stappenverzwakker

Zelfbouw A-35.
Verzwakker.

Bouwpakket stappenverzwakker voor A-35.

In februari 2009 starten we met een nieuw bouwproject.
En wel een stappenverzwakker.
De bouwkits gaan 12.50 kosten.
De levering start op 6 februari 2009 tijdens de club bijeenkomst.
Gezien het succes met de eerdere bouwprojecten.
Wees er snel bij. Want op is op.
Een stappenverzwakker instelbaar in 1 dB stappen tot 40 dB
Een verzwakker is voor heel wat zaken bruikbaar. De reden voor het project zit echter in de frequentieteller die we hiervoor gemaakt hebben.
De UHF poort daarvan is namelijk erg gevoelig voor teveel signaal want dan gaat de voordeler stuk. Om dat nu te voorkomen is het gebruik van een verzwakker de juiste oplossing, zeker als je in kleine stapjes, in ons geval stappen van 1dB het signaal kunt laten toenemen totdat een stabiele uitlezing bestaat.

Je kunt ook de s-meter van je transciever of ontvanger eens nakijken. Want een S-punt is volgens internationale afspraken 6 dB. Maar er zijn maar weinig meters die dat goed aangeven. Ook is het mogelijk met een verzwakker de versterking van een versterkertrap te meten. Zo zijn er nog veel meer toepassingen mogelijk.
Eigenschappen
Een instelbare verzwakker wordt voor een specifieke impedantie ontworpen. In ons geval is dat 50 ohm. Dat is zowat de meest gebruikte impedantie voor coaxkabels bij amateurs wereldwijd.

Omdat de verzwakker met precisieweerstanden werkt en weerstanden een maximale dissipatie hebben is het maximale vermogen dat in een verzwakker mag worden gestopt uiteraard beperkt door de gebruikte weerstanden. Maar ook door hoeveel er in een zo’n stap verzwakt wordt.
Neem even aan dat we van 1W naar 0,5 W verzwakken, 3 dB.
In die stap wordt dus 0,5 W in de weerstanden gedissipeerd en die moeten dat dus kunnen opnemen. Maar 3 dB is ook 1 dB + 2 dB. Als daar dezelfde weerstandjes inzitten kun je door kleine verzwakking aan de ingang met kleine weerstandjes nog een aardig vermogen verwerken.
Maak je gebruik van de stappen, 1,2,3 en 6 dB dan kan onze verzwakker heel goed 5 W HF verwerken. Maar niet als je dat in de stap 20dB met een paar 0,6 W weerstandjes aan de andere kant erin gaat stoppen.

Met Andere Woorden:
Als je in een paar 0,6 W weerstand 99% van 5 W stopt, zeg maar 5 W, dan zullen die dat niet zo heel lang kunnen verwerken: 20 db is 100 maal verzwakken en dus gaat dat allemaal in met name twee kleine weerstandjes.
Verdeel je het te dissiperen vermogen over 1, 2, 3 dB dan gaat daar respectievelijk 20%, 37% en 50% inzitten: Begin je met 1W dan dissipeert de 1dB stap 200mW, de 2dB nog maar 37% van 800mW (296 mW) en de 3 dB stap 250 mW(nl. 50% van wat er dan nog over is), dus de 5 W is goed verdeelt; daarna is nog maar 25% over van waar je mee begon.
Verzwak je maar 1 dB dan hoef je maar 20% in een paar weerstandjes te dissiperen en bovendien is de belangrijkste daarvan dubbel uitgevoerd en 2W kunnen drie weerstandjes heel erg lang volhouden.
Met andere woorden: maak van de kant waar je met de 1 dB stap begint de kant waar je vermogen instopt en gebruik die 1 dB stap (+ 2 en 3 dB stappen) dan ook en gebruik zeker niet de kant waar 20dB in een keer moet worden opgevreten.

Hou je gedachten er dus goed bij als je dit redelijk nauwkeurig stukje meetgereedschap gaat gebruiken. Ook zo’n 10W gaat nog wel voor enkele seconden mits de 1,2 en 3 dB stappen aanstaan, maar meer dan 10W niet!

Nauwkeurig? Dat hangt natuurlijk ook van de frequentie af. Want een stukje leiding van zo’n 5% van de golflengte, dat niet de juiste impedantie heeft, maakt metingen onbetrouwbaar. Dat is bij onze verzwakker met name het geval bij 0 dB demping. Want de doorlopende leiding gaat door een aantal schakelaars heen. Die zijn zeker geen 50 ohm bij heel hoge frequenties.
Hoe bruikbaar is deze verzwakker dan wel? Voor alle korte golfbanden en ook nog de 6 meter-band is de impedantieafwijking gering en de verzwakker erg nauwkeurig. Ook voor 144 MHz is de verzwakker prima bruikbaar daarboven gaat de nauwkeurigheid stilaan achteruit. Ook op 432 en 1296 MHz is er nog goed mee te werken mits je maar niet de 0 dB wilt gebruiken. Want dan wordt de impedantie door al de doorverbindingen nogal wat geweld aangedaan. Kijk maar eens gewoon met een ohmmeter tussen de binnenader en massa wat de weerstand is. Die moet aardig in de buurt van 50 ohm liggen als je een aantal verzwakkerstappen aanzet. Deze mag niet meer dan een enkele ohm afwijken bij grotere verzwakkingen dan 20dB. Zo heb je, behalve kijken of er verbrande weerstanden inzitten, ook een aardige meetmogelijkheid om te zien of de verzwakker nog heel is nadat je < natuurlijk per ongeluk> er de 100W van je transceiver er even ingestopt had…hij is dan namelijk zo stuk!
De bouw
Zoals bij al onze projecten is het ook hier zaak met het kastje te beginnen. In dit geval een blikken doosje waarin een aantal schotjes passen. Gebruiken we die niet goed (of als ze niet goed aan ‘massa’ liggen) dan waait het signaal zo van de ingang naar de uitgang. Want let op, 40 dB is wel 10000 maal verzwakking en 20 dB 100 maal. Naarmate de werkfrequentie hoger is, wordt een kleine capaciteit van in naar uitgang een steeds lagere impedantie en de meetfout dus groter. Dat is ook de reden dat er een klemdekseltje op moet.

Het netste is het als we, met inachtname van de schotjes de schakelaartjes mooi symmetrisch in het midden neerzetten. Het beste is de zwarte lak van de schakelaartjes af te vijlen en de uiteinden even snel te vertinnen en de schakelaartjes in het blikje te solderen. Schroeven met M2 schroefjes kan ook maar dan is de ‘aarding’ van de schakelaartjes bij hogere frequenties niet zo best en de bruikbaarheid alleen op de korte golfbanden betrouwbaar.

Om het er netjes uit te laten zien kun je het blikje het beste aan de binnenkant aftekenen.
Die rechthoekige gaatjes voor de schakelaars gaan wat lastig maar als je nauwkeurig twee 4,5 mm gaatjes (eerst goed centeren!) boort en er een goed vijltje doorhaalt is het best te doen.
Maak de gaten voor de BNC chassisdelen met platte kantjes door ze op 8 mm te boren en met een plat vijltje en een rattenstaart passend te maken want dan draaien deze niet mee (kun je ook de moeren goed strak aandraaien!).

Zorg dat je op de plaats waar de doorgaande draad tussen de schakelaars de tussenschotjes passeert een gaatje van zo’n 4 mm in de tussenschotjes boort. Kijk maar eens naar de foto’s van het prototype in de diverse fasen van de opbouw.

Als alles mechanisch klaar is moet de eigenlijke bouw een eenvoudig klusje zijn geworden. Wel de weerstanden goed uit elkaar houden natuurlijk!
Dan is het van de uiteinden naar het midden toewerken en is het zaak maar een absoluut minimum aan draadjes aan de weerstandjes te laten zitten, zowel aan de massakant als aan de schakelaarkant, gebruik de soldeerplekken van de schakelaaruiteinden als massapunt als het even gaat.
Laat het een en ander niet zo heet worden dat de kunststof van de schakelaartjes gaat smelten!

Doe het rustig en zorgvuldig stap voor stap en soldeer ook de tussenschotjes (gebruik geen te kleine soldeerbout!) op een paar plaatsen goed vast.
Nog even aangeven hoeveel elke trap verzwakt en je hebt er een waardevol stukje meetgereedschap bij in de shack.

Veel succes bij de bouw en neem er de tijd voor!
Volker van Hoorn PA0VVH