Verständnisfragen zum HF-Modul vom Hobo

Hobbys: Basteln ;-)

Montag, 5. Juli 2010, 23:18

Hallo ihr Bastler,
ich habe einige Verständnisfragen zum HF-Modul vom Hobo für das 40m Band, da ich den RX-Preselector vom Hobo noch nicht richtig verstanden.
Vielleicht könnt ihr mir helfen.
Die Fragen gehen in die Richtung: Wie funktioniert die Schaltung im Detail? Warum wurde diese Schaltung gewählt und wieso sind die Bauteilwerte so dimensioniert, wie im Schaltplan zu finden.

Im Anhang findet ihr den Schaltplan. Die Bauteilwerte entsprechen dem 40m Modul.

(1) Warum wird der Preselector mit einem kleinen Kondensator (C19 10pF) eingekoppelt? Will man die 50 Ohm vom Sender nicht zerstören? Wie kommt man auf den Wert von 10pF?

(2) Frage zur Pegelbegrenzung im TX-Fall:
Peter schreibt in seiner Baumappe:
„Im Empfangsmodus liegt die Anode von D9 über R11 an + 5V;
die Kathode ist über R10 mit +13,5V vorgespannt; d.h. D9 wird mit 8, 5V
gesperrt und bedämpft Fi4 somit nicht. Im Sendemodus schaltet T2 durch und legt
die Kathode von D9 an Masse; über R11 fließt nunmehr Strom durch D9, welche mit
ihrem jetzt sehr geringen differentiellen Widerstand F4 kurzschließt und somit
hohe HF-Spannung verhindert.“

Könnt ihr mir bitte mit anderen Worten erklären, wie beim Senden der Pegel begrenzt wird. Wenn das untere Ende an Masse gelegt wird, haben wir doch einen ganz normalen Schwingkreis. Oder? Wo liegt mein Gedankenfehler?

(3) Warum befinden sich die C-Dioden im ersten Schwingkreis nicht direkt am Schwingkreis. Dient der Kondensator C15 der gleichstrommäßigen Abkopplung? Verändert C15 den Gleichlauf der beiden Schwingkreise?

(4) Frage zum Ausgang des Preselectors:
Peter schreibt in der Baumappe: „Der nachfolgende JFET T1 arbeitet als
belastungsarmer Spannungsfolger und leitet das nunmehr um etwa 9dB
angehobene Empfangssignal niederohmig ( ~ 200 Ohm) zum nachfolgenden
Empfangsmischer weiter.“

Wie entsteht der Ausgangswiderstand von ungefähr 200 Ohm?
Welche Rolle spielen dabei R4 und C11? Wie wird aus dem unsymmetrischen Signal ein symmetrisches Signal? Der Mischer hat doch einen symmetrischen Eingang – oder?

Grüße Jörn

[Edit] Querverweis: Die hier diskutierte Fragestellung wird hier ausführlicher untersucht: http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/experimente-mit-dem-hobo

»DK7JB« hat folgendes Bild angehängt:

http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/experi…k2-mit-baumappe
http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/experimente-mit-dem-hobo
http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/selbstbau-trx-2012 (Band 1 bis 3 - 03. Mai 2013)
TRX: K2 und Hobo mit 2*20m Dipol

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dj1zb

Beiträge: 617

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2

Dienstag, 6. Juli 2010, 00:10

Verständnisfragen zum HF-Modul vom Hobo

Lbr Jörn,

ich werde versuchen, deine Fragen zu beantworten, obwohl ich nicht der Designer dieser Schaltung bin:

1. Die Ankopplung mit einem kleinen Kondensator auf einen hochohmigen Schwingkreis von einer niedrigen Impedanz (50 Ohm) aus wird oft auf diese Weise gemacht. Dabei wird eine HF-Stromteilung des Schwingkreisstromes herbeigeführt, die eine Aufwärtstransformation ergibt, einfacher als mit einem kapazitiven Teiler. Die 10 pF sind also mit ein Teil der Schwingkreiskapazität.

2. Beim Senden wird die Diode D9 von Gleichstrom durchflossen und niederohmig. C18 macht dann den Kreis "platt", also niederohmig. Der HF-Strom über die 10 pF vom Antennenweg her wird über die Diode D9 und den C18 nach Masse geleitet. Der 10pF-Kondensator muß allerdings die HF-Spannung der Sendeleistung im Antennenweg aushalten.

3. Weil die Spule des ersten Schwingkreises mit für den Diodenstromweg benutzt wird. Der C15, 330pF, trennt die Betriebsspannung der Kapazitätsdioden vom Diodenschaltstrom ab, ohne den Schwingkreis unzulässig zu verstimmen.

R8, 100k, sogt dafür, daß die Anode von D7 gleichspannungsmäßig auf Masse liegt. Beim zweiten Kreis mit C13 geschieht das durch die Spule selbst.

4. Der Ausgangswiderstand des Source-Folgers T1 ist aus diesem Schaltungsauszug nicht ersichtlich. Er ist eine Folge der Steilheit dieses FET. R4 und C11 sind ja für HF kurzgeschlossen, haben für HF also keinen Einfluß. Sie bestimmen nicht den Ausgangswiderstand des FET. Aus dieser Schaltung allein ist auch nicht ersichtlich, ob R4 der Source-Widerstand von

T1 ist. Wie aus dem unsymmetrischen Signal des FET-Ausganges ein symmetrisches entsteht, ist aus diesem Schaltungsauszug ebenfalls nicht zu erkennen, der Mischer ist ja nicht mit drauf.

OK?

73

Ha-Jo, DJ1ZB

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DK7JB

Beiträge: 309

Hobbys: Basteln ;-)

3

Dienstag, 6. Juli 2010, 07:44

Danke für deine Ausführungen.
Hier nochmals der Schaltplan vom Mischer. Vielleicht könnt ihr den Übergang von unsymmetrisch zu symmetrisch erkennen.

Eine Frage nochmals zum 1. Punkt deiner Erklärung. Wie schätzt man die Größe vom Kondensator C19 ab, wenn man diese Schaltungsidee in eigene Entwürfe einbauen möchte?

Grüße Jörn

»DK7JB« hat folgendes Bild angehängt:

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dh3hs

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4

Dienstag, 6. Juli 2010, 08:57

Ohne Gewähr, die alten Hasen werden mich aber wohl korrigieren. Ich habe in jedem Fall was gelernt :-)

Zitat

Vielleicht könnt ihr den Übergang von unsymmetrisch zu symmetrisch erkennen.

Die beiden Pins RX-RF-In (Stecker 2, Pin 4+6) sind noch symetrisch (nirgendwo ein Ground zu sehen).

Hinter Tr2 und IC3 ist's ebenfalls noch symetrisch. Ground hinter R8 schätze ich als unerheblich ein, ohne den Bauteilwert zu kennen. Kleine Bemerkung am Rande: auch beim Solf2009 sind im Schaltplan nirgends Werte zu sehen, das macht das Verstehen nicht unbedingt leichter. Aber am "Transformator" ohne Nennung, direkt unterhalb C6, wird auf unsymetrisch transformiert.

Im Tx-Zweig ist Tr1 zuständig.

73 de Holger (http://www.holgerschurig.de/amateurfunk)

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DL2FI

Beiträge: 5 173

5

Dienstag, 6. Juli 2010, 11:15

Zitat

Kleine Bemerkung am Rande: auch beim Solf2009 sind im Schaltplan nirgends Werte zu sehen, das macht das Verstehen nicht unbedingt leichter.

Das ist eine ganz andere Geschichte, Holger. Der Solf 2009 ist im Prototypen Stadium. Da liegen viele Werte noch gar nicht fest. Die Werte so in die Schaltung einzutragen, dass bei dieser Packungsdichte alles lesbar bleibt, ist eine unendliche Arbeit, die erst ganz zum Schluß fällig wird.

73/2 de Peter, DL2FI
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dh3hs

Beiträge: 184

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6

Dienstag, 6. Juli 2010, 12:09

Ich kam' da nur drauf, weil der Solf2009 die letzte HF-Schaltung war, die ich versucht habe zu verstehen :-)

Irgendwie dachte ich in meinem "jugendlichen Schwung" (hüstel), das Programme wie Eagle oder Kicad eine Option haben "Beiteilwerte einblenden". Wär' ja auch zu schön, wenn's so wäre ...

Zitat

ist eine unendliche Arbeit, die erst ganz zum Schluß fällig wird

Ich hab' hier Files "Baumappe HarzburgVer1.43.pdf", dort sind auch nirgendwo Werte drin.

Das mit der "unendlichen" Arbeit glaube ich Dir auf's Wort.

73 de Holger (http://www.holgerschurig.de/amateurfunk)

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DL2FI

Beiträge: 5 173

7

Dienstag, 6. Juli 2010, 14:11

Zitat

Irgendwie dachte ich in meinem "jugendlichen Schwung" (hüstel), das Programme wie Eagle oder Kicad eine Option haben "Beiteilwerte einblenden". Wär' ja auch zu schön, wenn's so wäre ...

Wir benutzen S-Plan und SPRINT LAYOUT und natürlich haben die Programme diese Option. Das nutzt aber nicht viel, da laut Murphy die Standard Positionierung immer an einen Platz legt, der schon durch ein anderes Bauteil besetzt ist. Es ist eine Qual, sowohl Bauteilenunmmer als auch den Wert bei nur DIN A 4 großen Schaltplänen unter zu bringen.
Auf dem Bestückungsaufdruck der Platine ist es praktisch unmöglich, beide zu drucken. Für den Nachbau ist es daher erheblich wichtiger, die Bauteilenummer parat zu haben. Wer Schaltungsanalyse betreiben möchte der muss dann in vielen Fällen die Stückliste daneben legen, die findet sich in jeder unserer Baumappen.

73/2 de Peter, DL2FI
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dj1zb

Beiträge: 617

Hobbys: QRP einfache Schaltungen

8

Dienstag, 6. Juli 2010, 14:59

Verständnisfragen zum HF-Modul vom Hobo

Lbr Jörn,

auf der von dir gezeigten zweiten Platine ist ja mit einem Pfeil markiert, an welchem Steckkontakt die Empfangsfrequenz ankommt. Die Symmetrierung auf den Mischer wird, wie dann zu erkennen ist, mit einem Übertrager gemacht. Anscheinend geht der Strom des FET vom kalten Ende des Übertragers wieder zurück auf die erste Platine (dazu müßte man genau genommen den Stromlauf der Basis-Steckplatine haben), und R4 (mit C11 parallel) bestimmt dann den Strom für den FET T1. Dieses Zurückführen des Stromes hat den Vorteil, daß man die erste Platine in einer eigenen Steckaufnahme dann komplett prüfen kann.

Nun zur Dimensionierung des C19 am Eingang des 40-m-Bandfilters:

Bezeichnen wir den Parallelresonanzwiderstand eines Schwingkreises mit Rp und die 50-Ohm-Quelle der Antenne mit Rs, dann gilt die Transformationsbeziehung Q = Wurzel aus ((Rp/Rs) -1).

Ein 40-m-Schwingkreis hat grob gesehen einen Resonanzwiderstand von 40 Kiloohm. Die Transformationsgüte von 50 Ohm aus wäre dann Q = Wurzel aus ((40000/50)-1) = 28,26.

Der Blindwiderstand des Koppelkondensators wird dann XC = Rs * Q = 50 * 28,26 = 1413 Ohm. Umgerechent auf 7 MHz sind das 16pF.

C19 liegt also noch etwas unterhalb dieses Wertes; die Ankopplung ist also noch etwas loser.

Nebenbei bemerkt erschein das "-1" in der Formel bei dieser Anwendung fast überflüssig. Aber nach dieser Formel werden auch Tranformationen bei Antennenanpassungen berechnet, und bei kleinen Güten macht es dann viel aus, ob das "-1" berücksichtigt wird oder nicht.

OK?

73

Ha-Jo, DJ1ZB

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KubiK

Beiträge: 415

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9

Dienstag, 6. Juli 2010, 17:46

Hallo, Jörn,

Zitat

(4) Frage zum Ausgang des Preselectors:
Peter schreibt in der Baumappe: „Der nachfolgende JFET T1 arbeitet als
belastungsarmer Spannungsfolger und leitet das nunmehr um etwa 9dB
angehobene Empfangssignal niederohmig ( ~ 200 Ohm) zum nachfolgenden
Empfangsmischer weiter.“

Wie entsteht der Ausgangswiderstand von ungefähr 200 Ohm?
Welche Rolle spielen dabei R4 und C11? Wie wird aus dem unsymmetrischen Signal ein symmetrisches Signal? Der Mischer hat doch einen symmetrischen Eingang – oder?

Die Steilheit S des BF244 JFET bewegt sich zwischen 3...6mS, typ. sind es 5mS, einstellbar über den Arbeitspunkt der mit dem Sourcewiderstand R4 bestimmt wird. Der Ausgangswiderstand liegt damit bei ca. 1/S = 1/5mS = 200Ohm.

C11 überbrückt wechselspannungsmäßig den Sourcewiderstand R4 und legt auch gleichzeitig eine Seite des Primärs (Anschlüsse 3,4) von TR2 auf Masse. Der Mischer wird also erstmals unsymmetrisch durch den FET angesteuert, symmetriert wird erst im Sekundär (Anschlüsse 1,2) von TR2.

vy 72/73, Reinhold.

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DK7JB

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Hobbys: Basteln ;-)

10

Donnerstag, 8. Juli 2010, 07:45

Vielen Dank für eure Erklärungen. In der nächsten Woche werde ich mir mal eine Adapterplatine bauen und das HF-Modul mit dem VNWA ausmessen. Ich bin halt einfach neugierig

Grüße Jörn

http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/experi…k2-mit-baumappe
http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/experimente-mit-dem-hobo
http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/selbstbau-trx-2012 (Band 1 bis 3 - 03. Mai 2013)
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dj1zb

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11

Freitag, 9. Juli 2010, 00:59

Verständnisfragen zum HF-Modul vom Hobo

Lbr Jörn,

solche Neugier ist IMMER erlaubt!

Ha-Jo, DJ1ZB

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DK7JB

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12

Freitag, 9. Juli 2010, 15:50

Hallo HaJo,
ich habe auch noch andere Verständnisfragen auf Lager

. Es wird dann um dass experimentelle qualitative Erfahren von Parametern gehen, die das Großsignalverhalten von Empfängern betrifft. Ich denke, dass man auch mit begrenzten experimentellen Möglichkeiten sowas wie Intermodulationsprodukte usw. sichtbar machen kann. Wenn es nur um das Verstehen geht ist nicht unbedingt immer ein genaues Messen mit kalibrierten Geräten notwendig. Dazu werde ich noch dieses Wochenende einen eigenen Beitrag eröffnen.
Grüße Jörn

[Edit] Querverweis: Die hier diskutierte Fragestellung wird hier ausführlicher untersucht: http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/experimente-mit-dem-hobo

http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/experi…k2-mit-baumappe
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http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/selbstbau-trx-2012 (Band 1 bis 3 - 03. Mai 2013)
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