SSB INFO 8 d.d. dinsdag 27 januari 2004

 

Beste OM,

De zomer is voorbij, HI. Dat merk ik aan de toegenomen bouwactiviteit en de telefoon. Een aantal mensen heeft nu de spullen uit de doos gehaald en is begonnen met bouwen. En ook de activiteit op 80 meter van mensen die de transceiver af hebben neemt toe. Ik heb tot nu toe gewerkt met: PA0FRD, PA0CVB, PA0WDW, PA0RBO, PA3GSB.

Wim, PA0WDW, stuurde zijn nieuwe QSL kaart met daarop een foto van de SSB-2 transceiver.

Leuk is dat het met het laag vermogen vaak ook al gaat. Zo heb ik Fred, PA0FRD en Wim PA0WDW voor de eerste keer met de 100 mW uit de vier BFQ's gewerkt en dat gaf aan beide kanten een kick! Maar er zijn meer mensen die de transceiver af hebben en die willen we ook graag werken. We zijn er (bijna) elke zaterdagmorgen op 3795 tussen elf en twaalf na het QRP-netje. En ook in de middag om vier of vijf uur op 3720

+/- QRM. Daar ben ik overdag ook vaak stand-by totdat de middag- en avond-QRM komt. Probeer het maar eens met low power, veel kans dat het gaat! We luisteren met gespitste oren en de SSB-2. Ook de telefoon is "Stand-by".

Er zijn nu ook veel mensen bezig om een eindtrapje achter de transceiver te bouwen en iedereen doet het op zijn eigen manier. Zeg dan nog maar eens dat het echte radioamateurisme niet meer bestaat!

 

DE  EINDTRAPPEN.

De 100 watt eindtrap vordert langzaam doch zeker. Hij bestaat uit twee delen, de versterker, dus de "Power-Amplifier", en het deel met de low-pass filters en het schakel- en meet gedeelte. Piet. PE1PYK heeft de eerste prototype  printen gemaakt en Jan PA0HRT heeft daarmee de low-pass filters gebouwd als prototype. Dat ging niet zonder problemen en het vraagt de nodige tijd om die op te lossen. En zoals gezegd gaan we eerst de complete eindtrap een paar keer als prototype bouwen zodat we zeker zijn dat alle kinderziektes er uit zijn. Dus nog even geduld.

Maar dat wachten stimuleert veel mensen om alvast zelf iets te bedenken of te maken en er zijn meerdere mogelijkheden om goedkoop een eindtrapje te bouwen.

In DL is een bouwpakketje te koop voor een 10 watt eindtrapje voor alle banden tot zelfs 6 meter. Freek heeft gecheckt of het er nog is en je vind de info bij: www.funkamateur.de

Rob, PARBO heeft hierover geschreven in het blad van de QRP club, nr. 94, juni 2000, blz. 34, 35 en 36.

Daarnaast kun je zeer goedkoop een eindtrapje bouwen met goedkope schakel-fets. Fred, PA0FRD, en ik hebben bijna gelijktijdig zo'n eindtrapje gebouwd en beide met een zeer goed resultaat. Ze geven allebei zo'n 5 tot 10 watt output en zijn zeer gemakkelijk na te bouwen. Je hebt alleen wel wat extra filtering nodig om de harmonischen te onderdrukken. Verder in deze info volgt alvast een voorlopige beschrijving.

 

METINGEN.

In principe moet alles in één keer werken en bij een aantal mensen is en was dat ook zo. Maar bij anderen gaat het wat minder gemakkelijk en om vast te stellen waar een mogelijk probleem zit, is een aantal meetwaarden van belang.

Allereerst zijn er natuurlijk DC waarden die je gemakkelijk met een universeel-meter vast kunt stellen. Een aantal volgt uit het schema. Neem als voorbeeld de voedingsspanningen van de mixers. De uitgangen daarvan zijn via spoeltjes aangesloten op de +12 volt en je meet dan ook vrijwel de volle spanning op de punten 3 en 14. Elke mixer trekt ca. 50 mA totaal en dat kun je controleren door de spanning over de 10 Ohm weerstanden te meten. (50 mA door 10 Ohm is 0,5 volt.) Bij mixer 1 meet je dan over R 31 en 26 de helft! Dat is een redelijke stroom voor zo'n IC, ze worden dan ook warm en dat is de eerste test om te zien of ze heel zijn.

De MF Fets hebben allemaal een spoeltje in de drain dus daar meet je ook bijna 12 volt. Maar de collector van de LF versterker T10 hangt via weerstanden aan de + dus op de collector meet je ongeveer de halve voedingsspanning. Wil je controleren of zo'n transistor goed is, sluit dan voorzichtig de basis en emittor kort en meet de collectorspanning. Doordat de tor uit geleiding gaat, wordt die spanning 12 volt.

De spanning op de AGC lijn kun je alleen meten met een zeer hoog-ohmige meter. Dat is ca. 8 à 9 volt zonder signaal. Hierover staat de nodige info in de vorige brieven.

 

Dan zijn er de waarden van de HF wisselspanningen bij zenden. We meten ze in de "tune" mode en de power regelaar op maximum.

De spanningen kun je meten met een HF wisselspanningsmeter, bijv een buisvoltmeter of transistorvoltmeter met een HF-probe. Maar ook met een oscilloscoop. Dan zie je óók de vorm van de spanning maar daaruit kun je ook verkeerde conclusies trekken! Want de wisselspanning op de uitgang van een mixer bestaat uit meerdere frequenties en dat geeft dus geen info over het gewenste signaal, daarvoor heb je een spectrum-analyser nodig. Hier volgt een aantal richtwaardes, ze kunnen best 20o afwijken wat de werking nauwelijks  beïnvloedt.

 

Mixer 2 pin 13:     60 mV pp.  (455 KHz).

Mixer 2 pin 5  :      400 mV pp.  (VFO signaal, ca 10,2 MHz).

Mixer 2 pin 14:     400 mV pp.  (Dit is een vreemd gevormd signaal, zie boven). T2 Gate 1:  50 mV 10,7 MHz.

T2 Drain: ca. 1 volt pp.

Mixer 1, pin 13:  400 mV pp (10,7 MHz).

Mixer 1, pin 5:      300 - 500 mV pp. (HF signaal van de bandenoscillator).

Het signaal op de output van mixer 2 kun je alleen maar meten met een spectrum- analyser omdat het bestaat uit een groot aantal verschillende frequenties. De output is voor alle banden vrijwel hetzelfde en zit rond het -10 dBM niveau. Met de totale versterking van 30 tot 35 dB van het bandenfilter kom je dan aan ca.100 mW output. (10 x power = 10 dB).

In het bandenfilter kun je aan de uitgang van de filters weer een schoon signaal meten met de oscilloscoop. Het niveau ligt daar voor alle banden zo rond de 50 tot 70 mV pp. Nogmaals, dit zijn richtwaarden!

 

 

NOG EEN "AANPASSING".

Tijdens de metingen om bovenstaande waardes vast te stellen vond ik dat de eerste zenderversterker met T7 en T8 te veel versterkte tussen 20 en 30 MHz. Dat komt door L 23, het 10 µH spoeltje in de collector. Dat heb ik er indertijd ingezet om de versterking op de hoge banden wat groter te maken maar kennelijk "doet" dat te veel.

Nu zijn er ook mensen bij wie de versterker stond te oscilleren op 28 MHz, 10 meter en ik denk dat daar de oorzaak ligt. Bovendien vond ik dat de versterking op 30 en 20 meter wat te weinig was. Door nu de resonantiefrequentie van L23 te verlagen met een parallelcondensator van 47 pF werd de versterking over het hele gebied van ca 10 tot   30 MHz meer gelijkmatig.

 

De laatste aanpassingen betreffen hoofdzakelijk de bandenfilters, die kunnen nog wat geoptimaliseerd worden. Voor ontvangst speelt dat niet zo'n rol. Of de gevoeligheid een paar dB beter of slechter is merk je niet. Maar omdat we dezelfde filters ook bij zenden gebruiken, betekent drie dB verschil de helft van de power! Aan de verschillen in output tussen de banden merk je het best dat de filters niet optimaal zijn. Nu kun je die outputverschillen voor een deel wel opvangen met de TX-power regeling en later zal ook de ALC van de zender dat doen maar het is mooi als er weinig verschil is.

 

Controle van de filters kan heel gemakkelijk als we de output van de zender meten op de verschillende banden en frequenties. Dat gaat het best met een outputmeter voor 50 Ohm en een meetbereik van 100 mW. Je leest dan op één schaal direct de verschillen   af tussen de verschillende banden.

Zet voor de meting de zender in "Tune", dan heb je de CW draaggolf met een constante amplitude. Regel nu de output met de power regeling af op een bepaalde waarde, bijv.

50 mW. Nu kun je door alle banden draaien met de beide banden- en kilohertz schakelaars, waarbij je de output op alle frequenties afleest. Schrijf ze op zodat je later de verbeteringen vast kunt stellen.

Zo'n meetinstrument heeft niet iedereen maar je kunt zelf een eenvoudige power-meter maken van een analoog metertje van bijv. 100 of 200 µA en een germaniumdiode, bijv een AA119. De schakeling daarvoor vind je in diverse handboeken.

Heb je geen power-meter dan kun je het met een oscilloscoop doen, mits die hoog genoeg in frequentie gaat. Sluit dan de zender af met een weerstand van 50 Ohm en meet de spanning over de weerstand. Je meet dan de piek-piek waarde van het HF signaal en je moet hieruit wel de effectieve waarde berekenen om de power vast te stellen. Dat is wat omslachtiger maar je leest wel beter verschillen af. 100 mW is 2,24  Volt effectief, dat is ca. 6,3 volt pp.

 

DE AANPASSINGEN IN DE BANDENFILTERS

Sjoerd, PA0SKF heeft de filters geoptimaliseerd en hier volgen de waarden van de condensatoren die hij aangepast heeft. Ik moet er op wijzen dat er dan nog wel eens kleine afwijkingen kunnen optreden omdat er altijd enige toleranties in de componenten zijn, maar die zijn erg klein. Waarschuwing! Raak niet in paniek (HI) als je deze aanpassingen ziet. Doe voorlopig niets als je de transceiver al gebouwd hebt want met de aangegeven waarden werkt het ook. Maar als je de bandenfilters nog moet bouwen gebruik dan de waardes uit de volgende gegevens.

Wijzigingen Bandfilterschakeling SSB-2 transceiver van PA0SKF  12 en 10 meter band:

C1//C6 = C3//C12 = 15p3 (12p + 3p3) C9 = 10p

C7//C8 = C10//C11 = 147p (100p + 47p)

Over L2 een shuntweerstand van 39k om piek in 12 meter band 6 dB te dempen; G(P) wordt daardoor geen 46 dB maar 40 dB.

 

17 en 15 meter band:

C19//C22 = C21//C24 = 28p (27p + 1p) C23 = 33p

C25//C26 = C27//C28 = 330p

 

20 meter band:

Nog geen wijzigingen, maar ik ben niet tevreden over het frequentiegebied van 12,7 t/m 14 MHz. Sjoerd gaf telefonisch voor dit filter de volgende waardes door: C44 en 46 worden 270 pF.

 

30 meter band:

C54//C59 = C56//C61 = 24p2 (22p + 2p2)

 

40 meter band:

C76//C81 = C78//C83 = 50p9 (47p + 3p9)

 

80 meter band:

C96//C99 = C98//C101 = 138p (120p + 18p)

C97 = trimmer 22p (groen) C100 = 120p

 

160 meter band:

C112//C116 = C114//C118 = 160p (150p + 10p)

C113 = trimmer 22p (groen) C117 = 150 p

C119//C120 = C121//C122 = 1n5

 

Verder heb ik om de output voor 160m, 80m en de 40m band nog wat meer op te halen de terugkoppelweerstand R67 aangepast: 2k7//2k2+15p. Dus R67 wordt 2k7 met daaroverheen geshunt een serieschakeling van een R=2k2 en een C=15p, aldus Sjoerd, PA0SKF.

 

EEN LOW-COST 10 WATT EINDTRAPJE.

Sinds een aantal jaren worden er FETs gemaakt voor schakeldoeleinden. Men noemt ze PowerMOS transitor en daarom zal ik ze verder in het verhaal gewoon transistor noemen.

Ze worden gebruikt voor diverse toepassingen, te veel om op te noemen en de hedendaagse elektronica zit er dan ook vol mee. Ze kunnen zeer snel schakelen, tot in  de nanoseconden. Om een idee te geven:1 µsec. is 1 MHz, 100 nanosecs is 10 MHz en 10 ns is 100 MHz. Sommige fets kunnen schakelen met snelheden van 10 tot 100 ns dus dat zijn frequenties tot 100 MHz. Nou, als ze zo snel kunnen schakelen moeten ze ook als HF versterkers te gebruiken zijn en dat is ook zo.

In de USA verschenen zo'n 10 jaar geleden de eerste ontwerpen voor HF versterkers met deze transistoren, en in DL is met 16 van zulke FETs een eindtrap van 1 Kilowatt gebouwd. In Electron zijn er een 6 meter eindtrap en een 100 Watt versterker voor 20 meter mee beschreven.

Het is prettig dat ze zeer goedkoop zijn, dus vergeleken met echte zendtransistoren ben je niet gelijk failliet als je er eens een kapot maakt. Fred betaalde 80 Eurocent voor   een  FET.

Ik gebruikte eerst een Philips BUK 454-200 omdat ik daar nog een paar van had, ze werden in de SSB-1 transceiver gebruikt als stabilisator voor de voedingsspanning voor de eindtrap. In Electron, augustus 1994 blz. 421 vind je wat gegevens van deze transistor. Hij werkte goed op 80 en 40 meter maar op de hogere banden zakte de output in elkaar.

Fred gebruikt een IRF 610 en ik heb nu een IRF 510 in gebruik. Die geeft ook op 10 meter nog bijna dezelfde output als op 80. Deze FETs zijn bij nul volt gate-source uit geleiding en gaan met een positieve spanning op de gate in geleiding. Die varieert tussen 3 en 5 volt. Om ze als lineaire versterker te gebruiken zet je een instelbare positieve spanning op de gate totdat de gewenste drainstroom gaat lopen.

Een nadeel van deze transistoren zijn de grote capaciteiten. De ingangs-C van de IRF 510 is ca. 120 pF en de terugwerkcapaciteit ca. 40 pF. Dit betekent dat je hem nooit met een afgestemde in- en uitgangskring kunt gebruiken want dan wordt het een oscillator! Je moet hem uit een ohmse bron aansturen en dat kan prachtig met 50 OHm. Nou met deze gegevens heb ik het eindtrapje gebouwd. Om een stabiele instelspanning voor de gate te verkrijgen gebruiken we een 12 volt stabilisator. Met een instelpotmeter en een paar weerstanden wordt hij op de juiste waarde gebracht.

 

In de source staan twee weerstanden van 1 Ohm parallel. Dat geeft DC stabilisatie omdat de FET bij warm worden meer stroom gaat trekken. De 2N2 egaliseert de versterkingsafname voor de hogere frequenties en maakt de versterking redelijk constant. Met een output van 100 mW uit de SSB-1 krijg ik óók op 10 meter nog ca. 6 watt output.

Het uitgangscircuit is een selectieve kring. Daarmee passen we transistor aan op de antenne en gelijktijdig geeft de kring onderdrukking van de harmonischen. Zo bereik je   al gauw een onderdrukking van de van zo'n 30 dB en samen met een antennetuner haal je dan wel de gewenste waarde van 60 dB.

De kring bestaat uit een parallelkring waarbij de antenne tussen de onderkant van de spoel en massa zit. De condensator zit er hoofdzakelijk om de harmonischen- onderdrukking te verbeteren. De kring vormt zo een low-pass filter.

De FET is aan de kring gekoppeld met een koppellus die we ook gebruiken om de FET van spanning te voorzien. De koude kant van de koppellus moet voor HF goed aan massa  liggen en daarom is hij ook met drie condensatoren van verschillende waarde aan massa gelegd.

De afgestemde kring bestaat uit 16 windingen soepel montagedraad gewikkeld op een PVC koppelstuk van 55 mm uitwendig (Karwei). Hierop zijn 12 aftakkingen gemaakt om diverse aanpassingsmogelijkheden te hebben. Met een 12 standen schakelaar kies je de juiste waarde van zelfinductie.

Dit circuit is nog experimenteel en nog lang niet af! Ik laat dat verder experimenteren aan jullie over, de transistoren kosten ca. 1 Euro dus als je er eens een opblaast is er nog geen man overboord. Gebruik niet meer dan 24 volt, een beschermde voeding van 1 A en probeer niet het maximale uit de tor te krijgen. Met 5 tot 8 watt kun je prima verbindingen maken.

De eindtrap wordt met een dubbelpolig relais omgeschakeld tussen zenden en ontvangen en dat relais wordt gestuurd met de spanning voor de externe PA uit de schakelprint. Let op dat er ook een + op moet want de transistor op de schakelprint trekt de onderkant van de spoel van het relais naar massa. De diode is absoluut nodig!

 

De constructie van deze eindtrap.

Daarvoor zijn meerdere mogelijkheden. In principe moet zo'n versterker natuurlijk altijd in een HF-dicht kastje gebouwd worden. Daarvoor leent zich natuurlijk prima een omzetter kastje. Maar omdat het hier een low-power en experimenteel ontwerp betreft is het ook op een experimentele manier gebouwd. Het staat gewoon op een plankje maar, er is wel degelijk een goede massa in de vorm van een plaatje blik dat boven op het plankje geschroefd is en dat mag natuurlijk ook een stuk printplaat zijn. Zonder massa kan zoiets niet als versterker werken.

Aan de ingang lopen de HF-stromen tussen de binnenader van de coax en de trafo en de source van de FET en de drie massa-aansluitingen. Aan de uitgang gaat de HF-stroom van de FET door de koppellus en via de drie condensatoren naar de massa en dan naar  de source. Daar loopt dus veel stroom en het moet dus een goede geleider zijn en een plaatje blik is dat wel op deze frequenties.

Dat geldt ook voor de afgestemde kring. Hier loopt de HF stroom door de kring naar de binnenader van de coax en uit de buitenmantel naar de onderkant van de afstemcondensator.

De koelplaat voor de tor staat rechtop en is met twee stukjes printplaat geïsoleerd aan het  massavlak bevestigd.

 

EEN LOW-COST EINDTRAP IN EEN BALANS UITVOERING.

Ik kon het niet laten om ook eens een balans eindtrap met twee van zulke torren te bouwen. Dat kwam in hoofdzaak omdat de harmonischen output met een enkele transistor nogal groot is en bij een balansversterker worden automatisch de even harmonischen, 2e, 4e,   6e..enz,  onderdrukt.

Het is nu ca. 4 weken later en de balans eindtrap werkt! Ik ben zeer verbaasd want je kunt er bijna 100 Watt uit krijgen op 80 meter. Het is uiteindelijk een heel veilige tweetraps eindtrap voor 50 watt geworden en dat met twee gewone schakeltransistoren! De beschrijving is nog niet klaar maar je hoort er van.

 

De schema's en beschrijvingen zijn op dit moment nog niet af, maar de brief moet weg omdat Freek voor 6 weken met vakantie gaat zoals hij zelf zal schrijven. Ik zal proberen de rest van de beschrijving met de nodige aanvullingen en de schema's zo snel mogelijk af te hebben. Het bovenstaande verhaal geeft je in ieder geval een aantal aanwijzingen om te beginnen. Als je niet kunt wachten en met zo'n eindtrapje wilt beginnen, stuur me dan een aan jezelf geadresseerde enveloppe. Dan kopieer ik de aanvullende info en de schema's en stuur die naar je toe. Zodra Freek terug is, half maart, zullen we het schema en de foto's op de website publiceren.

 

73 van Jan, PAoSSB. 3720 KHz, zo nu en dan, en 0115 313 552