Kategoriarkiv: Antenn- och radioteknik

75 W linjärt drivsteg med 3 st 2C39BA

För att driva ut det nya 1 kW PA-steget för 144 MHz med trioden GS-35B behövdes ca 75 W. Transvertern som används för 28/144 MHz lämnar 500 mW ut. Först provades ett transistorsteg med MRF9120 som kan köpas som byggsats från Kina för ca 300 kronor.

Originalschemat var felritat och knappt läsbart så första jobbet blev att gå igenom konstruktionen och rita ett riktigt schema. Nåja man kan inte få allt för bara 300 kronor.

Uteffekten var ca 120 W men började komprimera redan vid ca 60-70 W vilket orsakade splatter. Max uteffekt för linjär drift mättes till ca 50 W vilket är i lägsta laget för att driva ut 1 kW PA-steget.

Ett annat alternativ till 75 W drivsteg kunde vara 4CX250B på sparlåga. Dock krävs en förhållandevis komplicerad nätdel med flera spänningar. En betydligt enklare och mer tilltalande lösning är trioden 2C39BA i gallerjordad koppling.

En konstruktion med 3 st 2C39BA ritades ihop. Ingångssteget designades för att kunna lämna ca 10 W ut i 50 ohm. Utgångskretsen är kopplingsmässigt ekvivalent med en halvvågsresonator men utförd som en spole med mittuttag. Om avstämningskondensatorn väljs till samma värde som anodkapacitansen så blir anodkretsen helt symmetrisk med minimum RF-spänning precis mitt på spolen där anoddrosseln skall anslutas. RF kopplas ut via en justerbar link som är lätt att justera för max uteffekt. Ingångskretsen i båda stegen består av en serieinduktans som tillsammans med rörets gallerkapacitans passar fint för 50 ohm inimpedans.

Slutsteget med två parallella 2C39BA är uppbyggt på samma sätt som ingångssteget med den skillnaden att anodkapacitansen och avstämningskapacitansen är 2 x 4 pF vilket ger en något mindre spole. Injusteringen av hela drivsteget gjordes i kallt tillstånd utan anodspänning inkopplad. En temporär belastningsresistans ekvivalent med rörets arbetsimpedans kopplades mellan anod och jord. Nätverksanalysatorn kopplades till RF-ut och kretsarna justerades för SVF 1:1.

Vid provkörning med glöd- och anodspänningar påslagna blev uteffekten ca 120 W med 100 mW driveffekt. Uteffekten ökade till knappt 150 W efter fintrimning. Så de 500 mW transvertern lämnar räcker med råge och dämpades ca 10 dB för att få ut 75 W.

Chassiet består av en 10 mm tjock Al-platta 100 x 150 mm. Tre hål för rörens gallerring frästes i plattan.

I brist på sockel med s k fingerstock löstes monteringen med en klämring och trå spännskruvar. Rörens gallerring får därmed god kontakt med chassiet och sitter stabilt. Både termiskt och elektriskt.

Första “smoke test” gjordes med gamla rör för säkerhets skull. Senare bytta till nya 2C39BA.

Tankspolen med anodspänningsdrosseln mitt på spolen och den justerbara utkopplingslinken. Avstämningen är mjuk och fin utan någon större återverkan mellan link (Load) och Tune.

De båda glöddrosslarna isolerar glöd- och katodanslutningarna där RF matas in via en seriespole. Trimkondensatorn behövdes inte och togs bort i den slutliga kopplingen.

Drivsteget blev helt stabilt och skärmväggen mellan stegen togs också bort så att fläkten kunde blåsa i genom hela apparaten. Rören går iskalla i viloläge och blir inte mycket varmare vid normal drift. Fläkten körs på halv hastighet.

@

1 kW PA-steg för 144 MHz

Ett av de senaste projekten hösten 2021 var ett linjärt PA-steg för 144 MHz med den ryska trioden GS-35B. Projektet har några år på nacken och började med ett koncept kring Philipsröret QBL5/3500 som det fanns gott om i junkboxen. QBL-röret är en Tetrod som kräver en ganska komplicerad nätdel och skyddskretsar. Idén att använda GS-35B kom upp och surplusrör beställdes från en ryss.

Det “färdigbyggda” PA-steget inbyggt i ett 19″ stativ till höger i bild. Allt fungerar bra som det står nu men tanken är att byta ut de provisoriska frontplåtarna till något mer enhetligt och snygga till paneltexten som nu är avrivna bitar av maskeringstape.

Huvudschemat för PA-steget med styrlogik. Längst upp till vänster i den grå fyrkanten visar RF-delen med GS-35B röret och en handfull komponenter. Som i alla sådana här PA-steg är det stora jobbet mekaniken och nätdel plus ev skyddskretsar och logik. Allt efter behag och hur man vill göra.

Styrlogiken som används här är ursprungligen designad av GM3SEK och såldes av honom fram tills han gick i pension för några år sedan. Därefter har UR3IQH reviderat mönsterkorten och plockat ihop kompletta byggsatser. Även färdigbyggda avprovade kort erbjuds till en kostnad obetydligt högre än byggsatsen.

Kontrollpanelen med de viktigaste instrumentet. Bakom den nedre panelen finns ett antal kontaktorer och kretsarna för mjukstart av högspänningsaggregatet, som är monterat på bottenplåten i stativet. Funktionen i kort är Fläkt startas som sedan medger att Glöd slås på. Glödaggregatet ökar spänningen från noll till 12.6 V under 60 sekunder. Mjukstarten säkerställer att glödströmmen också ökar från noll till max utan den besvärliga strömstöten som inte är så bra för glödtråden. I kommersiella applikationer brukar man dimensionera glödtransformatorn så att den blir självmättande och helt enkelt inte kan lämna så hög ström att röret tar skada.

Efter 120 sekunder går timern på styrkortet ut och kontaktorn för mjukstart av högspänningsaggregatet aktiveras. Sedan är PA-steget driftklart. Det finns skyddskretsar för allt viktigt som för hög gallerström, för låg anodspänning och för hög anodström. Även skydd mot flasch over i röret som kan ställa till stora problem om man utelämnar viktiga skydd.

Konstruktionen bygger på en halvvågskavitet där anodutrymmet har måtten 250×250 x 800 mm. Resonatorn är tilverkad av 60 mm Al-rör som skruvats fast i en utsvarvad adapter som i sin tur är fastbultad i rörets kylkropp med en M10-bult. Anodspänningen matas in via en drossel mitt på resonatorn. Syns inte på bilden. För avstämning av anodkretsen och utkoppling av effekten används kapaciv koppling där plattavståndet justeras med en grovavstämning kring en gängad axel med släpkoppling. Finavstämningen sker dielektriskt genom att vrida in plattor tillverkade av vanligt FR4 1,6 mm glasfiberlaminat men utan kopparfolien. Metoden fungerar bra och ger en mycket följsam inställning. Avstånden mellan Al-plattorna och plattornas diameter är valda så att isolationsavstånden blir betryggande. Resonatorröret har ju full anodspänning ca 2800 V.

På bilden ovan ser man att resonatorn skarvats på två ställen. Det är resultatet av en del experiment i samband med utprovning och optimering. En kortare resonator kräver mer kapacitans och ett mindre plattavstånd eller större diameter på plattorna.

Injusteringen av såväl ingångskretsarna som anodkretsen gjordes i kallt tillstånd utan anodspänning och glöd. För att simulera rörets impedans monterades ett belastningsmotstånd på beräknat värde 2940 ohm mellan anod och jord. Detta tillsammans med rörets anod-gallerkapacitans ger då den ekvivalenta belastningen som röret ger i drift. För att justera in anodkretsen anslöts Nätverksanalysatorn till kontakten för RF ut. Genom att justera de båda plattorna för Tuning och Load ställer man in för minimum SVF på 144,3 MHz. SVF blir 1:1 och inställningarna behöver faktiskt inte röras när anodspänningen slås till och PA-steget är i drift.

Som indikering av uteffekten används ett Telefunken korsvisande instrument som räddats från Sölvesborg Mellanvåg 600 kW sändare. Ett likadant är seriekopplat och sitter monterat i radiobordets stativ. Den högra nålen visar uteffekt och jag har kalibrerat så att 1 kW motsvaras av 600 kW markeringen. Den vänstra nålen visar SVF i den punkt de båda nålarna korsar varandra. För mätning av uteffekt och reflekterad effekt används en riktkopplare som lämnar +30 dBm vid nominellt 1 kW.

Signalen driver en RF-detektor med en Schottky-diod som ger 3 V DC till en peak-detektor med 1 sekunders hold. Det betyder att instrumentens nålar står blixt stilla vid både SSB och CW för att efter 1 sek falla tillbaka.

Den dielektriktriska fininställningen för Tune beräknades för att kunna justera resonansfrekvensen +/- 2 MHz och används bara för att snabbt verifiera att max uteffekt sammanfaller med min anodström och rattens indikering står i mittläget.

Skorstenen är tillverkad av 1 mm PTFE och är monterad i en utsvarvad ring av aluminium. Kylfläkten sätter utrymmet för gallerkretsen under tryck. I mitt fall 2,5 cm vattenpelare. Fläkten blåser direkt på rörets glödanslutningar och gallerring för att sedan ledas igenom chassiet i hålen som syns på en tidigare bild ovan. Skorstenen leder luften genom anodkylflänsen på rätt sätt och sedan ut via ett galler i kavitetens topp. Vid lite drygt 1 kW key down under några timmar blir utluften ca 30-35 grader med fullt fläktpådrag beroende på rumstemperatur. Fläkten går normalt på halvfart och väsnas inte längre.

Utrymmet för gallerkretsen innehåller även nätdelen för glöden. Transformator, likriktare och i plåtburken med genomföringskondensatorerna sitter spänningsstabiliseringen med mjukstart. Glödspänningen kan finjusteras +/- 0,5 V från fronten och den spänning som indikeras på instrumentet är relaterad till spänningen direkt på rörets anslutningar.

RF-kretsen består av två vridkondensatorer och en justerbar induktans med en kortslutningsbygel som manövereras från fronten via en kort kuggstång. Även här gjordes injusteringen i kallt tillstånd med beräknade värden för gallerbelastningen. Det blev nästan rätt med en ingångs SVF på 1,2:1. Efter finjustering med PA-steget i drift gick det att nedbringa SVF till 1:1 här också. Mest för att det gick inte för att det är nödvändigt.

Anodspänningen är aningen för låg, ca2800 V men dikterades av den transformator i junkboxen som passade bäst. För en dryg kW ut behövs 75 W driveffekt. Först provades ett 100 W transistorsteg men det var bara linjärt upp till ca 50 W även om det kunde ge 120 W vid 1 dB kompressionspunkten. Det gav onödigt mycket splatter och förpassades till junkboxen.

I stället konstruerades ett drivsteg med tre st 2C39BA i gallerjordad koppling. Det första röret som drivsteg och de två andra i parallell som utgångssteg. Med ca 1000 V anodspänning får man ut 100 W linjär fin signal och vid 75 W nivån blir det inte sämre. För full utstyrning behövs ca 50 mW så det passar perfekt till min hembyggda 28/144 MHz transverter som lämnar 500 mW nominellt. En 10 dB fast dämpsats mellan transverter och 2C39BA drivsteget ger en stabil belastning.

Det har varit ett kul och lärorikt projekt där varje liten detalj nagelfarits och optimerats. Många alternativa kopplingar och lösningar har utvärderats med varierande resultat. Plåtarna i kaviteten är klippta, skavade, borrade och hålen tar täckts med nya plåtar. Men för funktionen som sådan spelar det absolut ingen roll.

Som alla sådana här projekt är det själva resan med alla vedermödor och experiment fram till att det fungerar som är det riktigt roliga. Vad man sedan skall ha prylarna till tål att diskuteras. Dock har en handfull NAC-tester på 144 MHz avverkats så “smoke testen” är avklarad med god marginal.

@

300 kW testsändning på 15470 kHz

När jag spanade över kortvågsbandet med min SDR-mottagare den 11 augusti 2015 noterades en vrålstark station som sände en talad testslinga med några olika musik-snuttar. Jag lyssnade en god stund och sedan igen vid flera tillfällen de närmaste dagarna. Testslingan fortsatte mala på. Man uppgav en något anonym e-post adress test@gmail.com och jag rapporterade helt kort att sändningen hördes bra plus att jag ställde några frågor om syftet, var sändaren var belägen, sändareffekt och antenner. Inget svar och allt föll i glömska igen.

5

Så plötsligt idag den 28 jan 2016 damp ett digitalt QSL-kort från Dave G4OYX ner i min inbox.

“Hello,
Thank you for your report and I confirm the details are correct. These transmissions were to fault-find on a 300 kW sender at the UK HF transmitter station at Woofferton. The engineers needed a long test time as the fault was of an intermittent nature.

Babcock, Woofferton is the only remaining UK HF sender broadcast station and also is the only one with this transmission test audio and email address. The audio is contained in a file playout system and incorporates non-copyright music and voice announcements from one of the employees at the transmitter site.

Check out the video presentation of Woofferton on
https://www.youtube.com/user/wooffertonuk

There is also the history of WOF on 
http://www.bbceng.info/Technical%20Reviews/technical_reviews.htm


Thanks for your interest.

73
Dave G4OYX,
(Retired) Senior Transmitter Engineer Woofferton 1982-2012.”

Ja, det var ju både oväntat och trevligt! Filmerna är sevärda och sidan med historiken kring Wofferton ser också ut att innehålla mycket intressant läsning. Tur att det finns jättegott om tid och dygnet har 24 timmar. Vad skulle man annars gjort?

Om Hörby mellanvåg på 1179 kHz

Provsändningarna från Karlsfält på 1179 kHz är nu inne på slutspurten och upphör när tillståndet från PTS löper ut den 31 januari 2016. Än finns det alltså möjlighet att lyssna och även få ett QSL-kort om turen är framme.

Under provsändningarna i samband med VeteranLjuddagen i september 2015 var sändaren placerad i direkt anslutning till Hörby Radioförenings utställning i Östra Sallerup. Därefter flyttades anläggningen till Karlsfält som är just den plats där Hörbys första mellanvågssändare var belägen mellan 1928 och 1937. Karlsfält ligger ca 5 km söder om Hörby.

Inspelningen ovan är ett smakprov på hur sändaren hörs idag här i Lund på 36 km avstånd på en aktiv s k magnetisk loop-antenn med 60 cm diameter placerad 1 m över marken i trädgården.  Ungefär lika bra hörs det i en bättre bilradio. Samma loop-antenn som använts för fältstyrkemätningarna som genomförts.

Sändaren täcker i princip hela Skåne även om signalerna i periferin på 60-70 km avstånd är mycket svaga. Tal är läsbart på de platser där det inte finns några lokala elektriska störningar men lyssning på musik skulle naturligtvis inte varit njutbar, inte ens för oss som är vana att lyssna på svaga kraftigt störda signaler.

Som stationsidentifikation körs en ändlös c:a 20 minuter lång talad slinga med historiska fakta om den första Karlsfältsändaren som byggdes 1928 fram till drifttagningen av “nya radiostationen” 1938 med sin 127 m höga halvvågsantenn för mellanvåg. Sändningarna pågår kontinuerligt dygnet runt alla dagar i veckan utan avbrott. Sändningarna är för mättekniskt ändamål och PTS har beviljat tillstånd för sändningarna.

Sändaren är på 20 W och den effektivt utstrålade effekten (ERP) från antennen är genom noggranna fältstyrkemätningar på 1 km avstånd och med kalibrerad mätutrustning beräknad till 2,57 W. ( I infoslingan anges 5 W som vi först hoppades på att få ut).

Antennen består av en 15 m hög vertikalantenn som försetts med toppkapacitans i form av fyra 30 m långa topplinor samt fyra 56 m långa radialer upphöjda 1 m över marken fungerar som jordplan.

Under vintern 2015 har ett stort antal fältstyrkemätningar genomförts längs stråk i flera riktningar för att dels undersöka huruvida mätresultaten korrelerar med 1928-års mätningar som då utfördes av Radiobyrån vid Kungliga Telegrafverket och dels för att jämföra med moderna beräkningsprogram som numera finns tillgängliga.

Mätresultaten visar förvånansvärt god överensstämmelse med de gamla mätningarna och stämmer också fint med de beräknade värdena.

Under hösten och vintern har ett hundratal lyssnarrapporter kommit in från inte bara Skåne och angränsande landskap utan också så långt bort som Parkalompolo i Pajala socken, ett avstånd om 140 mil.

DX-aren Jan Oscarsson skickade nedanstående ljudfil på hur det lät på eftermiddagen den 24 oktober 2015 i Parkalompolo där han och ett gäng andra mellanvågslyssnare åkt på en expedition för att i en stuga i skogen jaga svaga signaler i en totalt störningsfri radiomiljö.

Några dagar senare fångade Alf Persson sändningarna från samma plats i Parkalompolo. Då lät det så här:

Imponerande hörbarhet tycker jag. Tänk att bara några ynka watt kan nå så långt.

Första rapporten från Finland. Det är Patrik Willför 4 mil söder om staden Vasa som snappat upp signalerna med sin Perseus SDR och 450 m långa Beverage-antenn i riktning mot Spanien.

Mer information om några av de inledande mätningarna finns i ESR:s tidning Resonans http://resonans.esr.se/

Lyssnarrapport kan skickas till; 1179@veteranljuddagen.se

Projektet är ett samarbete mellan Hörby Radioförening, som i sitt museum förvaltar arvet efter Hörby Rundradio, och Föreningen Experimenterande Svenska Radioamatörer (ESR). Totalt har ett 30-tal personer i de båda föreningarna varit direkt inblandade på ett eller annat sätt med förberedelser, upprättande av stationerna, mätningar och utvärderingar. Ett kul och givande projekt på alla sätt och vis då några av oss historieintresserade fått tillfälle att gräva djupt i de gamla arkiven i museet och som bevarats åt eftervärlden.

Radioamatörernas Sommerlejr på Helnäs, sydfyn

Allt sedan 1929 har Experimenterande Danske Radioamatörer (EDR) arrangerat “EDR Sommerlejr”.  I år hette lägret Radioamatörernas Sommerlejr då EDR av någon märklig anledning i sista stund dragit sig ur som sponsor.  I sak spelade det kanske mindre roll då arrangörerna, ofta en lokalklubb, alltid står på egna ben och det hela bygger på självkostnadsprincipen. Dock kan man ju undra hur styrelsen i EDR tänker när de vänder så många av de mest hängivna experimenterande medlemmarna ryggen.

01

Platsen var Helnäs Camping som ligger på en liten “ö” förbunden med en smal vägbank över till sydfyn.

0

Markområdet som stod till vårt förfogande är den bortre sammanhängande ytan i bilden ovan. Där samlades 60 enheter, husvagnar, husbilar och tält plus att en handfull stugor också utnyttjades. Med fruar och barn blev vi ca 150 personer. I stort sett varje enhet hade någon typ av antenn. Långa fiskespö och trådar kors och tvärs över platsen.

1

Att köra radio från campingplatsen gick väl si så där. Stundtals var det hög aktivitet på kortvågsbanden både på SSB och telegrafi. Jag som hade tagit med mig min portabelstation tog mig en kort promenad ner till stranden där jag sett ut en fantastiskt fin stationsplats i skuggan nära vattnet. Antennen står i vattenbrynet och på bilden ovan sitter undertecknad och Ole OZ9TM i operating position.

2

Radiostationen är väl ingalunda okänd vid det här laget men här är den igen. KX3 inbyggd i en Ra200 batterilåda komplett med LiFePO4 batterier och loggdator m m. Notera stolen i form av en sten med ryggstöd. Där satt jag bekvämt i skuggan och utan vind.

3

Många antenner av alla de slag. Vanligast för kortvåg torde de långa metspöna ha varit. På bilden ovan ser vi dock en mer robust konstruktion som är en 5-bandsvertikal med olika långa trådar matade från samma punkt. SVF var bra på alla band enligt uppgift. I bakgrunden en mast som bär upp en dipol för 80 m.

4

Fler metspön. Detta en vertikal för 7 MHz med fem radialer på gräsmattan.

5

Förr i tiden brukade det finnas någon som tagit med sig en fackverksmast och Yagi för kortvåg men i mer modern tid har antennerna blivit mindre. Här en hembyggd 3 elements QUAD för 6 m. Av ljudet från rotorn att döma så var aktiviteten hög. Huruvida det kördes några QSO glömde jag att kolla. En av dagarna var det vidöppet en bra bit in i Ryssland så det blev väl några QSO i loggen får vi hoppas.

6

EDR Tekniska Redaktör Jörgen OZ7TA varvade radioaktiviteterna med sitt radiostyrda flygplan. Det blev ett antal akrobatiska uppvisningar på fältet utanför campingplatsen. Imponerande drifttid på de små batterierna som höll kärran i luften nästan 15 min per laddning. Många andra hade med sig Quadrocopters och liknande flygetyg som avprovades på kvällarna då vinden mojnat en smula.  Leksaker för stora barn.

7

Jörgen OZ7TA demonstrerade även några av sina små radioprojekt. Här en komplett FM-transceiver uppbyggd kring Arduino som controller och ett litet radiokort med någon vanlig kinesisk IC som lär sitta i de flesta billiga PMR/Amatörradio walkie talkies som kommer från Asien. Antennen var en 30 dB pad men det blev kört en del lokala kontakter på lägerkanalen 145.500 MHz.

8

Ett annat tema en kväll var gamla radioapparater som användes av sommarlägren på 60-och 70-talen. Här ser vi några sådana klenoder från förr. De vassaste på den tiden var avgjort Storno CQP vars mekaniska utförande stod i en klass för sig själv. Att apparaten har en inbyggd ficklampa och även kapsylöppnare anpassad för de danska ölflaskorna gör inte saken sämre. Jag minns från 70-talet hur vi korkade upp ölen med våra CQP och jag har min kvar i junkboxen än.  9

Franz OZ8FG hade tagit med sig ett hemmabygge som baserats på ett schema från 50-talet. En dubbeltriod DCC90 plus en handfull komponenter samt glöd- och anodbatterier gav en komplett 6 m transceiver.  AM-modulationen lät utmärkt i en mottagare för FM. Men så är det ju med enkla sändare, en lagom blandning av AM och FM.

10

I ett annat tält förevisades utrustning för kortvåg. Det var sådana pjäser man kunde se i tälten förr i tiden. Tunga åbäken men alternativen var ju få.

11

Den sanne radioamatören bygger naturligtvis sitt eget krypin komplett med stort väggur och radioutrustning. Konstruktör är Ole OZ6OH alias OZ7T. Ett ändamålsenligt kryp in med lucka. Gäller att inte få fingrarna i kläm om pinnen faller av!

12

Som sagt, aktiviteten var god med mycket radio i alla hörn. Det var förhållandevis många som hördes köra telegrafi så än är hoppet inte ute!

Veckan gick fort och vädret var förhållandevis bra. Lätt regn en natt och ganska blåsigt några dagar. Men det gick att sitta ute på kvällarna och stämningen var som vanligt hög i danskarnas sällskap.

Nästa Sommerlejr blir på samma plats och Jörgen OZ7TA tog sig på rollen som sammankallande för arrangörsgruppen. Med all sannolikhet blir det fokus på det radiotekniska även nästa år.

/Bengt

 

ESR Resonans nr 4 2014

Då var det dags igen för ett nytt nummer av ESR Resonans. Nummer 4 och det sista för i år.  Resonans nr 4 och alla tidigare nummer finns att ladda ner från Arkivet: ESR Resonans

Nummer 1 2015 förväntas komma ut “till våren” eller när tillräckligt mycket material kommit redaktionen tillhanda. Har du något på gång? Skriv en notis eller artikel! Det uppskattas av läsarna.

Trevlig läsning

/Redaktionen

gm

Bengt