Dienstag, 8. September 2015

Ein russischer Bausatz: 1000W PA, Teil 3

    So wie man heute HF-Decks in allen möglichen "Aggregatzuständen" findet - von der Platine bis zum voll bestückten und abgeglichenen Teil - findet der interessierte OM auch die entsprechenden Tiefpassfilter. Denn ohne ein solches geht es nicht. Die zweite Oberwelle ist nur um ca. 10 dB gedämpft. Bei einer 1000W PA kommen daher beim Betrieb im 14 MHz Band auch 100W auf 42MHz raus; jenseits von Gut und Böse und allen Vorschriften.

Das Tiefpassfilter schickt die 100W auf 42MHz postwendend dorthin zurück, wo sie herkommen: zu den Transistoren der PA. Einige Konstrukteure sind der Ansicht, das sei für die Transistoren ungesund und ergänzen daher das Tiefpassfilter mit Hochpässen, welche die Oberwellen in eine Kunstlast leiten, wo sie in Wärme umgewandelt werden, wie im folgenden Bild:


Andere sind der Ansicht, dass die heutigen Transistoren so robust sind, dass ihnen die reflektierten Oberwellen nichts ausmachen. Ich gehöre zu letzteren. Allerdings sieht mein Tiefpassfilter nicht so schön aus, wie oben im Bild, sondern so:


Das 160, 80 und 40m Band verfügen je über ein separates Tiefpassfilter, 30 + 20m, sowie 17 + 15m teilen sich je ein Filter. Die Ringkerne sind Amidon T130-6 und T130-2 von Reichelt. Auch die Relais - jeweils eines am Ausgang und eines am Eingang des entsprechenden Filters - sind ebenfalls von Reichelt: diese hier sind gut für HF geeignet und preiswert. Es sind 24V Typen und so können immer zwei in Serie geschaltet und direkt ab der 50V Versorgung der PA betrieben werden.

Die Spulen können wie im Bild dicht gepackt werden. Im Gegensatz zu Luftspulen beeinflussen sie sich kaum. Wichtig beim Bewickeln: Als Windung zählt nur, wenn der Draht durch den Kern hindurchgeführt wird! Wer selbst ein Filter rechnen will, dem kann ich das Programm von AADE empfehlen.  Und zum Berechnen der Windungszahlen den Mini Ringkernrechner des leider viel zu früh verstorbenen Willfried DL5SWB. Er ist zum Beispiel auf der Seite von DF7SX zu finden.
Chebyshev Filter fünfter Ordnung in T-Konfiguration genügen in allen Fällen. Von Cauer-Filtern rate ich wegen der Bauteiletoleranzen ab.

Die Ringkerne wurden mit gewöhnlichem, isoliertem Cu-Draht bewickelt, wie ihn Elektriker für Hausinstallationen einsetzen. Durch Auseinanderziehen und Zusammendrücken kann die Induktivität noch etwas verändert werden.

Doch man braucht die Tiefpassfilter nicht selbst zu berechnen. Heutzutage wird einem ja alles im Web auf dem silbernen Tablett präsentiert. Zum Beispiel hier, bei W6PQL. Jim verkauft übrigens Platinen zu seinem Filter, aber auch Bausätze und sogar fertig bestückte Filter: hier zu finden.

Als Kondensatoren habe ich Glimmerkondensatoren (Mica) benutzt. 1000V Typen reichen aus (Glimmerkondensatoren werden mit der doppelten Spannung geprüft). GGf. können 500V Typen in Serie geschaltet werden. Jim W6PQL bezieht seine Mica Capacitots von Mouser als SMD und bestückt sie auf der Rückseite der Platine. Diese Kondensatoren von Cornell Dubilier sind für HF spezifiziert, was bei Keramikkondensatoren oft nicht der Fall ist. Sie sind für hohe HF-Ströme ausgelegt und verfügen über sehr niedrige ESR (Äquivalenter Seriewiderstand). Der ESR ist verantwortlich für die Verluste im Kondensator. Die in ihm anfallende Wirkleistung wird, im Gegensatz zur Blindleistung im idealen Kondensator, in Wärme umgewandelt.

Keramische Scheibenkondensatoren sind in der Regel nicht für HF Leistung ausgelegt und man findet deshalb auch keine diesbezüglichen Spezifikationen in den Datenblättern. Das heißt aber nicht, dass sie für unsere Zwecke unbrauchbar sind. Doch der OM, der diese Billiglösung wählt, muss die Grenzen selbst ausloten und ggf mehrere Kerko Scheiben parallel schalten. Auf jeden Fall sollten nur Klasse 1 Kerkos eingesetzt werden. Klasse 2 und 3 sind für unser Tiefpassfilter völlig ungeeignet. Ihr ESR ist viel zu hoch und ihre Kapazität ist von der Frequenz und der Spannung abhängig. Das führt geradewegs in die Katastrophe, wie wir bereits beim Stockcorner Antennentuner JC-4 gesehen haben.

PS. Die blauen Kerko-Scheiben auf meinem TPF sind nicht Teil der Filter und dienen nur der Entkopplung der DC-Leitungen für die Relais.

Fortsetzung folgt.