Rob's web

Home - Techniek - Electronica - Electronicabladen - Elektuur / Elektor - Satelliet-TV 2; Indoor-unit 1

Satelliet-TV 2; Indoor-unit 1

Na alle theorie van vorige maand, wordt natuurlijk alom met spanning uitgekeken naar de praktische uitwerking van een en ander, In dit artikel beschrijven we het hoogfrekwent-gedeelte van een zelf te bouwen indoor converter, ook wel IDU genoemd Daarbij wordt er van uit gegaan dat er een kompleet geïnstalleerde outdoor-unit aanwezig is; de prijzen van dergelijke, moeilijk zelf te maken staaltjes van HF-vakmanschap zijn de laatste tijd gelukkig aanzienlijk gedaald Binnenshuis Is er echter nog volop de mogelijkheid om eigenhandig het 950...1750 MHz standaard LNB-middenfrekwent-signaal om te zetten in een scherp gestoken kleurenplaatje, kompleet met geluid, en wel van zo'n vijftien verschillende satelliet-stations.

Kabelaansluiting! Nee, dank u...

Direkt al aan het begin van dit artikel lijkt het noodzakelijk om toch een aantal dingen heel duidelijk te stellen. Ten eerste dient u zich werkelijk te overtuigen van de mogelijkheid om een schotel met een diameter van 1,2 tot 1,8 m te kunnen en mogen plaatsen op een lokatie die absoluut vrij zicht biedt naar de satelliet. Dit kan soms betekenen dat de antenne op een wat meer in het oog springende plek gezet zal moeten worden; we denken daarbij aan een dakterras, het dak van een tuinhuisje of garage, enz. Duidelijk is dat een antenne-hoogte van 2,5 4 m soms al geheel andere perspektieven biedt voor "vrij zicht". Wanneer u serieus overweegt een schotel te plaatsen (het tijdperk van de 60-cm-exemplaren ligt nog tamelijk ver in het verschiet...) dan lijkt het verstandig om de leverancier tevens advies te vragen omtrent opstelling en uitrichten.

De tweede waarschuwing betreft de moeilijkheidsgraad van dit projekt. Hoewel we niet gewoon zijn ons te bemoeien met de bouwkunst van onze lezers, moet er in dit geval toch op gewezen worden dat de indoor-unit geen beginnersprojekt is. U kunt erop vertrouwen dat het punt "nabouwzekerheid" bij ons de grootst mogelijke aandacht heeft gehad, maar zonder de nodige medewerking van uw kant lukt het natuurlijk niet. Daarom doen we bij deze een beroep op uw soldeer- en leesvaardigheid, en we gaan er van uit dat u geen enkele andere komponent inzet dan die opgegeven wordt. Overal waar speciale HF-technieken gebruikt moeten worden, zal extra aandacht worden besteed aan de juiste methode.

Tenslotte wordt er van uitgegaan dat u bekend bent met begrippen en afkortingen die vorige maand in het artikel "satelliet-TV-ontvangst" zijn geïntroduceerd.

Blokschema

Figuur 1 laat zien dat het RF-gedeelte van de te beschrijven IDU een enkel-konversie superheterodyne-ontvanger is. Een ruisarme voortrap (T1) versterkt het LNB middenfrekwent signaal van 950...1750 MHz, waarna dit gemengd wordt naar 610 MHz door middel van (local) oscillators T5 en T5', die het mixer-injektie-signaal van 1560... 2360 MHz leveren. Vrijwel alle typen LNBs leveren de gestandariseerde 950..1750 MHz middenfrekwentband, die naar de IDU gevoerd wordt over de coaxkabel tussen in- en outdoor-unit. Gelukkig heeft de EBU in (1) diezelfde MF-band aanbevolen voor toekomstige DBS-LNB's, die dan natuurlijk een iets hogere LO-frekwentie hebben (± 10,75 GHz).

Figuur 1. Blok-schematische voorstelling van het hoogfrekwent gedeelte van de Elektuur IDU. U ziet dat er twee oscillators, LO_L en LO_H, zijn ingezet om het benodigde 1560. . .. 2360 MHz mixer-injektiesignaal te leveren.

MF-versterkertrappen T2, IC1 en T3 en twee bandfilters leveren een totale versterking van zo'n 42 dB bij een bandbreedte van meer dan 36 MHz. PLL (phase locked loop) IC2 demoduleert het aangeboden MF-signaal en levert het basebandspectrum (0-8,5 MHz) aan buffer T4, die dan op zijn beurt de beeld- en geluid-schakelingen op de print van deel 2 aan kan sturen.

De keuze van een enkele, relatief hoge, middenfrekwentie heeft als voordeel dat er weinig mengprodukten te bezweren zijn, en dat de spiegelfrekwentieband (fa) met zijn ruilinhoud hier al onderdrukt is omdat deze zich boven de afsnijfrekwentie van de ingangstransistor bevindt. De spiegelband bij deze ontvanger loopt van 2170...2970 MHz, want f_s = f_LO + f_MF.

Nader bekeken

In het schema van figuur 2 zien we dat de SHF-ingangstrap bestaat uit een ruisarme transistor BFG65 en een aantal passieve onderdelen voor HF-ontkoppeling en instelling. De trap is ontworpen voor breedbandbedrijf bij een zo laag mogelijke ruilbijdrage (FdB ≈ 4,5 dB max.) en korrekte 50 Ω afsluit-(K1) en bronimpedantie (MX1). De versterking ligt tussen 12 dB bij 950 MHz en 8 dB bij 1750 MHz.

Figuur 2. Schema van de converter/demodulator. Zoals gebruikelijk in HF-tekenkunst zijn de massaverbindingen zo goed mogelijk weergegeven zoals ze ook werkelijk in de schakeling voorkomen. De onderbroken lijnen staan voor op de print te monteren afschermingen. De als lecherlijn uitgevoerde spoelen in het 600-MHzgedeelte zijn getekend als gearceerde blokken.

MX1 is een monolithische, dubbel-gebalanceerde breedband-mixer (DBM), bestaande uit vier via koppelspoeltjes aangestuurde Schottky-diodes die speciaal geselekteerd zijn op lage junctie-kapaciteit en lineair gedrag over een groot LO- en RF-vermogensbereik. Van binnen is zo'n SHF-DBM een zeer precies gekonstrueerd geheel dat exakt gebalanceerd is. Figuur 3a toont het vervangingsschema van de HPF511 mixer, welke een "low-cost" -versie is van de strenger gespecificeerde SRA11.

Figuur 3. Bij elkaar gebracht ziet u hier de interne opbouw van de centrale bouwstenen van de converter.
(3a) breedband SHF-DBM type HPF511,
(3b) hybride VHF/ UHF-versterkerchip OM361 (hallo zendamateurs.) en
(3c) de PLL-FMdetektor SL1451 met z'n on-chip Clapp-oscillator.

De HPF511 is nog steeds niet goedkoop, maar levert dan ook goede prestaties; met name een konstante in- en uitgangsimpedantie van 50 Ω en het vlekkeloos verwerken van signalen van zeer uiteenlopende dBm-nivo's. De nadelen moeten ook vermeld worden; ten eerste is daar de tamelijk hoge prijs en ten tweede moet men rekening houden met een onvermijdelijk konversie-verlies. Een aktieve, "losse-komponenten"-mixer levert weliswaar enige konversie-versterking, maar is moeilijk stabiel te krijgen over de hele 950...1750 MHz ingangsband. Bovendien zou zo'n mengtrap de ingangsdraaggolf/ruisverhouding (C/N) meer aantasten dan een passieve DBM. Vandaar.

Na bestudering van figuur 4a, b en c zal u duidelijk zijn waarom de HPF511 de beste prestaties levert bij een oscillator(LO)vermogen van +7 dBm, oftewel ongeveer 5 mW. Aangezien de ingangsimpedantie aan de LO-aansluiting (pen 8) 50 Ω is, moet de oscillator-uitgangsspanning bij voorkeur bedragen:

U_LO = √(P_LO × Z) = √(0,005 × 50) = 0,5 V_eff.

Indien u meer wilt weten over gebalanceerde mixers dient u beslist literatuur-referentie (2) te bemachtigen.

Oscillators T5 (LO_L) en T5' (LO_H) bestrijken samen de 1560...2360 MHz mixer-injektieband bij voldoende uitgangsvermogen en stabiliteit. De afstemming vindt plaats door middel van varicap-diodes, terwijl Cx en Cx' zo kunnen worden afgesteld dat LOL oscilleert van ± 1500...2000 MHz en LOH van ±1800...2400 MHz. De keuze van de vereiste oscillator vindt plaats met Si. De stabiliteit van de gebruikte oscillators is ruim voldoende voor FM-TVontvangst, reden waarom een AFC (automatische frekwentiekorrektie) in eerste instantie niet nodig is. De weerstanden R20/R21 (LO_L) en R20'/R21' (LO_H) fungeren als kleine serieindukties voor de aanpassing aan de mixer-LO-ingang; bovendien wordt zo voorkomen dat er oscillatorvermogen wordt "opgestookt" in de buiten bedrijf gezette oscillator. T5 (T5') werkt in gemeenschappelijke kollektor-schakeling en oscillatie treedt op dankzij de interne basis/emitter-kapaciteit, die zorgt voor de vereiste faseverschuiving en terugkoppeling. Het 610 MHz FM-signaal wordt kapacitief van pen 3 van de mixer afgenomen en versterkt in een eenvoudig trapje met een BFR91A (T2), die desalniettemin zo'n 10 dB versterking levert bij weinig ruis en een goede mixer-afsluiting.

Het eerste MF-bandfilter bestaat uit twee kritisch tot enigszins overkritisch gekoppelde lecherlijnen, L3 en L4, die kapacitief worden afgestemd en een 3-dB-bandbreedte leveren van 40 MHz bij een minimale ongewenste afstraling. Zowel de kollektor van T1 als de ingang van IC1 worden kapacitief aangesloten op de kringen door middel van een aftakking (matching tap). De volgende MF-versterkertrap omvat ICI, een breedband hybride-versterkerchip die bekend is geworden door zijn verschijning in antenneversterkers en CATV distributiesystemen. Het is een 3-traps SIL (single-in-line) IC met een interne opbouw die te zien is in figuur 3b. We kozen de 0M361 vanwege de grote versterking (±28 dB bij 600 MHz), en de gemakkelijk realiseerbare in-en uitgangsaanpassing.

Smoorspoel L5 voedt de laatste twee, in kaskade geschakelde transistors op het dunne-filmsubstraat, en voorkomt zo dat het versterkte MF-signaal kortgesloten wordt in de adekwaat ontkoppelde 12-V-voeding. Bandfilter L6/L7 en versterker T3 zijn kwa funktie en opzet nagenoeg identiek aan resp. L3/L4 en T2. Het versterkte MF-signaal belandt tenslotte via C19 op de ingang van de PLLdetektor, waarover weldra meer informatie volgt.

Voor de uiteindelijke ontvangerprestaties, te beoordelen aan de hand van de geleverde beeld- en geluidskwaliteit, is een korrekte MF-doorlaatkarakteristiek vele malen belangrijker dan een dB'tje meer of minder versterking. Geen enkel deel van de HF- en MF-trappen in de ontvanger mag daarom minder dan 35 MHz bandbreedte leveren. Zonder hier in te gaan op de theorie van breedband-FM-TV kunnen we toch wel stellen dat een groot aantal experimenten met het ontvangen van transponders hebben aangetoond dat de hier gehanteerde ontvanger-bandbreedte een absolute vereiste is voor de meest voorkomende deviatie-waarden.

Een simpele vergelijking tussen de som van aktieve elementen versterking en de werkelijke MF-gain van 42 dB toont aan dat de gebruikte filters een totaal verlies introduceren van zo'n 6 dB, waarvoor echter een keurige doorlaatkarakteristiek wordt geboden (we komen hier nog op terug in een vervolgartikel). PLL-dekoder IC2 is een speciaal voor satelliet-TV ontworpen chip van de bekende Engelse firma Plessey Semiconductors. In figuur 3c zien we welke funkties er verenigd zijn in de SL1541. De "on-chip" Clapp-oscillator dient voor het opwekken van de centrale VCOfrekwentie, ca. 610 MHz. De afgestemde kring voor de oscillator-transistor is extern aangebracht in de vorm van lecherlijn L8, varicap D2 en trimmer C27; de laatste dient om de VCO op de juiste centrale frekwentie te zetten. De oscillator-uitgangsspanning wordt kapacitief (C30) naar een van de fasevergelijkeringangen gevoerd, terwijl de andere ingang, pen 6, hoogfrekwent ontkoppeld is door middel van C26. Literatuur [4] geeft een oscillatorvermogen van -10 dBm op als optimaal voor de werking van de PLL rond de zogeheten detektie-drempel (threshold).

Varicap D2 levert samen met L8 een spannings/frekwentiesteilheid van 14 MHz per volt; de meest voorkomende deviatie van 13,5 MHztt levert dus een baseband video-amplitude van ca. 1 Vtt. De HF-ingang van de decoder-chip is uitgevoerd als een verschilversterker, waarvan in ons geval een ingang, namelijk pen 12, ontkoppeld is. Deze opzet levert een ingangsdynamiek op van -25 tot 0 dBm MF.

Plessey heeft de chip voorzien van V en V video-uitgangen, en de eerstgenoemde wordt hier gebruikt als regelsignaal voor varicap D2 via de primaire-lus-onderdelen L9-L11, die samen dienen als HF-seriereaktantie. Tussen de in- en uitgangen van de videobuffer in de chip kunnen nog komponenten geplaatst worden die de tweede-lus-respons bepalen; C20 en C21 zijn hier gekozen als kompromis voor uiteenlopende deviaties tussen 13,5 en ca. 20 MHz, waarbij de PLL de lang niet slechte drempelwaarde van 10 dB C/N levert. Door de tweede lus specifiek voor een deviatie te dimensioneren kan men de drempel nog verbeteren (dus verlagen) tot 8,5 dB; we komen hier nog op terug in een vervolgartikel.

Als u weet dat de PLL zogenaamde spikes (wij zeggen spijkers) produceert in het beeld wanneer de ingangsC/N-waarde niet zo'n 2,5 dB of meer boven de threshold ligt, en dat de vorige maand beschreven installatie een berekende C/N leverde van ca. 10,6 dB, dan wordt duidelijk dat "het niet overhoudt", en dat verlaging van de threshold een mogelijkheid is om de beeldkwaliteit nog wat te verbeteren bij marginale ontvangst (C/N 8...9,5 dB). Zoals u ziet is een 1,5 m schotel dus echt het minimum voor de huidige generatie TV-satellieten.

De AGC-uitgang (automatic gain control) van IC2 wordt gebruikt om een S-meterschakeling aan te sturen. Buffertrapje T4 is een doodnormale emittervolger die het baseband-uitgangsspektrum plus DC-komponent met een relatief lage impedantie naar buiten voert. Doorvoerkondensator C44 verschilt van C37...C43 in de vereiste kapaciteitswaarde; deze mag niet hoger zijn dan zo'n 30 pF om te vermijden dat het 8,5 MHz brede baseband-signaal gefilterd wordt aan de converter-uitgang. De voedingsspanning voor de PLL is gestabiliseerd op 8,2 V en bovendien goed ontkoppeld op diverse plaatsen.

De stippellijnen in de schakeling staan voor afschermingen die op de print gezet worden ter voorkoming van ongewenste induktieve koppeling tussen de afgestemde kringen; hierdoor zou anders gemakkelijk parasitaire oscillatie kunnen ontstaan.

Konstruktie

Voordat u begint met het plaatsen van komponenten op print EPS 86082-1 dient er enig mechanisch werk te worden verricht. Moeilijk is dit zeker niet, vooral als u gebruik maakt van het voorgebogen blikken kastje dat opgegeven wordt in de onderdelenlijst. Het is echter ook mogelijk om zelf zo'n behuizing te maken van bijvoorbeeld messing of zelfs dubbelzijdige, ongeëtste printplaat. In elk geval moeten de maten van figuur 5 aangehouden worden, en dient er op gelet te worden dat de printplaat strak in het kastje past.

Figuur 5b. Tevens ziet u hoe C44 eventueel zelf gemaakt kan worden.
A = bout M3
B;F = soldeerlip
D = paneel
E = isolatiering
G = moer M3
H = soldeerstift

Figuur 6. Spoerenplan en komponentenopstelling van de converterprint. Een aantal komponenenten in de oscillator zitten niet gewoon op de print vanwege de noodzakelijke HF-eigenschappen. C37...C44 staan er niet omdat dit doorvoerkondensatoren zijn die in de behuizing gesoldeerd zitten.

Onderdelenlijst figuur 6

R1,R8,R10,R16,R16',R17,R17'	10 k
R2	82 k
R3	470 Ω
R4	33 k
R5,R7,R11,R12	1 k
R6	27 k
R9	560 Ω
R13	330 k
R14	47 Ω ½ W
R15,R15'	220 Ω
R18,R18'	68 Ω
R19,R19'	100 k
R20,R20',R21,R21'	10 Ω
C1,C6	10 p SMD*
C2,C4,C5,C8,C18,C19,C22,C23,C24,C26,C31,C33,C33',C35,C36,C45	1 n
C3	10 µ/25 V tantaal
C7,C9,C12,C14	10 p
C10,C11,C15,C16,C27	6 p folie trimmer (grijs)
C13	10 n
C17,C28,C29,C30	3p3
C20	470 p*
C21	6p8*
C25	22 n
C32	4µ7/16 V tantaal
C34,C34	1 n trapezium (aansluitdraadloze keramische chip)
C37,C38,C39,C40,C41,C42,C43	1 n doorvoerkondensator; 3-mm-diameter
C44	10...47 p doorvoerkondensator; 3-mm-diameter zie tekst
D1	8V2 zenerdiode 400 mW
D2,D3,D3',D4,D4'	BB405G
IC1	0M361 (Philips)
IC2	SL1451 (Plessey)
T1	BFG65 (Philips)
T2,T3	BFR91 (A) (Philips, Motorola)
T4	BC547B
T5,T5'	BFW92 (Philips; Motorola)
L2	ferrietkraal (3 mm)
L5	2µH2 axiale smoorspoel
De overige spoelen dient men zelf te wikkelen van 0,5 mm geëmailleerd koperdraad of 1 mm verzilverde wikkeldraad; zie tabel 1.
MX1	HPF511 of SRA11 (mini Circuits)
S1	miniatuur SPDT
K1	BNC chassisdeel met vierkante flens en vier schroefjes
Behuizing	100 × 160 × 30 mm
Print	EPS 86082-1
Weerstanden (gebruik 7,5-mm koolweerstanden)
Kondensatoren (miniatuur keramische typen met 2,5-mmsteek, tenzij anders aangegeven)

Kontroleer zorgvuldig of de BNC-konnektor en de doorvoer-C's goed in de desbetreffende gaten passen; na het boren kan men deze het beste nog enigzins opruimen met een rondvijltje. Voorlopig wordt er nog niets vastgesoldeerd.

Vijl nu een uitsparing in de printplaat, bij de HF ingang, om plaats te laten voor de teflon ring om de middenpen van K1. Kontroleer of de print wellicht nog iets bijgevijld moet worden voordat deze netjes pas in de behuizing geklemd kan worden. Monteer nu K1, maar draai de vier M2,5 schroefjes nog niet echt vast.

De gaten voor de doorvoer-C's worden nu licht voorvertind aan de buitenzijde van de behuizing, van waaruit de kondensators ook door de gaten worden gestoken. Laat ze naar beneden hangen terwijl u met de bout de plaats verhit en een beetje tin toevoert. Als alles goed gaat zal het soldeertin mooi egaal rond het gemetalliseerde konische gedeelte lopen en zal de kondensator keurig wegzakken, terwijl u er nog voor zorgt dat hij netjes recht zit en geen sluiting kan veroorzaken met het naastgelegen exemplaar.

Omdat kapaciteits-arme (10...27 pF) doorvoer-C's nu eenmaal vrij moeilijk te verkrijgen onderdelen zijn (de standaard waarde is 1 nF), kan het nodig blijken om C44 zelf te maken van een aantal onderdelen uit een koelplaat-isolatiesetje voor vermogens transistors. Het blijft echter een tamelijk armetierig geheel vergeleken met een "echte" doorvoerkondensator.

De printplaat voor het HF gedeelte van de IDU is dubbelzijdig en voorvertind, en voorzien van 5-mm-gaten voor T1, T2 en T3, alsmede van voorgefraisde gleuven voor C34 en C34'. Doormetallisatie vindt plaats door de draden van geaarde komponenten, indien nodig, aan beide zijden van de print te solderen. Begin met het aanbrengen van een minieme hoeveelheid tin op alle massagaten op de print, en ook langs de randen; deze methode vergemakkelijkt het solderen in een later stadium, en kan oververhitting van geaarde onderdelen voorkomen. Zorg er wel voor dat alle gaten open blijven (gebruik desoldeerlitze).

Weerstanden: Met uitzondering van een aantal exemplaren in de oscillatoren moeten alle aansluitdraden netjes haaks worden omgebogen met een punttang, en wel op gelijke afstand van het weerstandslichaam. Elke weerstand-aansluitdraad die met massa wordt verbonden, dient voorvertind te worden. Gebruik uitsluitend de "gewone" 1/8- of 1/4-W-typen weerstanden (7,5 mm), geen metaalfilm. Alleen R14 is een ½-W-exemplaar. De weerstanden dienen strak op de print te liggen.

Kondensatoren: Van alle DC-ontkoppelkondensatoren (er zijn er van 1 nF, 10 nF, 22 nF, 4,7 µF en 10µF) dient de te aarden aansluitdraad voorvertind te worden tot onder het kondensatorlichaam. Doe dit zo snel mogelijk, terwijl u het draadeinde met een punttang vasthoudt. Als er nu een kondensatordraad aan massa gesoldeerd wordt, ziet u hoe het tin netjes rond- en omhoogkruipt tot direkt aan de kondensator, zonder dat deze oververhit raakt. Het voorvertinnen is niet nodig in het geval van koppel-C's, maar deze moeten natuurlijk wel zo strak mogelijk op de print geduwd worden.

Trimmers: Goed vlak op de print zetten en snel vastsolderen om vervorming van het foliemateriaal te voorkomen.

Transistors: Met uitzondering van de BFW92's en de BC547B, dienen de basis- en kollektoraansluitdraden op 2 mm afgeknipt te worden, de emitter-draden op 3-4 mm. Let goed op de aansluitingen van de BFG65; met afgeknipte draden zit de tor zo verkeerd in de schakeling! T2 en T3 worden aan de EPS-zijde van de print gemonteerd, direkt op de sporen en met de type-indikatie leesbaar vanaf de komponentenzijde. De emitter-aansluitingen worden strak en zo kort mogelijk op het aardvlak vastgesoldeerd (EPS-zijde).

Spoelen: Deze zullen hopelijk weinig problemen opleveren, want hun wikkelgegevens en praktische verschijning zijn resp. gegeven in tabel 1 en figuur 7. Slechts twee typen wikkeldraad zijn nodig om alle spoelen te maken (behalve L5 natuurlijk, dat is een kant-en-klaar smoorspoeltje). De verzilverde lecherlijnen dienen nauwgezet te worden gebogen en te worden voorvertind aan een zijde, uitgezonderd L8. Met de voorgaande aanwijzingen in gedachten en figuur 6 bij de hand kunt u nu gaan beginnen met het monteren van de diverse onderdeeltjes.

Tabel 1.

Spoel	Aantal wdg.	Draad type	Inw. diam.	Opmerkingen
L1	12	0,5 mm Cul	3 mm	aaneen gewikkeld.
L2	1	0,5 mm Cul	-	door 3-mm-ferrietkraaltje.
L3,L4,L6, L7	-	1 mm CuAg	-	lecherlijn; lengte en plaats bepaald door printgaten; 3 mm boven massavlak
L8	-	1 mm CuAg	-	als bovenstaande spoelen maar zonder aftakking.
L9	5	0,5 mm Cul	R11	aan een gewikkeld op 1-k-weerstand.
L10,L10'	1½	aansluitdraad R20(')	3 mm	1,5 mm tussenruimte. Zie Fig. 8c.
L11,L11'	-	aansluitdraad R20(')	-	lecherlijn; zie Fig. 8c.

Figuur 7. Korrekt gemaakte spoelen zijn de sleutel tot de juiste werking van onze IDU-converterprint. Hier ziet u een aantal onderdelen, klaar om op de print te worden gesoldeerd. V.l.n.r.,
Boven: PLL-lusspoel L9 gewikkeld op R11, L2 op een klein ferrietkraaltje, een 1 nF doorvoerkondensator, en trapezium-C's C34 en C34'
Midden: +LNB smoorspoel L1, verzilverde lecherlijnen L3 en L4. Derde VCO-spoel L8 is ook een lecherlijn (hier werkt geëmailleerde wikkel-draad ook goed, zoals u ziet), L6 en L7
Onderste rij: de LO_L- en LO_H-spoelen L10, L10, L11 en L11' worden gewoon van de aansluitdraden van R20 en R20' gemaakt. Let er op dat dit per se 7,5-mm-koolfilmweerstanden zijn en bekijk de wikkelrichting van L10 (links) en L10' (rechts), gezien vanaf de weerstandslichamen.
Helemaal rechts onderaan ziet u het juiste type keramische kondensator met 2,5 mm rastermaat.

Ingangstrap en mixer

(zie ook figuur 9).

Monteer alle passieve onderdelen volgens bovenstaande aanwijzingen. Let er goed op dat LNB-smoorspoel L1 iets boven het aardvlak staat om kortsluiting te voorkomen; een aansluiting komt direkt op het HF-ingangsvlak te liggen. Monteer Tl in het voorgeboorde gat, en soldeer de basis- en kollektor-aansluitingen rechtstreeks op de desbetreffende sporen; de emitters gaan strak op het aardvlak. Om beschadiging van de SMD-C's C1 en C6 te voorkomen, dienen deze met een licht boutje (±15 W) gesoldeerd te worden. Het is ook mogelijk gewone keramische typen in te zetten voor C1 en C6, maar deze moeten dan 6p8 zijn en met de kleinst mogelijke 0,5 mm) aansluitdraadlengte op de banen gesoldeerd worden. L2 en Rl moeten zo dicht mogelijk tegen de transistor aan liggen; dit kan betekenen dat Rl iets schuin gemonteerd moet worden, om zo verzekerd te zijn van een zo laag mogelijke strooi-induktie aan de basis.

MX1 wordt aan de EPS-zijde van de print gezet, terwijl de acht aansluitpennen aan de komponentenzijde worden gesoldeerd. Let goed op de blauwe ring rond pen 1 (RF-ingang); zorg ervoor dat u absoluut zeker weet dat de mixer er korrekt in zit: eenmaal gemonteerd is deze haast niet meer onbeschadigd te verwijderen.

MF-versterker

Soldeer de MX1-kant van C7 aan beide printzijden, de T2-kant alleen aan de EPS-zijde. De lecherlijnen L3, L4, L6 en L7 worden bij voorkeur als volgt gemonteerd (zie ook figuur 8b). Steek een afgeknipt komponentdraadje door de gaten voor de aftakkingen en soldeer aan de EPS-zijde. Gebruik nu de naar buiten komende pen van een schuifmaat om een draadlengte van precies 3 mm boven het aardvlak te bepalen; knip de draad op die lengte af en maak de bovenkant netjes vlak met een paar vijlstreken, terwijl de draad met een tang vastgehouden wordt. Vertin de bovenkant en zet de draad exakt haaks op de print. Monteer nu de lecherlijn, waarbij u doorduwt totdat deze op de bovenkant van de aftakkingsdraad rust. Overtuig u ervan dat de lijn goed scherp is omgezet en dat het horizontale gedeelte ervan steeds 3 mm boven de printplaat blijft lopen. Soldeer nu de trimmer-aansluiting van de spoel, daarna de tweevoudige aardverbinding, en tenslotte de aftakking. Denk er aan dat te veel soldeertin op de spoel de belaste Q-factor ervan nadelig beïnvloedt. Kontroleer tenslotte of de gekoppelde lijnen exakt parallel en op dezelfde hoogte lopen; alleen dan kan een vlekkeloze doorlaat bereikt worden.

De zeven aansluitpennen van de 0M361 moeten zo ver mogelijk in de printgaten worden geduwd, en de vijf aardverbindingen daarvan worden zeer snel aan beide printzijden gesoldeerd. Nu dient de SIL-chip eenmalig te worden omgebogen met de type-indikatie naar de printplaat toe.

De rest van de komponenten in de MF-versterker kunnen worden gemonteerd in het licht van de reeds gegeven aanwijzingen, en zullen daarom weinig problemen opleveren.

PLL en baseband-uitgang

Gebruik geen IC-voetje voor de SL1451, en denk er aan dat pennen 2 en 8 aan beide print-zijden gesoldeerd moeten worden. De kondensatoren en weerstanden gaan weer volgens nu wel bekend recept, en L9-R11 dient zo'n 1 mm boven het aardvlak te staan om sluiting te voorkomen.

Lecherlijn L8 wordt precies 3 mm boven het printvlak geplaatst, en varicap D2 met minimale draadlengte aan beide kanten van de glazen behuizing. Laat u geen knollen voor citroenen verkopen in het geval van deze varicap; alleen de BB405G werkt goed en deze is te herkennen aan een groene en een witte ring; de laatste geeft zoals gewoonlijk de kathode aan.

Oscillators

(zie ook figuur 8c en 9)

Figuur 8. Tekeningen ter verduidelijking van een aantal HF-montagemethoden. Figuur 8a laat zien hoe de kollektordraden van T5 en T5' samen met chip-kondensators C34 en C34' in de 6 × 1 mm gleuven gebracht worden. Figuur 8b illustreert dat er weinig mis kan gaan indien de lecherlijnen netjes worden omgebogen zodat ze in de printgaten passen. Figuur 8c kunt u gebrui- ken om de maatvoering in de '3D"-oscillators nog eens precies te checken.

Figuur 9. En zo ziet ons werkende prototype er uit van dichtbij De kleine zwarte pijltjes wijzen naar SMD-Cs C1 en C6, ter-will de twee sterretjes de uiterst belangrijke weerstand-varicapknooppunten aangeven.

U bent nu al een flink eind in de goede richting gevorderd, maar het moeilijkste gedeelte komt nog! In veel gevallen niet eens printgaten, "driedimensionaal" geplaatste komponenten... En toch is het niet echt moeilijk om een betrouwbare 2,4-GHz-oscillator te maken.

In de nu volgende beschrijving geldt dat de vermelding van een onderdeelnummer gelijktijdig betrekking heeft op het overeenkomstige geaksentueerde (') onderdeel, tenzij er een specifieke beschrijving wordt gegeven om het verschil duidelijk te maken.

Monteer ontkoppel- en DC-instellingsonderdelen R15, R16, R17, C33, C35 en C36 op de bekende manier. Voor T5 is geen gat geboord; zoals u kunt zien in figuur 8a wordt de kollektordraad van de tor op ca. 3 mm afgeknipt en daarna scherp omgebogen, direkt aan de transistorbehuizing. Samen met trapezium-C C34 wordt het draadje in de gleuf gedrukt, totdat de ontkoppelkondensator op de print steunt. Met enig voorzichtig buig- en duwwerk moet de transistor helemaal vlak op de printplaat gelegd worden. Let er op dat de emitters van T5 en T5' naar elkaar toe wijzen, zodat T5 als enige met de type-indikatie naar beneden ligt.

De trapezium-C wordt nu op drie plaatsen gesoldeerd, waarbij er op gelet wordt dat het tin langs de kollektor van T5 omhoog kruipt en zo een zeer korte verbinding garandeert. De basis- en emitter-aansluitingen worden tot 2 mm ingekort en vertind.

Monteer nu stopweerstand R18 met de kortst mogelijke draadlengte M1 mm) direkt aan de basis; de andere weerstandsaansluiting naar R16-R17 kan daardoor wat langer uitvallen, maar dat is niet van belang. Zet de anode-draad van varicap D4 scherp om, vertin deze, en maak de dubbele aardverbinding met behulp van het daarvoor aangebracht gat. Let er op dat de aardverbinding van D4' (LO_H) zich dichter bij T5' bevindt dan die van D4 bij T5 (LO_L). Knip de kathode-draad van D4 af op 2 mm, vertin deze, en doe hetzelfde met D3. Soldeer de dioden netjes aaneen in elkaars verlengde en laat de anode-draad van D3 met de vereiste lengte naar R18 T5 lopen. Afknippen en solderen. Omdat knooppunt R19-D3-D4 een zo laag mogelijke strooikapaciteit en induktie moet vertegenwoordigen, dient R19 als volgt te worden "geprepareerd". Aan een zijde van de weerstand verwijdert u voorzichtig de beschermende lak, direkt daar waar de draad uit de weerstand komt. Dit is gemakkelijk te doen door dit gedeelte strak in een punttang te knijpen en de weerstand daarna met de vingers rond te draaien totdat de lak eraf springt. Vertinnen en afknippen op 0,5 mm, daarna met een minimum hoeveelheid soldeertin verbinden met knooppunt D3-D4. Het andere eind van R19 en R19' blijft natuurlijk een stuk langer, zodat knooppunt R19-R19'-C35 bereikt kan worden. Dit is echter niet bezwaarlijk omdat de afstemspanning hoogohmig kan zijn en de 100-k-weerstanden ook een zekere induktie vormen voor het oscillatorsignaal op de varicaps. Waar het om gaat is de SHF-eigenschappen van knooppunt D3-D4-R19.

De spoelen Ll0 en L11 worden simpelweg gemaakt van de aansluitdraden van R20. an van deze draden wordt tot L10 gebombardeerd door deze als 11/2 winding om een of ander 3-mm-wikkelvormpje te draaien. U kunt voor dit doel een spijker, precisie-schroevedraaier, of zelfs een ballpoint-vulling gebruiken, zolang de diameter maar precies 3 mm is. Als u de wikkeling gelegd heeft, trekt u de weerstand voorzichtig naar u toe, zodat het draad zich om de vorm heen blijft draaien, totdat de afstand van weerstandslichaam tot het hart van de spoel overeenkomt met de gegevens uit figuur 7 en 8c. Spreid de windingen voorzichtig en gelijkmatig.

De andere draad van R10 moet L11 worden. Let op de juiste lengte en zet de draad twee keer om, een keer naar beneden en een keer naar links (R10'-L11') of naar rechts (R10-L11).

Leg de weerstand plus spoelen even terzijde en ga verder met het meest exotische, en toch simpelste onderdeel in de schakeling: C., niets anders dan zo'n 10 mm overgebleven komponentdraad, waarvan 2 mm iets wordt omgebogen, vastgesoldeerd aan de emitter van T5 en gericht op C36. De draad dient mooi recht te blijven en mag het aardvlak natuurlijk niet raken, alhoewel T5 dit best overleeft.

Met enige handigheid dient L10 nu aan knooppunt T5-Cx te worden gesoldeerd, waarbij er op gelet wordt dat er geen kortsluiting met aarde ontstaat, of dat C. de onderzijde van de L10-wikkeling aan elkaar hangt. Als alles goed vast zit, kan C. nogmaals precies op het lichaam van C36 gericht worden. De oscillators werken niet korrekt indien Cx weggelaten wordt.

Laat R20-Lll parallel lopen aan de D3-D4-lijn en soldeer L11 tegen massa. Er is geen massagat voor L11 of L11'; beide moeten ongeveer ter hoogte van pennen 7 en 8 van MX1 uitkomen. R20 dient zich nu mooi horizontaal boven de rest van de onderdelen te bevinden. Soldeer R21 zeer kort aan R20 en sluit de andere draad aan op pen 8 van de mixer.

Omdat de spoelen-plusweerstandskombinatie L10'-R20' -L11' exakt dezelfde lengte dient te hebben als de overeenkomstige LO_L-eenheid, moet R20' in LO_H iets schuin weglopen van D3'-D4' om R21' precies even "kort" te kunnen monteren als R21.

Aard L11' op de juiste plaats en kontroleer uw bouwsel aan de hand van de figuren 8c en 9.

Printplaat

Kontroleer alle soldeerverbindingen aan beide printzijden en verwijder vervolgens alle losliggende stukjes tin en/of aansluitdraad. Gebruik wattenstaafjes, gedrenkt in pure alkohol (96%) om de soldeerhars te verwijderen die u met een scherp, puntig voorwerp losgekrabt hebt uit de weggeëtste ruimtes tussen de sporen in het SHF-ingangs-, oscillator-, en PLL-gedeelte van de schakeling. Als u alle instrukties tot nu toe gevolgd hebt, zijn aansluitgaten 1...8 nog open.

Behuizing

Zet BNC-konnektor K1 goed vast met de vier van binnen uit aangedraaide schroefjes. Vijl de resterende draadlengte af tot aan de flens van K1. Breng de volgebouwde print in de behuizing en let er op dat de middenpen van K1 op het HF ingangsveldje (L1-C1-K1) terecht komt zonder sluiting te maken met massa. Plaats de print zoals aangegeven in figuur 5b en kontroleer of het onderste deksel past zonder MX1 te raken. Gebruik een zware (≥ 75 W) soldeerbout om de print in de behuizing te solderen; afhankelijk van het soort metaal kan het aanbevelenswaardig zijn om het geheel enigszins voor te verwarmen, bijv met een extra soldeerbout of een stiekem geleende, thermostaat-gestuurde strijkbout, waarvan u het hete oppervlak gebruikt om het kastje alvast zo warm te krijgen dat vastpakken nog net mogelijk is.

Indien u doorvoer-C's gebruikt die geen lange aansluitdraden hebben, moeten in de gaten 1...8 soldeerpennen gemonteerd worden. Vergewis u van de lokatie van C44.

We gaan nu verder met het aanbrengen van afschermende schotten over de print; de posities daarvoor zijn door middel van stippellijnen aangegeven. Zorg ervoor dat er geen komponenten beschadigd raken door het vastsolderen van deze ca. 17 mm hoge schotten. De langste ervan loopt direkt over IC2 heen en zal daarom moeten worden voorzien van een 20 × 4 mm uitsparing op de juiste plaats. Laat de afschermingen echt niet weg, want de oscillators moeten beslist in toom gehouden worden wat hun afstraling betreft.

Indien u zelf een metalen behuizing gefabriekt hebt, dient u als laatste nog het boven- en onder-deksel te maken, die elk met tenminste acht schroefjes worden vastgezet. De messing of koperen moertjes hiervoor soldeert u in de bovenhoeken en op regelmatige afstand langs de zijwanden om zo een "HF tochtvrije" behuizing te maken.

Tenslotte kan het bovenste deksel voorzien worden van afregelgaten (zie figuur 5c).

Volgende keer

In een volgend deel gaan we verder met het beschrijven en bouwen van de beeld-, geluiden voedingsprint, plus nog een aantal andere snufjes. Tevens doen we dan uit de doeken hoe de hele zaak moet worden afgeregeld en in een nette, met voorbedrukte frontplaat uitgeruste, kast kan worden gebouwd. Tot dan!

Literatuur referenties

1. Document 046: Choice of the first IF frequency range for DBS receivers. EBU Technical Statement ref. EBU D46-1985 (E)
2. RF//F signal processing handbook, volume 1. Mini Circuits, New York
3. Satellite Cable and TV integrated circuit handbook. Plessey Semiconductors.
4. Application Note 56/SJ/00013 /SL1451l Plessey Semiconductors.

Deel 1 - Deel 2 - Deel 3 - Deel 4 - Deel 5

J. en R. v. Terborgh.