En hier gaan we weer, vonkzender 'bashing' zal het weer op uitdraaien. Ik ga FET niet alleen de linie laten houden dus hier gaan we:
Eerst en vooral, zoals FET al zegt, er is een ganse evolutie geweest wat vonkzenders betreft. Vonkzender-technologie uit 1918 was niet meer die van 1898. Net zoals een Blackberry of één of andere zogenaamde 'smartphone' nog weinig in gemeen heeft met een Nokia 3310, zowel kwa 'prestaties' als technische opbouw. Was laatste dan een slechte GSM in zijn tijd? Puur voor de vergelijking... Das zo'n typische 'ziekte' waar m'n dezer dagen aan lijd: Weg met al diejen ouwen brol! Men moet 'diejen ouwen brol' echter in zijn tijdvak bekijken om te beginnen. Dat een vonkzender nooit de spectrale zuiverheid of wat dan ook van een CW zal halen is logisch, noch zeg ik dat we allemaal lekker terug moeten gaan 'Rondvonken'. Ik typ dit hier ook liever op mijn laptop nu dan het via ponskaarten op een Colossus computer in te voeren. Maar 'wie het oude niet eert, is het nieuwe nie weerd' is het oude Vlaamse spreekwoord, en daar ga ik me nu aan houden.
Eventjes vonkzender techniek onder de loep nemen dus.
De bandbreedte van een vonkzender-signaal hangt van meerdere factoren af, de totale 'formule' is niet te berekenen daar ze voor een groot deel ook van 'operators practice' afhangt. En het menselijk brein is de meest ondoorgrondelijk machine van allemaal.
1. De bandbreedte neemt verhoudingsgewijs toe met de gebruikte frequentie. Hetzelfde fenomeen zie je bij rechtuit-ontvangers, waar de selectiviteit (en dus bandbreedte van ontvangst) word uitgedrukt in procent (%) en niet kHz/Hz. Een selectiviteit van 3% bij 500 kHz is dus 15 kHz, op 1000 kHz is dar dus al 30 kHz. Dit is nu eenmaal gewoon eigen aan afgestemde kringen. Hoe dat gedrag juist zit laat ik over aan de heren die meer verstand hebben van Q-factor, resonantie-respons enz van LC-kringen.
Ook zinkt het rendement vd zender genadeloos de grond in naarmate de frequentie stijgt. Dit omdat er steeds kleinere waardes van L en C worden ingezet in de primaire/secundaire kring met stijgende frequentie. Vooral kleinere C is nadelig, want dat wil zeggen: Minder energie die kan opgeslagen worden, en dus vrijgegeven worden, voor elke vonk/puls. Koppel dit aan het feit dat deze kleinere hoeveelheid energie over een veel breder stuk spectrum word 'uitgesmeerd' en je ziet de bui al hangen... Dit had men al snel door, en vandaar de logica van 'lager is beter' (in frequentie dan) al snel triomfeerde. Heeft niks te zien met verkeerde inzichten ofzo, het was 'vonkzender-gewijs' gezien gewoon zinloos op de KG te gaan werken. Waardoor de ontdekking vd voordelen van KG aan de 'amateurs' werd overgelaten. Met vlambogen moest je er zelfs niet aan denken om boven de 500 kHz uit te komen, met alternators moesten ze niet dromen van boven de 100 kHz te raken... Dus bleef 'kameraad vonkzender' het stuk 500-2000 kHz domineren, en daar zaten vooral scheepvaart, luchtschepen enz. Buizen die hetzelfde presteerden qua vermogen/gewerkte afstanden kwamen er pas tijdens, en werden gemeengoed na, WO1.
2. De antenne is een groot deel van de SECUNDAIRE AFGESTEMDE KRING bij een vonkzender!!! Dit wil zeggen dat de opbouw hiervan ook een serieuze impact heeft op de vorm van het signaal dat 'uitgestoten' word, en bovenal: de hoeveelheid rommel. Tegenwoordig dient een antenne enkel om met maximale efficiëntie de vd zender toegevoerde HF-energie af te stralen. Bij vonkzenders GELDEN ANDERE REGELS. De bedoeling is dat de HF-puls (is gewoon een EMP, Electro Magnetic Pulse, letterlijk) vd primaire kring (waar de vonkbrug in zit) zo efficiënt word gebruikt. Dit wil niet zeggen de sterk gedempte X aantal kW/MW EMP rechtstreeks de lucht inslingeren, maar hem zo lang mogelijk 'uitrekken' en dus CONSERVEREN. Dit om zo dicht mogelijk bij een ONGEDEMPT 'CW-achtig' signaal in de buurt te komen, daar dit voor communicatie duizend keer efficiënter is. En veel smalbandiger is... Want een afgestemde kring (en dat is ons antenne-systeem bij een vonkzender) word smalbandiger naarmate ze minder gedempt (en dus belast) word, daar de Q-factor (!!) stijgt. En het is uiteindelijk de antenne die bepaalt wat er in de ether gegooid word. Hieruit volgt de logica: Hoe hoger de Q factor van het antenne-systeem, des te smalbandiger het signaal! En liefst vanal nog een antenne met ook een hoge C tot L ratio, daar een grote C (condensator dus) beter geschikt is om zo'n enorm vermogen op te slaan dan een spoel (L of inductie dus). Bovendien neemt de impedantie van ons antenne-systeem af bij hoge C tot L ratio, daar het gewoon een parallell afgestemde LC kring is in essentie. Waarom? Als je al die energie secundair wil gaan opslaan in een spoel, en daar 1 enkele draad als antenne aankoppelt, krijgt je wat Fleming in één van z'n handboeken beschrijft als 'bliksemsschichten van meerdere voet lengte aan de top van de antenne'. Met andere woorden: Je hebt een Tesla Coil gebouwt. Leuke lichtspectakels, maar das niet echt de bedoeling noch handig als je wil efficiënt wil communiceren... Dus vandaar de enorme hoeveelheid draad in de lucht/grond, om een zo groot mogelijke antenne/aarde-capaciteit te krijgen. Dit zie je mooi bij bv de Titanic antenne, dat is een T-antenne met slechts 4 korte vertikale stralers (volgens velen dezer dagen zijn dat 'transmissielijnen'...) en daarboven een ENORME capaciteitshoed van 4 x 150 meter lange draden. Heeft niks te maken met die antenne zo efficiënt mogelijk laten stralen, dat wil je hier eigenlijk niet echt ook... Waarom niet? Afgestraling van HF de ether in = DEMPING van het antenne-systeem = slechtere Q = Grotere bandbreedte van het uitgezonden signaal! En hier begint het dilemma dat elke vonkzender plaagt... Minder efficiënt stralende antenne en hoge Q factor = lagere bandbreedte, maar minder uitgestraalt vermogen. Of wil je een efficiënt stralende antenne? Met meer afgestraalt vermogen, ten koste van grotere demping, en dus een lagere Q factor, en dus breder en 'vuiler' signaal..? En daar begint de miserie.
PS. Aan al degenen die nu niet meer kunnen volgen, vergeet de rest.
Je kan proberen deels rond dit probleem heen te werken met één van volgende oplossingen:
3. Daar ook de vonk zelf onderhouden energie kost (en niet opbrengt, zoals FET reeds melde, en nog geen klein beetje energie ook) zit je ook daar met serieuze extra demping vd Q-factor van het 'antenne-systeem'. Ik ga het vanaf hier 'antenne-systeem' noemen, daar de antenne zelf (zoals uitgelegd) slecht een onderdeel vormt vd secundaire LC-kring van de vonkzender. De eerste daarvoor was de KOPPELINGS-FACTOR tussen (met vonkbrug als onderdeel) en secundaire kring (met de antenne als onderdeel) variabel maken. Hoe groter de koppelfactor tussen primaire en secundaire spoel (en dus de kringen), hoe meer energie er vloeit vd primaire naar de secundaire, en dus de ether in gegooid word. Maar ook omgekeerd, eens de energie in de primaire lager is dan in de secundaire, en dus de rollen omgekeerd zijn: Hoe meer energie er TERUG vloeit naar de primaire vanuit de secundaire, en dus hoe meer de secundaire gedempt word. Met weer de bekende gevolgen: Grotere bandbreedte, meer rommel. Ook vormen de gesloten primaire en secundaire kring een bandfilter, en als je een bandfilter 'overkoppelt' krijg je de (in ons vonkzender geval de gevreesde) 'dubbele resonantie' karakeristiek: Je hebt twee resonantie-pieken, en dus straalt je antenne een 'dubbele' golf uit! Weer een hoop bandbreedte + rommel bij.
Hier begint 'operators practice' een serieuze rol te spelen. Wil je met bv een schip 100km verderop communiceren? Koppel je primaire en secundaire spoelen dan zo los als mogelijk, zo kom je minder hard binnen, maar ben je smalbandiger en stoor je niemand anders. Kwestie van beleefdheid. Of je doet zoals de operator vd Titanic eens je (weer) een ijsberg-waarschuwing binnen krijgt van een schip dichtbij: Je seint een welgemeende 'f*ck off' en koppelt je spoelen maximaal om hem te 'overblazen', en dan heerst de Wet vd Jungle, nl degene met 'de grootsten' wint. Hetzelfde soort gedrag hoor je dezer dagen soms nog op de amateurbanden, bv een kilowattje SSB op 80m om met je collega aan de andere kant vd stad te leuteren. Het gevolg in het geval vd Titanic was simpel: De marconist op het andere schip (met de kleinste zender) geeft er de brui aan, dus als je achteraf SOS zit te roepen en je krijgt geen reactie, moet je niet raar staan kijken... Geen idee dat dat de exacte reden was van 'no reply', maar het kan goed zijn.
Maar dit is natuurlijk ook slechts weer een tijdelijke oplossing, en het succes/falen ervan hangt af van pure operators practice, en dus de menselijke eigenschappen... Meer hoef ik niet te zeggen.
4. De betere oplossing voor het bovenstaande probleem is, zoals FET weer reeds uitlegde, de blustijd vd vonkbrug gaan verbeteren. Eens je vonk der werk gedaan heeft, is ze compleet nutteloos, dus moet je er snel vanaf, daar ze enkel energie opslorpt en die omzet in pure hitte en licht. Dus, betere vonkbruggen zoals snel roterende schijven met tanden erop, druklucht (of een ander gas onder hoge druk) erop zetten, of de Wiensche vonkbrug of 'blusvonkbrug'. Eén vd beste die er was, de laatste. Van de moment de vonk geblust is, is de primaire kring terug 'open', heb je geen energie verslindende vonk meer, noch de demping die ze veroorzaakt. Ook geen overkoppelt bandfilter 'situatie' meer (de primaire van het bandfilter is gewoon open), en dus geen 'dubbele golf' in je antenne-systeem. Met deze verbetering kan je dus de primaire en secundaire sterker aan mekaar gaan koppelen zonder toegenomen bandbreedte/rommel. Hogere efficiëntie is ook het gevolg dan.
Dus met andere woorden: De bandbreedte van een vonkzender is eigenlijk een soort koorddansen tussen twee factoren, je staat steeds voor het dilemma van bandbreedte VS uitgestraalt vermogen. Aan de Q-factor opdrijven staan ook grenzen onvermijdelijk. Zeker daar er in vonkzenders en hun antennes tot 100den kilovolt hoge spanningen (HF dan) voorkomen soms, en dat brengt alleen maar meer problemen wat betreft isolatie en verliezen beperken.
Maar dan komen we aan bij een factor die dikwijls over het hoofd gezien word in gans die geschiedenis vd vonkzenders en andere 'dinos' der radio, nl:
5. De aard van de ontvanger aan andere zijde! Een coherer wil liever brede, krachtige pulsen. Een kristal-ontvanger is al wat selectiever en dus kan je al wat smaller gaan aan de andere kant ook. Eens echter de regeneratieve ontvanger er kwam was het CASE CLOSED voor de vonkzender. Deze is zeer gevoelig voor zowel CW signalen, als de opkomende AM-omroep signalen ALS gedempte golven. Als je in 1922 in de VS bv met je rechtuitontvanger naar een omroepzender zat te luisteren op 600 kHz, en 10-20km verderop begon een 10-20kW kuststation met vonkzender op 500 kHz te seinen naar één of ander schip, kan je de gevolgen al raden...
De "MG achtertuin" waar de vonkzender tot in de jaren 20 "regeerde", buiten bereik van de alternators of vlambogen, daar MIDDENIN kwam de radio-omroep tot opbloei. Das slechts één van de factoren die de ondergang vd vonkzender definitief maakten. Als men het 'bandplan' van 1906, hier op Franse Wiki, bekijkt kwa golflengtes toegewezen waren aan schepen enz met vonkzenders, weet je genoeg:
http://fr.wikipedia.org/wiki/T%C3%A9l%C3%A9graphie_sans_fil#Tableau_de…
"Ondes Amorties" betekent 'gedempte golven' dus met andere woorden, dit was waar tot 1927 de vonkzenders 'toegewezen' waren. Toevallig overlapt dat het complete LG/MG-omroep gebied.
Dat ze op de uitweg waren was al zowiezo een feit, maar de opkomst van de regeneratieve ontvanger, en de radio-omroep aangedreven door zenders met buizen, dat waren de definitieve 'nagels in de kist' voor de vonkzender. Oude QSTs uit periode 1920-1925 vermelden incidenten van omroepzenders die massaal gestoort werden door scheepszenders enz bij de vleet, dat die chaos niet langer kon duren, dat was onvermijdelijk. Vandaar de vonkzender z'n 'demonische' reputatie op den duur, die vandaag de dag nog altijd meegaat. Op een moderne Kenwood transceiver in CW mode en 100 Hz bandbreedte zou je zo'n vonkzender waarschijnlijk niet eens oppikken. Tenzij je natuurlijk op 10km er vandaan zit en die 20kW uitstraalt.
En dat de ontvanger van die 'monster-stations' 10km verderop stond heeft weinig de maken met de rommel die ze uitstoten, of het nu vonkzenders, vlambogen of alternatoren waren. Evarist van hier op CO vermelde me ooit dat hij eens richting antenne-park van RTL op de LG reed met de auto, om fotos te maken, eens hij te dicht kwam viel de auto gewoon stil... Zegt genoeg. Heeft grotendeels te maken met het vermogen dat gebruikt word, niet de mode. Dat onze vonkzender daarin nog een stuk erger is, is logisch, het is gewoon een EMP-machine in essentie. Geen reden dus om ze terug massaal in te zetten, tenzij WO3 uitbreekt en ze alle sattelieten neerhalen + EMP wapens inzetten, want zo'n technologie is reeds getest in praktijk. Ook hier gaat de analogie met de Nokia 3310 goed op, probeer hem maar eens kapot te krijgen 
! Maar goed, das pure speculatie weer.
Echter gans die geschiedenis en technologie rechtstreeks naar de schroothoop verwijzen of te demoniseren is ook gewoon dom. Hetzelfde met ontkennen dat er ooit dinosaurussen op deze aardbol rondliepen, je zet de deur wagewijd open voor de wildste speculatie of wetenschappelijk 'in toertjes lopen'... De gevolgen daarvan kennen we. Als je de werking van een vonkzender niet begrijpt, of we vergeten compleet HOE die werkt, vergeet je de meest elementaire basis van HF-techniek, of ALLE elektronische ontwikkeling die eruit voort kwam. En als er ooit de nood zou bestaan om terug te keren naar die basis, en die is niet meer bekend, dan kennen we ook weer de gevolgen. Noem mij conservatief...
Maar goed, dit was ff vlug vlug erdoor racen, het kan allemaal wat 'kort door de bocht zijn', ik update de tekst nog als ik zelf fouten vind. Bij onduidelijkheden, of kritiek, gewoon melden, pas de fouten wel aan.
Bij eventuele interesse in vonkzender 'tijdperk' handboeken of andere informatie, mail mij! Heb hier nog een ganse verzameling 'pre-elektronische radio' uitleg op de PC staan. Wil je de stralingsweerstand van een antenne meten zonder een halfgeleider of buis? Kan perfect! Staande golven op transmissie-lijnen demonstreren met corona? Kan ook! Ze waren toen nog 10x slimmer als wij nu heb ik de indruk soms.
Groeten,
Sparkman
