Fragen zur Schaltung des K2 Nr02 - KSB2 SSB Board - Sammel-Mod

Hallo Jörn,

Zitat von DK7JB

Unklar ist mit noch, wie der NE602 und die neue Ausgangsbeschaltung durch den Transistor und den veränderten Transformator T2 die passende Impedanz für den SSB-Quarzfilter bereitgestellt wird. Der Quarzfilter hat eine Impedanz von ca. 1500 Ohm.

am Ausgang (Pin4) des NE602 hängt die 2N2222 Pufferstufe (Emitterfolger) mit einer Verstärkung von fast 1 und einem Emitterausgangswiderstand von wenigen Ohm. Trafo T2 hat ein neues Übersetzungsverhältnis von 22Wdg : 4Wdg = 5,5 das eine Quellimpedanz für das Quarzfilter von 1500Ohm : (5,5²) = 50Ohm notwendig macht, ein Emitterwiderstand in Höhe von 39...47Ohm (anstatt den 82Ohm) würde das bewirken. Da die 82Ohm wohl experimentell/messtechnisch ermittelt wurden nehme ich an, dass das Quarzfilter einen von 1500Ohm abweichenden Abschluss benötigt?
Da T2 im Sendezweig mitwirkt, gewinnt man, bedingt durch dessen Aufwärtstransformation, zusätzliche Spannungsverstärkung. Das macht es notwendig die Ansteuerung für den Produktmodulator (2200Ohm parallel zum 1500Ohm Eingang des NE602) zu reduzieren sowie wahrscheinlich die Leistungseinstellung geringfügig über R10 (100Ohm) anzupassen.

Im Empfangsmodus wird dem SSB-Quarzfilter nun ca. 160Ohm Lastwiderstand angeboten. Der Eingangswiderstand des MC1350P beträgt runde 3kOhm die T7 (20Wdg : 5Wdg) auf die von dir angegebenen 180Ohm übersetzt . Da der kurzen Strecke zum SSB-Quarzfilter aber noch zwei Widerstände von je 2k7 parallel liegen (siehe Filterumschaltung) reduziert sich dieser Wert auf ~160Ohm. T2 transformiert wiederrum hoch auf 160Ohm x (22Wdg : 4Wdg)² = 4,8kOhm, was eigentlich eine krasse Fehlanpassung darstellt und erhöhte Welligkeit im Durchlassbereich bedeutet.

Als Lösung würde ich das Übersetzungverhältnis von T2 bei 22Wdg : 7Wdg belassen und den Emitterwiderstand des 2N2222 auf 150Ohm erhöhen. Sowohl im Sendemodus wie auch im Empfangsmodus sieht das SSB-Filter damit 1500Ohm. Der Gewinn durch die von T2 bewirkte Spannungsverstärkung läge immer noch, im Vergleich zum Originalzustand, bei fast 10dB.

Hallo, Horst,

Zitat

Die 22:4wdg für T2 ist tatsächlich die Originalbewicklung, die in der Mod beibehalten wird.

du hast recht. Das ist wirklich die Originalbewicklung. Da Jörn die Windungszahlen diesmal extra eingefügt hat dachte ich das wäre Teil der Sammel-Mod für das SSB Board.

Zitat

Ich habe das bei meinem 8-Polfilter berücksichtigt, aber in der Mod einfach die 82 Ohm (statt ca. 150) im Emitter gelassen - no problem beim Senden, da ja der NF-Pegel über R8 und R10 optimiert werden kann.

Bei TX wird das SSB-Filter auch nicht fest mit 150Ohm belastet. Die Leistungseinstellung hängt unmittelbar an T1, somit ändert sich die Last zwangsläufig mit der gerade eingestellten Sendeleistung.

Zitat von DK7JB

Auch wenn man es wahrscheinlich nicht hören kann, interessiert mich schon der Lastbereich. Kannst du abschätzen, in welchem Bereich sich bei veränderter Sendeleistung die Belastung des Filters ändert?

Bei max. Sendeleistung (ca.15W) ist die Leistungseinstellung auf minimalste Dämpfung eingestellt, d.h. Diode D1 ist hochohmig. Die ALC schalten wir gedanklich kurz aus, Diode D2 ist hochohmig. Die Pufferstufe mit Q2 ist von Haus aus hochohmig am Eingang, die einzige Last die das QF sieht ist im Endeffekt nur der Widerstand R11 in Höhe von 150Ohm. Die Leistung wird im nächsten Schritt auf nur noch 1/4 des max. Wertes reduziert. Das macht eine Dämpfung von 6dB in der Leistungseinstellung notwendig, wegen dem 100Ohm Vorwiderstand R10 muss die Diode D1, mit einem kleinen Gleichstrom, auch auf ca. 100Ohm (1/2 Spannung = 1/4 Leistung) gebracht werden. Die neue Last für das QF ist jetzt R11 (150Ohm) und parallel dazu die Reihenschaltung aus 2 x 100Ohm (R10 + D1), ergibt unterm Strich ca. 85Ohm. Die kleinstmögliche Last (vollständiger HF-Kurzschluss durch D1) errechnet sich in der selben Weise zu ca. 60Ohm.

Zitat

Warum schlägst du vor die 2200 am Eingang des NE602 anzupassen?
Mir würde noch einfallen, dass R2 (auch am Eingang des NE602) angepasst werden müsste. DB1NV schreibt in der FA 4/2010 (S. 398ff), dass die NE602 oft einen höheren Eingangswiderstand als die 1500 Ohm haben und es deshalb notwendig sein könnte den R2 anzupassen - um den NE602 nicht zu übersteuern. Hiermit würden wir aber ein neues Faß aufmachen

Das war kein Vorschlag die 2k2 zu ändern, der 2k2 Widerstand ist die Anpassung. Den Gewinn im HF-Pfad muss man wieder an anderer Stelle (hier Eingang NE602) geringfügig zurücknehmen.
Geht man ausschließlich von der Ersatzschaltung des NE602 im Datenblatt aus, kann der Eingangswiderstand eigentlich nur gleich oder unterhalb 1500Ohm liegen.

Zitat

Du meinst bestimmt die beiden Widerstände, die ich in der Anlage mit RP2-1 und RP2-2 bezeichnet habe. Oder? Was bewirken aber die Widerstände R6 und Rneu? Auf welchem Pegel liegt die obere Seite von C12?
Peter schreibt zu Rneu in seiner Mod: "Dieser Widerstand begrenzt die Spannung an der Basis-Emitter Verbindung des PN2222auf 3V und verhindert so zuverlässig einen Basis-Emitter Durchbruch."
Das habe ich auch noch nicht verstanden.

Genau die 2k7 Widerstände aus dem Array sind gemeint.
R6 und Rneu bilden einen einfachen Spannungsteiler im SSB-Empfangsbetrieb. An [RXS] liegen 6V an, der Emitter des 2N2222A sieht aber nur 3V (Spannunsteiler aus zwei 2k7 Widerstände). Die Basis des 2N2222 ist über [MOD EN] = low und dem internen 1,5k Ausgangswiderstand des NE602 geerdet! Die Durchbruchspannung (EB-Strecke wirkt in Sperrrichtung als Zenerdiode) ist im Datenblatt nur mit min. 6V spezifiziert, deshalb die Entscheidung für einen gewissen Sicherheitsabstand zu diesem Wert. Im Sendemodus ist [RXS] low, R6 und Rneu liegen parallel und stellen den Arbeitspunkt des 2N2222A ein, es fließt nur ein sehr geringer Strom von ~3mA.

Zitat

Aus der hohen Anzahl der Mitleser schließe ich auf ein reges Interesse. Wenn meine Fragen aber anfangen dich zu nerven, lass mir einfach eine kurze Nachricht zukommen

Die Hauptpunkte bei den Bausätzen ist ja Spaß zu haben, die Schaltung verstehen, hinterfragen, dazulernen und sich nicht ausschließlich als Bestückungsautomat betätigen :P. Tobe dich mit Fragen ruhig aus :D, sollte ich mal keine Antwort wissen gibt es immer noch zig andere Mitglieder die kompetent weiterhelfen können.

Zitat von DK7JB

Müste am Ausgang des Sprachprozessors nicht ein Tiefpass liegen? Nach meiner Auffassung bilden R2 und C21 einen solchen Tiefpass mit dem 3dB-Punkt bei 2,85kHz +- Toleranz.

Richtig, das ist der vorgesehene Tiefpass. Der Vorwiderstand R2 ist notwendig weil der NE602 nicht so viel NF verträgt wie der Sprachprozessor abgibt. C21 dient gleichzeitig auch als HF-Beipass für den Eingang des NE602.

Zitat

Könnt ihr mit bitte erklären, warum die Eingangsbeschaltung des BalanceModulators (NE602) so dimensioniert wurde, wie er im Schaltplan zu finden ist?
Ist das nicht eine Spar-Symmetrierung des unsymmetrischen NF-Signals? (Das soll keine Wertung sein)

Man kann den NE602 symmetrisch oder eben wie hier unsymmetrisch betreiben. Im symmetrischen Betrieb ließen sich noch zusätzliche 6dB Gewinn erzielen, es wären jedoch mehr Bauteile dafür notwendig gewesen. Für unsymmetrischen Betrieb muß der 2. Eingang (Pin 2) des NE602 für HF sowie in diesem Fall auch für NF (0,33µF) entkoppelt sein. Mit dem Poti beeinflußt man die Arbeitspunkte der Transistoren in der Gilbertzelle, das kommt direkt der Trägerunterdrückung zugute.

Zitat von DK7JB

Damit ist er deutlich falsch abgeschlossen und müsste eine verzerrte Filterkurve zeigen. Das müsste man doch bestimmt schon hören können – oder?

Wie schon bei deinen SSB-Filter Experiment für den Hobo geschrieben, 3dB Dellen in der Filterkurve sind tolerierbar. Ob das in diesem Fall mehr ist ließe sich einfach feststellen: NF von einem Funktionsgenerator einspeisen, über Frequenz manuell wobbeln, ALC ausschalten und jeweils den Verlauf der HF-Ausgangsleistung bei verschiedenen Einstellungen beobachten. Was soll man dann erst bei kommerziellen (DSP)-Geräten sagen wo die NF zu Tode "equalized" wird bevor sie über das aalglatte ZF Filter geschickt wird?

Zitat

- Noch schlimmer ist der Fall mit geringster Leistung: 60 Ohm am Trafo und 590 Ohm am Filter.
Diese Filterkurve kann ich mir richtig vorstellen. Ist das Ohr so tolerant, dass selbst solch gruseligen Filterkurven überhört werden oder wurde es bisher nicht untersucht – kann ich mir nicht vorstellen. Es könnte natürlich sein, dass niemand SSB-Betrieb mit so geringen Leistungen macht. Was ist dann aber mit den DigiModes?

Die 60Ohm sind wirklich ein absoluter Extremfall, war auch nur dazu gedacht dir zu zeigen innerhalb welcher Grenzen sich die Last für das SSB-Filter bewegen kann. Wer sendet in SSB überhaupt mit QRPP Leistung? Da sind die OM froh überhaupt QRP freundliche 10W zur Verfügung zu haben 8). Der Designer des SSB-Boards hat an einer zusätzlichen Pufferstufe für das SSB-QF (ähnlich Q2/Q3) gespart weil er es wohl nicht für unbedingt nötig angesehen hat.
Bei den Digimodes könnte man womöglich eher bei sehr breitbandigen Multiton-Modi Probleme antreffen, eine Verbindung die nicht klappt wird man dann aber eher der geringen zur Verfügung stehenden Leistung zuschreiben. Da man in diesem fall eher mehr als weniger Leistung verwenden würde treten Zweifel an der Welligkeit des SSB-Filters gar nicht auf.

Zitat von DJ6EV

die Leistung wird über das Knöpfchen "Power" eingestellt. Hat erst mal gar nichts mit der ALC zu tun. Die ALC dient nur zur Ausbügelung der Abweichungen von dieser vorgewählten Leistung.

Ich bin der Meinung das ist genau anders herum, Horst. Das Dämpfungsglied für die Power-Einstellung liegt direkt am SSB-Filter und ist hauptverantwortlich für Laständerungen. Die ALC bügelt, wie du auch schreibst, den Frequenzgang des Sendezuges leicht aus, die Auswirkungen auf das SSB-Filter sind als minimal anzusehen.

Zitat

Zitat von »DJ6EV«

die Leistung wird über das Knöpfchen "Power" eingestellt. Hat erst mal gar nichts mit der ALC zu tun. Die ALC dient nur zur Ausbügelung der Abweichungen von dieser vorgewählten Leistung.

Anders ausgedrückt: Die ALC auf dem SSB Board ist mehr eine automatische Mike Gain, sie hat mir der Gesamtleistung wenig zu tun, sie regelt nur das Sprachverhalten etwas aus. Es wäre eine Katastrophe, wenn die Leistung über die ALC geregelt würde. Bei anderen Geräten wird hinter der PA die Leistung überwacht in dem ein Teil gleichgerichtet wird. Bei Überschreiten der zulässigen Leistung wird die erzeugte Gleichspannung zur Regelung zurückgeführt. Alle Parameter müssen so eingestellt werden, dass die ALC gerade eben zuckt, besser noch, das sie gerade eben nicht anspricht. Zwingt man die ALC durch zuviel NF Leistung dazu richtig aktiv zu werden, kommt es zum Endstufen Clipping, man produziert Intermodulationen ohne Ende.

Beim K2 wird es anders gemacht. Die Leistung wird auf der BFO Ebene geregelt. Die Vorgabe des Prozessors wird (auf dem Control Board) als V PWR über U8 ausgegeben, in U10A zur ALC Regelspannung V ALC verarbeitet um dann auf dem RF Board über Q24 und die PIN Diode D36 die Amplitude des BFO Signals zu regeln.

Auf dem SSB board wird jetzt nur noch die Mike Gain automatisch an die Sprechweise angepasst, also der letzte Rest an ungleichmäßiger NF power ausgebügelt. Keinesfalls dient die ALC auf dem SSB Board zur Leistungsregelung wie man vielleicht meinen könnte, wenn man das SSB Board des K2 für sich alleine betrachtet, wie hier teilweise geschehen.

Ansonsten sind die Erklärungen in diesen Beitragen sehr hifreich, ich bin dankbar, dass das Thema des einigermaßen schwierig zu verstehenden SSB Aufbereitung hier aufgegriffen wurde.

ANMERKUNG:

Es gibt eine weitere, weniger bekannte insider Modifikation. In vereinzelten Fällen kommt es hauptsächlich bei Verwendung der 100W PA zu einer Übersteuerung der ALC. Man erkennt das daran, dass die ALC Anzeige während der Sendung wild bis zum Anschlag springt. Einige K2 von bekannten DX Peditionären sind komplett mit dieser und unseren anderen Mods ausgerüstet, seitdem wird die Modulation sehr gelobt.

Siehe Schaltungsänderung Anhang

Zitat von dj6ev

Ich war auch erst davon ausgegangen, dass die Power-Regelung über die PIN-Diode 5082-3081 (D36) über Q24 erfolgt, so wie Peter es beschrieben hat. Aber Reinhold hat auch recht, weil bei SSB-Betrieb die PWR-Einstellung über den BFO nämlich gar nicht funktioniert. Das BFO-Signal wird ja im Balance-Modulator um mindestens 40db, eher 50-60db unterdrückt (Trägerunterdrückung). Die direkte Anbindung an den Xmit-Mixer über C167 ist ja beim Einsatz des KSB2 nicht mehr vorhanden.

Daher wird tatsächlich über den Prozessor + DAC MAX522 auf dem KSB2 offensichtlich eine komplett separate PWR-Ctrl-Spannung und eine separate ALC-Führung erzeugt (incl. ALC-THR), die auf D1 und D2 einwirken. Bei SSB kann man ja durch den fehlenden Träger nur noch die Höhe der HF-Spannung der Hüllkurve einstellen (PWR-Ctrl), bzw. regeln (ALC).

Auf jeden Fall sind wir alle nicht weit auseinander, Horst.

M.E. wird aber doch weiterhin die Leistung in erster Linie über das BFO Signal / PIN Diode eingestellt. Bei dem Gilbertzellenmischer bleibt ab einem gewissen Eingangspegel an PIN 6 der Ausgangspegel konstant. Der Pegel des K2 BFO Signals ist aber so klein (im TX Mischer bedient er ja PIN 1), dass wir weit unter der Clippschwelle des Balancemodulators liegen. Der Ausgangspegel ist damit sowohl vom Eingangspegel der NF als auch vom Eingangspegel des BFO Signals abhängig. Ändere ich die Amplitude des BFO Signals über die PIN Diode D38, ändert sich der DSB Pegel am Ausgang des BM und somit auch das Steuersignal für den Sendemischer. Der Träger wird unterdrückt, sicher, aber hinter dem Quarzfilter habe ich ein SSB Signal, dessen Amplitude sich mit der Sprache ändert. Spreche ich laut, mache ich viel HF, spreche ich leise, mache ich wenig HF. Viel und wenig sind relativ, die absolute Amplitude ist abhängig von dem Pegel, den D38 durchläßt. Die groben Änderungen (Obergrenze) werden durch die Vorgabeeinstellung mittels D38 bewirkt. Versuche ich nun durch aufgeregtes Schreien ins Mikrophon mehr power zu machen, verhindert die ALC mit ihrer sehr schnellen Zeitkonstante, dass ich die vorgegebene Obergrenze überschreite.

Zitat von DL2FI

M.E. wird aber doch weiterhin die Leistung in erster Linie über das BFO Signal / PIN Diode eingestellt.

Das ist ja das interessante daran, CW und SSB haben vollkommen getrennte Leistungseinstellungen. Bei CW passiert das über [V PWR] indem der Strom durch die PIN diode in der Source Leitung des J310 (Q24) geregelt wird. Bei SSB geschieht das unabhängig auf dem KSB2 Board indem über [PWR CTRL] der Widerstand einer einfachen 1N4007 Diode, als Teil eines Spannunsteilers, verändert wird.

Zitat von DJ6EV

Wenn man darüberhinaus auch noch die Mod mit dem PN2222 durchführt, werden die beiden Serienwiderstände R8 und R10 dieses Dämpfungsgliedes auch deutlich hochohmiger (bei mir sind es 560 Ohm statt 100), sodass schon kleinere Änderungen des Diodenwiderstandes zu großen Verstärkungsunterschieden führen. Außerdem werden dadurch Änderungen der Impedanz auch recht klein. Man kann also in diesem Fall von fast konstanten rund knapp 150 Ohm ausgehen.

Da hat Jörn also nichts zu befürchten. Ist R10 auf ca. 560Ohm zu ändern ist die Last für das SSB-QF ziemlich konstant, höhere Welligkeit im Durchlassbereich des Filters sind also kein Thema.

Zitat von DK7JB

Ist es richtig, dass bei Erreichen der ALC-THR-Schwelle durch Verkleinern von R9 die ALC viel stärker ausregelt?

Ja, die Dynamik des Dämpfungsgliedes wird höher da man nun bei Bedarf einen höheren Strom durch die Diode D2 treiben kann. Gleichzeitig reagiert der Treibertransistor Q1 (2N2222) durch den zusätzlichen 1k Vorwiderstand weicher auf höhere Spannungsänderungen an [VRF DET] und nicht wie im Originalzustand als fast "Ein-Aus Schalter".

Die ALC hat hauptsächlich die Aufgabe den geringen Verstärkungsrückgang der Endstufe bei größer werdender Frequenz zu kompensieren. Zusätzlich sind auch die unterschiedlichen Durchgangsdämpfungen der Bandfilter auszubügeln. Hat das Bandfilter auf 20m z.B. 3dB Dämpfung, das auf 40m allerdings 5dB würde das, ohne SSB-ALC, einen ziemlich hohen Unterschied bei den Sendeleistungen auf den einzelnen Bändern bedeuten.

Zitat von DK7JB

Das BFO Signal wird über Pin1 auf dem SSB Board eingespeist, in Richtung U5. Dazwischen befindet sich ein Tiefpass mit L1 und C25.
Soll dieser Tiefpass die Oberschwingungen abschwächen, die bei der 4,917MHz-Erzeugung aufgetreten sind? Warum wir eine Eckfrequenz von 7,2MHz gewählt? Wären nicht 5,5MHz besser oder ist das im Bereich von Erbsenzählerei einzustufen?

Das BFO Signal stammt ja vom Hauptboard und hat einen zu kleinen Pegel um den Produktmodulator ausreichend auszusteuern. L1 und C25 bilden eine Anpassstufe, von den ~70...100Ohm am KSB2 Einspeisepunkt (Pin 12) auf den recht hochohmigen LO-Eingang des NE602. Da man hochstransformiert liegt Spannungsverstärkung vor und zwar genug um aus dem kleinen BFO-Pegel nun den passenden Pegel für den NE602 zu generieren. Theroretisch müsste man C25 glatt verdoppeln, wahrscheinlich wird die LO-Spannung an Pin 6 dadurch aber zu groß (?), ein kleinerer Kapazitätswert bringt, durch leichtes Verschieben der Grenzfrequenz, etwas Dämpfung ein.

Zitat von DK7JB

Das BFO Signal wird an Pin6 in den NE602 eingespeist. Pin 7 liegt frei. Ist das eine Standardbeschaltung?

Pin 7 ist ein Ausgang und zwar der Mitkopplungspin (Emitteranschluss) wenn man den integrierten Oszillator(transistor) nutzen möchte.