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Selbstbau-Variometer

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Variable Induktivität bis circa 50 µH

Zum Bau von Antennentunern und Sendeendstufen braucht man im Induktivitätswert veränderbare Luftspulen. Meist wird das mit Hilfe von umschaltbaren Anzapfungen, also stufig veränderbar gelöst. Eine andere Lösung sind Bauteile mit kontinuierlich veränderbarer Induktivität. Je nach Einsatzzweck kennt man unterschiedliche Bauformen.

Kontinuierlich oder in kleinen Stufen variabel

Rollspulen

Rollspulen benötigen meist 25 und mehr Umdrehungen von der minimalen bis zur maximalen Induktivität (L), so dass eine schnelle Abstimmungsorientierung nicht möglich ist. Sie sind auáerdem, auch als gebrauchtes Bauteil, recht teuer. Der Selbstbau setzt eine feimnechanische Werkstatt und entsprechende Kenntnisse voraus.

Festspulen mit Schleiferabgriff

Eine Luftspule mit Schleiferabgriff zum Selbstbauen hatte ich in FUNK 4/2002, Seite 28-29, als Teil des Erdleitungskopplers beschrieben. Wie bei den Rollspulen ist der Schwachpunkt die Kontaktgabe zwischen Schleifer (bei der Rollspule: Rädchen und Achse) und Spulendraht. Bei nur 270° Stellwinkel lässt sich eine solche Spule aber schnell abstimmen.

Variometer

Serien- oder Parallelschaltungen aus zwei Spulen mit veränderbarer Gegeninduktivität nennt man Variometer. Bekannte Konstruktionsformen sind:

Gute HF- bzw. Antennen-Fachbücher, geben entsprechende Berechnungsformeln für derartige Bauelemente an. Obwohl das Kugelvariometer wegen der stärksten Kopplung und dem größten Verhältnis von Lmax zu Lmin die beste Konstruktion darstellt, kommt es für den Eigenbau kaum in Frage. Ein Drehspulvariometer für circa 30 Watt Sendeleistung lässt sich dagegen relativ einfach und billig, nämlich aus Teilen vom Baumarkt herstellen.

Variometer-Serienschaltung Variometer-Parallelschaltung

Spulenkörper und Windungszahlen

Die Spulenkörper bestehen aus Abfallstücken handelsüblicher PVC-Rohre, die bei mir noch vom Bau der Gartenhütte herumlagen. Mit Millimeterpapier kann man ausprobieren, wie breit der Körper der Innenspule L1 sein darf, damit sich dieser (plus Spulendraht) noch um 180° innerhalb des Außenspulenkörpers L2 drehen lässt. Es wurden zwei unterschiedlich große Variometer gebaut.

Kugelvariometer Kugelvariometer aus kommerzieller fertigung

Bewickelt habe ich alle Spulenkörper mit PVC-isolierter Litze, Leiterdurchmesser 1 mm, Außendurchmesser 1,6 mm. Die Windungen beider Spulen wurden zunächst in Reihe geschaltet, denn das Variometer sollte von möglichst geringen L-Werten bis circa 50 µH (160-m-Band!) abstimmbar sein. Leider klappt es nicht, die Gesamtinduktivität auf Null zu bringen, so dass man sich mit einem möglichst großen Variationsbereich zufrieden geben muss. Bei den Windungszahlen habe ich erst etwas gerechnet, dann probiert. Hier die Spulen- bzw. Spulenkörperdaten von Modell A:

Wer als Spulenkörper für L2 ein Stück PVC-Rohr mit dem gängigeren Durchmesser d = 100 mm nehmen will, muss mit den Windungszahlen neu experimentieren. Sie liegen aber in ähnlicher Größenordnung.

Mit diesen Daten erreiche ich in Reihenschaltung folgende bei den angegebenen Einstellwinkeln folgende Gesamtinduktivitäten:

   0 ° = 10 µH
  45° = 22 µH
  90° = 31 µH
135° = 42 µH
180° = 52 µH

Modell B wurde aus im Durchmesser dünneren PVC-Rohren gebaut und weist folgende Daten auf:

Um für die höheren Bänder kleinere L-Werte zu bekommen, kann ich L1 und L2 entweder parallel- oder in Reihe schalten. Das bringt dann entsprechend den Einstellwinkeln folgende Induktivitäten bei Modell B:

  In Reihe Parallel
14,5 µH 10,6 µH
45° 18,2 µH 9,8 µH
90° 28,6 µH 7,3 µH
135° 39,3 µH 4,7 µH
180° 44,0 µH 3,6 µH


Drehspulen Variometer

Konstruktives

Bei Modell A wurde die Innenspule L1 über zwei Schrauben drehbar gelagert. Bei Modell B besteht die Antriebsachse für Spule L1 aus Rund-PVC mit 6 mm Durchmesser. So etwas konnte ich zunächst nicht auftreiben, aber dann spendierte mir die XYL ihre dicken Stricknadeln aus genau diesem Material, das sich gut (UHU-plus) mit dem PVC-Regenrohr verkleben lässt. Der Außenspulenkörper wurde absichtlich etwas breiter als nötig gefertigt, denn so lässt er sich mit zwei Abstandsbolzen an der Frontplatte eines Tuners befestigen. Die Spulenwindungen habe ich mit UHU-allplast auf den PVC-Körpern festgelegt. Schleifverbindungen, wie bei kommerziellen Variometern teilweise üblich, gibt es nicht: Die Litzendrähte sind jeweils direkt miteinander bzw. bei Modell B nach Einbau in einen Tuner zu den Buchsen verbunden, jedoch nicht stramm, sondern mit kleinen Schlaufen, die gegen Durchschlag oder Durchscheuem an den Berührungsstellen zusätzlich mit flexible Rüschschlauch überzogen wurden. Wenn man Draht anstelle Litze für die Spulen verwendet, sollten wenigstens die Verbindungen aus Litze bestehen.

Eine stramm auf die Achse geschobene Gummidurchfšhrung verhindert, dass sich die Innenspule, zu leicht drehen lässt. Auf mechanische 0°- und 180°-Endanschläge habe ich verzichtet, weil die Variometerin oben offene Tuner eingebaut wurden, wo man, wie auch auf einer Skala, die Endstellungen sofort erkennt.

Größere Leistung

Mehr als 30 Watt vertragen die relativ dünnen Drähte, die zudem nur PVC-isoliert sind, leider nicht. Mit einer Isolation aus Teflon müssten sich jedoch bei gleichen Spulenkörpern Variometer für 100-Watt-Tuner herstellen lassen.

DJ3RW