Typ: HM 512 N
* Heathkit - Wattmeter HM 102/1 KW
* Dummyload HN 31/1 KW
* L- und C-Meßgeräte als Frequenzzählervorsätze
* SVR-Meßgeräte 1 KW
* Tongenerator 1 - 100 KHz
* sowie verschiedene konventionelle analoge und digitale Volt- und
Ampereme ter.
Leider stand zur Messung des Intermoduationsabstandes und Spektrums
kein Zweitonsignalgenerator und Spektrumanalysator zur Verfügung. Der
Abstand der Intermodulationsprodukte 3. Ordnung des Ausgangssignales
liegt erfahrungsgemäß bei ca. 40 dB vom Sollsignal und sollte bei
Linearendstufen noch etwa um den Faktor der Leistungsverstärkung,
hier 9,5 dB, höher anzusetzen sein, damit die effektiven
Intermodulationsstörungen und deren Mischprodukte bei gegebenem
Abstand zum Sollsignal bei größerer Ausgangsleistung auch im gleichen
Verhältnis klein bleiben. Beim späteren Betrieb der Linearendstufe,
und dies wurde in vielen QSO's vom jeweiligen Gesprächspartner
bestätigt, sind keine unerwünschten Verzerrungen oder Splatter sowie
Nebenausstrahlungen aufgetreten.
Dennoch sind vor dem Betrieb der Endstufe einige Ausgangssignale
oszillographiert, die mit den vorhandenen technischen Mitteln möglich
waren. Hierbei war kein sogenanntes flat-topping zu beobachten und die
HP-Amplitude zeigte sich als reine Sinusform. Auch konnten keine
unerwünschten Phasendifferenzen zwischen Eingangs und Ausgangskreis,
die durch falsche Übersetzungsverhältnisse des Ausgangskreises und
deren Blindkomponenten entstehen können, festgestellt werden. Solche
Phasendifferenzen können ebenfalls zu Fehlanpassungen und
Fehlabstimmungen mit den bekannten Auswirkungen führen.
9. Praktische Betriebserfahrungen
Die genannte KW-Linearendstufe ist in dieser Applikation mit dem KW-
Kennwood-Transciver TS-515 angesteuert. Als Antenne ist ein
Doppeldipol für 80 und 40 m sowie ein Dreielement-Beam von Hygain TH3-
MHK in 28 m Höhe verwandt. Die praktischen Betriebserfahrungen mit
dieser Selbstbau-Endstufe sind als sehr gut zu bezeichnen. Auch die
Abstimung des Transcivers auf den Endstufeneingangskreis und die
Abstimmung des Endstufenausgangskreises an die Antenne ist auf allen
Bändern ohne Probleme durchzuführen. Die Stehwellenverhältnisse
betragen auf 10, 15 und 20 m mit dem Beam etwa 1 : 2.0 und bei den
Doppeldipolen ( die nur 2 m über dem Hausdach aufgebaut sind ) etwa
1 : 2,0 bis 1 : 3,2.
Sehr von Vorteil ist auch die Zweistufenumschaltung des kräftigen
Ventilators, der in der zweiten Stufe schon hörbare Windgeräusche
verursacht, die bei leisen Empfangsdurchgängen stören können. RTTY-
oder CW Betrieb wurde bisher mit dieser Endstufe noch nicht ausgeübt.
Es zeigten sich aber auch bei langen Phonie-Durchgängen keine
Überlastungen der Röhren. Die Anoden der Röhren erhielten lediglich
eine rötliche Färbung, was als ,,normaler". Betriebszustand anzusehen
ist. Durch die strömungsgünstige Luftführung wurde die Verlustwärme
auch sehr schnell aus dem Gehäuse herausgetragen. Ein großer Vorteil
ist ebenfalls die Möglichkeit, ständig alle Spannungen und Ströme mit
dem eingebauten Meßinstrument zu überwachen, ohne hierzu das
eingebaute Outputmeter umzuschalten.
Die sichere Funktion, Arbeitsweise und Leistungsfähigkeit eines jeden
Selbstbaugerätes ist hierbei auch der beste Erfolg für den
Funkamateur.
10. Literaturquellen
* Kurzwellen - Amateurfunktechnik : H.J.Pietsch, DJ6HP, Franzis-
Verlag, Seite 219 - 245 und 283 - 302
* Werkbuch - Elektronik : Nührmann, Franzis-Verlag, Seite 201 -
219, S 409 - 478
* Tabellenbuch - Elektronik : W. Benz, P. Heinker und L. Starke
* Frankfurter Fachverlag, Seiten 25-28, 40 - 41, 53 - 64, 96, 222,
257, 258, 263
* Kleine Elektronik-Formelsammlung : G.Rose, Franzis-Verlag, Seite
76 - 80, 98 - 103
* Röhrendatenbuch : ABB - 1979, Band II
* Röhrendatenbuch : ABB - 1980, Band I
* KW-Linearendstufe von VK 2 AOU : H. Rückert, CQ-DL 2/82, Seite
57 - 60
* L-Meßgerät als Frequenzzählervorsatz : nach F. Bach, DL2VH,
Funkschau 1/1981
* Dimensionierung von PI-Filtern : K.-H.Kleine, DL 3 CI, CQ-DL
9/80, Seite 405 - 407
* ITT-Datenbuch : Dioden, Z-Dioden, Gleichrichter, Thyristoren,
1977 / 78
* Elektronik - Taschenbuch : Band 1, Dümmler-Verlag, Seite 150 -
187
Bild 1 : Schaltplan der HF-Endstufe
Bild 2 : Schaltplan des Hochleistungsnetzteil
Bild 3 : Roehrengrundschaltung
Bild 4 : Eingangs- und Ausgangsbedingungen
Bild 5 : Tabelle und Berechnung des Ausgangs-PI-Filters
Bild 6 : Daten des Eingangs- und Ausgangs-PI-Filters
Bild 7 : Heizdrossel, Anodendrossel und Anodenwiderstände
Bild 8 : Eingangs- und Ausgangsleistungen der Endstufe
Bild 9 : Daten der Sendetriode T-380-1 von ABB