Praxistest Palstar-Tuner AT2K und AT2KD

Solide Technik und gute Verarbeitung waren seit jeher Merkmale der Antennen-Anpassgeräte von Palstar, mit denen sich die amerikanische Firma besonders im Bereich für höhere Leistungen einen Namen gemacht hat.  Die beiden neuen Typen wurden einem ausgiebigen Praxistest unterzogen.

Beide Tuner sind mit einem CE-Zeichen ausgestattet, besitzen ein eingebautes SWV-/Wattmeter und haben mehrere schaltbare Antennenausgänge. Gefertigt werden sie in Piqua/Ohio (USA). Chef der Firma Palstar [1] ist Paul Hrivnak, N8PH, dessen Unternehmensphilosophie nach eigenem Bekunden in hoher Qualität und lebenslanger Gebrauchsfähigkeit der gefertigten Artikel besteht. Es gibt dort übrigens nicht nur fertige Geräte, sondern auch Einzelteile wie Drehkos und Rollspulen.

Die Bedienungs- und Schaltunterlagen sind in Englisch abgefasst. Sie lassen sich zur Information als PDF-Files vorab -wie übrigens für alle Produkte von Palstar- von der Webseite des Herstellers herunterladen. Zur schnellen Übersicht sind die Leistungs- und Ausstattungsmerkmale in den Tabellen 1 und 2 zusammengefasst.  

Die Schaltungstechnik

Grundlage für beide Tuner ist ein T-Glied als Hochpassschaltung, das einen weiten Impedanzbereich für die Anpassung ermöglicht. Dabei werden im AT2K zwei getrennte Drehkondensatoren mit jeweils 400 pf/4,5 KV für Ein- und Ausgang eingesetzt (Bild 1), der AT2KD enthält einen Differenzialdrehko mit 2x430 pF End- und 13 pF Anfangskapazität (Bild 2), ebenfalls für 4,5 KV ausgelegt. Die Induktivitäten bestehen jeweils aus stufenlos abgreifbaren Rollspulen mit 28 Windungen und maximal 25 uH.  

Damit hat man im AT2K drei Abstimmelemente, im AT2KD sind es nur zwei. Laut Handbuch (in englischer Sprache) soll der Abstimmbereich für reelle Lasten in beiden Fällen von 20-1500 W reichen. Auf der Webseite [1] geht der Impedanzbereich für den AT2KD bis 1200 W, was für die Differenzial-T-Schaltung realistischer erscheint, aber immer noch einen exzellenten Wert darstellt. Diese Werte gelten für rein ohmsche Lasten, bei hohen kapazitiven oder induktiven Blindanteilen gilt das nur eingeschränkt.

Durch die geringen Anfangskapazitäten und die Rollspule als Induktivität ist es möglich, auch das 6-m-Band in die Abstimmung mit einzubeziehen. Dies kann für viele Amateure von Interesse sein, wenn keine separate 50-Mhz-Antenne vorhanden ist. Multibandantennen wie FD-4, W3DZZ oder auch Mehrbandbeams, bzw -quads lassen sich damit für dieses interessante Band zusätzlich nutzen. Wie die Praxis zeigt, gibt es fast immer Resonanzen mit einem SWV <3, die dann mit Tuner optimal angepasst werden können und bei sommerlichen ES-Bedingungen überraschend gute Ergebnisse bringen.

Ein „Schmankerl“ ist das eingebaute SWV- und Wattmeter mit einem Kreuzzeiger-Instrument und umschaltbaren Leistungsbereichen 300/3000 Watt. Die intern kalibrierbare Leistungsanzeige ist relativ genau und bewegt sich in der Größenordnung von +/- 5%, was für Amateurgeräte einen ausgezeichneten Wert darstellt. Bei 300 Watt Vorlaufleistung geht die Rücklaufanzeige nur bis 100 Watt. So ist ein feinfühligeres Ablesen des SWV möglich, die Marke 1,5 liegt bei knapp der Hälfte auf der Rücklaufskala.

Dabei wird nicht nur die normale Ausgangsleistung angezeigt, sondern die Schaltung ermöglicht auch eine „Peak“- und „Peak Hold“-Funktion. Bei der Peak-Einstellung wird, wie bei Wattmetern anderer Hersteller auch, durch einen Kondensator parallel zur Gleichrichterschaltung kurzzeitig die Spitzenleistung quasi festgehalten. Bei der Peak-Hold-Stellung wird durch eine Zusatzelektronik, die die externe 12-Volt-Versorgung benötigt, die Spitzenleistung für 2-3 Sekunden aufsummiert. Diese Funktion kann auch notorische SSB-Brüller davon überzeugen, daß die Spitzenleistung im zeitlichen Mittel wirklich erreicht wird. Es kann damit der Versuchung entgegenwirken, immer mit weit aufgedrehter Mike-Gain und pausenlosem „Äh“ oder vergleichbaren Lauten den Zeiger oben zu halten.

Wie bei allen Durchgangswattmetern ist die Leistungsanzeige nur dann zuverlässig, wenn der Abschluss nahezu 50 W beträgt und damit das SWV sehr niedrig ist. Ein hohes SWV verfälscht das Ergebnis. Man darf sich also nicht wundern, wenn an einer nicht sauber angepassten Antenne bei der „Bypass“-Stellung eine größere Leistung angezeigt wird als mit eingeschleiftem und auf ein SWV von 1,0 eingestelltem Tuner. Die auftretende Differenz hat nichts mit eventuellen Verlusten zu tun!

Mechanischer Aufbau

Die Gehäuse bestehen aus sauber abgekanteten und passgenauen Aluminium-Halbschalen, die außen schwarz lackiert sind. Die Farbe und die Beschriftungen machen einen griff- und abriebfesten Eindruck, was bei Aluminium nicht selbstverständlich ist.

Durch den zweiten Drehkondensator ist das Gehäuse des AT2K etwas breiter als das des AT2KD, die Abmessungen sind in den Tabellen aufgelistet. Die Rollspule sollte von Zeit zu Zeit mit Isopropylalkohol gesäubert werden, die Achsen sind mit Graphitfett behandelt, auch hier dürfte eine gelegentliche Wartung angebracht sein. Auf jeden Fall darf das dunkle Schmiermittel nicht entfernt werden!

Bei den Innenansichten (Bilder 3 und 4) sieht man in der Mitte hinter der Frontplatte die Platine für die Leistungsumschaltung. Auf dieser befinden sich auch die Trimmpotentiometer für die Kalibrierung der Vor- und Rücklaufanzeigen. Hier sollte man nur mit guten Messmitteln arbeiten, wenn man sie nachjustieren will.

Hinten links erkennt man die SWV-Platine, darunter befindet sich der Keramikschalter für die Antennenumschaltung. Die Anschlüsse sind auf kurzem Wege direkt mit den SO-239-Buchsen auf der Rückseite verbunden.

Bedienungselemente

Auf der Frontplatte befindet sich bei beiden Tunern rechts der Kurbelknopf für die Rollspule, die mit einem dreistelligen mechanischen Zählwerk augestattet ist. Dieses geht von 0-300, wobei die 0 für die größte Induktivität steht, mit zunehmender Anzeige wird die effektiv wirksame Windungszahl kleiner.

Beim AT2K (Bild 5) sind zwei große Drehknöpfe der Drehkondensatoren für den Ein- und Ausgang zu bedienen, beim AT2KD (Bild 6) gibt es nur einen für den Differentialdrehkondensator. Große Skalen mit einer Einteilung von 0-100 und präzise Feintriebe mit einer Untersetzung von 1:6 ermöglichen ein feinfühliges Abstimmen und eine hohe Wiederkehrgenauigkeit. Da die Abstimmpunkte je nach Antenne und Impedanz sehr scharf sind, macht sich der Untersetzung sehr positiv bemerkbar.

Bild 5: Frontansicht des AT-2K

Bild 6: Frontansicht des AT-2KD

Mit Druckschaltern werden die Leistungsanzeige 300/3000 Watt und die 12 Volt für Instrumentenbeleuchtung und Peak-Hold-Funktion geschaltet. Zusätzlich gibt es zwei Drucktasten für die Leistungsanzeigen AVG (normal), Peak (Spitzenwert) und Peak-Hold (Aufsummieren über 2-3 Sekunden).

Das Kreuzzeigerinstrument, das auf der linken Skala den Vorlauf mit der Leistung und auf der rechten den Rücklauf mit dem SWV anzeigt, hat eine von außen einstellbare, mechanische Nullpunktkorrektur.

Darunter befindet sich die Umschaltung für die verschiedenen Antennenein- und Ausgänge. Dabei wird in der ersten Stellung „Bypass“ direkt durchgeschaltet, beispielsweise um eine Dummy-Load zum Abstimmen einzusetzen oder auf eine Antenne durchzuschalten, die keinen Tuner zur Anpassung benötigt. Zwei Antennen (Coax 1 und 2) können jeweils direkt oder mit eingeschleiftem Antennentuner gewählt werden. Die Direktstellung wird dazu benötigt, das SWV einer Antenne ohne Anpassgerät messen zu können. An einen vierten Anschluss kann eine weitere, koaxialgespeiste Antenne gelegt werden oder ein externer Balun zum Übergang auf eine Zweidrahtleitung angesteckt werden.

Bild 7: Rückansicht des AT-2KD

Entsprechend gibt es auf der Rückseite 5 Koax-Buchsen vom SO-Typ (Bild 7), davon eine für den Eingang und vier für die verschiedenen Ausgänge. Dort befinden sich auch die 12-Volt-Buchse und eine Erdungsschraube. Mit dieser sollte unbedingt ein Erdanschluß und eine kurze Verbindung zur PA hergestellt werden.

Praxistauglichkeit

Den Tunern liegen Anschlusskabel für einen 12-Volt-Anschluss bei, außerdem sind vier zusätzliche Gehäuseschrauben mit Nylon-Unterlegscheiben beigefügt. Die externen 12 V werden benötigt, wenn man die Instrumentenbeleuchtung und die „Peak Hold“-Funktion nutzen will. Ohne diese Spannung sind die Tuner bis auf die eben genannten Einschränkungen natürlich voll funktionsfähig.

Beide sind für eine Leistung von 2000 Watt PEP, bzw. 1500 Watt Single Tone ausgelegt. Im Bereich sehr niedriger Impedanzen ist die übertragbare Leistung geringer. Die in DL zulässigen 750 Watt bereiteten in keinem Fall irgendwelche Probleme.  

Mit verschiedenen Antennen, für deren Impedanzen und Anpassung auch mit anderen Tunern die Ergebnisse protokolliert wurden, habe ich mit Leistungen von 750 Watt beide Geräte ausgiebig getestet. Dabei geht der Abstimmbereich auf den Lowbands noch unter die spezifizierten 20 Ohm. In keinem Fall traten in den Drehkondensatoren irgendwelche Überschläge auf, ein Problem das bei ungünstigen Impedanzverhältnissen bei anderen für 1 KW ausgelegten Antennenanpassgeräten mitunter zu beobachten war. Die Drehkos haben mit 4,5 KV Spannungsfestigkeit offensichtlich genug Reserven.

Das einzig beobachtete Manko ist die etwas knapp bemessene Maximalinduktivität von 25uH, hier  kam es in bei meiner 2x16-m-Inverted-Vee mit Feederleitung und Balun 1:1 auf 160 m zu Anpassungsschwierigkeiten. Eine Vergrößerung der Induktivität auf 28-30 uH würde da Abhilfe schaffen, da mein Eigenbau-Tuner (ebenfalls in T-Schaltung) dies einwandfrei erledigt.

Sinnvollerweise geht man beim Abstimmen so vor, dass die Drehkos in Mittelstellung gebracht werden und mit der Rollspule ein SWV-Minimum gesucht wird. Dann wird durch wechselseitiges Verstellen das Ergebnis bis auf ein SWV von 1,0 verbessert. Obwohl der AT2K dazu drei Knöpfe benötigt, war die richtige Einstellung häufig leichter zu finden als mit dem AT2KD. Die Abstimmpunkte  für dessen Differentialdrehko sind mitunter extrem scharf. Hat man sie aber einmal festgelegt, ist dank der ausgezeichneten Feintriebe und der Skala die Wiederkehrgenauigkeit sehr gut.

Wenn man sich für seine Antennenkonfigurationen Tabellen mit den Abstimmpunkten auf den Skalen anlegt, ist meist nicht einmal ein Nachstimmen nötig. Allerdings muss man je nach Antennentyp auch bei Frequenzwechsel innerhalb eines Bandes deutlich nachziehen.

Einsatz von Zweidrahtleitungen

Ein anderer Grund, der für einen abgesetzten Balun spricht, ist die Möglichkeit vom Tuner mit einem kurzen Stück Koaxkabel durch Mauerwerk zu gehen und den Balun außerhalb zu positionieren, So vermeidet man, dass die Zweidrahtleitung durch eine Wand geführt werden muss. Die Kabellänge sollte aber 30-50 cm auf keinen Fall überschreiten.

Die Balune sind mit dicken Rohrkernen aufgebaut, wie sie aussehen zeigt Bild 9. Der Balun 1:1 ist im Ein- und Ausgang frequenzkompensiert, seinen Anpassungsverlauf erkennt man aus Bild 10. Für die niederfrequenten Bänder, wo der Haupteinsatz liegen dürfte, ist die Anpassung optimal. Bei höheren Frequenzen steigt der Scheinwiderstand an und geringe kapazitive Blindanteile treten auf.  

Beim 1:4-Balun ist es genau umgekehrt (Bild 11), die Anpassung bei höheren Frequenzen ist besser als bei niedrigen und auch auf 50 Mhz noch gut brauchbar. Das wird dem Haupteinsatzzweck für die höheren Bänder entgegen kommen.  

Beide sind mit 1 KW HF problemlos belastbar. Solange man nicht in extrem hochohmige Bereiche mit Impedanzen > 1KW kommt, sind auch die Verluste absolut tragbar. In keinem Fall waren die Rohrkerne in die Sättigung zu bekommen, es spricht also nichts gegen das Konzept, mit leistungsfähigen Kernen auf eine Zweidrahtleitung überzugehen. Im Shack sollte man ein kurzes Stück Koaxkabel mit 10 cm für den Balunanschluss auf der Rückseite konfektionieren.

Gerade bei Zweidrahtleitungen ist es nützlich, die Impedanzen im Speisepunkt zu kennen. Antennenanpassgeräte wie die beiden getesteten haben am wenigsten Verluste und lassen sich am besten im Bereich mittelohmiger Impedanzen (200-600 W) abstimmen.

Fazit

Beide Tuner haben die in sie gesetzten Erwartungen erfüllt, ich kann eigentlich keine Empfehlung für den einen oder anderen Typ abgeben. Trotz der drei Abstimmelemente gelingt die Anpassung an unbekannten Antennen mit dem AT2K meist schneller. Hat man die Einstellungen in einer Tabelle gespeichert, ist man mit dem AT2KD hingegen einfacher auf einer neuen Frequenz.

Bezüglich des nutzbaren Abstimmbereiches war ich überrascht, dass der AT2KD mit dem Differentialdrehkondensator in allen geprüften Fällen mit dem AT2K mithalten konnte. Man bekommt solide aufgebaute Geräte, die das eingangs erwähnte Entwicklungsziel einer lebenslangen Gebrauchstüchtigkeit erreichen dürften und das gängige Leistungsniveau von Linearendstufen problemlos verkraften.

Mein Dank geht an den deutschen Palstar-Importeur, die Firma CSR [2].  Die Geräte mit den Seriennummern 15315 (AT2KD) und 15304 (AT2K) wurden von ihr für den Test zur Verfügung gestellt.  

Quellennachweise:

[1] Palstar Inc., 9676 N. Looney Rd., P.O. Box 1136, Piqua, Ohio 45356, USA, im Internet     www.palstar.com

[2] Fa. Communications Systems Rosenberg, Marienbader Str. 14a, 61273 Wehrheim, Tel. 06081-59393, im Internet www.gagacom.de