Komponentfattig "rörsändare"

[SM7EQL]

För 120 år sedan behövdes knappt några komponenter alls för att bygga en sändare. Ett batteri, en induktionsspole och ett gnistgap. Gnistsändarna utvecklades och blev allt mer komplicerade. Radiorören tog över. Kring en tre-elektrodslampa blev det möjligt att bygga förhållandevis högpresterande sändare med bara några få kringkomponenter. Utvecklingen tog ordentlig fart under 20- och 30-talen och de rörbestyckade sändarna blev allt mer komplicerade. Transistorerna började ersätta radiorören på 60 och 70-talen och nu står vi här med halvledarbestyckade plastradioapparater som innehåller tusentals komponenter och kanske miljontals "transistorfunktioner" i de många integrerade kretsarna vilka vi inte har insyn i och inte har en aning om hur de fungerar - och varför de går i sönder ibland.

Trots denna hiskeliga teknikutveckling är de gamla hederliga lösningarna fortfarande användbara för riktig amatörradiotrafik. Orsaken till denna kompatibilitet måste naturligtvis bero att amatörradiohobbyn inte utvecklats särskilt mycket de senare 100 åren. Det är samma gamla sönderhackade bärvågor som sänds ut i etern...

Ovanstående kristallstyrda "QRP-sändare" lämnar drygt 100 mW uteffekt på 7 MHz. Tonen är i det närmaste perfekt och låter som vilken modern sändare som helst. Övertonerna är dämpade mer än 30 dBc vilket gör antennfilter överflödigt. Antennen (50 ohm) ansluts via en 33 pF seriekondensator direkt till kristallen och styrgallret.

Röret 6C4 (EC90) med kristallhållaren direkt monterad på rörhållaren. Anodrosseln 2,5 mH till vänster. Därutöver behövs ytterligare tre komponenter, två kondensatorer och ett motstånd. Drosseln i anoden kan ha vilket värde som helst, dock ej lägre än c:a 100 uH då uteffekten i så fall sjunker och oscillatorn blir allt mer ovillig att svänga. Komponentvärdena är okritiska.

Gallerläckan 27 k, 33 pF samt 22 pF utprovades för max uteffekt. Oscillatorn svänger igång redan vid 1,5 V anodspänning och lämnar drygt 100 mW ut vid 100 V anodspänning och 6 mA anodström. Morsenyckeln kan kopplas i serie med minuspolen eller i serie med gallerläckan. Båda metoderna är provade och fungerar alldeles utmärkt med fin nyckling.

100 mW, en halvvågsdipol och morsetelegrafi är tillräckligt för att få kontakt med hela Europa, varje dag året om. Det finns ingen anledning att betvivla att så är fallet. Bara vetskapen om att sändaren når fram överallt, med god högtalarstyrka räcker för min del. Att sitta och ropa en massa CQ för att sedan skriva in en Manfred i Frankfurt och RST 599 i loggen är spilld tid.

Nå, vad kan man ha en sådan "sändare" till?

/Bengt

 

[SM5XUN]

Det tar kortare tid att löda ihop den sändaren än det tar att packa upp den nyinköpta plastradion

Jag vet vilken som är roligast, men också vilken som är mest universell.

Var handlar man förresten enklast kristaller för 40m?
-jag har tyvärr inga i mina skrotlådor.

 

[SM7EQL]

Less is more brukar det ju heta. Less is more är inom konstdebatten en paroll som myntades av den tyske arkitekten Ludwig Mies van der Rohe. Parollen beskriver vikten av formens renhet, för att uppnå den ultimata estetiken. Allt enligt Wikipedia.

Huruvida nedanstående 21 MHz sändares form är ren nog för att uppnå den ultimata estetiken får väl var och en försöka bedöma. Men nog är det märkligt att det knappt åtgår några komponenter alls för att bygga en sändare som med rådande vrålkonditioner på 21 MHz bandet utan minsta tvekan når runt hela jordklotet.

Med det välkända 6AQ5A, en 7 MHz kristall och några få komponenter till så gick det att få ut drygt 1 W på 21 MHz. Närmare bestämt +31 dBm. Vid 100 V matningsspänning gav sändaren 200 mW ut med en enastående stabil frekvens. Nycklingen var dock lite seg i uppstarten men morsetelegrafering i låg hastighet fungerar nog.

Trimkondensatorn på 20 pF kan utelämnas om induktansen i tankspolen ökas ett par snäpp. Kapacitansen mellan skärmgaller och anod mättes till c:a 6 pF vilket ju räcker för att få resonans i kretsen. Linken är på två varv och max uteffekt erhölls med placering i den varma änden på tankspolen. Med 1 varv blev sändaren vild men gav hela 2 Watt ut. Med 3 varv stabilare än med 2 varv men gav då bara 0,8 W ut.

En till formatet liten tankspole med c:a 30 uH induktans provades för 7 MHz och där gav sändaren c:a 2 W ut utan vidare optimering av utkopplingslinken. Kanske går det att få ut 5-6 W om allt optimeras och anodspänningen ökas till 250-300 V.

Oscillatorn var synnerligen villig att svänga igång och startade redan vid 0,9 V anodspänning. När den väl svängt igång gick det att sänka anodspänningen till 0,75 V innan den stannade. Uteffekten var dock obefintlig "utan anodspänning" men tonen helt ren och fin. En citron som spänningsskälla hade räckt.

Vad kan 21 MHz sändaren användas till?

/Bengt


.

 

[SM6MFA]

Hur många citroner behöver då glöden? Vi kanske får stoppa in några tomater och apelsiner oxo för att få nå't "S-meter" utslag hos motstationen
Utsäkta OfT.

 

[SM7EQL]

Glöden är en flaskhals men om vi nöjer oss med anodspänningen 1 V så räcker en citron som lär kunna belastas med 1 mA.

Saxar en snutt från IDG.SE

"För att väcka liv i din Ipod Nano krävs det drygt 5 000 citroner kopplade i en konstellation av seriekopplade och parallellkopplade frukter. För att driva din bärbara dator så krävs det drygt 76 000 citroner.

Hur lång blir då batteritiden? Det är svårt att säga, och beror på många saker som hur stora elektroder du har använt och hur sura citronerna är. Troligtvis klarar citronerna endast att driva en Ipod en liten stund, och datorn skulle möjligen kunna få en ”batteritid” på cirka en timme.

Exemplen bygger på antagandet att en citron ger drygt en volt och cirka en milliampere. Vi har räknat med att en Ipod drar fem volt och en ampere och att den bärbara datorn kräver 19 volt och cirka fyra ampere för att fungera.
En särskilt tack till Svante Kellner, lärare på Stockholms tekniska institut, för hjälp och stöd under räkneprocessen."

S gr du ett citronbatteri - som driver din brbara - IDG.se

Ut och handla citroner boys!

/Bengt

 

[SM7EQL]

En Hartley med 6C4. Även denna med ett fåtal komponenter. Med den valda spolen och med lämplig parallellkapacitans kan valfri frekvens väljas mellan c:a 6 MHz upp till c:a 25 MHz.

Antennen ansluts via en link som placeras i ena eller andra änden av spolen. Nyckling kan ske i minusledningen. Med 200 V anodspänning uppmättes 1,5 watt uteffekt på 10, 14, 21 eller 24 MHz. Uteffekten var aningen lägre på 7 MHz, 1,2 W.

Frekvensstabiliteten är si så där men ändå fullt tillräcklig för att vara användbar. Men vad kan man förvänta sig av en helt frisvängade liten sändare som helt saknar chassie och skärmande apparatlåda. Bättre blir det så klart med t ex Silver Mica kondensatorer, en keramisk spolstomme med kraftig tråd och en rejäl skärmbox. Spänningarna kan stabiliseras och en buffert läggas till.

Nycklingen är bra med ett svagt nostalgiskt chirp i början av teckendelarna. Frekvensen varierar bara några kHz över hela spänningsområdet c:a 10 - 250 V anodspänning mätt på 21 MHz bandet. Otroligt spänningsstabil faktiskt. Oscillatorn smyger igång redan vid 2,5 volt när uttaget på spolen optimerats.

Ja, vi får se vad alla dessa oscillatorexperiment utmynnar i. Kanske bygger jag ihop en "triod-sändare" för 21 MHz.

En VXO på 7 MHz bör ge minst 10-15 kHz variation på 21 MHz vilket ju inte är fy skam. VXO:n med 6C4 kan sedan mata ett drivsteg med 6C4 och kanske ett GG-kopplat PA-steg med 6C4. Eller en TX för 24 MHz....

...eller så satsar jag på en Franklin VFO med två stycken trioder där resonanskretsen kopplas in kapacitivt med så lite som 1...2 pF till galler resp anod. State of the art VFO på 50-talet.

/Bengt

 

[SA7ELF]

Less is more brukar det ju heta. Less is more är inom konstdebatten en paroll som myntades av den tyske arkitekten Ludwig Mies van der Rohe. Parollen beskriver vikten av formens renhet, för att uppnå den ultimata estetiken. Allt enligt Wikipedia.

Huruvida nedanstående 21 MHz sändares form är ren nog för att uppnå den ultimata estetiken får väl var och en försöka bedöma. Men nog är det märkligt att det knappt åtgår några komponenter alls för att bygga en sändare som med rådande vrålkonditioner på 21 MHz bandet utan minsta tvekan når runt hela jordklotet.

Med det välkända 6AQ5A, en 7 MHz kristall och några få komponenter till så gick det att få ut drygt 1 W på 21 MHz. Närmare bestämt +31 dBm. Vid 100 V matningsspänning gav sändaren 200 mW ut med en enastående stabil frekvens. Nycklingen var dock lite seg i uppstarten men morsetelegrafering i låg hastighet fungerar nog.

Trimkondensatorn på 20 pF kan utelämnas om induktansen i tankspolen ökas ett par snäpp. Kapacitansen mellan skärmgaller och anod mättes till c:a 6 pF vilket ju räcker för att få resonans i kretsen. Linken är på två varv och max uteffekt erhölls med placering i den varma änden på tankspolen. Med 1 varv blev sändaren vild men gav hela 2 Watt ut. Med 3 varv stabilare än med 2 varv men gav då bara 0,8 W ut.

En till formatet liten tankspole med c:a 30 uH induktans provades för 7 MHz och där gav sändaren c:a 2 W ut utan vidare optimering av utkopplingslinken. Kanske går det att få ut 5-6 W om allt optimeras och anodspänningen ökas till 250-300 V.

Oscillatorn var synnerligen villig att svänga igång och startade redan vid 0,9 V anodspänning. När den väl svängt igång gick det att sänka anodspänningen till 0,75 V innan den stannade. Uteffekten var dock obefintlig "utan anodspänning" men tonen helt ren och fin. En citron som spänningsskälla hade räckt.

Vad kan 21 MHz sändaren användas till?

/Bengt


.

Jag har en längre tid funderat på att bygga en extremt enkel en-rörs-sändare men blir osäker på hur jag ska impedanstransformera från rörets höga utgångsimpedans ner till ca 50 Ohm och figur b5 ovan känner jag mig trygg i från tidigare rörförstärkare för audiofrekvenser där utgångstransformatorn ger både galvanisk avskiljning och transformering av impedansen, men säg att man vill bygga en sändare för 80m - hur låg induktans kan man komma undan med? Min plan är att linda transformatorn på en toroid-kärna av järnpulver men det är lurigt att nå 1mH om man inte ska ta en förhållandevis enorm kärna och linda på hundratals med varv.

Jag kommer troligen bygga på SV83-rör då jag har flera nya i kartong som sannolikt aldrig kommer hamna i andra projekt och jag tror röret kan lämpa sig för en mindre telegrafisändare.

Jag har hittat följande scheman som påminner om ovan men hittar inga specifikationer gällande primär-lindningens induktans.

https://onetuberadio.com/2017/03/25/1967-one-tube-cw-transmitter/

https://www.ai6xg.com/post/single-tube-sota-transmitter

 

[SM0UAN]

Det beror väl mycket på materialet i kärnan, hur mycket tråd man kommer att behöva. Jag hittade ett par E-kärnor av nån ferrit, som ger bra induktans per varv (finns säkert nåt fackuttryck för detta) och de hängde med rätt bra upp till 7 MHz. Sannolikt finns det ferritringar som kan vara lämpade för prov i detta ärende, om det nu inte är ett specifikt krav med järnpulver.

 

[SA7ELF]

Järnpulver är inget krav men jag misstänker att jag kommer ha en del förluster och som jag förstått det tål järnpulver högre temperaturer än ferrit-material.

 

[SM0AOM]

Man bör rent allmänt undvika ferromagnetiska material i HF-kretsar där det finns reaktiva effekter
överskridande några W. Detta beror på att de lätt går i mättning och då får de svårförutsägbara
egenskaper.

Sedajn fungar "vanlig transformatorkoppling" dåligt på radiofrekvenser, eftersom lindningkapacitanserna
gör att kretsimpedansen sjunker rejält med stigande frekvens och då sjunker uteffekten snabbt.

I ställer gör man utgångskretsen avstämd, så att rörkapacitanser och lindningskapacitanser absorberas i
avstämningskapacitansen. Då får hela anordningen förutsägbara egenskaper, helt enligt
elektricitetsmatematikens lagar.

En mycket vanlig sändare under "amatörradions storhetstid" på 50 och 60-talen var denna:





Denna konstruktion kan enkelt skalas till 80 m genom att öka induktansen i spolen
och kapacitanserna i C8 och C9.

Som startvärde kan man anta en anodimpedans Za av c:a 3000 ohm, eller Ia/(2Ia) = 250/(2*0,04),
och sedan välja ett Q-värde, Za/Xc på 12. Löser vi nu ut Xc på 3500 kc får vi ett värde av 3000/12 = 250 ohm, motsvarande
en kapacitans hos C8 av 1/(2*pi*3500000*250) = 180 pF. Sedan behövs en induktans som ger resonans med C8, och
denna blir som första approximation 25330/(3,5^2*180) = 11,5 µH, men eftersom den ska ingå i ett pi-filter så lägger vi på 10%,
och får då 12,5 µH, C9 väljer man till c:a 800 pF som startvärde.

Sedan tar man en tom plastförpackning för C-vitamin som har en diameter av dryga 30 mm och lindar en spole på
den. Den får då 21 varv av 0,7 mm tråd och en längd av 22 mm.
Q blir då i häraden 300, så man kan försumma spolförlusterna.

En sådan här liten sändare med ett EL83 eller 6AG7 fungerar alltid och är även ganska snäll mot kristallerna.
Byggandet och användandet av sådana här sändare tillsammans med ofta ganska enkla mottagare
bidrog till att fostra en generation av riktiga radioamatörer på 50 och 60-talen.

 

[SM7FBJ]

Nu har hornen växt ut, jag kan ropa CQ en halv dag utan att känna spilld tid. Jag har kört hur många "QSO:n" 1 x CW som helst. Det med stort nöje när RBN talar om för mig att jag hörs och var även bara 300mW. Tycker fortfarande att det är kul med ett QSO in the music mode utan att behöva visa att jag har byggt något.


Den här har gett mig mycket nöje!

Häpp!

 

[SM6OID]

En sådan här liten sändare med ett EL83 eller 6AG7 fungerar alltid...

Hej!

Min första sändare var 6AG7 kristalloscillator med 807 som PA.
Funkade alltid och lät fint!

Inspiration hämtades i ARRL handboken från 1953.
Lärorikt äventyr!

 

[QRP]

Single tube CW/AM Transmitter

//QRP

 

[SM6OID]

Hej!

Kolla här!
813 single tube transmitter...

http://n4trb.com/AmateurRadio/RCA_Ham_Tips/issues/rcahamtips0104.pdf

 

[SM7EQL]

Jag har en längre tid funderat på att bygga en extremt enkel en-rörs-sändare men blir osäker på hur jag ska impedanstransformera från rörets höga utgångsimpedans ner till ca 50 Ohm och figur b5 ovan känner jag mig trygg i från tidigare rörförstärkare för audiofrekvenser där utgångstransformatorn ger både galvanisk avskiljning och transformering av impedansen, men säg att man vill bygga en sändare för 80m - hur låg induktans kan man komma undan med? Min plan är att linda transformatorn på en toroid-kärna av järnpulver men det är lurigt att nå 1mH om man inte ska ta en förhållandevis enorm kärna och linda på hundratals med varv.

Den lilla 21 MHz sändaren med 6AQ5A som jag visade i fig b5 (nedan) kan lätt modifieras till 3,5 MHz genom att öka spolens induktans och parallellkapacitansen. Sikta på häradet 200-250 pF (okritiskt) och räkna sen ut induktansen som behövs för att få resonans. Utkopplingslinken 3 varv skall vara lös på tankspolens kalla sida så du kan justera optimal utkoppling dvs max uteffekt. Efterjustera med trimkärnan i spolen eller om du väljer att linda på en ringferrit, genom att justera parallellkapacitansen. Enklast kanske är att använda en vridkondensator när du labbar och sen mäta upp dess kapacitans och ersätta den med en fast kondensator.


Det är nog så enkelt och komponentsnålt det kan bli? Nyckeln ansluter du i katodledningen mellan pin 2 och jord. Har du lång ledning till nyckeln så häng på en avkopplingskondensator direkt på pin 2 till jord så att katoden blir RF-mässigt direkt förbunden med jord.

Min första rörsändare när C-certet ankom 1969 byggdes med EC90 i oscillatorn och EL84 i slutsteget. Den användes under knappt ett år och det blev kört en hel del DX också på 3,5 MHz under vintern 69/70. Många jänkare och HS5ABD i Thailand som bästa DX.

Här är ett renritat schema på den sändaren och som var beskriven i QTC 1958 om jag minns rätt.




Väljer du Pi-filterkoppling så tänk på att kopplingskondensatorn från anoden till Pi-filtret måste tåla både DC- och RF-spänningen med god säkerhetsmarginal. 1 kV är absolut minimum så välj 3 kV. Drosseln på utgången är en extra säkerhet som skall dra säkringen i nätdelen om anodkondensatorn skulle fallera och kortslutas.

 

[SM0AOM]

Dessa "Boosted Pierce" sändare fanns i ett stort antal varianter.



Den från 1958 signerad SM5BKM använde en DC-DC omvandlare för att kunna strömförsörjas från ett batteri.

Lite senare gjorde SM5CBV en konstruktion i QTC 1964 som blev mycket spridd


Sedan fanns det andra varianter av kopplingar, en som var ganska vanlig är
"Modified Pierce" som min tidigare granne SM4ASX gjorde reklam för i QTC 1965




En Tri-Tet oscillator med ett 813 kan väl närmast beskrivas som ett "högriskprojekt" inte bara
för operatören, utan också för kristallen. Tri-Tet kopplingen fick ett inte alldeles oförtjänt rykte som
"Crystal Cracker". Glödlampan i serie med kristallen satt där av en orsak.



Vi som blev radioamatörer under "storhetstiden" fick lära oss att
lägga pussel med tillgängliga kopplingar och tillgänglig information.

Att "informationsbruset" inte var så öronbedövande förr och att saker fick ta
lite längre tid gjorde det hela lite enklare.

 

[SM7EQL]

Lite senare gjorde SM5CBV en konstruktion i QTC 1964 som blev mycket spridd

Det ser faktiskt ut som att det är CBVs schema som är grunden för min C-sändare där originalschemat från 1969 försvunnit. Mitt återskapade schema från 2021 baserar sig på minnesbilder. 47 k anodmotståndet har nog trots allt varit 27 k. Det känns bekant. Däremot tror jag inte att jag hade någon drossel på styrgallret i EL84. Det jag är säker på däremot är att det inte fanns någon DC-block mellan anoden i oscillatorn och kristallsockeln. Men man lärde sig snabbt att hålla i kristallkåpan när kristallerna skulle bytas.

Alla dessa snarlika sändare har olika komponentvärden och det kunde ju vara intressant om någon kunde göra en korrekt beräkning av värdena från scratch med väl valda arbetspunkter.

 

[SM0AOM]

Värdena för både anodmotståndet i oscillatorn och gallermotståndet i PA-steget är väldigt okritiska. Helt enkelt därför att en oscillator i klass C i sig innehåller ett olinjärt reglersystem som gör att svängningsamplituden blir den största möjliga för givna komponentvärden.

Pierce-oscillatorn är egentligen en Colpittsoscillator i förklädnad,
där återkopplingen bestäms av kvoten mellan Cg och Cp



Sedan bestäms den drivning som oscillatorröret kan leverera till PA-steget
av rörets förstärkningsfaktor µ vilken som en första ordningens approximation även blir kvoten mellan gallerväxelspänning och anodväxelspänning.

Anodväxelspänningens toppvärde kan inte överskrida
den likriktade gallerströmmen i PA-steget * gallerläckan, och inte heller anodspänningen, vilket ger att gallerspänningen begränsas uppåt till
anodspänningen/µ. Om vi använder värden för EC90; µ = 17 så får vi
att gallerspänningens likriktade värde inte kan överskrida 250/17 = 15 V och därmed blir anodväxelspänningens toppvärde runt 200 V.

Arbetspunkten kan man då välja så att spänningsfallet över anodmotståndet blir c:a halva anodspänningen vid 8 mA anodström,
alltså 16 kohm. En lämplig gallerläcka för oscillatorn blir då en som genererar - 25 V anodspänning vid en gallerström av 0,5 mA, eller 47 kohm.

Gallerläckan för PA-steget kan man på analogt sätt bestämma utifrån värden för driveffekt och gallerväxelspänning, som för EL84 ligger runt 0,2 W och 100 V toppvärde. Sedan använder man parametern µg2g1 för EL84 för att bestämma lämplig gallerförspänning, som blir grovt räknat femdubbla Vg2/µg2g1, eller 5*200/20 = 50 V. En likriktad gallerström av 1 mA representerar en drivning som är helt tillräcklig för klass C, och då blir gallerläckan 47 kohm.

Alla dessa värden behöver endast vara "inom storleksordningar" för att sändaren ska fungera tillfredsställande, och därför kan komponentvärdena vara ganska spridda mellan konstruktionerna med i princip identiska resultat.

 

[SM7EQL]

Vi som blev radioamatörer under "storhetstiden" fick lära oss att
lägga pussel med tillgängliga kopplingar och tillgänglig information.

Det var nog så de flesta av oss gjorde under amatörradions storhetstid och fortfarande gör än idag. Jag har från tid till annan lagt ganska mycket tid på att optimera olika rörkopplingar genom att metodiskt finjustera komponentvärdena i olika kombinationer. Slutsatsen blir nästan alltid den samma. Komponentvärdena är tämligen okritiska - allt mellan 1 k och 100 k kan ge bra resultat osv - men det finns oftast ändå en kombination som t ex ger mest utnivå räknat i tiondels dB vid en given matningsspänning eller som medger att en kristalloscillator med rör svänger ner till strax under 1 V anodspänning. Jämfört med transistorer så är rör väldigt förlåtande och det var väl därför många av oss på den tiden lyckades bygga väl fungerande sändare utan att ha några egentliga kunskaper i radioteknik. Vi visste inte hur svårt och komplicerat det var rent teoretiskt med ändlösa matematiska formler och diagram i databöckerna, därför lyckades vi.

 

[SM0AOM]

Vi som var med under storhetstiden fick en handgriplig insikt i att
saker nödvändigtvis inte är så komplicerade som man kan förledas att
tro.

Sedan är rör mer "förlåtande" än transistorer, eftersom de är spänningsstyrda och lättare kan approximeras som linjära system, och sådana går att modellera ganska enkelt.
För 50 år sedan skrev SM6APQ(SK) detta i QTC:





Den gode -APQ kanske överdrev lite av
stilitiska skäl, för att citera SM5IQ "lite ljug pryder tal",
men det fanns mer än ett korn av sanning i framställningen.

Transistorkonstruktören behöver handskas med stor spridning i
data tillsammans med låga impedanser, vilket gör tilllämpning av motkopplingens ädla konst nödvändig.