Der 50-Dollar-Schinken: Dummy Loads, Teil 2

Aug 10, 2023

In der letzten Folge von „The $50 Ham“ habe ich ein gängiges Werkzeug gebaut, das von Amateurfunkern verwendet wird, die Sender aller Art abstimmen oder testen: eine Dummy-Last. Aus diesem Aufbau entstand „L'il Dummy“, eine kleine Dummy-Last zum Testen typischer VHF-UHF-Handy-Talkie-Transceiver (HT), die direkt in die Antennenbuchse des Radios geschraubt wird.

Wie in den Kommentaren einiger Leser erwähnt, hat L'il Dummy wenig wirklichen Nutzen. Es besteht eigentlich kein großer Bedarf an einer Dummy-Load, die direkt in einen HT eingeschraubt werden kann, und es wurde darauf hingewiesen, dass eine richtige Dummy-Load im Handel günstig erhältlich ist. Ich denke, dass die letztgenannte Beobachtung den Sinn des Homebrewing im Besonderen und des Hackaday-Ethos im Allgemeinen verfehlt, aber den ersteren Punkt gebe ich zu. Deshalb baute ich zur gleichen Zeit, als ich L'il Dummy baute, die größere, etwas leistungsfähigere Version, die hier beschrieben wird: Big Dummy.

Wie bei der kleineren HT-Version ist das Design für Big Dummy nicht vollständig mein eigenes. In der großen Tradition, herauszufinden, was andere Funkamateure getan haben, und dabei zu bleiben, habe ich eine Version einer Dummy-Last gebaut, die K7AGE gebaut hat. Dabei handelt es sich wiederum um ein Design, das er von Elecraft übernommen hat, einem Hersteller von Bausätzen für Transceiver und andere Funkgeräte.

Meine Designziele waren größer als bei L'il Dummy, aber immer noch ziemlich einfach. Erstens wollte ich, dass die Dummy-Last für die HF-Bänder und möglichst auch für VHF geeignet ist. Zweitens musste es mehr Leistung verkraften als L'il Dummy – ich habe auf 50 Watt abgezielt. Drittens wollte ich, dass es einen Abgriff zum Messen der Senderleistung und den eher standardmäßigen SO-239-UHF-Stecker hat. Und schließlich wollte ich, dass es gut aussieht.

Ich beschloss, eine kleinere Version der klassischen „Cantenna“-Dummyload zu bauen. Nicht zu verwechseln mit den Pringles-Can-WLAN-Antennen, die wir schon oft gesehen haben. Eine Cantenna-Last ist ein großer 50-Ω-Widerstand in einer Farbdose, die zur Kühlung mit dielektrischem Öl gefüllt ist. Ich habe mich dafür entschieden, meine Farbe in einer Quart-Farbdose (ungefähr einen Liter) herzustellen.

Die Auswahl des Widerstands für Big Dummy war etwas schwieriger als die Beschaffung eines einzelnen 35-W-Dickschicht-SMT-Widerstands für L'il Dummy. Drahtgewickelte Leistungswiderstände sind leicht zu finden, aber wie bereits erwähnt sind sie für eine Ersatzlast völlig falsch, da ihre Induktivität die Impedanz der Last bei höheren Frequenzen verändern würde. Endlich ist es mir gelungen, 1000-Ω-Metallschichtwiderstände in herkömmlichen Gehäusen mit axialen Anschlüssen zu finden. Eine Packung mit 30 Stück hat mich nur ein paar Dollar gekostet. Der Plan bestand darin, zwanzig 1000-Ω-Widerstände parallel zu schalten, was zu einer Gesamtimpedanz von 50 Ω führte. Bei einer Verlustleistung von jeweils zwei Watt sollte die Last damit 40 W bewältigen können – nahe genug an meinem Zielwert von 50 W.

Auch der Abgriff für den Testpunkt war eine Modifikation des Designs von K7AGE. Zum Aufbau seiner Dummy-Last verwendete er ein seriell-paralleles Netzwerk, das ihm einen natürlichen Abgriffspunkt zwischen zwei der Serienwiderstände verschaffte, der als Spannungsteiler fungierte. Ich musste ein paar Tricks mit den Widerständen spielen, um ein Netzwerk aufzubauen, das dasselbe tut. Ich beschreibe seinen Aufbau in meinem Hackaday.io-Beitrag, aber die kurze Version besagt, dass vier 1-kΩ-Widerstände in Parallel-Serien-Anordnung den Zweck erfüllt haben, sodass ich währenddessen eine 1N5711-Schottky-Diode und eine kleine keramische Entkopplungskappe für den Testpunkt installieren konnte Aufrechterhaltung einer Gesamtlast von 50 Ω.

Um Streuinduktivitäten in Schach zu halten, habe ich beschlossen, die Widerstände zwischen zwei Kupferscheiben zu montieren. Das klang nach einer viel besseren Idee, als es sich herausstellte. Ich überlasse den Scherz, der sich aus dieser Entscheidung ergab, dem Bauprotokoll, aber es genügt zu sagen, dass der Versuch, zwanzig Widerstände auf eine schwere Kupferplatte zu löten, nicht so einfach ist, wie Sie vielleicht denken. Am Ende habe ich eine billige Heizplatte verwendet, um die gesamte Baugruppe gleichmäßig zu erhitzen, alle Anschlüsse gleichzeitig an eine Platte gelötet, die Baugruppe dann umgedreht und es noch einmal gemacht.

Endlich habe ich herausgefunden, wie es geht – die Platten mussten zuerst mit einer Gewindestange zusammengehalten werden, und ich musste Löcher statt Vertiefungen in den Kupferplatten verwenden. Daraus ist diese Schönheit des Overkills entstanden – ich stehe wirklich auf Schaltungsskulpturen und wollte, dass sie gut aussehen, bevor ich einen Dunk mache.

Als Dielektrikum habe ich reines Mineralöl gewählt. Ich wurde gewarnt, dass mit Öl gefüllte Dummy-Ladungen am Ende immer eine Sauerei anrichten, aber ich beschloss, es trotzdem zu versuchen. Es wurde fast ein Liter Öl benötigt, um die Dose zu füllen, und an den Anschlüssen, die durch die Oberseite der Dose führten, kam es zu anfänglichen Undichtigkeiten. Möglicherweise muss ich noch irgendwelche Dichtungen anbringen, aber im Moment ist es in Ordnung, wenn ich es einfach aufrecht halte.

Ich habe genau den gleichen Test durchgeführt, den ich in meinem letzten Beitrag beschrieben habe, um festzustellen, wie flach die Impedanz von Big Dummy im Bereich von 2,5 MHz bis 20 MHz ist, der Obergrenze meines Funktionsgenerators. Die Daten waren fast identisch mit den Messwerten von L'il Dummy, was bedeutet, dass diese Last über die Amateur-HF-Bänder hinweg flache 50 Ω beträgt. Leider habe ich mein HF-Gerät seit meinem Umzug quer durch das Land noch nicht aus dem Lager geholt, daher müssen die Tests bei voller Leistung und die Durchführung einiger Messungen an den Testpunkten warten.

Ich denke, dass ich mit diesen beiden Builds den Homebrewing-Virus wirklich gepackt habe, also werde ich für das nächste Mal nach einem weiteren günstigen Build Ausschau halten. Ich neige dazu, den notorisch schmutzigen Output des Baofeng zu charakterisieren und zu sehen, ob es einen Filter gibt, den wir bauen können, um ihn zu bereinigen. Wenn Sie dazu Ideen haben, melden Sie sich bitte unten.