Denne artikel er ikke endnu blevet bragt i det danske radioamatør tidsskrift "OZ"

 

 

 

400W hjemmebygget HF PA trin, lavet af Skanti dele.

Af Thomas Gosvig OZ1JTE, 2750 Ballerup.

 

 

 

 

Ideen.

I disse år tages mange ældre marine stationer på land og skrottes, og fra tid til anden ser man disse stationer udbudt til salg i forskellige amatørkredse. Mange bliver også tit foræret bort i lokalafdelingerne, og netop på den måde fik vi en hel del foræret i EDR Ballerup Afd.

Rigtig meget af det var HF stationer fra den Danske producent Skanti, og da jeg tidligere havde rodet en del med disse anlæg, ville jeg gerne forsøge at bringe noget af dette udstyr til live igen.

Jeg valgte Skanti systemet TRP-8000, som er et kortbølge anlæg, dækkende alle amatørfrekvenser i HF området, og findes i sende effekter på 250, 400 og 750W.

Da jeg vidste fra tidligere, især PA-modulet var meget robust og stabilt, og anlæggene tilbage i 1980’erne blev designet til at pumpe telex beskeder afsted dagen lang, så besluttede jeg mig for at designe et PA trin, der kunne kombineres med en hvilken som helst amatørradio, baseret på flere enheder fra netop disse anlæg. Jeg ville derved kunne bringe en hvilken som helst amatørradio, lowpower som 100W stationer, op på 400W.

Jeg plukkede derfor PA modulet, lavpas filteret og 48V switchmode strømforsyningen ud af en TRP-8400, og begyndte at gøre mig nogle tanker.

Det endte som beskrevet her i artiklen, som jeg samtidig håber, vil inspirere de mange, jeg ved der ligeledes har disse, og lignende ting liggende, og lige mangler lidt inspiration for at få sat gang i projekterne.

 

       
Skanti 250W PA modul.
Se mit 400W modul længere nede   		 Skanti Lavpas filter. Det viste er også med seperat 500 KHz lavpasfilter    Retningskobler fra Skanti antennetuner 
 

 Design tankerne.

For at gøre PA trinnet så fleksibelt som muligt, så ville jeg i designet gøre det muligt, både at kunne tilslutte en eks. vis 1W station, og en 100W station som styresender.

Da Skanti PA modulet består af mange trin, og har et gain på omkring 42 dB, så kan man regne baglæns og se man ikke skal bruge mere end omkring 50 mW som input til trinnet, for at udstyre det til maximum output.

Derfor blev designet med en udvendig attenuator. På bagpanelet blev der derfor monteret 2 bøsninger, hhv. en bøsning frem til en attenuator, og ved siden af, en bøsning retur fra attenuatoren. I mit tilfælde ville jeg gerne i første omgang, udstyre PA trinnet med min 100W transceiver, så en attenuator baseret på en lille 30 dB’s RF modstand efterfulgt af en 4,5 dB’s pi attenuator blev bygget. Det hele blev monteret i en VHF radio kasse, med tilhørende køleplade, og jeg havde nu omkring 35 mW jeg kunne udstyre mit PA trin med.

 

       
34,5 dB Attenuator. 35 mW ud @ 100W indput   30 dB Chipmodstand + 4,5 dB yderligere i 1/3 W modstande    LM35 Temperatur sensor monteret på PA køleklods

 

 

 

Eksta ALC detector loddet hen over den  eksisterende

 Lav en ny Negativ gående ALC detektor ved at kopiere kredsløbet med D4, D5, D6 og C77 og C80, og sæt det parallelt med det originale over R56. Husk OMVENDTE dioder. På den "nye" C77 har du nu en negativ gående ALC til din station.

PA modulet monteret i kassen inden lavpasfilteret dækker det

 

På selve PA modulet sidder allerede en SWR detektor som kan lukke ned ved for højt output og SWR, så det vi selv skal stå for at lave, er primært relæskift, en sequenser, der sikre at alle kontrol signalerne bliver leveret i den rigtige rækkefølge, og derudover er der selvfølgelig nogle spændinger trinnet skal have. Det er hhv. 48V til output transistorerne, 24V til en række kontrolsignaler, og ikke mindst spændingen til bias reguleringen, som skal komme fra en ikke kritisk lavspænding.

For at lave det simpelt, valgte jeg at brænde noget effekt af i et par effektmodstande, da jeg så kunne lade de 48V forsyne 24V regulatoren, og ligeledes lade de 48V brænde endnu noget spænding af, inden det blev til bias forsyningen til PA modulet. Original diagrammet til PA modulet siger 7,5 V som biasforsyning, men da der selvfølgelig sidder en reguleringen af denne spænding på PA modulet, har jeg via en 56 Ohms modstand på 40W en varierende spænding ind på dette biasforsyningsben, på mellem 31V og 3V alt efter udstyring af trinnet. (Mere udstyring af trinnet, giver større biasstrøm). Denne temmelig store modstand består i mit tilfælde af en 82 Ohm / 25W modstand monteret på bundpladen, der udgør monteringspladen hvorpå mit kontrol print sidder. Henover denne flangemonteret modstand, sidder så 2 300 Ohms 7 Watt modstand parallelt, og det hele giver så den nødvendige modstand og effekt.

 

 

Et kig ned i kassen med alle print og moduler monteret

Et kig på det hjemmebygget kontriolprint med køling og effektmodstande

 

Kontrolprint, spændinger og sensorkredsløb.

Som man kan se af diagrammet har jeg taget hånd om de fleste ting på mit kontrolprint, der via 2 10-polet Molex stik snakker med hhv. PA modulet og lavpasfilter printet.

Selve lavpasfilter printet er der ikke så meget at sige om. Det styres via en diode matrix, som afgiver den nødvendige 24V 4 bit kodeinformation, der sætter de rigtige filtre, alt efter hvordan du selv placerer båndomskifteren på forpladen.

Der er en peakdetektor monteret på lavpasfilter printet, som er spændingerne fra hhv. en forward og en reflected detektor som er OR’et sammen til en enkelt spænding. Denne detektor bruger jeg ikke selv, men har lagt signalet ud via et potmeter til en phono bøsning på bagpanelet, så det umiddelbart kan drive et instrument efter eget valg og behov. Spændingen fra denne detektor varierer mellem 0-9V, alt efter output og SWR på trinnet.

 

Den eneste modifikation der er udført på selve PA modulet, er at montere en ALC detektor, på den allerede eksisterende ALC detektor, der i forvejen findes på PA modulet.

Dette er gjort for at få en negativ gående ALC spænding som alle amatørstationer bruger på mellem ca. 0 og -4 volt. Da PA trinnets interne detektor er en positiv gående detektor, så er kredsløbet med de 4-5 komponenter bare duplikeret og klistret ovenpå de bestående komponenter. Her dog med modsatrettede detektor dioder, som altså bare er vendt modsat. Dette ALC signal er så via et 47K potentiometer lagt ud på en Phono bøsning på bagpanelet. Dette signal vil så, når hele systemet kører, styre din stations output, så du aldrig kommer til at overstyre trinnet.

 

De kontrolsignaler der skal bruges for at styre PA modulet korrekt, er alle indeholdt i det 10 polet Molex stik. De enkelte stikbens funktion er forsøgt forklaret i skemaet i downloadsektionen nederst på denne side. 

 

Bagpanelet som jeg valgte det

LCD Displayet som styres af en Arduino Nano.

                                        

Power, SWR, dBm, PEP og Temp. udlæsning.

Jeg havde i starten planlagt et analog meter til at vise outputtet, da den føromtalte peakdetektor allerede fandtes på filterbanken, men undervejs syntes jeg at projektet fortjente bedre, og derfor byggede jeg et Arduino baseret Power/Swr meter.

Dette krævede en spænding for hhv. Forward og Reflected, og dette realiserede jeg ved at tage den lille retningskobler fra en Skanti antennetuner, der alligevel var hugget op. Dette er en lille separat enhed, der udkobler 24 dB, og har de nødvendige udgange for de 2 spændinger vi skal bruge. Disse 2 spændinger blev ensrettet med en BAT43 diode, og via et potentiometer for nem justering af Fwd og Ref spændingerne, ført til de respektive ben på Arduinoen.

Om man vælger at give sig i kast med denne del, bestemmer man jo selv, men min kode er baseret på ON7EQ’s konstruktion, hvor jeg har tilføjet en temperaturmåler med en LM35 sensor, og 2 Bargrafer der har fået sine egne linjer på et 4 linjers display, som hhv. viser Power og SWR.

ON7EQ’s kode kunne i forvejen både vise dBm, PEP mm., ud over selvfølgelig at udlæse Power og Swr i en digital værdi.

For dem som er lidt skræmte af denne del, kan jeg bemærke jeg ingen kode overhoved kunne programmere, inden jeg startede dette projekt.

 

 

Lidt om mekanikken og elektronikken.

Kassen det hele blev monteret i er en gammel distortion analyzator kasse fra HP.

Alt blev stripper ud af kassen, og selvom man starter med god plads, så ender det altid med at kassen godt måtte have været lidt større. Jeg har valgt at lade køleribberne stikke ud af bundpladen, så det hele kan få godt med luft. I 400W modellen her, er der en blæser monteret, og den starter når kølepladen når en temperatur på  50 grader. Forpladen blev ”resat” vha. noget folie, af den slags med klister som biler i forskellige sammenhænge bruger. I øvrigt har jeg intet imod man kan se tingene er hjemmelavede, men man bestemmer jo selv hvor fint man ønsker det.

Jeg håber billederne siger lidt om selve opbygningen, og diagrammer om det elektriske, og du måske har fået lyst til selv at bruge nogle af sådanne spændende stumper, til et system der sagtens kan hamle op med de mange dyre løsninger man kan købe færdigt.

 

... og den elektriske del.

Et par få ord om den elektriske del kunne være de 2 spændingsregulatorer hhv. 12V og 24V, skal have god køling, og især 24V regulatoren skal sidde på en god køleklods eller monteres på chassiset. De 2 lysdioder der også er udgange til på kontrolprintet, som hedder ”Near MAX” og ”MAX” er 2 lysdioder jeg ønskede på forpladen, der langt hurtigere end LCD displayet, registrerer hvis PA trinnet er ved at nå sin effektgrænse.

Spændingen til disse lysdioder er taget fra PA modulets ALC spænding, som varierer mellem ca. 0 og 9 volt.

Den første ”Near MAX” diode begynder at lyse omkring 300 W og ”MAX” omkring de 400W, lidt afhængigt af bånd og især SWR. Går du meget højere end dette, så bruger også selve PA modulet denne spænding til at lukke ned for udstyring og PTT.   

 

Videopræsentation.

Jeg har lavet en lille video som præsenterer systemet, og du er velkommen til at kikke med her:

 

Hvis du foresten har et Skanti produkt, og der sidder et "QC" mærke på, så kan du jo prøve at gætte hvem det er som har testet det, hvis der står "TG" på lablen...:-)

 

Litteraturliste:

 

1. ONEQ hjemmeside med komplet Arduino Power/SWR meter.