Durch Blättern in älteren Ausgaben des Radcom bin ich auf einen interessanten Artikel „Konstante Temperatur = stabile Frequenz“ von R.G. (Dan) Dancy, G3JRD, gestoßen. Dan beschäftigte sich mit dem Empfang von Satellitenbildern bei 3,786 MHz jeden Morgen um acht Uhr. Das Shack befindet sich außerhalb des Hauses und es war nicht wirtschaftlich, es 24 Stunden zu heizen. Temperaturschwankungen beeinflussten jedoch die Stabilität des Oszillators erheblich. Dan hatte die Wahl: im Shack sitzen und das Gerät abstimmen oder frühstücken gehen. Das eine schloss das andere aus, bis er einen einfachen Thermostat baute.
Es gibt mehrere Möglichkeiten, einen Thermostat zu realisieren. Dan wählte einen kontinuierlichen Regler, der besser geeignet ist als ein diskontinuierlicher mit Komparator oder PIC. Die Schaltung ist sehr einfach und besteht aus sechs Komponenten (wenn wir R load als einen Widerstand zählen).
Prinzip des Thermostats
Bei niedriger Temperatur (z. B. nach dem Einschalten) ist der Widerstand des Thermistors am größten. Ebenso ist die Spannung an ihm am höchsten, was bei geeigneter Einstellung das vollständige Öffnen beider Transistoren garantiert. Der fließende Strom durch die Widerstände erzeugt Wärme. Dan verwendete zehn 560-Ohm-Fünf-Watt-Widerstände, die parallel geschaltet waren. Diese Widerstände sind im Oszillator an der Wand des Blocks über Silikonfett befestigt. In der Nähe befindet sich auch der Thermistor.
Mit steigender Temperatur nimmt der Widerstand des Thermistors ab und die Transistoren schließen. An einem bestimmten eingestellten Punkt stoppt dieser Prozess und es fließt ein konstanter Strom durch die Widerstände, was eine konstante Menge an zugeführter Wärme bedeutet, also eine konstante Temperatur.
Wenn die Temperatur im Inneren des Blocks weiter steigen würde (zum Beispiel durch die Erwärmung des Geräts), würde der Strom durch die Lastwiderstände weiter abnehmen, bei einem starken Temperaturanstieg sogar zum Stillstand kommen.
Komponenten
Transistor 2N3055 oder ein ähnlicher Leistungstyp ist auf einem Kühlkörper montiert. Der Thermistor ist vom NTC-Typ (negativer Temperaturkoeffizient), sein Widerstand bei Raumtemperatur sollte 2,7 kOhm betragen. Die Temperatur wird mit einem 10 kOhm Trimmer eingestellt. Dan hat die Temperatur auf 26 Grad eingestellt.
Verbrauch vs. Frequenzstabilität
Beim Einschalten bei 18 Grad betrug der Verbrauch zwischen 21W und 8W. Der Oszillatordrift ist jetzt nach dem anfänglichen Aufwärmen in allen Bändern sehr gering.
Ein solcher Thermostat wird sicherlich nicht nur im FT-101, sondern vor allem bei Mikrowellentransvertern Anwendung finden. Die ungewöhnliche Versorgungsspannung kann durch Verringerung der Werte des R-Lastwiderstands von 56 kOhm (oder des Thermistors) leicht auf 13,8 V reduziert werden.
Verwendete Literatur
[1] R.G. (Dan) Dancy, G3JRD: Konstante Temperatur = stabile Frequenz, Radcom 11/2001