| Passwort vergessen?
Sie sind nicht angemeldet. |  Anmelden

Sprache auswählen:

Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
Fachforum für Sammler, Interessierte, Bastler
Sie sind nicht angemeldet.
 Anmelden

Eigenbau-KW-Transceiver
  •  
 1 2 3
 1 2 3
11.05.19 11:51
Martin.M 

WGF-Premiumnutzer

11.05.19 11:51
Martin.M 

WGF-Premiumnutzer

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

hallo Alfred

(Martin.M gefällt der Beitrag)

lG Martin

!
!!! Photos, Graphiken nur über die Upload-Option des Forums, KEINE FREMD-LINKS.    

!!! Keine Komplett-Schaltbilder, keine Fotos, keine Grafiken, auf denen Urheberrechte Anderer liegen!
Solche Uploads werden wegen der Rechtslage kommentarlos gelöscht!

Nicht nur den neuesten Beitrag eines Threads lesen.

Keine Fotos, auf denen Personen erkennbar sind, ohne deren schriftliche Zustimmung.
12.05.19 19:24
HB9 

WGF-Premiumnutzer

12.05.19 19:24
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

Hallo zusammen,

zu Martin: die 300kHz-ZF könnte man problemlos einspeisen, ich habe das schon vorgesehen, um (V)-LF-Empfang zu ermöglichen. Alles, was <500kHz ist, kommt direkt auf den A/D-Wandler. Umgekehrt geht es natürlich auch, falls man mal auf dem 130kHz-Band senden will...

Nun gibt es wieder etwas Hardware. Die PLL für den Oszillator des 2. Mischers ist jetzt fertig geworden, der Schaltplan ist im Anhang angehängt. Hier die Beschreibung:

T1 mit Umgebung ist der Oszillator, der auf die Referenzfrequenz eingestellt werden soll. Es handelt sich um die übliche Schaltung mit Emitter-Rückkopplung, so kann man normale Festinduktivitäten verwenden und muss keine Spulen wickeln. Die Doppel-Kapazitätsdiode ist für die Frequenzkorrektur zuständig. Durch die beiden gegensinnig geschalteten Dioden werden die Verzerrungen minimiert, da sich die Kapazitätsänderungen durch die anliegende HF mehr oder weniger kompensieren. Die Abstimmspannung wird duch R10 eingespeist.

IC1 dient als Puffer-Verstärker und verstärkt das Signal etwa um den Faktor 10. Der AD8021 ist ein ausgewachsener HF-OpAmp und kann somit nicht durch irgendeinen Typ ersetzt werden. C6 ist bei niedrigen Verstärkungen für die Stabilität notwendig, hier kann er entfallen. R4 sorgt für einen definierten Ausgangswiderstand des Oszillatorsignals, die Amplitude beträgt im Leerlauf ca. 3V.

Der Phasenvergleicher ist als Mischer (Multiplizierer) mit den beiden FETs T2 und T3 aufgebaut. Das Oszillatorsignal wird gegenphasig über Tr2 auf die beiden Gates eingespeist, das Referenzsignal ebenfalls gegenphasig auf die Sources über Tr1. Die Amplitude des Referenzsignals (an R20) sollte ca. 0.5V betragen. An den zusammengeschalteten Drains erscheint die Summe und Differenz der beiden Eingangssignale, so wie man es von einem Mischer erwartet. Da bei eingerasteter PLL die Frequenzen der beiden Signale gleich sind, entsteht am Ausgang eine von der Phasenverschiebung abhängige Gleichspannung, die Summenfrequenz wird durch C11 abgeblockt.

OpAmp A1 ist der Regelverstärker der PLL, es ist ein PI-Regler. Am '+'-Eingang liegt das Signal vom Phasenvergleicher und am '-'-Eingang die Sollspannung vom Spannungsteiler R17/R18. C13 ist der Integrationskondensator, der Ausgang ist die Abstimmspannung.

A2 dient zum 'Einfangen' der PLL. wenn die Frequenzen des Oszilllators und der Referenz unterschiedlich sind. Da für eine 'saubere' Frequenz die Bandbreite der Regelung niedrig sein muss, bedeutet das, dass der 'Fangbereich' der PLL sehr klein ist und somit die PLL bei Frequenzdifferenzen von mehr als ein paar kHz nicht mehr einrastet. In diesem Zustand liefert der Phasenvergleicher etwa dieselbe Spannung wie bei 90° Phasendifferenz. Der Trick besteht nun darin, dass die Referenzspannung (Knoten R17/R18) etwas höher als die Spannung des Phasenvergleichers im Ruhezustand ist. Somit sinkt die Spannung am Ausgang von A1 langsam ab, da durch die Spannungsdifferenz ein Ladestrom durch C13 fliesst. Durch die abfallende Spannung wird die Oszillatorfrequenz langsam reduziert, bis sie auf dem Sollwert ist, dann rastet die PLL ein.
Falls die Oszillatorfrequenz bereits zu tief ist, sinkt die Ausgangsspannung von A1 weiter ab, bis die untere Schaltschwelle des Komparators A2 erreicht ist. Dieser schaltet dann seinen Ausgang auf 'Low', was den '-'-Eingang von A1 über R19 und D2 ebenfalls auf niedrige Spannung zieht, worauf C13 zügig umgeladen wird und der Ausgang von A1 ansteigt, bis die obere Schwelle von A2 erreicht ist und der Ausgang von A2 wieder 'High' wird und der Ausgang von A1 langsam absinkt, bis die PLL einrastet.
Bei eingerasteter PLL ist der Ausgang von A2 immer High, bei ausgerasteter PLL gibt es kurze 'Low'-Pulse mit einer Frequenz in der Grössenordnung von 50Hz.

Für A1 und A2 eignet sich ein Doppel-FET-OpAmp, z.B. der TLC2272 oder sein Vorgänger TLC272. Bei neueren FET-OpAmps ist darauf zu achten, dass sie für 12V Betriebsspannung spezifiziert sind, da es einige gibt, die nur noch 5V erlauben.

Die Betriebsspannung muss sehr stabil sein, daher ist eine Stabilisierung notwendig, z.B. mit dem bewährten 7812. Die Eingangssignale des Mischers dürfen nicht zu gross sein. Bei ausgerasteter PLL muss die Spannung am '+'-Eingang von A1 etwas kleiner sein als die Spannung am Verbindungspunkt von R17 und R18, so dass es eine Sägezahnspannung am Ausgang von A1 ergibt. Bleibt die Spannung konstant am oberen Anschlag, ist die Spannung am Verbindungspunkt R17/R18 zu niedrig.
Die Mittenfrequenz des Oszillators wird mit C4 so eingestellt, dass bei eingerasteter PLL die Abstimmspannung (Ausgang von A1) ca. 6V beträgt.

Hier noch die Bilder, es ist ziemlich gedrängt geworden und besteht fast nur aus SMDs:

Lötseite:


'Bestückungsseite', wegen der SMDs fast keine Bauteile vorhanden:


Gruss HB9

Zuletzt bearbeitet am 12.05.19 19:34

Datei-Anhänge
PLL Schema.pdf PLL Schema.pdf (9x)

Mime-Type: application/pdf, 22 kB

P1020526.jpg P1020526.jpg

Mime-Type: image/jpeg, 60 kB

P1020527.jpg P1020527.jpg

Mime-Type: image/jpeg, 34 kB

Gestern 20:25
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Gestern 20:25
HB9 

WGF-Premiumnutzer

Re: Eigenbau-KW-Transceiver

Hallo zusammen,

die zweite ZF-Stufe (in Empfangsrichtung) mit Mischer ist jetzt fertig, sowohl für die Sende- als Empfangsrichtung. Hier wird die 10.7MHz-ZF auf 228kHz für den A/D-Wandler umgesetzt (und entsprechend umgekehrt für den Sender). Die Schaltung ist als PDF angehängt. Der Sendepfad ist oben und geht von rechts nach links. Ganz rechts kommt das 228kHz-Signal vom D/A-Wandler, das mit dem elliptischen LC-Filter aus L4, L5 und L6 und den zugehörigen Kondensatoren die Aliasing-Frequenzen beseitigt. Anschliessend kommt es zum Dioden-Ringmischer, der aus D5--D8 und Tr4 und Tr5 aufgebaut ist. Hier werden 'normale' Si-Dioden verwendet, da diese wegen der höheren Fluss-Spannung höhere Signalpegel erlauben als Schottky-Dioden. Die 1N4148 ist trotz ihres Alters richtig schnell und daher bestens geeignet. Nach der Mischung mit dem 11MHz-Signal wird am Mischer-Ausgang von Tr4 mit dem Keramikfilter FL2 die Spiegelfrequenz weggefiltert, so dass ein sauberes 10.7MHz-Signal als 'ZF TX' zur Verfügung steht, das später auf die Sendefrequenz gemischt wird.

Die Empfangsrichtung ist im Prinzip gleich, wegen der Signalverluste des Mischers hat es aber noch einen Verstärker. Das 10.7MHz-ZF-Signal wird vom Keramikfilter FL1 vorgefiltert und so die Spiegelfrequenz unterdrückt, danach folgt ein gleich aufgebauter Diodenmischer. Am Ausgang folgt ein 5poliges Tiefpassfilter mit L1, L2 und C4..C6 mit einer Eckfrequenz von 450kHz, um die unerwünschten Mischprodukte wegzufiltern, die sonst als Aliasingfrequenzen Störungen erzeugen würden. Tr3 dient als Impedanzwandler mit einem Spannungs-Übersetzungsverhältnis von 1:4, dadurch wird der Rauschabstand verbessert. Anschliessend sorgt der OpAmp IC1 mit 11facher-Verstärkung für den nötigen Pegel für den A/D-Wandler. Am Ausgang hat es noch einen 3poligen Tiefpass, ebenfalls mit einer Eckfrequenz von 450kHz, der das Breitband-Rauschen und sonstige Störungen beseitigt.

Das Relais Re1 schaltet das 11MHz-Oszillatorsignal entsprechend der Betriebsart auf den Empfangs- oder Sendemischer. So wird einerseits der Oszillator-Treiber weniger belastet und andererseits potentielle Störungen im Keim erstickt.

Das Sendesignal ist sehr sauber, wie die Messungen zeigen:

Hier das Spektrum bis 30MHz (250kHz Messbandbreite), man sieht nur das gewünschte 10.7MHz-Signal.


Das schmalbandige Spektrum sieht ebenfalls gut aus (Bandbreite 12kHz, 50kHz/Div und 10dB/Div), das Phasenrauschen ist über 60dB gedämpft.


Die unerwünschten Mischprodukte sind ebenfalls über 60dB gedämpft, wie das folgende Bild zeigt (100kHz/Div):


Diese Messung zeigt noch etwas Handlungsbedarf in der Software. 50dB unterhalb der Trägeramplitude sieht man ein 20kHz breites Rauschband. Dieses stammt vom A/D-Wandler für das NF-Signal und deutet auf eine zu hohe Verstärkung im Software-Teil, so dass das NF-Rauschen für einen ordentlichen Rauschteppich innerhalb der NF-Bandbreite sorgt, die hier absichtlich auf unsinnig hohe 20kHz eingestellt war. Eigentlich sollte ein 12Bit-Wandler 70dB Rauschabstand haben.


Hier noch die Bilder der Hardware.
Die ZF-Leiterplatte von der Lötseite, auch hier viele SMDs:



Die 'Bestückungsseite', wegen der vielen SMDs fast leer:



Der fertig aufgebaute ZF-Teil mit Mischer und ZF-Filterung, A/D- und D/A-Wandler (untere Leiterplatte, grösstenteils verdeckt) und der PLL für das 11MHz-Signal (senkrecht an der oberen Gehäusewand):



Wenn der Deckel auf dem Gehäuse ist, sind sämtliche Störungen im Empfangspfad weg, lediglich die Spiegelfrequenz wird 'nur' mit 60dB gedämpft. Das kann aber problemlos mit einem 2. Keramikfilter nach dem 1. Mischer (der die Empfangsfrequenz auf 10.7MHz umsetzt) beseitigt werden.

Gruss HB9

Datei-Anhänge
Leiterseite.jpg Leiterseite.jpg

Mime-Type: image/jpeg, 108 kB

Bauteilseite.jpg Bauteilseite.jpg

Mime-Type: image/jpeg, 79 kB

ZF komplett.jpg ZF komplett.jpg

Mime-Type: image/jpeg, 93 kB

ZF Schema.pdf ZF Schema.pdf (1x)

Mime-Type: application/pdf, 22 kB

Modulation.PNG Modulation.PNG

Mime-Type: image/png, 9 kB

Spektrum breit.PNG Spektrum breit.PNG (1x)

Mime-Type: image/png, 9 kB

Spektrum schmal.PNG Spektrum schmal.PNG

Mime-Type: image/png, 10 kB

Oberwellen.PNG Oberwellen.PNG

Mime-Type: image/png, 9 kB

 1 2 3
 1 2 3
Spektrum-Analyser-Vorsatz   Mikrofon-Vorverstärker   Sender-Endstufenröhren   Spannungs-Übersetzungsverhältnis   Hüllkurven-Gegenkopplung   Horizontalablenkstufe   Bandbreitenbeschränkung   Einseitenband-Modulation   11MHz-Oszillatorsignal   einseitenbandmoduliertes   Tiefpass-Charakteristik   bastler-unfreundlichste   Eigenbau-KW-Transceiver   Optimierungspotential   Spiegelfrequenzempfang   11facher-Verstärkung   Eigenbau-Abschwächer   Empfangs-Bandumschaltung   zusammen   Aussteuerungsregelung