Puntje was wel dat COAX niet van plan was dat ding rechtstreeks aan te sluiten op de levensgevaarlijke 230V netspanning. Iets waar Eli, als ooit mislukte aspirant buizenbak-bouwer, zich alles bij kon voorstellen. Daarom besloot hij om een inverter schakelingetje in elkaar te knutselen, die gevoed met een laagspanning, zou zorgen voor de noodzakelijke hoge anodespanning. Aangezien deze spanning niet verbonden is met de 0 of aarde van het normale elektriciteitsnet, is dit een stuk veiliger!
Na wat gekrabbel op papier verscheen zowaar een eerste idee, bestaande uit vier delen. Eerst de laagspanningsvoeding. Bij voorkeur eentje die rond de 13 V DC met voldoende power kan leveren. Gevolgd door de inverter die de benodigde hogere (anode)spanning voor de buizen genereert, met daarachter de gelijkrichter om er weer een DC-spanning van te maken. En natuurlijk een stroombron voor de gloeistroom van de buisjes. Als je het goed bekijkt, 'appeltje eitje', en dus gááááán met die... ehhh...
Hoe dan ook, omdat zelfbouw van dat invertertje in de verste verte niet opwoog tegen een exemplaar van tante Ali, werd een met QS-100 gestempeld exemplaar, te weten een '500W Inverter Dc 12V-24V Naar Ac 180V-220V-380V Booster Board Module 0.35A' besteld. Dit printje levert, afhankelijk van de DC ingangsspanning die kan liggen tussen 12 en 24 V, op basis van Sine-triangle Pulse Width Modulation (SPWM) een elektronisch nagemaakte 180, 220 of 380 V wisselspanning.
Het eerste vinkje kon zodoende meteen al gezet worden en COAX keek al met één oog uit naar een behuizing voor het geheel. Het liefst van metaal, want dat schermt zo lekker goed af
...
QS-100
Even over die QS-100 aangeboden op tante Ali: als je hierop goegelt, krijg je als resultaat verschillende uitvoeringen wat betreft wattage, type MOSFET's die het vermogen regelen, en het regel-IC te zien. Het ontwerp doet denken aan de bekende NE555, gebruikt als astabiele multivibrator (zelfoscillerend, waarbij R en C de frequentie bepalen). Het IC in deze QS-100 is echter meer afgestemd en beter geschikt voor invertergebruik,
aldus de uitleg van COAX (morgen overhoring!).
zoals dat de uitgang een pure blokgolf genereert, met een even lange positieve als nul flank qua tijdsduur. Verder heeft het IC twee uitgangen in tegenfase, die beide zodanig zijn ontworpen dat ze rechtstreeks de MOSFET-gates kunnen aansturen
Zijn QS-100 is een 500 Watt-type met vier DTP3205 MOSFET's en een SG3525 regel-IC. Al met al een 'basic' ontwerp, dat je voor het geld gewoon niet kunt laten liggen, maar waarvan dan ook geen fatsoenlijk schema is te vinden... Dit is zeker een waarschuwing voor degenen die een dergelijk apparaat zomaar willen inzetten! Zo blijkt dat vanaf 15 V ingangsspanning de print vreemde geluiden begint te produceren. COAX gaf aan dat het leek alsof er door de warmte, iets wil gaan knetteren
. Nadere inspectie van de componenten op de print leerde dat beide elco's op de print 16 V types zijn. Om problemen te voorkomen dient daarom de ingangspanning de 13 V DC niet te overschrijden!
Uit een afbeelding die op het 'net' werd gevonden van waarschijnlijk een iets ouder exemplaar, en uit verschillende berichten in fora, bleek dat een gelijkgerichte uitgangsspanning vaak nog een oscillatieresidu van rond de 20 kHz bevat. De AC uitgangsspanning is een blokgolf van 260 V met een frequentie van ongeveer 20 kHz, mijn gelijkricht printje erachter heeft op de uitgang behalve de hoge DC-uitgangsspanning daarom ook nog een 'rimpel' van rond de 20 kHz staan.
legt COAX uit. Bij zijn exemplaar bleek dit 18,93 kHz te zijn. En dit komt akelig dicht in de buurt van de 19 kHz piloottoon die bij stereo-uitzendingen (MPX) modulatie van een FM-zender wordt meegezonden. M.a.w. in een operationele opstelling zou dit bij de ontvanger het stereo-lampje gratis en voor niets doen laten branden, zonder dat er ook maar enige modulatie op stond! Ontstoring van de gelijkgerichte 250 V is dus broodnodig. En dit werd bereikt door ontstoorcondensatoren parallel aan de gelijkrichtdiodes te plaatsen en twee parallelle C-L kringetjes van 15 ㎋ met 4,7 mH aan de DC-uitgang toe te voegen.
Man, wéér een vinkje gezet!
FM buizenzender
Voor wat betreft het 50 jaar oude schema van de buizenzender,.. dat was er dus niet. Oké, toegegeven wel het schema waarop dit ontwerp van COAX is gebaseerd. Maar daar gaat het nu ff niet om... En dus toog COAX een middagje aan het,.. hoe heet dat ook alweer? Ow ja,.. 'reverse engineren'! En het resultaat is een met de hand getekend schema en een verhandeling over hoe het in elkaar zit!
De ECC85 dubbeltriode buis staat geschakeld als vrijlopende balans oscillator, de plastic trim condensator van 20 ㎊ stelt de oscillatie frequentie in. Beide anodes worden kruislings via 6 ㎊ C'tjes teruggekoppeld naar de stuurroosters van beide triodes. Dit zorgt voor de oscillatie werking in de buis en samen met de afstemkring (4 wdg parallel met 20 ㎊) bepaalt dit dan de zendfrequentie.
Modulatie geschiedt op de A1 anode, via een serie schakeling van 5 ㎊ met een BA102 varicap diode naar GND. Op het knooppunt van deze 2, wordt de audiomodulatie toegevoerd. De 4 wdg oscillatie spoel van de ECC85 wordt inductief via een 1,5 wdg koppelspoel, welke strak in de 4 wdg spoel zit, toegevoerd aan het G1 stuurrooster van de EL95 eindbuis. Deze eindbuis heeft in de anodeleiding eveneens een afstemkring voor HF, ook weer een 4 wdg spoeltje met parallel daaraan, voor HF tenminste, een 30 ㎊ toltrimmer. Het HF uitgangssignaal wordt via een 1 wdg koppelwinding, weer strak in de 4 wdg uitgangskring spoel liggend, direct toegevoerd aan het PL259 uitgangs chassisdeel. Op deze uitgang dient ten allen tijde een 50 ohm dummyload aangesloten te worden!
Een punt van kritiek is wel dat er in deze buizenzender geen LPF (Low Pass Filter) tussen de eindbuis uitgang en het PL259 chassisdeel is opgenomen, de reden daarvan is, dat we daar 50 jaar geleden nog niet echt 'aan deden'. Heden ten dage zou daar een 3 voudig pi filter tussen moeten met als doel de hogere HF harmonischen uitstralingen effectief te onderdrukken, maar aangezien deze zender alleen op dummyload aangesloten wordt en never nooit op een antenne, laat ik dit maar zoals het nu is. Verder zit op de uitgang nog een meetuitgang geknutseld, 1 diode 1N4148 met een Ctje van 1 ㎋ naar GND, hetgeen de HF uitgangsspanning enkelfasig gelijkricht. Aangezien deze DC spanning nauwelijks belast wordt, alleen maar door een hoogohmige universeel meter in DC stand, wordt hier eigenlijk puur de 'top' waarde, verminderd met 0,6 V die over de diode blijft hangen, van de HF sinus spanning gemeten. Via de onderstaande formule kan het uitgangsvermogen dan berekend worden:
P in Watt = (( gemeten U + 0,6 ) in het kwadraat ) gedeeld door ( 2 x 50 ).
De 0,6 in deze formule compenseert dan het 'meet' verlies in de diode zodat de boel weer enigszins klopt. De aangesloten universeelmeter wordt hier ook gebruikt om de 30 ㎊ toltrimmer van de EL95 eindbuis kring 'in de dip te zetten'. Kortom draaien aan deze trimmer tot de maximale DC meetwaarde, dus maximaal HF uitgangsvermogen, bereikt wordt. Dit zal afhankelijk van de voedingsspanning op de buisjes (200 V DC tot max 300 V DC) een HF uitgangsvermogen van tussen de 1,5 Watt en 2,5 Watt zijn.
Coax kwam nog wel iets geks tegen tijdens het reverse engineren van het ontwerp. Bij de ECC85 oscillator, het stuurrooster naar GND is de weerstand bij de ene triode 4K7 en bij de andere 47 K. Ik zou denken dat die beide ofwel 4K7 ofwel 47K zouden moeten zijn, maar wie ben ik... (Eli: géén commentaar) Zou dus een ontwerpfout, of een fout van mijzelf geweest kunnen zijn, oranje bandje op de weerstand lijkt immers op een rood bandje. Maar goed, maakt niet uit, het werkt, dus ik laat het lekker zo zitten.
(Eli: jaja..)
6,3 V DC gloeistroom
Hoe stoken jullie de gloeispanning?
waren vroeghur vragen van ouwe knarren. De motor van een elektronenbuis is namelijk de gloeistroom, hieruit komen de 'Wattjes'. Het vermogen. Dus hoe meer vermogen (snel) beschikbaar is des te beter: met wisselstroom, zoals gebruikelijk vroeghur, of gelijkstroom. Een elektronenbuis is wat dat betreft hetzelfde als een gloeilamp. De richting van de stroom maakt niets uit zolang er maar genoeg elektronen zijn. En dan graag wel zo 'schoon' mogelijk, dus voorzien van zo min mogelijk stoorsignalen. Want net zoals bij een gloeilamp is een 'schone' gloeispanning garantie voor zo min mogelijk 'flikkering'. Vandaar dat in de jaren '80 van de vorige eeuw steeds meer ontwerpen met een zwaar afgevlakte DC gloeistroom verschenen met als hoorbaar resultaat minder brom.
Oké, toegegeven... er zijn er die vinden dat bij gebruik in buizen (eind)versterkers gelijkstroom een bepaalde 'vervlakking' van het geluid veroorzaakt. Dus laat ik, om te voorkomen dat binnen de kortste keren mijn meeldoos tot de rand aan toe wordt vol geplempt met 'op en aanmerkingen' van goed bedoelende hobbyisten mijn uitspraak hierboven meteen even disklemeren. In de trant dat ik ut ook maar van het Wilde Weide Wep heb opgehengeld.
Want voordat je ut weet ben je ergens 'gecanceld'...
De schakeling die deze DC gloeispanning levert betrekt deze uit een laagspanningsbron en gebruikt voor het leveren van de gloeistroom een, door een LM 317 gevormde, regelbare stroombron naar 6,3 V DC. Dit is kortgezegd een schakeling, die er voor zorgt dat een stroom van constante sterkte gaat lopen. En die min of meer onafhankelijk is van de aan te sluiten belastingsweerstand en spanning. En indien mogelijk ook zo min mogelijk afhankelijk van de temperatuur. COAX heeft gekozen voor een LM 317 regelbare stroombron naar 635 mA. Omdat de ECC85 buis van het buizenzendertje 435 mA gloeistroom trekt en de EL95 buis 200 mA komt er bij deze stroom en in deze configuratie vanzelf 6,3 V DC op de gloeidraden te staan.
Dummyload
Een belangrijke rol in deze opzet speelt de dummyload. Dit is een afsluitweerstand die het vermogen van een zender op neemt en daarmee een antenne vervangt. En dat is natuurlijk reuze handig bij het testen van dergelijke zenders.
Het is dus óf een dummyload gebruiken óf een antenne... Als je tenminste je zendinstallatie heel wilt houden (of niet de Rijksinspectie Digitale Infrastructuur aan de deur wilt krijgen).
Het exemplaar dat door COAX is gebouwd bestaat uit een 4 W - 50 Ω exemplaar. Deze bestaat uit 15 parallel geplaatste 750 Ω 1% weerstanden van 0,25 Watt die op een printje zijn gesoldeerd waaraan een PL259 connector is geknutseld. De print is in z'n geheel geplaatst in zo'n handige kleine electronicabehuizing wat het geheel uitermate handzaam maakt.
Hét doosje...
Als behuizing is een gegoten aluminium exemplaar gekozen waar alle printen in passen. In dit geval een exemplaar van 55 ㎜ x 120 ㎜ x 170 ㎜ (HxBxL buitenmaten met deksel dicht) waarin in de definitieve uitvoering van het werkstuk aan de voorkant een viertal schakelaars met bijbehorende gekleurde LED's zijn opgenomen. Van links naar rechts zijn dit:
- Groen, totaal aan/uit (de hoofdschakelaar van het geheel),
- Oranje, gloeistroom naar buisjes van de zender aan/uit,
- Geel, hoge 260 V DC spanning aan/uit,
- Rood, buizenzender aan/uit.
De laatste schakelaar met rode LED lijkt overbodig maar is opgenomen om de gebruiker aan te herinneren dat de zender AAN staat. Natuurlijk dient deze buizenzender nooit op een antenne te worden aangesloten maar op een dummyload. Maar ook dan blijft het opletten geblazen! Want die dummy is écht noodzakelijk! Vandaar dus deze LED, om je eraan te herinneren de opstelling voor een laatste maal te controleren!
Op de foto van de testopstelling zijn links de laagspanningsbron te zien met hier iets boven de dummyload gekoppeld aan het oude buizenzendertje. En daar onder de hoogspannings- en gloeistroom voeding. Het is op de foto niet echt goed te zien, maar de (regelbare) laagspanningsbron levert op dat moment net iets meer dan 10 V DC.
Wakkere kijkbuislezertjes zullen bemerkt hebben dat er he-le-maal nergens ook maar iets van een stukkie koperfolie in deze opstelling is gebruikt. En dat klopt! Zelf denk ik dat COAX dat rolletje koperfolie als excuus gebruikt om steeds maar weer een nieuw project te kunnen beginnen. Maar ja,.. hard maken kan ik dit niet. En daarom ben ik benieuwd naar waar ie binnenkort nou weer mee komt.
T'moet immers wél op,.. dat rolletje,.. toch?