Polyphaser > Amateurtele.com

Bij Museum Jan Corver in Budel worden momenteel Polyphaser MR50LNZ+15 surge protectors (overspanningsbeveiligingen) aangeboden. Het betreft nieuwe producten in originele verpakking! Met deze overspanningsbeveiligingen kan een coaxkabel worden beveiligd tegen spanningspieken en (niet directe) blikseminslagen. RF-signalen van 1,2...2 GHz (en een gelijkspanning voor actieve antennes) worden doorgelaten. Deze kastjes zijn erg goedkoop en bieden een ideale basis voor zelfbouwprojecten. Ter inspiratie is dit artikel gemaakt.

image is loading...

Levering in nieuwverpakking.
image is loading...

De Polyphaser.

Oorspronkelijke toepassing

Oorspronkelijk is het de bedoeling om de overspanningsbeveiliger in of aan een mechanisch en deugdelijk geaard paneel te monteren. Wanneer er door (niet directe) blikseminslag een grote spanningspuls ontstaat in de antenne die via de coax wordt doorgegeven, kan de verbonden apparatuur kapot gaan. Deze overspanningsbeveiliging leidt de overspanning weg naar aarde om de binnengeleider van de coaxconnector vrij te houden van dergelijke spanningspieken. Voor een goede werking wordt een N-connector (met o-ring afdichting en moer) én een M5-draadeind, kartelring en moer aan een paneel gemonteerd zodat er een doorvoer en deugdelijke aardverbinding met het paneel ontstaat. Aannemelijk is dat de oorspronkelijke toepassing voor GPS-doeleinden is omdat de GPS-frequenties (1,2276 en 1,57542 GHz) binnen het frequentiebereik vallen en er een bescheiden gelijkspanning van connector naar connector doorgevoerd kan worden.

image is loading...

Toepassingsvoorbeeld uit bijbehorend patent.

Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.

Functies

De primaire functie van het apparaat is het doorgeven van een RF-signaal van 1,2–2 GHz. De secundaire functie is het naar massa geleiden van te hoge spanningen als gevolg van de elektromagnetische puls van een (niet directe) blikseminslag. Hiermee wordt de aangesloten apparatuur beveiligd tegen falen door overspanning. De tertiaire functie is het doorlaten van gelijkspanning. Dit is handig omdat de bijbehorende versterker bij de GPS-antenne een voedingsspanning nodig heeft. Noot: de gelijkspanning wordt met een choke spoel op een ferrietkern ontkoppeld en door een 0,5 Ω;-weerstand (5 W) geleid. Aangezien de stroom voor de GPS-antenne minimaal is, is de spanningsval over de weerstand verwaarloosbaar.

Schakeling

Het primaire onderdeel in de overspanningsbeveiliging is een gasontladingsbuis ofwel gas discharge tube (GDT). In deze keramische elektronenbuis kan een vonk overslaan van geleider naar massa om extreme spanningen (zoals door een nabije blikseminslag) voor het grootste deel kort te sluiten naar massa. In de schakeling is ook een S20K11 varistor opgenomen om de laatste restspanning naar massa kort te sluiten. De varistor is een variabele weerstand die afhankelijk is van de spanning. Tot 11 V RMS of 14 V DC is de weerstand hoog en is de varistor “onzichtbaar”. Wanneer de spanning boven de drempelwaarde komt, daalt de weerstand sterk waardoor een te hoge spanning tot 2 kA naar massa wordt kortgesloten.

image is loading...

De schakeling van de Polyphaser.
image is loading...

De componenten in de behuizing.

Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.

Mechanica

Het apparaat bestaat uit een gespuitgiete aluminium behuizing van 93 × 37 mm. Deze behuizing lijkt op de bekende Eddystone/Hammond behuizingen, maar in dit geval is het Polyphaser logo in de deksel gegoten. De behuizing leent zich prima om te verspanen (boren, vijlen, frezen, schroefdraad tappen en dergelijke) door de legering en relatief grote wanddikte. Aan twee kanten zijn verzilverde female N-connectoren met vergulde pennen van A-kwaliteit gemonteerd. In de behuizing zijn enkele componenten geplaatst. Opgemerkt moet worden dat de kwaliteit van componenten, solderingen en afwerking zeer hoog is. Er zitten al zeven kartelringen in voor deugdelijk elektrisch contact! De toegepaste schroeven van de deksel zijn zelftappers en het is verstandig om deze een klein beetje te smeren met vet of olie om "vreten” van staal in aluminium te beperken. Ook moet opgemerkt worden dat de twee condensatoren geen koopdelen zijn maar met kunststof geïsoleerde messing plaatjes die condensatoren vormen. Vandaar dat de exacte waarden van de condensatoren niet bepaald zijn.

Ombouw naar HF, VHF en UHF

Op afbeelding 6 is de Polyphaser te zien met daarnaast twee andere commerciële overspanningsbeveiligingen. De bekendere rechter uitvoering bevat alleen de gas discharge tube. Door de schakeling uit de Polyphaser te verwijderen en een draadbrug tussen de twee connectoren te maken, met toevoeging van de gas discharge tube, is de Polyphaser ook te gebruiken voor andere frequenties zoals HF, VHF en lagere UHF-frequenties omdat door verwijdering van de condensatoren het apparaat breedbandig is geworden. Afhankelijk van de toepassing kan een deel van de schakeling behouden blijven of gemodificeerd worden. Aannemelijk is dat voor gebruik op andere frequenties, zoals op HF, de gelijkspanningsdoorvoer niet meer relevant is omdat een actieve antenne waarschijnlijk niet gebruikt wordt.

image is loading...

De Polyphaser met twee alternatieve overspaninngsbeveiligingen.

Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.

Amateurtoepassing

Ondanks dat de (vermoedelijk) oorspronkelijke toepassing voor GPS is, is toepassing voor 23 cm apparatuur voor experimenteel radio-onderzoekers ook aannemelijk. Deze band van 1,24…1,3 GHz valt binnen het bereik van de overspanningsbeveiliger. Het is dus verstandig om deze overspanningsbeveiliging op te nemen in de antenneleiding van een 23 cm station dat permanent met de antenne verbonden is. Vergeet hierbij de goede aardverbinding niet. De behuizing leent zicht ook voor prachtige andere toepassingen. In een volgend artikel is te lezen hoe er een 9 en 150 kHz hoogdoorlaatfilter en een 20 dB voorversterker in de behuizing is ingebouwd ten behoeve van EMC metingen.

Nawoord

De Polyphaser valt onder het Amerikaanse patent met nummer 4,554,608. Dit patent uit 1982 is te vinden via op het internet.

Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.

Voeding voor een actieve antenne?

Met kleine aanpassingen lijkt het mogelijk te zijn om een gelijkspanning (tot 14 VDC) te injecteren op een coaxkabel zodat een actieve antenne gevoed kan worden. Het lijkt erop dat door de 10 µH 3 A spoel aan één zijde los te koppen en naar buiten te voeren, hier een gelijkspanning op aan te sluiten is. Door de “centrale” ontkoppel condensator wordt de zijde van de zendontvanger ontkoppeld van gelijkspanning en de coaxkabel naar de antenne voorzien van een voedingsspanning. De “overspanningscomponenten” kunnen waarschijnlijk geplaatst blijven omdat deze waarschijnlijk geen invloed hebben op de werking. Mijn keuze zou zijn om de overspanningscomponenten te verwijderen zodat het bout gat gebruikt kan worden als invoer voor de gelijkspanning. Aangezien ik geen actieve antennes heb, heb ik deze modificatie niet gerealiseerd. Maar ik denk dat bovenstaande voldoende inspiratie biedt om zelf aan de slag te gaan...

behuizing inzetten voor hoogdoorlaatfilter

De behuizingen van de Polyphasesr laten zich prima lenen om andere projecten in te bouwen. Zo zijn er ten behoeve van EMC metingen hoogdoorlaatfilters gemaakt. Hier is een uitgebreid artikel te vinden over het maken van filters in de behuizingen.

Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.

Het aanbieden van de kennis via deze website kost tijd, energie en geld. Het is heel leuk om kennis te kunnen delen en anderen hiermee te kunnen helpen, maar ook alle kosten worden uit privé middelen voldaan. Er zijn onder andere kosten voor de hosting aanbieder om de site te kunnen laten bestaan. Mijn doel is om de inhoud aan te kunnen blijven bieden zonder reclame, maar de kosten worden hoger waardoor financiële middelen nodig zijn. Dus een bijdrage van €3 wordt zeer op prijs gesteld. Het is mogelijk om op een veilige manier een financiële bijdrage van €3 (of een veelvoud hiervan) te kunnen leveren. Klik op de knop hieronder om via Ko-fi een donatie te verzorgen.

open de afdrukbare pagina door hier te klikken
klik hier voor de mobiele versie. (Beta test.)