Anten­nen­tu­ner Ver­si­on 1.2

Nach­dem die erste Ver­si­on des Anten­nen­tu­ners (hier und hier) seit einem Jahr sehr zufrie­den­stel­lend läuft, soll­te nun eine neue Ver­si­on mit ver­bes­ser­ten Funk­tio­nen gebaut wer­den. Die erste Ver­si­on ist ein gefrä­ster Pro­to­typ, der jeweils nur sechs Spu­len und Kon­den­sa­to­ren schal­ten kann. Das ist aus­rei­chend, denn eine unge­nü­gen­de Anpas­sung bis zu einem Steh­wel­len­ver­hält­nis von 3 kann der ein­ge­bau­te Tuner im IC-7300 gut kom­pen­sie­ren. Nun soll­te eine mecha­nisch kom­pa­ti­ble Lei­ter­plat­te ent­wickelt wer­den, die auf­grund ihrer pro­fes­sio­nel­len Fer­ti­gung enge­re Lei­ter­bahn­füh­run­gen und somit letzt­lich auch jeweils acht Spu­len und Kon­den­sa­to­ren schal­ten kann. Sie passt damit in das bereits am Anten­nen­mast mon­tier­te alte Gehäuse.

Als Steue­rung wird wie­der das ATMEGA644PA-AU Board (bzw. die gering­fü­gig über­ar­bei­te­te Vari­an­te V1.1) und der dazu pas­sen­de Relais­trei­ber in der Ver­si­on 1.1 ein­ge­setzt. Sie haben sich inzwi­schen bei­de gut bewährt und sie sind recht immun gegen HF-Stö­run­gen. Auf einem oder zwei Bän­dern gibt es bei maxi­ma­ler Aus­gangs­lei­stung Kom­mu­ni­ka­ti­ons­feh­ler, die nach Abschal­ten der HF wie­der ver­schwin­den. Auch Maus und Tasta­tur am PC haben sol­che Aus­set­zer. Das könn­ten Direkt­ein­strah­lun­gen von der nur weni­ge Meter ent­fern­ten Draht­an­ten­ne sein, es könn­te auch an dem man­gel­haf­ten Man­tel­wel­len­fil­ter liegen.

Hier ist der Schalt­plan des Tuners:

Und hier das gesam­te KiCad V6.0 Projekt:

Die Induk­ti­vi­tä­ten und Kapa­zi­tä­ten ver­dop­peln sich mit jeder Schalt­stu­fe (unge­fähr), daher gibt der klein­ste Wert jeweils die Schritt­wei­te an. Für die Kon­den­sa­to­ren wur­de eine Kas­ka­de von 2,5 pF bis 330 pF gewählt, für die Spu­len 80 nH bis 10,24 µH. Wegen der unver­meid­li­chen para­si­tä­ren Kapa­zi­tä­ten und Induk­ti­vi­tä­ten, sind die nied­rig­sten ein­stell­ba­ren Wer­te aber jeweils höher, als die Schritt­wei­te. Die höch­sten ein­stell­ba­ren Impe­dan­zen sind jeweils die Sum­me der Ein­zel­ele­men­te, zuzüg­lich der dann nicht mehr ins Gewicht fal­len­den para­si­tä­ren Impedanzen.

Die Spu­len wur­den alle als kern­lo­se Spu­len gewickelt, die­je­ni­gen mit hohen Induk­ti­vi­tä­ten zwei­la­gig. Dazu waren die hier gemach­ten Erfah­run­gen hilf­reich. Kern­lo­se Spu­len haben gegen­über Spu­len mit Fer­rit­kern gene­rell den Vor­teil höhe­rer Güte und höhe­rer Belast­bar­keit. Man muß sich um die magne­ti­sche Sät­ti­gung kei­ne Gedan­ken machen. Anders als Fer­rit­kern­spu­len haben kern­lo­se Spu­len aber den Nach­teil, daß sie wegen der höhe­ren Win­dungs­zahl und damit höhe­ren para­si­tä­ren Kapa­zi­tä­ten eine nied­ri­ge­re Selbst­re­so­nanz­fre­quenz haben. Gera­de bei den höhe­ren Kurz­wel­len­bän­dern sind daher die gro­ßen Spu­len nicht mehr nutz­bar, nor­ma­ler­wei­se aber auch nicht notwendig.

Der Tuner ist ganz sim­pel auf­ge­baut, nur als jeweils acht kas­ka­dier­te Spu­len und Kon­den­sa­to­ren. Es gibt kei­nen Richt­kopp­ler, mit dem ein auto­ma­ti­scher Abgleich mög­lich wäre. Wider­stands- und Kon­den­sa­tor­kas­ka­de kön­nen unab­hän­gig von­ein­an­der mit der Kom­mu­ni­ka­ti­ons­soft­ware am PC ein­ge­stellt wer­den. Ein wäh­rend des Abgleichs mit­lau­fen­der VNWA zeigt sofort die resul­tie­ren­de Impe­danz an. Liegt die mög­lichst nahe bei 50 Ohm, wer­den die Ein­stel­lun­gen für das jewei­li­ge Band gespei­chert und spä­ter im Funk­be­trieb wie­der gele­sen und ein­ge­stellt. Damit ist es mit einem 20 m lan­gen Anten­nen­draht auf allen Kurz­wel­len­bän­dern, inklu­si­ve der WARC Bän­der und inklu­si­ve der 4 m und 6 m Bän­der gelun­gen, das Steh­wel­len­ver­hält­nis auf unter 3, mei­stens sogar unter 1,5 zu bekom­men. Die ein­zi­ge Aus­nah­me ist das 160 m Band, für das ein 20 m lan­ger Draht ein­fach zu kurz ist. Ein Steh­wel­len­ver­hält­nis von 3 oder weni­ger kann der ein­ge­bau­te Anten­nen­tu­ner im IC-7300 kom­pen­sie­ren. Im soge­nann­ten Emer­gen­cy Mode gelingt sogar eine not­dürf­ti­ge Anpas­sung auf dem 160 m Band. Damit ist immer­hin Betrieb mit der hal­ben Maxi­mal­lei­stung mög­lich, also 50 Watt. Über den Wir­kungs­grad die­ser Anten­ne soll­te man sich frei­lich kei­nen Illu­sio­nen hingeben.

Hier noch ein paar Fotos des fer­tig auf­ge­bau­ten Tuners

Seit ein paar Tagen läuft der Tuner nun im Pro­be­be­trieb und zeigt bis­her kei­ne Auffälligkeiten.

Der Voll­stän­dig­keit hal­ber hier noch der Quell­code für den ATMEGA644:

und der Quell­code für die Host-Kommunikationssoftware:

Für den ATMEGA ver­wen­de ich z.Zt. Micro­chip Stu­dio V 7.0 und für die Host Soft­ware Visu­al Stu­dio 2022. Bei­de Tool­pa­ke­te sind kosten­los von den Web­sites der Anbie­ter (Micro­chip bzw. Micro­soft) herunterzuladen.