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Projekt: Lämpchenindikator zur Überprüfung der Feeder-Symmetrie | ||||
Kontakt: | ||||
Einleitende Worte | ||||
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Besonders
für symmetrische Speiseleitungen ist es sehr interessant zu sehen,
ob und wie viel Strom in beiden Feederkabeln fließt. Dazu kann ein
Indikator nach der Glühlämpchenmethode angewandt werden. Der Indikator mit zwei Glühlampchen zeigt an, ob in beiden Feederleitungen der Antenne die Stromverteilung beim Senden gleich ist. Eine Antenne soll ja gut funktionieren. Nicht nur gut angepasst sein, sondern auch Leistung abstrahlen! Das ist besonders bei QRP sehr wichtig. Um das zu kontrollieren, sollten die Antennenströme gemessen werden. Bei der hier realisierten Hühnerleiterspeisung reicht ein einfacher Stromwandler, der mir die Symmetrie auf der Feederleitung anzeigt. Dabei sollten zwei Größen betrachtet werden. Zum einen der Antennenstrom. Und zwar bei einer definierten Frequenz und Leistung, das ist ganz wichtig. Weiterhin die Qualität der Symmetrierung. Man braucht nicht unbedingt die Absolutwerte zu analysieren. Viel einfacher geht das mit der hier gezeigten Methode als relativer Antennenstromindikator. |
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Mit
einem symmetrischen Koppler,siehe Z-Match, kann
sehr schön gezeigt werden, wie bei gleicher Leistung die Helligkeit
der Lämpchen bei den unterschiedlichen Frequenzen bei der Abstimmung
variiert. Die Helligkeit sollte auf beiden Feederzweigen immer gleich stark
sein, dann ist die Symmetrie auf der Feederleitung gut. Die Helligkeitsunterschiede sind wie folgt erklärbar. Je nach Frequenz befindet sich am Ende der Feederleitung ein mehr oder weniger ausgeprägter Strombauch. Und nur ein Strombauch bringt die Lämpchen zum Leuchten. Je weiter man sich vom Strombauch entfernt, um so schwächer leuchten die Lämpchen. Auch kann man den Stromwandler auf eine andere Stelle der Leitung positionieren und wird feststellen, dass sich die Helligkeit der Lämpchen bei der gleichen Frequenz und gleichen Leistung verändert. |
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Symmetrie
auf der Feederleitung:
Die Frequenz wird nicht verändert. Der Indikator wird an verschiedene Stellen nacheinander auf der Feederleitung eingeschleift. Wenn annähernd Symmetrie eingestellt wurde, sollten beide gegenüberliegende Glühlämpchen immer mit der gleichen Helligkeit zu sehen sein. Es hängt also immer von dem Meßpunkt ab, gleiche Frequenz vorausgesetzt. |
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Unsymmetrie
auf der Feederleitung: Die Frequenz wird nicht verändert. Der Indikator wird an verschiedene Stellen nacheinander auf der Feederleitung eingeschleift. Die gegenüberliegenden Glühlämpchen leuchten mit unterschiedlicher Helligkeit. Das ist ein Zeichen der Unsysmmetrie und sollte uns veranlassen nach den möglichen Ursachen zu suchen. |
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Schaltungsskizze | ||||
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Auf
den Ringkern sind sekundär ca. 10 Windungen aufzubringen. Der Feederleiter
stellt eine Windung dar und geht direkt durch den Ringkern. Beachte, dass
mehr Sekundärwindungen weniger Sekundärstrom erzeugen. Das Verhältnis
10:1 der Windungen ist ein guter Kompromiß. Für einen Primärstrom
von 1A stellt die Leistung an 50 Ω ca. 1 W dar. Ich habe eine Spannungsverdopplerschaltung mit zwei Germaniumdioden gewählt.Die Spannung über dem Widerstand wird durch die Spannungsverdopplerschaltung gleichgerichtet. Das ergibt eine 2,8 fache Spannung gegenüber der Eingangsspannung, abzüglich der Spannungsabfälle über die Dioden. Als Anzeige dienen 2 gleiche Glühlämpchen, die man aus einer Menge auf Paarigkeit aussuchen sollte. Ist aber kein muss. Die Anzeige ist nicht kalibriert und wird nur für eine Relativmessung angewendet. Das reicht ja auch. Der optionale Vorwiderstand, hier gestrichelt gezeichnet; ist bei QRP eigentlich nicht notwendig. Bei 100 Watt können die Lämpchen aber schon mal sehr hell aufleuchten und durchbrennen. Richtwert 5 KΩ muss probiert werden. Durch Abstimmung mit dem symmetrischen Koppler sollten beide Feederzweige möglichst gleichmäßig arbeiten, symmetrisch sein. |
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Layoutvorschlag | ||||
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Fliegende Entwurfsskizze für das Ritzlayout auf Millimeterpapier. | ||||
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Und das ist das Ergebnis. Links die Indikatorplatine und rechts die sogenannte "Kurzschlussplatine". Dazu sage ich am Ende noch was. | ||||
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Nimm Kupferlackdraht
z.B. 0,5mm und wickle ca. 8 bis 10 Windungen auf einem FT 50-61 oder FT
84-61 Ringkern. An den beiden Enden der Windung wird nach Gleichrichtung
die Spannung gemessen. Ein HF-Strom entlang des Drahtes, der durch die
Mitte des Ringkerns führt, erzeugt eine HF-Spannung in der Windung
des Ringkerns. Man prüft mit diesem einfachen Stromprüfer beide
Feederseiten der Speiseleitung gleichzeitig. Der relative Strom der beiden
Seiten wird kontrolliert. Diese Anordnung lässt keine absolute Strommessung
zu, wie sie mit einem kalibrierten HF-Amperemeter möglich ist. Es
ist jedoch ganz brauchbar, um die relative Stromstärke und die relative
Stromsymmetrie eines Speiseleitungssystems zu kontrollieren. Dabei ist
zu beachten, dass der Strom an einem einzelnen Punkt der Speiseleitung
in Abhängigkeit von der Frequenz variiert. Das bedeutet, dass die
abgelesenen Werte bei verschiedenen Frequenzen nicht miteinander vergleichbar
sind! Erinnert sei auch daran, die Eingangsleistung während des Tests klein zu halten. |
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Ein abschließendes
Wort über die Speiseleitungssymmetrie bzw. Unsymmetrie: Es ist richtig, dass Unsymmetrie des Stroms eine gewisse Abstrahlung der Speiseleitung verursacht, aber auch dies ist Strahlung. Ernsthaft ist, dass Unsymmetrie mit anderen unerwünschten Effekten verbunden ist. Ein Symptom dafür kann sein, dass ein Teil der Antenne als ein endgespeister Draht gegen Erde arbeitet. Der HF-Stromfluss verschwindet auch in ein verlustreiches Erdsystem, wo es nur heizt und wenig abstrahlt. Somit ist es sinnvoll, die Unsymmetrie zu minimieren. |
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Details vom Indikator | ||||
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Die Montage
erfolgt auf einer einseitig mit Kupferfolie beschichteten Leiterplatine.
Abmaße in dem speziellen Fall 50 x 50mm. Wie bereits gesagt kommt es nur darauf an, Relativwerte angezeigt zu bekommen. Das Ablesen von Abolutwerten ist nicht erforderlich. Kann man natürlich machen. Dann muss die Anzeige durch ein Instrument ersetzt werden und eine Kalibrierung ist zu machen. |
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Layoutseite. Gut zu erkennen die beiden Drahtbrücken, die bei höherer Leitung durch einen Vorwiderstand ersetzt werden müssen. | ||||
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Platine der Kurzschlussbrücke. | ||||
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Für
das richtige Funktionieren des ‚Zwei-Lämpchen-Indikators‘ ist der
symmetrische Aufbau entscheidend. Zur Messung mit dem ‚Zwei-Lämpchen-Indikator‘ muss die Ausgangsleistung des Senders soweit herunter geregelt werden, dass diese 2 Watt nicht übersteigt. Erst jetzt den Lämpchenindikator in die Feederleitung einschleifen. Die Sendeleistung wird nun langsam so weit erhöht, dass die Lämpchen mittelhell leuchten. Die Anpaßmittel an der Antenne werden nun so lange verändert, bis beide Lämpchen etwa gleich hell aufleuchten. Die Brauchbarkeitsgrenze des Lämpchenindikators bestimmt weitestgehend die Empfindlichkeit der beiden Lämpchen und der symmetrische Aufbau. |
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Kompletter Indikator im eingeschleiften Zustand. | ||||
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Zur
Meßanzeige wird der Indikator so in die Feederleitung eingschleift,
dass beide Lämpchen zu sehen sind. Dazu ist die Feederleitung zu unterbrechen.
Mit geringer Leistung wird nun abgstimmt und die Lämpchen sind zu
beobachten. Ist die Abstimmung OK und beide Lämpchen brennen gleich hell, ist der Indikator umzudrehen und die Feederleitung wieder über die rückseitige Kurzschlussbrücke zu verbinden. Man kann auch nach erfolgreicher Abstimmung beide Feeder mit einer einfachen Kupplung verbinden. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass ich alles immer zusammen habe. Das Umstecken dauert nicht länger als 30 Sekunden. |
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