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Sende-Umsetzer 9 MHz oder 28-30 MHz/144 MHz mit Schottky-Dioden-Ringmischer

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Angeregt durch die Veröffentlichung des Empfangskonverters 144 MHz/9 MHz von Joachim Kestler, DK1OF(1) wurde mit dem preiswerten Schottky-Dioden-Ringmischer IE-500 ein Transverter aufgebaut. Schon der erste Musteraufbau erwies sich als unkritisch und zuverlässig. Mühelos wurde im Anschluß an den Ringmischer mit einem 4-stufigen Verstärker (BF 224/C1-12/B3-13/B12-12) bei einer Betriebsspannung von genau 12 V eine HF-Leistung von 10 W (Einton-Aussteuerung) erreicht.

Nach diesem Muster wurde eine universeller verwendbare kleinere Baugruppe konzipiert, die bei einer Betriebsspannung von 12 V eine HF-Leistung von 3 W abgeben kann. Damit eignet sie sich zum Aufbau von Heim- oder Portabelstationen, welchen bei Bedarf immer noch Linearverstärker nachgeschaltet werden können. Bild 1 zeigt den Probeaufbau dieser Baugruppe; sie hat die gleiche Größe wie der Empfangskonverter DK1OF 016.

Bild 1: Versuchsaufbau des Sende-Umsetzers DJ6ZZ 005

1. Schaltungsbeschreibung

Aus dem Schaltbild Bild 2 kann man entnehmen, daß der vorliegende Sende-Umsetzer keinen eigenen Oszillator zur Erzeugung eines Injektionssignals besitzt. Das läßt die Wahl offen, SSB-Signale sowohl aus einem 9-MHz-Exciter (z.B. DK1OF 018/019), als auch aus einem Kurzwellensender mit 10-m-Band auf 144 - 146 MHz umzusetzen. Im ersten Fall muß das Injektionssignal zwischen 135 MHz und 137 MHz variabel sein (z.B. DK1OF 011/014), im zweiten Fall werden 116 MHz benötigt, die zum Transceivebetrieb zweckmäßigerweise dem Empfangskonverter entnommen werden (z. B. Microwave Modules MMC 144/28 LO).

Bild 2: Schaltbild des Sende-Umsetzers mit Schottky-DIoden-Ringmischer.

Das SSB-Signal wird an den Anschlußpunkt Pt4, das Injektionssignal an Pt5 gelegt. Beide Pegel sollten etwa 200 mV (Effektivwert) betragen. Beide Signale werden jeweils für sich in einer Stufe verstärkt, von Oberwellen befreit und dann dem Schottky-Dioden-Ringmischer zugeleitet. Das Mischprodukt siebt ein erster Schwingkreis mit der Spule L6 aus. Da dieser Kreis sehr breit ist, wird das in der ersten Linearstufe mit T3 verstärkte Signal nochmals durch ein Bandfilter geleitet, bevor es durch die beiden Leistungstransistoren T4 und T5 auf 3 W verstärkt wird. Das Tiefpaßfilter siebt die entstandenen Oberwellen aus.

Zur Stabilisierung der Arbeitspunkte von Treiber- und Endstufe (T4, T5) wird ein integrierter 5-V-Spannungsregler verwendet, der die Basisspannungsteiler speist.

Die Kollektoren von T4 und T5 sind ständig an ihre Betriebsspannung angeschlossen; sie sind im Empfangszustand durch ihre Basiswiderstände gesperrt. Bei Senden wird an den Anschluß Pt3 +12 V angelegt. Dadurch erhalten alle Stufen ihre notwendigen Versorgungsspannungen. An Pt2 kann die stabilisierte Spannung von 5 V überwacht oder für weitere Stufen entnommen werden. Der Festspannungsregler im TO 5-Gehäuse ist bis 200 mA belastbar.

2. Aufbauhinweise

Alle Bauteile sind auf einer beidseitig kupfer-kaschierten Leiterplatte untergebracht. Die Leiterplatte mit der Bezeichnung DJ6ZZ 005 hat die Abmessungen 125 mm × 80 mm. Bild 3 zeigt den Bestückungsplan und die Leiterbahnen dieser Platine. Es ist ein 20 mm hohes Abschirmblech erforderlich, welches direkt aufgelötet wird. Soll das Ausgangs-Tiefpaßfilter separat aufgebaut und später eingelötet werden, so muß das Trennblech an passender Stelle eine Öffnung für den Durchführungskondensator C31 aufweisen. Die Fotografie des Musteraufbaus in Bild 1 zeigt, wie die Teile zusammengebaut sind. Es ist erkennbar, daß hier das Filter von vornherein fester Bestandteil der Baugruppe ist.

Bild 3: Bestückungsplan und Leiterbahnen der Unterseite von DJ 6 ZZ 005

Im besonderen ist darauf zu achten, daß für den Trimmer C21 ein Typ mit geringem TK eingesetzt wird, da der Schwingkreis L8/C21 verhältnismäßig schmalbandig ist. Am besten haben sich Folientrimmer bewährt.

Bevor der integrierte Ringmischer eingelötet wird, muß die dann verdeckte Drahtbrücke Br eingesetzt und an beiden Seiten der Leiterplatte angelötet werden.

Alle Bauteile, die einseitig an Masse liegen, werden mit dem entsprechenden Ende direkt auf die Massefläche gelötet. Die beiden Rotoranschlüsse der Folien-trimmer werden vor dem Anlöten auf 1 mm Länge gekappt und so umgebogen, daß die Trimmer auf der Platine aufsitzen. Die Widerstände Rx und R sind jeweils zwei parallel geschaltete Widerstände mit eigenen Bohrungen. Sie werden erst beim Abgleich eingelötet, nachdem ihre Werte empirisch ermittelt worden sind.

Alle Festkondensatoren sind Scheibenkondensatoren und werden so kurz wie möglich, aber ohne Masseschluß zu bilden, eingelötet. C 30 dient zur Gleichspannungsentkopplung und wird freitragend zum Filter eingelötet.

2. 1. Kühlung der Leistungstransistoren

Der Treibertransistor T4 (C1-12) wird auf den Zylinderkopf einer 4-mm-Messingschraube aufgelötet. Danach können T4 und der Endtransistor T5 auf einen gemeinsamen Messing- oder Aluminiumblock zur Kühlung geschraubt werden. Die Platine mit Block wird auf einen gleichgrof3en Block, der Aussparungen für die Transistormuttern hat, am Gehäuseboden aufgeschraubt (Bild 4).

Bild 4: Kühlung der Leistungstransistoren

3. Abgleich und Inbetriebnahme

1. Alle Lufttrimmer der Leistungsstufen auf minimale Kapazität einstellen.
2. Betriebsspannung +12 V an Pt3 legen. An Pt2 muß eine Spannung von +5 V meßbar sein.
3. An Pt4 Trägersignal und an Pt 5 Injektionssignal von jeweils etwa 200 mV anlegen. Durch Anhören des Sollsignals in einem 2-m-Empfänger werden L1, C9, C11, C15 und C19 nacheinander mehrmals auf größte Lautstärke abgeglichen. Träger und Injektionssignal wieder abschalten.
4. Über ein mA-Meter auch an Pt1 +12 V legen und durch empirisches Ermitteln der Widerstandswerte Rx und Ry die Ruheströme von T4 (20 mA) und T5 (50 mA) nacheinander einstellen. Da nicht immer passende Widerstandswerte vorhanden sind, hat die Leiterplatte Bohrungen für je zwei Parallelwiderstände (Richtwerte für Rx und Ry sind etwa 470 Ω). - VORSICHT! Beim Probieren kann die stabilisierte Spannung aus Versehen gegen das Trennblech kurzgeschlossen werden, wodurch der 5-V-Regler überlastet wird und eventuell kaputt geht!
   Sollten die Verstärkerstufen beim Probieren plötzlich schwingen (mA-Meter zeigt unerwartet großen Ausschlag), Betriebsspannung abschalten und wieder einschalten.
5. Abschlußwiderstand von 50 Ω oder 60 Ω mit Leistungsmesser oder Reflektometer anschließen, Träger- und Injektionssignal anlegen, dann C21, C25, C26, C28 und C29 mehrmals nacheinander auf maximales Ausgangssignal abgleichen. Sollte die Verstärkerkette wider Erwarten jetzt nicht stabil arbeiten, so muß der Wert des Koppelkondensators C 22 verkleinert werden. Anschließend kontrolliere man noch einmal, ob alle Kreise auf maximale Ausgangsleistungs abgestimmt sind.
6. Wird ein Trägersignal von 28 - 30 MHz und ein Injektionssignal von 116 MHz verwendet, so ist C4 auf 47 pF zu verkleinern, L3 freitragend ohne Kern einzulöten und für die Trimmer C9 und C11 sind eventuell größere Werte zu verwenden oder die Spulen L4 und L5 um 1 Windung zu vergrößern.
7. Der Abgleich des Ausgangsfilters wird nach der Beschreibung von Gerd Otto, DC6HL, in (2) vorgenommen.

4. Spezielle Bauteile

T1...T3	BF224 (TI) oder BF199 (Siemens)
T4	C1-12 (CTC)
T5	B3-12 (CTC)
I1	IE500 oder SRA-1
I2	LM309H, SG309 oder TBA625
L1	20 Wdg. 0,3 mm CuL, auf Spulenkörper 5 mm ø, KW-Spulenkern (rot)
L2	4 Wdg. 0,3 mm CuL über L 1 (auf der Kernseite)
L3	12 Wdg. 0,4 mm CuL in das Gewinde eines KW-Spulenkerns (rot) 3 mm ø, 9 mm lang
L4, L5	7 Wdg. vers. Kupferdraht 0, 8 mm 95 auf 5-mm-Dorn, freitragend
L6	6 Wdg. wie L 4, L 5, Anzapf nach 2 und 3, 5 Wdg. vom kalten Ende
L7, L8	6 Wdg. vers. Kupferdraht auf 5-mm-Dorn gewickelt, freitragend
L9, L11	3 Wdg. 1,2 mm versilb. Kupferdraht auf 9-mm-Dorn gewickelt, um 90° gegenüber L10 gedreht eingelötet
L10	2 Wdg. 1 mm vers. Kupferdraht auf 5-mm-Dorn gewickelt, freitragend
L12, L13	4 Wdg. vers. Kupferdraht 1 mm ø, auf 7-mm-Dorn gewickelt, Windungsabstand ca. 1,5 mm, freitragend eingelötet
L14, L15	5 Wdg. 0, 5 mm CuL eng auf 5-mm-Dorn gewickelt, freitragend
L16	Ferroxcube-6-Loch-Kern mit 2 1/2 Wdg. (Philips)
C9, C11, C15, C19, C21	3 - 13 pF Folientrimmer 7 mm ø (Philips, Dau)
C25, C28	3 - 13 pF Lufttrimmer (Tronser)
C26, C29	3 - 30 pF Lufttrimmer (Tronser)
C31, C33	20 pF DF-Kondensatoren
C32	39 pF DF-Kondensatoren

5. Literatur

1. Kestler, J.: Empfangskonverter 145 MHz/9 MHz mit Schottky-DiodenRingmischer, UKW-Berichte 14 (1974), Heft 2, S. 80 - 91
2. Otto, G.: 144-MHz-Linearverstärker für 25 W bei 12 V bis 14 V, UKW-Berichte 12 (1972), Heft 4, S. 236 - 244

DJ6ZZ, Fritz Weingärtner.

Hinweise - Verbesserungen - Änderungen

Aus dieser Baugruppe läßt sich erheblich mehr Leistung herausholen, wenn man Treiber und Endstufe mit leistungsfähigeren, das heißt vor allem mit höher verstärkenden Transistoren bestückt. In der Treiberstufe T4 kann man statt des C1-12 den neu herausgekommenen Typ C2-12 einsetzen. Dieser gibt bei nur 40 mW Steuerleistung rund 1,5 W Ausgangsleistung ab (gut 15 dB Verstärkung !), gemessen bei 12,5 V und 470 MHz. Dies reicht aus, um in der Endstufe mit T5 den Typ B12-12 auszusteuern. Der Nachteil ist, vom höheren Preis einmal abgesehen, daß Batteriebetrieb mit dieser Bestückung kaum mehr in Frage kommt.