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Zum Erzeugen der in 2-m-Transceivern benötigten Frequenz von 135 bis 137 MHz (9 MHz ZF) bzw. 133,3 bis 135,3 MHz (10,7 MHz ZF) stehen mehrere Verfahren zur Verfügung: Super-VFO, Analyse-VFO, Synthesizer oder gezogene Quarze. Die ersten beiden haben den Nachteil, daß ein temperaturkompensierter und mechanisch stabiler VFO gebaut werden muß. Analyse-VFO und Synthesizer besitzen die bekannten VCO-Probleme. Gezogene Quarzoszillatoren dagegen besitzen alle diese Nachteile nicht und sind zusätzlich sehr rauscharm. Bisher wurden sie wahrscheinlich wegen der hohen Quarzpreise kaum verwendet. Mit billigen CB-Quarzen kann dieses Problem jedoch umgangen werden. Der niedrige Preis der Quarze rechtfertigt auch die ansonsten ungünstige Verfünffachung zum Erzielen der Endfrequenz.
1. Schaltungsbeschreibung
Wie Bild 1 andeutet, sind 8 Quarzoszillatoren in Clappschaltung aufgebaut, wobei der gewünschte Frequenzbereich durch Anlegen der Betriebsspannung an den entsprechenden Oszillator eingeschaltet wird. Die Betriebsspannung muß gut stabilisiert und brummfrei sein, um ein sauberes Ausgangssignal zu erhalten.
Bild 1: Von den maximal 8 gezogenen Quarzoszillatoren ist nur einer dargestellt.
Die Quarze sind durch die Serienimpedanz, bestehend aus der Ziehspule Z und dem Parallelkondensator mit 6,8 pF, so weit von ihrer Nennfrequenz verstimmt, daß der erforderliche Ziehbereich von 50 kHz mit der Kapazitätsdiode überstrichen werden kann. Die Bereiche der einzelnen Oszillatoren überlappen sich um mindestens 25 kHz.
Die Abstimmung erfolgt über Kapazitätsdioden vom Typ BB109. Die Abstimmspannung Ua liegt im Bereich von ca. 2,5 V bis 8 V und muß ebenfalls stabil und brummfrei sein. Dafür eignet sich die in Bild 2 gezeigte Stabilisatorschaltung mit dem µA723. Sie wird nur für die Abstimmspannung und die Stromversorgung der Oszillatoren verwendet.
Bild 2: Die stabile und brummfreie Abstimmspannung wird mit einem µA723 erzeugt.
Auf die Oszillatoren folgt eine Pufferstufe (T2), die zum einen die sehr schwache Auskopplung über 1,8 pF aus den Quarzoszillatoren ermöglicht, und zum anderen die Rückwirkung des darauf folgenden Verfünffachers verringert. Der Verfünffacher arbeitet aktiv mit einem Transistor (T3). Im Kollektorkreis befindet sich ein kapazitiv gekoppeltes Bandfilter, um die erforderliche Bandbreite von 2 MHz zu erreichen und die unerwünschten Nebenwellen im Abstand von rund 27 MHz abzusenken.
Auf den Verfünffacher folgt die Auftrennung für Sende- und Empfangsmischer mit je einer Verstärkerstufe, die am Ausgang über je ein Bandfilter zur weiteren Nebenwellenabsenkung einen Pegel von ca. +10 dBm(an 50 Ω) liefert. Damit können die meisten Mischer bereits direkt angesteuert werden.
2. Aufbauhinweise
Die 8 Quarzoszillatoren, der Puffer, der Ver-fünffacher sowie die beiden Ausgangsverstärker sind auf einer gemeinsamen Leiterplatte (Bild 3) aufgebaut. Die Leiterplatte ist 120 mm x 85 mm groß und besitzt auf der Oberseite eine durchgehende Massefläche. Alle Anschlüsse, die nach Masse führen, müssen deshalb auf der Oberseite verlötet werden.
Bild 3: Die Leiterplatte DB3TB 001 ist beidseitig kaschiert, aber nicht durchkontaktiert.
Messungen ergaben, daß das Rauschen des Ausgangssignals durch Verwenden des Transistortyps BFS55A noch um ca. 3 dB verringert werden konnte. Für Amateuranwendungen genügt aber die billigere Bestückung mit BF224/BF199. Auf richtigen Einbau dieser Typen muß geachtet werden.
Die Spulen werden nach den folgenden Angaben und den Anschlußskizzen gewickelt. Anfang und Ende der Wicklung werden verzinnt, um die entsprechenden Anschlußbeine gewickelt und mit diesen verlötet. Der Lötvorgang muß ziemlich kurz sein, damit der Spulenkörper nicht verschmort.
2.1. Bauelemente
T1a...T1h: BFT66 (Siemens), notfalls BF224 oder BF199
T2 ...T4b: BFS 55 A (Siemens), notfalls BF199 (siehe Text)
D1a...D1h: BB109 (Siemens)
1 Stück integr. Stabilisator µA 723 (DIL)
Keramische Scheibenkondensatoren mit 5 mm RM; in den Oszillatorstufen sind die im Schaltbild angegebenen TK-Werte zu beachten.
Für alle Spulen werden glatte Spulenkörper mit 4,3 mm Außendurchmesser, Kerne M 3,5 × 0,5 und Abschirmbecher (aus Kupfer, verzinnt) der Größe 7,5 Ý 7,5 (12 hoch) verwendet.
8 Stück Ziehspulen "Z": 23 Windungen HF-Litze 8 x 0,03. Kern: orange (Fa. Vogt)
1 Stück Spule "P": 13 Windungen KupferLack-Draht 0,2 mm 0; Auskoppelwicklung 2 Windungen, Kern: orange (Fa. Vogt)
6 Stück Spulen "B": 4 Windungen KupferLack-Draht 0,4 mm 0. Kern: violett (Fa.Vogt)
Alle Widerstände in der Größe 0207.
Alle Quarze:Bauform HC-25/U oder HC-18/U, Frequenzen siehe Tabelle 1 in Abschnitt 3. Bezugsquelle: beispielsweise Fa. Reichelt, 2940 Wilhelmshaven, Postfach 3210.
| Quarzfrequenzen (MHz) | Frequenz bei Ua (min) | |||
|---|---|---|---|---|
| Bereich (MHz) | ZF = 9 MHz | ZF = 10,7 MHz | ZF = 9 MHz | ZF = 10,7 MHz |
| 144,000 - 144,250 | 27,085 | 26,750 | 26,995 | 26,655 |
| 144,250 - 144,500 | 27,135 | 26,800 | 27,045 | 26,705 |
| 144,500 - 144,750 | 27,185 | 26,850 | 27,095 | 26,755 |
| 144,750 - 145,000 | 27,235 | 26,900 | 27,145 | 26,805 |
| 145,000 - 145,250 | 27,285 | 26,950 | 27,295 | 26,855 |
| 145,250 - 145,500 | 27,335 | 27,000 | 27,245 | 26,905 |
| 145,500 - 145,750 | 27,385 | 27,050 | 27,295 | 26,955 |
| 145,750 - 146,000 | 27,435 | 27,100 | 27,345 | 27,005 |
3. Abgleich
Zum Abgleich der Baugruppe werden ein Frequenzzähler und 2 einfache HF-Indikatoren (Bild 4) benötigt. Der Zähler wird am Testpunkt TP, der später zum Anschluß eines internen Frequenzzählers verwendet werden kann, angeschlossen. Bild 5 zeigt die Verdrahtung.
Bild 4: Einfacher HF-Indikator als Abstimmhilfe.
Bild 5: So wird die ganze Frequenzaufbereitung verdrahtet.
Die Frequenzbereiche werden nacheinander eingeschaltet und entsprechend der Frequenztabelle bei minimaler Abstimmspannung (ca. 2,5 V) auf die untere Frequenzgrenze eingestellt. Der Frequenzzähler bleibt zum weiteren Abgleich angeschlossen.
Nun wird der Frequenzbereich 145 bis 145,25 MHz eingeschaltet unddieAbstimmspannung auf ihren Minimalwert eingestellt. An die Ausgänge RX-MX und TX-MX wird je ein HF-Indikator angeschlossen und alle Schwingkreise werden auf Maximum abgeglichen. Wer die Möglichkeit dazu hat, kann die Bandfilter mit einem Wobbler auf das erforderliche Frequenzband einstellen.
4. Literatur
- Schad, T., DJ8ES: Temperaturkompensierter Oszillator mit Diodenabstimmung, UKW-Berichte 12 (1972) Heft 2, Seite 100 - 104
DB3TB, Klaus Jürgen Schopf.
Hinweise - Verbesserungen - Änderungen
Aufgrund von Rückfragen interessierter Leser hat der Verfasser noch einige weitere Angaben an den Verlag geschickt, die hier in Kurzform weitergegeben werden sollen:
Die Quarzoszillatoren schwingen nicht mit ihrem Grundton bei 9 MHz, sondern im 3.Oberton. Ein Nachteil dieser Quarze im 3.Oberton: Rechnerisch und in der Praxis beginnt der Oszillator auf einem Rauschhöcker neben der gewünschten (gezogenen) Frequenz zu schwingen, um nach ca. 10 Minuten die stabile Endfrequenz zu erreichen. Die Sideband-NoiseWerte der Gesamtschaltung sind während der Einlaufzeit etwa 5 dB schlechter als in der Tabelle angegeben.
| Abstand vom Träger | Meßwert am Oszillator | Meßwert Ausgang RX-MX |
|---|---|---|
| ± 25 kHz | -149 dB/Hz | -134 dB/Hz |
| ± 100 kHz | -157 dB/Hz | -142 dB/Hz |
| ± 5 MHz | -165 dB/Hz | -152 dB/Hz |
Mit Grundton-Quarzen würde man sofort nach dem Einschalten die Tabellenwerte und die exakte Frequenz erzielen, doch der hohe Preis bewog den Verfasser lieber 8 CB-Quarze zu verwenden. Die Schaltung kann jedoch nahezu unverändert fur 27-MHz-Grundton-Quarze übernommen werden.
DB3TB, Klaus Jürgen Schopf.