VERON A63
Friese Wouden
____________

VERON afdeling Friese Wouden
Afdelingsblad 'CQ Friese Wouden'

Voedingslijnen en aanpassing

door PAoLH

In voorgaande artikelen heb ik het gehad over voedingslijnen en hoe belangrijk of onbelangrijk een optimale aanpassing is van de voedingsleiding aan de antenne. Bij buizen eindtrappen, die meestal met een pi-filter (laagdoorlaat-filter) zijn uitgerust, is met behulp van (rol)spoel en in- en uitgangs condensator wel een optimale afregeling tussen eindbuis en voedingslijn te bewerkstelligen. Het instellen van een pi-filter bij verminderd vermogen resulteert echter in een foutieve afstemming van het pi- filter, omdat bij teruggenomen vermogen de uitgangs impedantie van de eindbuis verandert. Het is daarom raadzaam eindtrappen met buizen snel af te stemmen op het werkvermogen. (Noteer de instelling!!)

Transistor eindtrappen zijn breedbandig ontworpen met pi-filter eindtrap. Vijfpolige laagdoorlaat filters (drie condensatoren en twee spoelen) worden veel toegepast en de harmonischen onderdrukking is ca 60 dB. Bij buizen eindtrappen met een enkelvoudig pi-filter is dat ca 40 dB. Reden waarom men meestal nog een extra laagdoorlaat filter achter de zender plaatst met een afsnijfrequentie van 30 MHz.

De prijs, die men voor een hoge harmonischen onderdrukking moet betalen, is de noodzakelijkheid van een optimale aanpassing, meestal 50 Ohm. Het hangt van de kwaliteit van de eindtransistoren van de zender af, hoe groot de misaanpassing mag zijn en hoe deze misaanpassing tot stand komt. Een SWR van 3 is bij moderne eindtrappen nog wel acceptabel, hoewel er wel extra verliezen in de eindtrap optreden, die 1 tot 2 dB kunnen bedragen. Een goede koeling is dan ook een eerste vereiste. Een SWR van 3 betekent, dat naast allerlei reactieve combinaties, de belastingsweerstand een reele waarde van 150 of 17 Ohm kan hebben. 50/17 = 3 en 150/50 = 3. De transistor eindtrap reageert echter niet op de zelfde manier bij een belasting van 150 of 17 Ohm. De collector stroom, intermodulatie en harmonischen inhoud zijn verschillend. Het voert te ver hier verder op in te gaan. Ik heb getracht duidelijk te maken, dat het belangrijk is, de eindtrap de juiste belasting te laten zien en dat alles wat er achter hangt, dus de voedingsleiding, de antenne en de afstemunit een apart geheel is. Ik vermijd het woord antennetuner. Je stemt de antenne niet af. Je transformeert alleen de impedantie, die op het begin van de voedingslijn optreedt, naar de waarde, die bepaald wordt door de zendereindtrap.

Nu zijn we allen amateurs. Meestal oefenen we een beroep uit, dat niets met de techniek te maken heeft. Om hier dan een moeilijk artikeltje te schrijven, volgepropt met formules, lijkt mij niet zinvol, omdat er slechts een paar mensen mee bereikt wordt. Daarom gaan we nu op de praktische tour.

Het vervolg van dit artikeltje is reeds eerder in CQ Friese Wouden verschenen. We zullen het hebben over een ruismeetbrug. Niet een brug om ruis mee te meten, maar door middel van breedband ruis en een brug van Wheatstone voor HF bepalen, wat de onbekende impedantie is op het aansluitpunt van de brug. In een eerder artikel is al uitvoerig ingegaan hoe zo'n brug werkt. Een stuk voedingskabel van een aantal malen een halve golflengte werkt als impedantie transformator van 1:1. Voor 10, 15 en 20 meter is een lengte kabel van 14,59 meter zo'n impedantie transformator van 1:1. Knopen we nu op het begin de meetbrug en op het eind de belasting (lees: antenne), dan kunnen we gaan meten.

We beginnen nu met het bouwen van de meetbrug. Lezers, die dit artikeltje eerder lazen en het brugje al eens hebben gebouwd, kunnen dit stuk overslaan. (LAAT ECHTER EENS IETS VAN UW ERVARINGEN HOREN?!?)

Het schema is een kopie uit CQ-DL van oktober 1981. Aan de hand van het originele stukje van DJ5IL, zal ik proberen een en ander te verduidelijken.

Componentenlijst

Als ruisbron wordt een zenerdiode gebruikt. Het zeer kleine ruisvermogen wordt in de versterker trapjes tot een voor ons doel hoog genoeg niveau versterkt. De transistoren zijn van een normaal silicium type, bijvoorbeeld BC109 (met hoge transitfrequentie). De versterkte ruis beland in een balanstransformator, welke is gewikkeld op een kleine ringkern. De ringkern heeft een diameter van ongeveer 10 mm en is bewikkeld met 4 draden, welke met een grote spoed in elkaar getwist zijn. Het aantal windingen bedraagt 5. De draad diameter is ongeveer 0,4 mm (geemailleerd draad). De vier draden worden zo met elkaar verbonden, dat er een trafo'tje ontstaat van 1:1, met in de secundaire wikkeling een middenaftakking (zie tekening 2). De secundaire wikkeling is een tak van de meetbrug. De totale schakeling is gemakkelijk te monteren op een stukje experimenteer print. Een handige printenmaker tekent snel even een 'echte' print. Het variabele c'tje komt uit een oude transistor radio en heeft een capaciteit van ongeveer 250 pF. Op de plug Rx sluiten we de ontvanger aan en op de plug 'Ant' de onbekende impedantie. Is de brugschakeling in balans, dus is de ruis uit de ontvanger 'nul', dan betekent dit, dat de beide takken van de brug, waarin respectievelijk de in te stellen weerstand en condensator - en de onbekende impedantie zich bevinden, met elkaar in evenwicht zijn. De impedantie is in de meeste gevallen complex, dat wil zeggen niet alleen uit een Ohms gedeelte bestaand, maar ook capacitief of inductief. Hoeveel nu de afwijking bedraagt, trachten we met de instelling van de weerstand en de condensator te bepalen. U zult hebben bemerkt, dat de vaste C een capaciteit heeft, die de helft is van die van de variabele C. Dat moet ook! Hebt U dus een varco met een afwijkende waarde, kies dan een vaste C met de helft van die waarde. De vaste C wordt dan gecompenseerd door de variabele C als deze in de middenstand staat. We meten dus in dat geval zuiver Ohms! Indien onze onbekende impedantie een capacitieve of inductieve component heeft, dan kunnen we later de grootte vaststellen en bepalen of deze capacitief, danwel inductief is.

IJken

Als we een weerstand van 50 Ohm op 'Ant' aansluiten en we zetten de varco precies in het midden, dan kunnen we met de instelweerstand een punt vinden, waarbij de brug in evenwicht is. Dit kunt U waarnemen op de ontvanger als een enorme afname in de ontvangen ruis. Merk nu de schaal van de potmeter met '50'. Op de schaal van de varco zetten we nu '0'. De kant van de schaal, waarbij de condensator de grootste waarde heeft, noemen we Xc en de kant met de kleinste capaciteit noemen we X1. Met diverse weerstand waarden tussen 10 en 200 Ohm kunnen we de schaal van de potmeter verder ijken.

Praktische Metingen

In het volgende geval zullen we de impedantie en de resonantie frequentie van een antenne bepalen. Verbindt de ontvanger met een stukje kabel aan de ruisbrug. Stem de ontvanger af op de gewenste frequentie. De antenne wordt op de meetbrug aangesloten.

Het direct aansluiten van de antenne op de ruisbrug heeft de voorkeur, maar dit is niet in alle gevallen mogelijk. Een tiental cm is niet erg. In andere gevallen neemt u een stuk coaxkabel van een halve golf lengte voor de werkfrequentie. Indien bij het in balans brengen van de meetbrug de draaicondensator precies op nul staat bij het afregelen op minimale ruis uit de ontvanger, dan leest u op de schaal van de potmeter de gevonden weerstand af. Op de ingestelde frequentie is uw antenne dan in resonantie. In de meeste gevallen echter staat de condensator niet op '0'. Staat deze richting Xc, dan gedraagt de antenne zich capacitief, dus is hij te kort! Staat de draaicondensator richting X1, dan gedraagt de antenne zich inductief en is dus te lang.

Valt er aan de antenne niets te veranderen, dan kunnen we proberen bij de aansluitplug van de antenne, of aan het begin van de coaxkabel. In het eerste geval maken we de antenne aangepast aan de kabel, in het tweede geval passen we de kabel plus antenne aan op de bron. De geringe verliezen in de coaxkabel zijn (zeker op HF) te verwaarlozen. met behulp van een variabele inductiviteit of capaciteit is er aan het begin van de kabel heel wat bij te stellen. Onze SWR op de kabel is ongewijzigd!! Wat we gedaan hebben, is de kabel plus antenne aanpassen aan de uitgang van de zender.

Als we dit alles nu keurig in een bakje bouwen, past dat ongetwijfeld op de plank naast de zender. PAoJA noemde dit 'Het kassie belazer', want, wat je niet doet is het aanpassen van de antenne!