Wedergeboorte van de Mighty Midget
Enthousiast geworden door het bouwproject van een buizenontvangertje , vond ik dat er ook maar eens een zendertje bij moest komen. Theo PA3GHJ had me al eens zijn “glowbug” laten zien, en zoiets was precies wat ik zocht. Eén enkele buis, niet gelijk idioot hoge voedingsspanningen en toch een redelijk vermogen.
Als je op internet naar Glowbug zoekt, vind je over het algemeen steeds hetzelfde schema, gebaseerd op een ontwerp van SM5GNN uit ca. 1998. Hoewel de titel suggereert dat de zender voor 80 en 40m is, blijkt uit de tekst dat je het ontwerp voor OF 80 OF 40 kan bouwen. Maar ik wilde eigenlijk beiden… Bovendien vond ik het nadeel van dit ontwerp dat de oscillator ook bij key-up blijft werken. In het artikel wordt het juist als voordeel aangemerkt, maar in de praktijk hoor je de oscillator gewoon in je eigen ontvanger en dat maakt luisteren naar je tegenstation niet echt comfortablel meer. En daarnaast moet ik ergens 100V negatief vandaan halen om tijdens key-up die penthode zijn mond te laten houden. Ook niet leuk. Dus maar eens verder gezocht.
En toen liep ik tegen het ontwerp aan van de Mighty Midget, waarvan het eerste ontwerp gepubliceerd werd in de QST van 1966 (!). Dit ontwerp vond ik op de Glowbugs page van N6EV; een must als je met dit soort zendertjes aan de gang wil. Het artikel van de Mighty Midget is als 4 scans op internet geplaatst: Pagina 1 , Pagina 2 , Pagina 3 en Pagina 4 . Het schema vind je op pagina 2 . Natuurlijk deed ik eerst wat achtergrond onderzoek en daar vond ik nogal wat negatieve geluiden over dit ontwerp. In een beschouwing over Seventy Years of the Boosted Pierce door David Newkirk werd de Mighty Midget met de grond gelijk gemaakt en werd sterk afgeraden er aan te beginnen. Met een gezonde dat-zullen-we-nog-wel-eens-zien instelling begon ik er natuurlijk toch aan.
Eerst maar de tankspoel maken. Omdat ik het pillenpotje niet had wat in het originele artikel als spoelvorm gebruikt werd, rekende ik eerst met behulp van de Mini Ring Core calculator (je vindt die in de download op deze website, als je tenminste geregistreerd ben) de waarde van de spoel uit. Dat moest circa 22uH zijn. Vervolgens nam ik zo’n buisje waar Conrad zijn onderdelen in verstuurt, en berekende hoeveel windingen erop moesten. Dat waren er 30. Aftakking in het midden, en ik meette na het wikkelen een kleine 24uH. Goed genoeg.
Het chassis maakte ik van dubbelzijdig printplaat. In Rosmalen had ik mijn voorraad weer aardig aangevuld, dus ik had materiaal genoeg. Ik boorde alle gaten alvast. en soldeerde de steunplaat erop die straks de twee afstemcondensatoren moest gaan dragen, zodanig dat hun assen precies door de frontplaat zouden steken. De afstemcondensatoren zijn type ex-omroepdoos met ruime vertraging (eigenlijk zonde voor een plate/load toepassing), 2x 350pF plus 2x 18pF (FM waarschijnlijk) en waren zo ongeveer de laatste die radio Twente in Den Haag nog had, zoals Ron PA2RF ook al opmerkte.
Aan de achterkant maakte ik gaten voor een Euro-chassisdeel (dat was er nog niet in 1966, maar is nu wel praktisch omdat ik omkom in dat soort netsnoeren van ex-PC apparatuur) en voor twee piratenchassisdelen. Je kunt wel een zender bouwen, maar wil je weten wie je signaal ontvangen heeft dan is een ontvanger ook wel handig. Ik kan dat wel met de antenne-omschakelaar omschakelen, maar dat door de zender laten regelen leek me praktischer. Per slot van rekening ben ik de zender aan het bedienen, en niet de antennes. Twee pluggen dus.
In mijn junkbox had ik nog een metertje van 1mA dat ik al had toen ik nog op de Melis Stokelaan in Den Haag woonde – en dat was ergens in de 60-er jaren. Dus precies van de leeftijd van de originele Mighty Midget HI. Die moest maar eens voedingsspanning, kathodestroom en uitgangsvermogen gaan meten. In de originele Mighty Midget gebeurt dat door een gloeilampje van 2V 50mA over een spoel van 4 windingen met 12mm diameter te zetten, gewikkeld over een lengte van 12mm. Als je dat weer invoert in de mini ring core calculator, dan blijkt de inductie van dat spoeltje ongeveer 130uH te zijn. En daar valt precies genoeg spanning over om het lampje te laten gloeien. Maar zo’n gloeilampje was bij de reguliere leveranciers nergens te bekennen, dus dat moet de meter maar oplossen.
Ook de frontplaat werd van dubbelzijdig printmateriaal gemaakt. Met mijn FrontDesigner programmaatje dat ik tijdens het Bitx20 project al had gekocht ontwierp ik de frontplaat en het ziet er best professioneel uit, al zeg ik het zelf. De schakelaars voor de voedingsspanning, het omschakelen van de kristaloscillator van 80 naar 40, de meterfunctie schakelaar, de zend-ontvangschakelaar, de voet voor het kristal en de aansluiting voor de seinsleutel zijn zo geplaatst dat ze onder het platform uitkomen. De fraaie historische gloeilamp die aangeeft dat het apparaat aan staat had Hugo PA2HW nog voor me liggen. Deze gloeilamp, de meter, de 80/40 schakelaar voor de eindtrap en de Plate/Load (hier Ant genoemd) afstem-C’s zitten boven het platform.
Tijd voor de smoke-test. En dat werd het ook bijna. Ik schakelde de voeding in, en de anodespanning wilde niet hoger komen dan 90V. Ik begreep er niets van. Spanning eraf, schema nalopen, spanning erop terwijl hij ondersteboven stond en de trafo gaf inderdaad niet meer dan een volt of 70 waar dat er in eerste opzet 160 hadden moeten zijn (ik had in eerste instantie een ECL84 en die mag maar maximaal 200V hebben volgens de specs). Toen ik de zender weer wilde omdraaien en voor de gelegenheid de afvlakcondensator als handvat gebruikte, voelde deze behoorlijk heet aan. En toen schoot me te binnen dat je oude elektrolytische condensatoren eerst weer moet formeren door deze met een weerstand in serie een tijdje op een voeding van enkele tientallen volts aan te sluiten. Doe je dat niet, dan loop je een goede kans dat de condensator het loodje legt. Had ik even mazzel, hij was tenminste nog heel…
Uiteindelijk begon het te leven. Op 80 kwam er een Watt of 2 uit, maar op 40 was net maar net een half Watt. En dat wilde met geen 10 paarden meer worden. Ik mailde daar wat over heen en weer met Theo PA3GHJ en die claimde met een ECL82 en 300V anodespanning 7-8W te halen. Zou een ECL84 dan toch te licht zijn voor de job?
Op marktplaats vond ik een partijtje buizen die aangeboden werd en ik kocht een ECL82 en een ECL86 voor €1 per stuk. De verzendkosten waren nog meer… De anodespanning verhoogde ik naar 300V en toen begon het gevecht. David Newkirk had gelijk. Door de min-of-meer afgestemde kring in de anode van de triode – en dus in de roosterkring van de penthode! – had ik eigenlijk een aan de kristaloscillator gesynchroniseerde TPTG (Tuned Plate Tuned Grid) oscillator gemaakt. Dat bleek ook wel, want zonder kristal kwam er meer vermogen uit de zender dan met. Ik had alleen geen idee waar… Het was gewoon niet goed te krijgen. Tijd om het schema rigoreus om te gooien, en dat leverde uiteindelijk het volgende resultaat op:
Het schema is weer voor een groot deel terug te voeren op het schema van SM5GNN. De 80/40 schakelaar in de kristaloscillator is gehandhaafd, maar heeft een iets andere functie. Het negatief van de triode wordt door hem zelf opgewekt doordat C12 tijdens de positieve periode (waar de buis in roosterstroom gedrukt wordt) negatief geladen wordt. De kristallen die ik had, kocht ik bij AF4K die een webwinkeltje runt in allerlei HAM-spul. Hij heeft ook FT243 kristallen met frequenties in de HAM banden om oude apparatuur zo origineel mogelijk te laten lijken. Alleen zit in die kristallen niet het originele kristal, maar een modern HC48U kristal… Dat moet je zeker niet in een penthode oscillator stoppen waar enig vermogen circuleert, want dan kan je ‘m van het plafond schrapen. Maar hier werkt het. De aktiviteit van die kristallen is echter niet wat een originele FT243 heeft. Uiteindelijk geeft een origineel FT243 kristal dat ik had op 3680kHz bijna 2W meer dan de namaakFT243. En die op 40m zijn nog iets tammer. Daarom zette ik er met de schakelaar L1 en R1 overheen. Dat verlaagt het negatief en daardoor levert de triode net wat meer vermogen.
Ook nu was er op 40 nog geen twee Watt uit te krijgen. Tijdens onze laatste bijeenkomst van de RAZ besprak ik dit en Hugo suggereerde om het Pi-filter aan de eindtrap nog maar eens na te rekenen. (Hij had daar een mooi spreadsheet voor dat hier te downloaden is). Daar kwam uit dat voor 40m de inductie ongeveer 6uH moest zijn. Maar mijn LC-metertje gaf aan dat de spoel dat ook was! Voor de zekerheid wikkelde ik een externe spoel op een stuk afvoerbuis van 32mm en dat gaf een waarde van 5.8uH. En toen kwam er wél 4-5W uit op 40m. Allereerst wikkelde ik de tweede spoel met draad van 1mm diameter waar de oude spoel 0,4mm draad had. Wellicht scheelde dat in de Q. Maar wat waarschijnlijk nog veel meer scheelde, is dat in het originele schema van de Mighty Midget het ongebruikte deel van de spoel kortgesloten wordt. En dat geeft vermoedelijk een sloot verlies, ook al meette ik de juiste impedantie. Dus tijd om de tankkring over te wikkelen.
Ik kocht bij de Bouwhof 1 inch moffen voor installatie buis met een buitendiameter van 28mm voor €0,35 per stuk. Alweer volgens de mini ring core calculator moest er voor 6uH 15 windingen gelegd worden. Zo gezegd zo gedaan. En die in de schakeling geplaatst: 4-5W op 40m! Dat is dus de oplossing. Vervolgens schatte ik nog 10uH nodig te hebben voor 80m en dat zouden 22 windingen moeten zijn. Inderdaad leverde dat 10uH op. De twee wikkelingen in serie leveren door de magnetische koppeling (de twee spoelen liggen in elkaars verlengde) ca. 18uH op. Schakelaar ertussen, en ja hoor! Ook 80m levert nu 4-5W vermogen.
Wat niet op het schema staat, is de voeding. Ik kocht bij Radio Twente twee identieke transformatoren voor €2,95 per stuk. Deze transformatoren hebben twee secundaire wikkelingen van 6V 1A, 1x 7,5V en 1x 22V. De 22V richtte ik enkelfasig gelijk met een oude BY127 om de penthode van een beetje negatief te voorzien. Eén van de 6V wikkelingen gebruikte ik om de gloeidraad van de ECL82 te voeden. Alle windingen van de eerste transformator werden 1 op 1 verbonden met de windingen van de tweede transformator, waardoor deze aan zijn primaire zijde weer 230V levert. En die richt ik gelijk wat ca. 300V oplevert. Dat stort helaas in tot zo’n 240V bij volle belasting. Een “echte” trafo zou misschien wel beter zijn, maar ook die worden schaars. Radio Twente levert nog wel een NTR5, maar rekent daar een kleine €80 voor. En dat zijn geen amateurprijzen.
Aan de achterkant zijn de twee transformatoren goed te zien. Wat de oplettende lezer hier zal zien is dat er nu een zekering zit, waar in eerste instantie nog geen gat geboord was. Die zekeringhouder kwam ik tegen in de junkbox en waar ik meestal op de zekering en/of de aardlekschakelaar van het huis vertrouw, heb ik er hier maar eentje in gezet. Ik had echter alleen maar een 6,3AT zekering dus die zal niet snel stuk gaan. Maar het is beter dan niets.
Het lampje in de originele Mighty Midget is vervangen door een gewone gelijkrichtbrug met germaniumdioden. In eerste instantie wilde ik gewoon de spanning meten op de antenneplug, met het idee Hoe meer spanning, hoe meer vermogen. Maar dat is bij wisselstroom niet altijd waar… Er kan een hoop spanning op staan zonder dat er stroom loopt. Vandaar dat het originele lampje een uitstekende vermogensindicator was: hij meette inmiddels de antennestroom en meer stroom is wel degelijk meer vermogen. Dus wordt de 130uH spoel gebruikt om een spanning op te wekken waar de meter weer op reageert. Klaar is de antennestroommeter…
De meter is om te schakelen voor het meten van de anodespanning (de 1M weerstand levert een volle schaal van 1000V), de kathode stroom door de shuntweerstand R8 en als derde dus ook het vermogen door de stroommeting door de antennespoel.
Het zendertje doet het erg leuk. Ik heb er al diverse verbindingen mee gemaakt: Parijs (80m), Servië en een Nederlander op doortocht in Oostenrijk (40m) staan inmiddels in het log. Het is een absoluut leerzaam projectje als je eens iets met buizen wil bouwen. En omdat het een tweebander is, is hij altijd wel te gebruiken. Met 5W op 80m doe je niet zoveel overdag, maar 40m gaat dan meestal nog wel goed. En dat kan je nu dus gewoon kiezen.