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 [ 27 Beiträge ]  Gehe zu Seite 1, 2
Autor Nachricht
 Betreff des Beitrags: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
Hallo Selbstbaufreunde,
die hohe Zeit des Lima SDR ist schon länger vorbei und deshalb im Forum nichts (mehr) zu finden. Ich bin also ein Spätzünder. Die Platinen habe ich bestückt und die ersten Test zeigen eine
ordentliche Funktion. Nun hatte ich mich entschieden, nicht die vorgeschlagene "Endstufe" auf der Platine mit 4 x BS 170 zu realisieren. Ich sah das Kühlproblem für diese Gehäuse und
erkannte auch bei meinem Funktionstest, dass da nie und nimmer 1 Watt zu generieren ist. Als Ausgangssignal am Mischer habe ich ein qualitiativ gutes Signal mit 100 mV an 50 Ohm (hoffentlich ist mein Skope einigermaßen genau bei den Leistungspegeln). Jedenfalls war die Hüllkurve mit 2-Ton zu meiner Zufriedenheit. Meine Anforderung ist nicht hoch. Ich möchte eigentlich nur so
etwa 100 milliwatt aus dem SDR, um eine externe QRP-Linear ansteuern zu können, die bei Bedarf noch die Stations-Linear nachgeschaltet bekommen kann.
Einige Schaltungen habe ich ausprobiert
a) den 2N2222A on board etwas verändert und über neuen Ausgangstrafo ausgekoppelt
b) dann die vermeintlich gute Idee, einen Hybridverstärker MAR 8 nach dem Mischer zu verwenden und danach einen 2N2222A
Die einzelnen Stufen waren immer OK auf dem Stationstisch im Test mit Meßsender und Skope. Dann habe ich die Zusatzplatine eingebaut und erkenne einen verbogenen Sinus, oben und unten
begrenzt, dann allenfalls nach MAR 8 und 2N... etwa 3 Volt/ss
Nun wird manch ein HF-Techniker erkennen, dass ich ein Bastler bin. Ich habe eine gänzlich andere berufliche Orientierung - bin also Amateur. Ich oute mich als Laie und frage, wer hat ein brauchbares Rezept für einen solchen HF-Verstärker mit den Werten für 12 Volt. Ich scheue mich noch, den Lima in die Kiste der alten und gescheiterten Projekte zu geben.
Über ernstgemeinte Zuschriften freue ich mich
73 de Franz DL2UR - A14


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
Hallo Franz,

ich baue ausschließlich "HDRs" (Hardware defined radios) ;-) aber das Problem des Leistungssenders unterscheidet sich natürlich nicht. Daher ein paar Hinweise zu Deinem Beitrag:

[quote]...dass da nie und nimmer 1 Watt zu generieren ist.[/quote]

Ich kenne diese Endstufe nicht aber es kommt natürlich darauf an, wie sie geschaltet ist. Eventuell kannst Du mal einen Schaltplan davon einstellen. Für 1 Watt HF benötigt man, wenn die Signalqualität deutlich besser als "unterirdisch" sein soll, meiner Erfahrung nach einen dreistufigen Sender, wenn man ihn mit 100mV (ich nehme an Spitze-Spitze) speisen will. Ich baue dazu einen Vorverstärker auf (Pout ca. 2 bis 5 mW), einen Treiber (Pout= 250 bis 300 mW) und in der Regel wegen der besseren Linearität einen Gegentaktendverstärker mit ca. 5 bis 7 Watt Ausgangsleistung.

Wenn Du eine "handelsübliche" QRP-PA benutzen willst (welche genau?), benötigst Du zumindest den Vorverstärker bzw. den Treiber. In [url=https://radiotransmitter.files.wordpress.com/2016/12/dk7ih-microtransceiver-20-m-2-watts-1.jpeg:1glbw38o]dieser Schaltung[/url:1glbw38o] findest Du einen meiner "Standardsender" (unten rechts)

Das immer wiederkehrende Problem ist die Impedanzanpassung zwischen den Stufen. In der Regel geht es zwischen den Stufen immer von höherer auf niedrige Impedanz. Dazu sind die HF-Transformatoren in Form von Ringkernübertragern gut. Eine andere Methode besteht darin, Pi-Filter zu benutzen. Das funktioniert gut, wenn man Eintaktstufen verwendet, bei Gegentaktstufen sind Ringkernübertrager das Mittel der Wahl.

Bei einem Breitbandsender hast Du ein weiteres Problem: Der Verstärkungsgewinn fällt mit der Frequenz. Du benötigst also Kompensationsglieder, die dies ausgleichen. Dazu lassen sich Kondensatoren als Elemente einer frequenzabhängigen Gegenkopplung benutzen. Hier ein [url=https://radiotransmitter.files.wordpress.com/2015/12/transmitter-5-band-10-watts-qrp-sbb-transceiver-peter-rachow-dk7ih.jpg:1glbw38o]Beispiel[/url:1glbw38o] aus einem 5-Band-Transceiver, den ich vor ein paar Jahren entwickelt hatte. Im Sender siehst Du Gegenkopplungen von das Basis zum Kollektor bestehend aus Kondensator und ohmschem Widerstand. In manchen Emitterleitungen ähnliche Anordnungen. Sie sorgen für eine Glättung des Verstärkungsverhalten über den gesamten Frequenzbereich des Senders.

Wenn Du Dir Schaltungen Leistungssendern von QRP-Transceivern im Internet ansiehst, wirst Du immer ähnliche Schaltungen finden. Wesentlicher Unterschied ist die Arbeitspunkteinstellung zwischen Sendern nur für CW und solchen für SSB. Aber im Prinzip folgen diese Schaltungen den gleichen Grundlagen. Ein vergleichendes Studium ist sehr aufschlussreich.

vy 73 de Peter


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
Hi,
http://www.box73.de/product_info.php?products_id=3685

glaub die würde passen. Sonst auch mal bei anderen QRP Projekten gucken , besonders die mit Gegentakt Endstufen.

Wenn der Sinus oben und unten begrenzt dann ist die Stufe übersteuert. Die MAR Teile tuns normal wenn man die nicht überfordert und richtig beschaltet.

73 de DL3FOX Uwe


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
Hallo Uwe,
es geht um die Leistungsverstärkung zwischen Sendemischer und einer handelsüblichen QRP-PA. In meinem Fall habe ich den Bausatz der DL-QRP zusammengebaut. Das Ergebnis wäre dann 10 Watt out. Aber da muss ich mit Treiberleistung erst mal hinkommen. 'Der Lima SDR kann kein CW (zumindest nicht brauchbar für einen CW-OP). Also bezieht sich alles auf SSB.

Peter, DK7IH - ja genau - dein Beitrag erfasst die Problematik. Ich habe schon einige QRP-TRX in Analogtechnik aufgebaut. Meist bin ich damit zurechtgekommen. Gelegentlich, wenn es etwas gehakelt hat, konnte ich einen bekannten OM zu Rate ziehen, der sich auch mit der HF-Meßtechnik gut ausgekannt hat. Aber dieser liebe Mensch ist nicht mehr... Es gibt dann schon noch andere,
aber die sind zusehends genervt, wenn man mit ihnen nicht über ihre eigenen Projekte spricht, sondern über solch niedrige Dinge wie ich sie habe.
Die Impedanzanpassung ist bei mir vermutlich ein Problem, das ich fachlich nicht behersche. Und dann wird es schwierig, wenn man vom Kochrezept abweicht. Ich werde mal meine Schaltungen
zusammenstellen für deine Analyse und mich wieder melden. Geht auch Call@darc.de ? Ist bei mir scharfgeschaltet.
73 de Franz, DL2UR


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
[quote]
Ich werde mal meine Schaltungen
zusammenstellen für deine Analyse und mich wieder melden.[/quote]

Hallo Franz,

ja, das wäre interessant mal einen Blick auf Deine Schaltungsentwürfe werfen zu können. Du kannst Sie aber besser hier einstellen, dann haben mehr Leute etwas davon. Ist bestimmt auch für andere interessant.

vy 73 de Peter


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
Eine Treiberstufe mit nem 2n3866 sollte eigentlich reichen...

Aber du musst mal deine Schaltunsgversuche mit Oszi Bild /Gleichspannungsmessungen vom Arbeitspunkt einstellen.

Kannst auch mal paar FT37-43 FT50-43 Kerne für Breitbandübertrager besorgen. Die braucht man in Treiberstufen oft um von 200 auf 50 Ohm zu kommen. Gibts z.B . bei Reichelt.

http://www.dl0hst.de/mini-ringkern-rechner.htm


73 de DL3FOX Uwe


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
de DL2UR
Ich habe mal die Schaltungen dargestellt. Zunächst zur Übersicht der Mischer, der die digitalen Signale des SDR zusammenführt und ein HF-Ausgangssignal auf der Endfrequenz erzeugt. Das sah gut aus auf dem Skope und ergab 100 mV/ss an 50 Ohm auf Masse. Dann die ursprüngliche Schaltung Treiber und Endstufe des Lima (ohne die handschriftlichen Änderungen) mit 4 x BS 170. Diese Schaltung habe ich eliminiert bis auf den 2N2222A
und entsprechend Blatt 3 - unten re. abgeändert, also einstufig Mischer - 2N22... - Trafo
50 Ohm-Ausgang. Das brachte in der Schaltung dann 700 mV/ss - zu wenig um eine
nachfolgende PA anzusteuern. Bei mir ist es die PA der QRP-AG in der Ausführung mit
Mosfet’s - 1 x Treiber 2 x Endstufe Gegentakt. Sie soll 10 Watt bringen.

Also kam ich auf die Idee nach dem Mischer einen Hybrid MAR 8 zu schalten und dann
erst auf den 2N22.... zu gehen. Die Arbeitspunkte habe ich vorher mit Meßsender und Skope
in beiden Stufen eingestellt. Mit dem Meßsender - etwa 40 mV/ss waren dann 4V/ss zu gewinnen. So dachte ich, dass bei mehr Ansteuerung vom Mischer nach Einbau
ein noch höheres Ausgangssignal vorhanden sein müsste. Aber weit gefehlt - mit Mischer
100 mV/ss waren es dann gerade mal 3 V/ss und ein ordentlich verbogener Sinus - siehe
Foto. Zeigt das Skope eine zu hohe Ansteuerung, wenn der Sinus oben und unten anstößt
und sich verbiegt ? oder kann der Fachmann da noch anderes erkennen ? Gibt es ein
Impedanzproblem zwischen Mischer und MAR 8 oder zwischen MAR8 und 2N22... ?
Oder kann man von dieser Schaltung einfach nicht mehr Ausgangsleistung verlangen ?
Dann wäre evtl. wieder Mischer - 2N... (wie unten rechts im Schaltbild) und ein nachgeschalteter 2N3866 - oder ähnlich - die Lösung. Aber da bräuchte ich dann auch
Hinweise zu den erforderlichen Trafos. Es sind Fragen eines Amateurs, der trotz
intensiver Bastelei immer noch Probleme mit den Grundlagen hat. Ich hoffe, das Einfügen der Schaltbilder und des Skope-Fotos hat funktioniert.
online-academy for good haming
73 de Franz, DL2UR


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
Hi,
du hast doch ein 2 Kanal Oszi ;)

Also: Kanal 1: Input
Kanal 2: Output vom Verstärker

Jetzt legst du vorne ein kleines Sinussignal an und guckst was hinten draus wird.
10mV rein 100mV raus oder so...das sollte noch schön linear sein.
Dann langsam aufdrehen..irgendwann komprimiert die Stufe und der Sinus wird oben und unten platt.
Ich würd mal gucken wann es gerade anfängt und dann beim Input so bis maximal 90% von dem Wert gehen. Du kannst den Ausgang dann Faktor 10 unempfindlciher einstellen und beide Kurven übereinander legen.

Bau am Kollektor erst mal reinen Widerstand ein. A Betrieb und immer gucken das du nix überlastest.
Wenn du später auf die nächste Stufe gehst..hast du den Ausgangswiderstand deiner Stufe. Du hast auch den Eingangswiderstand der Folgestufe. Damit kannst du dann den Übertrager ausrechnen.

73 de DL3FOX Uwe


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
Hallo Franz,

[quote]
Ich hoffe, das Einfügen der Schaltbilder und des Skope-Fotos hat funktioniert.
[/quote]

hat es. ;-)

Ich fange einmal an mit der Seite 43 des Originaltextes von dem SDR: Die Vorstufe mit dem 2N2222 ist Standard. Die Gegenkopplung im Kollektorkreis hätte ich auch so gemacht. So sieht die erste Stufe meiner Sender nach dem Bandfilter auch aus. Die Werte sind größtenteils identisch. ;-)

Ich würde die Finger von den MARs lassen. Ich habe mehrere Versuchsreihen durchgeführt zwischen einer "zu Fuß" aufgebauten Vorverstärkerschaltung (wie jene mit dem 2N2222 von dem Text) in einem Sender und einer Stufe mit einem MAV-11 (ist vom Prinzip her gleich, aber die Spezifikation weichen im Detail ab, im Netz gibt es irgendwo eine Tabelle welcher MAV bzw. MAR für welche Anwendung am besten passt). Also, lange Rede, kurzer Sinn: Die selbst entworfene Verstärkerstufe lieferte mehr Ausgangsleistung, war spektral reiner und ein Zweitonsignal sah besser aus (ohne das jetzt genau spezifizieren zu weollen). Seither mache ich einen Bogen um diese monolithischen Verstärker. Man ist bei einem Leistungssender wohl bereits recht früh auf einem Leisungsniveau wo die monolithischen Schaltungen suboptimal arbeiten.

Ich mag keine PAs mit MOSFETs bei 12V. Sie sind nicht annähernd so linear wie jene mit bipolaren Transistoren. Außerdem brauchst Du einen deutlich höheren Ruhestrom. Meine Favoriten sind nach wie vor Transistoren wie 2SC2078, 2SC1969. Die lassen sich über ebay beschaffen, allerdings muss man aus den hunderten chinesischen Betrügern den Anbieter herausfinden, der die Ware von eleflow verkauft und nicht "umgespritzte" NF-Transistoren.

Hinweis: eleflow.com baut die Transistoren von Mitsubishi nach, mit teilweise sogar etwas mehr Gain. Ich benutzte sie selbst (neben alter Orginalware) und sehe nur positive Unterschiede zu den Originalen, wenn überhaupt. Falls diesbezüglich informationsbedarf besteht, kannst Du mir gerne ein Mail schreiben (mailto:peter.rachow@web.de). Ich kann Dir einen Anbieter nennen, der bei ebay vertrauenswürdig ist (nein, ich bekomme keine Provision! ;-) )

Fazit: Diese ganzen "IRF"- und andere MOSFET-Designs haben mich enttäuscht. Auch mit solchen FETs, die angeblich für "Radio PA usage" gedacht waren. Ich bleibe "bipolar".

Also könnte Dein Sender vermutlich so aussehen:

- Vorstufe wie gezeigt mit einem 2N2222.
- Treiberstufe mit einem 2N3866
- Endstufe im Gegentakt mit 2* 2SC2078.

Die wird so ähnlich wie diese hier aussehen:

http://www.kitsandparts.com/minikits/linearampsch.gif

(Um nicht immer meine eigenen Entwürfe zu bewerben! ;-) )

Zur grundsätzlichen Schaltungsauslegung:

Die Vorstufe und die Treiberstufe kannst Du noch direkt vom Kollektor nach der Basis koppeln, beim zweiten Stufenübergang brauchst Du einen Übertrager (grob geschätzt Windungszahlenverhältnis 2:1, was einer Impedanztransformation von 4:1 entspricht. Eine 5 bis 10 Watt (Gegentakt)Endstufe hat eine Eingangsimpedanz von 15 Ohm oder weniger).

vy 73 de Peter


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
de DL2UR
danke für die konstruktiven Hinweise. Ja Peter, den MAR 8 habe ich gedanklich schon gestrichen. Deine Vorschläge sind vernünftig mit der bipolaren Technik. Es ist nur so, dass ich die Endstufe
10 Watt der DL-QRP-AG schon habe - mit FET's. Dafür ist die Umschaltmimik bereits realisiert vom Lima aus. Ich brauche eben die erforderliche Ansteuerung auf 50 Ohm-Basis. Ob dann 7 oder 10 Watt rauskommen ist nachrangig. Nun habe ich mit meinem flachen Wissen eine neue Schaltungsvariante dargestellt zur kritischen Durchsicht. Es ist die ursprüngliche Beschaltung des 2N2222A,
für die der Print schon vorhanden ist. Dann habe ich den 2N3866 nachgeschaltet und so bemessen wie in deinem 5-Bander. Aber welche Impedanz habe ich dort am Collector und wie bringe ich
sie konkret auf 50 Ohm, damit es dann auf die QRP-PA wieder passt ? oder soll ich an der QRP-PA am Eingang was ändern ? Schaltung beigefügt. Die dort angegebenen geringen Ansteuerpegel haben sich bei mir nicht bestätigt. Den 2N3866 muss ich erst noch beschaffen.
Einstweilen danke für die Kooperation.
73 de Franz, DL2UR


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
Hallo Franz,

in der Schaltung sehe ich ein Problem bei der zweiten Stufe mit dem 2N3866: Du machst die Gegenkopplung unwirksam, weil die Verbindung zwischen 820R und 2k7 mit dem 100 nF C auf Masse liegt. Du musst daher die Verbindung zwischen dem Knoten 47R/100nF und dem Knoten 820R und 2k7 trennen und neu verbinden. Wie genau sollte das Bild zeigen.

Des weiteren würde ich zwecks Linearisierung des Frequenzganges den Koppelkondensator zur Vorstufe verkleinern.

Zur Bestimmung der Ausgangsimpdanz: Die Pi-mal-Daumen-Regel lautet: Ausgangsimpedanz = Kollektorwiderstand. Leider gilt das nur für Gleichstromverstärker. Beim Wechselstrom ist der Kollektorwiderstand komplex und daher schlecht zu determinieren. Du müsstest den Wechselstromanteil der Stufe losgelöst vom Gleichstromanteil nach U und I bestimmen. Das ist schwierig. Für Gleichspannung stellt die Stufe mehr oder weniger einen Kurzschluss dar, daher ist der Weg über die Gleichspannungsseite nicht zielführend. Außerdem ist die Impedanz auch frequenzabhängig. Es läuft also auf den Weg der experimentellen Leistungsoptimierung hinaus. Dafür habe ich Dir zwei Alternativen eingezeichnet.

Alternative 1: Du stellst Dir einen Ringkernübertrager (z. B. mit einem FT50-43 Kern oder besser größer) her und führst nach jeder Windung eine Anzapfung heraus. Dann schließt Du daran einen 50-Widerstand an und ein Scope. Dort wo die optimale Leistung an 50 Ohm erzielt ist, hast Du das annähernd richtige Übersetzungsverhältnis.

[b:f1tsevte]Tipp: Zwischen Spule und 50Ohm-Widerstand sollte noch ein 100nF Kondensator eingebaut werden. Habe ich beim Zeichnen vergessen![/b:f1tsevte]

Alternative 2: Hier wird ein LC-Filter in Pi-Schaltung benutzt. Wenn Du den C auf der Ausgangsseite des Filter einbaust, erhältst Du eine niedrigere Impedanz am Ausgang als am Eingang, wenn der C am Eingang ist liegt, ist es umgekehrt. Problem: Für einen Breitbandsender ist dies nicht brauchbar. Für Monobandsender allerdings eine gute Methode.

Viel Spaß beim Experimentieren!

vy 73 de Peter


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
Hallo Peter, danke für die Mühe. Ich habe deine Hinweise im Schaltplan überarbeitet. Nun wird es etwas dauern, bis ich dir berichten kann vom Labortisch... hi.


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
Hallo Franz,

[attachment=0:3hcje8h6]Preamp_PA_Lima_SDR.jpg[/attachment:3hcje8h6]

anbei ein weiteres Bsp. für einen Verstärker der aus den vorhandenen 0,1Vss die gewünschte 0,1W Treiberleistung erzeugt. Die Übertrager werden mittels bifilarer, verdrillter Wicklung auf jeweils einen Ferritring- oder Doppellochkern gewickelt.


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
[quote]anbei ein weiteres Bsp. für einen Verstärker der aus den vorhandenen 0,1Vss die gewünschte 0,1W Treiberleistung erzeugt. Die Übertrager werden mittels bifilarer, verdrillter Wicklung auf jeweils einen Ferritring- oder Doppellochkern gewickelt.[/quote]

Hi Robert,

ich habe die Schaltung nachgebaut, kommt aber nur auf ca. 2,8 Vss am Ausgang bei 50Ohm Last. Kerne sind auf FT37-43 bifilar gewickelt, Transistoren sind jene aus der Schaltungsvorgabe, am Eingang sind ca. 100mVss. Der letzte C, dessen Bemaßung im Plan fehlt, hat bei mir ebenfalls 100nF. f=14MHz.

Sehr eigenartig....

vy73 de Peter


  
 
 Betreff des Beitrags: Re: Lima SDR - HF-Verstärkung nach Mischer
Hallo Peter und Robert,
auch ich kann von Erfahrungen berichten. Meine Schaltung koppelt die erste Stufe mit 2N2222A kapazitiv über 1nF auf die Basis des 2N3866 und hat an dessen Kollektor einen Übertrager, wie von
Peter beschrieben - Ringkern FT 50-75 mit 16 Windungen. Der Anzapf für die Auskopplung liegt bei 6 Windungen kollektorseitig. Dort war der höchste Pegel. Der 2N22... ist auf 20mA Ruhestrom und der 2N3866 auf 65 mA eingestellt. Die Pegel: Mischersignal etwa 100 mV/ss - 2N22... Ausgang an Koppel-C = 650 mV/ss - Ausgang 2N3866, Anzapfung des Übertragers über 50 Ohm an Masse = 2,6 V/ss - ergibt dann magere 25 mW. Als ich die erste Stufe des 2N22.. mit 50 Ohm abgeschlossen hatte, waren es nur 400 mV/ss.
Robert, hast du die Schaltung aufgebaut und gemessen oder theoretisch mit den Werten aus dem Datenblatt die Durchgangsverstärkung errechnet ? Wieviel Wicklungen haben die beiden Übertrager ? 1:1 ? Es gibt ja immer Streubreite bei den Ttransistoren. Mein 2N22.. ist von Thomson "ST". Ich habe auch noch welche von Motorola. Die erste Stufe ist auf der Platine des Lima, die zweite noch im
Probeaufbau auf kleiner externer Platine. Wo sollte man bei der Optimierung anfangen ? Oder andere Schaltungsalternative ? andere Ruheströme ?
Die Stufe mit 2N3866 war im Verstärkungsfaktor sehr linear von 1,8 bis 30 Mhz. Bei der Zusammenschaltung hat es sich zu 30 Mhz hin etwas verschlechtert, aber immer noch akzeptabel.
Danke für die Diskussion
73 de Franz, DL2UR


  
 

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