Einfacher HF-Rauschgenerator für ZF-Filterabgleich

Mit wenigen Bauteilen läßt sich ein breitbandiger HF-Rauschgenerator aufbauen, der in Verbindung mit einem PC mit Soundkarte einen bequemen Abgleich von Filtern im ZF-Zweig von Empfängern ermöglicht. Kommerzielle Geräte verwenden spezielle Sättigungsdioden, im ARRL-Handbuch wird eine kalibrierte Rauschquelle mit der Diode NC302L beschrieben [1]
Für Amateurzwecke kann man gut eine Z-Diode als Rauschgenerator benutzen: wird sie im Durchbruchsgebiet von einem Strom durchflossen, entsteht das sogenannte "Lawinenrauschen". Nach den in [2], S. 296f., gemachten Angaben, erzeugt z.B. eine Zenerdiode SZX 19/8,2 (RFT) bei einem Sperrstrom zwischen 800 und 1000 µA im Frequenzbereich zwischen 10 und 30 Mhz eine relativ konstante Rauschspannung von 40 µV.
Eine oft nachgebaute Schaltung stammt von Tom Hammond (N0SS) [3], meine folgt R. Krause-Nehberg (DK5RK) [10].

Die Diode D1 1N448 schützt die Schaltung bei Verpolung der Betriebsspannung, das Potentiometer am Ausgang ist bei mir unverzichtbar, da sonst der Rauschpegel für manche Anwendungen zu hoch ist.

Die Anwendung des Rauschgenerators für einen  ZF-Filterabgleich ist einfach. Das Signal des Rauschgenerators wird in den Empfängereingang oder direkt in den ZF-Zweig (vor dem Filter) eingespeist. Das resultierende NF-Signal wird auf den Eingang einer Soundkarte gegeben und mit dem PC per Software analysiert.
Zur NF-Signalanalyse nutze ich das Programm vom DL4YHF "Spectrum Lab". Es hat neben seinen vielen Einstellmöglichkeiten den Vorteil, daß - wenn im PC vorhanden - unterschiedliche Soundkarten ausgewählt werden können.

Durchlaßkurve des CW-Filters im Transceiver TS-140S, aufgenommen mit Spectrum Lab.

Quellen, Links:

[1] A calibrated noise source. In: The ARRL Handbook For Radio Amateurs 2000. p. 26.32

[2] Hans-Joachim Fischer / Wolfgang E. Schlegel: Transistor- und Schaltkreistechnik. Berlin 1979. S. 296f.

[3] Tom Hammond (N0SS): Broadband (HF) Noise Generator for Filter Alignment.
http://www.n0ss.net/noise_source.pdf.
Enthält Schaltbild, Leiterplattenentwurf und Spektrumanalyse des Ausgangsignals.

[4] Montgomery D. Northrup (N5ESE): N5ESE's Experiments with Broadband Noise Generators.
http://www.io.com/~n5fc/noise.htm.

[5] Rod W. Cerkoney (N0RC): N0SS Noise Generator, Manhatten Sytle Construction.
http://www.radioactivehams.com/~n0rc/noise_gen/.

[6] N-gen Wideband Noise Generator. (100 kHz - 500 MHz). http://www.elecraft.com/.
Rauschgenerator-Bausatz von Elecraft. Über "Our products" und "mini-Module Kits" gelangt man zu "N-gen Wideband Noise Generator. (100 kHz - 500 MHz)". Neben dem Handbuch gibt es auch Anleitungen zur Verwendung des Rauschgenerators zum Filterabgleich.

[7] Peter Weber (DJ4BR): Eine Rauschbrücke zur Impedanzmessung. http://dj4br.home.t-link.de/rauschbr.htm

[8] Hans Nussbaum (DJ1UGA): Rauschgenerator bis 1 Ghz. In: funk. Heft 7/2002. S. 26-29.
Rauschgenerator mir Basis-Emitter-Strecke des Transistors BFR96S, erzeugt einen Pegel von -140 dBm/Hz an 50 Ohm. Erläuterung der Anwendung für Empfindlichkeitsmessungen von Empfängern etc.
Siehe auch: Hans Nussbaum (DJ1UGA): Rauschgenerator bis 2 GHz. In: funk. Heft 3/ 2005. S. 26-31.

[9] Peter Zenker (DF2FI): Rauschgenerator der DL-QRP-AG.
http://www.qrpproject.de/Media/pdf/Rauschgenerator.pdf. Handbuch des Bausatzes der DL-QRP-AG  (http://www.qrpproject.de/rauschgenerator.htm).  
Neben Schaltung und Leiterplattenentwurf Beschreibung der Methodik des ZF-Abgleichs mittels Rauschgenerator und Soundkarte.

[10] Reinhard Krause-Rehberg (DK5RK): Amateurfunk mit der Soundkarte.
http://www.dk5rk.de/PDF/Vortrag_Afu_Treffen.pdf. In diesem PDF-Dokument gibt es einen Abschnitt "ZF-Filter ausmessen mit der Soundkarte", wo die Vorgehensweise kurz dargestellt wird.
 

Software für die Soundkarte (Windows, Freeware):

Audio Spectrum Analyzer (Spectrum Lab) von Wolfgang Büscher (DL4YHF).
http://freenet-homepage.de/dl4yhf/spectra1.html
Hervorragendes Programm mit vielen Möglichkeiten!

Spectogram (Gram) von R. S. Horne. Ist bis zu Version 5 Freeware. Mit einiger Suche findet man noch die älteren Programmversionen, so z. B.  http://www.hitsquad.com/smm/programs/SPECTROGRAM/download.shtml Die neueren Versionen sind Shareware (10 Tage freie Nutzung) - http://www.visualizationsoftware.com/gram.html.

(c) Lutz Höll, DK3WI 2005-2007
Letzte Änderung 14.02.2007