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Eigenbau-KW-Transceiver
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21.06.19 11:16
Metabastler 

WGF-Nutzer Stufe 2

21.06.19 11:16
Metabastler 

WGF-Nutzer Stufe 2

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

HB9: Ich werde mal unsere Leute im Versand fragen wie das privat nach CH funktioniert.

Martin: Hab hier noch eine Siemens RS2015CL, die will 750W Heizung ... 5kV/3A .. 380W drive... zwei Griffe :D
Die steht schön neben einer TF SD1A im Regal. Müsste eigentlich noch einen Nuvi danebenstellen.
Im DaBla steht : for audio or radio applications wenn nur der Ausgangstrafo und die LS nicht so teuer wären... selbst bei 1kW SE

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21.06.19 11:45
Martin.M 

WGF-Premiumnutzer

21.06.19 11:45
Martin.M 

WGF-Premiumnutzer

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

moin Henrik,

puh...
mein kleiner SK1 hat schon eine 40A träge.
Es könnte sein daß deine Birne in den Linearverstärker zum SK1 passt, das gibt dann 20kW netto : Radio
Da freuen sich die Stadtwerke
lG Martin

Zuletzt bearbeitet am 21.06.19 11:46

23.06.19 18:24
HB9 

WGF-Premiumnutzer

23.06.19 18:24
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

Hallo zusammen,

es geht ein bisschen weiter, es gibt doch noch einige Stolpersteine. Ich habe mal die Dummy-Load zusammengenagelt, sie besteht aus 20 parallelgeschalteten 1k-Widerständen, welche mit einem Ventilator gekühlt werden, zudem habe ich noch einen Mess-Anschluss mit 40dB Dämpfung eingebaut, so kann man die HF-Spannung an der Dummy-Load bequem messen.



Der Frequenzgang des Messsignals ist für KW auf jeden Fall ausreichend:
Die weisse Kurve zeigt den nicht idealen Frequenzgang des Spektrum-Analysers und ist somit die Referenz, während die Differenz zur gelben Linie den Fehler in der Abschwächung darstellt. Der Frequenzbereich ist 0..200MHz und vertikal 10dB/Div. Somit also bis 100MHz perfekt und auch im 2m-Band noch brauchbar.



Auf 2MHz habe ich mal die Gegentakt-Endstufe ausgemessen, der Trafo ist noch nicht gut dimensioniert und funktioniert daher im oberen KW-Bereich noch nicht, da gibt es noch Handlungsbedarf, ebenso mit der Anpassung.

Hier ein Linearitätstest mit dreieckförmiger Amplitudenmodulation, die Spitzenleistung beträgt immerhin 70W. Der kleine Restfehler dürfte nicht stören, kann aber noch durch eine Hüllkurven-Gegenkopplung verbessert werden, wenn es nötig sein soll.



Hier noch die Spannungen an der Dummy-Load (hellblau) und an der Anode einer Röhre (gelb). Die Spannung an der Anode gebt bei maximalem Strom bis auf etwa 50V herunter, somit ist die Röhre voll durchgesteuert. Die Spitzenspannung beträgt etwa 1000V und die Leistung "nur" 60W, da die Anpassung nicht ganz stimmt, strommässig ist die Endstufe noch nicht voll ausgereizt.



Hier noch die Kathodenströme der beiden Röhren (weiss und gelb) bei 60W, blau ist die Spannung an der Dummy-Load. Man sieht deutlich, dass die Röhren im B-Betrieb arbeiten, die Ströme überlappen sich kaum (zweitunterste Linie ist Nullinie für Ströme). Die Skalierung ist 100mA/Div.



Als Nächstes muss ich den Ausgangstrafo und das Pi-Filter sauber zum Laufen bringen, dabei wird auch gleich der Ausgangsteil sauber verdrahtet. Durch die Trafokopplung bekommt man gratis die galvanische Trennung des Ausgangssignals von der Anodenspannung, was ein Vorteil und zudem eine zusätzliche Sicherheit ist. Weiter werden so die HF-Strompfade entflochten, was zur Stabiliät beiträgt.

Gruss HB9

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Dummyy.JPG Dummyy.JPG (26x)

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Frequenzgang.PNG Frequenzgang.PNG (26x)

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Strom.PNG Strom.PNG (26x)

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30.06.19 14:47
HB9 

WGF-Premiumnutzer

30.06.19 14:47
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

Hallo zusammen,

der Ausgangstrafo ist jetzt gemacht und hat schon mal bis 14MHz funktioniert:



Für höhere Frequenzen braucht es primärseitig noch eine Schwingkreisspule, um die Schaltungskapazitäten zu kompensieren, da die Streuinduktivität des Trafos nur bis etwa 15MHz eine Kompensation mit dem Ausgangsfilter ermöglicht. Die Oberwellenunterdrückung ist mit über 60dB sehr gut, da die Endstufe selber dank Gegentaktschaltung nur wenig Oberwellen generiert.

Für eine möglichst geringe Streuinduktivität sind die beiden Primärwicklungen zusammen mit der Sekundärwicklung trifilar gewickelt. Damit die Isolation zwischen Primär- und Sekundärseite sicher ist, sind die Drähte der Primärwicklungen in einem Teflon-Schlauch, so wird auch die Wicklungskapazität etwas kleiner.

Nun kommen die Spule für die oberen Kurzwellenbänder sowie die Schwingkreise der Vor- und Treiberstufe an die Reihe. Die Linearität der Hüllkurve kann bei Bedarf in der Software noch verbessert werden, da noch Analogeingänge frei sind, um das gleichgerichtete HF-Signal einzulesen und so eine Hüllkurven-Gegenkopplung zu machen. Daneben kann man natürlich durch passende Einstellung des Arbeitspunktes das Problem möglichst an der Wurzel packen.

Gruss HB9

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P1020554.jpg P1020554.jpg (25x)

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21.07.19 17:31
HB9 

WGF-Premiumnutzer

21.07.19 17:31
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

Hallo zusammen,

nach einer längeren Durststrecke geht es weiter. Die wilden Schwingungen sind jetzt gezähmt, das Problem war die nicht ganz saubere Masseverbindung des Drehkos mit dem Chassis sowie ein paar weitere Unsauberkeiten. Der Ausgangstrafo macht noch etwas Sorgen, oberhalb etwa 16MHz ist die Streuinduktivität zu gross, so dass man den Ausgang nicht mehr sauber abstimmen kann und so die HF nicht mehr zur Antenne bringt. Durch Anpassen der Windungszahl und passender Wicklungsausführung sollte das aber in den Griff zu bekommen sein. Von 1.8 bis 15MHz, also 160..20m, funktioniert der Sendeteil jetzt aber gut und liefert Dauerleistungen von 50W und Spitzenleistungen (solange die Elkos die Spannung halten) von ca. 100W. Die Linearität der Modulation ist ebenfalls gut, wenn auch nicht ganz Hifi-tauglich, aber das ist hier ja auch nicht gefragt. Der Oberwellengehalt liegt ebenfalls im grünen Bereich, zudem gibt es hier noch etwas Optimierungspotential durch eine bessere Masseführung im Ausgangsfilter.

Hier noch ein paar Bilder und Messresultate:

Die Front, später kommt da eine beschriftete Folie drauf, dann sieht man die überzähligen Löcher nicht mehr (die Beschriftungen stimmen nicht mehr):


HF-Spektrum mit Doppelton-Modulation mit Vollaussteuerung: die unerwünschten Mischprodukte (Oberwellen der Modulation) sind ordentlich gedämpft. Die geraden Oberwellen werden dank Gegentakt-Endstufe fast vollständig unterdrückt, und die erste ungerade ist bereits 20dB gedämpft. Messgerät ist mein Eigenbau-SDR, die Skalierung ist 10dB/Div.



Dasselbe Signal nach Synchron-Demodulation als NF-Spektrum, man sieht schön, dass die geraden Harmonischen fehlen:



Als Test noch ein AM-Signal mit 90% Modulation, dargestellt ist das NF-Spektrum nach Hüllkurven-Demodulation. Hier dominiert die erste Oberwelle, aber mit gut 20dB Dämpfung ergibt sich ein Klirrfaktor <10%, was die Sprachverständlichkeit nicht beeinträchtigt.



Hier noch das HF-Spektrum bei 10MHz Trägerfrequenz (5MHz/Div und 10dB/Div). Die Oberwellen sind noch im legalen Bereich, es gibt aber noch etwas Verbesserungspotential. Bei niedrigerer Aussteuerung verschwindet die erste Oberwelle, so wie das bei einer Gegentakt-Endstufe zu erwarten ist.



Neben den Problemen mit dem Ausgangstrafo wartet noch der Empfänger auf die Fertigstellung, also das HF-Frontend. Danach braucht es noch etwas Software, und dann kann das erste QSO beginnen...

Gruss HB9

Zuletzt bearbeitet am 21.07.19 17:39

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AM.jpg AM.jpg (11x)

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Doppelton.jpg Doppelton.jpg (13x)

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Front.jpg Front.jpg (14x)

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Synchroon AM.jpg Synchroon AM.jpg (14x)

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18.08.19 20:41
HB9 

WGF-Premiumnutzer

18.08.19 20:41
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

Hallo zusammen,

es geht weiter. Nach diversen Berechnungen, Versuchen und Wickeln von Ringkernspulen habe ich jetzt eine Lösung für den Ausgangstrafo der Endstufe. Da es mit einem Trafo nicht geht, habe ich jetzt eine Lösung mit zwei Trafos, einer für den Frequenzbereich 1.8..10MHz und der zweite für den Bereich 10..30MHz. Das ist zwar nicht so schön, dafür funktioniert es.

Der 'fette' Trafo für den Bereich 1.8..10MHz, provisorisch an der Endstufe angeschlossen, rechts davon das Ausgangsfilter mit den beiden Drehkos:



Primärseitig hat er eine bifilare Wicklung, die wegen der hohen Spannungen mit einem Teflonschlauch isoliert ist (sieht aus wie eine symmetrische Bandleitung), sekundärseitig den lackisolierten Wickeldraht (gleiche Windungszahl). So bekommt man eine ausgenzeichnete Isolation des Ausgangs von der Anodenspannung. Im Frequenzbereich 1.8..4MHz arbeitet die Sekundärseite des Trafos in Resonanz, darüber als Breitbandtrafo. Oberhalb von etwa 11MHz macht sich die Streuinduktivität störend bemerkbar und bildet eine Resonanz mit dem Filterkondensator. Als Kern dient ein Eisenpulverkern von Amidon (T200A-2), der hat viel weniger Verluste als ein Ferritkern und bleibt auch bei 70W Dauerleistung praktisch kalt.

Für den Bereich 10..30MHz gibt es einen zweiten Trafo mit kleinerem Kern und viel weniger Windungen, der Wicklungsaufbau ist derselbe:



Dieser arbeitet im Bereich 10..20MHz ebenfalls sekundärseitig in Resonanz und darüber breitbandig. Wegen der viel kleineren Windungszahl liegen die parasitären Resonanzen einiges über 30MHz und stören somit nicht. Bei 10MHz ist der Blindstrom in der Sekundärwicklung mit ca. 7A sehr hoch, was bewirkt, dass bei Dauersendung der Wickeldraht heiss wird. Hier mache ich noch einen Versuch mit einem zweiten, parallel gewickelten Draht. Da aber Dauersendungen ohnehin nicht üblich sind, ist das Problem nicht allzu gross. Als Kern dient hier der Amidon T200-6. Der Kern wird zwar warm, aber bleibt gut im 'grünen' Bereich, teilweise wird er auch von der Wicklung erwärmt, da diese wegen dem Skin-Effekt doch deutlich höhere Verluste als bei tieferen Frequenzen hat. 50W bei 25MHz waren aber auch bei Dauersendung kein Problem.

Die Umschaltung der Trafos erfolgt wohl am besten mit Relais, dabei braucht es 3 Umschaltkontakte mit ausreichend Spannungs- und Strombelastung. 10A-Relais für Netzspannung sollten funktionieren. Damit das Ganze Platz hat, muss ich das Ausgangsfilter etwas umbauen. Die Luftspulen für 160..40m werden dabei durch eine Ringkernspule ersetzt, das braucht viel weniger Platz, so sollte es dann reichen.

Gruss HB9

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Endstufe.jpg Endstufe.jpg (8x)

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Trafo.jpg Trafo.jpg (8x)

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25.08.19 19:50
HB9 

WGF-Premiumnutzer

25.08.19 19:50
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

Hallo zusammen,

es geht weiter. Nach dem Ausgangstrafo habe ich den Eingangstrafo unter die Lupe genommen, da auf den hohen Frequenzen die Treiberleistung zu gering war. Analog zum Ausgang gibt es jetzt auch zwischen Treiber- und Endstufe zwei Symmetriertrafos, die umgeschaltet werden, einer für den Bereich 1.8..8MHz und der andere für 10..30MHz. Hier das Bild der Unterseite:



Im unteren Teil links sind die Eingangskreise für die EF184 für die Bereiche 3.5..8MHz, 7..15MHz und 14..30MHz. Das 160m-Band (1.8..2MHz) ist im gesamten Sender aperiodisch, lediglich das Pi-Filter am Ausgang ist selektiv. Der Ringkerntrafo dient zur Impedanzanpassung des 50-Ausgangs vom Mischer an das hochohmige Gitter der EF184.
Rechts im geschlossenen Gehäuse ist die Referenzfrequenz-Erzeugung und der DDS-Oszillator.

Über den Eingangskreisen sieht man die Fassung der EF184, und über dem Abschirmblech kann man die Fassung der 5763 (Treiber) erahnen. Rechts davon sind die Zwischenkreise (Anode EF184-Gitter 5763), ebenfalls 3 Stück, die Umschaltung erfolgt mit Relais.

Über dem nächsten Abschirmblech folgen dann die Ausgangskreise der 5763 mit den gut sichtbaren Umschaltrelais darunter. Ganz links sieht man die Ringkerndrossel zur Anodenspannungszuführung. Über den Schwingkreisspulen sind die Fassungen der beiden Endröhren und darüber die beiden Symmetrietrafos mit dem Umschaltrelais. Rechts davon ist die Gitterspannungsquelle für die Endröhren. Im Empfangsfall wird die negative Gitterspannung erhöht, um die Verlustleistung niedrig zu halten, die Röhren sind dann praktisch stromlos. Die Schirmgitterspannung wird mit Z-Dioden stabilisiert.

Hier ist der leergeräumte Teil für die Endstufe auf der Oberseite des Chassis, lediglich der Ausgangs-Drehko ist noch da:



Diese Bauteile sollen nun alle in das Endstufen-Abteil:



Es sind: Umschaltrelais für die Ausgangstrafos, Luftspulen für 10..30m des Ausgangsfilters, Ausgangstrafo 1.8..8MHz (rot, links), Spule für Ausgangsfilter 1.8..8MHz (rot, rechts), Ausgangstrafo 10..30MHz (gelb). Daneben kommt noch der 2. Drehko für das Ausgangsfilter rein. Es wird ziemlich eng, aber es geht. Der Ausgangstrafo für die hohen Frequenzen hat für die Koppelwicklung noch einen zweiten, parallelgeschalteten Draht bekommen, so heizt er deutlich weniger und auf 30m gibt es zum Ausgleich etwa 10W mehr HF-Ausgang.

Mit der optimierten Schaltung ergibt sich eine Dauerleistung von 40..80W je nach Frequenz, am schwächsten ist er bei 18MHz, da dann wegen der niedrigen Güte der Zwischenkreise die Steuerspannung etwas knapp ist, in den übrigen Bändern gibt es mindestens 50W. Die Spitzenleistung (solange die Elkos geladen sind) ist ca. 20% höher, was bei SSB die Verzerrungen reduziert.

Nun muss ich noch passende Isolierplatten für die Montage der Ringkerne beschaffen und den Ausgang verdrahten, dann sollte der Sender funktionieren, danach kommt das HF-Frontend des Empfängers. Dieses kann ich zum grossen Teil vom Software-Defined Radio 'erben', somit sollte es dort keine grösseren Probleme geben. Am Schluss braucht es dann noch etwas Software...

Gruss HB9

Zuletzt bearbeitet am 25.08.19 19:55

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leer.jpg leer.jpg (8x)

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Unterseite.jpg Unterseite.jpg (9x)

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01.09.19 20:09
HB9 

WGF-Premiumnutzer

01.09.19 20:09
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

Hallo zusammen,

was lange währt, wird endlich gut... Der Sender ist aufgebaut und funktioniert:





Es ist ziemlich eng geworden, aber es geht. Da die Luftzirkulation nicht mehr die allerbeste ist und doch ca. 50W verheizt werden, spendiere ich auf der Unterseite noch einen Lüfter, der im Sendebetrieb für zusätzliche Zirkulation sorgt. Im Empfangsfall kann er abgeschaltet bleiben, da dann die Endröhren durch eine zusätzliche negative Gitterspannung praktisch stromlos sind.
Weiter gibt es noch ein paar kleineere Problemchen mit der Isolation, insbesondere der Umschalter des Ausgangsfilters ist noch ein Sorgenkind (war er schon früher), hier suche ich noch etwas Spannungsfesteres. Immerhin werden die Probleme mit einem hellen Leuchten angezeigt Fallls die Anodenspannung daran beteiligt ist, verabschiedet sich die Schmelzsicherung mit einem Blitz.

Hier noch die Messung bei fast 100% AM-Modulation mit Träger, die Spitzenleistung beträgt fast 60W:



Die 'Verzerrungen' der Hüllkurve sind die Rauschanteile der Modulation, da in der Software die Verstärkung des NF-Signals noch zu hoch ist, im Spektrum sieht es sauber aus, wie mein Software Defined Radio zeigt (Hüllkurven-Demodulation):



Die 1. Oberwelle ist ca. 25dB unter der Grundwelle, die 2. über 30dB und die weiteren gehen im Rauschen unter. Für Sprachübertragung reicht das locker, und Hifi-Musiksendungen sind im Amateurfunk nicht ganz legal...

Nun ist der das HF-Frontend des Empfängers an der Reihe, dann kommt das 1. QSO. Etwas Software ist ebenfalls noch in der Pipeline...

Gruss HB9

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Spektrum.jpg Spektrum.jpg (6x)

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Seite.jpg Seite.jpg (4x)

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01.09.19 21:00
Martin.M 

WGF-Premiumnutzer

01.09.19 21:00
Martin.M 

WGF-Premiumnutzer

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

einfach große Klasse !

lG Martin

01.09.19 21:38
wumpus 

Administrator

01.09.19 21:38
wumpus 

Administrator

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

Hallo HB9,


ich schließe mich der Meinung vom Martin an: Große Klasse!


Grüße von Haus zu Haus
Rainer, DC7BJ (Forumbetreiber)

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