AMATEURTELE.COM
...if your desired language isn't available, the alternative language will be shown...
Nederlands
informatie pagina voor experimenteel radio-onderzoekers

 algemeen
  Item for sale
  Item adressen
  Item fail-gallery
  Item weblog/news

 apparatuur foto's
  Item Philips PM2524 multimeter
  Item Sayrosa 261 frequentieteller

 applicaties (pc)
  Item UI-View (APRS)

 banden
  Item 27Mc
  Item FRS
  Item LPD
  Item PMR

 beurzen
  Item RF Technology Days 2016

 componenten
  Item crystals
  Item resistor coding

 connectoren
  Item 12VDC connector
  Item coax connectors
  Item Condor 16
  Item TNC connector

 documentatie
  Item boeken
  Item handleiding FUP1DZ
  Item jargon
  Item Morse code
  Item NATO alphabet
  Item Q-codes
  Item radio notebook

 elektronenbuizen
  Item 6H2N-EB / ECC83 / 12AX7
  Item algemene informatie
  Item ATP4 elektronenbuis
  Item elektronenbuis codering
  Item elektronenbuizen
  Item gloeistroom/-spanning
  Item reactiveren/reformeren
  Item stabilisatiebuizen

 filters/combiners
  Item 23 cm duplex filter
  Item Aerial Facilities BPD-410/420-3N
  Item Celwave P522 UHF duplexer
  Item JWX triplexer bc/2m/70cm
  Item Kenwood LF-30A LPF
  Item Motorola UHF cavity combiner
  Item Radiosystem RS460 cavity BPF
  Item stub filter [EN]
  Item basics: diplexer or duplexer

 legerzenders
  Item AM-65/GRC
  Item LV-80 RF PA
  Item RT-70/GRC
  Item SEM antennetuner (AGAT)
  Item SEM25
  Item SEM25 gloeispanning
  Item SEM35

 mechanica
  Item krimplak
  Item schroefdraad
  Item verspanen

 meetapparatuur
  Item 10/20/30 dB att
  Item BG7TBL noise source
  Item Daiwa CN-101L
  Item Daiwa CN-801
  Item HP P382A attenuator
  Item x-tal tester (DIY project)
  Item Krohn-Hite 4100 signal generator
  Item Radiosystem AB dummy load
  Item Rigol DSA815-TG
  Item Rohde&Schwarz SMT 02
  Item Spinner BN 52-77-66
  Item Zetagi DL50 dummyload

 tijdstandaard/GPSDO/oscillator
  Item 10 MHz low pass filter
  Item Frequency Electronics FE-5680A
  Item HP 10811 OCVCXO
  Item RS920 10MHz oscillator
  Item RS920 OCXO timestandard
  Item timestandard (general)
  Item time standard; BG7TBL
  Item tijdstandaard; VE2ZAZ
  Item time standard; W5OJM
  Item Trimble 34310-T OCVCXO
  Item Yaesu FT-8x7 (TC)XO

 meetapparatuur (info)
  Item (poor mans) spectrum analyser
  Item dummyload
  Item frequentieteller
  Item functiegenerator
  Item meetverzwakker
  Item octopus component tester
  Item oscillator adjustment
  Item staandegolfmeter
  Item test- en meetapparatuur

 modificaties
  Item Counter 1 MHz input mod.
  Item Yaesu FT-897/FT-897D
  Item Yaesu MH-48 lock mod

 naslagwerk
  Item (coax) kabels coderen
  Item APRS
  Item AWG draadtabel
  Item coax kabels testen
  Item Yaesu FT-8x7 CAT port
  Item paneelbouw

 projecten
  Item (remote) coax switch
  Item afregelen FT-8x7(D)
  Item APRS basispost
  Item APRS tracker
  Item coax switch 1-8
  Item condensator microfoon
  Item counter prescaler
  Item CTCSS module
  Item FT-2000 headset
  Item FT-2000 remote
  Item FUP1DZS meetzender
  Item Geloso G.1/1040-A
  Item Geroh AKAC019 liermast
  Item go-kit
  Item headset (Avcomm)
  Item hoofdtelefoon versterker PL500
  Item Icom IC-25E
  Item Kerona AR-301 rotor
  Item KLV 400 RF PA ombouw
  Item Lineair 400W (Frinear)
  Item MFJ-948 antennetuner
  Item parallelle poort controller
  Item Pixie CW TX
  Item programmeren FT-8x7
  Item Samlex SEC 1223 voeding
  Item TH-D7E tracker
  Item Tinytrak 4
  Item uTracer 3+
  Item voedingsconnector FT-897
  Item VSWR SA meetbrug
  Item Yaesu FT-857/897 meter
  Item zwaai Alinco DR-135E MkII

 publicaties
  Item elektromigratie in filters

 radioapparatuur
  Item Ameritron ATR-20 tuner
  Item Baofeng UV-5R
  Item Diamond X-30N rondstraler
  Item Icom IC-2e
  Item Icom IC-7300
  Item Kenwood TH-D7E
  Item Kenwood TS-830M
  Item MFJ-901b antennetuner
  Item MFJ-948 antennetuner
  Item QYT KT-8900
  Item Triple-P TXU-1256 repeater
  Item Wouxun KG-UVD1P
  Item Wouxun speakermike
  Item Yaesu FT-101E
  Item Yaesu FT-1500M
  Item Yaesu FT-2000
  Item Yaesu FT-7800
  Item Yaesu FT-817
  Item Yaesu FT-857(D)
  Item Yaesu FT-897(D)
  Item Yaesu FT-8x7 serie
  Item Yaesu FT-991

 reparaties
  Item capacitors
  Item Geloso 3227 versterker
  Item Kenwood TS-830M
  Item Lorenz SEM25
  Item Yaesu FT-897D

 Rigol DSA815-TG
  Item meting: omroepband
  Item test: overspraak TG
  Item test: TG signaal

 schakelingen
  Item elektret microphone
  Item Time Domain Reflectometer

 telefonie surplus
  Item Ericsson F-955
  Item Ericsson RS203/RS2062
  Item Nokia NCM30
  Item Nokia NNF30
  Item Nokia RD72
  Item Radiosystem monitoring unit
  Item Radiosystem RS922
  Item Radiosystem RS923
  Item Radiosystem RS950
  Item Radiosystem RS951
  Item Radiosystems RS963
  Item Radiosystems RS9694
  Item RS925 service box

 surplus apparatuur
  Item Bosch Condor 16
  Item Motorola GM950 (70 MHz)
  Item Racal Cougar
  Item Rohill R-2050

 gereedschap
  Item Minipro TL866 programmer
  Item Velleman VTSSC50N soldering iron
  Item Yihua 852D+ soldeering station
  Item ZD-409 desoldering tweezer
  Item ZD-915 desoldering station

 theorie
  Item aarding
  Item antennetuner
  Item circulator/isolator
  Item snubber diode

 werkplek
  Item soldering
  Item workshop tips

 veiligheid
  Item Beryllium oxide
  Item EM veldsterkte
  Item radioactiviteit
  Item harardous radioation?

 overig
  Item SV500


antennetuner

inleiding permalink: http://www.amateurtele.com/index.php?artikel=44&id=#70
Een antennetuner (ATU) wordt nog wel eens als een wonderdoos gezien, maar ook als "kastje belazer" bestempeld. Om enige helderheid te verschaffen over wat een ATU doet, hoe het werkt en of je het nodig hebt, heb ik dit artikel in elkaar gezet. De meeste zenders hebben een antenne aansluiting van 50 Ohm impedantie. Voor het gemak wordt in dit artikel daarom 50 Ohm als uitgangspunt gekozen. Andere impedanties kunnen ook, maar dit is uitzonderlijk en het systeem is gelijk, ook bij andere impedanties. De theorie van een ATU bestaat uit een aantal elementen de samenhangen met elkaar. Vandaar dat het lastig is om een compleet en overzichtelijk artikel te schrijven. Geprobeerd is om een beknopt en toch samenhangend artikel te schrijven, het resultaat staat hieronder.

doel permalink: http://www.amateurtele.com/index.php?artikel=44&id=#387
Een antennetuner heeft ten doel de vaste impedantie van de antenne aansluiting van een zendontvanger (doorgaans 50 Ohm) aan te passen aan een antenne dat (net) geen 50 Ohm is. In de meest ideale situatie is de zender, transmissielijn en de antenne van dezelfde impedantie. Dan zijn er (in theorie) geen verliezen en is er geen antennetuner nodig. Deze situatie is hieronder weergegeven.

image

Helaas is in de praktijk de impedantie van een antenne niet exact gelijk aan de transmissielijn en/of de zender. Als een antenne geschikt is voor meerdere frequentiebanden, is de kans aanwezig dat de impedantie niet exact gelijk is aan die van de transmissielijn en/of zendontvanger. Een antenne is namelijk resonant bij één frequentie, zodra je op een andere (naastgelegen) frequentie afstemt, wijkt de impedantie al af. Het resultaat is dat vermogen niet door de antenne wordt uitgestraald en terug kaatst de zender in of omdat vermogen door misaanpassing in de transmissielijn verloren gaat door verliezen. Reflecties kunnen ervoor zorgen dat een zender eindtrap kapot gaat als er te veel vermogen gereflecteerd wordt van de antenne terug de eindtrap in. Door het aanpassen van de impedantie middels een ATU, wordt deze reflectie, tot in zekere mate, teniet gedaan.

opstelling permalink: http://www.amateurtele.com/index.php?artikel=44&id=#388
In de basis ziet een radiostation er als volgt uit: zendontvanger > staandegolfmeter > antennetuner > transmissielijn > (balun) > antenne. De zender dient altijd op 50 Ohm impedantie te werken, dat kan met behulp van een antennetuner mits de antenne geschikt is, hier kom ik later op terug. Met een staandegolfmeter kan vast worden gesteld wat de reflecties zijn die terug komen vanaf de antenne. Bij een voldoende lage staandegolfverhouding (SWR) zijn de reflecties nihil en is er geen risico voor de zender. Doorgaans is bij een voldoende lage SWR de antennetuner goed afgestemd.

wonderdoos permalink: http://www.amateurtele.com/index.php?artikel=44&id=#389
Een ATU wordt soms ook wel als een "wonderdoos" gezien om alle problemen op te lossen tussen de antenne en de zender. Helaas is dit niet het geval. Met een tuner is het (in theorie) in een extreem geval mogelijk om een "antenne" van één meter draad (met bijvoorbeeld 600 Ohm als impedantie) aan te passen op een zender van 50 Ohm. Dan lijkt de samenstelling goed te presteren omdat de SWR voldoende laag is als er geen/weinig reflecties zijn. Maar er is ook een transmissielijn met een eigen impedantie (bij coax kabel meestal 50 Ohm). Dan is het goed mogelijk dat door de misaanpassing van 50 Ohm transmissielijn naar een 600 Ohm antenne veel vermogen verloren gaat in de transmissielijn. Het vermogen dat verloren gaat, wordt niet gereflecteerd, dus blijft de SWR laag. Dit voorbeeld is hieronder weergegeven.

image

Dit lijkt volgens de indicatie van de meter dus een goede situatie omdat de SWR meter geen reflectie aantoont, maar het is geen goede beoordeling omdat het vermogen niet uitgestraald wordt door de antenne maar verloren is gegaan door verliezen in de kabel. Oftewel, een antennetuner doet waarvoor deze gemaakt is, het aanpassen van een impedantie. Maar de antenne presteert onder de maat dat het "hogere doel" van een effectieve opstelling niet behaald is. Dus de antennetuner "belazert" je niet, maar de interpretatie van de meting is onjuist en het probleem zit in de antenne. Het is misschien een overdreven voorbeeld, maar het draagt bij aan de beeldvorming. Als er een dummyload aan wordt gesloten op de antenne aansluiting, is de SWR optimaal, dus geen reflecties en andere verliezen. Maar er wordt geen signaal uitgezonden.

image

De antenne is het belangrijkst van het hele zend-/ontvangststation, dat is de basis. Zorg dat de antenne zo goed mogelijk resonant is door de juiste impedantie zo goed mogelijk te benaderen (via een balun bijvoorbeeld) en het verschil in impedantie dat overblijft kan opgevangen worden door een ATU. Hieronder is bovenstaande situatie te zien, maar dan met een 1:9 balun toegepast. De impedantie is dan met een verhouding van 1:9. Dus 50 Ohm is is 450 Ohm uit. Er is een antenne aangesloten dat bijvoorbeeld 600 Ohm is. Na de balun is de impedantie ongeveer 67 Ohm. Als er een 67 Ohm belasting op een 50 Ohm coax kabel wordt aangesloten is er een missaanpassing met verlies als gevolg, maar dat is acceptabel. 67 Ohm is een veel kleinere aanpassing dan 600 Ohm als er geen balun wordt toegepast.

image

werking permalink: http://www.amateurtele.com/index.php?artikel=44&id=#390
Er zijn meerdere soorten antennetuners. Wat ze gemeen hebben zijn twee componenten. De spoel en condensator. Het aantal en de vorm van de componenten kan variëren, maar in de basis is de toepassing gelijk. Door een spoel en een condensator te koppelen ontstaat er een "netwerk". Het wordt ook wel een LC-netwerk genoemd om de "L" voor spoel staat en de "C" voor condensator. Deze twee componenten kunnen energie opslaan. De spoel kan een magnetisch veld opslaan en een condensator kan een elektrisch veld opslaan. Zonder te veel in de technische details te ververvallen komt het er op neer dat door het kiezen van de juiste waarde de impedantie aangepast kan worden tussen de ene kant van het netwerk en de andere kant van het netwerk. Door de waarden zo te kiezen, is bijvoorbeeld aan de ene kant een impedantie van 50 Ohm bij de zender en aan de andere kant een impedantie van 60 Ohm aan de antenne kant. Als de antenne dan 60 Ohm is, is de antenne goed afgestemd op de zendontvanger.

ontwerp permalink: http://www.amateurtele.com/index.php?artikel=44&id=#391
Zoals gezegd zijn er meerdere samenstellingen van spoelen en condensatoren om een tuner te verkrijgen. Zo heeft het er ook mee te maken of je een symmetrisch of een niet symmetrische transmissielijn hebt. Een coax kabel is niet symmetrisch en een open lijn is wel symmetrisch. Kort gezegd komt het er op neer dat een transmissielijn symmetrisch is als de signaaldraden ten opzichte van de massa/aarde een gelijke spanning hebben. Van elk draad van een open lijn is er een potentiaalverschil naar de massa. Van een coax kabel heeft de binnenkern een potentiaalverschil ten opzihte van de aarde, maar de mantel heeft dat niet, deze is gekoppeld aan deaarde. De werking van de tuner tussen deze twee systemen is gelijk, alleen is de constructie anders. Uit gemak en eenvoud is besloten om alleen niet symmetrisch systeem te behandelen.

L-netwerk (met rolspoel)
In de basis is één spoel en één condensator nodig. Neem je een spoel in de doorgaande leiding en een condensator van de doorgaande leiding naar de massa is er al een tuner. (L-tuner) De volgorde van de twee componenten bepaalt in het geval van spoel en condensator of de antenne kant een lagere impedantie heeft dan de ingang (zender kant) of bij de volgorde condensator en spoel een hogere impedantie dan de ingang (wederom zender kant). Wanneer de spoel traploos ingesteld kan worden, zoals bij een rolspoel, is één spoel en één condensator voldoende. Door de volgorde van de twee componenten te veranderen door bijvoorbeeld een schakelaar kan in beginsel alles worden afgestemd. Als de impedantie van de antenne gelijk is aan de impedantie van de zendontvanger, is de tuner lastig af te regelen omdat een impedantie verhoud van 1:1 moeilijk te bereiken is. Daar er dan geen ATU nodig is, is het verstandig om een "bypass"mogelijkheid in te ATU op te nemen zodat de zender direct aan de antenne gekoppeld wordt zonder tussenkomst van de ATU.

T-netwerk (met spoel met aftakkingen)
Helaas zijn rolspoelen duur en groot en er wordt dan ook wel voor een vaste spoel gekozen met schakelbare aftakkingen. Dit werkt ook goed en is compacter, maar er kan een kleine misaanpassing ontstaan omdat de exacte waarde van inductie niet beschikbaar is. Om dat op te vangen word er niet één maar twee condensatoren toegepast. De twee condensatoren staan in serie van de transmissielijn en de spoel wordt aan de ene kant aangesloten tussen de twee condensatoren en aan de andere kant aan de massa verbonden. Zo zal de ene condensator vrijwel altijd tegen de maximale capaciteit staan (benadering van maximale koppeling) waarbij de andere bijgeregeld dient te worden voor optimale aanpassing. Als de spoel optimaal afgestemd is, is één van de twee condensatoren dan ook niet nodig. Het netwerk met twee componenten in serie en één parallel wordt een T-netwerk genoemd vanwege de vorm. Deze heeft een hoog rendement en is daarmee prettig. Een L-netwerk is eigenlijk ook een T-netwerk, maar omdat één condensator "vervangen" is door een "draadbrug", is het een T-netwerk meer.

Pi netwerk
Een alternatief is een Pi-netwerk. In dat geval staan er twee componenten parallel en één in serie. De oplettende lezer zal ontdekken dat een Pi-netwerk er hetzelfde uit ziet als een laag doorlaat filter. Daarom kan dit als reden aangevoerd worden om dit ontwerp te kiezen. Echter is een ATU niet om harmonischen te dempen, dat dient al in de zender te gebeuren, dus voor mij geen relevant argument om voor een Pi-netwerk te kiezen. Een ander nadeel is dat de waarden van de componenten (veel) groter dient te zijn. Dit zorgt voor grote componenten die daarmee ook duur zijn. Vandaar dat mijn voorkeur naar een T- of L-netwerk uitgaat.

werkelijke componenten permalink: http://www.amateurtele.com/index.php?artikel=44&id=#392
Het type componenten die toegepast worden in een antennetuner (voor de HF banden) kunnen verschillen.

condensator
De condensator heeft meest al een waarde van 0-250pF. Dit is veelal een luchtcondensator. De plaat afstand tussen de "rotor en stator" bepaalt de maximale spanning ofwel het maximale vermogen. Als vuistregel wordt één kilovolt per millimeter aangehouden als grens voor vonkoverslag. Dus met een plaat afstand van twee millimeter kan er tot twee kilovolt worden gewerkt. Houd er rekening mee dat bij groot impedantie verschil aan de antennekant, de spanningen hoog op kunnen lopen. Grotere plaat afstand kiezen kan hier verstandig zijn als een grote misaanpassing moet worden opgevangen. Vonk overslag treed in vacuüm veel minder snel op. Bij grote vermogens (spanningen) worden doorgaans vacuümcondensatoren toegepast. Dit zijn vaak glazen "potten" met cilindervormige koperen delen die in elkaar kunnen schuiven. Hoever de koperen cilinders in en uit schuiven bepaalt de capaciteit. Vacuüm condensatoren zijn helaas prijzig en als er niet met grote vermogens wordt gewerkt, is een luchtcondensator het alternatief. Om de capaciteit van een luchtcondensator te vergroten, worden ook wel condensatoren van een vaste waarde via een schakelaar aangesloten. Daarmee wordt het bereik vergroot.

spoel
In het meest ideale geval wordt er gebruik gemaakt van een rolspoel. Deze is traploos in te stellen op de gewenste inductie. Helaas zijn rolspoelen lastig zelf te maken, groot en veelal stevig aan de prijs. Het alternatief is een vaste spoel nemen en de gewenste inductie waarde kiezen door middel van aftakkingen op de vaste spoel. Met een (meerstanden) schakelaar kan de gewenste aftakking van de spoel worden geselecteerd en daarmee de bijbehorende inductie gekozen. De diameter, lengte, afstand tussen de draden bepaalt de hoeveelheid inductie.

balun permalink: http://www.amateurtele.com/index.php?artikel=44&id=#393
Er zijn ATU's te koop met ingebouwde baluns (balanced/unbalanced). Dan kan een open lijn aangesloten worden op een ATU. Als de impedantie van de antenne niet overeenkomt met de transmissielijn, betekent het dat de gehele transmissielijn niet optimaal werkt en kan gaan dempen. Verstandig is het daarom om ervoor te zorgen dat de impedantie van de transmissielijn zo goed mogelijk bij de eigen impedantie is door de balun aan het einde van de transmissielijn voor de antenne te plaatsen. Een langdraad antenne heeft ongeveer 600 Ohm als impedantie. Via een 1:9 balun wordt de impedantie daarmee verlaagd naar 66,7 Ohm. Dan heeft de transmissielijn van 50 Ohm een misaanpassing omdat er 66,7 Ohm gezien wordt. 66,7 Ohm is af te stemmen door de ATU en het geheel werkt goed. Als er geen balun is geplaatst, is de 50 Ohm coax kabel belast met 600 Ohm. Duidelijk mag zijn dat er dan veel vermogen in de coax verloren gaat. Dan kan de SWR goed zijn, maar wordt er weinig uitgestraald omdat er veel energie in de kabel wordt opgenomen door demping. Kortom, zorg dat de transmissielijn al zo goed mogelijk aangepast is aan de impedantie van de zendontvanger, dan hoeft de ATU minder aan te passen en is het rendement veel hoger.

mechanische bouw permalink: http://www.amateurtele.com/index.php?artikel=44&id=#394
De componenten van een ATU slaan elektrische energie op in de vorm van een elektrisch of magnetisch veld. (Niet te verwarren met straling, het is immers niet radioactief.) Het is de bedoeling dat deze elektromagnetische (EM) velden in de behuizing blijven. Immers kunnen deze velden storing veroorzaken en hoewel de wetenschap weinig tot geen bewijs heeft voor effecten op de gezondheid, zou ik geen risico nemen en proberen deze elektromagnetische velden te beperken. De beste methode is om een antennetuner in een metalen behuizing te bouwen. Transparant kunststof is mooi, maar het houd geen elektromagnetische velden tegen, dus mijn advies is om het te vermijden. Sterke elektromagnetische velden zijn aan te tonen met een losse tl-balk. Als deze oplicht, zijn er (sterke) elektromagnetische velden aanwezig.

afstemming in de praktijk permalink: http://www.amateurtele.com/index.php?artikel=44&id=#395
CLC tuner
Zet de zendontvanger op de gewenste frequentie. Zet de condensatoren in het midden zodat beide half ingekoppeld zijn. Schakel nu de spoel schakelaar af zodat de signaalsterkte van ontvangst het sterkst is. Zend (met beperkt vermogen) en regel beide condensatoren zo af dat de SWR zo laag mogelijk is. Waarschijnlijk is één van de twee condensatoren (bijna) volledig ingekoppeld. Als de condensator helemaal ingekoppeld is, staat de spoel exact gelijk. Met andere woorden, deze condensator vangt de afwijking in de spoel op dat deze naast de optimale waarde staat. De andere condensator is voor de daadwerkelijke afstemming. Regel de condensatoren na zodat de optimale aanpassing bereikt is. Als het afstemmen niet lukt is het verstandig om de spoel naar een andere aftakking te schakelen.

LC of CL tuner
Als de impedantie van de antenne lager is dan 50 Ohm, schakel de ATU in LC opstelling. Als de impedantie van de antenne hoger is dan 50 Ohm, schakel de opstelling naar CL. Zet de zendontvanger op de gewenste frequentie. Zet de condensator in het midden zodat deze half ingekoppeld is. Verdraai nu de rolspoel zodat de signaalsterkte van ontvangst het sterkst is. Zend (met beperkt vermogen) en regel de condensatoren zo af dat de SWR zo laag mogelijk is. Regel de spoel en/of de condensator na zodat de optimale aanpassing bereikt is.
image

open de afdrukbare pagina door hier te klikken

contact the administrator
If there are questions, notifications or other kind of information, please let me know by sending a messege to me by using the contact form below. If a responce on your message is desired, please make a note of it in the message. is. In this case, be sure your e-mail address is filled in on the form below.
Note; This message will be sent to the administrator and will not be shown om the website.
name (and callsign):
message:
e-mail address:
Type 9775 in the form field as a check:

AmateurTele.com - © 1984...2017 - Build: 20161003