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Problemlösungen beim Bau von Senderverstärkern für KW-Bereiche 1

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Die Tätigkeit der Liebhaber der Kurzwellenempfangs- und -sendetechnik, Empfänger und Sender selbst zu bauen, hat im Laufe der vergangenen 70 Jahre, sich wahrscheinlich exponentiell beschleunigend, in dem Maße abgenommen, in dem industriell gefertigte Geräte und Bausätze käuflich zu erwerben waren. Am verbreitetsten ist der "Selbstbau" noch im Bereich von Senderverstärkern, die in der Sondersprache der Funkamateure "Endstufen" genannt zu werden pflegen. Zum Teil hat dies damit zu tun, daß Senderverstärker vergleichsweise einfache Funktionseinheiten sind, die verhältnismäßig wenige Einzelteile erfordern: Insgesamt ist ihre Konstruktion übersichtlich. Es hat zu einem anderen Teil aber auch damit zu tun, im weltweiten Amateurfunkverkehr ein herausragendes Signal zu erzeugen, im Wettstreit mit anderen Funkstellenbetreibern der Vorherrschende zu sein.

In diesem Zusammenhang kommt es leider zu argen Verletzungen des Funkamateurethos, nur Nutzleistungen anzuwenden, die gesetzlich zugelassen sind. Daß größere als diese nicht erforderlich sind, weiß jeder, der aufmerksamer Beobachter der KW-Bänder ist. Es ist ja gerade das Wunderbare an "unseren" Kurzwellen, mit ihrer Hilfe auch mit sehr kleiner Nutzleistung eines Senders weltweite Funkverbindungen knüpfen zu können.

Der Anlage "Technische Merkmale der Amateurfunkstellen" zur "Verordnung zur Durchführung des Gesetzes über den Amateurfunk" der Deutschen Bundespost ist zu entnehmen, daß die Nutzleistung eines Senders für Amateurfunk im 80-, 40-, 20-, 17-, 15-, 12- und 10-m-Band 750 Watt nicht überschreiten darf. Im 160- und im 30-m-Band liegt diese Begrenzung bei 75 Watt bzw. bei 150 Watt.

Es gibt zahlreiche Senderöhren-Typen, die 750 W Nutzleistung erzeugen können, wenn man alle die einbezieht, die mehr als sie zu liefern vermögen. Die letzteren können die sie verwendenden Funkamateure in die Versuchung führen, sie bis zu ihren Grenzwerten "hochzufahren", also in gesetzwidriges Verhalten zu verfallen, mit den damit verbundenen zwischenmenschlichen Folgen: Amateurfunkstellen mit Sendern kleiner Nutzleistung werden benachteiligt oder unterdrückt, und gute Vorbilder im Sinne des so gerne zitierten Funkamateurgeistes sind die Betreiber solcher KW-Senderverstärker, deren Anodengleichstromleistung Überschreiten der 750-W-Grenze auf Grund des möglichen Wirkungägrades 11 beweist, gewiß nicht. Klüger ist es, Senderverstärker so zu betreiben, daß die gesetzlich festgelegte höchste Nutzleistung, "Spitzenleistung", gar nicht oder gerade noch erzielt werden kann.

Vorbemerkungen zu Kathodenbasis-Senderverstärkern

Besonderer Beliebtheit erfreuen sich Gitterbasis-Senderverstärker, da sie keiner Neutralisation zur Beseitigung von Rückwirkung vom Anodenschwingkreis auf den am Steuergitter über die AnodeSteuergitter-Kapazität bedürfen. Rückwirkung führt zu Eigenerregung, zu dem, was Funkamateure "wilde Schwingungen" nennen. Die für Gitterbasis-Senderverstärker erforderliche, vergleichsweise hohe Steuerleistung wird in Kauf genommen, zumal sie die Nutzleistung nahezu um ihren Betrag erhöht.

Erheblich geringere Steuerleistungen benötigen Tetroden und Pentoden in Kathodenbasisschaltung. Die für Amateurfunk-Senderverstärker geeigneten benötigen zur Aussteuerung nur wenige Watt Steuerleistung. Überwiegend Tetroden werden für Senderverstärker gefertigt. Trotz des abschirmenden zweiten Gitters ist ihre Anode-Steuergitter-Kapazität Cagi hinreichend groß, daß Eigenerregung auftreten kann. Durch Aufhebung der Wirkung dieser Kapazität - und das ist in diesem Zusammenhang unter "Neutralisation" zu verstehen - ist Eigenerregung leicht und vollkommen zu beseitigen.

Indes ist es diese Notwendigkeit der Neutralisation, die viele Funkamateure davor zurückschrecken läßt, eine Tetrode in Kathodenbasisschaltung in einem Senderverstärker zu verwenden: der zusätzliche variable Kondensator, der Neutralisations-Drehkondensator, ist die Hemmschwelle, zumal dieser bei Bandwechsel nachgeregelt werden muß, wenn es sich um eine frequenzabhängige Neutralisation handelt. Es gibt aber sehr einfache Neutralisationsschaltungen, die frequenzunabhängig wirksam sind. Eine bewährte wird im Rahmen dieses Beitrages vorgestellt und empfohlen werden.

Gedankliche Abschweifung: Elektronenröhre anstatt Transistor? - Ein berechtigter Zweifel?

Beim gegenwärtigen Stand der Entwicklung der drahtlosen Nachrichtentechnik und ihrer Technologien, bei dem es möglich - und daher üblich - ist, Senderverstärker für HF-, VHF- und UHF-Bereiche industriell herzustellen, die mit Transistoren Hunderte von Watt Nutzleistung erzeugen, scheint es auch für Funkamateure etwas Veraltetes zu sein, sich mit Senderverstärkern zu beschäftigen, die mit Elektronenröhren bestückt sind. Ein Blick in die Fachliteratur aber macht deutlich, daß die Elektronenröhre in Senderverstärkern durchaus immer noch kaum eingeschränkte Bedeutung besitzt. Eine Reihe von Tetroden-Typen wird erstaunlicherweise unverändert bereits seit Jahrzehnten gefertigt, ein Beweis für ausgezeichnete Eigenschaften dieser Tetroden, die man in Vorstufen von Rundfunksendern, aber auch in HF-Generatoren findet, die industriell, nicht nachrichtentechnisch, angewendet werden.

Röhren dieser Art benötigen zwar Hochspannung und ziemlich viel Heizstrom, geben auch viel Verlustwärme ab, im Vergleich damit indes ist es schwieriger und aufwendiger, Netzgeräte für transistorisierte KW-Senderverstärker zu bauen, die zwar Niederspannung von nur einigen 10 V, aber bis zu 100 bis 200 A Kollektorstrom liefern können müssen. Selbst das Angebot an industriell gefertigten Senderverstärkern für Amateurfunk-zwecke spiegelt das soeben angedeutete Problem wider: Auch sie weisen in der Überzahl Elektronenröhren auf, Senderöhrentypen, die in Funkamateurkreisen hohe Wertschätzung genießen. Erinnert sei z. B. an die Triode 8877. Auf dieselbe Ebene der Zuverlässigkeit und Qualität gehören Senderöhren wie z. B. die Tetroden QB 3,5/750, Q 450-1 oder RS686. Auf sie und vergleichbare Typen der Tetroden-,,Familie" beziehen und stützen sich die folgenden Kapitel dieses Beitrages.

Neutralisation der Anode-Steuergitter-Kapazität Cag1

Die Rückwirkung vom Anoden- auf den Steuergitterschwingkreis über die AnodeSteuergitter-Kapazität Cag1, die insbesondere dann zur Eigenerregung eines Kathodenbasis-Senderverstärkers führt, wenn die Antenne abgekoppelt ist, macht sich auch bei angekoppelter Antenne deutlich bemerkbar: Der Steuergitterstrom lgt erreicht sein Maximum nicht zugleich mit dem Minimum des Anodenstroms Ian bei Abstimmung des Anodenschwingkreises auf Resonanz. Diese Erscheinung tritt trotz der abschirmenden Wirkung des Schirmgitters, das sich ja zwischen Anode und Steuergitter befindet, auf und zeigt an, daß der Verstärker zu "wilden Schwingungen" neigt.

Mit Hilfe der sogenannten Gitterneutralisation ist es ein leichtes, diese Rückwirkung zu beseitigen. Abb. 1 zeigt, wie durch kapazitive Spannungsteilung die Neutralisation bewirkt wird. Cagi ist die Anode-Steuergitter-Kapazität einer Tetrode, C1 die mit Cag1 in Reihe liegende Eingangskapazität. Parallel zu dieser Hintereinanderschaltung sind Cn, die variable Neutralisationskapazität, und C2, die Festkapazität des HF-Spannungsteilers Cn : C2, gleichfalls in Hintereinanderschaltung, angeordnet. Zwischen der Verbindung von Cn zu C2 und dem Steuergitter befindet sich der Steuergitterschwingkreis SSK. Insgesamt handelt es sich um eine Brückenschaltung, mit SSK im sogenannten Nullzweig (Abb. 2).

Abb 1
Abb. 1: Übersichtsschema der Gegenkopplung einschließenden Gitterneutralisationsschaltung. Cag1: Anode-Steuergitterkapazität; C1: Eingangskapazität der Tetrode; Cn: Neutralisatlonstrimmer; C2: Neutralisation mitbewirkender Festkondensator; SSK: Steuergitterschwingkreis; ASK: Anodenschwingkreis.

Abb 2
Abb. 2: Ergänzung zu Abb. 1: Schema der Neutralisation ermöglichenden Brückenschaltung, mit dem Steuergitterschwingkreis SSK im "Nullzweig". Wenn Cag1 : C1 wie Cn : C2, liegt Neutralisation vor.

Neutralisation liegt vor, wenn sich Cag1 zu C1 verhält wie Cn zu C2. Mathematisch kurz Cag1 : C1 = Cn : C2 oder

Eq 1

Cag1 dividiert durch C1 gleich Cn dividiert durch C2.

Die Konstruktion der Elektronenröhre legt Cag1 und C1 fest. Bei der Berechnung der Kapazitätenkombination, die Neutralisation bewirkt, werden Cag1 und C1 als festliegende Bezugswerte verwendet, Cn und C2 als Kapazitäten so, daß sie zweckmäßig, d. h. hochfrequenzmäßig zufriedenstellend und vergleichsweise leicht zu verwirklichen sind.

Das sei an einem Beispiel erläutert. Das Datenblatt der QB 3,5/750 besagt: Cag1 0,15 pF, C1 = 10,6 ...14,6 pF. Die Praxis zeigt, daß man Cag1 = 0,15 pF setzen und bei der Eingangskapazität vom arithmetischen Mittelwert der möglichen Eingangskapazitäten ausgehen darf, also von C1 = (10,6 pF + 14,6 pF) / 2 = 12,6 pF = 13 pF.

Dann ist Cag1 : C1 = 0,15 : 13, und C1 ist 13 / 0,15 mal ≈ 87mal größer als Cag1. Wenn man also Cn = 1 pF und C2 = 87 pF verwenden würde bzw. könnte, wäre die Brückenschaltung Cag1 und C1 parallel zu Cn und C2, mit SSK im Nullzweig, im Gleichgewicht: es läge Neutralisation vor.

Auch Cn = 10 pF und C2 = 870 pF würden diesen angestrebten Zustand herbeiführen oder Cn = 100 pF und C2 = 8700 pF oder Cn = 20 pF und C2 = 1740 pF: es gibt unendlich viele Cn : C2-Kombinationen, die im Verhältnis 1 : 87 stehen.

Wenn auch die Praxis beweist, daß mit den gerundeten Werten Cag1 = 0,15 pF und C1 = 13 pF der rechnerische Ansatz zu hinreichend genauen Werten für Cn und C2 führt, beweist sie zugleich auch, daß haargenaue Neutralisation nur durch Feinabgleich von Cn oder C2 möglich ist. Feinabgleich bedeutet hier die Möglichkeit der stetigen Veränderung einer Kapazität, also die Verwendung eines variablen Kondensators, eines Trimmers. Es liegt auf der Hand, daß ein solcher am leichtesten zu verwirklichen ist, wenn seine Endkapazität vergleichsweise klein ist, sich bei einigen 10 pF bewegt. C2 fällt also von vornherein für diese Überlegung aus, was nicht ausschließt, daß man C2 mit Hilfe kleiner Festkapazitäten annähernd abgleicht.

C2 ist zugleich Erdungskapazität für den Steuergitterschwingkreis. Ihr Blindwiderstand Xc muß auch bei der niedrigsten Frequenz, die dem Steuergitter zugeführt wird, klein genug sein. Bei der Berechnung von Cn kann man von C2 ausgehen, von einem hochwertigen, hinreichend spannungsfesten Festkondensator. Aus der als Brüche geschriebenen Proportion (Verhältnisgleichung)

Eq 2

ergibt sich

Eq 3

Wenn C2 = 1000 pF, dann ist bei einer QB3,5/750 also

Eq 4

Diese Neutralisationskapazität sollte ungefähr die Mittekapazität eines Trimmers sein, wobei seine Anfangs- und seine Endkapazität genügend weit von jener entfernt sein müssen, bei ausreichender Spreizung des Kapazitätsbereiches, so daß die Treffsicherheit der Einstellung gewährleistet ist.

Der Blindwiderstand Xc von 1000 pF beträgt auf der Eckfrequenz 3,5 MHz rund 46 Ω, auf der Eckfrequenz 29,7 MHz rund 6 Ω und ist hinreichend klein. Cn wächst proportional mit zunehmendem C2; Verdopplung von C2 führt zur Verdopplung von Cn.

In dieser Phase der Überlegungen stößt man auf das Problem der Spannungsfestigkeit des Trimmers Cn, denn er liegt anodenseitig auf Hochspannungspotential. Es muß sich also um einen hochspannungsfesten Trimmer handeln. Derartige Trimmer werden industriell gefertigt, billiger aber kommt man weg, wenn man Cn in einer Feinmechanikwerkstatt anfertigen läßt (Abb. 3, 3a, 3b).

Abb 3
Abb. 3: Vorschlag für einen selbst herstellbaren, koaxialen Neutralisationstrimmer Cn (s. Abb. 1 und 2). (1): Innenelektrode; (2): Dielektrikum aus Teflon; (3): Aul3enelektrode; (4): Grundplatte aus Plexiglas, zur Befestigung des Trimmers über einem Chassisloch.

Abb 3a
Abb. 3 a: Vorschlag einer anderen Ausführung des Dielektrikums: korkenartiger Deckel (schraffiert). (1): Innenelektrode; (2): Dielektrikum aus Teflon.

Abb 3b
Abb. 3b: Zwei Ansichten eines Abb 3a entsprechende Neutrodynisationtrimmers.

Es handelt sich um einen koaxialen Zylinderkondensator, dessen Dielektrikum aus Teflon besteht und dessen Außenelektrode auf dem Dielektrikum verschiebbar ist. Die Innenelektrode ist auf einer Plexiglasplatte angebracht, so daß man Cn überschlagsicher auf einer kreisrunden Aussparung im Chassis befestigen kann.

Die Kapazität eines koaxialen Zylinderkondensators, dessen Außen- und Innenelektrode für Cmax sich deckend übereinander befinden, ist

Eq 5

mit εr für die Dielektrizitätszahl des Dielektrikums, I für die Länge des Kondensators, D für den Innendurchmesser der Außenelektrode und d für den Außendurchmesser der Innenelektrode.

Teflon ist ein fluorhaltiges Polymer mit hervorragenden hochfrequenztechnischen Eigenschaften. Seine relative Dielektrizitätszahl ist εr = 2,1, sein spezifischer Widerstand 1018 Ω x cm und seine Durchschlagfestigkeit 200... 400 kV x cm-1.

Der in Abb. 3 dargestellte Neutralisationstrimmer hat die Endkapazität (Maximalkapazität)

Eq 6

Die für die Neutralisation einer QB 3,5/750 erforderlichen 12 pF stellen sich ungefähr ein bei der eingeschobenen Länge der Außenelektrode

Eq 7

(Die Umformung der Formel für C nach I berücksichtigt nicht die nur teilweise Bedeckung der Innenelektrode durch die Außenelektrode. Der sich dadurch einstellende Fehler für I spielt für unsere Zwecke keine Rolle.) Die mechanischen Weglängen der Außenelektrode von rund 2 cm zur genauen Einstellung von Cn für eine QB 3,5/750 sind lang genug.

Hinweise zur Herstellung eines koaxialen Zylinderkondensators

Die Herstellung eines C0-Trimmers ist nur mit Hilfe einer Drehmaschine möglich. Leitgedanke muß dabei sein, daß das Dielektrikum unverrückbar der Innenelektrode anliegen, die Außenelektrode hingegen auf ihm verschiebbar sein muß. Durch Haftreibung muß sie in jeder Position auf dem Dielektrikum hängenbleiben, wenn keine Kraft auf sie ausgeübt wird.

Zuerst wird von einer etwa 200 mm langen Messingrundstange (CuZn39Pb3) des Durchmessers 22 bis 24 mm der Innenelektrode-Rohling über eine Länge von etwa 80 mm durch Plan- und Längsdrehen mit 19 mm Durchmesser herausgearbeitet. Der unbearbeitete Stangenabschnitt bleibt als Handgriff am bearbeiteten.

Durch Innendrehen, zunächst mit Innendreh-, dann mit Inneneckdrehmeißel, wird in einer Teflonrundstange des Durchmessers 40 bis 50 mm das Loch für die Innenelektrode vorbereitet; Tiefe des kreiszylindrischen Loches einige Millimeter größer als 19 mm, Durchmesser des Loches soviet geringer als der der Innenelektrode, daß diese nur nach Schrumpfen eingeführt werden kann: Preßpassung.

Das Schrumpfen wird durch Eintauchen des Innenelektrode-Rohlings in flüssigen Stickstoff bewirkt, bis das Sieden des Stickstoffs aufhört (Schutzbrille, dichte Lederhandschuhe !). Dann blitzschnell - damit auf dem Rohling kein Wasserdampf kondensiert - die Innenelektrode bis zum Anschlag in das Teflonsackloch treiben. Nach Erwärmen auf Zimmertemperatur Sitz der Innenelektrode überprüfen: sie muß unverschiebbar verankert sein (Teflon kann nicht geklebt werden).

Die aufgeschrumpfte Teflonrundstange durch Längs- und Plandrehen vorsichtig zum 2 mm dicken Dielektrikum formen, bis die vorbereitete Außenelektrode (CuZn37) aufschiebbar ist - bei kaltem Werkstück. Dann den entstandenen Kreiszylinder bei 52 mm Höhe (Abb. 3) durch Außendrehen kürzen und im selben Arbeitsgang die Innenelektrode erfassen und den Gewindebolzen für M 4-Gewinde herausarbeiten. M 4-Gewinde "schneiden.

Plexiglasplatte, 4 bis 5 mm dick, nach Art der in Abb. 3 und 3b dargestellten, herrichten und Trimmer auf ihr befestigen.

An den oberen Rand der - abgezogenen! - Außenelektrode ein weiches, rund 10 mm breites Kupferband löten, das die Verbindung zur Anode der Elektronenröhre herstellt (Abb. 4). (Unzureichend weiches Kupferband wird biegsamer, wenn man es auf einer Heizplatte bis zur Entstehuna von Anlauffarben erhitzt und dann in kaltem Wasser abschreckt.)

Abb 4
Abb. 4: Koaxialer Neutralisationstrimmer Cn mit unterschiedlich langen Elektroden, an einer QB 3/300. Die Außenelektrode befindet sich mittig über der Innenelektrode; die für Neutralisation erforderliche Kapazität wurde experimentell ermittelt. Nur bei nicht randständiger Lage der Außenelektrode darf bei diesem Typ eines koaxialen Trimmers auf Bedeckung der Oberseite der Innenelektrode (s. Abb. 3 und 3 a) verzichtet werden. Andernfalls schlägt die Anodenspannung von der Außen- auf die Innenelektrode über, sobald die Außenelektrode nach oben - oder auch unten I - bis zum Rand des Dielektrikums verschoben wird. Auch bei den Trimmerausführungen nach Abb. 3 und 3 a darf die Außenelektrode nicht mit der Anodenspannung verbunden sein, wenn diese Elektrode auf der Plexiglasgrundplatte ruht. Neutralisation muß immer mit nach oben verschobener Außenelektrode eingestellt werden. Zwischen Cn und Tetrode befindet sich ein Hartpapierschutzschirm Sch, der die Wärmestrahlung der O8 3/300 von C" fernhält. (Die Rühre wird angeblasen.) Das Photo zeigt auch Anodendrossel Dran, Koppelkondensator Ck und eine Drp-Rp Einheit (s. auch Abb. 9).

Neutralisation eines Kathodenbasis-Senderverstärkers

Die Neutralisation eines Kathodenbasis-Senderverstärkers wird, ohne ihn in Betrieb zu nehmen, in "kaltem Zustand", also nach Art einer "kalten Neutralisation", vorgenommen. Das hat den großen Vorteil, daß man dabei nicht mit lebensgefährlichen Spannungen in Berührung kommen und unbesorgt den Neutralisationstrimmer Cn bedienen kann.

Der Senderverstärker-Eingang wird über ein koaxiales Kabel mit einem Meßoder Steuersender verbunden, dessen Ausgangsleistung kontinuierlich von Null an hochgeregelt werden kann. (Manche industriell gefertigten Transceiver gestatten diese Handhabung.) An den Senderverstärker-Ausgang wird ein einfacher Halbleiterdiode-Gleichrichter angeschlossen (Abb. 5) und dieser mit einem Gleichspannungs-Voltmeter verbunden.

Abb 5
Abb. 5: Schematische Darstellung der Geräteanordnung für "kalte Neutralisation". SS: Steuersender, dessen Ausgangsleistung mit Hilfe von P2 kontinuierlich eingestellt werden kann; SV: Senderverstärker; VM: Gleichspannungs-Voltmeter mit HF-Meßkopf (Ra, D, C); Ra: Abschlußwiderstand 50... 75 Ω; D: Universaldiode, z. B. AA 133; C: Schelbenkondensator 1... nF. Ra, D und C auf HF-Buchse montiert; Leitung von D nach VM braucht nicht abgeschirmt zu sein. Die Schwingkreise in SS und SV sind auf dieselbe Frequenz fn abgestimmt (s. Text).

Bei schwacher Ansteuerung - auf einer beliebigen Frequenz! -, die einen Ausschlag des Voltmeters hervorruft, werden Steuergitter-und Anodenschwingkreis des Senderverstärkers auf Resonanz abgestimmt und die Ansteuerung dann so zurückgeregelt, daß nur einige zehn Volt angezeigt werden.

Von seiner größten Kapazität ausgehend - die Außenelektrode ruht auf der Plexiglasplatte -, wird der Neutralisations trimmer Cn langsam und stetig nach oben geschoben: Die angezeigte Spannung fällt kontinuierlich ab, durchläuft eine Nullstelle und steigt dann wieder an. Die Nullstelle ist der Neutralisationspunkt. Unter Erhöhung der Ansteuerung wird sie sorgfältig eingestellt. Nachstellen nach Inbetriebnahme des Senderverstärkers ist nicht erforderlich!

Im Gegensatz zu anderen Neutralisationsschaltungen ist diese (Abb. 1 und 2) frequenzunabhängig: z. B. im 80-m-Band eingestellt, ist sie im 10-m-Band gleichermaßen einwandfrei. Das hat damit zu tun, daß Gegenkopplung bei der Neutralisation im Spiele ist.

C2 veränderbar, Cn fest

Wer wirklich nicht die Möglichkeit hat, den Neutralisationstrimmer Cn zu beschaffen, ist genötigt, Cn als Festkondensator zu verwirklichen und C2 als veränderbaren, einstellbaren. Nachteilig ist bei dieser Vorgehensweise, daß der durch C2 bewirkte Neutralisationspunkt nur schrittweise und etwas mühselig erzielt wird.

Festkondensatoren, die sich für Cn eignen, werden von der sie herstellenden Industrie unter dem Sammelbegriff "Leistungskondensatoren" angeboten, und dort mit der differenzierenden Bezeichnung "Tonnenkondensatoren". Sie sind wie die amerikanischen "Doorknob"-Kondensatoren gestaltet, werden für Wechselspannungen mit den Scheitelwerten Û = 5 kV und Û = 9 kV und mit Kapazitäten von 1,5 pF bis 100 pF, mit Toleranzen von 5%, 10 % oder 20 °k, hergestellt.

Da die Verknüpfung des Verhältnisses Cn : C2 mit dem Blindwiderstand Xc von C2 auf der Eckfrequenz 3,5 MHz ein C2 ≥ 1000 pF notwendig macht, bewegt sich Cn - wegen Cag1 < C1 (Abb. 2) - stets im Bereich vergleichsweise kleiner Kapazitäten. Daher sind, je nach Tetrodentyp aus der für unsere Zwecke in Frage kommenden Senderöhrenklasse, für Cn Tonnenkondensatoren mit C ≈ 10... 50 pF erforderlich. Handelsüblich sind Tonnenkondensatoren mit den Kapazitäten 10 pF, 12 pF, 16 pF, 20 pF, 25 pF, 30 pF, 40 pF und 50 pF. Die ±5-Prozent-Ausführungen sind natürlich die teuersten, aber die mit ±20 Prozent Toleranz bieten keine besonderen Schwierigkeiten, da man ja ohnehin C2 abgleichen muß.

Durch Umformung ergibt sich aus der Verhältnisgleichung Cag1 : C1 = Cn : C2 die Formel

Eq 8

C2 ist um so größer, je größer das Produkt Cn x C1 und je kleiner Cag1 ist. Es muß C2 > 1000 pF sein, damit der Blindwiderstand Xc dieser Kapazität auf der Eckfrequenz 3,5 MHz noch hinreichend klein ist.

Die Eingangskapazität C1 der Tetroden, die im Rahmen dieses Beitrages erwähnt werden (Q 450-1, QB 3,5/750, RS 630, RS 686), bewegt sich zwischen 8,3 pF und 14,6 pF, und der Mittelwert aller in den Datenblättern dieser Elektronenröhre aufgeführten fünf C1-Werte ist C =12 pF. Die Anode-Steuergitter-Kapazität dieser Tetroden liegt zwischen 0,13 pF und 0,17 pF, und ihr Mittelwert ist Cag1 =0,15 pF. Der Quotient C1 : Cag1 = 80, in Beziehung gesetzt zum Mindestwert C2, min = 1000 pF, deutet auf den Mindestwert Cn, min hin, der in Frage kommt. Es ist

Eq 9

Ein 12-pF-Tonnenkondensator mit 5 Prozent Toleranz - Cn also 12 pF ± 0,6 pF - kommt dann Cn, min am nächsten. Da aber Erhöhung von Cn auch C2 anwachsen läßt - Cn steht im Zähler der Formel! -, ist es ratsam, von vornherein Cn größer zu wählen, z. B. einen 16-pF-Tonnenkondensator zu verwenden, vorausgesetzt, er hat 5 Prozent Toleranz, erstreckt sich doch die 20-Prozent-Toleranz bis 12,8 pF (16 pF - 3,2 pF). In bezug auf ihre Kapazitätstoleranz sollten Tonnenkondensatoren stets überprüft werden.

Angenommen, die zu neutralisierende Tetrode sei eine QB 3,5/750 und man setzt Cn = 12 pF, C1 = 13 pF und Cag1 = 0,15 pF, dann ist

Eq 10.

Ist Cn = 20 pF, erhält man C2 = 1730 pF. Nähme man Cn = 10 pF, erhielte man C2 = 870 pF. Es ist eine vorteilhafte Lösung, einen 20-pF-Tonnenkondensator zu verwenden, denn der Blindwiderstand Xc von 1730 pF auf der Eckfrequenz 3,5 MHz liegt bei 26 Ω, ist also durchaus annehmbar.

Als eingebaut bleibende Kapazität wird ein 1500-pF-Kondensator mit geringer Kapazitätstoleranz eingelötet und der Nulldurchgang beim Neutralisieren mit immer enger gestückelten Kondensatoren - 100 pF, 50 pF, 25 pF usw. - herbeigeführt. Wenn es sich zuletzt um mehr als drei, vier Kondensatoren handelt, ist es erforderlich, sie auf keramischen Lötstützpunktleisten anzubringen und sie über induktivitätsarme Kupferbänder mit Masse bzw. Cn zu verbinden.

Die Verdrahtung von Cn und C2 muß unbedingt möglichst induktivitätsarm erfolgen, da andernfalls die Brückenschaltung, mit SSK im Nullzweig, ihrer Aufgabe nicht einwandfrei gerecht werden kann.

Literatur

  1. Anonymus: Senderöhren Band II. Brown Boveri, Baden 1971.
  2. Anonymus: Röhren Halbleiter Bauteile. AEG Telefunken, Ulm 1975.
  3. Anonymus: Keramik-Leistungskondensatoren. Draloric Electronic, Seib 1981.
  4. Anonymus: Senderöhren für Nachrichtensender. Hüthig, Heidelberg 1985.
  5. H. Meinke und F. W. Gundlach: Taschenbuch der Hochfrequenztechnik. 2. Auflage. Springer, Berlin 1962, S. 1041-1051.
  6. W. I. Orr: Radio Handbook. 23. Auflage. Sams and Co., Indianapolis 1986, S. 14-11 - 14-14.

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DL3FM, Prof. Dr. Karl Lickfeld.