Hoog- of laag vermogen AM Modulatie toepassen?

Wil je een wat steviger AM zender bouwen dan is de vraag: Hoog- of laag vermogen AM modulatie toepassen?

Wat betekent die keuze voor mij als amateur zender bouwer en waarom is dit van belang?

Om met die laatste vraag te beginnen, na alle inleidende experimenten is de tijd aangebroken voor een stevige korte golf zender. Om niet gelijk met moeilijker technieken zoals SSB te beginnen start ik met een AM zender.

50-100 Watt vermogen. Moet kunnen toch?

Schrik niet. Ik bezit een F-licentie (PA1JO) en kan dit dus legaal uitproberen en zoals bij alle voorgaande projecten zal ik ook nu weer waarborgen dat er geen storingen door mijn experimenten ontstaan.

We beginnen relatief klein met 30 watt op 160 meterband. Maar voor onderstaande voor- en nadelen van beide AM modulatie methoden gaan we even uit van een zender met 100 watt uitgangsvermogen.

Voor- en nadelen van low power modulatie techniek

Modulatie op laag niveau. Het blokschema van een AM-zender op laag niveau wordt hieronder weergegeven.

De oscillator genereert het ​​hoogfrequent draaggolfsignaal. Het audio signaal wordt samen met de draaggolf aan het modulatorcircuit toegevoerd. Aan de uitgang van die modulator krijgen we een zwak AM radio signaal.  

Dit radio signaal moeten we nu met behulp van een lineaire versterkertrap op voldoende niveau brengen om de eindtrap, de vermogenstrap aan te sturen. De eindtrap stuurt zijn signaal de antenne in.

De lineaire versterker en de vermogenstrap zijn meestal Class A versterkers omdat andere versterkers zoals van klasse B en C het gemoduleerde signaal te sterk zouden vervormen.  

Het voordeel van deze laag vermogen AM modulatie

We hebben bij laag niveau AM modulatie geen zware audio versterker nodig. Dat maakt het ontwerp eenvoudiger.

Modulatie op laag niveau geeft meestal minder vervorming, dus betere geluidskwaliteit. In het verleden werden omroepzenders daarom regelmatig met deze techniek uitgerust. Het lage rendement resulteerde daarbij wel in een hoog energieverbruik.

- Hoog- of laag vermogen AM modulatie -

Het nadeel van dit laag vermogen AM modulatie

Het algehele rendement is behoorlijk laag. De lineaire versterktrappen in Class A zijn gewoon veel minder efficiënt.

Nog groter nadeel is dat om bijvoorbeeld 100 Watt vermogen in je antenne te krijgen je een eindtrap moet bouwen die 400 watt power verstookt.  

Het rendement van een A klasse eindtrap is ongeveer 25%. Voor 100 Wat moet de eindbuis dus 400 Watt produceren. Van die 400 Watt verdwijnt 300 watt als warmte in je shack.

Verder moeten alle radio frequentie versterkertrappen om lineair te zijn worden geladen op het volledige piekvermogen. Met andere woorden: als we naar een PEP-uitgang van 100 watt gaan, moeten we de versterkertrappen instellen op een vermogen van 400 watt of meer!

Na het instellen op vol vermogen is de draaggolf die we uit die versterkertrappen krijgen een kwart of minder van het dat vermogen. Wijk je hiervan af dan ontstaat modulatievervorming en verstoring van naastliggende radio frequenties. 

Daarbij komt dat het netjes bouwen en goed storingvrij werkend krijgen van een radio frequentie versterker van 400 watt niet eenvoudig is.

Het bouwen van een stevige audio versterker is in relatie hiermee een peulenschilletje.

- Hoog- of laag vermogen AM modulatie -

Laag vermogen AM modulatie toegepast in de eindbuis, de eindtrap van een zender

Laag vermogen AM modulatie toegepast in de eindbuis van je zender is een tussenweg. Je hoeft daarbij geen lineaire HF trappen samen te stellen. Dat maakt die versterkertrappen compacter en minder complex.

In de eindtrap pas je nu stuurrooster modulatie, schermrooster modulatie of kathode modulatie toe of een combinatie van deze methoden.

Hoe je het ook went of keert, deze eindtrap, deze eindbuis moet 4 keer zoveel vermogen produceren als er uiteindelijk in de antenne verdwijnt. Dus ook hier 400 watt voor 100 watt output.

Een voorbeeld van deze teleurstellende methoden lees je hier in de stadradio met middengolf zender. Teleurstellend omdat het vermogen dat je uiteindelijk de antenne in jaagt altijd tegenvalt.

- Hoog- of laag vermogen AM modulatie -

Meer informatie lees je ook hier: de waarheid over zendbuis vermogen in class A

Voor- en nadelen van hoog vermogen AM modulatie

Modulatie met hoog vermogen audio. Hier wordt de door de door de oscillator gegenereerde radio frequentie, de draaggolf, eerst versterkt tot het adequate vermogensniveau met HF-versterkers. Dit zijn klasse C versterkers. Versterkers met een hoog rendement.

Het audio signaal wordt ook versterkt tot een relatief hoog vermogensniveau. Deze twee sterke signalen worden samengebracht in de modulator. Meestal is dit de eindtrap, de eindbuis.

We streven naar 100% modulatie voor een zo effectief mogelijke overdracht van het geluidssignaal. Het vermogen van dit audio signaal moet 33% tot 50 % van het totale vermogen zijn.

Dus als je met 100 watt wilt uitzenden zal het audio signaal minimaal 33 watt zijn. Tot 50 watt is mogelijk. De modulatie vindt plaats in de eindtrap een versterker met een Class C instelling. 

Het uitgangssignaal van deze eindbuis is een AM-radio signaal dat direct via de antenne kan worden verzonden.

Als nadeel van deze methode wordt vaak genoemd dat je met deze methode een relatief grote audio-vermogensversterker nodig hebt. Persoonlijk vind ik dat wel meevallen. Een 50 watt audio versterker bouwen is heel wat eenvoudiger (en goedkoper) dan een 400 watt radio frequent versterker.

Een minder mooi maar wel effectief voorbeeld van high power modulatie vind je hier: bouwpakket zender met el84

Dit kleine middengolf zendertje gooit als je hem vol aanstuurt 10-12 watt de antenne in met één buisje, de EL84, dat zelf 6 watt radio frequentie energie levert.

Conclusie: Hoog- of laag vermogen AM modulatie

Je raad het al. Voor gemiddeld amateur gebruik en de bouw van zendervermogens tot 100 watt heeft het mijn voorkeur om het RF deel van de zender Compact en efficiënt te houden. Class C versterker/modulator. 50 Watt RF power is voldoende voor 100 watt output.

Een 50 watt audio versterker bouwen en aan je zender toevoegen vraagt investering in een Output/koppel transformator. Dat kun je een nadeel vinden.

We beginnen te experimenteren met een 75 watt versterker bouwen. Een versterker met twee 6550 buizen in de eindtrap.

Overigens dat is ook een prima 75 watt gitaarversterker en op 60 watt een mooie versterker om je tuinfeest, buurtfeest of feestzaaltje vol muziek mee op te leuken 😊.
-
73, Koos Overbeeke

Terug van Hoog- of laag vermogen AM modulatie naar de Radio Amateur Eureka

Reactie van Site volgers

Roel

Heel leuk artikel,zelf veel am zenders gemaakt,laatste tijd met g3 (remrooster) modulatie.

Maar had vroeger am zender bc 191 met veel vervorming,maar klonk prachtig,mijn ervaring is vervorming geeft extra dimensie

..Koos

Dank je Roel :-)