DIY 200 Watt Korte Golf Zender
Eenvoudig zelf een DIY 200 Watt Korte Golf Zender bouwen voor de 160 meterband maar ook geschikt voor de 80 meter band.
Als je dat een leuk project lijkt, zo'n vintage zender met buizen lees dan verder. Hierbij een uitgebreid getest ontwerp dat veel mogelijkheden biedt.
De zender gaan we voeden met een moderne DDS VFO
Dat maakt ons ontwerp:
- stabiel, robuust,
- eenvoudig afstembaar binnen de amateur banden.
WE gebruiken moderne buizen die vlot nieuw uit de fabriek verkrijgbaar zijn. Geen geklooi met slecht presterende NOS buizen.
200 Watt PEP (maar meer is mogelijk)
Dit project was interessant. Op hogere frequenties reageren circuits toch net weer wat anders dan bij een Middengolf Zender. Dat vergt wat kleine aanpassingen maar dan werkt het weer perfect.
Deze zender kan tot 350 Watt PEP vermogen in je antenne pompen. Maar dat gaat wel ten koste van de levensduur van je buizen. 200 watt doet de zender op zijn slofjes😀
Wil je meer weten over vermogens bij AM modulatie?
Kijk dan ook even bij: zendvermogens en anode dissipatie
Het Blokschema
van deze Krachtige Korte Golf Zender
Dit blokschema is eenvoudig.
Links zie je de DDS oscillator. Over deze DDS oscillator verderop meer.
Daarna volgt de buffer met ECC81 buis. Die Buffer moet er voor zorgen dat de oscillator afgeschermd wordt en niet wordt beïnvloed door wat er verderop in de zender gebeurt.
Vervolgens zien we een driver met een EL84 die met een stevige spanning en stroom de eindbuis aan moet sturen.Tot slot de PA uitgerust met een 6146B buis. We passen anode plus schermrooster modulatie toe.
De antenne is de effectieve-compacte-zendantenne voor 160 Meter.
Een Push-To-Talk (PTT) schakeling
Voor communicatie op de korte golf heb je een push to talk schakeling nodig. De schakeling zorgt ervoor dat het omschakelen tussen zenden en luisteren netjes verloopt en je zender niet de ingang van je ontvanger opblaast.
Hiervoor hebben we een eenvoudig en praktische schakeling ontwikkeld. Hier vind je meer informatie over die push-to-talk schakeling voor je korte golf zender.
Het schema van de Zender eindtrap
Het schema van de DIY 200 Watt Korte Golf Zender.
De PA
Je ziet dat de Schermrooster modulatie ter ondersteuning van de Anode modulatie is gedimensioneerd voor optimaal kwalitatief audio geluid. Voor de Korte Golf heb je die kwaliteit niet nodig. Geluidskwaliteit speelt daar minder een rol speelt. Een smalle bandbreedte is veel belangrijker. De hier toegepaste schakeling levert echter een mooie 100% modulatie diepte en dat is weer wel nuttig.
Meer informatie over deze modulatie techniek vind je in: Middengolf Zenders met betere audio kwaliteit.
Bij het schermrooster van de EL84 zie je een condensator met een sterretje. Als je een voldoende sterk ingangssignaal hebt kan die condensator iets kleiner worden. De gewenste waarde zal in de praktijk ergens tussen 1000- en 4N7 PF liggen. Hoe hoger je de werkfrequentie kiest des te groter moet deze condensator zijn.
Stuurrooster instelling
Het stuurrooster van de PA kent een gecombineerde bias spanning (= rooster voorinstelling spanning).
Is er een signaalaanbod dan wordt de roosterspanning automatisch afgestemd op het niveau van dit signaal. Die afstemming vindt plaats met de weerstand van 27k en de koppelcondensator aangeduid met *2.
Bij een werkfrequentie in de 160 meterband (of als je naar 1600 meter wilt) verzorgt de PA buis dat het beste in combinatie met de koppelcondensator van 560 pF en de weerstand van 27K.
Bij een werkfrequentie in de 80 meterband neem je 330 pF voor deze condensator.
De zogenaamde automatische roostervoorspanning die je hiermee verkrijgt past zich dan automatisch aan met het
niveau van het aangeboden RF signaal. Het nadeel van deze schakeling is dat bij afwezigheid van RF ingangssignaal de PA-buis op hol slaat en snel volledig opgebrand is.
Om de PA eindbuis te beschermen hebben we de schakeling met het Velleman trafo'tje toegevoegd. Die trafo levert 100V. Na een stevige afvlakking houden we een stabiele -45V over aan het stuurrooster van de 6146B.
Bij afwezigheid van een RF signaal blijft die eindbuis dankzij die voorspanning toch mooi afgeknepen staan.
AM Modulatie
Voor de anode modulatie moeten we stevig geschut in stelling brengen. Dat doen we met behulp van een 1630 SAE trafo uit de Hammond fabriek. Een enorm bakbeest. Die trafo mag in zijn primaire hoogohmige zijde maximaal 135 mA gelijkstroom verstouwen. Dat is voldoende voor deze zender.
- DIY 200 Watt Korte Golf Zender -
Op onderstaande afbeelding zie je hoe de zender een mooie sinus RF signaal in de antenne pompt. Het pi-filter is hierbij afgesloten met een 50 ohm dummy load.
Gemoduleerd met een audio signaal van 700Hz ziet het er dan uit zoals rechts op de afbeelding.
De Zender kan 200 tot 450 watt PEP leveren. Bij 450 Watt PEP is stroom door de 6146B 150 mA waarvan 8 A10 mA door het schermrooster gaan. Dat laatste is netjes.
140 MA gelijkstroom door de anode bij en spanning van 600V is een gelijkstroom vermogensverbruik van 84 Watt. Bij een PA buis in Class C mogen we rekenen op een rendement van 75%. Betekent dat we aan warmte omzetting in de buis (anode dissipatie) 25% moeten rekenen = 21 watt. De 6146B mag bij amateur gebruik maximaal 23 watt dissipatie hebben.
Sturen we de PA buis aan tot een output in de antenne van maximaal 200 Watt PEP dan is de stroom door de buis ongeveer 80 mA maar moeten we rekening houden met iets minder rendement. De anode dissipatie zal dan ongeveer 15 Watt zijn wat een langere levensduur van je buis garandeert.
Bij de paragraaf over voeding meer informatie over het uitgangsvermogen.
Rekenen aan de antenne koppeling, het PI filter
Als eerste moeten we weten wat de load, de belastingweerstand van het antenne circuit aan onze 6146B buis gaat opleveren.
Daarvoor gelden wat rekenregels die op de tekening (figuur 1) zijn weergegeven.
- DIY 200 Watt Korte Golf Zender -
Nadat je de load hebt berekend laat je het PI-filter uitrekenen door het tool: eenvoudig pi filter reken tool
De kwaliteit van dit filter, de Q factor van het PI filter kiezen we op 10. Dit is bij zendamateurs de meest gebruikte waarde.
- DIY 200 Watt Korte Golf Zender -
De Pi Filter spoel
Het spoelwikkeling tool geeft aan dat we voor de spoel van 25 µH (zie figuur 1) 29 wikkelingen over 34 mm moeten aanbrengen op een witte afvoerbuis van Ø 40mm.
Bewust houden we een kleine speling tussen de wikkelingen en winden we ze niet heel strak naast elkaar. We willen geen "overslag" tussen de spoelwikkelingen.
We fixeren de wikkelingen op de buis met blanke transparante nagellak.
De PI filter Condensatoren
We zien in figuur 1 dat de eerste condensator in het PI filter (CA) 336 pF moet zijn. We nemen een condensator van 330 pF/1500V en plaatsen die daar. In experimenten is gebleken dat de pF waarde van deze condensator niet super kritisch is zolang we maar met CB kunnen bijregelen. Dat laatste gaan we doen.
Bedenk ook dat we de 160 meterband willen bestrijken. Die loopt (in Nederland) van 1810 kHz tot 1880 kHz. CA zou dan mee moeten bewegen van 336- tot 322 pF. In de praktijk is dat niet nodig.
Voor CB nemen we een dubbele afstemcondensator van een oude sloop radio of een nieuwe drie secties afstemcondensator. Wij kozen voor de laatste die nog goed verkrijgbaar zijn. De HF spanning over CB is veel lager dan die over CA en daardoor is op deze plaats deze relatief goedkope en vlot verkrijgbare afstemcondensator goed bruikbaar.
Drie maal 365 is 1090 pF. Figuur 1 geeft 1540 pF aan voor CB dus parallel hieraan plaatsen we nog eens 1000 pF, Dat geeft een totaal van 2090 pF. In de praktijk zul je finetunen met deze afstemcondensator waarbij de instelling rond de 1/2 van zijn bereik zal schommelen. Een nauwkeurige afstemming blijkt mogelijk.
Je stemt CB af op minimale stroom door de eindbuis met alleen RF in (Push-to-Talk is off).
- DIY 200 Watt Korte Golf Zender -
De Buffer van deze Korte Golf Zender
Het schema van de buffer in deze 200 Watt Korte Golf Zender.
In dit schema van de buffertrap zie je dat we een dubbeltriode een ECC81 toepassen. over dat buisje moet ik wat zeggen. DE ECC81 was eind jaren '40 bedoeld voor toepassing in het VHF gebied. Begin jaren '50 werd het buisje in Europa echter verdrongen door de ECC85 van Philips die op VHF gebied beter presteerde.
Oude buisjes in goede conditie werken tot 50 mHz heel leuk. Maar vanaf midden 1950 werd de ECC81 voornamelijk in audio toepassingen gebruikt vanwege de realistische geluidsweergave.
Koop je een nieuwe ECC81 dan merk je dat fabrikanten ook op audio weergave mikken. De datasheets uit de jaren '50 kun je vergeten. Die prestaties op RF frequenties haalt dit buisje dan niet meer.
Ik had er een nieuwe liggen en in het schema hierboven functioneert het buisje prima. Veel versterking leveren hoeft niet. Hij moet de oscillator van de driver met EL84 afschermen en een prima signaal niveau afstemming leveren.
De twee componenten met een sterretje regelen de versterking en daarmee de afstemming. Heb je een te klein uitgangssignaal richting EL84 dan neem je voor R4 een iets grotere weerstand. Heb je te veel versterking dan kun je R4 kleiner nemen of voor C5 een kleinere waarde nemen.
- DIY 200 Watt Korte Golf Zender -
Een VFO waarmee je soepel de hele band bestrijkt
Een DDS oscillator koop je al voor 2 tientjes op een Chinese site. Die schakelingen moet je wel zelf van software voorzien, programmeren dus. Je hebt daarvoor kennis en ervaring met Arduino Nano techniek nodig.
Die ervaring heb ik niet.
Maar ik vond ik een DDS Oscillator die al geprogrammeerd is en ook nog eens bruikbaar is als VFO! Javier Solans (radioamateur EA3GCY) heeft hem al van passende programmatuur voorzien 😀. Javier levert ook perfecte service als je met vragen of problemen zit.
Je ziet die DDS VFO hier afgebeeld op onze werkbank bij een experiment voor een middengolf zender.
- DIY 30 Watt Middengolf Zender -
Deze oscillator, de ARDU 5351 kost ongeveer 50 Euro. Volg de link als je meer informatie wilt over deze DDS VFO.
Op Middengolf frequenties levert deze VFO 1,5 V piek signaal, 3Vpp. Op hogere frequenties neemt die signaalspanning wat af zodat de buffertrap iets harder moet gaan werken. Dat laatste blijkt geen probleem te zijn.
Schema van de VFO
- DIY 200 Watt Korte Golf Zender -
De VFO heeft een voedingsbron met 12 volt gelijkspanning nodig. Dat leek geen probleem, de 370HX voedingstrafo levert 5 en 6,3 volt. Die samengevoegd en gelijkgericht en bingo.
Helaas. De VFO wil de min spanning aan Massa leggen. Dat komt in conflict met midden-aftakking op de 6,3 V die wij ook aan massa willen hangen. Dus maar weer een Vellemannetje ingeschakeld. Die levert 12V en kost slechts €7,95. Daar kunnen we niet voor sukkelen.
De gelijkrichter en stabilisatie schakeling is een klassieker die we vaker hebben toegepast, gewoon probleemloos werkt en tegen een stootje kan. Deze 12V voedingsschakeling hebben we in de voedingseenheid ondergebracht.
De HF trafo die een relatief laagohmig gezicht aan de VFO biedt en een hoogohmig gezicht naar de buffer trekt is een eenvoudig zelfbouw HF trafo. Je leest er alles over in: Een HF Trafo zelf maken.
- DIY 200 Watt Korte Golf Zender -
Chassis ontwerp
Het chassis maken we van een PME taartblik. Sterk, makkelijk verkrijgbaar en niet duur.
In eerste instantie plaatste ik het pi-filter buiten de zender. Ik maakte gebruik van een universeel pi-filter dat we speciaal voor allerlei experimenten hebben gebouwd. Op dit experiment filter kun je met enkele schakelaars eenvoudig een boel capaciteiten bij-of afschakelen.
Die gedachtegang leidde tot chassis ontwerp 1.1
- DIY 200 Watt Korte Golf Zender -
Dat werkte prima tot ik tot de conclusie was gekomen dat we met één afstemcondensator prima (veel handiger) konden navigeren en die condensator ergens achter op het chassis terecht kwam.
Niet handig 😁
De oplossing is om de Velleman voor de stuurrooster voorspanning naar achteren te verplaatsen. Daarmee komt ruimte vrij voor de afstemcondensator en de afstemknop komt dan mooi aan de voorkant van de zender.
Vanaf de Pi-filter spoel naar de warme kant van de afstemcondensator gebruik je nu een stuk stevig coax kabel waarbij de mantel aan twee kanten degelijk aan massa vastmaakt. Houd alle aansluitingen zo kort mogelijk dan gaat het goed.
De antenne aansluiting verhuis mee van de achterkant naar voren aan de zijkant.
Een nadere toelichting over hoe je zo'n taartblik omvormt tot en chassis vind je in diy 30 watt middengolf zender
De Voeding: 200 watt of 450 watt output?
We gebruiken een 370HX trafo voor de voeding. Met deze trafo hebben we -zender in vol bedrijf- 325V voor buffer en driver- en 630V voor de PA beschikbaar.
Met die voedingspanningen kun je de zender tot 400 Watt PEP vermogen uitsteuren. Wil je de PA buis, de 6146B wat meer hoofdruimte bieden, dus niet tot zijn maximum gaan waardoor de buis een langere levensduur kent: Kies dan de 369HX transformator. Dat bespaart je ook nog 25 euro.
Met die 369HX kun je moeiteloos 200 Watt PEP output in je antenne realiseren. Dat is het dubbele van wat je collega's met een gekocht bakkie in de luncht kunnen brengen.
De verbinding tussen zender en voedingsunit maak je met twee aansluitstrips- verbindingsblokken -connectorstrips die vooral bij pleziervaart watersport bedrijven goed verkrijgbaar zijn.
Voor de verbindingsdraden gebruik je soepele maar ook stevige (minimaal 1 mm) draad. De voedingsdraden twist je met een massadraad om 'antennewerking' te vermijden.
De voedingsdraden sluit je ook aan beide kanten af met een 10nF condensator naar aarde. Hiermee bereik je dat enig radio signaal dat je krachtige zender hier toch op injecteert netjes wordt afgevoerd en geen verstoringen in de werking van je apparatuur veroorzaakt.
12 Volt voor de VFO
Je ziet dat we ook de 12 Volt gestabiliseerde voeding voor de VFO in de voedingsunit hebben ondergebracht. Want de voeding is opgebouwd in een aparte unit en daarmee geen onderdeel van het zender chassis. Je kunt er voor kiezen om zo'n voedingsunit bij de zender in te bouwen. Je hebt dan echter een veel groter chassis nodig.
Je ziet dat alle schakelaars, voeding aan/uit, HS spanning aan/uit, PA spanning aan/uit nu niet op de zender zitten maar op de voedingsunit. Dit maakt de storingsvrije bouw van de zender een stuk eenvoudiger.
Achtergrond informatie over deze voedingsunit vind je op zwaardere universele voeding voor buizen
- DIY 200 Watt Korte Golf Zender -
Afstemmen van de Zender
Afstemmen is redelijk eenvoudig en met de vaste condensator op CA een stuk minder risicovol.
Maar let op! Met een te hoge stroom door de PA buis verniel je die buis. Bij het afstemmen is een korte stroompiek links of rechts vaak onvermijdelijk. Houd die stroompieken zo kort mogelijk.
Afstemmen
Begin met CB op maximum waarde in te stellen (condensatorplaten over elkaar geschoven).
Zet vervolgens de spanningen aan. 1. de gloeispanningen. Na 1 minuut 2. de hoogspanning. 3. de PA spanning
Stem nu Cb af. Resonantie van het PI-filter bereik je op het punt waarbij de anodestroom zakt tot een bepaalt punt en daarna als je heel zachtjes doordraait weer heel even omhoog gaat. Draai je verder door dan zakt de anode stroom steeds verder weg maar zakt ook je uitgangssignaal weg.
De kunst is dus dat punt vinden dat ik net beschreef.
Audio instellen op 3 kHz bandbreedte
Die modulatietrafo kan mooi veel vermogen leveren maar doet dat met een bandbreedte die ruwweg loopt van 50 tot 20.000 Hz. En dat laatste is op de korte golf natuurlijk niet de bedoeling.
Wij losten dat op met behulp van de DIY Audio Processor voor AM Zenders. Die stellen we in op 3kHz (gele led linksboven licht dan op) en we zijn in business.
Deze compressor zorgt er tevens voor dat je ook met spraak richting 100% modulatie kunt gaan. Een daarmee krijg je een groter bereik. Compressoren kun je ook kopen. Meer dan een paar tientjes hoeft zo'n ding niet te kosten.
Alleen een bandfiltertje voor tot 2800 HZ bouw je snel een goedkoop zelf. Een maar mini spoeltjes en enkele condensatortjes. Je vindt het schema en een montage voorbeeld op de pagina van de audio compressor.
Audio vermogen aanleveren
Dat zendvermogen komt bij AM modulatie in classe C voor bijna 50 % uit je audio versterker. Class C zenders leveren veel power met een relatief eenvoudige zender. Je moet dan wel een stevige versterker met de nodige audio power aan de zender koppelen.
We schakelen onze diy 75 watt pa versterker daar achter waarmee we in combinatie met de zender tot 400 watt PEP output realiseerden.
Wat is het bereik van deze 200 Watt Korte Golf Zender?
Overdag is het stil op de 160 meterband maar dat zie je ook op de 80 meterband. Op de 20 meterband is veel meer actie en hoor je Frans, Italiaans, Oost-Europees, Spaans, Italiaans en natuurlijk Engels.
Daar moet nog eens een keer een zelfbouw zender voor komen 😊
Nu is die stilte op 160 meter niet zo gek. De condities voor een leuk bereik zijn overdag niet best. Dat heeft blijkbaar te maken met ionosfeer condities die ’s-Nachts beter zijn dan overdag.
Daarbij speelt ook een rol dat mijn antenne niet optimaal staat opgesteld. Hij staat op de garage en komt nauwelijks boven de daken uit. Voor DX verbindingen moet die antenne naar het dak van het huis. Maar mijn XWL is daar niet enthousiast over.
Later op de avond een nieuwe poging met een geïmproviseerde 19 meter lage draad die op zijn top 3 meter boven de nok van het dak uitsteekt.
Na een tijdlang CQ proberen en nu ons signaal tussen aarde en de ionosfeer stuitert komt een Duitse collega uit de omgeving van Hannover binnen bereik en meldt een R5 S8 ontvangst. Mijn zelfbouw project 200 Watt Korte Golf Zender vindt hij großartig, cool. Zelf komt zijn hij hier met zijn Yeasu binnen op R5 S6.
Dat gegeven maakt dat verbindingen tot 1000 km tot de mogelijkheden behoren. Verder is het ook in de avond muisstil op 160 meter.
Maar achter de radio zitten en verbindingen maken is niet mijn hobby. Bouwen, knutselen en experimenteren wel, dus daar ga ik weer mee verder 😊
Op de 80 meterband is ‘s avonds meer te bedrijvigheid. Je hoort redelijk wat Duits, veel Oost-Europees en super veel SSB-FT8 en nog meer digitale shit ☹
FT8 over SSB dat zijn computers die met elkaar praten. Komt geen menselijk contact bij te pas. En ook geen zelfgebouwde apparatuur. Alleen maar uit China geïmporteerde bakjes.
Over de ontwikkeling van de radio amateur hobby krijg ik op deze manier steeds meer twijfels.
Ik ga weer verder met experimenteren en zelf bouwen. Voor 80 meter moet in ieder geval de PI-filter spoel minder inductie gaan krijgen. En verder? Laten we dat eens gaan onderzoeken.
Dit is een mooie 200 watt korte golf zender geworden. Kijken wat hij nog meer kan.
Tot zover,
Vragen over DIY 200 Watt Korte Golf Zender? Je stuur ze me toe via de reactie button rechts onderaan de pagina.
-
73, PA1JO, Koos Overbeeke
Terug van DIY 200 Watt Korte Golf Zender naar De Radio Amateur Zenders
