Home - Techniek - Electronica - Radiotechniek - Radio amateur bladen - CQ-DL - 4 Watt am Spiegel im 6-cm-Band? 1
Wie in der cq-DL 5/91 angekündigt, werden nachfolgend Platinenaufbau und Ergänzungen zum Artikel "Röhren oder GaAs-MESFETs für 6 cm" mitgeteilt, die Meßergebnisse folgen in einem dritten Teil.
Zunächst muß ein Druckfehler in (1) berichtigt werden. Es heißt nicht IP 64, sondern IP-65-Boxen. Dieser Typ von Firma(2) wurde mehr als sieben Jahre am Mast erprobt und wird jetzt wiederverwendet. Daneben sind IP-Boxen anderer Firmen ebenso getestet worden, teilweise auch aus Aluminium- und auch Zinkdruckguß. Nur oben genannte Box bestand den Test. Kunststoffgehäuse sind völlig untauglich, da angebotener Kunststoff immer noch altert und damit rissig und spröde wird.
Die Beschaffung der GaAs-MESFETs war und ist äußerst schwierig. So wurde . als erste Stufe am Spiegel anstelle des MGF 1302 ein NEZ 900089 A vorgesehen, weil hierdurch eine Stufe mit einem MGF 1601 erspart worden wäre, aber der vorgesehene Typ wird nur im Zehnerpack abgegeben. Welcher OM kann sich das leisten?
Mit Eintreffen weiterer Angebote zeigte sich, daß die "Spiegelverstärkung" wesentlich billiger als die Röhrenversion im Shack ausfällt. Ausgehend von dem in (1) genannten Preis ist der vollzogene Aufbau mit einem FLM 5359-4B um etwa 1050,-DM billiger als der mit dem NEZ 5459-6A. Wird anstelle des NEZ-Typs ein MGFC 36V 5258 eingesetzt, ist die erzielbare Leistung fast gleich, man spart aber "nur" 780,- DM.
Vergleicht man die Preise der Parallelendstufenversion, so ergibt sich bei der Verwendung von zwei MGF 2425 anstelle von zwei NEZ 800495-6 ein Vorteil von 530,- DM.
Für eine Ausgangsleistung von 2 Watt bei einer Ansteuerung von je 100 mW kann man zwei Fujitsu GaAs-FETs FLC 103 WG einsetzen. Diese Version ist wohl die preisgünstigste am Spiegel, weil diese FLC-Typen um 200,- DM pro Stück kosten.
Die Platinen wurden so entworfen, daß jeder der aufgezeigten GaAs-MESFETs eingesetzt werden kann. Auf einen Nachteil sei jedoch hingewiesen: Während NEZ Schraubenlöcher von 3 mm anbietet, sind bei den MGF-Leistungstypen nur 1,5-mm-Schrauben vorgesehen. Fujitsu hat 3- mm-Löcher.
Da alle Verstärker in Weißblechgehäuse eingebaut und SMA-Buchsen verwendet werden sollten, mußte noch ein billiges Verfahren für die Leistungsendstufen gesucht werden, um Kühlkörper und GaAsMESFET zu verbinden. Passend zum Verstärkergehäuse wird eine zweiseitig plan geschliffene Alu-Platte von ca. 6 mm Dikke angefertigt. Je nach Abstand zwischen den Anschlüssen und dem GaAs-MESFET-Gehäuseboden (1,0 bis 2,9 mm) werden eine oder zwei unterschiedlich dicke Kupferplatten passend zum Gehäuse geschnitten. Mit Teflonboarddicke und Kupferplatte ist der benötigte Abstand einzustellen. Die Dicken richten sich nach den einzelnen GaAs-MESFETs.
Entsprechend den Leiterbahnen und Abklatschkondensatoren des Teflonboards werden Löcher in die Aluplatte und den Kühlkörper gebohrt, im Kühlkörper kleiner, um nachträglich Gewinde einzuschneiden. Die gebohrte Alu-Platte dient als Bohrschablone für die Kupfer-und Teflonplatte. Wenn die Kupferplatte gebohrt ist, wird sie mit dem Alu-Teil verschraubt und plangeschliffen.
Sind die Löcher überlegt angelegt, werden sie spiegelbildlich zur Mittellinie ausgeführt, so daß auch die zweite Seite der Kupferplatte nach Verschrauben zum Planschliff anstehen kann.
Die Cu-Platte ist auf Löttemparatur zu erwärmen (evtl. Herdplatte) und Lötzinn einseitig dünn aufzutragen. Die Rückseite der Teflonplatine ist mit dem Lötkolben zu verzinnen. Weil alle Spannungszuführungen auf den Leistungsverstärkerplatten seitlich erfolgen, läßt sich das Teflonboard mit der Cu-Platte verlöten. Hierzu wird die Cu-Platte soweit erwärmt, daß das Lötzinn eben flüssig ist. Ohne weitere Wärmezufuhr wird die Teflonplatine aufgelegt und fest angedrückt (z. B. auf Ceranherdplatte mit wassergefülltem Kochtopf, der einen geschliffenen Boden aufweist). Mehrere Versuche ergaben, daß das Teflonboard hierbei keinen Schaden nimmt. Mehrere Verbundstücke wurden zersägt, um die einwandfreie Verbindung zu prüfen.
In die Teflonplatine und Kupferplatte werden gleichzeitig zwischen den Leiterbahnen mit der Laubsäge die Löcher für die GaAs-MESFETs geschnitten. Genaues Arbeiten ist geboten.
In den Ausschnitten Teflonboard/Kupferplatte lassen sich die Bohrlöcher für die Befestigung der GaAs-MESFETs auf der Alu-Platte anzeichnen. Nach Entfernung der Platte wird nun die Alu-Platte mit dem Kühlkörper verschraubt und die Löcher für die angezeichneten Halteschrauben gebohrt und anschließend Gewinde geschnitten.
Dieses zunächst kompliziert erscheinende Verfahren ermöglicht gleichzeitig den Einsatz von SMA-Flanschbuchsen in Weißblechgehäuse und entbindet von den Fräsearbeiten.
Im nächsten Arbeitsgang werden alle Platten in das Verstärkergehäuse gelegt und verschraubt. Die Lage wird von oben angezeichnet, und sofern ein Masserand vorhanden ist, wird die Teflonplatine von oben verlötet. Nach Lösen der Verschraubung wird die Verlötung Teflonboard/Cu-Platte gegen das Gehäuse von unten vorgenommen: Sehr wenig Lötzinn darf auf die Cu-Platte geraten, sonst war die Schleifarbeit umsonst: ein Millimeter freier Raum rund um die Cu-Platte ist sinnvoll.
Die SMA-Flanschbuchsen sind natürlich vor dem Einbaulöten der Kombination Teflon/Kupferplatte von außen passend aufzulöten. Nun kann alles verschraubt werden, wobei zwischen Kühlkörper und Alu-Platte dünn Wärmeleitpaste gehört.
Als nächstes folgt die Bestückung.
Nachteilig bei diesem ganzen Verfahren ist, wenn GaAs-MESFETs mit unterschiedlichem Abstand zwischen den Anschlüssen einerseits und dem Gehäuseboden andererseits zur Anwendung kommen. Dieses läßt sich nur durch zwei Kupferplatten, deren Dicke sich an den Abständen Gehäuseboden/Anschlüsse orientiert, ausgleichen. Die Sägeausschnitte gehen demnach für Typ A nur in die obere, für Typ B in beide Kupferplatten, die auch verlötet werden müssen.
Arbeitsweise: erst die Cu-Platte mit Teflonboard, dann die Kombination mit der zweiten Cu-Platte.
Aufbau
Nach den ca. 100 mW im Shack folgen hier knapp 30 m Aircomkabel. Am Ende wird zunächst in einem separaten Weißblechgehäuse mit einem MGF 1302 verstärkt. Hiernach folgt ein Streifenleitungsfilter nach DC8NR(3). Auf der Platine von DJ6EP, DCODA(4) werden drei MGF 1601 eingesetzt, um die benötigte Steuerleistung von ca. 500 mW für den Endverstärker zu erreichen. Hätte der NEZ 900089A zur Verfügung gestanden, könnten der MGF 1302 und ein MGF 1601 entfallen. Unter diesen Umständen wäre der NEZ-Typ in das Einzelgehäuse und für die Parallelendstufe die neue Platine mit Leistungsteiler und -addierer zur Anwendung gekommen.
Die Endstufe wurde hier mit dem FLM 5964-4c aufgebaut, weil der FLM 5359-4b noch nicht eingetroffen ist. Das ergibt ca. 1 bis 2 dB weniger Leistung.
Verstärkerzug
Der Massestreifen der gedruckten Abklatschkondensatoren liegt so, daß eventuell notwendige Zusatz-Chip-Kondensatoren aufgelötet werden können. Die Massestreifen werden zusätzlich nach Ausscheiden des Teflons über Kupferband-streifen nach Masse durch Löten verbunden.
Alle Leistungs-MESFETs erhalten eine Zusatzverbindung zwischen Platine und Source; allein die Verschraubung wird als nicht ausreichend betrachtet. Dazu werden auch im Bereich der GaAsMESFETs Ausschnitte auf der Sourceseite das Teflon ausgeschnitten und ein Kupferstreifen aufgelötet, der unter die Befestigungsschrauben (mit Loch vorher versehen) zu liegen kommt.
Die gedruckten Abklatschkondensatoren am Drain werden, wie in (1) beschrieben, mit der Leiterbahn verbunden. Die Durchführungskondensatoren zur Spannungsversorgung setzen auf dem gedruckten "C" auf.
Alle Zusatzbauteile der Spannungsversorgung sind auf einer Extraplatine außerhalb der Weißblechgehäuse untergebracht.
Die Verbindungen zwischen den einzelnen Stufen erfolgen über Semirigid-Kabel zwecks bestmöglicher Abschirmung.
Während bei den Stufen mit MGF 1302, 1601, NEZ 800495-6 u. a. zur optimalen Leistungsfindung Cu-Fähnchen auf den Leiterbahnen geschoben und verlötet werden müssen, entfällt dieses bei den auf 50 Ω eingangs-/ausgangsseitig angepaßten Typen wie FLM 5359-4B bzw. MGFC 36V5258.
Jedem OM ist hiermit der Ausbau überlassen; d. h., welche Verstärkung er am Spiegel erzeugt und mit welchen GaAsMESFETs. Dieses hängt insbesondere von dem Typ seines Koaxkabels und dessen Länge ab. So reichen z. B. ein MGF 1601 und zwei MGF 2425, wenn oben noch 50 mW ankommen, um ca. 0,8 W Ausgangsleistung zu erreichen.
Es muß schon jetzt darauf hingewiesen werden, daß der MGF 1601 "out" ist, aber es gibt noch Händler, die ihn vertreiben. An seine Stelle tritt ohne Einschränkungen der leider teurere MGF 1801. Er bringt etwas mehr Leistung, was weder der Endstufe mit FLM 5359-4B noch der mit z. B. zwei MGF2425 schadet.
Für die Einzelmessungen ist der Autor auf eine befreundete Firma angewiesen. Sie sollen demnächst vorgenommen werden.
Literatur
Teil 1 - Teil 2
DC6WG, Dipl.-Ing. H. H. Behrenbeck.