BTR - 1. Ansatz zur erklärenden Beschreibung der Technik

Hier wird um Zuarbeit gebeten Wie kann man was am einfachsten erklären Wie funktioniert was. Warum schwingt ein Oszollator? usw. usf.

Beide Bilder vom DK1HE BTR18 Prototyp

Hallo Karsten,
Da du dich ja an manchen Stellen auf meinen Einleitungstext zum Projekt beziehst, gehe ich davon aus, dass du ihn gelesen hast. Vielleicht doch nicht ganz oder vielleicht ohne ihn verstehen zu wollen? (Ich hoffe ja nicht, dass er so verquast geschrieben ist, dass er nicht zu verstehen ist.) Alles was du in deinem Post fragst ist eigentlich in 2 oder drei Sätzen des Textes vorab beantwortet.

Zitat

DL2FI Back to the roots
Wie praxisnah kann ich denn mit einem interessierten Anfänger diskutieren, wenn die Frequenz in einem von einem netten, sachkundigen OM programmierten Baustein (blackbox) erzeugt wird, wenn die Umwandlung der HF Signale in hörbare Signale in einem Tausendfüßler nach mathematischen Algorithmen die wieder ein netter, sachkundiger OM programmiert hat (blackbox) erfolgt? Nicht falsch versehen, ich habe absolut nichts gegen diese moderne Technik, aber mir macht der Wegfall der Vorstufe große Sorge. Selbst die einfachsten Transceiverbausätze, die man heute bekommen kann sind hochintegriert und Firmware gesteuert und damit nicht mehr geeignet, die Grundfunktionen eines Transceivers zu verstehen.

Es geht nicht darum, einen modernen TXVR zu basteln, sondern darum, wie zu verstehen, wie ein Funkgerät im Grundsatz funktioniert. Zu diesem Zweck haben wir alles weggelassen, was zur eigentlichen Funktion nicht nötig ist. Kein SiXXX, kein Digitalteil usw.

Wie will ich einem interessierten Anfänger an einem Arduino gesteuerten SiXXX erklären, warum ein Oszillator schwingt. Ich wette, das 2/3 der in diesem Forum versammelten Kapazitäten (mich eingeschlossen) nicht mal so eben aus dem Hut den einfachen Clapp Oszillator erklären können. (Ja verdammt, warum schwingt der denn plötzlich, wenn ich ihn einschalte )
Wie will ich einem interessierten Anfänger das Prinzip eines Doppelsupers, die Funktion einer ZF inkl. Filter an einem SDR erklären?
Und darum geht es uns bei diesem Projekt. Bausätze modernster Technik gibt es haufenweise, aber kann man sie als Lehr-Projekt für Anfänger benutzen?

Das man am Ende einen klitzkleinen, aus Batterien benutzbaren Transceiver fertig hat, der mit feinstem analogen Sound ohne jede Artefakte reinen Hörgenuss bietet ist nur eine Belohnung für die Mühe die man sich gemacht hat, alle seine Funktionen wirklich zu verstehen.

Vielleicht sollte ich für dich noch dazu schreiben, dass sich der Begriff interessierter Anfänger hier nicht nur auf Jugendliche Schüler bezieht. Ich kenne sehr viele interessierte Anfänger, die ihre Lizenz schon jahrelang haben, jedes QSO schon 100mal gefahren haben, einige davon die Honor Roll des DXCC gemacht haben ----- aber nun endlich wissen wollen, wie das ganze funktioniert.

Um das Argument mit der zu erklärenden Funktion / Arbeitsweise eines VFO in meiner Antwort an Karsten zu verdeutlichen, habe ich mal die Abteilung VFO aus den alten Elmer 101 Projekt heraus gefiltert. In dieser Art würde ich gerne die Schaltung des BTR18 aufarbeiten. Vielleicht nicht ganz so lang, aber so ähnlich. Das ist ne Menge Arbeit und das ist sicher nur im Team möglich - und genau dafür wollte ich mit dem Projekt Helfer suchen

Eine halbwegs verständliche Erklärung für einem Arduino gesteuerten SIxxx zu generieren dürfte deutlich schwerer sein

Zitat von DH8DAP

Hallo Peter,

ich hab mal noch ein paar eher grundsätzliche Frage:

Wird der BTR18 unabhängig von einem abgeschlossenen Elmer-Projekt an den Start gehen oder muss das Elmer-Projekt bis zum Start (November?) fertig sein oder ist der Start erst, wenn da Elemer-Projekt abgeschlossen ist?

Hallo Frank,
Es soll ähnlich laufen wie beim damaligen Elmer 101 Projekt, wobei wir schon etwas weiter sid als das Elmer Projekt beim Start:
Elmer 101 startete mit dem fertigen Bausatz von Small Wonder Labs. Vorhanden war eine sehr knapp beschreibende Baumappe ohne nähere Beschreibung der Schaltung. Nach einem Aufruf auf QRP-L (der QRP Mailverteilerliste des NorCal QRP Clubs bestellten sich einige 100 Funkamateure den Bausatz und outeten sic auf der Liste als Teilnehmer. Es gab (zeitlich schwankend zwischen 3 und 10 "Betreuer". Die Betreuer gaben jeweils bekannt, was als nächstes aufgebaut werden soll, was man messen könnte (sollte), was etwa zu erreiche wäre. Die Teilnehmer stellten ihre Verständnisfragen, berichteten ihre Erfolge oder Probleme wöchentlich übers Internet. Gemeinsam wurden Antworten gesucht, Erklärungen gegeben. Häufig redundant wurde so schritt für Schritt der CW Transceiver gebaut. Zum Schluss wurde die Redundanz bei Fragen und Antworten beseitigt, alles zusammengefasst und zu einem Buch (PDF) für die Bastler und einem zusätzliche Powerpoint für zukünftige Betreuer zusammen gestellt.

BTR18: Vom Start weg gibt es die von mir sehr ausführliche Baumappe, (wurde hier im Forum als Malen nach Zahlen Äquivalent beschimpft) Die Baumappe ist so gut wie fertig, es fehlen nur noch die Testprozeduren für Baugruppe 11, TX-Treiber und Baugruppe 12, TX-PA sowie der Endabgleich.

PLUS eine bereits ziemlich ausführliche Beschreibung der Schaltung sowie der grundsätzliche Funktion der einzelnen funktionalen Gruppen. Eine Vorabversion habe ic bereits gepostet. An dieser Beschreibung arbeiten aber schon jetzt im Vorfeld 3 Menschen an dem Versuch die Beschreibungen noch einfacher (verständlicher) zu gestalten. Hier sind wir also bereits deutlich weiter, als es das Elmer 101 zum Start war. Natürlich hoffe ich, dass sich noch weitere Helfer finden, die sich einzelne Funktionsgruppen vornehmen. Klappt das, dann haben wir zur Auslieferung im November schon sehr viel Lehrmaterial. Klappt das nicht, dann haben wir immerhin schon einiges Material. Wie auch immer, danach soll es dann weiter gehen, wie beim Elmer 101 Projekt: Aus der sich ergebenden Kommunikation zwischen Bastlern und "Betreuern" wird das Lehrmaterial ständig erweitert. Zur Vereinfachung und Verbesserung der Kommunikation wollen wir zusätzlich einen Teamspeak Server einsetzen.

Zitat

An wen richtet sich das Elmer-Projekt in erster Linie? An absolute Neulinge (keine Amateurfunkausbildung und Elektronik-Kenntnisse = Null) oder an Leute, die bereits in einer Amateurfunkausbildung stecken oder gerade abgeschlossen haben?
Abhägig davon richtet sich der Aufwand der Beschreibung. Mir ist beispielsweise aufgefallen, dass beim SW+ bei der VFO-Beschreibung von Mischen die Rede ist, ohne das ein Rookie überhaupt weiß, was Mischen ist.

Genau!!! Deswegen richtet sich das Projekt in dieser Phase wie an anderer Stelle schon geschrieben erst mal an Funkamateure: Zum Beisiel an diejenigen, die bisher nur Funksport betrieben haben und sich um die Funktion nie gekümmert haben, jetzt aber doch mal zusätzlich eine andere Seite des Amateurfunks erleben wollen. Oder an diejenigen, die immer schon gerne selbst gebaut haben, sich aber ebenfalls wenig um die Funktionen gekümmert haben.
Sollte das Projekt so funktionieren wie ich es mir erträume, dann haben am Ende alle gemeinsam, Betreuer und Neulinge, ein Arbeitsmaterial geschaffen, dass Ausbildern in den Ortsverbänden helfen kann, die Praxis wieder in die Ausbildung einzuführen. Das kann dann durchaus nach der Prüfung geschehen. Für die Prüfung wird weiterhin der Katalog auswendig gelernt. (Wobei ich durchaus zu schätzen weiß, dass einige Kursleiter schon jetzt weit über das Auswendiglernen hinaus gehen

Zitat

Edit: Ich komme dieses Jahr nicht zum SWT und deshalb frag ich mal hier nach!

Schade, Frank, hätte dich gerne dort getroffen

Zitat von DK7IH

Hallo!

So schwer ist das nicht zu verstehen. Der Oszillator ist ein Verstärker, seine Schleifenverstärkung ist >1. Daher werden die in jeder Schaltung vorhandenen Verluste überkompensiert, wodurch am Ausgang ein höherer Energiebetrag in Form von Wechselspannung zur Verfügung steht als am Eingang. Diese Energie wird durch Umwandlung der Energie der Stromquelle bereitgestellt.

Damit der Oszillator schwingt, muss zur Schleifenverstärkung >1 (notwendige aber nicht hinreichende Bedingung!) noch eine phasenrichtige Rückführung der Wechselspannung vom Ausgang zum Eingang erfolgen. Dies wird entweder durch die Benutzung zweier Anschlüsse des Transistors erledigt, zwischen denen keine Phasenverschiebung besteht, also z. B. Emitter und Basis, ein korrekt phasenverschiebendes Netzwerk, ein Transformator oder eine zweite Stufe, die die Phase nochmals dreht, so dass beide Phasen eine Phasendrehung von 360° aufweisen.

Damit die Rückkopplung gerade so viel Energie vom Ausgang zum Eingang zurückkoppelt, dass der Verstärker deutlich außerhalb der Sättigung betrieben wird (was sonst einen erhöhten Anteil an unerwünschten Wechselspannungsprodukten zur Folge hätte) wird durch den aus den beiden seriell geschaltet Kondensatoren (beim Colpitts- oder Clapp-Oszillator) die zurückgeführte Wechselspannung entsprechend geteilt. Beim Hartley durch die Positionierung der Anzapfung der Spule, beim Meißner durch die Sekundärwicklung des Resonanzkreises.

Vereinfacht ausgedrückt: Jeder Verstärker wird zum Oszillator wenn der Verstärkungsfaktor ausreichend hoch ist und ein ausreichender Teil der Energie phasenrichtig zurückgeführt wird. Praxisbezogen formuliert: "Every Oscillator amplifies, and every amplifier oscillates (sooner or later)."

Ach ja, und anschwingen tut das Teil wegen des thermischen Rauschens, das immer vorhanden ist, wenn die Temperatur über 0K liegt. Dieses Rauschsignal wird verstärkt und an den Eingang zurückgeführt. Aus dem Rauschen wird durch das frequenzselektive Bauteil (Quarz, Schwingkreis) dann die gewünschte Frequenz gefiltert. Der Rest: s. o.

So, und damit rechne ich mich mal zum verbleibenden Drittel.

73 de Peter

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Siehste, so muss das, Peter, und du hast sicher noch einige Erkärungen für adere Funtionen auf Lager und schon wieder etwas, was ich zu der Sammlung Frage und Antworten zufügen kann. Genau so war das ja gemeint, dass diejenigen, die etwas erklären können das dann tun. Auf diese Art ist auch Wikipedia entstanden, nur eben in viel größerem Maßstab. Wenn wir jetzt noch jemand finden, der sich damit auskennt und bereit ist uns zu unterstützen, dann könnten wir das Projekt sogar als BTR18 Wiki betreiben. Platz genug auf unserem Server wäre vorhanden und ein Wiki könnte Jürgen, DL1JGS uns einrichten. Ich erinnere mich sogar, dass wir das schon mal gestartet hatten. Funken Lernen macht es soweit ich weiß auch mit einem Wiki

Zitat von DH8DAP

... und ich mich auch, denn das ist genau der Ansatz, wie ich es auch erklärt hätte und wie ich es in unzähligen Amateurfunkkursen erklärt habe.

Und aus dem Grund bin ich dabei!

DL2FI: Der VFO ist ja jetzt erledigt! Was soll ich in Angriff nehmen? Ich bin am Wochenende 16 Stunden in einem Bus auf dem Weg nach Paris "eingesperrt" und könnte da das ein oder andere schreiben!

Super Frank, nimm dir die bisher veröffentlichte Datei (Link) und such dir was aus Ich poste dann jetzt mal vorab die nicht ganz fertige Baumappe, darin findest du sicher auch was. (Nicht um Tippfehler kümmern, dass macht am Schluss mein Korrektor )

Najut, dann hier auch schon mal die komplette Schematic. Hinweis: der integrierte Keyer ist optional, gehört nicht zum Ausbil dungsteil

Nachtrag: Zum Download jetzt auch als PDF

Zitat von DF7BL

...eine Rattenscharfe Lautstärkeregelung, da braucht man keine AGC. Ich bin gespannt wie es weiter geht. Im Schaltbild sieht man viel bewährtes und bekanntes mit kleinen Zugaben.
73 de uwe df7bl

Wir waren selbst überrascht, wie gut die Vorstufen Regelung funktioniert. Ursprünglich wurde der Produktdetektor parellel mit abgeregelt, konnten wir nach den ersten QSO raus nehmen. Das Ergebnis erinnert mich stark an die Kathodenregelung, die ich früher sogar in meine ersten 9MHz Transceiver eingebaut habe Der Sound haut jedes SDR vom Sockel

Manchmal lohnt auch eine Rückbesinnung. Bei der Archivsuche nach einem Aufsatz von Paul Harden NA5N über eine einfache Methode zum ausmessen von MOSFETS für einen Freund bin ich logisch auf die QRP-Report CD gestoßen - und hängen geblieben. Mannomann, was da an Material zum Verständnis von diversen Transceiverstufen drin steckt. Nur den Aufsatz über die MOSFET Messung habe ich noch nicht gefunden