Home - Techniek - Electronica - Radiotechniek - Radio amateur bladen - CQ-DL - 2 Meter Handpeilempfänger HPE 2
Der HPE 2 ist ein äußerst handlicher, leistungsfähiger Peilempfänger neuester Entwicklung für UKW. Die Schaltungstechnik wurde speziell für die besonderen Anforderungen bei der Verwendung als ARDF-Peilempfänger ausgelegt. Die Konzeption und der mechanische Aufbau hält stärksten Wettkampfanforderungen stand.
Durch kombinierten Aufbau als eine Baueinheit bestehend aus Handgriff, Gehäuse und Antenne sowie die Anordnung der wichtigsten Bedienungselemente und des S-Meters auf der Frontseite des Gerätes ergibt sich die außerordentlich gute Handlichkeit. HF-Abschwächer und S-Meter liegen immer im Blickfeld des Operators, so daß das Peilmaximum und die ungefähre Feldstärke für die Entfernungsbestimmung schnell und unkompliziert zu bestimmen sind.
Mit dem HPE 2 erzielen auch Anfänger innerhalb kürzester Zeit Erfolge bei Peilveranstaltungen!
Durch die spezielle Schaltungstechnik ohne AVR (automatische Verstärkungsregelung) auch im ZF-Verstärker wird in Verbindung mit einer einfachen HB9CV eine hohe Peilgenauigkeit nach Gehör im Laufen möglich. An Bedienungselementen sind nicht mehr vorhanden, als unbedingt benötigt werden. Dieses kommt dem Einsatt bei Wettbewerben sehr entgegen, da urinötige Einstellmöglichkeiten keine Verwirrung hervorrufen können!
Der Empfänger arbeitet ausschließlich als handgeregelter Peilempfänger und ist von 144 bis 146 MHz durchstimmbar. Er ist, um die bekannten Probleme mit der übersteuerung des 2. Mischers zu umge gehen, als Einfachsuper mit 10,7 MHz Zwischenfrequenz ausgelegt und erreicht dadurch seine ausgezeichnete Empfindlichkeit und seinen hohen Regelbereich von weit über 100 dB, in dem ein Signal sicher gepeilt werden kann.
Durch das flache, hochwertige Aluminiumdruckgehäuse liegt der Schwerpunkt des Gerätes sehr niedrig und trägt damit in Verbindung mit dem geringen Gewicht zu seiner günstigen Handhabung bei.
Die Gesamtkonstruktion wurde so ausgelegt, daß ein leichter Nachbau möglich ist. Dieser wird nicht zuletzt durch eine hochwertige, gebohrte und gefräste doppelseitige Platine erreicht.
In begrenzten Stückzahlen können gegen Aufpreis auch fertig bestückte und am Wobbelmeßplatz abgeglichene Platinen geliefert werden.
Auszug aus den technischen Daten:
- Einfachsuper mit 10,7 MHz Zwischenfrequenz für AM-Empfang
- Selektion durch Quarz- und Spulenfilter von 144 bis 146 MHz durchstimmbar
- Individuell einstellbare Handregelung, Regelumfang > 100 dB
- Betriebsspannung 7 bis 15 Volt
- Stromverbrauch ca. 20 mA (ohne NF)
- Gehäuseabmessungen: ca. 12 x 9,4 x 3 cm (B/T/H)
Der komplette Bausatz enthält sämtliche zum Aufbau benötigten elektrischen und mechanischen Teile einschließlich Handgriff, Gehäuse und gebohrter Leiterplatte, jedoch ausschließlich Antenne, und kostet 198,- DM.
Aufbau
Bitte vor Beginn der Arbeiten Bauanleitung sorgfältig lesen.
Mechanische Arbeiten
Mechanische Arbeiten zuerst durchführen.
Aluminiumdruckgehäuse lt. beiliegendem Bohrplan bohren. Ausschnitt für S-Meter sorgfältig ausfeilen. S-Meter muß stramm eingepaßt werden. Bei Endmontage S-Meter mit Uhu-Plus oder Silikonkleber einsetzen. Handgriff so einsetzen, daß dieser im Schwerpunkt des Gehäuses sitzt.
Potiachsen auf ca. 13 mm kürzen.
Elektrischer Aufbau
Bitte einen erdfreien Lötkolben mit Bleistiftspitzer Spitze und ca. 6 bis 8 Watt oder entsprechende Lötstation verwenden! Ich bitte unbedingt um Beachtung, da es sich um einen Aufbau mit hoher Packungsdichte handelt!
Alle Bauteile so kurz wie möglich einlöten, aber darauf achten, daß diese nicht auf Massefläche aufliegen (Abstand ca. 1 bis 2 mm von der Platine).
Bei Dioden und Elkos auf Polarität achten. Abschirmbecher auch auf der Platinenoberseite verlöten.
Die BNC-Buchse mit einem kurzen Draht oder einem Kondensator (1 nF) direkt bei 1 1/4 Wdg. mit Spule L 1 verbinden.
Anschlußfahnen der Potis (VR 1, VR 2, VR 3) kurz abzwicken.
C 31 nur bestücken, wenn sehr viel NF-Verstärkung nötig.
Prüfung
Sichtprüfung auf richtige Bestückung vornehmen. Lötstellen äußerst sorgfältig auf überbrückungen prüfen.
Inbetriebnahme
Vorabgleich:
- P 1 = Mittelstellung / VR 1 = Mittelstellung
- P 2 = Rechtsanschlag / VR 2 = Mittelstellung
- P 3 = Mittelstellung / VR 3 = Rechtsanschlag (5,0 Volt an L 2)
Spannung 9 bis 15 Volt anlegen, Stromauf nahme ca. 20 mA.
Abgleich
2-Meter-Signal einspeisen, möglichst mit Abschwächer. Mit C 10 und L 4 Oszillatorfrequenz so einstellen, daß der Frequenzbereich von ca. 133,0 bis 135,4 MHz überstrichen wird. Dieses entspricht einer Empfangsfrequenz von 143,7 bis 146,1 MHz. Der Abstimmbereich läßt sich durch die Stellung des Spulenkerns von L 4 wesentlich beeinflussen.
Wer keinen Frequenzzähler zur Verfügung hat, muß die Bandgrenze mit Hilfe eines UKW-Transceivers einstellen. Bei etwa zur Hälfte eingedrehtem Spulenkern von L 4 sollte man sich bereits im 2-Meter-Band befinden.
Steht kein Meßsender zur Verfügung, so ist es ebenfalls möglich, den exakten Ab-gleich mit Hilfe von Relaisfunkstellen oder Baken durchzuführen.
Dadurch, daß die ZF-Filter bereits vor-abgestimmt sind, muß das Signal bereits im Kopfhörer hörbar sein. Mit C 1 und C 2 Signal auf maximalen S-Meter-Ausschlag bringen.
Nach Abschwächen des Eingangssignales ZF-Kreise L 5 bis L 7 wechselweise auf optimale Verstärkung einstellen. Der Abgleich kann nur optimal erfolgen, wenn das Eingangssignal zurückgenommen wird. Der HF- und ZF-Verstärker müssen immer mit maximaler Verstärkung betrieben werden.
Eingangssignal noch weiter zurücknehmen und Abgleich wiederholen.
- VR 1 = Frequenzfeineinstellung
- VR 2 = Frequenzeinstellung
- VR 3 = Regelung (Abschwächer) C 10 = obere Bandgrenze
- P 1 = untere Bandgrenze
- P 2 = NF-Lautstärke
- P 3 = Feldstärkeanzeige
- L 4 = Grundfrequenzeinstellung
Abgleich nur bei eingebauter Platine vornehmen, da bei lose herumliegender Platine kein vernünftiger Abgleich möglich ist.
Dem Bausatz liegt noch eine Cinchbuchse zur Verwendung als Ladebuchse bei Einsatz eines Akkublocks und ein zweiter Schalter zur Umschaltung auf eine Reservebatterie bei.
Obwohl der Empfänger in einem hochwertigen, HF-dichten Aluminiumgehäuse untergebracht ist, können ganz vorsichtige leute den Kopfhörerausgang noch mit einer Drossel und einem Kondensator (VK 200 und ca. 1 nF ker.) abblocken, damit keine HF über die Kopfhörerleitung ins Gerät gelangt.
VR 3 (HF-Regler) muß so angeschlossen werden, daß bei Linksdrehung das Signal leiser wird.
Die Regelkennlinie des HF-Abschwächers läßt sich individuell beeinflussen. Bei Verwendung eines logarithmischen Einstellpotis (dieses wird mitgeliefert) ergibt sich die optimale Spreizung für den Nahbereich. Direkt über die Anschlüsse des HF-Reglers wird ein 4,7-kΩ-Widerstand (R 29) von der Mittelanzapfung zur 5,0-Volt-Seite gelötet. R 8 ist gerade so groß zu wählen, daß sich der Empfänger in unmittelbarer Nähe der Peilbake noch zuregeln läßt. Der in der Stückliste angegebene Wert von 1,0 ka dürfte in fast allen FMIen richtig sein (ca. 450 mV an L 2).
Abhängig von Exemplarstreuungen der BF981 kann es jedoch erforderlich sein, diesen Wert zu verringern. Die sich an L 2 einstellende Spannung kann zwischen 250 und 450 mVolt schwanken. Der Regelbereich des Peilempfängers läßt sich durch weiteres Verringern des Wertes von R 8 noch vergrößern. Dieses ist aber nicht erforderlich, da Fuchsjagdsender üblicherweise nur mit Leistungen bis max. 2 Watt betrieben werden. Durch Parallelschaltung eines Widerstandes zu R 8 läßt sich eine eventuelle Anpassung ohne Ausbau der Platine vornehmen.
Wer keinen Wert auf eine "weiche" Einstellmöglichkeit des HF-Abschwächers im Nahbereich des Senders legt, der verwende ein lineares 47-kΩ-Einstellpoti. Für R 7 wählt man ca. 4,7 bis 6,8 kΩ. R 29 entfällt. Für R 8 gilt das oben Gesagte, jedoch wird der richtige Wert ca. 1,2 bis 1,5 kΩ betragen.
Wichtiger Hinweis: Bitte zuerst alle mechanischen Arbeiten einschließlich der Befestigung des Handgriffs vornehmen. Niemals am Gehäuse bei bereits eingesetzter Platine bohren oder feilen! So manche Platine wurde schon zum Wegwerfartikel, nachdem ein Bohrer das Innenleben zerfetzte!
Akku und Ersatzbatterie im Gehäuse oder im Griff befestigen. Bei Befestigung der Batterie im Gehäuse muß auf isolierte Montage geachtet werden, da viele Batteriegehäuse nicht auf Masse, sondern auf plus 1,5 Volt liegen.
Durch kapazitive Belastung verstimmen sich Vor- und Zwischenkreis geringfügig nach Aufschrauben des Gehäusedeckels. Die Verstimmung ist so geringfügig, daß sie unbeachtet bleiben kann. Wer die Verstimmung dennoch kompensieren möchte, der lege beim Abgleich eine mit zwei kleinen Löchern versehene Blechplatte über das Gehäuse.
Die NF-Verstärkung ist höher als eigentlich benötigt. Es braucht daher C 31 nicht bestückt zu werden. Nur wenn extrem viel NF-Verstärkung (schlechte Kopfhörer) benötigt wird, sollte man C 31 bestücken.
Auf UKW hängt die Empfangsleistung (speziell die Empfindlichkeit) bereits von einem sauberen Aufbau ab. Deshalb mein Rat: langsam und sorgfältig bestücken, sauber mit wenig Lötzinn löten, nicht mit Lötzinn auf der Platine herumkleckern. Abschließend noch einige Bemerkungen zum Konzept dieses Peilempfängers: Dieser RX wurde ausschließlich unter den Gesichtspunkten entwickelt:
- kleinste Abmessungen bei Verwendung von handelsüblichen Bauteilen (Rastermaß 2,5 und 5 mm)
- Betrieb mit einer Spannungsversorgung von nur 9 Volt aus einer Blockbatterie
- hohe Empfindlichkeit bei der für einen Peilempfänger geforderten Selektion
- geringe Anzahl von Bedienungselementen
- echter AM-Empfänger - daher Peilen nach Gehör im Laufen möglich (kein Einsatz von FM-Begrenzer-IC im Verstärkerzug)
- Abgleich mit einfachsten Mitteln
- Regelumfang des Empfängers von ca. 100 dB
- auch bei stark ansteigender Feldstärke im Nahbereich eines Senders noch fein und weich einstellbare HF-Regelung
- in Abhängigkeit von der Eingangsfeld-stärke individuell einstellbare Skaleneinteilung, um die Entfernung zu einem Sender in etwa anhand der eingestellten Abschwächereinstellung einschätzen zu können
- ausreichende Frequenzstabilität
- variabler Abstimmbereich über das gesamte 2-Meter-Band
- schnelle Frequenzvariation
- bei entsprechender Sorgfalt sicherer Nachbau durch jeden Amateur, der weiß, "auf welcher Seite der Lötkolben heiß wird"
- stabiler Betrieb ohne jegliche Schwingneigung
- preiswert
Der stabile Betrieb wird durch spezielle Abblockmaßnahmen, geeignete Leiterbahnführung, Anordnung der Verstärker-stufen ohne Gefahr von Verkopplung und durch Verwendung von Trapezkondensatoreil in der Vorstufe erreicht. Das Problem der Selbsterregung, das bei anderen Empfängerkonzepten auftrat, wurde bei diesem Konzept noch nicht beobachtet.
Die Lautstärkeunterschiede bei Feldstarkeänderungen sind enorm ! Dieses wurde durch den totalen Verzicht auf eine automatische Verstärkungsregelung er reicht. Die Regelspannung an Pin 7 der ZF-ICs liegt fest auf ca. 2,0 bis 2,1 Volt und sollte nicht von diesen Werten abweichen, da dieses die Spannung ist, bei der die Regelung einsetzt. Der Verzicht auf eine AVR bedingt allerdings, daß der HF-Abschwächer rechtzeitig bedient wird, damit der ZF-Verstärker nicht übersteuert bzw. das Signal begrenzt.
Hinweis in eigener Sache: Dieser Empfänger wurde zur Förderung des Amateurfunkpeilens entwickelt. Die Weitergabe dieser Dokumentation durch Kopie oder Druck mit Quellenangabe ist ausdrücklich erlaubt. Der Nachbau ist jedoch nur für private Zwecke erlaubt.
Eine kommerzielle Nutzung ist nicht gestattet bzw. bedarf der schriftlichen Genehmigung des Autors.
Die geltenden gesetzlichen und postalischen Bestimmungen bzgl. Bau, Erwerb, Besitz und Betrieb des Gerätes sind zu beachten.
Aus der Ausschreibung des Peilerwettbewerbs (siehe cq-DL 1/90) ging mein Gerät als Sieger hervor. Der technische Referent des DARC, Günter Schwarzbeck, DL1BU, ermittelte eine unglaubliche Eingangsempfindlichkeit von 0,1 µV für eine wahrnehmbare S-Meter-Anzeige. Die Sättigungsgrenze bei hohen Feldstärken lag bei den Messungen bei 200 mV. Wie oben beschrieben, läßt sich dieser Wert noch vergrößern, dieses ist aber nicht erforderlich!
Abb. 2: Blockschaltbild.
Abb. 3: Schaltbild.
| L 1 | 4 Wdg. auf 6-mm-Dorn mit 0,8 mm Draht |
| L 2 | 4 3/4 Wdg. auf 6-mm-Dorn mit 0,8 mm Draht |
| L 3 | 1 3/4 Wdg. auf 6-mm-Dorn mit 0,8 mm Draht |
| L 4 | Neosid 7.1 E, 00.511.830 (4,5 Wdg.) 7 x 7 x 12 |
| L 5, L 6, L 7 | ZF-Filter, 10,7 MHz, grün 7 x 7 x 12 (Spulen L 1 bis L 3 werden als Luftspulen gewickelt) |
| C 1, C 2 | Folientrimmer ca. 20 pF, 7,5 mm C 3, C 4, C 6 Trapezkondensatoren 1,5 nF |
| C 5, C 7, C 8, C 9, C 16, C 19, C 20, C 21, C 28, C 29, C 37, C 38, C 39 | 4,7 nF Keramik 2,5 mm |
| C 10 | 10 pF Ker. Trimmer np0, 7,5 mm |
| C11, C13, C15 | 15pF Ker., np0 (Kennfarbe Schwarz), 2,5 mm |
| C 12, C 14 | 5,6 pF Ker., np0 (Kennfarbe Schwarz), 2,5 mm |
| C 17 | 4,7 pF Ker., 2,5 mm |
| C 18 | 2,2 pF Ker., 2,5 mm |
| C 22, C 24, C 27 | 1 nF Ker., 2,5 mm |
| C 23, C 25 | 10 nF Ker., 2,5 mm |
| C 26, C 35, C 36, C 33 | 100 µF Elko, 2,5 mm |
| C 30 | 1 µF Tantal, 2,5 mm |
| C 31 | 10 µF Tantal (siehe Text), 2,5 mm |
| C 32 | 100 nF MKH, 7,5 mm |
| C 34 | 4,7 µF Tantal, 2,5 mm |
| VR 1 | Trimmpoti 1 kΩ lin., 6 mm Achse 21,5 mm |
| VR 2 | Trimmpoti 10 kΩ lin., 6 mm Achse Gehäuse |
| VR 3 | Trimmpoti 22 kΩ log., 6 mm Achse Gehäuse |
| P 1, P 2 | Einstellregler 5 kΩ liegend 5/10 mm |
| P 3 | Einstellregler 5 kΩ stehend, 5/2,5 mm |
| R 1, R 16 | 470 Ω,10 mm |
| R 2, R 10, R 12 | 10 kΩ,10mm |
| R 3, R 13, R 19 | 22 kΩ, 10mm |
| R 4, R 15, R 26 | 10 Ω,10mm |
| R 5, R 14, R 20, R 22, R 28 | 100 Ω,10mm |
| R 6 | 3,3 kΩ,10mm |
| R 7 | 2,7 kΩ (siehe Text), 10 mm |
| R 8, R 11 | 1,0 kΩ (R 8 siehe Text), 10 mm |
| R 9 | 47 kΩ, 10mm |
| R 17 | 22 kΩ (nur bei Bedarf), 10 mm |
| R 18 | 47 Ω,10mm |
| R 21 | 36 kΩ,10mm |
| R 23 | 2,2 kΩ, 10 mm |
| R 24 | 33 kΩ, 10 mm |
| R 25 | 1,5 kΩ, 10 mm |
| R 27 | 680 Ω, 10 mm |
| R 29 | 4,7 kΩ, 10 mm |
| T 1, T 2 | BF 981 |
| T 3, T 4 | BC 547 |
| IC 1 | SO42P |
| IC 2, IC 3 | SL 1612c |
| IC 4 | LM 386 |
| IC 5 | 78L 05 |
| D 1 | BB417 o. ä. |
| D 2, D 3 | AA118 o. ä. |
| D 4, D 5, D 6 | 1N41480 o. ä. |
| Q 1 | 10M 15 A |
| 1 Aluminiumdruckgußgehäuse (Speziallegierung, HF-dicht) | |
| 1 Handgriff mit Befestigungsschrauben | |
| 2 Spannzangenknöpfe 15 mm | |
| 1 Spannzangenknopf 20 mm | |
| 1 BNC-Stecker UG88U | |
| 1 BNC-Einlochbuchse UG1094U | |
| 1 Klinkenbuchse 3,5 mm | |
| 1 Cinchbuchse Metall | |
| 2 Miniaturschalter MS 244 | |
| 4 Abstandsrollen 8 mm | |
| 4 Schrauben 3 x 16 mm | |
| 4 Muttern M3 | |
| 2 Batterieanschlußclipse für 9-Volt-AkkusM | |
| 1 S-Meter | |
| 1 Abschirmblech | |
| 1 Platine gebohrt 11 x 4,9 mm | |
| 1 ca. 20 cm versilb. Spulendraht 0,8 mm | |
| 9 Lötnägel 1,0 mm | |
| 1 Bauanleitung | |
| (Halterung für HB9CV-Antenne nur auf Wunsch, da für die Vielzahl der verwendbaren Antennen einschließlich der Selbstbauantennen keine passenden Halterungen mitgeliefert werden können). | |
Abb. 4: Layout Lötseite (11 x 4,9 mm).
Abb. 5: Layout Bestückungsseite.
Abb. 6: Bestückungsplan.
Abb. 7: Fertig bestückte Platine.
Abb. 8: Bohrplan für das AluminiumdruckguBgehäuse (bitte die Maße sehr genau einhalten I)
Abb. 9: Unterseite (Boden).
Abb. 10: Zur Fuchsjagd ist eine HB9CV-Antenne sehr zweckmaBig. Sie wird am einfachsten aus Messingrohr (Modellbaufachgeschiift/Baumarkt) gefertigt. Natürlich ist auch eine Leichtbauweise aus Aluminium geeignet. Ebenso kann man die Antenne in demontierbarer Ausführung mit Gewinde oder Steckkontakten fertigen. Hierbei ist dann aber auf Unverlierbarkeit der Elemente zu achten.
DL3BBX, Siegfried Pomplun.