Berekenen van afstembereik
Als je regelmatig met ontvangers of zenders knutselt die beschikken over een ouderwetse VFO of je wilt zoiets maken, dan kom je automatisch in aanraking met het afstemmingsprobleem. Bijvoorbeeld: ik maak een ontvanger van 3500-3800 kHz en wat voor afstemcondensator moet ik dan hebben. Ik heb een spreadsheet gemaakt waarin je dat kunt berekenen.
Ik ben er op gekomen toen ik de beschikking had over een bepaalde afstemcondensator en daarmee een afstembereik wilde realiseren. Het beste is om er dan een paar ouderwetse formules bij te slepen die we ook voor het examen hebben moeten leren maar die voor de meesten al weer ver weggezakt is. Het betreft hier de formule voor resonantie:
ω = 1 / √ LC
Hier valt eigenlijk alles mee te berekenen. Het gegeven is: de spoel is aan de hoge en aan de lage kant van het gewenste afstembereik hetzelfde. Verder heeft de afstemcondensator een bepaald bereik. Een afstemcondensator van 25pF meette bij mij op zijn minimumstand ca. 5pF en op zijn hoogste stand inderdaad ca. 25pF. Dat betekend een delta-C van 20pF. Deze delta wordt in de formule verder weergegeven door δC.
Verder is de frequentie bij maximale C uiteraard het laagst. Dus bij C (de totale capatiteit over de spoel) + δC (maximaal ingedraaide condensator). Noemen we de laagste frequentie f1 en de hoogste frequentie f2, dan krijg je de volgende twee formules:
2 * π * f1 = 1 / √ L(C+δC) en
2 * π * f2 = 1 / √ LC
Halen we de L nu naar voren, dan volgt:
L = 1 / ( (2π)2 * f12 * (C+δC) ) en
L = 1 / ( (2π)2 * f22 * C )
Omdat L in beide gevallen gelijk is, mogen de twee formules aan elkaar gelijk gesteld worden. Hieruit volgt:
(2π)2 * f12 * (C+δC) = (2π)2 * f22 * C
Gelijke factoren mogen eruit gestreept, waarna overblijft:
f12 * (C+δC) = f22 * C
Even ombouwen van dit stukje formule levert:
f12 * C + f12 * δC = f22 * C => C * ( f22 – f12) = f12 * δC
C = ( f12 * δC ) / ( f22 – f12)
Bij een f1 van 3500kHz en een f2 van 3800kHz en een afstemcondensator met een bereik van 5-25pF betekent dit een C van 112pF. Een vaste condensator van 100pF parallel met een trimmer van 20pF brengt de boel in de band. Substitueer de gegevens in één van de twee formules en op die manier kom je op een L van 15,7uH.
De moraal van het verhaal? Het bereik van een afstemcondensator in combinatie met de bandgrenzen legt zowel de C als de L vast! Ik had me dat nooit gerealiseerd. Dacht altijd dat je met een spoel en een afstem-C en wat experimenteren de boel wel in de band zou krijgen. Maar dat ligt dus iets complexer.
Omdat ik niet verwacht dat iedereen zomaar met deze formules overweg kan, heb ik de formule in een spreadsheet gezet. Die is hier te downloaden. Het enige wat je hoeft te doen is de onderste grensfrequentie, de bovenste grensfrequentie en het bereik van je afstemcondensator in te vullen. De C en de L rollen er dan zo uit. De waarde van C is de totale capaciteit bij de laatste frequentie, dus inclusief de restcapaciteit van de afstem-C bij de laagste stand! Hiermee kan je zelf afstem-bereiken berekenen of gelijkloop bij meelopende afstemming aan de ingang van een ontvanger (kwam bij veel oude enkelsupers voor). Succes met experimenteren!