Freitag, 6. März 2015

Endstufen



...sind zurzeit mein Thema. Ihr Bau lohnt sich und macht Spaß. Auf meiner Suche nach Material für das nächste Projekt - eine Kilowatt-PA für alle KW-Bänder - bin ich auf ein paar interessante Quellen und OM gestoßen.

Einige OM machen bei einem Kilowatt nicht Halt. Und man hört heute nicht nur bei Contesten und DX-Jägern oft PA's, die weit über dem Limit liegen. Natürlich merkt man das nicht immer am Signal. Der große Sprung findet ja von 100W auf 1000W statt - ganze 10dB - und von einem auf zwei Kilowatt macht nur noch lächerliche 3dB aus. Bedenkt man, dass der Unterschied in der mittleren Ausgangsleistung, je nach Kompression, Frequenzgangeinstellung und ALC bei handelsüblichen Transceivern bis 10 dB betragen kann, wird das noch mehr relativiert.
Aber es gibt auch 4 Kilowatt Endstufen auf dem Markt. Für diese 6dB (eine S-Stufe) greift man aber tief ins Portemonnaie, bzw in die Bastelkiste. Und begibt sich in den meisten Ländern jenseits des Gesetzes. 
Aber was machbar ist, wird auch gemacht und ich muss ehrlich zugeben, dass der Bau eines dicken Brummers unheimlich Spaß machen kann. Es ist wie mit einem Sportwagen - man muss das Teil ja nicht (immer) voll ausfahren. Aber man könnte, wenn man wollte. Und wenn mal wirklich "Not" am Mann ist, kann man. Auch wenn sich die "Not" nur im Austausch von 59 mit einem unbedeutenden Felsenriff manifestiert.  

Was mich betrifft: ich bleibe im Limit, meine Lizenz ist mir zu wertvoll, um sie aufs Spiel zu setzen. Ebenso die guten Beziehungen zu meinen Nachbarn. 

Bei meinen Recherchen bin ich unter anderen, auf die Seite von W6PQL gestossen. Seine Endstufe (in den USA sind 1.5 kW erlaubt) arbeitet mit einem LDMOS BLF188. Ein sehr schöner PA Aufbau und sehr gut dokumentiert. Eine Goldgrube für angehende PA-Bauer.

Auch sein Tiefpassfilter gefällt mir gut. Er hat Chebychev-Filter 5. Ordnung in T-Konfiguration eingesetzt. Und ganz besonders interessant: 1000V Glimmer Kondensatoren in SMD. Die bekommt man übrigens von Mouser, der das Cornell Dubilier Sortiment führt.
W6PQL vertreibt auch Platinen, Kits und zum Teil sogar fertige Geräte - auch im VHF/UHF Bereich.
Allein die Spulenkerne scheinen mir etwas unterdimensioniert. Darum schreibt W6PQL auch davon, dass man das TPF kühlen sollte ;-)

Eine weitere, sehr interessante PA hat Chris, DG8DP gebaut. Ein sehr schöner Aufbau mit den äußerst robusten VRF2933 von Microsemi. Chris hat übrigens spezielle Nachbarn. Da weiß man nicht ob man lachen oder weinen soll. 

Seine Tiefpassfilter-Platine stammt von UT2FW und im Unterschied zu W6PQL hat er keramische NP0 Kondensatoren eingesetzt. Chris meint, dass 1000 Volt Glimmer bei schlechtem SWR zuwenig spannungsfest seien.
Ich habe da weniger Bedenken: GliKo sind äusserst robuste Gesellen und werden bei der Fabrikation mit mindestens der doppelten Nennspannung geprüft.
Sie besitzen übrigens einen sehr geringen ESR (Äuivalenten Serie Widerstand) und haben deshalb eine sehr hohe Güte. Wie aus dem Datenblatt zu entnehmen ist, vertragen sie recht hohe Ströme - ein wichtiges Kriterium, da im TPF beträchtliche Blindströme fließen.
Was mich bei Chris besonders beeindruckt hat, ist sein Shack. Hell und perfekt arrangiert und aufgeräumt, mit Blumen auf dem Fenstersims und freiem Blick hinaus in die Natur. Was für ein Vergnügen, so zu funken!

Eine Frage, die sich beim Bau einer PA stellt, ist die nach der Stromversorgung. Ich spreche jetzt nicht von 4kW - dort müssen alle drei Phasen dran glauben - sondern vom Netzteil.

Schaltnetzteile machen es dem OM heute einfach. Sie sind günstig und 48V Typen gibt es in jeder Stärke. Hier ein 2000W von Meanwell. Diese Teile lassen sich auch parallel schalten und so können auch dicke Brummer damit versorgt werden. 
Doch die Dinger sind für Telefonzentralen gedacht und dort spielt der Lärm ihrer Ventilatoren keine Rolle. Auch nicht die teilweise ungenügende Unterdrückung der Störstrahlung.
Ich setzte deshalb auf Altbewährtes: Ein Trafo, ein Gleichrichter und ein strammer Elko. Eine Stabilisierung ist nicht notwendig. Spannungsschwankungen von einigen Volt machen der PA nichts aus. Berechnen kann man so ein Netzteil auch OnLine. Zum Beispiel hier. Man muss aber darauf achten, dass der maximal zulässige Rippelstrom der Elkos nicht überschritten wird und auch der Gleichrichter den Spitzen- (und Einschaltstrom) vertragen kann. Das sind übrigens zwei Dinge, die sich beißen können: Je tiefer der ESR der Elkos, desto besser muss der Gleichrichter sein. 
Einen passenden Trafo findet man zum Beispiel hier. Ich habe mit dieser Firma gute Erfahrungen gemacht. Gute Ware, gut dokumentiert und rasch geliefert. Man bekommt dort auch zu den Trafos passende Einschaltbegrenzer und Sicherungen mit Halter und Trafos werden ggf. auch nach Kundenangaben gefertigt.

Mein besonderer Dank geht an Werner, HI3WL, für den anregenden Gedankenaustausch über Endstufen.

Bild: 4kW Linear Endstufe