PA0SNY 

ERVARINGEN MET EEN Z- MATCH

bewerkt door PA0SNY, oorspronkelijk artikel is van PA0JWM

De oorsprong van dit document is een artikel over deze Z-match constructie in CQ-PA nr 21 van 1974.
Ik heb dat artikel ingekort tot de essenties van bouwen en uitproberen.
De formele toestemming van de VRZA om dit te publiceren, is verkregen.


Een Z-match is een aanpassingsnetwerk tussen antenne en ontvangeringang of zenderuitgang.
PAoJWM beschreef een praktische uitvoering, (CQ-PA 1974 nr 21) welke zeer goed reproduceerbaar is gebleken.


Het (aangepaste) artikel:

Het hier beschreven toverkastje heeft de eigenschap de vaak met veel moeite verstopte waslijnen (denk aan boze huisverhuurders, schoonheidsbewaarders en duivenmelkers) op een fantastische manier aan te passen op de transceiver met een standaard 50 ohm coaxiale ingang.

Het bouwen is in het voorjaar van 2007 door Cor, PA2MCE opgepakt, en het resultaat ziet er dan uit zoals hiernaast :

Later in de tekst wordt duidelijk hoe deze componenten zijn gebouwd en samengevoegd. Op de foto rechts de uitkoppeling aan de buitenste spoel; links de coaxiale inkoppeling. De knop rechts is de schakelaar voor de verschillende spoelinkoppelingen. De spoelen zijn gemonteerd op perspex

Cor zijn eindproduct
Het schema
Fig 1: Het schema
De schematische voorstelling van de Z-match:  voor kosten behoeft men niet te schrikken. Voor de variabele condensatoren wordt gebruik gemaakt van normaIe draaicondensatoren uit een ontvangdoos, al zal de plaatafstand wel overweg moeten kunnen met ontwikkelde hoge spanningen (dit ging bij Cor niet goed!)
.


De condensatoren
: een enkel gedeelte van een duocondensator uit een ontvanger heeft al een waarde van ca 500 pF. Wanneer men er twee heeft kan men de kast al gaan bouwen. Het enige wat men moet kopen is het draad voor de spoelen. Hiervoor heeft men ongeveer 2,5 meter aardleidingdraad nodig (vertind 6 mm2). Deze draad is 2,7 mm dik.  Cor gebruikte  'gewone' koperkabel.



Op een blikje van krap 5 cm doorsnede wikkelt men 18 windingen (zonder spatie) en zonder uitstekende einden. Met de nodige voorzichtigheid en met een schroevende beweging verwijdert men de spoel van het blikje.Ook de spoel van 4 windingen wordt zo gemaakt, nl. 6 windingen op een conservenblikje van ongeveer 7,5 cm diameter
.






De volgende stap is het opscharrelen van een plaatje perspex (vliegtuigglas) van 17 x 10 cm en ca 4 mm dikte. Hierop tekenen we met een krasnaald of iets dergelijks lijntjes zoals op de schets van figuur 2 staan aangegeven. Vervolgens de punten van de te boren gaatjes controleren.

Hierna kunnen we de gaatjes voor de windingen gaan boren. Boor de gaatjes ongeveer 1,5 x de te gebruiken draaddikte, anders wil de spoel er straks niet goed inlopen.

Let wet op dat de gaatjes zig-zag ten opzichte van elkaar zijn en ook dat de spoel van 4 windingen tegenovergesteld gewikkeld wordt aan de spoel van 16 windingen. Dit laatste is om de capaciteit tussen beide spoelen zo klein mogelijk te houden
perspex en gaten

de montagetekening (figuur 3)

De motagetekening

Het is wel duidelijk dat eerst de spoel van 16 windingen schroefdraadsgewijs in het plaatje wordt geschroefd en daarna de koppelspoel van 4 windingen. '

Bij het wikkelen op het blikje (een flesje kan ook goed dienst doen als vorm) is er aan beide einden een winding meer genomen dan nodig is. Die extra winding is bestemd om na het inschroeven als draadeinde te benutten en wordt daartoe recht gebogen als alles klaar is. '

Nu hebben we nog een 8-standen schakelaar nodig voor het omschakelen van de aftakkingen op de spoel. In zijn eenvoudigste vorm kan zo'n schakelaar bestaan uit een snoertje met een krokodillebekje . . .

We maken steeds om de 2 windingen een aftakking. Samen met de parallelcondensator kunnen we de kring dan over een heel groot gebied in resonantie brengen.

Op het moedercontaet van de schakelaar is een tweede variabele condensator aangesloten, die geisoleerd is opgesteld en waarvan de vaste platen naar een coax-aansluiting gaan. Op deze coaxplug wordt de antenne-ingang van de ontvanger aangesloten met een kabeltje.

Het perspex plaatje kan met 2-componenten lijm op de bodem van een kastje worden gelijmd voor een stevige ondersteuning van de spoelen.

De spoel van 16 windingen heeft een diameter van 5 cm en spoel van 4 windingen 7,5 cm.

Maar dit is niet zo kritiseh. Men kan ieder draadje, dan wel een antenne met open feeder (kippenladder) aanpassen. Ook antennes, die met coax worden gevoed en niet in afstemming zijn kunnen met dit systeem prima in resonantie worden gebraeht. De verliezen in de eoaxkabel vallen in dat laatste geval echt wel mee.



Opmerkingen:

Bij gebruik als aanpassingsunit bij zenders moeten de variabele condensatoren een wat grotere plaatafstand hebben. Cor ondervond dit  bij gebruik op 80 meter, waarbij, met zijn antenne, vonkoverslag plaatsvond

John – PAoJWM, gebruikt zelf ook zo'n Z-match bij zijn zender en vindt het gemakkelijker werken dan met een rolspoel.



Verklaring van de werking:

 
Het aanpassen van antenne-tuners aan coaxkabels gaat altijd in 2 stappen:

1. antenne ohms maken (resonantie)

2. antenneweerstand transformeren naar kabelimpedantie

 
schematisch
de foto bij het CQ-PA artikel


PRAKTISCHE ERVARINGEN

De redaktie van CQ-PA bouwde deze Z-match na en is er erg enthousiast over.

Op de foto rechts het resultaat.

Zoals.u ziet zijn er vele wegen die naar Rome leiden. ..

De spoel is wat kleiner uitgevallen i.v.m. ruimte in het kastje. Ook werd er dunner draad gebruikt. Een en ander is dus echt niet kritisch.

De spoel bleek niet vastgelijmd te hoeven, hij hangt eenvoudig aan zijn aansluitdraden; maar iedere nabouwer kan naar eigen inzicht te werk gaan.

Duidelijk is te zien hoe de verschillende aftakkingen op de spoel zijn gesoldeerd.


Over die aftakkingen nog het volgende: Het is belangrijk, dat het niet-gebruikte deel van de spoel wordt kortgesloten.

Op deze wijze wordt vermeden, dat dit deel van de spoel in combinatie met zijn eigen capaciteit ongewenste nevenresonanties veroorzaakt (dipper-effect). Bovendien wordt door het kortsluiten de Q laag, zodat de kringstromen binnen de perken blijven. Het klinkt misschien wat vreemd, maar in de praktijk bleek de spoel behoorlijk warm te worden bij zenden met een vermogen van 100 watt indien er niets was kortgesloten!  De tuner veroorzaakte duidelijk verliezen.

Nadat het open deel van de spoel was kortgesloten verdween dit verschijnsel terwijl bovendien bleek dat verlaging van de Q verder geen nadelige effecten had op de verliezen van de tuner.

Integendeel! Het rendement van de Z-match kan worden gemeten door de antenne tijdelijk te vervangen door een dummy-load en de HF spanning aan de ingang en de uitgang van de Z-match te meten en te vergelijken.

Tevoren moet de eindtrap van de zender op maximum output worden afgeregeld indien de dummy-load rechtstreeks aan de zenderuitgang hangt, dus zonder tussenkomst van de Z-match. 

Het meten van de HF spanning gebeurt met een simpele diode-detector.     



Het instellen van de Z-match
(bij zenden)

 
Dit kan op verschillende manieren worden gedaan. B.v. afregelen op minimum SGV tussen tuner en zender. Een andere methode om de tuner af te regelen is alles af te stemmen op maximum HF spanning op de antenne-aansluiting. Ook weer te meten met een diode.

Zelf prefereert de auteur de laatste methode, aangezien hij dan zeker weet, dat hij het maximum in de antenne pompt. Bovendien zijn de meeste SGV-meters veel te ongevoelig voor QRPwerk.

 
Vergeet niet tijdens zenden de diode los te nemen, anders ontstaan er ongewenste harmonischen.
 

Literatuur: ARRL Radio Amateur's Handbook.
Publikatie met toestemming van de VRZA

Nogmaals: dit is een (bijna) 1:1 overname van het artikel uit CQ-PA uit 1974, samen met de door de redactie van CQ-PA geschreven commentaren. Het door Cor gebouwde exemplaar bleek op alle reguliere banden goed aan te passen op de gebruikte antenne (een 2x 14m dipool). Op zijn eigen (kortere) antenne liep de  spanning over de platen zo hoog op, dat vonkoverslag plaatsvond.
Maurice PA9H heeft deze Z-match ook gemaakt naar het voorbeeld van deze omschrijving. zieHIER zijn verhaal


terug naar de Vijfveertigpagina