Donnerstag, 1. März 2018

Eine Matchbox für alle Fälle



Zuhause verwende ich einen automatischen Antennentuner von Stockcorner um meine L-Antenne anzupassen. Im Urlaub kommt meistens ein CG-3000 zum Einsatz.
Doch oft würde es ein manueller Antennentuner auch tun. Vor allem wenn er kleiner und leichter ist. Denn für QRP-Betrieb möchte man nicht unbedingt einen Kasten mitschleppen, der X-mal grösser ist als der Transceiver samt Batterie.

Manuelle Antennentuner gibt es wie Sand am Meer und sie kosten nicht viel. Doch nicht alle sind ihr Geld wert, stellt man bei einem Blick in die Reviews von Eham fest.
Gerade bei Antennentunern gilt: Was wenig kostet ist wenig wert. Denn nur der Einsatz von hochwertigen - teuren Teilen - garantiert wenig Verluste. Sowohl Drehkos wie Rollspulen und keramische Drehschalter sind teure Komponenten.

Die meisten käuflichen Tuner sind heutzutage T-Tuner: Zwei Drehkos in Serie und in der Mitte eine variable Spule gegen Masse. Teurere Exemplare verwenden eine Rollspule, günstigere eine Luftspule mit Abgriffen. Bei bescheidenen Designs sind die Luftspulen zu nahe am Gehäuseblech montiert und die damit verschlechterte Güte bewirkt zusätzliche Verluste.
Diese Art Tuner passt eine breite Palette unterschiedlicher Impedanzen an. Es können kurze (<1/4 Wellenlänge) und lange Drähte angepasst werden. Meistens über den ganzen Kurzwellenbereich.
Allerdings kann man diesen Tuner auch falsch abstimmen. Das heißt: es gibt zwei oder mehrere Einstellungen mit einem guten SWR. Doch nur eine ist die Richtige. In den anderen Fällen verheizt der Tuner einen großen Teil der Energie selbst, anstatt sie in die Antenne zu schicken.


Ebenfalls populär ist der L-Tuner. Er kommt mit einem einzigen Drehkondensator und einer Spule aus:


Auch dieser Tuner passt kurze und lange Drähte an. Ist die Antenne kurz (kapazitiv) so sitzt der Drehko am Eingang wie im Bild. Wenn Eingang und Ausgang vertauscht werden und der Drehko somit am Ausgang ist, passt er lange Antennen (induktiv) an.
Bei zu kurzen Antennen (< 1/4 Wellenlänge) reicht vor allem auf den längeren KW-Bänder die Kapazität des Drehkos nicht aus und es müssen Festkondensatoren dazu geschaltet werden.

Daneben gibt es noch eine Reihe weiterer Tuner, die u.a. bei Selbstbauern beliebt sind. Sie arbeiten oft mit gekoppelten Kreisen wie der Z-Match oder exotischen Komponenten wie Differential-Drehkondensatoren.

Die hier vorgestellten Tuner sind allesamt unsymmetrisch. Sollen damit symmetrische Antennen über Zweidraht-Leitungen gespeist werden, muss ein Balun dazwischengeschaltet werden.

Tuner zu kaufen ist eine Möglichkeit, selber bauen eine andere. Ich habe neulich etwas in meiner Bastelkiste gewühlt und nach Teilen gesucht. Eine Rollspule war leider nicht dabei, dafür ein hochwertiger Drehschalter mit 22 Positionen vom Typ "kurzschließend". Schade um das Teil, das sich sicher ganz nutzlos vorkommt und im Keller vergammelt, dachte ich.
Und so beschloss ich, eine Matchbox zu bauen - für alle Fälle.
Auf diesen Schalter habe ich eine Ringkern-Spule montiert bei der jede Windung abgegriffen wird. Um die gewünschte Induktivität zu erreichen, musste ich zwei Kerne aufeinander leimen. Aber mit einem einzelnen T184-2 sollten gegen 12uH bei 22 Windungen zu schaffen sein. Zumindest nach dem Mini-Ringkern-Rechner. Der 184er ist einer der besten Kerne in der Reihe, zwar kleiner im Durchmesser als der 200er aber wesentlich dicker. Lieder hatte ich keinen in der Bastelkiste.






















Für meinen kleinen Tuner wählte ich eine Pi-Schaltung. Eine der besten Tuner-Konfigurationen. Sie passt praktisch alles an und die Abstimmung ist eindeutig. Zudem wirkt sie als Tiefpassfilter und die Verluste dieses Tuners sind gering. Hergestellt wurden solche Tuner früher u.a. von Drake, doch aus Kostengründen machen die heutigen Hersteller einen Bogen um diese Sorte.
Ein Pi-Tuner ist nichts anderes als ein erweiterter L-Tuner. Hier das Schema der "Matchbox", die ich "zusammengenagelt" habe.


Der Drehko am Ausgang muss mit höheren Spannungen zurechtkommen und hat deshalb einen grösseren Plattenabstand als der Eingangsdrehko. Die Kondensatoren, die sich am Eingang zuschalten lassen sind Glimmerkondensatoren. Bei Bedarf kann zur Drehspule eine Festinduktivität zugeschaltet werden (Schalter offen). Für kurze Antennen lässt sich der Ausgangsdrehko abkoppeln. Seine Restkapazität wäre in diesem Fall störend.
Mit obigen Werten kann auch noch ein 10m Draht auf 3.5 MHz angepasst werden. 

Hier die Auslegeordnung der verwendeten Komponenten:


Zwar ist der Tuner nicht so klein geraten, wie ich es gerne hätte, dafür verträgt er mit diesen Komponenten auch 100W Sendeleistung ;-) 
Ein wesentlich kleinerer Tuner für 5W hatte ich bereits hier vorgestellt.
Jetzt fehlt nur noch die Abdeckung aus Holz, dann ist das Teil bereit für die nächsten Ferien.

Erstes Bild: Die fertige Matchbox








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