Der Selbstbau von Funkgeräten mit kleinen Sendeleistungen

6. Kapitel Schaltungen und Technik von Transceivern für QRP

Teil 1 - Autor: Peter Rachow Home


6.1 Ein QRP-Transceiver für CW

Ein einfacher CW-Transceiver, der auf jeglichen Luxus verzichtet, aber erweiterungsfähig ist. Alle Teilschaltungen wurden schon im Rahmen dieses Buches besprochen. Der Transceiver soll darum als Beispiel dienen, zu welchen größeren Geräten die beschriebenen Module zusammengestellt werden können.

(C) Peter Rachow
(C) Peter Rachow
Abb. 87a Sehr Einfacher-CW-Transceiver

Der Sender ist 2-stufig ausgeführt. Die schon vorgestellte Oszillatorschaltung mit Quarz zwischen Kollektor und Basis wird um eine dem Quarz in Serie geschaltete Kapazitätsdiode (BA 102) ergänzt. Wenn der Sender getastet wird, ändert sich die Spannung an der Anode der Diode, und damit zu einem gewissen Betrag ihre Kapazität. Die weitere Folge ist eine geringfügige Änderung der Frequenz des Oszillators. Möglicherweise kann die Abweichung der Frequenz bei einer anderen als der angegebenen Diode BA 102 abweichen. Man kann dann als einfachste Methode bei zu großem Frequenzversatz einen kleinen Kondensator (5 bis 25 pF) der Diode parallel schalten.

Diese Frequenzversetzung im Sendefall ist notwendig, weil man sonst möglicherweise mit der Gegenstation auf zero-beat arbeiten würde, also keine Zeichen lesen könnte. Die Diode erzeugt den dazu notwendigen Frequenzoffset. Das *-Filter des Senders kann nach der Tabelle im 4. Kapitel bemessen werden. Es ist möglich, den Oszillator als VXO umzurüsten. Wegen der Einschaltung der Kapazitätsdiode im Rückkopplungsweg muß aber überprüft werden, ob die Schwingungen sowohl im Sende- als auch im Empfangsfall jederzeit stabil sind, was Amplitude und Frequenz betrifft.

Weitere Bauteilte im Sender:

Dr1 und Dr2: 30 Windungen 0,3 mm Kupferlackdraht auf Ringkern FT 50-43.
L1 und L2: siehe entsprechende Stellen in Kapitel 4.3.3
X: Grundtonquarz für das 40 m-Band
Pi-Filter: Filterschaltung entsprechend Kapitel 4.11
LC1 und LC2: Schwingkreise für 7MHz Resonanzfrequenz

Der Empfänger ist ein Direktmischer mit dem IC MC 1496, mit einem 2-kreisigen Eingangsbandfilter ohne eine HF-Vorstufe. Der 1 k*-Widerstand in der Antennenleitung wirkt als HF-Regler. Er kann dazu dienen, den Empfängereingang bei hohen Antennenspannungen unempfindlicher gegen Übersteuerungen zu machen. Wenn der Regler in die Frontplatte eingebaut wird, muß er natürlich mit abgschirmten Kabel (RG 174) angeschlossen werden.

Der RX-Mischer wird mit dem Oszillatorsignal des Quarzoszillators gespeist. Die resultierende Niederfrequenz aus der Mischung mit dem Eingangssignal wird in einem Tiefpaßfilter von HF-Resten befreit und gelangt an den Audio-Vorverstärker. Als NF-Endstufe arbeitet der bekannte LM 386, ein Kopfhörer kann wieder direkt angeschlossen werden.

Eine explizite Sende/Empfangsumschaltung gibt es nicht. Die beiden antiparallel geschalteten Dioden verhindern, daß die Antennenspannung am Eingang des MC 1496 zu groß wird, und das IC zerstört werden könnte. Natürlich hat der TRX wegen seiner Einfachheit keinen Mithörton. Ein einfacher Tongenerator z.B. auf der Basis der Schaltung mit dem ICL 8038 kann aber der Senderendstufe parallel geschaltet werden. Wer die Anschaffung dieses doch recht teuren ICs scheut, kann sich mit etwas höherem Aufwand einen kleinen Tongenerator selbst bauen. Es handelt sich um einen sogenannten Multivibrator, der Rechteckschwingungen erzeugt. Um mehr über das Funtkionsprinzip dieser Schaltung zu erfahren, lesen Sie bitte die Erläuterungen am Ende dieses Buches. Die Schaltung erzeugt ein Frequenz um ca. 800 Hz.

(C) Peter Rachow
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Abb 87 b Mithörtongenerator

Natürlich kann man eine einfache Sende-Empfangsumschaltung nachrüsten.Zu diesem Zweck kann man die Betriebsspannung von TX und RX mit einem in die Frontplatte eingebauten Schalter umschaltbar machen, so daß im Sendefall der RX stromlos wird. Wenn der Mithörtongenerator eingebaut wird, muß der NF-Verstärker allerdings immer mit Strom versorgt werden. Die Plus-Leitungen sind also aufzutrennen.

Die Schaltung ist primär als Ausgangspunkt für eigene Experimente gedacht, weil sie insgesamt einfach und überschaubar ist.

6.2 Ein QRP-Transceiver für SSB auf dem 20 m-Band

Dieses Gerät dürfte das "Spitzengerät" sein, das im Rahmen dieser Präsentation vorgestellt wird. Es handelt sich um einen 20 m SSB-Transceiver mit einer Senderausgangsleistung von 6 Watt.

6.2.1.1 Allgemeiner Aufbau

Der Transceiver ist in Modulen aufgebaut, von denen einige in Grundzügen schon vorgestellt wurden. Deshalb ist dieses Gerät ein lehrreiches Beispiel, wie solche Teilmodule zu umfangreicheren Schaltungen zusammengebaut werden können. Bevor es weitergeht, zuerst ein Blick auf

6.2.1.2 Das Blockschaltbild

Der gesamte Transceiver läßt sich in folgende Funktionsgruppen unterteilen:

- Frequenzaufbereitung (mit einem Hartley-VFO und FET)
- Sender (linear für A- bzw.- AB-Betrieb)
- Empfänger (Superhet mit einer ZF)
- Umschaltplatine mit RIT

Erläuterungen:

Der SSB-Trägergenerator arbeitet gleichzeitig als BFO für den Produktdetektor des Empfängers. Die Seitenbänder werden mit Quarzen umgeschaltet, denen zur Feinjustierung der Seitenbandfrequenz Trimmkondensatoren in Reihe geschaltet sind. Im SSB-Mischer werden das im Mikrofonverstärker verstärkte Sprachsignal (IC *A 741)  und die HF des Trägergenerators zu einem DSB-Signal gemischt, welches dann nach Durchlaufen des SSB-Filters zu einem SSB-Signal mit der gewählten Zwischenfrequenz wird. Die ZF kann sich im Bereich von 6 bis 12 MHz befinden, je nach verwendetem Filter. Nach dem Durchlaufen des Filters wird das Sendesignal im ZF-Vorverstärker des Empfängers um ca. 20 dB verstärkt und dann auf den Sendermischer (Dual-Gate MOSFET) gegeben, der daraus durch Mischung mit dem VFO-Signal die Ausgangsfrequenz erzeugt. Ein dreistufiger HF-Verstärker hebt das Signal auf eine Ausgangsleistung von ca. 6 W an. Die Endstufe dieses Senderverstärkers ist eine Gegentaktendstufe, die mit 2 CB-HF-Treibertransistoren (2 SC 1306) bestückt ist.

(C) Peter Rachow
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Abb. 88 Blockschaltbild des 20 m-SSB-Transceivers

Das Empfangssignal wird zuerst in einem HF-Vorverstärker um ca. 15 dB angehoben. Gleichzeitig wird es, bevor es den Verstärkereingang erreicht, durch ein zweifaches Bandfilter von Frequenzanteilen außerhalb des 20 m-Bandes befreit.

Anschließend wird es in der Empfängermischstufe mit dem VFO-Signal gemischt. Die Zwischenfrequenz wird in das senderseitige SSB-Filter eingespeist, so daß am Filterausgang das ZF-Signal auf eine Bandbreite von ungefähr 2,4 kHz (je nach der Charakteristik des verwendeten Filters) reduziert ist. Danach durchläuft das gefilterte Signal den Vorverstärker, der im Sendefall vom SSB-Sendersignal durchlaufen wird. Diese vorverstärkte ZF wird dann im Haupt-ZF-Verstärker nochmals um ca. 40 dB angehoben. Daran schließt sich ein Produktdetektor an, der als passiver Diodenringmischer ausgebildet ist, und demzufolge das Signal wieder um ca. 5 dB abschwächt. Ein NF-Vorverstärker und der NF-Leistungsverstärker sorgen für eine ausreichend lautstarke Wiedergabe im Lautsprecher.

Gesteuert und geschaltet werden beide Teilschaltungen durch eine Spannungsversorgungs- und Umschaltplatine, deren Hauptaufgabe es ist, die Betriebsspannungen an die einzelnen Teile des Transceivers zu bringen, und die daneben noch die Schaltung für die RIT-Steuerung enthält, sowie die Antennenumschaltung.

6.2.2 Die Signalaufbereitung. Der SSB-Generator

Der Sender benutzt einen SSB-Generator, der als passiver Diodenringmischer mit 2 Silizium-Dioden aufgebaut ist. Er besteht aus den Dioden D1 und D2. Diese sollten wieder auf möglichst gleichen Widerstand hin in Durchlaßrichtung ausgewählt werden. Der HF-Transformator L1 ist trifilar auf eine Ringkern FT 37-43 (oder eine Größe kleiner) gewickelt. Es werden 15 Windungen 0,2 bis 0,4 mm Kupferlackdraht verdrillt. Der Wicklungssinn in der Schaltung (markiert mit "X") ist wie immer bei solchen Transformatoren unbedingt einzuhalten.

Als Mikrofonverstärker wird ein Operationsverstärker verwendet (IC uA 741). Der Trägergenerator läßt Betrieb auf wahlweise einem der beiden Seitenbänder zu, wenn eine Seitenbandumschaltung mit 2 Seitenbandquarzen realisiert wird (Schalter S1). Die Trimmer VC 1 und VC 2 erlauben die genaue Einstellung des Wertes der Trägerfrequenz. Verfahren Sie zum Einstellen des SSB-Generators wie in der Abgleichanleitung in Kapitel 4.6.1 angegeben.

Die Widerstände Rx 1 und Rx 2 haben wieder den Wert der vom Hersteller des Filters angegebenen Ein- bzw. Ausgangsimpedanz. Falls diese nicht bekannt ist, können Widerstände von 1,5 k* bis 2,2 k* verwendet werden.

(C) Peter Rachow
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Abb. 89 SSB-Generator

Die Transistoren Tr 1 und Tr 2 sind HF-Transistoren mit einer ft, die mindestens um den Faktor 10 höher liegt, als die im TRX verwendeten Zwischenfrequenz (also > 100 MHz)

Die Kondensatoren C 8 und C 10 dienen dazu, das Zwischenfrequenzsignal des Empfängers durch das Filter zu leiten. Sie haben sehr kleine Werte. Dies hat 2 Gründe:

1.) Das Sender-SSB-Signal soll möglichst wenig durch externe Beschaltung beeinflußt werden.

2.) Die Gesamtverstärkung des gesamten Empfänger-ZF-Teiles ist derartig hoch, daß der Verstärkungsfaktor durch die kleinen Koppelkondensatoren (mit vergleichsweise hohem kapazitiven Widerstand) etwas reduziert werden muß, damit der ZF-Verstärker des RX nicht anfängt selbsttätig und unkontrolliert zu schwingen. Sollten diese Schwingungen doch auftreten, können die Kondensatoren bis auf 3,3 pF verkleinert werden, oder zumindest solange, bis die Schwingungen des Empfänger-ZF-Verstärkers aufhören. Davon jedoch bei der Besprechung des Empfängerteils mehr.

6.2.3 Der VFO

Der VFO ist das Herzstück des Transceivers, deshalb muß er sehr sorgfältig aufgebaut werden. Seine Frequenzstabilität beeinflußt sowohl das Verhalten des Senderteiles als auch das des Empfängers. Lesen Sie zu dieser Problematik bitte noch einmal die Ausführungen im Kapitel über VFOs. Je nachdem, ob der Transceiver später in ein geräumiges Gehäuse eingebaut wird oder nicht, kann man überlegen, ob man den VFO nicht besser in einem separaten abgeschirmten Gehäuse innerhalb des gesamten Transceivers einbaut. Bei kleinen, bewußt kompakt konstruierten Transceivern ist dies dagegen schwerer möglich.

(C) Peter Rachow
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Abb. 90 VFO

Der VFO besteht insgesamt aus 3 Stufen. Die erste Stufe, und die wichtigste, ist natürlich die Oszillatorstufe. Daran schließt sich eine Pufferstufe an, die ebenfalls mit einem Feldeffekttransistor bestückt ist. Die letzte der drei Stufen soll das Ausgangssignal auf eine Spannung von ca. 3 bis 4 VSS anheben, um die FET-Mischer angemessen ansteuern zu können. Mischer mit Dual-Gate MOSFETs benötigen nämlich eine etwas höhere Oszillatorspannung.

Die Oszillatorfrequenz sollte unterhalb der Arbeitsfrequenz liegen. Ein Berechnungsbeispiel:

fTRX:    14000 kHz bis 14350 kHz
fZF:    9000 kHz
daraus ergibt sich:

fVFO: 5000 kHz bis 5350 kHz

6.2.3.1 Die Oszillatorstufe

Es handelt sich um einen Hartley-Oszillator. Charakteristisch ist die Anzapfung der Spule nach dem ersten Viertel der Windungszahl. Wenn Sie feststellen, daß die Oszillatorstufe verzerrte Schwingungen erzeugt, verlegen Sie den Abgriff, weiter an das Ende (1/6 bis 1/10 im Extremfall). Sie können jedoch alternativ ebensogut C 1 verkleinern.

Der veränderliche Kondensator VC 1 ist der Hauptabstimmkondensator des Schwingkreises. Er muß so bemessen sein, daß die Kapazitätsänderung über seinen Drehbereiches etwas mehr Frequenzvariation ermöglicht, als die 350 kHz des 20 m-Bandes. Unter Umständen wird man zwecks Bandspreizung einen kleinen Trimmkondensator zu VC 1 in Serie schalten müssen, wenn der Unterschied zwischen Anfangs- und Endfrequenz zu groß ist. Dabei wirkt sich jedoch immer nachteilig aus, daß die VFO-Skala mit kleiner werdendem Serien-Kondensator stetig unlinearer wird. Der Trimmer VC dient zum Einstellen der Bandbereichsmitte (siehe Abschnitt "Bandspreizung" im Kapitel 4). Der Transistor Tr 1 kann ein fast beliebiger N-FET sein, z.B. ein 2 N 3819 , ein 2 N 4416, ein 2 SK 19 oder ein 2 SK 33.

6.2.3.2 Die Pufferstufe

Die Pufferstufe mit dem Transistor Tr 2 ist eine sogenannte Source-Folgerstufe. Es handelt sich um einen Impedanzwandler mit einer Durchgangsverstärkung von ungefähr 1 oder etwas weniger. Dabei wird der Eingang von Last- und Impedanzänderungen am Ausgang maximal entkoppelt. Der Transistor kann vom selben Typ sein wie Tr 1.

6.2.3.3 Der Verstärker des VFO

Tr 3 hat die Aufgabe das Ausgangssignal auf eine Spannung von 3 bis 4 VSS zu verstärken. Man kann jeden HF-Transistor verwenden, wenn dessen ft um den Faktor 10 höher ist als die Frequenz des Oszillators.

6.2.3.4 Aufbauhinweise

Lesen Sie sich den Abschnitt 5.4.2 in jedem Fall vor dem Bau des Oszillators nochmals durch. Sie vermeiden dadurch spätere Änderungen, wenn Sie mit der Frequenzstabilität des Oszillators nicht zufrieden sind. Insbesondere die variablen Kondensatoren VC 1 und VC 2 müssen von hoher Qualität sein. Verwenden Sie keine Keramiktrimmer in dieser Steuerstufe, sondern Folien- oder besser einen Lufttrimmer (der Keramik zwar als Trägermaterial, aber nicht als Dielektrikum haben darf).

6.2.3.5 Die Funktionsüberprüfung des Oszillators

a) Überprüfen Sie den Aufbau gewissenhaft.

b) Messen Sie vom Anschluß "+ 10 V" den Widerstand gegen Masse. Sie müssen einen Widerstand messen, der deutlich größer als 100 * ist. Ist dies nicht der Fall, hat die Schaltung einen Kurzschluß.

c) Schließen Sie ein Oszilloskop an den Ausgang des Oszillators an und versorgen Sie diesen mit einer stabilisierten 10 Volt Gleichspannung. Am Ausgang muß eine sinusförmige Wechselspannung mit einer Spannung von 3 bis 4 VSS anliegen.

Sollte dies nicht der Fall sein, prüfen Sie ob

i)     Betriebsspannung anliegt
ii)     der Oszillator schwingt. Schließen Sie das Oszilloskop an den Verbindungspunkt von R3 und C5 an. Wenn Sie hier HF-Spannung messen können, schwingt der Oszillator und der Puffer und/oder der Verstärker arbeiten nicht. Prüfen Sie dann diese Stufen.
iii) arbeitet die Steuerstufe nicht, verändern Sie den Abgriff der Spule. Legen Sie ihn näher zur Spulenmitte, um die Rückkopplungsenergie zu vergrößern. Vergrößern Sie testweise einmal C1.

Lesen Sie dann noch einmal das Kapitel 2.4 durch, daß methodische Hinweise zur Fehlersuche gibt.

6.2.4 Der Leistungsender

Der Sender besteht aus dem Sendermischer mit drei nachfolgenden HF-Verstärkerstufen, die linear (im A- oder AB-Gegentaktbetrieb) arbeiten.

6.2.4.1 Der Sendermischer

Der Sendermischer ist mit einem Dual-Gate-MOSFET bestückt. Auf die beiden Gate-Anschlüsse des 40673 oder eines ähnlichen Typs (3 N 211, BF 900) werden die beiden Ausgangssignale des SSB-Generators und des VFO gegeben. Die beiden gekoppelten Schwingkreise sind auf 14 MHz abgestimmt. Der Kopplungskondensator darf nicht größer als 5 pF sein. So werden die Ausstrahlung unerwünschter Intermodulationsprodukte und Oberwellen aus dem Mischer zuverlässig verhindert. Je kleiner dieser Kondensator, desto reiner das Ausgangssignal. Wenn für die Schwingkreise LC 1 und LC 2 keine Ringkerne verwendet werden, sollten die Kreise unbedingt in Abschirmbecher eingebaut werden. Es kann nämlich sein, daß HF-Energie aus den nachfolgenden Leistungsstufen induktiv in diese Kreise einkoppelt, und das der Sender dann beginnt, unkontrolliert zu oszillieren.

(C) Peter Rachow
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Abb. 91 SSB-Sender

6.2.4.2 Der Vorverstärker für Sender- und Empfänger-ZF

Diese Stufe ist mit einem Kleinleistungs-HF-Transistor bestückt (2 SC 1957 ungekühlt) und hat ihren Arbeitspunkt im A-Teil der Kennlinie. Die Verstärkungscharakteristik ist deshalb sehr linear. Sie verstärkt das 14 MHz-SSB-Signal aus dem Mischer auf ca. 20 mW. Der Widerstand 8,2 *, der in der Emitterleitung liegt, und der nicht durch einen Kondensator überbrückt ist, erhöht die Linearität dieser Verstärkerstufe um ein Vielfaches, und darf nicht überbrückt werden, mit dem Ziel die Durchgangsverstärkung dieser Stufe zu erhöhen. Der HF-Übertrager T 1 hat folgende Daten:

Spulenkörper:         Amidon-Ringkern FT 50-43
Primärwicklung:         12 bis 15 Windungen 0,3 mm Kupferlackdraht.
Sekundärwicklung:     5 Windungen 0,3 mm Kupferlackdraht.

Die Drossel Dr 1 ist entweder eine HF-Drossel mit 20 Windungen 0,4 mm Kupferlackdraht auf einem Ferritspulenkern (Durchmesser 3-5 mm) oder erhält die gleiche Windungszahl auf einem Ringkern FT 37-43.

6.2.4.3 Die Treiberstufe

Diese Stufe ist wieder mit einem 2 SC 1957 bestückt. Dieser Treibertransistor arbeitet ebenfalls im A-Betrieb. Wegen des höheren Stromes, besonders aber wegen des permanent fließenden Ruhestromes, der in dieser Stufe auftritt, muß der Transistor auf einem kleinen Kühlblech (A = 4 bis 5 cm²) montiert werden. Die Drossel Dr 3 besteht aus 20 Windungen 0,5 mm Kupferlackdraht auf einem Ringkern FT 50-43.

Diese Stufe wird mit einem Pi-Filter abgeschlossen, das aus der Kapazität C 10 und der Spule L 1 besteht. C 10 ist ein Folientrimmer mit einer Endkapazität von 90 pF. Die Spule L 1 wird auf einen zylindrischen Spulenkörper mit 8 bis 10 mm Durchmesser gewickelt und erhält 12 Windungen Kupferlackdraht 0,5 mm. Dieses Filter dient der Anpassung des Ausgangs der Treiberstufe auf 50 * Impedanz, mit der die nachfolgende Gegentaktendstufe gespeist werden muß. Die Ausgangsleistung dieser Stufe liegt bei ca. 200 mW.

6.2.4.4 Die Gegentaktendstufe

Sie verstärkt das SSB-Signal auf die Ausgangsleistung von 5 bis 6 Watt HF. Es werden zwei CB-Transistoren benutzt (2 SC 1306). Einzelheiten zur Schaltung:

Der Eingangsübertrager T 2: Ihm fällt die Aufgabe zu, die Eingangsimpedanz dieser Endstufe von 50 * auf einen Wert zwischen 10 und 20 * herunterzutransformieren. Er hat folgende Daten:

Spulenkörper:        Ringkern FT 50-43
Primärwicklung:        10 Windungen 0,5 mm Kupferlackdraht
Sekundärwicklung:     5 Windungen 0,5 mm Kupferlackdraht

Die Sekundärwicklung ist in der Mitte angezapft. Man kann einfach einen kleinen Draht an den Spulendraht anlöten, wenn man vorher die Stelle richtig blankgeschabt hat.

Wichtiger Hinweis: Es kann natürlich sein, daß die beiden HF-Übertrager T 2 und T 3 nachträglich modifiziert werden müssen. Die Wicklungszahlen sind nur Richtwerte für die vom Verfasser verwendeten Bauteile in dessen Schaltung. Es kann durchaus vorkommen, daß man eine Wicklungszahl geringfügig verändern muß. Um sich die Möglichkeit des Experiments aufzuhalten, ist es nicht empfehlenswert, diese HF-Transformatoren sofort direkt auf die Platine zu löten. Statt dessen lötet man Lötstifte (1 mm Durchmesser) von oben in die Platine ein, um daran dann wiederum die Wicklungen der HF-Übertrager anzulöten. Das Aus- und Wiedereinlöten der HF-Trafos geht so problemlos vonstatten, und man fügt der Platine sogar nach mehreren Veränderungen keinen Schaden zu, als wenn man auf der nicht ganz unempfindlichen Lötseite "herumbrutzelt".

Die Endstufe arbeitet im AB-Betrieb. Die benötigte Vorspannung an der Basis zurEinstellung des Ruhestroms wird durch die Diode D 1 erzeugt. An Ihr bleiben ca. 0,7 Volt Restspannung stehen, die die Transistoren an der Basis relativ genau in den AB-Betriebspunkt bringen.

Die Drossel Dr 4 bis Dr 6 bestehen wieder aus 20 Windungen 0,5 mm Kupferlackdraht auf einem Ringkern FT 50-43.

Die Abblockkondensatoren C 12, C 13, C 15 und C 16 haben jeweils 0,1 *F Kapazität und müssen unbedingt eingebaut sein, damit die Stufe stabil arbeitet.

Der Ausgangstransformator T 3: Dieser HF-Übertrager muß eine höhere Leistung verarbeiten können, ohne daß der Kern in die Sättigung eintritt. Man kann ihn selbst herstellen, und benötigt dafür 6 Ringkerne FT 50-43. Jeweils 3 Kerne werden zu einer Säule übereinandergekebt. Dazu verwendet man am besten einen Zweikomponentenkleber (Stabilit Expreß, Uhu Plus) oder Sekundenkleber. Nähere Einzelheiten können Sie dem Foto entnehmen, das den Übertrager in eingebautem Zustand zeigt. Danach werden diese zwei Säulen nebeneinandergeklebt, so daß sich eine Doppelrohrhülse ergibt. Die Primärwindung wird aus 1 mm Kupferlackdraht gewickelt und erhält 2 Windungen. Die Wicklung wird in der Mitte angezapft. Die Sekundärwicklung erhält 3 Windungen.

Die beiden Transistoren müssen selbstverständlich wieder gekühlt werden, am besten man benutzt ein großes Kühlblech (A > 10 cm²) oder verschraubt sie mit dem Gehäuse. Auf einen isolierten Einbau der Transistoren ist ebenfalls wieder zu achten.

6.2.5 Das Ausgangsfilter

Es handelt sich um ein zweistufiges Pi-Filter mit einer Ein- und Ausgangsimpedanz von jeweils 50 *. Die Spulen werden auf Spulenkörper mit einem Durchmesser von 8 mm gewickelt und sind durch einen Ferritkern abstimmbar. Es werden 8 Windungen benötigt.

(C) Peter Rachow
(C) Peter Rachow
Abb. 92 Pi-Filter mit Sendeleistungsmessung

Gleichzeitig befinden sich in dieser Schaltung die Ansteuerung für das Sender-Leistungsmeßgerät. Die Empfindlichkeit wird abhängig vom verwendeten Meßwerk (1 mA) an VR 1 eingestellt.

Abgleich: Wenn der Sender in Betrieb ist (mit Sinuston moduliert), werden die beiden Spulen auf maximale Ausgangsleistung abgeglichen. VR 1 wird so eingestellt, daß ein angeschlossenes Meßwerk Vollausschlag anzeigt.

6.2.6 Der Empfangsteil

6.2.6.1 Eingangsteil und Rx-Mischer

(C) Peter Rachow
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Abb. 93 HF-Vorstufe und RX-Mischer

Die Schaltung bietet keine wesentlichen Neuerungen mehr. Zusätzlich kommt eine Eingangsschutzschaltung der HF-Vorstufe hinzu, die den FET Tr 1 vor allzu hohen Spannungen schützen soll. Dies wird durch das antiparallel geschalteten Diodenpaar D1 und D2 erreicht (1 N 914, 1 N 4148 oder ähnlicher Typ). Sie erzeugen bei Spannungen U > 0,7 V fast einen Kurzschluß und damit einen hohen Spannungsabfall am Widerstand R1. Der FET Tr 1 ist ein 2 N 3819, 2 SK 19 oder 2 SK 33 oder ein anderer N-FET für VHF-Anwendungen.

Der Transistor Tr 2 (Dual-Gate MOSFET 40673) mischt das verstärkte Eingangssignal mit dem VFO-Signal und erzeugt die Zwischenfrequenz, die zum SSB-Filter im SSB-Generator geleitet wird.

Die Schwingkreise LC 1, LC 2 und LC 3 sind auf die Eingangsfrequenz abgestimmt. LC 4 auf die Zwischenfrequenz. Das ZF-Signal durchläuft anschließend das SSB-Filter und den ZF-Vorverstärker des SSB-Generatorteiles. Anschließend gelang es in den Empfänger zurück, und zwar zum

6.2.6.2 Zwischenfrequenzverstärker und Produktdetektor

Der ZF-Verstärker ist die bereits beschriebene Schaltung mit dem IC MC 1350 von Motorola und erzielt ca. 50 dB Verstärkung. Der Regler VR 1 regelt den Verstärkungsfaktor des ZF-Verstärkers. Die Dioden D1 und D2 (1 N 914 o.ä.) des Produktdetektors sollten wieder den gleichen Widerstand in Durchlaßrichtung haben, um der Schaltung eine maximale Symmetrie zu geben. Dr 1 ist eine Fertiginduktivität in Widerstandsbauform. Das BFO-Signal wird vom Anschluß D des SSB-Generators abgenommen, und über ein abgeschirmtes Kabel (50 * Wellenwiderstand, z.B. RG 174) zugeführt.

(C) Peter Rachow
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Abb. 94 ZF-Verstärker mit Produktdetektor

6.2.6.3 Der NF-Teil mit S-Meter-Verstärker

Der Niederfrequenzteil des Transceivers besteht aus einem NF-Vorverstärker, dem Lautstärkeregler, dem NF-Endverstärker, der mit einem integrierten Schaltkreis ausgerüstet ist, sowie dem Anzeigeverstärker, der das Audiosignal in eine Gleichspannung umwandelt, die vom S-Meter angezeigt werden kann.

(C) Peter Rachow
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Abb. 95 NF-Endverstärker

Der Lautstärkeregler VR 1 wird in die Frontplatte eingebaut und sollte mit abgeschirmten Niederfrequenzkabel an die Schaltung angeschlossen werden, wenn die Leitung länger als 10 cm ist.

Statt der Endverstärkerschaltung mit dem TBA 810 kann jede andere NF-Endstufe verwendet werden, der TBA 810 bietet jedoch den Vorteil größerer Ausgangsleistung und damit geringerer Verzerrungen bei Normalbetrieb. Als Lautsprecher sollte ein Typ mit möglichst großem Korbdurchmesser verwendet werden, was die Audio-Wiedergabe nochmals verbessert. Dies ist natürlich abhängig vom Gehäuse. Der S-Meter-Verstärker besteht aus einem mit einem N-FET bestückten Vorverstärker und einem Endverstärker mit einem bipolaren Transistor.

(C) Peter Rachow
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Abb. 96 S-Meter Verstärker

Die Stellung des Regelwiderstandes VR 1 (10 k*) bestimmt die Empfindlichkeit der Schaltung. Die beiden Dioden D 1 und D 2 (1 N 914 o. ä.) richten die verstärkte NF-Wechselspannung gleich, die erzeugte Gleichspannung wird mit dem Kondensator C9 (100 *F) gesiebt und auf den +-Anschluß eines Milliamperemeters gegeben. Im Mustergerät des Verfassers wurde ein Meßwerk aus einem alten CB-Funkgerät mit einem Vollausschlag bei ungefähr 500 *A gewählt.

6.2.7 Die Umschaltplatine

(C) Peter Rachow
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Abb. 97 Schaltung der Umschaltplatine

Diese Platine macht den Transceiver erst zum Transceiver. Sie hat 4 Funktionen:

a) Umschaltung der Spannung zwischen Sende- und Empfangsteil
b) Umschaltung der Antenne.
c) Erzeugung von einer stabilisierten 10 Volt Betriebsspannung für den VFO
d) Erzeugung der Steuerspannung für die RIT.

Funktion der RIT-Schaltung:

Die RIT-Schaltung legt im Sendefall immer eine feste Spannung an den RIT-Anschluß des VFO. Wenn der Empfänger eingeschaltet ist, wird, wenn die RIT am Schalter in der Frontplatte ausgeschaltet ist, die stabile Festwertspannung auf die Varicapdiode des VFO gelegt. Wenn RIT eingeschaltet ist, liegt beim Empfang eine mit VR 1 einstellbare Spannung am VFO, bei Senden wiederum immer die Festspannung. So kann ein Frequenzversatz im Empfangsfalle erzeugt werden. Der Betrag der Frequenzabweichung läßt sich verringern, wenn VR 1 verkleinert wird. Die Höhe des Frequenzversatzes ist unter anderem abhängig von der verwendeten Varicapdiode im Oszillator und muß experimentell bestimmt werden. Man geht von 2 bis 3 kHz RIT-Bereich aus, damit sich die Frequenz am RIT-Potentiometer noch fein justieren läßt. Das RIT-Potentiometer sollte eine lineare Charakteristik haben. Eventuell muß der Serienkondensator zur Varicap (C10, 4.7pF)

6.2.8 Hinweise zum Aufbau

Alle Leiterbahnen, die als Hauptmasseleitungen gedacht sind, sind aus breiter Kupferfolie (mindestens 5 mm breit!) anzufertigen. Die Lochrasterplatine wird mit metallenen Abstandshaltern (Länge 5 mm) in ein Metallgehäuse eingebaut. Die Abstandshalter müssen leitende Verbindung sowohl zu den Masseleiter-bahnen als auch zum Gehäuse haben, um eine einwandfreie hochfrequente Erdung sicherzustellen.

Alle Verbindungen, die Gleichspannung führen, können mit isolierter Schaltlitze ausgeführt werden. NF-Leitungen, die länger als 10 cm sind, sollten abgeschirmt sein. Die NF-Zuleitungen zum Mikrofonverstärker müssen in jedem Falle abgeschirmt sein, um HF-Einstreuungen und Senderinstabilitäten zu verhindern. HF-Leitungen werden generell mit RG 174 Koaxialkabel ausgeführt, NF-Leitungen, falls geschirmt, mit dünnem abgeschirmten Kabel wie es für Mikrofonzuleitungen verwendet wird..

6.2.9 Abgleich

Der Abgleich des kompletten Gerätes findet in folgender Reihenfolge statt:

a) SSB-Generator. Für die genaue Vorgehensweise gibt das Kapitel 4.4.1 nähere Informationen.

b) VFO auf richtiges Amateurband (14 MHz - fZF) einstellen und Bandspreizung justieren. Ein Oszilloskop wird an den VFO angeschlossen, und geprüft, ob der VFO ein HF-Signal erzeugt. Dieses muß einen Pegel von mindestens 3 VSS haben. Der Frequenzbereich wird danach mit den Trimmern für die Bandspreizung eingestellt.

c) Senderbandfilter. Den Transceiver auf Sendebetrieb umschalten. Der SSB-Generator wird an den Sinusgenerator angeschlossen, und man überzeuge sich, daß ein SSB-Signal am Verstärker nach dem Filter anliegt (ca. 2 VSS), wenn mit Niederfrequenz (100 Hz, 100 mVSS) moduliert wird. Der Sendermischer muß ein Mischsignal liefern. An den Ausgang des Bandfilters wird ein Oszilloskop angeschlossen, danach wird das Bandfilter auf maximalen Signalpegel (14 MHz) abgeglichen. Man überzeuge sich anschließend mit einem Frequenzzähler, daß das Signal nach dem Bandfilter wirklich ein 14 MHz-Signal ist.

d) Empfängervorstufe mit Meßsender auf maximale Verstärkung eines 14 MHz-Signals abgleichen. Ein Meßsender wird an den Empfänger angeschlossen. Die Frequenz ist 14,150 MHz. Der Pegel am Ausgang des Meßsenders beträgt nur wenige mVSS (1 bis 2 mV). Am Ausgang des Verstärkers (bzw. am Eingang des RX-Mischers) wird mit dem Oszilloskop der maximale Pegel eingestellt.

e) ZF-Verstärker. Der ZF-Verstärker wird ebenfalls auf maximale Ausgangsspannung abgeglichen. Das Potentiometer für die manuelle Verstärkungsregelung steht in der Mittelstellung.

f) S-Meter (mit Signalen von der Antenne auf plausible Anzeige abgeglichen). Die Antenne wird angeschlossen, und das S-Meter wird mit einem kommerziellen Empfänger verglichen und eingestellt.


Autor: Peter Rachow