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Leistungs - Rauschgenerator

Mit dem Rauschgenerator und einem Analyzer Programm können ZF Stufen aber auch Eingangsbandfilter sehr einfach optimal abgeglichen werden. Der Bausatz besteht aus einer kleinen Leiterplatte, allen Bauteilen und einer CD mit Analyzer Freeware /shareware.

Beispiel eines komplizierteren ZF Abgleich mit dem Versuch einer Erklärung am Beispiel des Doppelsuper RX des Tramp 8

Da mir selbst bei der Entwicklung des neuen BCR einige Zusammenhänge klarer geworden sind (durch Fehler lernt man am meisten, das BCR arbeitete auf dem falschen Seitenband), werde ich mal den Versuch unternehmen, den komplexen Bereich mit einfachen Worten zu beschreiben. Um die Rechnerei besser nachvollziehbar zu machen, ändere ich die ZF mal auf genau 5,00000 MHz und lasse meinen Funkpartner genau auf 7,000000 MHz senden

Annahme: ZF 5000,000 kHz

Eingeschaltet ist das 40m Band

Gegenstation sendet auf 7000,000kHz

VCO schwingt auf 12000 kHz, das empfangene Signal wird umgesetzt auf 12000,000 - 7000,000 = 5000,000, es fällt genau in die Mitte des Quarzfilters.

Dieses Signal (von Seitenband ist bisher noch keine Rede!) wird im folgenden Mischer umgesetzt auf 455 kHz, in dem ich es mit einem Oszillator mische, der GENAU 455 kHz unterhalb der Filterfrequenz schwingt. Das wäre in unserem Beispiel also 4545,000 kHz.

Das entstehende 455 kHz wird mächtig, aber geregelt verstärkt. Und anschließend dem Produktdetektor zugeführt und dort mit einem Signal von etwa 455 kHz gemischt. Hat dieser Oszillator z.B. 455,600 kHz, so erhalten wir als Ergebnis eine Tonfrequenz. 455,600 - 455,000 = 0,6 kHz = 600 Hz.

So sieht es aus, wenn alles ideal eingestellt ist. Der 1. Mischer liegt GENAU 455 kHz unter der Filterfrequenz, der BFO Oszillator liegt GENAU 600 Hz über der zweiten ZF.

Nun denken wir uns mal einen möglichen Fehler aus: Unser erster Oszillator liegt um 300 Hz daneben. Das geht ganz leicht, der Ziehtrimmer für den Quarz braucht nur nicht richtig eingestellt zu sein. Um zu verstehen, was passiert, müssen wir praktisch rückwärts denken:

Der BFO arbeitet exakt richtig. Der 1. Oszillator des ersten Mischers arbeitet um 300 Hz versetzt.

Wann ist das der Fall:

VCO - Sendesignal = 1. ZF 12000,300 - 7000,000 = 5000,300

1.ZF - 1.Mischer = 2.ZF 5000,300 - 4545,300 = 454,700

2. ZF . BFO = Ton 455,600 - 454,700 = 0,900 =

900 Hz

Huch, der Ton ist viel zu hoch. Was macht der OM? Er stellt sich den Ton so ein, dass er wieder genau 600 Hz hat. Welche Einstellmöglichkeit gibt es?

BFO ist fest im Gerät eingestellt, 1. Mischer ist fest im Gerät eingestellt, bleibt nur der VFO, an dem man drehen kann!!! Drehe ich am VFO, so ändert sich die Frequenz des VCO mit (wir arbeiten mit einer PLL)

Nach dem Drehen habe ich:

VCO - Sendesignal = 1. ZF 12000,300 - 7000,000 = 5000,300

1.ZF - 1.Mischer = 2.ZF 5000,300 - 4545,300 = 455,000

2. ZF . BFO = Ton 455,600 - 455,000 = 0,600 =

600 Hz

Wunderbar, ich höre also wieder meinen 600 Hz Ton, wie ich es wollte. Du wo liegt der Pferdefuss bei der Geschichte? Der liegt bei unserem Quarzfilter.

Nehmen wir an, das Filter ist 400 Hz breit (bei +/- 200 Hz von der Filtermitte dämpft es um 3 dB. Unser auf 600 Hz eingestellter Ton kommt zu Stande, weil das Nutzsignal nach dem ersten Mischer bei 5000,3 Khz liegt.

Das ist aber schon nicht mehr im vollen Durchlassbereich des Filters, sondern ziemlich auf der Flanke und wird dementsprechend stark bedämpft.

Nehmen wir mal an, um etwa 25 dB. Der gesamte folgende Verstärker muss jetzt um 25dB mehr aufregeln, um die gleiche Lautstärke des Tons zu erreichen. Das wirkt sich ziemlich böse auf unser Signal zu Rausch Verhältnis aus.

Zusammenfassung: Durch den falschen Abgleich des 1. Mischers haben wir - ohne das wir das am empfangenen CW Zeichen feststellen können, es hat ja den gewünschten To von 600 Hz das Signal zu rauschen drastisch verschlechtert.

Wer Lust hat, kann das gleiche Spielchen jetzt mit richtig eingestelltem 1.

Mischer und falsch eingestelltem BFO durchspielen. Wenn wir dann noch daran denken, dass im NF Zweig ein aktives NF Filter ist, das ebenfalls noch falsch eingestellt werden kann, dann könnt ihr euch jetzt vielleicht vorstellen, dass nicht nur verschiedene Tramp sehr verschieden ausfallen können, sondern vielleicht sogar, dass ein einziger Tramp mit Hilfe eines Trimmschlüssels in wenigen Minuten vom besten denkbaren CW RX in eine miese Krücke verwandelt werden kann.

Wie helfen wir uns nun. Schmeißen wir unseren Tramp in die Ecke?

Lieber nicht. Eigentlich geht es ganz einfach und kostet auch nicht viel.

Ich beschreibe im folgenden eine professionelle Methode, die ohne den berühmten kalibrierten Messsender auskommt.

Erinnern wir uns: Es kommt als erstes darauf an, das Nutzsignal exakt in Filtermitte zu bekommen. Wenn alle Oszillatoren richtig stehen ist das dann der Fall, wenn der gehörte Ton GENAU der BFO Ablage entspricht und auch das NF Filter genau auf diesen Ton eingestellt wurde.

Der erste Schritt besteht also darin, diesen Ton fest zu legen. Als guter Mittelwert gilt 650 Hz. Höhere Töne werden vom Ohr schlechter gehört,, tiefere Töne bewirken schlechtere Unterdrückung des anderen Seitenbandes.

Das ist jetzt nur eine Festlegung, wir brauchen noch nirgendwo zu drehen!

Im zweiten Schritt muss dafür gesorgt werden, dass Filtermitte minus 1.

Oszillator genau 455 kHz ergibt. Aber wie? Wer hat schon ein Signal, dass stabil genau auf die Filtermitte abstimmbar ist? Keine Bange, es ist in Wirklichkeit ganz einfach. Statt eines einzelnen Signals in Filtermitte, benutzen wir eine Rauschquelle, die ein gleichmäßiges Breitbandrauschen über die gesamte Filterbreite erzeugt. Baubeschreibungen dafür gibt es wie Sand am Meer, wer es einfach mag, besorgt sich unseren Bausatz (15,00 Euro) Der Rauschgenerator wird am Antenneneingang angeschlossen. Das kräftige Rauschen wird vom 1. ZF Mischer auf die 2.ZF heruntergemischt und erzeugt eine Regelspannung. Mit dem Trimmer C99 wird nun der Mischerquarz auf maximale Regelspannung gezogen. Achtet darauf, dass der Trimmer irgendwo diagonal steht. Ist er ganz rein oder ganz raus gedreht, dann ist was faul!

Bedingt durch die Funktion des Filters steht nun der 2.LO (Oszillator für die 1. ZF) bereits optimal.

Als nächstes werden L8 und L9 ebenfalls auf maximalen S-Meter Ausschlag eingestellt. Damit ist auch der ZF Verstärker im grünen Bereich. Wer in dieser Zeit schon einen Kopfhörer angeschlossen hat, hört auch ein eindeutiges Rauschmaximum, aber natürlich noch keinen Ton, da wir ja kein einzelnes Signal abhören, sondern breitbandiges Rauschen.

Im dritten Schritt brauchen wir ein Signal auf der eigentlichen Empfangsfrequenz. Das kann man mit einem anderen QRP Sender an der Dummy Load generieren, besser ist ein einfacher Quarzoszillator mit einem Quarz für die QRP Frequenz. Auch hier gilt wieder: Man braucht nichts teures zu kaufen, so ein Werkzeug baut man sich eben schnell zusammen, es reicht dann für ein Amateurfunkerleben. Wer sich die Mühe des Teilesuchens ersparen will, greift auch in diesem Fall wieder auf einen Kleinbausatz von QRPproject zurück (HF Signalgenerator und Quarztester)

Der folgende Vorgang ist einfach, trotzdem wird hier oft ein Denkfehler gemacht. Es kommt im nächsten Schritt am Anfang nicht auf die Tonhöhe des gehörten Signals an, sondern darauf, dass Signal genau in die Filtermitte zu bekommen. Da wir mit dem Rauschgenerator die Lage des Quarzes für den 2.LO bereits festgelegt haben, ist das aber ganz einfach: Mit dem VFO wird das Signal so eingestellt, dass es den größten S-Meter Ausschlag ergibt. Wie sich der Ton dabei anhört, ist jetzt noch völlig egal, da wir den BFO noch gar nicht eingestellt haben. Dreht man den VFO etwas nach links und rechts, kann man sogar die Filterbandbreite am S-Meter sehen. Der VFO wird in die Mitte des Bereiches mit dem stärksten Ausschlag gestellt. Ist das geschehen, so muss wie oben erklärt, der BFO auf den gewünschten Ton (bleiben wir erst mal bei 650 Hz) eingestellt werden. Das ist heutzutage auch für Leute ohne das absolute Gehör kein Problem mehr, man bedient sich eines NF Analyzers.

Diesen gibt es kostenlos als Freeware oder für wenig Geld als Shareware für den PC. Mit der Software wird jede Soundcard zum NF Analyzer. Dem Rauschgenerator von QRPproject liegt sowieso die Handbuch CD bei, auf der sich Musterprogramme befinden.

Stelle bevor du beginnst die Trimmpoti P7 und P8 in Mittenstellung.

Nach Start der Software wird eine Marke bei 650 Hz gesetzt, damit man sich besser orientieren kann. Der VFO wird nochmals auf größte S-Meter Ausschlag nachjustiert. Im Schirmbild sieht man nun den Ton als scharfen Peak bei irgendeiner Frequenz. Mit dem Trimmpoti P5 wird nun die Frequenz so lange geändert, bis sich der Peak genau bei der 650 Hz Marke befindet.

Damit haben wir die beiden wichtigsten Bedingungen der anfänglichen grundsätzlichen Betrachtung erfüllt: Ein genau abgestimmtes Signal liegt in der Mitte des Quarzfilters, wird genau auf die 2. ZF 455 kHz umgesetzt und danach im BFO zu einem Genau festgelegten Ton überlagert.

Anders herum betrachtet: Wenn ich mit dem so abgeglichenen Tramp irgend ein CW Signal so einstelle, dass ich es genau mit 650 Hz höre, dann lieget es genau in Filtermitte und der ZF/NF Verstärkerzug braucht am wenigste aufzudrehen. (Übrigens bin ich auf diese Art dann auch genau Transceiver)

Bleibt noch das aktive NF Filter. Auch das kann mit der Soundkarte abgeglichen werden. Die Trimmpotis P7 und P8 werden wechselseitig auf größte Amplitude abgeglichen. Dabei darf an keinem anderen Regler mehr gedreht werden: Das Signal steht in Filtermitte, Der BFO überlagert genau mit 650 Hz.

Das war´s. Wenn der Tramp jetzt bei einigermaßen kräftigen Signalen immer noch rauscht, dann ist wirklich etwas kaputt. Wer für den praktischen Betrieb eine Abstimmhilfe braucht, die es ihm leichter macht, auf 650 Hz abzustimmen, der sollte mal im QRP Report blättern, da haben wir mal eine kleine Ton PLL beschrieben, bei der eine LED leuchtet wenn man +/- 20 Hz genau auf der Wunschfrequenz sitzt.

73 und viel Spaß beim Abgleich

Peter, DL2FI

Filtermessung mit Spectrum Lab von DL4YHF

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