Onverwacht zenden op de korte golven met de EL84
Zenden op de korte golven met de EL84 is een vervolg op AM-zendertje met EL84. Want het duurde even maar nu is de OWON Oscilloscoop binnen. Daarmee kunnen we zichtbaar maken wat er gebeurt en wat er misgaat!
Zo’n scoop kan ik je zeker aanbevelen. In dit project had ik er direct profijt van. Ik heb nog getwijfeld over een tweedehandsje op marktplaats maar deze SDS1102 kost net geen tweehonderd Euro en biedt hetzelfde als een oude meuk van 20 jaar oud die vijf keer zoveel ruimte in beslag neemt.
Brandend van nieuwsgierigheid hang ik hem eerst met een heel klein condensatortje (zodat ik de kring niet te veel beïnvloed met mijn meting) aan het stuurrooster van de EL84.
Dat levert een keurige sinus op met een frequentie, met de afstemcondensator instelbaar, tussen 1,2 MHz en 2MHz. Maar een stevig geluid uit de transistorradio levert dat nog steeds niet op.
Het geratel is wel iets minder nu ik de 250V gelijkspanning voor HF heb kortgesloten met een 22nF condensator. Ook de modulatietrafo heb ik voor HF kortgesloten met 10nF. Dat gaat wel ten koste van wat hoge tonen in het geluid maar voor nu neem ik dat voor lief.
Ik hang de OWON aan de antenne en krijg gelijk een prik als ik die aanraak. Dat lijkt me een goed teken. Daar gebeurt blijkbaar wat. Het signaal is te sterk voor de scoop.
Ik hang de scoop aan een koperdraadje van twee meter dat op een meter van de antenne hangt. Dat geeft ruim voldoende signaal om zichtbaar te maken wat de zender produceert.
Wat de EL84 aan signaal de ether inzendt
Wat je op de foto ziet is het signaal dat ik via de ‘meetantenne’ op mijn scoop zie. We zien een frequentie die ergens in de 90 meterband uitkomt.
Snel de Tecsun transistor hierop afgestemd en wat blijkt. Het geluid van mijn afspeellijst komt daar luid en duidelijk door, ook als ik naar de begane grond ga of de deur uitloop.
Met wat draaien aan de afstemcondensator en de antenne tuner zie ik dat de maximale output ligt bij een 2880 kHz De oscillator afstemkring geeft dan 1440 kHz aan.
De buis blijkt dus als frequentie verdubbelaar te werken. Argwanend stem ik mijn transistor ook even af op 5760 kHz En ja hoor ook hier ben ik luid en duidelijk hoorbaar.
Snel de zaak maar weer uitgeschakeld.
Zenden op de korte golven met de EL84?
Terug naar het bronschema
Herinner je je nog mijn verbazing over de aansluiting van de antenne in mijn allereerste experiment? Het bronschema? Ik pak dat schema er nog even bij (en heb de fouten die er in zaten gecorrigeerd).
Mijn verbazing trof de aansluiting van de antenne in het oscillator gedeelte van de zender in plaats van aan de anode kring waar je veel sterkere signalen kunt oppakken.
Maar nu snap ik dat.
In de oscillatorkring is keurig de ingestelde middengolf frequentie aanwezig. In de anode kring is die frequentie slechts zwak vertegenwoordigt en zijn hogere harmonische signalen wel sterk aanwezig.
De antenne aan het anode circuit hangen bevordert het uitzenden van die hogere frequenties maar daar heb je niets aan als je op de middengolf mikt.
Sterker nog, met het middengolf signaal met en reikwijdte van nog geen 10 meter doe je niemand kwaad. Een ongecontroleerd sterk signaal zenden op de korte golven is ongewenst en illegaal.
De reikwijdte van deze korte golf zender met de EL84
Klik voor een grotere weergave
Ik bel een vriend die een kilometer verder woont en vraag hem even zijn camping transistor af te stemmen op 2880 kHz.
De zender weer even aangezet en ja hoor, er zit een rateltje in het geluid dus mijn zonnepanelen werken ook nog steeds ☹ maar verder kom ik duidelijk binnen.
Ik weet genoeg en zet de zaak weer uit.
Hoe kom ik aan het zenden op de korte golven?
Even pauze en even wat theorie erbij zoeken. Want ik heb toch een oscillatorkring voor de middengolf in elkaar gezet! Hoe werkt die frequentie verdubbelaar dan?
Er was wat zoekwerk nodig om dat uit te vinden. Er vindt frequentie verdubbeling plaats begrijp ik maar waarom is dat en waarom is dat signaal veel sterker dan het bronsignaal?
Eerst de oscillator functie
Die blijkt eenvoudig. Het stuurrooster van de buis is negatief geladen door elektronen die daar neerslaan. Ik meet daar -14,5 volt. Dan staat de buis praktisch dicht en is de anodestroom nihil.
De kathode van de buis hangt aan de oscillatorspoel. Bij het opwarmen van de buis is er even een aansterkende stroom door de spoel gegaan. Dat veroorzaakt een rimpeltje op het stuurrooster waardoor de buis even opengaat. Dat veroorzaakt weer negatieve elektronen op het stuurrooster waardoor de buis weer dicht gaat.
De stroomverandering in de kathodekring vertaalt zich weer in een positieve rimpel op het rooster waardoor de buis weer opengaat enz. enz. De buis genereert een wisselspanning. De afstemfrequentie van de oscillatorkring bepaalt de frequentie van die wisselspanning.
Waarom frequentie verdubbeling?
Maar waarom komt er nu aan de anodekant de dubbele frequentie uit van de oscillatorkant? Wat veroorzaakt nu het zenden op de korte golven? Verder zoeken.
De uitleg die ik daarover vind is erg theoretisch en wiskundig of volstaat met het benoemen dat het zo is ☹. Uiteindelijk begrijp ik in Jip en Janneke taal het volgende over mijn zenden op de korte golven.
De EL84 staat met de gemeten roosterspanning in klasse B en gaat richting C. Als ik de verstoring die mijn Universeel meter veroorzaakt meetel is het waarschijnlijk klasse C. Zie onderstaand schema. Je ziet daarin de relatie tussen stuurroosterspanning en anodestroom.
In de Klasse C (een sterke negatieve roosterspanning) zie je vervorming van het signaal op de anode van de buis. Maar dat is hier niet zo erg.
Zoals het schema laat zien komen er alleen pulsvormige signaaltjes uit de buis. Maar LC-netwerkjes in de anodekring maken daar weer redelijke sinusjes van.
Maar die vervorming levert ook bijproducten op in de vorm van harmonische signalen die meestal in frequentie een veelvoud van het bronsignaal zijn.
Zoals je ziet op een grote afbeelding hiervoor komen er bij bepaalde instellingen zelfs twee signalen boven waarbij de tweede 90 gaden in fase verschoven is. Dat laatste moet je normaliter niet hebben en moet je op zoek naar correctiemaatregelen.
Bij een oscillator frequentie van 1,4 MHz en een uitgangsfrequentie, de hoofdfrequentie, van 2,8 MHz zag ik die faseverschuiving niet.
Wel was er nog een 2e harmonische aanwezig van 5,6 MHz. Deze 2e harmonische had ongeveer 1/3 spanning van de hoofdfrequentie.
De bronfrequentie van 1,4 MHz kwam zwakker door dan die van 5,6 MHz.
Stoppen met zenden op de korte golven
Ik ga een nieuwe poging wagen om ergens in de buurt van 540 kHz uit te komen. Gewoon omdat ik zelf aan het stuur wil zitten, zelf wil bepalen wat mijn bouwsels opleveren.
Zoals ik in het eerste verslag over dit project aangaf bleek de oscillatorspoel kleiner dan ik had gedacht namelijk 34 µH. Met die zelfinductie ga ik nooit onder in de MG uitkomen. Zelfs met een afstemcondensator van 1000pF kom ik pas uit op 863 kHz (zie formule in AM-zendertje met EL84).
Ik kan natuurlijk een nieuwe en grotere spoel gaan maken maar daar heb ik weinig zin in. Ik ga wat anders proberen en monteer een ferrietstaaf in de oscillatorspoel. Het resultaat: de impedantiemeter geeft nu 130 µH aan.
Theoretisch moet ik nu met een afstemcondensator van 650 pF op 550 meter kunnen komen. Ik soldeer 330 pF parallel aan de afstemcondensator en daar gaan we opnieuw.
Het resultaat is wederom teleurstellend en veel beter op 2200- en 3300- dan op 550 meter. Zo’n Oscilloscoop is onbetaalbaar nu ik zichtbaar kan maken van wat ik produceer 😊)
De antennekring nog eens nader bekeken
Tijd om de anode en antennekring aan een nadere inspectie te onderwerpen. Die spoel heeft wel aanzienlijk meer wikkelingen dan de oscillatorspoel maar hoe ziet zijn inductie eruit?
Draden lossolderen en nameten. Het is 43 µH.
Even rekenen.
Dat sterke signaal op 2,8 MHz is nu wel verklaard. Met een capaciteit van 75 pF samen met deze spoel kom ik daar perfect uit.
Om deze kring op 1,4 MHz te krijgen zou de capaciteit naar 300pF moeten gaan. Maar het schema daar is feitelijk een spoel met de twee condensatoren in serie parallel aan die spoel. Dat maakt dat ik ergens tussen 10pf en 250pf kan instellen.
Bij 18pF is de resonantiefrequentie 5,6MHz en bij 75pF kom ik uit op 2,8Mhz. De twee frequenties waar de zender flink power bleek te hebben voor zenden op de korte golven.
De Antenne Tuner vervangen door een afstemkring
Die wijziging was makkelijk aan te brengen. De tweede afstemcondensator er tussenuit en de spoel aan de massa gekoppeld. Even testen. Nee geen succes.
Even narekenen. Nog steeds F0 = 1/2π √LC. Bij 43 µH en max 500pf = 1,08 MHz.
In de doos die na 40 jaar van zolder kwam zaten wel een stuk of vijf Ferrietstaven. Dus ook in de antennespoel zo’n staaf gemonteerd en bingo. De lagere frequenties van de middengolf komen binnen handbereik.
Ook al blijft deze zender bij 550kHz een sterk signaal afgeven op 1100 kHz en 2200 kHz.
Zenden op de korte golven blijft ook nu gebeuren
Dit zendertje vertoont naast onverwacht zenden op de korte golven nog meer gebreken. Eén daarvan is dat verstemming in de antennekring direct doorwerkt op de afstemming in de oscillatorkring. Ook toename of afname in het volume van het LF-geluidsignaal veroorzaakt verstemming van de zender.
Daarbij is zichtbaar dat de zender niet alleen AM moduleert maar ook FM moduleert. Wisselende anodespanning creëert wisselingen in de anodestroom en dat veroorzaakt wisselingen in de oscillatorfrequentie.
Logisch want de kathodestroom van de EL84 loopt door de onderkant van de oscillatorspoel...
Laatst poging om de buis in het gareel te krijgen
Ik hang de antenneafstemkring nu in de anodeleiding. Onder de afstemkring koppel ik met 22nF het hoogfrequent signaal nog voor de smoorspoel aan de massa.
De buis blijft zenden op de korte golven en protesteert heftig tegen de dwangbuis die ik probeer aan te leggen. Hij springt heen en weer van 300kHz naar 600 naar 1200 naar 2400 en zelfs 3600kHz.
Experiment mislukt. De buis is met de huidige combi van taken niet in het gareel te krijgen.
Conclusie over dit AM-zendertje met EL84 dat gaat zenden op de korte golven
De hele constructie van een buis die drie functies moet vervullen:
- Oscilleren
- Moduleren en
- Vermogen leveren
dat is een beetje te veel van het goede.
Alles bijeen een zeer leerzaam project met een paar lessen voor volgende zelfbouw projecten gericht op zenden op de korte golven.
- De oscillatorkring moet alleen dat maar doen, oscilleren. Die kring moet ook onafhankelijk van andere zenderdelen kunnen functioneren.
- Dat vraagt om een gestabiliseerde voeding voor het oscillatorcircuit.
- Dat oscillatorcircuit zo laag en stabiel mogelijk belasten. Dus een tussentrap tussen oscillator en eindbuis.
- Meerdere afstemkringen die dwingen om de gewenste frequentie aan te houden.
- AM-modulatie via de anode van de eindbuis vraagt veel LF-power en dan nog is het moeizaam om op 100% (99 procent is beter) uit te komen. Uitproberen van andere AM-modulatietechnieken staat zeker op mijn actielijstje.
- Een antenne tuner heeft meerwaarde maar wel even goed rekenen en de juiste waardes invullen anders werkt die averechts!
Dat vraagt om een nieuw experiment met een stabiele VFO.
De moeite waard?
De moeite waard? Dit soort experimenten ter voorbereiding op zenden op de korte golven?
Dit was een bijzonder leuk en leerzaam project. Je kunt natuurlijk boeken bestuderen en zo de stof eigen maken. In de boeken zoeken en op Internet snuffelen naar informatie, dat heb ik nu ook regelmatig gedaan. Maar wel geïnspireerd en getriggerd door wat ik in de praktijk meemaakte.
Voor mij is dit ook de manier omdat het mij om het knutselen gaat. Radio/Zendamateur is leuk als je het zelf kunt bouwen. Dat is mijn motto.
Zit jij er ook zo in? Dan zie ik je ongetwijfeld terug op deze site. Er gaan nog veel projecten volgen.
-
Koos Overbeeke
Terug van zenden op de korte golven naar de Radio Amateur Zenders
Reactie van Site volgers
Bernard
Ik zie je steeds handige aluminium framedelen gebruiken. Waar koop je die?
..Koos
Dat zijn zogenaamde Uniframe plaatjes van Amroh die helaas al vele jaren niet meer in de handel zijn. Voor experimenten gebruik ik een set die na 40 jaar van de zolder af kwam. Na elk experiment breek ik het weer af zodat het frame opnieuw beschikbaar is.
Voor bouwwerkjes die langer moeten leven heb ik aluminium plaat, pertinax plaat en een boor voor gaten tot 22 mm aangeschaft.
PS. Later aangeschaf bij Andre. Zie waar vind je die onderdelen
