Home - Techniek - Electronica - Radiotechniek - Radio amateur bladen - UKW-Berichte - 10 W Linearverstärker für das 23-cm-Band
Obwohl man bereits SHF-Leistungsverstärker für das 23-cm-Band kaufen kann, soll mit der in dieser Arbeit vorgestellten Schaltung das Interesse für den Selbstbau in diesem Frequenzbereich wieder geweckt werden. Mit den 10 W Hochfrequenz aus diesem einstufigen Verstärker läßt sich bereits viel erreichen. Man kann sie aber auch benutzen, um eine leistungsstarke Röhrenendstufe - die an der Antenne oder wenigstens im Dachboden untergebracht ist - über einige Meter Kabel anzusteuern. Dem Funkbetrieb über den L-Transponder von OSCAR 10 steht dann nichts mehr im Wege!
Der in diesem Verstärker verwendete Transistor ist seit einigen Jahren bekannt, und es wurden auch frühe Versuche mit ihm durchgeführt, doch für eine Veröffentlichung für den Amateurfunk schien er immer zu teuer zu sein. Obwohl er auch heute noch nicht gerade billig ist, sollte doch - was die Information für den interessierten Amateur angeht - nicht bis zu dem Tag mit einer Veröffentlichung gewartet werden, bis der Transistor für ein paar Mark zu haben ist. Schließlich sind die käuflichen Verstärker dieser Klasse auch nicht billig.
Um wenigstens die Platine billig zu halten, ist die Schaltung in halbgedruckter Bauweise ausgeführt, das heißt nur die Hochfrequenz führenden Leitungen besitzen PTFE-(Teflon-) Glasfaser als Trägermaterial. Auch die verwendeten Abstimm-Elemente sind von der billigen Sorte, obwohl man mit Lufttrimmern für Mikrowellen (Johnson, Tekelec u.ä.) neben einem "weicheren" Abgleich auch eine geringfügige Verbesserung von Verstärkung und Wirkungsgrad erhalten hätte.
1. Schaltungseinzelheiten
Wie das in Bild 1 gezeigte Schaltbild erkennen läßt, enthalten Ein- und AusgangsTransformationsnetzwerk jeweils zwei Trimmer, um alle möglichen Toleranzen der Transistoren und des Einbaus - Emitterverlötung, Basis- und Kollektor-Anschlüsse - kompensieren zu können. Somit kann dieser Aufbau auch zum Experimentieren benutzt werden; die "HF-Verdrahtung" ist unkritisch, es braucht keine Zehntelmillimeter-Arbeit geleistet zu werden.
Bild 1: Einstufiger 10-W-Linearverstärker für das 23-cm-Band.
Wie bei UHF-Leistungsverstärkern bereits des öfteren besprochen, ist jedoch auch hier eine durchgehende Masseverbindung von der "Basis-Masseseite" über den Emitterstutzen zur "Kollektor-Masseseite" nötig. Sie wird mit Hilfe einer dünnen Kupferfolie (ca. 0,1 mm) hergestellt.
Die Spannungszuführung für den Kollektor erfolgt über ein ca. 15 mm langes Stück Kupfer-Lack-Draht von 0,8 mm Durchmesser.
Besonderes Augenmerk wurde auf die Ruhestrom-Erzeugung und ihre Stabilisierung gelegt.(1) Ein integrierter Spannungsregler LM723 erzeugt zusammen mit einem Leistungstransistor (T2) die mit R6 einstellbare Basisvorspannung mit einem Innenwiderstand von etwa 50 mΩ. Steigende Temperatur des Emitterstutzens von T1, des HF-Transistors, wirkt auf eine am Stutzen mit einer Lötöse angebrachte Diode (D1); diese steuert ihrerseits den Spannungsregler so, daß die Basisvorspannung zurückgeregelt wird.
Da diese Verstärkerstufe als "Nachbrenner" für übliche Transverter mit einer Ausgangsleistung zwischen 1 und 3 W gedacht ist, sind die HF-Anschlüsse als Koaxialkabel (vorzugsweise dünnes Teflon-Kabel) ausgeführt, und unmittelbar an Ein- und Ausgang der Transformationsnetzwerke angelötet. Sie können dann je nach Anwendung in passender Länge gehalten werden.
2. Verwendete Bauelemente
| T1 | BLW98 (Valvo) oder TH598 (Thomson-CSF) |
| T2 | BD135 oder ähnl. NPN-SiTransistor (45 V/1,5 A) |
| I1 | LM723 Integrierter Spannungsregler |
| D1 | 1N4001 oder ähnl. 1-A-Diode |
| C1, C6 | Folientrimmer 6 pF, Valvo: grau |
| C2, C5 | Folientrimmer 5 pF, Seiko: grün (SSB-Electronic) |
| C3, C4 | keram. Scheibenkondens. 0,5 pF |
| C7, C8, C11 | lötbare Durchführungskondens. ca. 100 pF |
| C9 | Alu-Elko 100 µF/6 V |
| C10 | Tantal-Elko ca. 4,7 µF/30 V |
| C12 | keram. Scheibenkondens. ca. 1 nF |
| Dr1 | Miniatur-Ferritdrossel 0,22 µH (Delevan, Jahre) |
| Dr2 | 6-Loch-Kern-Drossel, Valvo |
| L1, L2 | Streifen aus beidseitig kupferkasch. Teflon-Leiterplattenmaterial 1,4 mm dick, nach Bild 3, auf die Massefläche der Platine DJ1EE 004 gelötet |
| R1 | 56 Ω, Größe 0309 |
| R2 | 1 Ω, Größe 0309 |
| R3 | 8,2 Ω, Größe 0207 |
| R4 | 18 kΩ, Größe 0207 |
| R5 | 8,2 kΩ, Größe 0207 |
| R6 | 1 kΩ Trimmpoti |
| R7 | 1 kΩ, Größe 0207 |
3. Aufbau-Hinweise
Der Verstärker wird auf der Kupferseite einer einseitig kaschierten Epoxydharz-Platine mit den Abmessungen 72 mm x 72 mm aufgebaut. Bild 2 zeigt diese mit DJ 1 EE 004 bezeichnete Leiterplatte, die in ein handelsübliches Weißble chgehäuse mit den Deckelmaßen 74x 74 paßt. Platine und Gehäuse befestigt man mit einigen Schrauben und dem Transistorbolzen auf einem nicht zu kleinen Kühlkörper.
Bild 2: Die Epoxy-Platine DJ1EE 004 wird auf der Kupferseite bestückt.
Die Leiterplatte ist im Bereich des HF-Verstärkers ungeätzt. Dort wird in der Mitte ein Loch für den Transistor T1 so gebohrt, daß seine Emitterfahnen auf der Massefläche liegen. Die Anordnung der Streifenleitungen L1 und L2, sowie der Trimmer, Festkondensatoren und Drosseln an Basis und Kollektor zeigt Bild 3. Die Trennwand in der Mitte des Gehäuses schirmt HF-Teil und Vorspannungsteil voreinander; sie ist in Bild 3 nur angedeutet.
Bild 3: Abmessungen und Anordnung der Streifenleitungen aus beidseitig kaschiertem PTFE-Plati nen material.
Einbau-Details für den HF-Transistor und die Diode zur Temperatur-Kompensation zeigt Bild 4. Der Musteraufbau ist nicht gerade fotogen (Bild 5), da die Platine der Einfachheit halber "hand-gemeißelt" wurde. In der HF-Kammer machen es die spiegelnden Oberflächen des Lötzinns schwer, die Streifenleitungen, Trimmer und Kondensatoren zu erkennen. Die Bohrungen im Kühlkörper haben nichts zu bedeuten; sie zeigen, daß er von einem anderen Projekt übrig geblieben ist.
Bild 4: HF-Leistungstransistor und Befestigung der Diode zur Temperaturkompensation des Ruhestroms.
Bild 5: Probeaufbau im Weißblechgehäuse auf einem alten Kühlkörper.
4. Inbetriebnahme und Abgleich
Nachdem der Aufbau auf Schalt- und Bauteilefehler überprüft worden ist, stellt man sämtliche Trimmer auf Mittelstellung ein. Es empfiehlt sich, die UBE-Regelschaltung zunächst allein in Betrieb zu nehmen, und statt der Basis des HF-Transistors eine gewöhnliche 1-A-Diode anzuschließen.
Mit dem Potentiometer R6 soll nun an dieser Diode eine Spannung zwischen 0,4 und 0,8 V eingestellt werden können. Ist das der Fall, stellt man auf 0,5 V ein, nimmt die Betriebsspannung weg, und schließt nun die Basis von T1 an.
Für den nächsten Schritt muß der Verstärkerausgang mit einer geeigneten 50-Ω-Last abgeschlossen werden - vorzugsweise einem Leistungsmesser oder Reflektometer.
Nun wird die gesamte Schaltung mit 25 V versorgt, und ein Kollektor-Ruhestrorri von 250-300 mA an R6 eingestellt. Zum abschließenden HF-Abgleich nach Bild 6 wird die HF-Ansteuerung, gemessen von einem in Watt geeichten Reflektometer, von Null aus langsam erhöht. Dabei stimmt man die Anpaßnetzwerke auf maximale Ausgangsleistung (C5, C6) und minimalen Rücklauf am Eingang (C1, C2) wechselweise ab. Bei einer Steuerleistung von 3 W beträgt die Ausgangsleistung 10 W, wobei sich der Kollekorstrom vom Ruhewert auf etwa 0,9 -1 A erhöht hat.
Bild 6: Meßschaltung für den Abgleich.
Abschließend kann von einem Versuch mit dem kürzlich auf den Markt gekommenen NEC-Transistor NEL 1320 81 -12 berichtet werden:
In einer ähnlichen Schaltung wie der beschriebenen wurden folgende vorläufige Werte gemessen:
| Betriebsspannung | 13,5 V |
| Ruhestrom | 170 mA |
| Steuerleistung | 4 W |
| Ausgangsleistung | 17 W |
| Wirkungsgrad | ca. 45% |
Einzelheiten können bei Interesse in einer späteren Ausgabe veröffentlicht werden.
5. Literatur
DJ1EE, Konrad Hupfer.