Hoe lineair is mijn SSB zender
Het controleren van het signaal uit een eindversterker is belangrijk, maar niet altijd eenvoudig uit te voeren. Piet PAoPRG beschrijft in dit artikel hoe je een dubbeltoongenerator kunt bouwen en zo je uitgangssignaal zelf kunt controleren.
Een SSB signaal is eigenlijk gemaakt uit een AM signaal. Voor beter begrip is het beter daar naar terug te gaan. Wanner een AM zender voor 100% wordt gemoduleerd zal er in het spectrum een draaggolf staan en twee zijbanden die de som en het verschil vormen tussen draaggolf en LF signaal. De bandbreedte van een AM signaal is dus twee maal de audio bandbreedte. De helft van het uitgezonden vermogen zit in de draaggolf en de andere helft in beide zijbanden. De draaggolf bevat geen informatie, maar is wel nodig voor het later terug winnen van de audio.
Deze kan echter in de ontvanger worden opgewekt. De zijbanden bevatten beide dezelfde informatie. Het alleen uitzenden van 1 zijband reduceert de benodigde bandbreedte tot de audio bandbreedte en maakt dat met een kwart van het AM vermogen het zelfde kan worden gepresteerd. Flier komt ook het begrip 'PEP vermogen vandaan. 25 watt SSB komt overeen met 100 watt AM, is 100 watt PEP.
Een SSB signaal is puur wiskundig en zal lineair versterkt moeten worden. Een eindversterker in klasse C levert 30% van de tijd vermogen. Het rendement is zo'n 75%. Klasse B staat voor 50% dicht. Het rendement bedraagt dan 50%. Beide worden gebruikt bij FM zenders. Een lineair ingestelde versterker zet al behoorlijk veel energie om in warmte zonder daarvoor output te leveren. Mijn 4CX250 eindversterker consumeert al 100 watt zonder aansturing. Het rendement bedraagt in zo'n geval ongeveer 30 tot 35%.
Het instellen van een eindversterker zonder of met tekort ruststroom zal meer output opleveren, maar ook meer vervorming. Ook zal hierdoor de bandbreedte toenemen. Bij gebruik van transistoren mag de maximale SSB output niet meer zijn dan de helft door de fabrikant opgegeven vermogen bij klasse B instelling. Een BLY89 opgegeven door Philips voor 8 watt mag niet meer dan 4 watt SSB leveren in een klasse AB instelling (is 16 watt PEP).
Het controleren en het afstellen van ruststroom en maximaal vermogen gaat het makkelijkst volgens de dubbeltoon methode. De zender wordt op zijn microfoon ingang met twee sinus-vormige tonen aangestuurd die geen onderlinge relatie hebben. Meestal wordt hier 1100Hz en 1700Hz voor gebruikt. Met 1 toon zal het spectrum van de zijband 1 'paaltje' laten zien. Kijken we naar de omhullende op de scope zien we een signaal met constante output. Bij aansturing met 2 tonen zal er een heel spectrum ontstaan waaronder het verschil tussen 1700Hz en 1100Hz is 600Hz. De omhullende op de scope last een 'soort AM' signaal zien waarvan de amplitude varieert met deze 600 Hz. Deze 600 Hz is afkomstig van twee sinusvormige signalen en zal dus ook sinusvormig moeten zijn. Bij onjuiste instelling of oversturing van de (eind)versterker zal dit niet het geval zijn zijn.
Fig. 1. HF-SSB Signaal enkeltoon. Output op scope, direct van de zender.
Fig. 2 HF-SSB Signaal dubbeltoon. Output op scope, direct van de zender.
Fig. 3. 600 Hz sinusvormig signaal afkomstig van de meetkop. Gezien op de scope.
Fig. 4. 600 Hz sinusvormig signaal afkomstig van de meetkop met tussentijdse uitschakeling van de pull. Gezien op de scope.
De meeste scopen gaan wel tot 30 MHz, dus kan op de HF banden eenvoudig direct naar de zender output gekeken worden. Dit wordt anders wanneer het 2 meter, 70cm of hoger betreft. Een omhullende detector (AM detector) is dan nodig. Bij gebruik van deze 'meetkop' worden er zo weinig eisen aan de scope gesteld dat een 'Handykie scope hier en daar aangeboden voor € 50,00 perfect voldoet!
Door op de scope te kijken of een 600 Hz signaal sinusvormig is kan de zender/transverter of eindversterker op 432 MHz of hoger lineair worden afgeregeld! Meer meetapparatuur is niet nodig!!
Het schema van de dubbeltoon generator
Dit ontwerp heb ik 25 jaar geleden eens gemaakt en heeft goede diensten bewezen bij de bouw van mijn 70 cm transverter uitgaande van 2 meter. UA741 Op-Amp's waren toen modern echter kunnen door andere typen worden vervangen. IC1 en IC2 zijn wienbrug oscillators. D1, D2, D3, D4 zijn 2N4148 types. Met P1 en P2 worden de oscillators op gelijk en sinusvormige output op de scope ingesteld. Met IC3 worden beide tonen opgeteld. SSB zender eindversterkers kunnen niet continue maximale output leveren. De Fet type 2N3819 werkt als schakelaar die door de NE555 in een verhouding van 1:4 wordt geschakeld (4 delen uit). Voeding gebeurt door 2 stuks platte 4,5 volt batterijen. IC5 deelt de voedingsspanning zodat er een symmetrische voeding ontstaat voor de Op-Amps. IC6 vertelt wanneer de batterijen aan vervanging toe zijn. De power led dient als referentie en heeft als gunstige eigenschap dat wanneer de batterijspanning terug loopt, door de vermindering van de stroom door de led de referentiespanning oploopt. Dit voorkomt klapperen om een bepaald punt. Daar de Op-Amp output niet geheel tot '0' daalt is diode D8 nodig om de led volledig gedoofd te krijgen. De generator heeft verschillende aansluitingen om hier op de scope extern te synchroniseren.
Fig. 5. Schema dubbeltoongenerator.
De HF-meetkop
De omhullende detector (meetkop) kan met de dummy worden samen gebouwd. Via een afgeschermde kabel wordt deze met de scope verbonden.
Fig. 6. De HF-meetkop.
De AA119 doet het perfect op 432 MHz, maar kan door andere typen diodes zoals BAT85 worden vervangen (geen 2N4148).
Piet Rens, PAoPRG.