225W MW Endstufe

Bei Experimenten wie Induktionsschmelzen oder Mini-Teslatrafo mit dem 30W oder 40W Mittelwellensender kommt manchmal der Wunsch auf, den Aufbau auch einmal mit etwas mehr Leistung zu versorgen. Dazu ist die Entwicklung einer leistungsstarken Endstufe notwendig, die hier vorgestellte schafft 225W Ausgangsleistung. Um einen schnellen, einfach und vor allem überlastsichern Aufbau zu gewährleisten, wurde wieder die Röhrentechnik gewählt. Als Verstärkerelement dient die russische Leistungspentode GU-81M, die relativ leicht zu beschaffen ist.

Einige Kurzdaten der GU-81M
GU-81M Heizspannung:
12,6V
Heizstrom:
11A
Max. Anodenverlustleistung:
450W
Max. Anodenspannung bei < 6 MHz
3kV
G2 Spannung: 600V

Die GU-81M besitzt eine direkt beheizte Kathode, welche im Betrieb fast so hell wie eine Glühbirne leuchtet. Der etwas exotische Sockel der GU-81M ist mitunter nicht so leicht zu bekommen. Dann empfiehlt es sich, die untere Glasplatte abzumontieren und Drähte direkt an die Durchführungen aus dem Röhreninneren anzuklemmen.

Für den Arbeitspunkt der Röhre wurde eine Klasse A Einstellung gewählt, um auch schlecht angepasste Lasten ohne Überlastung der Röhre versorgen zu können. D.h. ohne Ansteuerung fließt ein Anodenruhestrom, der an der Röhre die zur Verfügung stehende Anodenverlustleistung von 450W umsetzt. Im Betrieb mit einer angepassten Last werden davon maximal 225W an die Last übertragen und die Röhre somit entlastet.
Die Arbeitspunkteinstellung erfolgt durch eine negative Gittervorspannung von etwa -70V, die durch den 320Ohm Kathodenwiderstand aus dem Kathodenstrom erzeugt wird. Dieser Widerstand wird durch einen 56nF Kondensator für HF überbrückt, damit eine ausreichende Verstärkung erreicht wird. Die G2 Spannung von 600V wird durch einen Widerstand aus der Anodenspannung erzeugt. Dadurch wird an diesem Widerstand eine relativ hohe Verlustleistung von etwa 75W erzeugt. Alternativ dazu kann man die 600V auch durch einen eigenen Trafo und Gleichrichter bereitstellen. Es ist mit einem G2 Strom von etwa 50mA zu rechnen.
Im Anodenkreis befindet sich ein Lastschwingkreis, der aus einem Drehkondensator mit 10..220pF und einer Fixkapazität von 110pF besteht. Dadurch ergibt sich ein nutzbarer Frequenzbereich von etwa 600kHz bis 1,3MHz.
Die Anodenspannung wird durch einen Mikrowellentrafo mit nachgeschalteten Brückengleichrichter und Glättungskondensator bereitgestellt. Bei der Verwendung eines üblichen Mikrowellentrafos, muss die Verbindung der Sekundärspule mit Masse aufgetrennt werden, damit es über den Gleichrichter nicht zu einem Kurzschluss gegen Erde kommt. Das Erdungskonzept sieht vor, den Minuspol der Anodenspannung direkt mir dem Schutzleiter zu verbinden. Als Gleichrichter werden 4 Mikrowellendioden wie etwa SCL-IIZ o.ä. verwendet, eventuell kann je Diode auch eine Serienschaltung von mehreren 1N4007 o.ä. benutzt werden.

Die Ansteuerung der Endstufe erfolgt über die Schaltung des 30W-Mittelwellensenders. Dessen Auskoppelwicklung wurde von 17 Wdg. auf 34 Wdg. vergrößert, um ausreichend Spannung zur Steuerung des G1 zu erhalten. Parallel zum G1 der GU-81M wurde noch ein 680Ohm Widerstand angescholssen, der dazu dient unerwünschte Schwingungen zu dämpfen, gleichzeitig aber die Vorstufe belastet. Bei einem gut geschirmten Aufbau kann dieser Widerstand auch weggelassen werden, um mit einer geringen Steuerleistung arbeiten zu können.


Die Röhre wurde auf einer Printplatte montiert, welche gleichzeitig die Massefläche bildet. Darunter befindet sich ein Lüfter zur Kühlung der Röhre. Alle Sockelanschlüsse der Röhre sind mit möglichst kurzen Leitungen auf eine Klemmleiste geführt. Daran sind direkt alle Kondensatoren und der Dämpfungswiderstand montiert, um HF-Einkopplungen weitgehend zu vermeiden. Die Vorstufe, als empfindlichster Teil, ist in einem eigenen Gehäuse hinter der Röhre untergebracht und mit Gitterblech gegen HF-Einkopplungen geschützt. Über ein Koaxialkabel gelangt die Steuerspannung vom Anodentrafo der Vorstufe direkt an das G1.

Der Lastschwingkreis besteht aus einem großen Drehkondensator mit 10..220pF, zwei in Serie geschalteten Keramikkondensatoren mit je 220pF und dem eigentlichen Anodentrafo. Er wird mit möglichst kurzen Leitungen mit dem großen Glättungskondensator für die Anodenspannung bzw. mit der Röhre verkabelt. Im Vordergrund befinden sich die Widerstände für Kathode und G2 mit ihrem Kühlkörper. Die Auskoppelwicklung des Anodentrafos führt direkt zu einer PL-Buchse an der Außenseite des Gehäuses. Das Gehäuse der Buchse ist direkt mit dem Schutzleiter verbunden.

Wickeldaten des Anodentrafos:
Anodenwicklung (primär):
110 Wdg. mit 1,22mm Lackdraht auf 40mm dickem PVC-Rohr, ca. 120µH
Auskoppelwicklung (sekundär):
13 Wdg. mit 1,32mm Lackdraht auf 50mm dickem PVC-Rohr, ca 1,5µH
Diese Wicklung ist mittig über der Primärwicklung angeordnet.

Kunstantenne Zum Test der Endstufe ist es zu empfehlen, sich einen induktivitätsarmen 50Ohm Widerstand zu bauen. Hier wurden zwei leistungsstarke Dickschichtwiderstände mit je 100Ohm parallel auf einem großen Kühlkörper montiert. Die Leistungsmessung an so einem Widerstand kann relativ leicht durch eine Spannungsmessung mit dem Oszi und anschließende U²/R Rechnung durchgeführt werden. Bei 225W wird an 50Ohm eine Spannung von 106Veff bzw. 300Vpp erreicht, was problemlos mit einem 10:1 Tastkopf direkt am Widerstand gemessen werden kann.

Auch wenn diese Endstufe relativ viel Leistung zur Verfügung stellen kann, so sollte man speziell beim Betrieb von CW-Teslatrafos nicht zu viel erwarten. Da der Leistungsbedarf eines Funkens quadratisch mit der Länge anwächst, sind die Damit erreichen Funkenlängen nur etwa doppelt so groß wie mit dem 40W Mittelwellensender.

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