close

Anmelden

Neues Passwort anfordern?

Anmeldung mit OpenID

HF-Verstärker Tokyo HY Power HL-550FX - Wimo

EinbettenHerunterladen
GERÄTETEST
Innen größer als außen
HF-Verstärker
Tokyo HY Power HL-550FX
Ulfried Ueberschar, DJ6AN
Wer aus Platzgründen bisher
daran gehindert war, sein
Sendesignal im Bedarfsfall
mit etwa 10 dB mehr Output
zu veredeln, der wird sich mit
den Empfehlungen aus dem
Handbuch des HF-Verstärkers
HL-550FX von Tokyo HY-Power
nun ganz sicher angesprochen
fühlen.
D
ie Bedienungsanleitung beschreibt das Produkt wie folgt:
„Dieser kompakte und leichte,
lineare Desktop-HF-Leistungsverstärker
hat eine maximale Eingangsleistung
von 1,2 kW. Unsere Solid-State-Breitband-Power-Amp-Technologie macht
ihn zum kleinsten und leichtesten in
seiner Klasse. Die typische Ausgangsleistung beträgt 550 W (SSB, CW) und
500 W auf 50 MHz; die hierzu erforderliche Treiberleistung liegt zwischen
65…90 W. Durch seine leichte und
kompakte Bauweise eignet er sich vorzüglich für den Einsatz bei DXpeditionen.“
Angeliefert wird der HF-Verstärker
HL-550FX im Wert von ca. 3000 € in
einem stabilen Karton mit seitlichen
Griffschalen. Nach dem Öffnen des Kartons ist das Gerät mittels zweier hochklappbarer Laschen aus der inneren
Schaumstoffauskleidung heraus zu heben.
Folgendes Zubehör befindet sich mit in
dem Karton: Das Instruction Manual in
englischer Sprache, ein RG-58U-Kabel
mit zwei PL-259-Steckern zum Verbinden der HL-550FX-Input-Buchse mit
dem Steuersender, zwei Cinch-Stecker
ohne Kabel, passend zu der ALC-Buchse und der STBY-Buchse (= Sende/
Empfangsumschaltung), ein Netzkabel
einseitig bestückt mit einer Kaltgerätekupplung, das andere Kabelende ist
noch mit einem Schuko-Stecker (nicht
CQ DL 10-2013
mitgeliefert) zu bestücken, und sechs
Sicherungen.
Der Blick in das Innere
Für den Test macht mich allerdings
zunächst neugierig, was den HL-550FX
im inneren seines Gehäuses offenbar
größer macht, als es die äußeren Abmessungen von 232 mm × 145 mm ×
392 mm (B × H × T) bei einem Gewicht von nur wenig über 9 kg vermuten lassen. Denn innerhalb dieses
knapp 13½ l Volumens ist nicht nur
der Gegentakt-HF-Verstärker mit seinen
zwei mal zwei Silizium-N-KanalLeistungstransistoren VRF150 mitsamt
Übertragern und allen Filtermitteln untergebracht, sondern auch noch das gut
geschirmte Schaltnetzteil für die Versorgung aus dem Stromnetz ([a] in
Bild 1).
Bild 1:
Blick ins Innere des Gerätes:
(a) Schaltnetzteil, (b) Position der
Glasrohrsicherungen für die Niederspannungsseite, (c) Netzsicherungen
705
GERÄTETEST
T4 (Manuskriptnummer)
Bild 2: Die Wärmebildkamera zeigt, dass
die Luftaustrittstemperatur durchaus
>50 °C betragen kann
Bild 3:
Auszug aus dem
Datenblatt eines
VRF150 Herstellers.
Der MOSFET-Typ wird
mit 150 W bei
18 dB Gain bis
30 MHz angegeben,
die GesamtVerlustleistung bei
Raumtemperatur
mit 300 W
Zunächst zögerlich, doch dann eher beherzt werde ich durch die Bedienungsanleitung ermutigt, einen Blick in das Innere des Gehäuses zu werfen; denn dort befinden sich neben allen anderen Baugruppen auf der PA-Platine die beiden Glasrohrsicherungen der Niederspannungsseite, für die man das Gehäuse bei Bedarf
zu öffnen hat ([b] in Bild 1).
Vor der ersten Inbetriebnahme habe ich
jedoch noch die beiden sich widersprechenden Herstellerangaben der zu
verwendenden Netzsicherung des
HL-550FX abzuklären. Das englischsprachige Handbuch lobt bei Punkt 2-9,
dass der Netzspannungseingang des
DC-Leistungsversorgungsteils Wechselspannungen von 100…260 V akzeptiert, erkennt und automatisch auswählt. Dann heißt es im Handbuch
weiter; die AC-Hauptsicherung wurde
werksseitig voreingestellt auf 115 V
(oder wie vom Kunden zum Zeitpunkt
der Bestellung gewünscht). Ein Aufkleber und ein Beipackzettel meinen jedoch, ebenfalls in englischer Sprache,
auf das Gegenteil hinweisen zu müssen: „Die AC-Hauptsicherung dieses
Modells wurde werksseitig voreingestellt für 200 V (200…240 V). Wenn
Sie auf AC 100 V (100…120 V) ändern
möchten, ändern Sie die Sicherung in
15 A.“ Dann noch der wichtige Warnhinweis: „Um Verletzungen zu vermeiden, müssen Sie zu Ihrer Sicherheit vor
dieser Änderung den AC-Stecker aus
der Steckdose nehmen.“ Nun weiß ich
also; vor Inbetriebnahme auf jeden Fall
die beiden von außen neben den Koaxbuchsen zugänglichen Netzsicherungen herausschrauben ([c] in Bild 1) und
nachsehen, ob für den 230-V-Betrieb
nicht etwa die für den 110-V-Betrieb
vorgesehenen 15-A-Sicherungen eingesetzt sind. Für den 230-V-Betrieb sind
die 8-A-Sicherungen zu verwenden!
Stromversorgung
und Kühltechnik
Bild 4:
Blockschaltbild der
möglichen
HF-Signalwege
In das Verstärkergehäuse sind zwei kommerzielle Schaltnetzteile für die Gleichspannungsversorgung integriert. 42 V,
20 A für die HF-N-Kanal-Vertikal MOSFET-Leistungstransistoren und +12 V, sowie –12 V zur Versorgung von Baugruppen und Steuerungskreisen. Die Netzteilbaugruppe ist sorgfältig geschirmt und alle Leitungen sind gefiltert, um den Austritt von Transienten und elektromagnetischem Rauschen zu verhindern.
Für Expeditionen in Länder mit 110-VAC-Versorgung ist deshalb auch der fol-
706
CQ DL 10-2013
GERÄTETEST
gende Warnhinweis von Bedeutung:
„Überschreiten Sie niemals die Ausgangsleistung von 500 W, wenn der
Verstärker im Bereich von 100…120 V
AC betrieben wird. Andernfalls fährt
der Überstromschutz die Drain-Spannungsversorgung für fünf Minuten herunter. Die ‚O.DRIVE‘-LED leuchtet
dann auf. Um den HL-550FX neu zu
starten, schalten Sie den Power-Schalter aus (Off) und warten Sie fünf Minuten. Und schalten dann den PowerSchalter wieder ein.“
Aber auch beim 230-V-Betrieb ist auf
folgendes zu achten. Der auf der Rückwand des HL-550FX montierte Lüfter
bläst die Umgebungsluft in Längsrichtung in das Gehäuse ein. Im Inneren
teilt sich der Luftstrom auf die HF-Endstufe und auf die Schaltnetzteilbaugruppen auf. Die Warmluft-Austrittsgitter befinden sich oben auf dem Gehäuse (Bild 2). Das lange Gitter befindet
sich über dem Kühlkörper des Leistungsverstärkers, das kurze Gitter
über dem Schaltnetzteil. Die LED-Anzeige O.HEAT (Over Heat) leuchtet auf,
wenn der Kühlkörper des Verstärkers
80 °C erreicht. Der Verstärker schaltet
dann auf den Empfangsmode um.
Weitere technische Details
Die verwendeten HF-N-Kanal-Vertikal
MOSFET-Leistungstransistoren VRF150
sind auf alle Lebensdauer begrenzenden Daten, z.B. maximal zulässige
Drain-Source-Spannung, Drain-Strom
und Operating Junction Temperatur offenbar sehr im Hinblick auf Zuverlässigkeit ausgewählt (Bild 3). Zudem sorgt
die bereits genannte Überstromschutzschaltung zuverlässig auch bei Fehlanpassung am Antennenanschluss dafür,
dass bei kritischen Betriebszuständen
die Drain-Spannungsversorgung herunter geschaltet wird und für den Operator die O.DRIVE-Lampe aufleuchtet.
Bild 5:
Auf der Rückwand
sitzt der große
Lüfter zur Kühlung
des Schaltnetzteils
und des HF-Verstärkers. Die beiden
Koax-Buchsen für
Input und Output
sind von oben sichtbar beschriftet
Auch für diesen Fall ist es erforderlich,
den Power-Schalter auszuschalten (Off)
und dann wieder einzuschalten.
Das Blockschaltbild (Bild 4) zeigt die
beiden möglichen HF-Signalwege.
Wenn sich der Verstärker im StandbyMode befindet, schaltet die Gate-Vorspannung die Endstufentransistoren
aus. Das vom Transceiver kommende
HF-Signal wird in dieser Schaltstellung
unverstärkt zur Antenne geleitet. Für
den Empfangsfall kann das von der Antenne kommende Signal unmittelbar
zum Rx gelangen.
Im Operate-Mode werden bei getastetem Transceiver die Leistungstransistoren
über die Gatespannung eingeschaltet. Damit schalten auch die beiden Relais den
Verstärker an die Input- und die OutputBuchsen. Der Verstärker arbeitet nun mit
seiner vorgesehenen Verstärkung.
Das Treibersignal des Transceivers erreicht die Detector-Unit, in der die Eingangsleistung gemessen wird. Überschreitet diese 100 W, so zeigt die Protection Unit „Over-Drive“ und der Verstärker wird abgeschaltet. Die DetectorUnit misst auch den Ausgangspegel des
Verstärkers. Und wenn der Quotient
aus Ausgangsleistung und Eingangsleistung geringer ist, als es dem Konzept
des Verstärkers entspricht, dann wird
dies als Hinweis für eine Fehlfunktion
angezeigt. Als Beispiel sei die falsche
Wahl des Tiefpassfilters (Schalter auf
der Frontplatte) genannt. In der Frequenzdetector-Unit wird zudem die
Frequenz des Ansteuersignals gemessen. Liegt sie zwischen 26…28 MHz so
wird der Verstärker gemäß FCC-Verordnung abgeschaltet.
Zur Handhabung
Sehr übersichtlich und gut ablesbar
sind die Bedienelemente auf der Frontplatte. Auf dem Zeiger-Vielfach-Instrument mit der Bezeichnung „METER“
sind je nach Stellung des Schalters folgende Messwerte abzulesen:
• PF der Effektivwert der Leistung der
an die Antennenbuchse abgegebenen
Vorwärts-Welle,
• PR der Effektivwert der Leistung der
reflektierten Welle,
• VD die Drainspannung der Endstufentransistoren,
Bild 6:
Zwei Messungen in
einem Bild: Jeweils:
Doppeltonabstand
1,1 kHz; 0 dBm ~
600 W. Links: Pav =
200 W/PEP = 400 W;
rechts: Pav = 300
W/PEP = 600 W
CQ DL 10-2013
707
GERÄTETEST
T4 (Manuskriptnummer)
Bild 7: Das geräteeigene Wattmeter stellt den Effektivwert der Leistung dar
• ID der Drainstrom der Endstufentransistoren.
Die Bezeichnungen der „PROTECT“LED bedürfen wohl kaum weiterer Erläuterungen.
Wird zum Beispiel, wie bereits angedeutet, mit dem Schalter „BAND“
nicht der für die Sendefrequenz zugehörige Frequenzbereich gewählt, so
wird bei Ansteuerung auch hier die
Schutzschaltung wirksam.
Bild 8:
Messung der
Umschaltzeit:
Spannungsverlauf
der Schaltspannung
(unten) an der
STBY-Buchse, HFAusgangssignal mit
20 ms/Teil entlang
der Zeitachse
(oben)
708
Auf der Rückwand befinden sich neben
den beiden HF-Buchsen vom Typ
SO-239 für den HF-Input und -Output
und dem Kaltgeräteeinbaustecker für
den Netzanschluss zwei Cinch-Buchsen, ein Potenziometer (Bild 5) und
ein Erdungsanschluss.
Wird der Mittelkontakt der CinchBuchse mit der Bezeichnung STBY an
Masse gelegt, so gelangt die von der
Buchse Input kommende HF auf den
Verstärker-Eingang und das verstärkte
Ausgangssignal auf die Buchse Output.
Zwischen Mittelkontakt der CinchBuchse und Masse fließen dann ca. 38
mA. Die Leerlaufspannung bei geöffneter STBY-Verbindung beträgt beim Testgerät ca. 10,4 V.
An der ALC-Buchse kann eine von der
Ausgangsleistung abhängige Regelspannung für den Steuersender abgenommen-
und über das Potenziometer eingepegelt
werden.
Bei dem Testgerät wurden UALC = –1,5 V
bei einer Sinus-Ausgangsleistung von
Pav = 20 W gemessen und UALC = –10 V
bei Pav = 250 W. Die gerätespezifisch
empfohlene Regelspannung ist dem
Handbuch des jeweiligen Trx-Herstellers zu entnehmen.
Die spektrale Reinheit
Absatz 3, § 17 AfuV legt für den Betrieb
einer Amateurfunkstelle fest, dass die Bestimmungen des Gesetzes über die elektromagnetische Verträglichkeit von Betriebsmitteln (EMVG) unberührt bleiben,
das heißt, dass sie auch im Geltungsbereich des Gesetzes über den Amateurfunk für den hier beschriebenen HFLeistungsvertärker Tokyo HY Power
HL-550FX anzuwenden sind.
Zu untersuchen war also, ob unerwünschte Signale die Anforderungen an
die elektromagnetische Verträglichkeit
einhalten. Dies betrifft sowohl die Oberwellen des erwünschten Signals als auch
zum Beispiel die beim Zweitontest als
Intermodulationsprodukte entstehenden
unerwünschten Signale.
Die beiden für die Messung erforderlichen
Zweitonsignale wurde über Tiefpassfilter
von Oberwellen befreit und einem PowerCombiner der Input-Buchse des Tokyo HY
Power HL-550FX zugeführt. Für die Darstellung der Spektren wurde ein Spektrum-Analyzer HP8594E und ein ADAT
ADT-200A mit der aktuellen Scope-Software über die erforderlichen Leistungsdämpfungsglieder eingesetzt.
Der geprüfte Verstärker entsprach bezüglich unerwünschter Abstrahlungen den
Anforderungen der aktuellen ETSI
EN301.783-1 auf allen Kurzwellenbändern und 50 MHz (Bild 6).
Es sei jedoch nicht verschwiegen, dass
sich Intermodulationsverzerrungen auch
bei diesem Verstärker im Gegensatz zu
Röhrenverstärkern schon bei geringer
Übersteuerung als Verzerrungen der eigenen Modulation bemerkbar machen und
auch das QSO im Nachbarkanal mit elektromagnetischer Störung füllen können.
Um ungewollten Intermodulationsverzerrungen vorzubeugen und Fehlinterpretationen bezüglich der angezeigten
Sendeleistung zu vermeiden, sei an dieser
Stelle zudem darauf hingewiesen, dass
auf dem Wattmeter des HL-550FX der Effektivwert (Pav) der Sendeleistung und
nicht PEP angezeigt wird. Ein Hinweis in
der Bedienungsanleitung oder auf der
Skala des Messgerätes wäre hier von Vorteil (Bild 7). Bei einem Zweitonsignal mit
einem PEP = 750 W zeigt der Skalenzeiger somit auf Pav = (750/2) W!
Für den BK-Verkehr und für den Vox-Betrieb sind auch die Umschaltzeiten zwischen Senden und Empfangen von Interesse. Für diesen Test wurde ein HF-Signal geringer Leistung an die Eingangsbuchse Input des HL-550FX gelegt und
die Buchse STBY für die Dauer eines zu
beobachtenden Messintervalles geschaltet. Das Schirmbild (Bild 8) des Zweikanaloszilloskops zeigt auf der unteren
Bildschirmhäfte den Spannungsverlauf
der Schaltspannung an der STBY-Buchse
und darüber das HF-Ausgangssignal mit
20 ms/Teil entlang der Zeitachse.
Zum guten Schluss
Obwohl in diesem Bericht die messtechnischen Bewertungen im Vordergrund standen, sei doch als kurze Erfahrung aus der Praxis noch abschließend bemerkt, dass der HL-550FX auch
bei der sonntäglichen Übertragung des
Köln-Aachen-Rundspruchs
während
der einsetzenden Mittagsdämpfung auf
dem 80-m-Band die gewohnten Rapporte in Qualität und Quantität möglich
machte.
Ein besonderer Dank gebührt der Firma
WiMo für die Leihgabe des getesteten
Verstärkers und für die Verbindung zum
Hersteller in JA zur Klärung technischer
Details, die in diesem Bericht mit verarbeitet werden konnten.
Nebenaussendungen definiert
• In 250 % · 4 kHz = 10 kHz Abstand von
der vertikalen Symmetrieachse des Pegelbildes ist die Absenkung der Intermodulationsamplituden zu bestimmen.
• Die Absenkung gegenüber PEP muss [43
+ 10log(PEP)} dB oder 50 dB betragen,
je nachdem, was weniger hohe Anforderungen stellt.
CQ DL 10-2013
Document
Kategorie
Technik
Seitenansichten
1
Dateigröße
435 KB
Tags
1/--Seiten
melden