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1

Montag, 26. Januar 2015, 00:49

Filter mit Uhrenquarzen?

Liebe Forenten,
Hat schon mal jemand versucht, ein Quarzfilter mit 32.768kHz Uhrenquarzen zu bauen?
Ich hab einen NE592 aus der Bastelkiste gegriffen: Wenn ich +/- 6V anlege und Gain 2
einstelle, also die entsprechenden Pins kurzschliesse, bekomme ich von 200Hz bis
670kHz ziemlich stabile 23dB Verstaerkung bei Input zwischen -50dB und -30dB.
Ersetze ich nun den Kurzschluss zwischen den Gain Pins durch einen 32.768kHz
Quarz, so hatte ich mir erhofft, die 23dB Verstaerkung bei dieser Frequenz zu sehen,
bei anderen Frequenzen aber starke Daempfung. Irgendwie kommt mit dem
Quarz aber ueberhaupt nix mehr aus dem Chip raus? Kann es sein, das der Quarz
eine so geringe Bandbreite hat, dass mein Messgeraet (Siemens D2155 mit
20 Hz Filter ) da nix mehr messen kann? Kann ich die Bandbreite erhoehen, indem
ich den Quarz mit einem Serienwiderstand (z.B. 100kOhm) bedaempfe?
Ciao,
Uwe / DO8UL.

2

Montag, 26. Januar 2015, 08:21

Skizze

Liebe Forenten,
hier noch ein Link zum Datenblattund eine Skizze des Aufbaus. Die hellblau hinterlegten Sachen sind Teil vom Siemens D2155. Bin fuer Denkanstoesse offen. Die +/-5V sind uebrigens mit CLC (100n, 5u, 100n) abgeblockt.
»DO8UL« hat folgendes Bild angehängt:
  • NE592-test.png
Ciao,
Uwe / DO8UL.

3

Montag, 26. Januar 2015, 08:45

Hallo Uwe,

vielleicht hier mal schauen:

http://qrp-popcorn.blogspot.ca/

73 de Addi

  • »DL3ARW« ist männlich

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4

Montag, 26. Januar 2015, 08:57

Hallo Uwe.

Das mit dem Quarz "muss" funktionieren. Ist nur die Frage, wie führst Du
die Messung durch ?
Ach ja, eine Bandbreiteneinstellung erfolgt mit einem Parallelwiderstand
zum Quarz. Ich benutze ähnliche Schaltung seit Jahren mit einem 4,19MHz
Quarz. Als Bedämpfung setze ich einen BS138 oder ähnlichen ein.
Nur bei Deiner gewählten Frequenz dürfte die Bandbreite "sehr" gering sein.
Es geht ja dabei um die Serienresananz des Quarzes und wie die ausgeprägt ist,
wer weiss ?

73 de

Nachtrag: der Addi hat Dir in der Zeit, in der ich Dir geschrieben hatte, einen Link genannt,
hierbei geht es aber um 40MHz, das ist was anderes wie 32KHz, aber gemessen wird
genauso , wie dort aufgezeigt.
Manfred , dl3arw

5

Montag, 26. Januar 2015, 09:26

Hallo Addi und Manfred,
Danke fuer die Rueckmeldungen.

Addi:
Da bei mir der Quarz ja am NE592 dranhaengt, sieht der nach meinem Verstaendnis vom Datenblatt
eh nur ~32Ohm. Von daher muesste ich mit meinem Messaufbau schon da sein, was auf der Webseite
angegeben wird. Wie aber Manfred schon sagt: Meine Quarze sind ~32kHz. Wenn ich mir so die Literatur
anschaue, bauen Leute solche Quarze im MHz Bereich und muessen sich anstrengen, einer vernuenftige
Bandbreite sagen wir mal ein Promille der Quarzfrequenz zu bekommen. Wenn ich das auf meine 32kHz
runterskaliere, habe ich wahrscheinlich nur 1Hz oder weniger Bandbreite???

Manfred:
Generator und Empfaenger sind beide im Siemens D2155 drin. Wie gesagt, wenn ich den Quarz durch eine
Loetbruecke ersetze, habe ich eine glatte Verstaerker-Kurve von 200Hz ~ 670kHz. Ich bin mir nicht sicher,
ob der Generator stabil genug ist, die Mittenfrequenz des Quarzes zu treffen und auch so lange zu halten,
dass der 20Hz Filter auf Empfaengerseite einschwingen kann? Vielleicht sollte ich auf Generator-Seite mal
eine Rauschquelle anschliessen ... Eine andere Idee, die ich von Dir mitnehme, ist parallel zum Quarz mal
einen 100kOhm Trimmer dranzuloeten. Warum eigentlich parallel? Ich haette den in Serie zum Quarz
drangebraten ... Und als letzte Frage: Wie hast Du den BS138 verbaut? Drain/Source parallel zum Quarz und
Regelspannung an Gate?
Ciao,
Uwe / DO8UL.

  • »DL2VER« ist männlich

Beiträge: 219

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6

Montag, 26. Januar 2015, 11:02

Hallo Uwe,
hast Du mal die Ersatzparameter Deines Quarzes bestimmt und in die Formel in Bild 26 des Datenblattes vom NE592 eingesetzt?
Da müsstest Du ja die erwartete Verstärkung erhalten, die aus Deinem Aufbau resultiert.
73 de Heiko, DL2VER

  • »DL3ARW« ist männlich

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7

Montag, 26. Januar 2015, 11:05

Hallo Uwe.

Ich mache mal nachher meinen 30mtr TRCVR auf, dann sehe ich welchen Typ ich dort genau eingesetzt habe.
Es geht nicht um den Quarz, sondern um die Regelung der Verstärkung des ne592. Ohne eine Beschaltung der
betreffenden 2 Pins ist in Folge der Gegenkopplung im IC die Verstärkung am Geringsten, bei einem Kurzschluss
ist sie am Größten. Man kann mit einem regelbaren Widerstand dadurch die Verstärkung regeln, geeignet für einen
Sendeverstärker mit Powerregelung. In unserem Fall wollen wir die höchste Verstärkung bei einer bestimmten Frequenz
erhalten , bei Deinem Versuch also bei 32KHz . Den geringsten Widerstand hat ein Quarz in seiner Serienresonanz, genau
wie ein wie Serienschwingkreis...


moment, melde mich gleich weiter , mache erst mal mittag

73 de
Manfred , dl3arw

  • »DL3ARW« ist männlich

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8

Montag, 26. Januar 2015, 11:45

Hallo Uwe.

Mittagessen erledigt, nun aber wiedermal keine Zeit . Habe trotzdem mal schnell den TRCVR
aufgemacht, es ist ein BS170 drinnen. Werde Dir mal , falls Interesse , heute Abend Unterlagen
zu meinem Aufbau heraussuchen. Ich habe damals Source und Drain als regelbaren Widerstand
eingesetzt und steuere mittels der Gate-Spannung den Widerstand.
Vor dieses Gebilde hatte ich aber ein Ladderfilter mit einer etwas größeren Bandbreite gesetzt.
Kann sein, so etwa 3 bis 4 KHz, wegen der Weitabselektion, Stationen in der näheren Umgebung
mit einem Abstand von 20KHz sollten mich nicht stören können.

73 de
Manfred , dl3arw

9

Montag, 26. Januar 2015, 12:26

Hallo Manfred,
Werde Dir mal , falls Interesse , heute Abend Unterlagen
zu meinem Aufbau heraussuchen.

Interesse: ja. Muss aber nicht sofort sein, da ich wohl die naechsten Tage eh nicht dazu komme, neue Sachen auszuprobieren.
Ciao,
Uwe / DO8UL.

10

Montag, 26. Januar 2015, 12:50

Formel fuer Bandpass etc.

Hallo Heiko,
hast Du mal die Ersatzparameter Deines Quarzes bestimmt und in die Formel in Bild 26 des Datenblattes vom NE592 eingesetzt?

Ersatzparameter habe ich noch nicht versucht, zu bestimmen. Ich hatte gehofft, den Aufbau einfach durchzuwobbeln und einen Effekt bei 32kHz zu sehen. Naja, so einfach ist es dann nicht ... Leider kann ich in keinem der im Internet gefundenen Datenblaetter die Formeln richtig lesen und die Teile die ich lesen kann, verstehe ich nicht so recht. Ich habe einen Scan angehangen (gruene Bruchstriche sind meine Interpretation und so im Data Sheet nicht lesbar). Hast Du etwas lesbareres? Weiterhin habe ich eine Application Note gefunden. Dort bin ich nun gerade darauf gestossen, dass der NE592 einen Return Path fuer die Input Bias Currents braucht. Das habe ich in meinem Setup bisher *nicht* vorgesehen, die Eingaenge/Ausgaenge floaten! Ich glaube, ich werde erstmal je einen 150Ohm Widerstand von jedem Input Pin nach Ground reinloeten und nochmal testen.
»DO8UL« hat folgende Datei angehängt:
Ciao,
Uwe / DO8UL.

11

Montag, 26. Januar 2015, 13:00

Die Bandpassformel findest du lesbar in Table 2 der Application Note AN141: http://www.b-kainka.de/Daten/Analog/ne592.pdf

73
Günter

12

Montag, 26. Januar 2015, 13:19

Hallo Guenter,
von da hab ich die Formeln ja her. Bei mir sieht es wie angehangen aus ... da muss doch was fehlen, oder? Auch ist mir Nicht-E-Techniker die Bedeutung von klein "s" nicht klar. Ist das der Voltage Gain?

Nachtrag: Ich habe mir nochmal die Einheiten der Paramter der Formeln angeschaut. Sind meine Interpretation richtig?
  1. Es gibt keinen Unterschied zwischen gross "S" und klein "s", das ist nur schlechte Schreibweise. Beide bedeuten j*2*PI*f.
  2. Zwischen R und Ls im Nenner gehoert ein Bruchstrich => R / (L*s)
  3. Zwischen 1 und LC im Nenner gehoert ebenfalls ein Bruchstrich => 1 / (L*C)
»DO8UL« hat folgendes Bild angehängt:
  • screenshot.png
Ciao,
Uwe / DO8UL.

13

Montag, 26. Januar 2015, 13:42

Auch ist mir Nicht-E-Techniker die Bedeutung von klein "s" nicht klar. Ist das der Voltage Gain?


Das sind Koeffizienten aus Übertragungsfunktionen.
S ist die normierte komplexe Frequenz s = j ( 2 x Pi x f)

siehe hier:
http://schmidt-walter.eit.h-da.de/el/skript_pdf/el_16.pdf

73

14

Montag, 26. Januar 2015, 22:20

Wieder einen Schritt weiter

Liebe Forenten,
Nachdem ich nun an jeden Eingangspin 150Ohm gegen Masse gehangen habe, bekomme ich mit kurzgeschlossenen Gain 1 Pins saubere 47dB Verstaerkung zwischen 200 und 670kHz. Das entspricht dem Onsemi Datenblatt, pg. 6, figure 20. Vorher gab es keinen Pfad fuer die Input Bias Currents, wahrscheinlich ist der OPV irgendwo in die Saettigung gelaufen? Egal. Dann habe ich den Uhrenquarz wieder eingeloetet. Im Weitab-Bereich habe ich nun ~40dB Daempfung. Ich finde auch einen Resonanzpunkt bei der Quarzfrequenz. Dort zeigt mir mein Messempfaenger -8dB an. Leider wackelt die Anzeige ueber einige dBs und zwar egal ob ich die Empfangerbandbreite 3.1kHz oder 20Hz waehle. Eine Parallelschaltung von einem 100kOhm Trimmer hatte keinen positiven Effekt. Ich schliesse daraus erstmal folgendes: Die Schaltungs-Idee funktioniert im Prinzip. Mit meinem Mess-Aufbau komme ich aber nicht weiter. Der Tracking-Generator ist wohl nicht stabil genug fuer die extrem schmale Bandbreite des Quarzes. In folgenden Experimenten werde ich versuchen, an den Eingang der Schaltung eine Rausch-Quelle zu haengen. Ich werde weiter berichten und bedanke mich fuer die Hilfe bisher.
PS: noch vergessen zu erwaehnen ... da der Quarz so super klein ist, habe ich ihn mit Sekundenkleber oben auf den NE592 draufgepappt, das Quarzgehaeuse ist damit nicht mit Masse verbunden. Kann das ein Problem sein? Ich koennte zwar ein Stueck Kupferfolie hochziehen und am Quarzgehaeuse verloeten, aber dann kann ich nicht mehr so einfach umbauen (ich haenge noch ein Foto dran). Gibt es Empfehlungen fuer Gehaeuse-Erdung?
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  • NE592-Tests.jpg
Ciao,
Uwe / DO8UL.

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15

Montag, 26. Januar 2015, 22:54

Hallo Uwe und die Runde.

Habe leider nur ein paar Restaufzeichnungen zu meinem 30m TRCVR gefunden. Auf dem ersten Blatt
ist im Groben der Empfangsfluss dargestellt mit etwas Literaturangaben. Auf dem zweiten Blatt ist dargestellt
wie der TL592 geregelt wird mittels des BS170. Ich hatte den TL592 benutzt, dieser hat nur 8 Pin gegenüber
dem NE592 mit 14 und dadurch mechanisch etwas größer. Die Pin-Bezeichnungen weichen dadurch von
einander ab. Mit einem nicht eingezeichneten Poti gebe ich Steuerspannung in Richtung BS170 und verändere
dadurch den Widerstand zwischen Source und Drain und dadurch im Endeffekt bei mir die Bandbreite.
Es ist in dem TRCVR aber noch etwas verwendet worden, Strommäßig sind 2 verwendete BF981 mit 2 x NE602
hintereinander geschaltet. Ich verwende für die NE602 eine +5V - Spannungsschiene und stocke dort oben
die BF981 drauf , funktioniert so mit 9V als Betriebsspannung.
Als Oszillator habe ich einen 14,xxxMHz Quarz mit Spule und Drehko verwendet. Der Abstimmbereich geht von
10,100MHz bis etwa 10,130MHz , macht mit einer 12V Batterie gute 3Watt und die reichen alle mal.

73 de
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  • TRX30rx_1.jpg.zip (248,66 kB - 104 mal heruntergeladen - zuletzt: 17. Juli 2018, 09:19)
  • TRX30rx_22.jpg.zip (231,43 kB - 94 mal heruntergeladen - zuletzt: 17. Juli 2018, 09:19)
Manfred , dl3arw

16

Dienstag, 27. Januar 2015, 08:28

Hallo Manfred,
Vielen Dank fuer die Inormationen.
Auf dem zweiten Blatt ist dargestellt wie der TL592 geregelt wird mittels des BS170
Was ich daran interessant finde, ist, dass die Eingaenge des NE592 bei Dir auch floaten. Im Datenblatt gibt es unter 'Typical Applications' eine Schaltung zum Auslesen von Disk Heads. Dort wird die Spule am NE592 Eingang in der Mitte geerdet. In der AN 141 (weiter oben verlinkt) steht auch der Satz drin:

Zitat

In applications where the signal source is a transformer or magnetic transducer, the input bias current required by the 592 may be passed directly through the source to ground. Where capacitive coupling is to be used, the base inputs must be returned to ground through a resistor to provide a DC path for the bias current.
Ich habe die volle Verstaerkung auch erst gestern erreicht, nachdem ich die 150Ohm Widerstaende von den Eingangs-Pins Richtung Masse eingebaut hatte.

Hattest Du nie Probleme mit dem Schaltungsteil? Vielleicht macht die unipolare Spannungsversorgung bei Dir auch einen Unterschied?
Ciao,
Uwe / DO8UL.

  • »DL3ARW« ist männlich

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17

Dienstag, 27. Januar 2015, 10:55

Hallo Uwe.

Hast richtig erkannt, hatte in Schaltung2 nur die Regelung dargestellt für Bandbreite
sowie auch Verstärkungsregelung. Die Eingänge des NE/TL592 sind offene Basisanschlüsse.
Aus der AN zum NE592 ist erkennbar , dass das Basispotential die halbe Betriebsspannung
haben sollte. In der AN wird mit +5V und mit -5V gearbeitet , die Basen gehen gegen Masse
über einen Arbeitswiderstand. Habe mal bei mir bei EAGLE nachgesehen, den besagten Spannungs-
teiler habe ich dort nicht als smd Bauteil eingezeichnet, muss wohl Gerät nochmal öffnen.
Ein gängiger Wert wäre ein Spannungsteiler mit 2 x 4k7 Widerstand. Zu der EAGLE Leiterplatte habe
ich leider keinen Schaltplan, den gab es immer nur auf einem Blatt Papier, bin mit dem Erstellen des
Schaltplanes nicht so recht klar gekommen. Aber man könnte ja einen neuen Anlauf versuchen...hi..

73 de
Manfred , dl3arw

18

Dienstag, 27. Januar 2015, 11:32

Filterung einmal anders?

Hallo Manfred et. al.,
gerade habe ich nochmal in der AN die Eingangstruktur angeschaut und bin auf folgende (evtl. doofe?) Idee gekommen: Wenn ich nun wie bei Dir die Gain Pins mit einem 2N7000/BS170/... verbinde den Quarz aber weglasse und an das Gate dieses Mosfets eine Rechteck-Spannung 32kHz mit TTL Pegel lege, habe ich dann mir nicht einen Mischer gebaut? Den Ausgang des NE592 kann ich ja Tiefpass-filtern. Wenn ich die Kapazitaeten des Ausgangs-Tiefpasses schaltbar mache, dann habe ich ja quasi einen Bandpass mit einstellbarer Bandbreite, oder?
Ciao,
Uwe / DO8UL.

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19

Dienstag, 27. Januar 2015, 16:53

Hallo Uwe.

Das könnte man als einen Eintakt-Mischer, also kein Gegentakt , keine Differenssignale ,
am Ausgang dann mittels RC eine Summenbildung machen , könnte ein Direktmischer
mit Frequenzgang von "Null" bis 3-5 KHz sein.
Falls der Günter , DL4ZAO , mit liest....Könnte man das so betrachten ?
Nur erst mal rein theoretisch ?

73 de
Manfred , dl3arw

20

Dienstag, 27. Januar 2015, 17:21

In der Tat kann man mit der Methode einen NE592 amplitudenmodulieren. Die Variation der Verstärkung mit dem modulierenden Signal entspricht einer Multiplikation und damit einer Mischung. Wie hoch der max. erreichbare Modulationsgrad ist sei erst mal dahingstellt. Ich habe auch eine alte Elektor Schaltung gefunden, wo der NE592 als AM-Modulator verwendet wird:[url]http://circuit-electronic-models.blogspot.de/2011/07/am-modulator-and-50w-rf-output-stage.html[/url]

Auch der Bandfilterverstärker mit Quarz ist im Web zu finden:[url]http://www.qrp4u.de/docs/en/zf_ampl/index.htm[/url]
Bei einem 4MHz Quarz geht man dort von 150Hz Bandbreite aus. Rechnet man das Verhalten quick and dirty linear auf den 32 kHz Quarz um, so würde das etwa 2Hz Bandbreite entsprechen.

73
Günter