No. 7 - februari 2006 - Wordt wekelijks 'ververst' - Redactie: John Piek (PA0ETE)

Zelfbouw: lineaire versterkers voor amateurgebruik

Deel 1 - De keuze van buis en trafo
 

Buistypen te over (klik = vergroting)

Zelfbouw: lineaire versterkers voor amateurgebruik

Deel 1 - De keuze van buis en trafo

Aan de hand van deze reeks van tien afleveringen zal de bouw, de werking, het onderhoud en het afregelen van een lineaire versterker worden beschreven. Daarbij wordt geprobeerd om de lezer aan de hand van de praktijk een zo volledig mogelijk beeld te geven van wat er komt kijken voor een dergelijke versterker.
  
Deze serie is aan de hand van Bouke's originele tekst geredigeerd voor deze site.

Een cruciale vraag die bij dit soort dingen altijd meteen de kop opsteekt is de volgende: hoe zit het met het toegestane vermogen dat je mag uitzenden? En hoe zit het met het toegestane vermogen dat een lineair die je in bezit hebt eventueel mag kunnen leveren? De Nederlandse wet is hierin mijns inziens zeer onduidelijk. In diverse Nederlandse amateurbladen (Elektron/CQPA en destijds ook RAM) worden lineairs aangeboden van 2 kW of meer. Om maar niet te spreken over de aanbiedingen op internet. Verder is het zo dat het Europese beleid in deze ook niet eensluidend is. In verschillende EU-landen is het maximale vermogen 100 watt, terwijl in het buurland het maximale zendvermogen 1 kW mag bedragen.

Enfin ik wil me niet te diep in deze materie storten. Te zijner tijd zal er wel een keer een gezamenlijk Europees standpunt komen. Wat ik wel zeker weet is dat het toegestane uitgezonden vermogen in Nederland op dit moment 400 watt op de HF-banden is en in onze verdere beschrijvingen zullen we ons daar dan ook op richten.

(klik = vergroting)

Keuzes
  
Alvorens over te gaan tot de bouw van een lineair, zullen we eerst een paar keuzes moeten maken, die ik hier nader zal toelichten.

1. Wil je het lineair voor VHF en UHF gebruiken, of voor de HF banden? Voor de bouw en de keuze van de voeding maakt dit niet veel verschil, maar wel voor het type buis dat je in het lineair wilt toepassen.

2. Meestal heeft de doorsnee amateur wel een bepaald type buis op de plank liggen. Belangrijk is te weten bij welke anodespanning deze buis het beste zijn werk doet.

3. Ook hebben veel amateurs wel een hoogspanningstrafo op de plank maar geen buis. Hier is het weer belangrijk te weten wat de trafo kan leveren en welke buis daar het beste bij past.

Kortom, voor de start is het zeer belangrijk om een hoogspanningstrafo en een buis te hebben of aan te schaffen, die overeenkomen voor wat betreft de benodigde anodespanning en de te leveren stroom.

De versterkerbuis

Voor alle duidelijkheid, het gaat hier om een project dat simpel na te bouwen moet zijn. Vandaar dat de keuze van het type buis beperkt blijft tot triode's, geschakeld in grounded grid (geaarde rooster-schakeling). Voor de ingewijden: tetrodes en pentodes werken OOK wanneer ze als triode worden gebruikt in geaarde roosterschakeling, maar het rendement is daarbij wel lager. Ook dat is weer "op te heffen". Door de hoogspanning met 30% te verhogen, stijgt het rendement weer, maar dat valt buiten het bestek en de bedoeling van dit artikel.

Welke buis kiezen we bij onze trafo en/of andersom? Het lijstje via het onderstaande linkje geeft een aantal mogelijkheden van redelijk verkrijgbaar materiaal.

klik hier voor buizenoverzicht

Voor het hier beschreven project is gekozen voor de TB3,5/750 (TB3/750 kan ook). Dit zijn een tamelijk gemakkelijk te verkrijgen buis en buisvoet op de diverse radiomarkten in Europa. En deze buis voldoet gemakkelijk aan de limiet van 400 watt output die we gesteld hadden, en is bovendien door die overdimensionering ook zeer geschikt voor het draaien van een 48 uurs contest!

Maar nogmaals, als u een andere buis kiest of bezit wil dat niet zeggen dat de verdere afleveringen in deze reeks niet meer van belang zijn, het principe van een geaarde triode- versterker is voor alle buizen gelijk.
  
  
De hoogspanningstransformator
  
De volgende keus die na de keuze van de buis gemaakt zal moeten worden zal dus de bijbehorende hoogspanningstrafo zijn. De benodigde hoogspanning voor een TB3/750 bedraagt 4000 volt gelijkspanning. Omgerekend in wisselspanning wordt dat dus 4000 / 1,4 = 2850 volt trafospanning. De maximale stroom bij volle uitsturing ligt in de buurt van de 400 mA. Er zijn vast wel voldoende aanbieders van trafo's maar de hamvraag is nu allereerst: hoe test ik deze trafo alvorens we daarmee verder gaan? Ten eerste, de 2850 V spanning. Niet iedereen heeft natuurlijk een voltmeter die geschikt is voor dit bereik. Daarom moeten we dus een truc toepassen, en wel de volgende:

Figoor 1 (klik = vergroting)

Neem een bestaande trafo uit de junk-box (rommelbak) van bijvoorbeeld 12 of 24 volt. In figuur 1 is aangegeven hoe de schakeling in elkaar steekt. Sluit deze 24 V AC aan op de primaire kant van de hoogspanningstransformator. Meet vervolgens de wisselspanning aan deze primaire kant van de hoogspanningstrafo en die aan de secundaire zijde. Wat je nu meet is een verhouding tussen twee spanningen. Wanneer de primaire spanning 24 V AC is, en de secundaire spanning 290 volt dan is hiermee de verhouding dus bekend. Met de onderstaande formule kan op simpele wijze de werkelijke secundaire spanning worden berekend, 'x' is hierbij de onbekende die we dus willen weten:

24 / 230 = x / 290,

dus x = (230 * 290) / 24,

x = 2880 volt AC

In dit geval is de trafo dus inderdaad uitstekend geschikt voor ons doel.

Nota bene: soms zijn er trafo's beschikbaar die geen 2800 leveren, maar wel van 1400 volt bij 1 ampere. Ook deze transformatoren zijn uitstekend bruikbaar, wanneer een gelijkrichter met spanningsverdubbeling wordt toegepast.
  
De volgende vraag is: kan deze trafo ook de stroom leveren die we nodig hebben? Om dat uit te vinden moeten we de trafo gaan belasten, en wel volgens de onderstaande formule:

2880 = 0,4 * R,

hieruit volgt: 2800 / 0,4 = R,

dus: R = 7000 ohm

Het vermogen van de weerstand zal I² x R moeten zijn, dus:

I * I * R =

0,4 * 0,4 * 7000 =

1120 watt.

Ik neem aan dat niemand een weerstand van 7 kilo-ohm bij 1120 watt  zal hebben liggen, en al zou dat het geval zijn, hoe weet je dan of het gevraagde vermogen geleverd wordt?

Een mogelijke hoogspanningstrafo
(klik = vergroting)

Figuur 2 (klik = vergroting)

We doen hiervoor de gloeilamptruc... In figuur 2 staat aangegeven hoe de lampen en de voltmeter moeten worden aangesloten. Bij de bouwmarkt kopen we 12 gloeilampen (van de allergoedkoopste soort), van 100 watt bij 230 volt. In serie geschakeld zijn deze goed voor 12 x 230 = 2760 volt. En 12 maal 100 watt is uiteraard gelijk aan 1200 watt!! Sluit nu deze string van gloeilampen aan op de 2880 V-zijde van de trafo. Ziedaar, de kerstverlichting gaat branden.  

Wanneer de trafo ook werkelijk zijn vermogen kan afleveren, is dit heel eenvoudig vast te stellen door de spanning over één van de gloeilampen te meten. Ligt deze spanning in de buurt van 2880 / 12 = 240 tot 200 volt, dan kun je er zeker van zijn dat de trafo OK is. 200 volt? Zul je misschien wel zeggen, maar trafo's onder volle belasting 'storten' wat spanning betreft altijd een beetje in, en als er bij 200 volt nog zo'n 400 mA geleverd kan worden, betekent dat dat er altijd nog zo'n 12 x 200 = 2400 AC overblijft!

Rest ons wat deze aflevering betreft nog de kast.
  
  
Een behuizing

Het maken van een goede en ook representatieve behuizing voor een lineair is voor veel amateurs nog altijd een probleem. Zelf maken strandt vaak op het niet voorhanden hebben van een goede zetbank en laten maken, tja daar hangt natuurlijk wel een prijskaartje aan... We kunnen het daarom dus het beste zoeken in een bestaande kast. En dat kan! Wederom verwijs ik naar de bestaande radiomarkten overal in den lande. Vandaag de dag is er een groot aanbod van allerhande meet- en regelapparatuur uit de jaren 50, 60 en 70. Meetzenders, signaalgeneratoren, ontvangers en zenders, niemand wil ze meer in de shack hebben vanwege hun omvang en de verouderde specificaties. Maar kijk nu eens niet naar de inhoud, maar naar het omhulsel, vaak zijn het prachtige, professionele kasten. Het enige dat er meestal moet gebeuren is een nieuwe (vlakke) frontplaat en een (vlakke) basisplaat waarop een lineair gebouwd kan worden. Vraag de handelaar dan ook niet of "ie" het nog doet, maar bied gewoon € 25,- voor zo'n apparaat, en honderd om één dat u vervolgens eigenaar bent van een prachtkast met op de koop toe een heleboel mooie slooponderdelen.

Voorbeeld van een behuizing
(klik = vergroting)

Ga er bij de keuze in elk geval van uit dat de kast een minimale breedte moet hebben van 43 cm, een hoogte van 20 cm en een diepte van 36 cm. Na demontage van een bestaande kast kunt u de maten bepalen van de front- en achterplaat en tevens van de chassisplaat. Deze laatste moet ongeveer 5 cm vanaf de onderkant van de frontplaat met aluminium hoeklijntjes aan de zij- en frontplaat vast gemonteerd worden. De achterplaat moet NIET aan dit frame gemonteerd worden.
Maak alles goed passend en schuivend. Later wanneer alle onderdelen gemonteerd zijn bespaard dat een hele hoop sores. Een stukje schuurpapier en een spuitbus voor de gewenste kleur doet de rest!

Zijn er desondanks nog vragen, uitsluitend via e-mail wil ik u wel verder helpen.

zhtech[a]zhtech.nl

©2006, copyright: Bouke Zwerver

www.zhtech.nl

vorige - home - volgende