2. SDR-Experimente (veraltet bitte nicht nachbauen !)
Meine 1. Versuche haben viel Spaß gemacht und mich von der Brauchbarkeit dieses Empfängers überzeugt. Der Parallelbetrieb FT757- und SDR
-Empfänger zeigt die Stärken und Schwächen beider Empfänger. Der SDR hat zu wenig Empfindlichkeit und trotzdem schaffen es starke
Signale ihn zu übersteuern, die Tiefpassfilter sind für die Schaltermischer mit 4066N-Empfängsmischern vermutlich ausreichend, aber für den NE612 als Mischer
reicht dies nicht, da auch Signale unterhalb der Empfangsfrequenz den analogen Mischer reichlich Probleme bereiten. Allerdings sind das alles
Dinge an denen man arbeiten kann. Dem gegenüber steht die Fähigkeit die Signale zu sehen und nicht nur ein Signal sondern alle eines Bereiches
bzw. Bandes. Wer das in seinen Shack einmal hat wird es ungern wieder hergeben, es verwundert nicht das alle Hersteller dazu übergehen entsprechende
Zusatzgeräte anzubieten. Wo ein Pile-Up der DX-Station stattfindet und wen der Operator gerade arbeitet ist nun sichtbar und mit einem Mausklick
ist man genau dort....achso das geht ja auch nur wenn der SDR senden kann... also muss da noch ein Sender mit rein...
Dazu wurde ein 19"-Gehäuse angeschafft und dies für die wichtigen Baugruppen mit sechs lötbaren Weißblechgehäusen im 1/2 Europakartenformat ausgerüstet.
Jede Baugruppe kann leicht gewechselt bzw. erneuert werden ebenso die Frontblende. Der TRX ist viel zu groß aber
flexibel und kann leicht erweitert werden. Alle Schaltfunktionen sind mit Relais oder auf andere Art schaltbar um eine eventuelle
Fernsteuerbarkeit offen zu lassen. Via Ebay wurde eine gebrauchte Delta44 erworben die zwar schon etwas betagter ist aber immerhin 98 KHz Abtastrate
besitzt und von allen mir bekannten SDR-Programmen gut unterstützt wird.
Dem SDR habe ich drei Antennenbuchsen spendiert die mit Relais und Drehschalter umschaltbar sind. Der SWR-Messung folgt ein Tiefpassfilter mit über 100 Watt
Belastbarkeit. Zwei RD100HHF1 sollen für Standardleistung sorgen. Davor findet ein Bausatz von box73.de seinen Platz, der möglichst linear das Signal
des Mischers anheben soll. Damit er auch nur verstärkt was ins Band gehört ist der Mischer durch ein Bandfilter vom Verstärker getrennt. Tiefpass und
Bandfilter werden sowohl beim Senden wir auch bei Empfang eingeschleift, die Kosten für die zusätzlichen Relais zahlen sich aus. Bei Empfang habe ich einen
Vorverstärker sowie ca. 6 und 12 db Dämpfungsglieder zwischen Bandfilter und Mischer eingefügt. Die Baugruppe des SDR1 wurde bis auf die TP-Filter übernommen.
Vorverstärker und Dämpfungsglieder
Schließt man eine Antenne an den Empfänger an will man hören (sehen) das das Grundrauschen zunimmt, dies war beim 1. SDR-Versuch nicht richtig
wahrnehmbar und wurde durch den Vorverstärker deutlich verbessert.
Die Empfindlichkeit kann nun mit meinem FT757GX2 gut mithalten, dazu muss aber
ein Bandfilter oder Preselektor vor dem Verstärker geschalten sein! Bei Kontesten und im Rundfunkbändern ist es oft sinnvoll den Verstärker
abzuschalten und die Dämpfungsglieder einzeln oder in beliebiger Kombination zu benutzen. An meinen kleinen Antennen habe ich bisher nur den Verstärker
wirklich gebraucht. Da der Empfänger nebenbei auch ein gutes Messgerät ist schadet etwas Dämpfung nicht.
Bandfilter
Lange habe ich überlegt wie ich das Empfangsignal von der Antenne eingrenze. Alles wo man an Knöpfen drehen muss lässt sich nicht gut fernsteuern.
Weiterhin war mir wichtig das die Bandfilter immer mit dem Tiefpass nach der Endstufe "gleichlaufen", schlecht für die teuren RD100HHF1 wäre es
wenn ein 20m Filter ein ist und das 80m Tiefpassfilter das 14 MHz-Signal nicht durchlässt! Im Lima SDR werden die Filter automatisch umgeschalten,
allerdings werden mehrere Bänder durch ein Filter bedient und die Schaltung benutzt dadurch auch weniger Steuerleitungen. Die Möglichkeit für die
Fernsteuerung aller Filter mit nur vier Steuerleitungen wollte ich aber erreichen, deshalb eine ähnliche Schaltung momentan mit Drehgeber,
später vielleicht über die parallele Schnittstelle, oder automatisch, vielleicht aber auch über einen AVR-NET-IO....
DG0SA ist "verantwortlich" für die Werte der Bauelemente der Filter, er bietet auf seiner Website mehrere Onlinerechner an womit ich spielerisch
die Werte ermittelt habe. Die Kondensatoren sind SMD-Bauelemente und die Ringkerne müssen abgeglichen werden. Dazu habe ich den Miniringkernrechner
mit den Werten aus DG0SA's Berechnungen gefüttert und er hat mir verraten wieviel Draht auf den Kern muss. Weil man ja nichts dazuwickeln kann
werden mehr Windungen gewickelt und dann Windung für Windung abgewickelt bis man dran ist, den Rest erreicht man sehr gut indem die Windungen
auseinander bzw. zusammengeschoben werden.
Zum Abgleich sind verschiedene Messinstrumente verwendbar, leider kann man sich für die meisten guten Geräte auch einen fertigen SDR von
Flex...io kaufen. Der FA-Netzwerktester ist sicher eine gute Alternative, für Alle die aber wie ich sich noch nicht für eins der Geräte entschieden haben geht
es auch einfacher. An den Ausgang kommt ein 50 Ohm Widerstand am besten ein Dummyload, an den Eingang ein SWR-Messgerät und als Generator ein TRX dessen
Sendeleistung sich auf etwa 1 Watt regeln lässt. Ich habe dazu einen FT817 verwendet. Man misst am Bandanfang und Ende das SWR, wenn das SWR am Anfang besser ist als
am Ende muss man eine Windung abwickeln, solange bis man auf ein gutes SWR kommt. Perfektionieren muss man indem man dann wechselseitig die Wicklung auf
den Ringkernen verschiebt. Zum Schluss sollte wenn man das SWR-Messgerät zwischen 50 OHm und Filter einschleift fast die gleiche Leistung messbar sein wie am Eingang,
ist das nicht der Fall war der Abgleich nicht richtig gelungen und man kann noch weiter optimieren. Hat man das 1. Filter fertig und etwas Übung gehen
die anderen Filter recht schnell von der Hand. Wenn man will kann man die Spulen mit Kerzenwachs oder Heißkleber fixieren. Ist der TRX "offen"
und sendet auch außerhalb der Amateurbänder, dann ist es natürlich einfacher festzustellen wie weit das Filter noch daneben ist.
5 Watt PA
Als eifriger Leser der Zeitschrift Funkamateur hat mir der Beitrag über die "Breitbandige QRP-Linearendstufe mit HF-Leistungs-MOSFET" von DL2EWN sehr gefallen
auch die erreichten Messwerte entsprechen den Anforderungen. Zum 1. Versuch habe ich die Schaltung auf eine blanke Kupferplatine gelötet, als die PA als
Bausatz bei box73.de erhältlich war wurde nur die Leiterplatte bestellt, weil ich den Rest schon da hatte.
Der Anleitung habe ich nichts hinzuzufügen
dort ist alles gesagt, feine Sache. An meinem Modulator erreicht die Endstufe ca 1,5 Watt Ausgangsleistung, damit habe ich ohne Probleme einige Verbindungen gearbeitet.
Auf eine extra Vorstufe habe ich verzichtet, mit 1,5 Watt kann man die Antenne gut abstimmen, selbst mit schlechtem SWR bekommt man die PA nicht beschädigt.
100 Watt PA
Einige neuere Transceiver haben einen nicht soo teuren Transistor in der Endstufe den RD100HHF1, also gleich zwei mitbestellt und die Herstellerapplikation
von Mitsubishi aus dem Netz geladen, eine Platine "gefräst" und drauflosgebaut. Ansich geht das schonmal, aber es traten doch ein paar Probleme auf die ich nur zum
Teil ordentlich gelöst habe. Später habe ich die Endstufe (siehe weiter oben) nochmal besser gestaltet.
Tiefpassfilter
Der Tiefpass ist bei Empfang ebenso aktiv wie bei Senden, es erschien mir notwendig den Tscherbytiefpass 7-polig
aufzubauen nach den Vorgaben von DK4SX aus dem QRP-Report 4/2007 Seite 30. Den Abgleich habe ich mit der Anordnung
[ FT757GX2 (Sender offen) - SWR-Messgerät1 - Tiefpassfilter - SWR-Messgerät2 - 50 OHm 100Watt Dummyload ] durchgeführt.
Dafür habe ich deutlich mehr Zeit wie für die Bandfilter gebraucht. Ist der Sender offen kann man auch schön feststellen
ab wann die Tiefpässe sperren. Ich habe die Spulen auf größere Kerne gewickelt und die Kondensatoren sind bis auf die unteren
Bänder 500V Glimmerkondensatoren, dann Impulskondensatoren da Glimmer mit großen Kapazitäten ins Geld geht.
In Stellung Radio ist das Bandfilter auf Durchgang und das 6m Filter ein! Damit lässt sich natürlich kein Blumentopf gewinnen,
zum gelegentlichen Hören von AM Sendern kann man damit leben. Schön erkennt man die Unterschiede mit und ohne Filter...
SWR-Messung
Der Versuchsaufbau hat schon gut funktioniert, trotzdem sollte er seinen Platz in einem Weißblechgegäuse finden...
Nützlich wäre eine Abschaltung der Endstufe(en) bei hohen SWR.
Sende/Empfangsumschaltung
Morsetaste und S/E-Umschaltung sind über eine gemeinsame serielle Verbindung zum PC realisiert, damit ist sowohl bei Rocky wie auch bei Powersdr CW-Betrieb möglich.
Fast alle Relais werden gleichzeitig geschalten bis auf Q1 und Q2 damit wird sichergestellt das die Endstufenrelais stromlos schalten. An beiden PA's
liegt die Betriebsspannung immer an, nur der Ruhestrom wird zugeschalten.
Bewährt hat sich nur mit der kleinen Endstufe abzustimmen und die "Große" ohne an Softwarereglern drehen zu müssen einfach hochzuschalten.
Ich habe es mir aber auch zur Regel gemacht erstmal mit 1Watt anzurufen und bin zu meiner Freude oft gehört worden.
Ausblicke
Der Artikel von DL7LA "DSP-Experimentalempfänger" im FA7/08, die AD831 Herstellerapplikation und die Blueberry-Schaltungen von DL1ADR
sind Schuld das ich diese Schaltung auf die Leiterplatte gezimmert habe. Der AD831 hat bessere Eigenschaften an Empfängereingang
als der NE612. Der feste Oszillator an den NE612 mit den Phasengliedern lässt sich sehr gut einstellen und ist bandunabhängig,
in der Kombination mit den Reglern am Ausgang der NE612 kann eine deutlich bessere Seitenbandunterdrückung erreicht werden.
Der FA-Bausatz SI570 5-215MHz ermöglicht Empfang der Kurzwelle bis zu 2m !
Die Schaltung hat deutlich bessere Empfangseigenschaften als meine bisherige Anordnung, ich werde sie aber dennoch nicht in meinen
TRX einbauen. Die ZF lässt sich leider in keinem meiner genutzten Programme einstellen so das man wieder die Frequenz fest vorgeben oder
mit dem Versatz leben muss.
Der Hauptgrund sind aber die Veröffentlichungen von N2ADR und DL7IY von SDR Komponenten mit FPGA. Die hier erreichten Sender- und
Empfängereigenschaften stellen alles in den Schatten. Mein SDR ist eigentlich ganz gut vorbereitet, ich brauche ja nur die Platine entfernen
und zu ersetzen, der Rest des Gerätes passt ja schon sehr gut. Es wird dann eine Delta44 und ein P4 überflüssig.......
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