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 Betreff des Beitrags: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Do 7.4.2016 20:40 
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Ich beschreibe hier mal mein 80m SSB-Transceiver Projekt. Am Anfang wollte ich eigentlich nur ein paar Experimente zum Thema SSB machen. Unter anderem war ich neugierig, wie sich Sprache im falschen Seitenband demoduliert anhört. Zu dem Zeitpunkt hatte ich noch gar kein Amateurfunkzeugnis. Das habe ich erst gemacht, als ich auf die Idee kam, einen kompletten SSB-Transceiver zu bauen. Schließlich wollte ich den dann auch legal ausprobieren können.
Es war nie mein Ziel, möglichst schnell, möglichst billig oder möglichst einfach einen Transceiver zu bauen. Es sollte auch kein High-End-Gerät werden. Das selbst konstruieren und das selbst bauen stand im Vordergrund. Vieles ist ungewöhnlich, vielleicht auch umständlich und ungünstig gelöst. Das liegt daran, das ich in den meisten Fällen einfach Lust hatte eine Sache auf eine bestimmte Art zu tun. Zum Beispiel die DDS aus Standardschaltkreisen aufbauen, obwohl es ja extra Schaltkreise für so etwas gibt.

Zunächst einmal die Festlegungen, die ich zu dem Zeitpunkt machte, als feststand, dass es mal ein SSB-Transceiver werden soll:
- Modularer Aufbau. Immer nur eine Baugruppe auf eine Leiterplatte. Zum Beispiel 1 Ringmischer, 1 Oszillator, 1 Filter. So fällt es leicht, mal etwas anderes auszuprobieren, oder zu ersetzen.
- Stromversorgung 12 Volt aus Netzteil oder Akku. Mit Ausnahme der PA werden auf den einzelnen Modulen mit Hilfe von Festspannungsreglern die benötigten Spannungen erzeugt, meist 9 Volt oder bei Digitalschaltungen 5 Volt.
- Mechanik: Alle Leiterplatten kommen in ein Systemgehäuse, das eigentlich für die Aufnahme von Leiterplatten im Format 160 x 100 mm bestimmt ist. Alle Leiterplatten werden deshalb 100 mm hoch und so breit wie nötig. Meist passen so 3 oder 4 Leiterplatten in einen Slot. Nur die DDS benötigt eine ganzen Slot für sich allein. In allen 4 Ecken in jeweils 5 mm Abstand zu den Kanten ein Loch Durchmesser 3mm. Bei HF führenden Leiterplatten sind diese Löcher mit Masse verbunden um eine großflächige Masseverbindung der Baugruppen untereinander zu erreichen.
- Stromversorgung über Schraubklemmen, Signalleitungen werden, um Kontaktprobleme zu umgehen, gelötet. Dabei werden Lötösen verwendet um bei mehrmaligem an- und ablöten die Leiterplatten zu schonen.

Sendezweig:
Das Signal vom Mikrophon durchläuft als erstes die Baugruppe Kompressor. Die Schaltung hierfür stammt von http://herwig.mobimail.de/afu.htm. Erste Sendeversuche und auch das erste QSO wurden noch ohne Kompressor durchgeführt. Es erwies sich aber als schwierig, nur durch Beobachtung einer Aussteuerungsanzeige einerseits die PA nicht zu übersteuern, andererseits nicht zu viel Leistung zu verschenken. Dieser Kompressor begrenzt das Signal zuverlässig, bei einem zu großen Eingangssignal wird das Signal aber verzerrt. Bei einem Abstand zum Mikrophon von etwa 15 cm und normaler Sprachlautstärke ist genügend Spielraum nach oben und unten für ein sauberes und konstantes Ausgangssignal.

Als Nächstes durchläuft das Signal es den NF-Verstärker. Hier ist auch ein 1-Ton- und 2-Tongenerator eingebaut, der etwa den gleichen Pegel liefert, wie das NF-Signal nach dem Kompressor. Extrem praktisch für Test- und Versuchszwecke und zum Abstimmen der Antenne.

Weiter folgt ein Filter, das den NF-Frequenzgang steilflankig auf maximal 3 kHz beschränkt, die Anregung hierfür stammt aus "Elektronisches Jahrbuch für den Funkamateur 1984".

Danach wird das Signal in einem Diodenringmischer mit einer Frequenz von 18 kHz gemischt. (18 kHz für das LSB, für das USB kann auf 15 kHz umgeschaltet Werden) Die Wahl fiel auf eine derart niedrige Frequenz, da es einfacher erschien, ein LC-Filter von ca. 2 KHz Bandbreite im Bereicht von 15 - 18 kHz zu realisieren als beispielsweise im Bereicht um die 455 kHz. Und ein LC-Filter sollte es werden, ich wollte mal probieren, was da so möglicht ist.

Das 18 kHz-Signal (bzw. 15 kHz) wird durch Teilung der Frequenz eines 18 MHz-Quarz gewonnen. Das dabei ein Rechtecksignal entsteht, ist nicht weiter schlimm, da die Dioden des Ringmischers im Schaltbetrieb arbeiten und ein Sinussignal auch deformiert würde.

Mit einem 4-kreisigen Bandfilter wird das untere Seitenband herausgefiltert. Die Unterdrückung des anderen Seitenbandes beträgt im Moment etwas mehr als 20 dB und ist damit noch ungenügend. Das ist also eine der nächsten Baustellen.

In einem weiteren Diodenringmischer wird das Signal mit 437 kHz zu 455 kHz gemischt.

Die 437 kHz wurden Anfangs mit einem LC-Oszillator erzeugt. Die Frequenzstabilität liess aber zu wünschen übrig, auch nach einer Einlaufzeit schwankte die Frequenz noch in einem Bereich von +/- 300 Hz. Deshalb wurde ein neuer LC-Oszillator mit einer elektronischen Stabilisierung durch eine Kapazitätsdiode aufgebaut. Ein PIC-Prozessor misst die Frequenz und regelt sie über die Kapazitätsdiode nach. Die Frequenz kann über ein Poti um +/- 500 Hz verstellt werden. Eine einmal eingestellte Frequenz schwankt um +/- 1 Hz. Mit dem Poti lässt sich die Mittenfrequenz auf +/- 10 Hz treffen, das erwies sich im praktischen Betrieb als völlig ausreichend.

Das 455 kHz-Signal wird nochmals gefiltert und in einem 3. Diodenringmischer zum endgültigen Sendesignal von 3,5 bis 3,8 MHz hochgemischt.

Das hierfür notwendige Signal von 3,045 bis 3,345 MHz stammt aus der schon oben erwähnten, aus Standardschaltkreisen aufgebauten, DDS. Die Steuerung übernimmt auch hier ein PIC-Prozessor. Die Frequenzeinstellung erfolgt verschleißarm mit Hilfe eines von zwei Gabelkopplern abgetasteten Zahnrades in 1 kHz Schritten und ist so wesentlich angenehmer und schneller als über Hoch/Runter-Tasten. Mit Hilfe der +/- 500 Hz Verstellung des ZF-Oszillators ist somit jede Frequenz zwischen 3,5 und 3,8 MHz einstellbar. Die Frequenzanzeige erfolgt mittels einer 4-Stelligen Leuchtanzeige.

Für erste Sendeversuche wurde eine 1 Watt "PA" aufgebaut. Meine Überlegung war: wenn man mit 100 Watt um die halbe Welt kommt, sollte man mit 1 Watt wenigstens in Deutschland in der näheren Umgebung zu hören sein.

Mit meinem Labor-Signalgenerator, einem Bandfilter von 3,5 bis 3,8 MHz, einem Diodenringmischer (die beiden letzteren zwecks universeller Verwendung in jeweils einem kleinen Gehäuse aus Leiterplattenmaterial mit BNC-Anschlüssen) und einem NF-Verstärker wurde ein Direktmischempfänger improvisiert. Als Antenne diente ein in meinem Arbeitszimmer an der Heizung angeschlossener und durch die Fensterritze durchgeführter und zu einem 15 Meter entfernten Mast weitergeführter Draht, der nach geringfügigen Längenkorrekturen auf 3,7 MHz in Resonanz war.

Der Empfang war zufriedenstellend, ich hörte Stationen aus Deutschland und den Nachbarländern. Das Ergebniss beim Senden war ernüchternd: ich wurde nicht einmal in 50 km Entfernung gehört. Auch eine Antenne auf dem Dachboden und ein Anpassgerät brachten keinen Erfolg.

Abhilfe sollte eine 5 Watt PA bringen, der Einfachheit halber als Bausatz aus dem Funkamateur Online-Shop, eingebaut, in einem eigenen Gehäuse mit eigener Stromversorgung.

Dies brachte einen ersten Erfolg: An einem 2 x 20 Meter-Dipol, oben auf der Höhe auf dem Schlachtfeld der Schlacht bei Jena und Auerstedt aufgespannt, hatte ich ein erstes QSO über 300 km Entfernung.

Empfangszweig:
Der improvisierte Empfänger war zwar empfindlich, aber von Zeit zu Zeit schlugen starke Rundfunkstationen durch, die dann auf dem gesamten Band zu hören waren.

Um das in Zukunft auszuschließen, besteht der Empfängereingang aus 2 je 2-kreisigen Bandfiltern, zum Ausgleich der Verluste der Filter dient eine Transistorverstärkerstufe zwischen den Filtern.

Durch Mischen mit dem Signal aus der DDS wird die Zwischenfrequenz von 455 kHz erzeugt.

Im zweistufigen ZF-Verstärker wird das Signal wie üblich gefiltert und verstärkt, die Verstärkung ist über die Basisvorspannung der Transistoren einen weiten Bereich von Hand regelbar, damit erfolgt gleichzeitig die Lautstärkeregelung.

Durch weiteres Mischen mit dem 437 kHz Signal wird das 18 kHz-Signal erzeugt, welches anschließend einen weiteren Filter 15 - 18 kHz durchläuft.

Nach einer letzten Mischung mit 18 kHz steht das NF-Signal, lediglich durch einen parallel geschalteten Kondensator von höherfrequenten Anteilen befreit, am Kopfhörerausgang zur Verfügung.

Wenn es keine Fehlmessung war, liegt die Eingangsempfindlichkeit bei etwa 0,5 µV bei einem Signal-Rauschabstand von 10 dB. Der Störpegel liegt stets höher. Durchschläge von Rundfunksendern traten nicht mehr auf. Empfang von europäischen Stationen ist kein Problem (Finnland, Slowenien, Italien und viele, viele Russen).

Da ich mit 5 Watt fast nie gehört wurde, habe ich noch eine 50 Watt PA aufgebaut, mangels Erfahrung mit solchen HF-Leistungen ebenfalls als Bausatz aus dem Funamateur Online-Shop.

Um den Kabelsalat in Grenzen zu halten, wurde die 1 Watt Endstufe aus dem Transeiver entfernt (die Leistung war für die Ansteuerung der 5 Watt Endstufe eh viel zu hoch, aber für die 50 Watt Endstufe zu niedrig) und dafür die 5 Watt Endstufe eingebaut. Dies hatte zur Folge, dass alle anderen am Senden beteiligten Baugruppen, wegen den nun stärkeren HF-Einstreuungen, in Weißblechgehäusen verschwinden mussten, sofern sie es nicht ohnehin schon waren.

Bei Portabelbetrieb oben auf der Höhe mit meinem 2 * 20 Meter Dipol werde ich nun von Stationen in Deutschland relativ zuverlässig gehört.

Der Transeiver ist jetzt also praxistauglich, wie Eingangs angesprochen sind aber noch Verbesserungen möglich und

geplant. In näherer Zukunft sind das die Verbesserung der Seitenbandunterdrückung und der Austausch der 5 Watt Endstufe durch einen Eigenbau zur Senkung der Ruhestromaufnahme (und weil ich Lust bekommen habe, mal eine selbst entworfene Endstufe aufzubauen).

Bernd
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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Fr 29.4.2016 7:06 
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Hallo DB2BMJ,

vieles was du schreibst, war bei mir ähnlich:

nachdem ich vor ca. 6 Jahren wieder ins Hobby eingestiegen bin, ganz unerwartet mit "A" Lizenz, hab ich auch erst mal ein Gerät gebaut, allerdings bin ich den "schnellen" Weg mit 9MHZ ZF gegangen, für 80/20 mit einem VFO.

Habe dann tatsächlich auch erst probiert mit 3 Watt und (Erdgeschoss) Zimmerantenne auf 20m SSB qso zu fahren, hat auch bei mir nicht funktioniert.

Dann mit billigsten IRF Mosfet eine 50 Watt PA nachgesetzt, an der Zimmerantenne einen cq rufenden I angerufen, funktionierte bis "300 km south of rome"

Was für ein Gefühl ! der 1. Kontakt auf HF, alles selber gebaut !

Habe mich dann aber meinem ursprünglichem "Traum" zugewandt, nämlich CW Betrieb mit Primitivgeräten.

(Direktmischer mit Seitenbandunterdrückung, oder auch ohne, Geradeaussender mit bis zu 120 Watt, inclusive chirp und Drift,usw, usw.)

CW war zwar eine Hürde, geht aber inzwischen ganz gut.

IN CW klappten dann sogar Kontakte an der Zimmerantenne mit 3Watt bis 1000 km.

Viel Spass noch beim Hobby, 73, Alfred.

p.s.: Wenn ich dein Gerät sehe "frisst mich der Neid..."


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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Mi 11.5.2016 18:54 
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Hi Bernd,

ich habe Deinen Artikel mit großem Interesse gelesen. Du hast da ein paar wirklich interessante Ideen verarbeitet. Gibt es einen Link zu einem Schaltplan?

vy 73 de Peter

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Selbstbaukram


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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Fr 13.5.2016 10:48 
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Hallo,

es sind natürlich viele Schaltpläne, halt für jedes Modul einer. Aber ich werde mal die interessanten (also nicht die vielen Diodenringmischer) auf meine Homepage bringen und dann hier den Link reinsetzen. Wird aber wahrscheinlich erst nach Pfingsten.

Bernd


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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Di 17.5.2016 22:47 
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Hallo,

unterhttp://home.arcor.de/familiemakowski/80m_Transceiver.html habe ich mal den Schaltplan der DDS und des geregelten 437 kHz Oszillators eingestellt, jeweils mit einer kurzen Erklärung.

73, Bernd


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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Mi 18.5.2016 9:33 
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Hi Bernd,

warum kein fertiger DDS Chip?
Baust du auch ein Gerät für mehrere KW Bänder ?
Ich such noch nach einem schönen Preselektor für den Bereich 10 Khz-30 Mhz.

73 de DL3FOX Uwe

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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Mi 18.5.2016 9:59 
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Hallo,

die DDS hatte ich einfach mal so aus Spaß aufgebaut, lange bevor ich daran dachte, mir einen KW Transceiver zu bauen. Die war also fertig und da bot es sich an, sie zu verwenden.
Vielleicht erweitere ich mal auf das 40m-Band, aber da wird es bei dem Konzept schon langsam schwierig mit den Spiegelfrequenzen. Das ist eher ein Fernziel, im Moment bin ich eher an kleinen Verbesserungen wie zum Beispiel die Verbesserung der Seitenbandunterdrückung.

73, Bernd


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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Fr 27.5.2016 14:18 
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Hallo,

wie schon angekündigt, habe ich mich mal um die Verbesserung der Seitenbandunterdrückung bemüht. Ich habe verschiedene Filtervarianten mit LT-Spice simuliert. Realisiert habe ich letztendlich eine Variante, die aus 3 jeweils durch eine Verstärkerstufe entkoppelten Bandfiltern besteht. Ziel war, die Einhaltung von 99,5 Prozent der abgestrahlten Leistung im Bereich von 2,7 kHz. Aus diesem Grund ist die -3 dB-Bandbreite nur 1,7 kHz breit geworden, ob dadurch die Verständlichkeit zu sehr leidet, muss die Praxis zeigen. Andere Filtervarianten waren steilflankiger, reagierten in der Simulation aber stärker auf kleine Veränderungen der Spulen- und Kondensatorwerte. Meine Sorge galt hier der Langzeitstabilität und dem schwierigen Abgleich in der fertigen Schaltung. Ich habe also lieber eine nicht ganz so steilflankige Variante genutzt, die hier größere Toleranzen zulässt.
Für die Spulen habe ich Schalenkerne mit Abgleichkernen verwendet. Für den Abgleich habe ich mir den Luxus von auf der Leiterplatte aufgebauten Dämpfungswiederständen geleistet. Durch setzen von Jumpern kann ich 5 Schwingkreise bedämpfen und den 6. unbeeinflusst abgleichen. Besonders nützlich für den Nachabgleich nach dem Aufsetzen des Abschirmgehäuses.
Schaltung und diverse Filterkurven unter http://home.arcor.de/familiemakowski/80 ... eiver.html
Hier mal ein Bild vom Filter:
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ssb_filter.jpg


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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Fr 27.5.2016 16:41 
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Hi,

weil mit LC Filter in ner tiefen ZF zu viel Gedöns sind nehm ich lieber Quarzfilter auf ner hohen ZF.
Wolltest du in deinem Konzept keinen SSB Quarzfilter einsetzen ?

73 de DL3FOX Uwe

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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Mo 30.5.2016 10:37 
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Hallo,

Quarzfilter kommt vielleicht später mal, eventuell in Verbindung mit Erweiterung auf mehrere Bänder. Im Moment bin ich bei der schrittweisen Verbesserung der einzelnen Stufen. Als nächstes kommt da die Verbesserung des sendeseitigen 455 kHz Filters, da kommt z.Z. noch etwas Spiegelfrequenz durch.

Bernd


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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Do 26.1.2017 15:18 
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Arcor stellt ab 01.02.2017 leider keinen Webspace mehr zur Verfügung. Meine Webseite ist deshalb umgezogen auf http://www.familiemakowski.de/80m_Transceiver.html.
Zur Zeit arbeite ich an einer Erweiterung auf 40 m und 20 m. Angefangen habe ich mit der DDS, die jetzt von einem AD9835 übernommen wird. Die habe ich auf der oben genannten Webseite beschrieben. Da die Zwischenfrequenz 455 kHz bleiben soll, brauche ich jetzt relativ steilflankige Bandfilter. Für 80 m und 40 m funktionieren die schon, an dem für 20 m bin ich noch dran.
Dann habe ich noch ein paar Experimente in Richtung Frequenzmodulation per DDS gemacht. Dann könnte ich die DDS zur Zwischenfrequenzerzeugung in einem UKW Transceiver verwenden. Das Verfahren scheint gebräuchlich zu sein, aber zu den verwendeten Abtastraten habe ich nichts gefunden. Wie wirkt sich die Abtastrate auf das erzeugte Frequenzspektrum aus? Bei einer Abtastrate von 10 kHz wurde jedenfalls Sprache in einem angeschlossenen UKW-Radio verständlich wiedergegeben. Aber ein UKW-Transceiver ist noch in weiter Ferne.

Bernd


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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Do 26.1.2017 17:29 
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Hi Bernd,
20m schreit nach einem Doppelsuper ;)
Gibt doch genug 10,7 MHz FM Filter aus alten 2m Taxifunken die auch auf 455 KHz umsetzen.

Zu FM Sender: Da braucht du auch ein 15 KH FM Filter ..sonst ist dein Spektrum extrem breit...

ad9835: Hier wird auf 20m auch schon genug an Müll (Spurs) rauskommen. Als Empfänger-VFO nicht so geeignet. Wenns geht hier was mit höherem Systemtakt einsetzen.

Guck mal auf der Homepage von Analog Devices, da gibts so ein Spurs Rechner.

73 de DL3FOX Uwe

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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Mo 30.1.2017 16:50 
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Heute mal etwas Mechanik:
Dateianhang:
drehgeber.jpg

Ein optischer Drehgeber mit mechanischer Rastung. Links vom Geberrad läuft eine Rolle über die Kerben, ihr Durchmesser bestimmt zusammen mit dem Anpressdruck die Härte der Rastung.


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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Mo 3.4.2017 15:57 
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Hallo,

Sende- und Empfangsbandfilter und Bandumschalter sind jetzt fertig. Somit bin ich jetzt zumindest empfangsmäßig auf 40 und 20 m qrv. Das funktioniert auf beiden Bändern schon ganz gut, am Sonntag waren neben deutschen Stationen Polen, Italiener, Schweizer und Spanier zu hören, mit erstaunlich kräftigen Signal.
Auf dem 20 Meter Band treten noch deutliche Pfeifstellen auf. Es handelt sich dabei um Oberwellen von der 15 kHz Zwischenfrequenz, da sich das Muster alle 15 kHz wiederholt. Beim versuchsweisen Umschalten auf das LSB alle 18 kHz. Neben der ungenügenden Spiegelfrequenzunterdrückung des 20 Meter Sendebandfilters ein weiterer Grund, es als nächstes mit einer ZF von 10,7 MHz und Quarzfiltern zu versuchen, Quarze für Versuche mit Ladderfiltern liegen schon bereit.
Aber vorher will ich noch meine 5 Watt Endstufe 40- und 20 Meter-tauglich machen. Die bisher eingesetzte Eigenbauendstufe funktioniert auf 80 Meter ganz gut, aber auf 40 und besonders auf 20 Metern sinkt die Leistung in den Milliwattbereich. Der Einfachheit halber will ich da erst mal die 5-W-Miniatur-Linearendstufe vom Funkamateur-Shop mit einer vorgeschalteten Verstärkerstufe mit dem MAX4012 nehmen. Letztere habe ich von früheren Versuchen fertig aufgebaut da. Die Tiefpässe für die Oberwellenunterdrückung sind auch schon fertig aufgebaut.
Auf http://www.familiemakowski.de/80m_Transceiver.html habe ich den derzeitigen Stand etwas ausführlicher beschrieben.

DL3KCZ hat geschrieben:
Guck mal auf der Homepage von Analog Devices, da gibts so ein Spurs Rechner.

Hab ich leider nicht gefunden. Im Datenblatt sind nur einige Beispiele, aber leider nicht bei 14 MHz.

Bernd


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 Betreff des Beitrags: Re: 80 m Transceiver Eigenbau
BeitragVerfasst: Mo 3.4.2017 17:57 
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Hi
guck mal im Amateurfunk Allgemein Forum, wir bauen auch fleissig am MAS Contest Minimal Transceiver für CW bis 100 Bauteile.
Bei mir wirds wohl ein Direktmischer, der Super braucht noch zu viel Bauteile..


ADIsimDDS
http://www.analog.com/designtools/en/si ... eFilters=0

73 de DL3FOX Uwe

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