Home - Techniek - Electronica - Radiotechniek - Radio amateur bladen - UKW-Berichte - Verstärkerstufe für 3456 MHz mit der Röhre YD1060
Nach langen Versuchen mit den verschiedensten Resonatorformen und Röhrenkontaktierungen gelang es schließlich eine Verstärkerstufe für das 9-cm-Band zu entwickeln, die bei vernünftigen Strom- und Spannungswerten Meßwerte brachte, die den Röhrendaten entsprechen.
Bild 1 zeigt einen zweistufigen Leistungsverstärker mit 2 Stück YD1060 von der Treiberseite, Bild 2 von der Seite des Antennenausgangs, mit Netzteil, Lüfter und 2 Meßinstrumenten für die Anodenströme.
Bild 1: 2 stufiger Verstärker für 3456 MHz (9-cm-Band).
Bild 2: Die Röhren YD1060 werden durch Federn über eine Druckplatte auf den Gitteransatz gedrückt.
Kontaktierung
Alle Versuche, die Kontakte zur Röhre über Kontaktfedermaterial herzustellen, verliefen im 9-cm-Band erfolglos. Man muß wohl annehmen, daß die Zuleitungsinduktivität der für diese Wellenlänge doch schon recht langen Federn so hoch ist, daß sich die Röhre nicht mehr abstimmen läßt. Deshalb werden hier die Bohrungen für Gitter- und Anodenring so genau an die Röhre angepaßt, daß der geringe verbleibende Spalt am Gitteranschluß durch Leitsilber und am Anodenanschluß durch die dünne PTFE- (Teflon) Folie des Abklatschkondensators ausgefüllt wird. Der eigentliche gitterseitige Kontakt wird allerdings durch Flächenpressung des Gitterrings auf den Ansatz im Drehteil hergestellt. Der anodenseitige Abklatschkondensator zwischen Anodenring und Resonatordeckel erreicht mit einer 0,01 mm dicken PTFE-Folie, wie sie zum Abdichten von Rohrverschraubungen verwendet wird, eine Kapazität von etwa 70 pF. Das ist ein kapazitiver Widerstand von nur rund 0,66 Ω.
Abstimmung des Anodenresonators
Einen Eindruck vom Aufbau der Verstärker-stufe vermittelt Bild 3. Die Abstimmung des Anodenresonators geschieht induktiv über 5 auf den Umfang verteilte Abstimmschrauben. Ohne diese Schrauben liegt die Resonanz bei einer tieferen Frequenz - etwa bei 3380 MHz (hängt von der Anoden/Gitter-Kapazität ab). Durch Eindrehen der 5 Schrauben und Eintauchen der Auskoppelschleife verschiebt sich die Resonanzfrequenz nach oben bis maximal 3500 MHz.
Bild 3: 3456-MHz-Verstärker mit 10 bis 14 dB Verstärkung (je nach Ausgangsleistung).
Durch wechselseitige Feinkorrektur der 5 Abgleichschrauben läßt sich eine gute Feldsymmetrie im Anodenresonator erreichen, was man an einem günstigen Verhältnis von Ausgangsleistung zu Gleichstromleistung erkennt.
Herstellen der Teille
Die in den Bildern 4 ... 8 gezeigten Einzelteile sind je einmal aus Messing herzustellen. Die PTFE-Folien an der Kathoden-Kontaktplatte beziehungsweise am Anodenring, sowie die Schrauben, die Druckplatte, die Federn und die Einkoppelschleife sind nicht einzeln dargestellt - hierzu zeigen die Bilder 1 und 3 genügend Einzelheiten.
Bild 4: Der Grundkörper.
Bild 5: Anodenraum-Deckel.
Bild 6: Kathodenraum-Deckel.
Bild 7: Kathoden-Kontakthülse.
Bild 8: Kathoden-Kontaktplatte.
Die Auskopplung ist in Bild 9 dargestellt. Die Schleife umfaßt eine Fläche von etwa 3 mm × 1,5 mm und ist kurz an das Ende eines Stücks Kupfermantelkabel gelötet. Dieses halbstarre Kabel führt durch die sechste radiale Bohrung im Grundkörper, deren Durchmesser knapp über demjenigen des Kabels liegen soll. Die Länge des Kabels ist beliebig; sein Ende wird an eine N-Buchse (hier eine Ausführung mit Flansch, Typ UG-58 NU) gelötet, wobei die Masseverbindung durch einen Trichter (Koax-Hut, Typ UG-177/U) hergestellt wird.
Bild 9: Auskopplung.
Bild 10 zeigt den montierten Resonator von unten, wobei die Lage von Einkoppelbuchse (BNC) und Kathoden-Abstimmschraube zu erkennen sind. Der Kathodenresonator wird kapazitiv abgestimmt; der Kontakt zwischen Abstimmschraube und Kathodenraum-Deckel muß sehr gut sein, wenn man stabiles Verhalten erreichen will. Deshalb ist an dieser Stelle ein Feingewinde M6 × 0,5 empfehlenswert. Das Abstimmverhalten ist sehr scharf.
Bild 10: Ansicht von unten; Lage der Abstimmung beachten!
Die Drehteile und ihr Zusammenbau sind schließlich in Bild 11 zu sehen.
Bild 11: Zusammenbau der Drehteile.
Inbetriebnahme und Abgleich
Die Heizspannung darf 6 V nicht überschreiten (vergl. Datenblatt). Der Anodenstrom sollte 60 mA nicht übersteigen, weil die Röhre sonst im Inneren so heiß wird, daß sich die Anoden/Gitter-Kapazität merklich ändert und der Anoden-resonator ständig nachgestimmt werden muß. Bei Beachtung dieser Grenzen ist eine Ausgangsleistung von 6 W erreichbar, wobei die beschriebene Stufe ohne Nachstimmen sehr stabil arbeitet. Bei einer Ausgangsleistung von 10W (bei Ia = 100 mA) war die Stufe thermisch instabil und konnte nicht vernünftig eingesetzt werden.
Die negative Gittervorspannung wird im übrigen wie üblich durch Einfügen eines einstellbaren Konstantspannungs-Zweipols, wie ihn Bild 12 als Beispiel zeigt, erzeugt.
Bild 12
An die Ausgangsbuchse wird ein Mikrowellen-Leistungsmesser mit 50 Ω Eingangswiderstand angeschlossen und der Anodenruhestrom am Trimmpotentiometer (Bild 12) auf etwa 30 mA eingestellt. Alle 5 Abstimmschrauben am Anodenresonator dreht man vorläufig etwa 1 mm tief ein. Nun kann man die Ansteuerung einschalten und den Kathodenresonator abstimmen. Die Abstimmschraube ragt schließlich ca. 1 mm über dem Boden des Drehteils in den Resonator hinein; bei Resonanz ist bereits eine geringe Ausgangsleistung meßbar. Schließlich wird der Anodenresonator abgestimmt und sorgfältig auf maximale HF-Ausgangsleistung getrimmt.
Mit der Eintauchtiefe der Auskoppelschleife wird die Verstärkung der Stufe eingestellt. Bei kleinen Signalen ist eine Verstärkung von 16 dB erreichbar. Die Daten dazu sind:
Ua = 400V
Ia = 40mA
Pin = 20 mW
Pout = 800 mW
Bei noch höheren Verstärkungswerten kommt es dann jedoch leicht zur Selbsterregung oder zur Entdämpfung und SSB-Signale hören sich kratzig an.
Bei höherer Ausgangsleistung geht die Stufenverstärkung durch eine stramm eingestellte Auskopplung auf ca. 10 dB zurück. Bei mir arbeiten zur Zeit die beiden in Bild 1 gezeigten Stufen hintereinandergeschaltet mit einer Gesamtverstärkung von 24 dB mit einer Ausgangsleistung von 6 W. Dabei wird die Treiberstufe nur mit Ua = 200 V und Ia = 40 mA und die Endstufe mit Ua = 400 V und Ia = 25 mA Ruhestrom betrieben, der bei Aussteuerung auf 55 mA ansteigt.
Zum Schluß möchte ich an dieser Stelle Otto Frosinn, DF7QF, danken, der bei der Abklatschung wichtige Versuche durchführte.
DK1UV, Klaus Dieter Broker.