Seite für Technikprojekte unserer Mitglieder
DB7JD: Automatische Antennen-Trennung bei Gewitter
Schon länger hatte ich mir Gedanken gemacht wie man das Problem angehen könnte bei Gewitter mehrere Antennen komfortabel zu trennen.
Veröffentliche Schaltungsvorschläge und Trennung mittels Koaxialrelais entsprachen nicht meinen Vorstellungen. Bisher wurden die Antennen an ihren Verbindungen zum Funkgerät getrennt. Das war aber immer mit etwas Aufwand verbunden. Es mussten immer 3 Antennen getrennt werden. Beim wieder anschließen musste man auf die richtigen Antennen am richtigen Gerät achten. Außerdem befinden sich die Anschlüsse immer an schlecht zugänglichen Stellen. Beim wiederanschließen musste man auf die richtigen Antennen an den richtigen Funkgeräten achten. Außerdem habe ich immer erst daran gedacht als es schon Gewitterzeit war. Diesmal wollte ich vorbereitet sein. Ich entschied mich für eine Trennung mittels Linearführung mit Motor.
Die Linearführungen sind heute recht günstig zu bekommen. Ich habe mir ein Set bestehend aus Linearführung, Motor, und Steuerung direkt in China bestellt. Nach wenigen Wochen kam die Lieferung mit Hermes an. Ich dachte zuerst, dass ich eine fehlerhafte Lieferung bekommen hätte, weil die Schrittmotosteuerung nicht dabei war. Aber nach genauem Hinschauen habe ich einen Stepper Motor mit integrierter Steuerung bekommen das scheint neu zu sein. Das macht den Verdrahtungsaufwand geringer und ich konnte sicher sein das die Steuerung optimal zum Motor passt.
Am Motor selber gibt es nun eine kleine Reihe Dip-Schalter an denen man diverse Einstellungen vornehmen kann.
Ich habe die DIP-Einstellungen so gelassen wie der Motor voreingestellt war. Der Motor braucht vier Signalwege bzw. Steuerkanäle. Zu einem eine Stromversorgung von 24 -55 Volt. Die maximale Stromaufnahme ist mit 4 Ampere angegeben. Die Stromaufnahme hängt von der Drehgeschwindigkeit und Belastung ab. Bei mir habe ich nachgemessen und sind gerade mal im Schnitt 150 mA. Ich habe ein 24 Volt Schaltnetzteil mit 4,5 Ampere vorgesehen und werde es noch mal ändern. Denn wie sich herausstellte stört das Netzteil den Gewitterwarner von ELV GW1. Desweiteren benötigt man einen PUL-Signalweg zum Einstellen der Schrittgeschwindigkeit. Der Motor erwartet ein 5Volt bis 20 Volt Rechtecksignal an seinem potentialfreien Eingang mittels Optokoppler. Die Frequenz bestimmt die Vorschubgeschwindigkeit. Ein weiterer Eingang bestimmt die Drehrichtung. An einem Dip-Schalter kann die Drehrichtung umgekehrt werden, CW bzw. CCW. Und dann gibt es noch einen Enable Eingang. Eine Beschaltung ist nicht zwingend notwendig, wenn man aber während des Betriebs den Motor anhalten will kann es eine nützliche Funktion sein. Der Motor erwartet zum Betrieb kein Signal am Enable-Eingang. Nur wenn man den Motor in einer beliebigen Position anhalten will ist hier eine Spannung von 5 Volt oder höher an zu legen. Der Alarmausgang wird nicht benötigt, mir ist bisher unklar wann es überhaupt zu einem Alarm kommt.
Ich habe einen viel zu überdimensionierten Motor bestellt. Da mir noch keine Erfahrungen mit Steppermotoren vorliegen wollte ich auf Nummer sicher gehen und habe diese Variante bestellt. Auf dem Schlitten stehen sich Antennenseite und Geräteseite gegenüber.
Auf der Antennenseite sind auf einem stabilen Alu-Winkel, mit 5 Millimeter Materialstärke, fünf Überspannungsschutzableiter vorgesehen. Auch bei geöffnetem Antennenschalter zünden sie bei zu hoher Spannung auf dem Innenleiter. Ich benötige nur 3 habe aber 5 für spätere Erweiterungen vorgesehen. Achtung die Überspannungsableiter sollte man nicht bei HF-Leistungen über 200 Watt einsetzen. Eventuell sind dann die Zündpatronen aus dem Ableiter zu entfernen. Auf der Geräteseite stehen sich 5 Push-On-Verbinder den Überspannungsableitern gegenüber. Hochwertige Push-On-Verbinder in N oder PL259 bekommt man bei Bonito Hamradioshop. Günstige bekommt man auf Handelsplattformen, man muss aber ein bisschen suchen. Ich habe mich für die Hochwertigen entschieden. Die Push-On-Verbinder stellen die Verbindung zum Standard N oder PL259 Stecker nur durch Aufschiebenher. Wie sicher sich diese Stecker in der Praxis verhalten muss sich dann zeigen.
Auf der Antennenseite ist noch eine Erde zur Potentialausgleichsschiene vorgesehen und auch erforderlich. Auf der Geräteseite ist der Winkel mit den Push-On-Verbindern isoliert montiert worden. Dazu wurde ein 5 Millimeter dickes Plexiglasstück und 3mm Kunststoffschrauben verwendet. Denn neben der eigentlichen Trennung vom Antenneninnenleiter sollte auch der Schirm getrennt werden. Meine Absicht war das auf keinem Fall Ausgleichsströme über die Masse zu den Funkgeräten fließt. Alle handelsüblichen Koaxialrelais trennen nur den Innenleiter und das auch nur für nicht allzu hohe Spannungen. Jetzt muss noch Elektronik her die bei Gewitter eine automatische Trennung bewirkt. Der von ELV angebotene Gewitterwarner „GW1“ ist ein solches nettes kleines Gerätchen zum überschaubaren Preis. Schon seit Jahren habe ich so ein Gerät und beobachte bei Gewitter die Alarmmeldungen. Das funktioniert recht zuverlässig. Das Gerät hat entsprechende Ausgänge um bei Gewitter Meldungen über so genannte Open-Kollektor Ausgänge Schaltvorgänge auszulösen. Die selbst zu bauende Steuerelektronik muss einige Aufgaben erfüllen. Dadurch dass die Steuerung ganzjährig eingeschaltet bleiben soll, ist auf geringe Energieaufnahme besonders zu achten. Ein kleines Hilfsnetzteil soll den abgesetzten ELV-GW1 Gewitterwarner und die Steuerelektronik mit Strom versorgen. Ein 2,4 VA Trafo ist dafür ausreichend bemessen. Die Elektronik muss bei Gewittermeldung das Netzteil für den Schrittmotor einschalten. Das Netzteil, je nach Motor 24-50 Volt/ 5 Ampere, bleibt während der Gewittermeldung in Betrieb und hat nur bei Motorfahrt eine nennenswerte Stromaufnahme. Dann muss der Steuerbefehl zum Auftrennen der Antennenverbindungen gegeben werden. Desweiteren muss den Funkgeräten mitgeteilt werden dass sie nicht mehr zu senden haben oder man sollte sie komplett ausschalten. Dafür habe ich zwei potentialfreie Relais-Umschalte-Kontakte endend auf 3,5mm Klinken-Stereosteckern vorgesehen und einen 230Volt Ausgang mit dem man die Funkgeräte kompromisslos abschalten kann. Der Empfangmodus ist während des Gewitters ist nicht weiter tragisch aber ein Senden ohne Antenne ist recht problematisch. Ich hatte mir zwar Gedanken um eine künstliche 50Ω Last gemacht, aber da weiß ich noch nicht wie ich das realisieren soll. Ideen sind da, aber erst einmal muss der Antennenschalter funktionieren dann ergibt sich eventuell eine Lösung. Also die beste Lösung ist das Senden durch eine Schaltmaßnahme zu unterbinden. Der Steuerung muss auch mitgeteilt werden ob der Schlitten der Linearführung seine Endpositionen erreicht hat und entsprechend den Motor abschalten bzw. die Fahrtrichtung umkehren. Außerdem sollte die Möglichkeit bestehen die Antennentrennung manuell zu schalten um in jeder Position den Schlitten anhalten zu können. Für die Realisierung der Schaltung habe ich mich für herkömmliche Elektronik entschieden, also mit vielen einzelnen Bauteilen und alter CMOS-Technik. Ich hatte aber auch eine Schaltungsrealisierung mit einem Arduino Nano R3 in Planung. Ob ich das dann noch umsetze wenn die eine Schaltung funktioniert bleibt ab zu warten. Es sind aber auch trotz Arduino-Steuerung etliche zusätzliche Bauteile notwendig. Netzteil, Optokoppler, Relais, Anschlussstecker, Buchsen. Als Stecker sollten trennbare/steckbare Varianten gewählt werden die auch untereinander nicht zu Verwechslungen führen können. Es sind folgende externe Anschlüsse vorgesehen: Netzanschluss 230 Volt AC, 230 Volt AC Anschluss für das Schrittmotornetzteil, 230 Volt AC Ausgang zum Anschluss der Funkgeräte, Alarmeingang (Gewitterwarnung) vom ELV GW1, Stromversorgungsbuchse für ELV GW1, Steuerausgang zum Steuergerät vom Schrittmotor, Anschlüsse für die beiden Endschalter, 2 x 3,5mm Klinkenstecker für potentialfreie Schaltvorgänge. Die Elektronik ist inzwischen fertig und funktioniert. Die Platine ist 10 x 10 Zentimeter groß. Ich konnte nur einseitige Platinen herstellen und musste einige Drahtbrücken auf der Oberseite vorsehen um alles kompakt unter zu bringen. Was sich jetzt im Betrieb herausgestellt hat ist das das Schaltnetzteil den Gewitterwarner GW1 stört. Es sind noch Versuche nötig ob man durch ausreichenden Abstand zum Steuergerät oder ein anderes Netzteil das Problem lösen kann.
80m Peilempfänger von DB7JD
Text wird noch nachgereicht.
Refernzmikrofon Yaesu M1 an Geräten anderer Hersteller betreiben – von DB7JD
Stolz habe ich mir das M1 von Yaesu zugelegt und möchte es wahlweise an Kenwood und Icom Geräten betreiben. Allerdings ohne zusätzliche Elektronik geht es nicht. Icom verwendet für den IC-9700 ein Electret Mikrofon welches über das Anschlusskabel mit 8 Volt versorgt wird. Yaesu und Kenwood verwenden für das Hand-Mikrofone dynamische Kapseln mit geringerer Ausgangsspannung als es von einer Electret-Kapsel geliefert wird. Das Yaesu M1 besitzt für seine beiden Kapseln je einen Gain-Regler, der aber doch in seinen Einstellmöglichkeiten eher eine zu geringe Ausgangsspannung zur Verfügung stellt um direkt das Icom-Gerät mit „Electret-Eingang“ zu betreiben. In meinem Fall möchte ich das Mike gleichzeitig an beiden Funkgeräten betreiben, also parallel ohne Umstecken zu müssen. Gegenseitige Beeinflussung muss ausgeschlossen werden. Dazu habe ich eine bewährte Schaltung mit Trenn-Übertrager 1:1 entworfen. Die Übertrager werden z.T. 10 Stückweise bei ebay günstig angeboten und sind für diesen Zweck hervorragend geeignet. Auch mit der geräteeigenen PTT vom M1 sollten beide Funkgeräte wahlweise betrieben werden können. Dazu wurde eine potential getrennte Umschaltmöglichkeit mittels Optokoppler realisiert. Alles sehr übersichtlich und nur mit geringem Aufwand. Da das Yaesu M1 mit 5Volt von einem „USB-Netzteil“ betrieben wird, wird diese Stromversorgung auch gleichzeitig zur Versorgung der zusätzlichen Elektronik benutzt. Der zusätzliche Strombedarf ist sehr gering und belastet das Yaesu M1 Netzteil so gut wie gar nicht. Beeinflussungen sind nicht zu erwarten und sind auch nicht festgestellt worden.
Nun zur Realisierung: Der Pegel von „Yaesu M1“ muss erst einmal mit einem Vorverstärker angehoben werden um dann das Signal auf 3 Übertrager zu verteilen. Es wurde ein fertiges Vorverstärker-Modul verwendet wie es zu geringen Stückpreisen bei Rastberry Projekten Anwendung findet. Das Modul hat sogar einen eigenen Pegelregler. Dieses Modul wird immer mit Electret-Kapsel geliefert, die muss ausgelötet werden und besitzt eine eigene Spannungsversorgung der Kapsel. Diese Versorgung muss durch Auslöten eines Widerstandes unterbrochen werden. Oder man schaltet einen Kondensator vor dem Modul. Ich habe mich für das Auslöten von R3 2 KΩ (siehe Bild) entschieden, verlangt aber eine ruhige Hand bei den winzigen Bauteilen auf der Platine. Auch der Ausgang des Moduls muss mit einem Kondensator abgeblockt werden. Das wird beim Kauf über ebay immer verschwiegen, dass der Ausgang genau auf der Hälfte der Betriebsspannung liegt, also auf 2,5 Volt. Außerdem besitzt das Modul eine Low-Frequenzabsenkung was den Betrieb für den Amateurfunk ideal macht. Das Modul darf nur mit 5 Volt betrieben werden.
Es wurde also jeweils ein Übertrager für Funkgeräte von Kenwood, Icom und Yaesu vorgesehen. Hinter den Übertragern liegen Trimmer um die unterschiedlichen Signalpegel an die einzelnen Funkgeräte an zu passen. Kondensatoren blocken die Gleichspannung ab, die bei Icom Geräten mit auf der Mikrofon-Signalleitung liegen. Die 3 Ausgänge sind auf 3 8 polige Stiftleisten abgeschlossen die jeweils genau mit der Pin-Belegung der Original 8 poligen Mikrofon-Buchsen der einzelnen Hersteller übereinstimmen. Man bekommt bei Reichelt fertige Stiftleisten mit Kabelstecker die für dieses Projekt ideal sind. Bestell-Nr. PS 25/8G WS. Durch Umstecken hat man sofort PIN kompatibel den richtigen Mikrofon-Anschluss zur Verfügung. Die PTT-Schaltung wurde bei mir nur für die Geräte von Kenwood und Icom realisiert. Der Stromlaufplan wurde bewusst minimalistisch gehalten und sollte nach eigenen Vorstellungen abgewandelt werden. Die 5 Volt Stromversorgung im Gerät, sollte zusätzlich mit Induktivitäten und Kondensatoren abgeblockt werden. Auf ein Platinenlayout wurde absichtlich verzichtet weil doch so oft persönliche Bedürfnisse einen abgewandelten Stromlaufplan erfordern.
Ein 8 poliges Mikrofonkabel zum Anschluss an den Transceiver, jede Ader einzeln abgeschirmt, sehr flexibel, gibt es bei Reichelt : ML 608-5 (5 Meter 6 adrig + Schirm) bzw. ML808-5 (5 Meter 8 adrig +Schirm).
So könnte es aussehen – unteres Gerät! Das obere Gerät ist eine andere Geschichte.
Meine Mikrofone im Shack – von DB7JD
Eine kleine Geschichte der Technik meiner Mikrofone im Shack, DB7JD.
Als ich vor einigen Jahren wieder mit dem Amateurfunk angefangen habe, da ist Ingo mein Schwiegersohn dran schuld, kam ziemlich schnell der Wunsch auf alle Funkgeräte von einem einzigen Mikrofon aus zu steuern. Alles kein Problem für einen „Bastler“, von wegen! Die erste Version ging in die Hose, das Gehäuse der aktuellen Version ist aber gleich geblieben. Die Elektronik musste aber noch einmal verändert werden. Es gab gegenseitige Beeinflussung der Elektronik beim Funken. Gesteuert wird hiermit ein Kenwood TS890S und ein Icom IC-9700. Ich hatte versucht unterschiedliche Masseführungen zu machen, hatte aber alles nichts geholfen. Nach vielen Bastel-Stunden kam der Entschluss, jetzt wird es neu und besser gemacht. Es sollte ja nicht nur ein schlichtes Mikrofon mit PTT-Taste sein, das Spielzeug sollte aber auch alle Möglichkeiten erfüllen die meine beiden Funkgeräte zur Verfügung stellten. Dazu gehören Direktwahltaster um z.B. die Frequenz in vorwählbaren Schritten rauf und runter zu schalten, Oft benötigte Menüs direkt aufzurufen, oder nur eine Sprachaufnahme abzuspielen, oder auf zu nehmen. Dazu habe ich zwei völlig getrennte Elektroniken in einm Gehäuse realisiert. Statt dem einen wurden nun 2 Mikrofone verbaut. Anfangs waren die beiden Electret-Kapseln in einem Standard-Gehäuse verbaut was auch in der Bühnentechnik Anwendung findet. Dazu musste der 3 polige XLR-Stecker gegen einen 5 poligen XLR-Stecker getauscht werden. Ja, das Teil funktioniert nun! Jetzt hat mein Shack-Mikro also 2 Electret-Kapseln und 1 normales Handmikrofon auf einem Schwanenhals. Ich habe dieKapsel umsteckbar gemacht. Die Konstruktion sieht schon ziemlich wüst aus.
Ja, alles funktioniert. Oben auf dem Gerät 2 PTT-Taster mit Led-Kontrolle. Jeweils 6 Direktmenü-Taster. Hinter dem Schwanenhals 2 Pegelregler für die beiden Mikrofone und einem Umschalter mit welchem man die Mikrofone auf eine Hör-Sprechgarnitur umschalten kann. Auch die Originalmikrofone kann man ohne weitere Maßnahmen an die Front anschließen und damit Betrieb machen. Die Rückseite ist pickepackevoll mit Anschlüssen. Zwei Anschlüsse zu den beiden Funkgeräten. Zwein Anschlüsse von den Kpfhöreranschlüssen der beiden Funkgeräte. Zwei Anschlüsse für Fußtaster. Eine externe Stromversorgung gibt es nicht, das Gerät versorgt sich selber aus dem vom Funkgeräte zur Verfügung gestellten Spannung. Der Strom darf nur wenige Milliampere betragen reicht aber für diese Anwendung völlig aus. Die PTT-Taster haben ein Besonderheit. Bei kurzem Antippen wird auf „Hold“ geschaltet, erst ein neues tasten schaltet wieder zurück, das hat sich als sehr nützlich erwiesen, das sollte auch bei kommerziellen Geräten immer so sein. Bei den Fußtastern musste ich diese Möglichkeit abschalten. Wie schnell ist man mal kurz an die „Treter“ gekommen und gar nicht mitbekommen das das Gerät auf Sendung geht, wie peinlich! Auf dem 2. Bild sieht man aber 2 gleiche Gehäuse übereinander. Das ist dann doch noch eine Erweiterung die erst vor kurzem realisiert habe. Ich hatte das Bedürfnis mal wieder was zu Basteln und wollte ein Hochwertiges Mikrofon anschließen. Yaesu M1 war mein Kandidat. Ich konnte nirgends nachlesen ob je mal ein OM dieses Mikro an Kenwood oder Icom Geräten angeschlossen hat. Damit stand fest das muss ausprobiert werden, auch auf die Gefahr hin das ich viel Geld für einen dann doch nutzlosen Gegenstand ausgebe. Aber es hat funktioniert. Aber aufpassen, Icom verwendet Electret-Kapseln und stellt dafür eine 5 Volt BIAS Spannung zur Verfügung. Kenwood stellt für die Elektronik im Mikrofon 8 Volt zur Verfügung. Außerdem hat Electret eine höhere Ausgangsspannung. Alles das musste berücksichtigt werden. In diesem neuen Teil habe ich dann auch zum ersten Mal mit 1:1 Übertragern gearbeitet die es bei eBay recht günstig in 10er Stückzahlen zu kaufen gibt. Ein Umschalter wurde eingebaut mit dem man zwischen den „Funken“ wählen kann. Auch eine kleine 3,5mm Klinke mit Pegelregler wurde vorgesehen um ein zusätzliches Audiosignal einzuspeisen. Funktioniert aber noch nicht zufriedenstellend, ist viel zu leise, da muss ich noch einmal ran. Alle Mikrofone funktionieren auch gleichzeitig. Eine Beeinflussung der beiden Funkgeräte untereinander wurde bisher nicht festgestellt.
Ja das M1 klingt anders, ich würde sagen unspektakulär. Hatte ich das erwartet? Wie klingen die anderen Handmikes, das eine Originale HM-219 von Icom, das andere Originale MC-43S von Kenwood…da muss wieder der Bastler ran.
Es wurde eine kleines Gerät mit drei 8 poligen Mike-Buchsen für Yaesu, Kenwood und Icom gebaut alle 3 über Potis im Gerät regelbar und auf einen Kopfhörerausgang geschaltet. So kann man direkt den Sound vergleichen. Die Unterschiede sind gewaltig. Entweder man hört sich selber über den Kopfhörer oder man hält die Mikrofone abwechselnd vor einer Geräuschquelle. Als zusätzliches Gimmick wurde eine Anzeige der PTT-Taste vorgesehen. Somit kann man mal schnell mal ein Mike testen, Geil!! Ja das wäre es dann wenn nicht der Bastler in mir gesprochen hätte: „Was wäre denn nun wenn man herkömmliche Studiomikrofone an Funkgeräten anschließen würde. Hat das schon einmal jemand gemacht, gibt es im Internet Erfahrungsberichte darüber!“…nee nichts nach einer kurzen Recherche zu finden. Also ran. Das Projekt High-End Vorverstärker war geboren. Was muss das teil können: Alle erdenklichen Studiomikrofone sollten bedient werden, also dynamische und solche mit Phantomspeisung. Die Ausgangspegel sollten derer der einzelnen Funkgeräte entsprechen. Auch eine genseitige Beeinflussung sollte ausgeschlossen werden. Dazu gehört eine völlig islolierte Stromversorgung über kleine DC/DC Wandler die unter anderen bei Reichelt zu kaufen gibt, kosten gar nicht mal so viel. Ja die Dinger funktionieren…aber nicht so wie ich mir das vorgestellt habe, sie stellen keine Stabilisierte Spannung zur Verfügung. Man muss schon ein stabile Spannung zur Verfügung stellen und zusätzlichen Aufwand für Siebung und Pufferung machen sonst rauschen die Dinger. Aber das habe ich in den Griff bekommen. Eine Herausforderung war die 48 Volt Phantomspannung die aus 12 Volt generiert werden mussten. Der Baustein MC33063 ist ein Aufwärts-Abwärtswandler mit bis zu 40 Volt Betriebsspannung. Statt der 48 Volt habe ich mich dann doch nur für 45 Volt Phantomspeisung entschieden. In einschlägigen Fachbeiträgen ist eh die Phantomspeisung nicht genau definiert und sollte zwischen 24 – 48 Volt liegen. Der Baustein macht also die 45 Volt problemlos mit, 70 Volt verträgt er nicht, habe ich ausprobiert, Grins! Auch habe ich wieder meine 1:1 Übertrager mit Erfolg eingesetzt. Jeweils eine PTT-Taste für meine beiden
Funkgeräte wurde direkt mit vorgesehen, vielleicht funktioniert das Gerätchen ja so gut das es direkt bei mir zum ständigen Einsatz kommt. Es wurde eine Led-Peakanzeige realisiert, einen Gain-Regler und ein Subfilter. Die Mikrofon-Schaltung wurde von einem renommierten Hersteller von hochwertigsten Mischpulten ausgeliehen. Am Ausgang befindet sich zur Zeit nur eine 8-polige Buchse die mit einem 1:1 Kabel mit dem Funkgerät verbunden wird. Intern kann man auf die unterschiedlichen Belegungen umstecken. 4 Schrauben lösen und eine der drei 8-poligen Stiftlesten wählen. Reichelt hat für diesen Zweck recht gute Mikrofonkabel mit bis zu 8 wirklich einzeln abgeschirmten Adern plus Schirm im Angebot. 5 Meter ML 808-5 kosten 15,95 €, sehr flexibel. Der High-End Vorverstärkerfunktioniert für sich, Test am Funkgerät steht noch aus.
Unun/Balun – unterschiedliche Kerne und Wicklungsvarianten – von DB7JD
In diesem Beitrag werden eigene Messungen an Unun´s und Balun´s mit unterschiedlichen Wicklungsvarianten getestet und dokumentiert
Unun = Unbalanced – Unbalanced Bauteil zur Impedanztransformation
Balun = Balanced – Unbalanced Bauteil zur Impedanztransformation, Wandlung zwischen einem Symmetrischen und unsymmetrischen Leitungssystem.
Es wurden 3 gleiche Platinen gebaut die mit unterschiedlichen Unun´s Balun`s bestückt wurden um schnell aussagekräftige Messungen zwischen diesen zu ermöglichen. Ein- und Ausgang sind mit BNC-Buchen 50Ω abgeschlossen. Außerdem befinden sich Led´s an Ein- und Ausgang die über 4,7KΩ Widerstände, parallel zum Eingang und Ausgang geschaltet sind. Bis ca. 10MHz ermöglichen diese eine visuelle Kontrolle der Übertragenen Leistung/Spannung.
Um Messbeeinflussungen durch diese auszuschließen sind die Led´s über einen Jumper abschaltbar. Auch besitzt jede Platine einen Jumper um die Masse zwischen Ein-und Ausgang aufzutrennen. Bei einem Unun muss dieser Jumper geschlossen sein, bei einem Balun hat
man die Wahl.
Hier sind die 3 Varianten die verwendet wurden abgebildet.
Der Unun ist in herkömmlicher Bauweise wie man es nachlesen kann hergestellt und hat zwei in Reihe geschaltete Wicklungen die in diesem Fall ein Impedanz-Übersetzungsverhältnis von 1:4 ermöglichen.
Die beiden anderen Varianten wurden als Balun realisiert und ermöglichen auch ein Übersetzungsverhältnis von 1:4.
Durch diese „neue“ Art der Wickeltechnik, war der Gedanke, eine bessere bzw. gleichmäßigere Magnetisierung des Ferrit- Kerns zu realisieren, was später im Artikel, durch Messungen auch bestätigt wird.
Als besten getesteten Kern hat sich das Kernmaterial 43 erwiesen . Es wird von Amidon auch das Kernmaterial 27 beworben , ist nur von Amidon zu bekommen, war aber weniger geeignet.
Es wurde ein Messaufbau mit dem Netzwerkanalysator MetroVNA und der VNA/j- Software realisiert. Damit die VNA/j-Software mit dem MetroVNA zusammen arbeitet muss Java installiert sein und vor der eigentlichen Messung die Kalibrierung durchgeführt werden. Das
geschieht aber durch einfache Auswahl im Menü der VNA/j-Software. Eine Messung ohne Kalibrierung wird vom Programm verhindert.
Die eigentliche Messung:
Gemessen wurde das Stehwellen Verhältnis des Unun/Balun´s und die Impedanz. Beim Stehwellenverhältnis wird als Abschluss ein 50Ω hochbelastbarer HF-Widerstand verwendet.
Die Impedanzmessung geschieht ausschließlich am MetroVNA zwischen Eingang und Ausgang. Die verwendeten Meßkabel, RG85 U, sind ca. 1m lang und gehen natürlich in die Messung mit ein, die Beeinflussung wurde nicht untersucht. Da aber alle 3 Messobjekte den gleichen Bedingungen ausgesetzt ist trotzdem eine Aussage über das Übertragungsverhalten
möglich.
So sieht die Schaltung der Testplatine aus. Hier aber noch mit 2,2KΩ Widerständen, im Originalen dann mit 4,7KΩ, Die aber bei der Messung, ob zugeschaltet, oder abgeschaltet, fast keine Rolle spielten. Die Beeinflussung ist minimal. Auch der Jumper 3, der die Masse von Ein-und Ausgang verbindet macht sich nur wenig bemerkbar, das mag unter
Realbedingungen mit langen Antennenleitungen schon ganz anders aussehen.
Stehwellenverhältnis, herkömmliche Wickeltechnik, Unun 1:4
Stehwellenverhältnis, neue Wickeltechnik, Balun 1:4
Stehwellenverhältnis, neue Wickeltechnik, Balun 1:4, Zacken im Diagramm bei 30 MHz sind
Einstrahlungsbedingt oder vom Meßaufbau, aber immer nur im tiefsten Tal des Diagramms.
Impedanz, herkömmliche Wickeltechnik 1:4 FT114-43
Impedanz, neue Wickeltechnik 1:4 FT114-27
Impedanz, neue Wickeltechnik 1:4, hier erheblich gleichmäßiger Impedanz-Verlauf.
Im Anschluss wurde noch untersucht ob sich die unterschiedlichen Eigenschaften auch auf die Erwärmung des Kerns, im Betrieb mit höherer Leistung auswirken, das Ergebnis ist schon interessant. Die Messungen wurden am Kenwood TS890S durchgeführt. Es wurde eine Leistung von 50 Watt in FM-Mode eingestellt. Hier wurde dann die Erwärmung der beiden Kerne (auf der Platine sind ja immer 2 Kerne gegeneinander geschaltet) gemessen. Abschlusswiderstand, muss wohl nicht erwähnt werden ist 50Ω. Die Raumtemperatur betrug 19,8 °C gemessen mit Fluke Multimeter 179 und zugehörigen Temperatursensor. Der Temperatursensor ist sehr kleiner Bauart und übernimmt sehr schnell die Temperatur vom Messobjekt. Auf jedem Ferritkern wurde ein Tropfen Wärmeleitpaste aufgebracht, der einen sicher Kontakt zwischen Messobjekt und Sensor sicherstellen soll.
Kern + Typ Dauer Frequenz Temp. 1er Kern Temp. 2er Kern Stromaufn.TS890S Kommentar
FT43 Unun 5 Min. 24,95 MHz 43,5°C 38,0°C 10,1A; 13,8 V
FT43 Balun 5 Min. 24,95 MHz 47,0°C 44,5°C 9,7A; 13,8V
FT27 Balun 5 Min. 24,95 MHz 58,0°C 83,5°C 10,4A;13,8V
Beim Balun mit dem 27er Kernmaterial hatte sich der 2te Kern erheblich mehr erwärmt, warum das so ist wurde nicht untersucht. Die Messungen wurden aber auch nur einmal gemacht. Die 50 Watt sind die Ausgangsleistung direkt am TS890S, was an der Dummy-Load/Lastwiderstand 50Ω ankam wurde nicht gemessen. Es zeigt sich aber das das Kernmaterial und Wickelschema Einfluss hat.