Home - Techniek - Electronica - Radiotechniek - Radio amateur bladen - UKW-Berichte - Ein Absorptionsfrequenzmesser für 70 MHz bis 1350 MHz
Beim Aufbau von Frequenzaufbereitungen und Sendemischern ist es oft recht schwierig, die entstehenden erwünschten und unerwünschten Frequenzen einzustellen und nachzuprüfen. Die handelsüblichen Dipmeter arbeiten meist nur bis etwa 200 MHz, wobei ihre Empfindlichkeit an der oberen Frequenzgrenze schon recht gering ist. Der im folgenden beschriebene Absorptionsfrequenzmesser von Gebhard Auth, DJ2HF, erlaubt es, die Frequenz kleinster HF-Spannungen im Frequenzbereich von etwa 70 MHz bis 950 MHz zu messen. Er besteht aus einem Steuerteil (stabilisierte Spannung, Abstimmpotentiometer, Anzeige-Instrument) und 6 verschiedenen Tastköpfen für ebenso viele Frequenzbereiche, die mit dem Steuergerät verbunden werden. Die Verbindungsleitung besteht aus Phonokabel (2 abgeschirmte Adern) und kann beliebig lang sein; so kann man auch in bestehenden Geräteaufbauten messen. Bild 1 zeigt das Steuergerät und einige Tastköpfe.
Bild 1: Absorptionsfrequenzmesser mit Tastköpfen für 70 bis 1350 MHz
1. Zur Schaltung
Jeder Tastkopf enthält einen für den jeweiligen Frequenzbereich günstigen Schwingkreis, der mit einer Kapazitätsdiode abgestimmt wird. Die Abstimmspannung von 3 bis 30 V kommt aus dem Steuerteil. Eine typische Kennlinie der Kapazitätsdiode BB141 zeigt Bild 2. Ein Teil der HF-Spannung am Schwingkreis wird gleichgerichtet und über die Verbindungsleitung dem Instrument zugeführt. Es schlägt bei Resonanz aus.
Bild 2: Typische Kennlinie der verwendeten Kapazitätsdiode BB141
Bild 3 zeigt das Schaltbild des Netzteils und die Prinzipschaltung der Tastköpfe A bis E. Die einstellbare Abstimmspannung kann ein billiger, kleiner Netztransformator aus einem Transistorradio liefern. Diese Transformatoren sind allgemein recht preisgünstig erhältlich. Um die benötigte Spannung von ungefähr 30 V zu bekommen, muß bei diesem Transformator Spannungsverdopplung angewandt werden. Das Netzteil braucht nur geringfügig mehr Strom zu liefern, als zum Betrieb der Z-Diode notwendig ist. Wichtig ist, daß die Spannung gut gesiebt ist.
Bild 3: Schaltbild des Steuerteils und Prinzipschaltbild der Tastköpfe A ... E
Die Abstimmspannung kann mit einem handelsüblichen Kohleschichtpotentiometer mit linearem Verlauf eingestellt werden. Das Anzeige-Instrument für die gleichgerichtete HF- Spannung sollte ein möglichst empfindliches KA-Meter (50 bis 100 µA) sein. Die Anschlüsse 1, 2 und 3 werden auf eine dreipolige Diodenbuchse geführt. Anschluß 1 gibt die Abstimmspannung an die Kapazitätsdiode, Anschluß 2 nimmt die gleichgerichtete HF-Spannung der Meßdiode auf. Anschluß 3 dient als gemeinsame Masseleitung.
Das kleine Netzteil, das Meßinstrument, das Potentiometer und die Diodenbuchse werden in einem selbstgefertigten Gehäuse aus Epoxydplatten untergebracht (Bild 4). Die Potentiometer-Achse versieht man mit einem Zeigerknopf und mißt an den Anschlüssen 1 und 3 mit einem hochohmigen 100 kΩ) Spannungsmesser die jeweils eingestellte Abstimmspannung. Die Meßwerte trägt man in eine Eichkurve ein.
Bild 4: Das Innere des Steuergeräts
Die Meßköpfe bestehen aus einer Resonanzleitung, die mit einer Kapazitätsdiode BB 141 als veränderliche Kapazität auf die jeweils zu messende Frequenz abgestimmt wird, und einer Germaniumdiode, die bei übereinstimmender Frequenz der Resonanzleitung mit der abgege- benen Frequenz des Meßobjektes eine Gleichspannung liefert. Diese wird als Ausschlag am PA-Meter angezeigt. Der Aufbau der auswechselbaren Meßköpfe A bis E und ihre elektrische Schaltung ist in den Bildern 5 bis 10 dargestellt. Die Seitenwände fertigt man aus einseitig kupferkaschiertem Leiterplattenmaterial an. Alle benötigten Maße und Bauteile gehen aus den Zeichnungen hervor. Zum Abklatschen der Dioden sollten unbedingt keramische Kondensatoren ohne Anschlußdrähte benutzt werden. Die 0,5-pF-Kondensatoren der Tastköpfe A und B sind keramische Rohrtrimmer ohne Spindel, die gleichzeitig als Stützpunkt für die Spule L dienen.
Bild 5: Die Tastköpfe
Bild 6: Tastkopf A für 70 bis 120 MHz
L: 11 + 1,75 Wdg. vers. Kupferdraht 1,3 mm ø auf 7 mm Dorn; Abgriff: 4,5 Wdg. vom kalten Ende.
Bild 7: Tastkopf B für
L: 7 Wdg. vers. Kupferdraht 1,3 mm ø auf 7 mm Dorn; Abgriff: 2,5 Wdg. vom kalten Ende.
Bild 8: Tastkopf C für 190 bis 340 MHz
Bild 9: Tastkopf D für 260 bis 500 MHz
Bild 10: Tastkopf E für 500 bis 950 MHz
In Bild 11 sind die einzelnen Eichkurven dargestellt. Sie wurden von Gebhard Auth, DJ2HF, für die von ihm entworfenen Meßköpfe erstellt. Der Verfasser und andere haben die Tastköpfe anhand der Skizzen nachgebaut und eine erstaunlich gute Übereinstimmung mit den aufgenommenen Kurven festgestellt. Somit ist eine Eichung der nachgebauten Meßköpfe an einem Meßplatz nicht unbedingt erforderlich. Voraussetzung dafür ist natürlich, daß die angegebenen Bauelemente und Spulenabmessungen verwendet werden.
Bild 11: Eichkurven der Tastköpfe A ... E
2. Betriebshinweise
Beim Messen von Frequenzen sollte man die Tastköpfe zum Meßobjekt so lose koppeln, daß die Resonanzanzeige im letzten Drittel der Skala des µA-Meters liegt. Nur so stellt sich eine sehr scharfe Resonanz ein. Will man beispielsweise an einem Sendemischer für 432 MHz, der mit 28 MHz Zwischenfrequenz arbeitet, die auch vorhandene Frequenz 404 MHz messen, so darf die Kopplung nicht zu fest sein, damit die Frequenz 404 MHz durch den weitaus höheren Pegel der Sollfrequenz 432 MHz nicht überdeckt wird.
3. Erweiterung des Frequenzbereiches bis 1350 MHz
Der Verfasser entwickelte passend zum Steuergerät einen weiteren Tastkopf, der bis in das 23-cm-Amateurband verläßliche Anzeigen liefert. Dieser Tastkopf F ist in Bild 12 dargestellt. Als HF-Gleichrichterdiode ist hier wie beim Kopf E eine Schottky-Diode hp 2800 (oder ähnlich) erforderlich, um eine ausreichende Empfindlichkeit zu bekommen. Ebenfalls wie beim Kopf E wird hier die Resonanzleitung zwecks besserer Reproduzierbarkeit und Güte als λ/2-Kreis ausgeführt. Um einen möglichst kleinen Anfangswert der Abstimmkapazität zu bekommen, ist es erforderlich, der Kapazitätsdiode BB 141 einen Scheibenkondensator von 1,5 pF in Reihe zu schalten. Die Eichkurve ist in Bild 13 wiedergegeben.
Bild 12: Tastkopf F für 800 bis 1350 MHz; λ/4-Drossel: 7,5 cm Kupfer-LackDraht ca. 0,4 ø auf 3,5-mm-Dorn. L: (vers.) Kupferblechstreifen
Bild 13: Eichkurve des Tastkopfes F
Abschließend möchte sich der Verfasser hiermit nochmals bei Gebhard Auth, DJ2HF, für die Überlassung der Tastköpfe und der Eichkurve zum Verfassen dieses Artikels bedanken.
DC0DA, Jürgen Dahms.