HF-Zweitongenerator FA-2-HF. Bauanleitung

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1 HF-Zweitongenerator FA-2-HF Bausatz für einen Doppel-HF-Generator, der auf einem KW-Amateurband 2 Signale für Intermodulationsmessungen erzeugt Bauanleitung BX-089 1

2 Bauanleitung für den HF-Zweitongenerator FA-2-HF FA-LESERSERVICE Einen HF-Zweitongenerator benötigt man für Linearitätsmessungen an SSB-Endstufen und/oder zur Messung der Großsignaleigenschaften von SSB-Empfängern. Hierzu finden entweder zwei HFMesssender oder wie im Fall des hier gezeigten Bausatzes zwei quarzgesteuerte Signalgeneratoren Verwendung. Für den Fall der Messung an Endstufen ist bei dem hier gezeigten Messgenerator die Zwischenschaltung eines hochlinearen Verstärkers notwendig, während Empfängermessungen einen Satz verschiedener Dämpfungsglieder oder ein abgestuft umschaltbares Dämpfungsglied erfordern. Details zu den Messungen sind in [1] aufgeführt. Bild 1: Vollständig bestückte Platine des FA-HF-Zweitongenerators 2 BX-089 Box 73 Amateurfunkservice GmbH 2017

3 Tabelle 1: Technische Daten Frequenz je nach eingesetzten Quarzen Generatorausgang 50 Ω, BNC Ausgangsspannung P PEP = 0 dbm P = 2 6 dbm Oberwellenunterdrückung > 50 dbc Spannungsversorgung V Stromaufnahme 50 ma Gehäuseabmessungen 104 mm 30 mm (B H T) 106 mm Masse 260 g Der HF-Zweitongenerator des Bausatzes BX-089 verfügt über zwei Generatorzweige, die sich über die Schalter S1 und S2 einzeln oder zusammen einschalten lassen. Die Betriebsspannung von 9 V wird durch die Spannungsregler IC1 und IC21 stabilisiert. Zur Signalisierung, welcher Generatorzweig aktiv ist, wurden die Leuchtdioden VD42 und VD43 vorgesehen. Die Grundschaltung der beiden Generatorzweige als Colpitts-Oszillatoren ist hinlänglich bekannt. Lediglich werden die Signale der Oszillatoren direkt am Quarz abgegriffen und nicht wie sonst üblich am Source von VT1 (VT21). Dadurch können sich im FET eventuell auftretende Verzerrungen nicht am Ausgang bemerkbar machen. Am Oszillatorausgang befindet sich ein Trimmkondensator C4 (C24), der zur Pegeleinstellung dient. Über diesen Trimmer gelangt das Signal zum Gate von VT2 (VT22). Der Kondensator C5 (C25) nach Masse reduziert den Pegel weiter. Mit dem Einstellwiderstand R5 (R25) lässt sich der Arbeitspunkt von VT2 (VT22), der konsequent im A-Betrieb arbeitet, so einstellen, dass die erste Oberwelle um bis zu 60 db unterdrückt ist. Die Zusammenführung beider HF-Signale erfolgt so, dass sich die beiden Signalquellen nicht gegenseitig modulieren und die Generatoren dadurch selbst IM-Produkte erzeugen. Dies lässt sich nur durch entsprechend hohe Dämpfung der Signalausgänge zueinander verhindern. Deswegen werden beide Signale in eine Wheatstone-Brücke eingespeist. Sie enthält keine Besonderheiten, bewirkt jedoch aufgrund ihres symmetrischen Aufbaus eine Entkopplung von mehr als 40 db und lässt die Nutzsignale mit 6 db Durchlassdämpfung passieren. Zusätzlich sorgen zwei separate Spannungsregler IC1 und IC21 für eine Entkopplung der Betriebsspannungen. Abblockkondensatoren und Drosselspulen bewirken eine Absenkung des Rauschpegels der stabilisierten Spannungen. Beide Generatoren besitzen eine Oberwellenunterdrückung von mehr als 50 dbc, entsprechend kleiner 0,3 % Klirrfaktor. Aufgrund dieses sehr guten Oberwellenabstands werden keine zusätzlichen Tiefpassfilter benötigt. Der Summenpegel aus beiden Signalen ist P PEP = 0 dbm. Die Pegel der beiden Generatoren betragen einzeln jeweils 6 dbm. Zur Stromversorgung des HF-Zweitongenerators ist eine beliebige Gleichspannungsquelle geeignet, die zwischen 12 V und 15 V liefern kann und mit mindestens 80 ma belastbar ist. Der Bausatz besteht aus einer Platine, sämtlichen benötigten Bauelementen sowie einem bedruckten und bearbeiteten Gehäuse. Da ausschließlich bedrahtete Bauelemente sowie eine kupferbeschichtete Leiterplatte zum Einsatz kommen, sind die Anforderungen des Aufbaus auch von Einsteigern gut zu bewältigen. Für den Aufbau wird folgendes Werkzeug benötigt: temperaturgeregelter Lötkolben 60 W bis 80 W mit Bleistiftlötspitze, Lötzinn 0,5 mm bis 1 mm mit Flussmittelseele, Elektronik-Seitenschneider, Flachzange, Schraubendreher, Multimeter, Labornetzgerät V/ 80 ma mit einstellbarer Strombegrenzung. Box 73 Amateurfunkservice GmbH 2017 BX-089 3

4 X1 U B EQ1 S1a R43 1k VD43 grün R1 220k C1 22 Generator 1 VD41 1N4002 EQ21 S1b Generator 2 R44 1k VD42 grün R21 220k C21 22 C2 150 C3 1n C C23 1n IC1 E M A C12 78L09 VT1 BF247C R2 1k C6 C5 100 Pegeleinstellung C IC21 E M A C32 78L09 VT21 BF247C R22 1k C26 Pegeleinstellung + C C C10 R3 100 C7 100µ R5 5k L1 27µH + C11 10µ R4 2,7k R6 2,7k Klirrfaktoreinstellung C30 R C27 100µ R25 5k L21 27µH + C31 10µ R24 2,7k VT22 BF254 R26 2,7k Klirrfaktoreinstellung Bild 2: Schaltung des HF-Zweitongenerators + VT2 BF254 C8 C9 R7 220 C28 C29 R E M A 0dBm R40 49,9 R41 49,9 40dB 0dBm 78L09 G S D BF247C B E C 6dB BF254 R42 49,9 C41 X2 Z=50 Ω P a =2 6dBm 6dB Tr41 T1-6T-X65 U B : 11 18V/25mA EQ1: 7,030MHz, EQ21: 7,050MHz Vor dem Bestücken der Platine sollte der Inhalt des Bausatzes mit der Stückliste verglichen werden. Es hat sich bewährt, die Widerstände vorher zu sortieren, um Verwechslungen beim Einbau zu vermeiden. Da deren Farbringe manchmal nicht zweifelsfrei zu identifizieren sind, sollte auf jeden Fall das Multimeter zu Hilfe genommen werden. Fehler, die aufgrund falscher Widerstandsbestückung auftreten, sind später oft nicht leicht zu finden. Dieses betrifft auch die Einstellwiderstände. Hier führt eine Fehlbestückung dazu, dass sich der betroffene Generatorzweig nicht korrekt abgleichen lässt. Die Werte der Einstellwiderstände sind auf deren gewölbten Gehäuseseiten eingefräst. n Bestückung Sämtliche Bauelemente werden auf der Oberseite der Platine bestückt. Der Bestückungsplan in Bild 3 findet sich im Bestückungsaufdruck auf der Platinenoberseite wieder. Er ist eine gute Arbeitshilfe. Zuerst werden die Widerstände bestückt. Wie bereits erwähnt, ist es zweckmäßig, die Widerstände vor dem Einlöten mit einem Multimeter auszumessen, da die Farbringe nicht immer eindeutig zu identifizieren sind. Anschließend lötet man die Verpolschutzdiode VD41 ein. Ihre Katode ist mit 4 BX-089 Box 73 Amateurfunkservice GmbH 2017

5 Bild 3: Bestückungsplan der Leiterplatte des HF- Zweiton - generators einem Ring gekennzeichnet. Als nächstes die Einstellwiderstände R5 und R25 bestücken. Danach werden die beiden dreipoligen Buchsenleisten für EQ1 und EQ21 eingelötet. Danach folgen die Keramikkondensatoren, die Trimmkondensatoren, die blauen Drosselspule und abschließend die Elektrolytkondensatoren. Bei Letzteren ist unbedingt auf die richtige Polarität beim Einbau zu achten. Der Minuspol ist auf den Kondensatorgehäusen gekennzeichnet. Die Schalter S1 und S2 sind bereits vormontiert und werden in der Position ausgeliefert, wie sie jetzt auf die Platine aufgelötet werden müssen. Von den aktiven Bauelementen sind zunächst nur IC1 und IC21 zu bestücken. Bei ihnen ist auf die korrekte Einbaulage zu achten. Sie ist im Bestückungsaufdruck angegebenen. Anschließend die LEDs VD42 und VD43 bestücken. Sie sind mit etwa 5,5 mm Abstand zur Platinenoberfläche einzulöten. Zuvor sind ihre Anschlussdrähte 5,5 mm hinter dem LED-Gehäuse um 90 abzuwinkeln. Dabei muss sich der kurze Anschlussdraht der Katode von vorn gesehen rechts befinden. Als Zwischenschritt bietet sich nun die Kontrolle der Spannungsversorgung an. Dazu wird zunächst die Buchse X1 eingelötet. Anschließend stellt man die Strombegrenzung des 12-V-Labornetzgeräts auf 100 ma ein und verbindet den Ausgang des Netzgeräts mit dem Stromversorgungseingang X1 der Generatorplatine. Mit dem Multimeter muss abhängig von der Stellung der Schalter S1 und S2 an den Ausgängen der Spannungsregler IC1 und IC21 eine Spannung von 9 V gegen Masse zu messen sein und die entsprechende LED leuchtet. Box 73 Amateurfunkservice GmbH 2017 BX-089 5

6 Katode Bild 4: Leuchtdiode VD42 mit passend zurechtgebogenen Anschlussdrähten vor dem Einlöten; der kurze Draht rechts ist die Katode. VD43 ist analog vorzubereiten. in die als Fassungen dienenden Buchsenleisten der Generatoren gesteckt. Die Bestückung der Platine ist damit abgeschlossen (Bild 1). Zum Schluss wird die Stromaufnahme der bestückten Platine kontrolliert. Beim Anschluss von X1 an die 12-V-Spannungsquelle, beide eingeschalteten Generatoren (beide LEDs leuchten) und offenem HF-Ausgang sollte ein Strom von etwa 50 ma fließen. Weicht der gemessene Wert allerdings erheblich ab, ist zunächst die Ursache dafür zu suchen und zu beseitigen, bevor es an den Abgleich und die Inbetriebnahme geht. n Abgleich und Inbetriebnahme Der Abgleich des HF-Zweitongenerators erfolgt idealerweise mithilfe eines Spektrumanalysators. Die Pegel der beiden HF- Kanäle sind über die Trimmkondensatoren C4 und C24 einstellbar. Die Pegel der Grundsignale sind mit R5 und R25 auf gleiche Höhe abzugleichen. Die Grundsignale erzeugen ohne Abstimmung in der Wenn alles in Ordnung ist, wird das Netzgerät wieder abgeklemmt. Anderenfalls muss zunächst die Fehlerursache gefunden und beseitigt werden. Beim nun folgenden Bestücken der FETs (VT1, VT21) und bipolaren Transistoren (VT2, VT22) ist ebenfalls auf deren korrekte Einbaulage zu achten. Sie sind im Bestückungsaufdruck angegebenen. Zum Schluss sind die BNC-Buchse und der Übertrager einzulöten. Die Einbaulage des Übertragers ist durch jeweils einen Punkt am Übertrager und im Bestückungsaufdruck der Platine gekennzeichnet. Abschließend werden die separat erhältlichen Quarze unterschiedlicher Frequenz Bild 5: Ausgangspegel der beiden Generatorzweige, mit C4 bzw. C24 auf 6 dbm eingestellt 6 dbm 6 dbm 54 dbc Bild 6: Die 1. Oberwellen beider Quarze lassen sich um mindestens 50 dbc, hier 54 dbc, dämpfen. Abgleich mit R5 bzw. R25 6 BX-089 Box 73 Amateurfunkservice GmbH 2017

7 Regel geringe Oberwellen. Nach dem separaten Abgleich jedes HF-Generators auf geringsten Klirrfaktor über die Einstellung von C4 und C24 lassen sich für beide Signale Oberwellenabstände von über 50 dbc (k 0,3 %) erreichen. Die Generatoren sind während des Abgleichs einzeln über den Schalter zu aktivieren. Danach ist der Zweitongenerator betriebsbereit. Tabelle 3: Einsetzbare Quarze [2] 160 m 1800 khz, 1820 khz 80 m 3530 khz, 3540 khz, 3550 khz, 3555 khz, 3560 khz, 3570 khz 40 m 7000 khz, 7005 khz, 7010 khz, 7015 khz, 7020 khz, 7030 khz, 7035 khz, 7040 khz, 7045 khz, 7050 khz, 7052 khz, 7055 khz, 7070 khz Quarze höherer Frequenz sind einsetzbar, wenn C1 bis C3 und C21 bis C23 geändert werden. Literatur und Bezugsquelle [1] Schnorrenberg, W., DC4KU: HF-Zweitongene - rator für Intermodulationsmessungen. FUNK - AMATEUR 65 (2016) H. 8, S ; H. 9, S ; H. 10, S ; H. 11, S ; H. 12, S [2] FUNKAMATEUR-Leserservice: Majakowskiring 38, Berlin, Tel. (030) , Fax -69, shop@funkamateur.de; Online-Shop: Æ Online-Shop Tabelle 2: Stückliste Bezeichnung Typ/Wert Anzahl Bemerkung C1, C21 22 pf, RM C2, C pf, RM C3, C23 1 nf, RM C4, C pf, MCT-4/10 2 grau C5, C pf, RM C6, C8 C10, C12, 100 nf, RM C26, C28 C30, C32 C7, C µf/16v, RM2,5 2 C11, C31 10 µf/16v, RM2,5 2 C nf, RM EQ1, EQ21 Bandquarz khz, 7050 khz IC1, IC21 78L09, TO92 2 L1, L21 27 µh 2 blau R1, R kω, RM12,5 2 rt-rt-ge R2, R22, R43, R44 1 kω, RM12,5 4 br-sw-rt R3, R Ω, RM12,5 2 br-sw-br R4, R6, R24, R26 2,7 kω, RM12,5 4 rt-vi-rt R5, R25 5 kω, liegend 2 R7, R Ω, RM12,5 2 rt-rt-br R40 R42 49,9 Ω, RM12,5 3 ge-ws-ws S1, S2 Miniaturschalter 1 2 Ebenen, 4 Stellungen, mit Rastkopf TR41 T1-6T-X65 1 VD41 1N VD42, VD43 LED, grün, 3 mm 2 Low-current VT1, VT21 BF247C, TO92 2 VT2, VT22 BF254, TO92 2 X1 Hohlsteckerbuchse 1 2,1 mm X2 BNC-Buchse 1 Print-Ausführung 3pol. Sockel 2 PL Platine 1 Geh Gehäuse, komplett 1 2 Schalen, Front- und Rückplatte, 8 Schrauben Spannzangenknopf 1 mit Abdeckung Bauanleitung 1 Box 73 Amateurfunkservice GmbH 2017 BX-089 7

8 Box 73 Amateurfunkservice GmbH Majakowskiring Berlin Stand: Oktober 2017 Bei der Entsorgung dieses Produkts sind die Bestimmungen zum Umgang mit Elektronikschrott zu beachten. Elektronische Geräte, Batterien und Akkus gehören keinesfalls in den Hausmüll. Siehe dazu auch die Hinweise auf