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Ausgewählte Selbstbauprojekte . <FA-SDR Aufbau> . <FA-SDR mit Fldigi> . <Experimentalendstufe IRF510> . <hm-Dummy> Grundgedanken Auf dieser Seite
möchte ich meine hauptsächlichen Bauvorhaben vorstellen,
ohne Anspruch auf Vollständigkeit. Zunächst ganz kurz
aus meiner Sicht für den Wann und warum Selbstbau? |
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Pro: |
Contra: |
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Natürlich
verschieben sich die Grenzen etwas, je nachdem ich vorwiegend aus
Freude am Eigenbau oder doch mehr wegen Bedarf an einem
technischen ********************************************************************************************************************* |
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Computer Thinkpad X32
Der X32 ist sowohl portabel als auch zuhause mein
Funkcomputer und wurde günstig bei einem Recyclinghändler
erstanden, wobei Akkulaufzeit und Nutzungsspuren als zweitrangig
betrachtet wurden. Die Datensynchronisation mit dem Heimcomputer
erfolgt mit Synchronisationsprogramm über LAN. Grundgedanke
ist, portabel-Technik zu vermeiden, die im unterwegs nach
Nutzungspausen nicht funktioniert oder andere Eigenheiten
aufweist, die eine Einarbeitung nach Nutzungspausen erfordern. Er
hat einen 12'' Bildschirm, XP, 500MB Speicher, eine 40GB HDD,
1,8MHz Taktfrequenz und eine interne Soundmax-Soundkarte und
stellt gewissermaßen die Mindestanforderung dar. Er
benötigt im Iddle-Betrieb um 1A und unter Rocky (RX) etwa
1,6A bei externen 15,5V (mit Power-SDR und Fldigi eher noch ein
wenig mehr). Ein Test mit Standardakku im Digitalbetrieb ergab um
2 Stunden Betriebszeit, doch schon erheblich weniger wie die „bis
zu...“ Abgaben in den Prospekten Netzteil Als
Netzteil wird das zum Computer mitgelieferte Schaltnetzteil
verwendet, das mit 4,5A ausreichend dimensioniert ist. Das Kabel
wurde auf der 16,5V-Seite aufgeteilt und ein zweiter Stecker
montiert, der zum Gehäuse des FA-SDR in eine separate Buchse
geführt wird. Das zusätzliche Entstörfilter
befindet sich im Gehäuse des FA-SDR, außerdem ein
konventioneller Spannungsregler, der die Betriebsspannung für
den SDR-Teil auf ca 13V begrenzt. Im Heimbetrieb wird er über
den für Kfz-Betrieb gedachten Step-Up-Wandler aus dem
Netzgerät für den DX-70 betrieben. Der
Funkamateur liefert zu seinem Bausatz die Beschreibung mit, so
dass sie hier nicht wiederholt werden muss. Der Aufbau verlief im
Prinzip problemlos und die Platine funktionierte auf Anhieb. Als
mögliche Probleme könnten nach meinen Erfahrungen
auftreten: Den
Bausatz gibt es ebenfalls beim Funkamateur, ebenfalls mit
Dokumentation. Sein Aufbau machte keine Probleme. Unterschätzen
sollte man aber keinesfalls die Wärme, die sich bei längerer
Betriebszeit so im Kühlkörper sammelt, ich musste bei
meinem Aufbau auch zur Kenntnis nehmen, dass ich sie stark
unterschätzt hatte. Weiterhin hatte ich anfangs Leistungs-
und Verstärkungsabfall bei 28MHz, der mir etwas kräftig
erschien. Anschluss des Ausgangstrafos und der Gegenkopplung
direkt am Drainanschluss (und nicht 1cm weiter auf der gleichen
Lötfläche) brachten eine deutliche Korrektur (siehe
auch
http://www.dl0sdr.de/forum/topic.php?id=969&s=sj2p3ftlsljriaig6rf2s9b221)
Ich habe den Bausatz anstelle des 1W-Moduls eingeschleift, so
dass die originale Sende-Empfangs-Umschaltung benutzt wird.
Bisher hat das das doch recht kleine Relais ohne Probleme
überstanden. Die Tiefpassfilter wurden mit RFSIM
berechnet. Für 160m, 80m und 40m wurden 5-polige Filter, für
30/20m, 17/15m und 12/10m 7-polige Filter verwendet. Die Relais
zum Einschalten werden bei mir über einen Taster von der
Steuereinheit bedient. Bei der Inbetriebnahme wurde festgestellt,
dass offensichtlich infolge von Toleranzen, vor allem der
Induktivitäten, der Aufbau doch nicht so simpel ist wie
gedacht. Es ist anzuraten, die Filter abzugleichen/zu überprüfen,
ob sich der Durchlassbereich auch so wie gewünscht ergibt.
Weiterhin sollte das SWR des Filters (auch wenn die
Durchlasskurve stimmt) geprüft werden (Filterausgang mit 50
Ohm abschließen, mit geeignetem Messgerät überprüfen,
ob das SWR am Eingang 1:1,5 nicht überschreitet), ansonsten
kann sich Leistung und IMD der Endstufe deutlich verschlechtern.
In das Tiefpassfilter wurde eine Messschaltung eingebaut, um die
Vorwärts- und Rückwärtsleistung zur
Leistungseinstellung und Antennenanpassung anzeigen zu
können. |
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Step-Up-Wandler
Für
den portabel-Betrieb an der Kfz-Steckdose wurde ein
Step-Up-Wandler integriert. Der Wandler ist
ein handelsüblicher Wandler für Laptops, der allerdings
im Plastikgehäuse geliefert wurde. Er wurde in ein
handelsübliches Stahlblechgehäuse eingebaut. Die LP
musste auf beiden Seiten ca 1mm abgeschliffen werden. Es ist
darauf zu achten, dass der FET und die Diode des Wandlers
isoliert thermisch mit dem Gehäuse gekoppelt werden müssen
(die beiden Klammern am oberen Bildrand). Für die
Entstörfilter wurde jeweils eine separate Kammer mittels der
Trennbleche vorgesehen. Alle Massepunkte (Wandler und Filter)
wurden kurz auf des Gehäuse gelegt. |
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Mechanischer Aufbau und erste Erfahrungen |
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Verbindung FA-SDR mit dem Laptop:
- rechts die 3 Kabel für
den Betrieb des SDR Bei Betrieb mit dem 4,5A-Laptopnetzteil wird das kurze Kabel für die Computer-Stromversorgung entfernt und das Netzkabel über einen Y-Stecker gesplittet direkt in den Computer sowie in den Eingang des FA-SDR (über der Antennenbuchse) gesteckt, bei Speisung aus dem SEC1223 erfolgt die Speisung über den Step-Up-Wandler. Der Original-Netzeingang des FA-SDR (zwischen den NF-Leitungen) wird nicht benutzt, da er intern mit einer gefilterten und stabilisierten Spannung versorgt wird.
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Beim mechanischen Aufbau wurde
auf 3 vorhandene Gehäuseseitenteile eines
Aluminiumgehäusebausatzes zurückgegriffen. Zusammen mit
der aus Leiterplattenmaterial gefertigten Vorder- und Rückseite
ergab sich ein einfach anzufertigender Rahmen. Die Platte des
FA-SDR wurde in die Nuten der Alu-Teile eingeschoben, in die
zweite Kammer wurden der Verstärker PLB-15, der
Tiefpassfilter und die Steuer- und Anzeigeeinheit eingebaut.
Ober- und Unterseite wurden mit Kunststoffplatten abgedeckt. Der SDR-Empfänger eignet sich sehr gut zur Abschätzung des IMD anderer Funkgeräte, da er einen großen Signalbereich verzerrungsfrei demodulieren kann. Dabei sollte man ihn jedoch nie, auch nicht über Dämpfungsglieder, mit dem anderen Gerät verbinden. Irgendwann in der Hektik klappt es dann schon mal, oder der Computer schickt mal einen nichtgewollten Impuls zu Sender. Es reicht am Fremdgerät der Anschluss eines Dummy und Empfang mit dem SDR über Streusignale, notfalls mit wenigen cm Draht als Antenne. Kommt zu viel HF auf den Eingang des FA-SDR, so wird als erstes und sehr schnell der MMIC im Preselektor zerstört. Eine nette Arbeit, dieses niedliche SMD-Bauteil ohne Zerstörung der Platine auszubauen, ist mir bisher nur mit Abschleifen und entfernen der Einzelteile gelungen. War die HF etwas stärker, kommt als nächstes der 1:9-Trafo am Eingang des Preselektor. Wie man das Lötzinn aus den engen Bohrungen der Durchkontaktierung bekommt, wusste meine Entlötpumpe auch nicht, also auch den Übertrager zerlegen und stückweise raus. Aus diesem Grund habe ich jetzt bei meinem Gerät zwischen Dämpfungsglied und Preselektor ein Glühlämpchen 9V/50mA (kalt 20Ohm, bei 9V 200 Ohm), gefolgt von zwei antiparallel Dioden nach Masse, eingefügt, so ähnlich, wie es in vielen älteren Empfängern auch enthalten ist. Der Funkbetrieb mit Rocky 3.6 ist in Zeiten der CAT-gesteuerten Transceiver und weitgehend automatisierten PSK-Programme erst mal gewöhnungsbedürftig, und die ersten QSO nach einer Pause laufen recht holprig ab. Aber als Einstieg sollte man unbedingt damit anfangen, es ist übersichtlicher und einfach zu handhaben. Und man kann damit arbeiten, und außer der Antenne (wenn es nur etwas Draht ist, auch mit ihr) passt die ganze Funkstation in eine Computertasche, das Anpassgerät ist ja bei QRP auch recht klein. Inzwischen habe ich mich in PowerSDR, virtuelle Kabel, virtuelle Schnittstellen und die Programmkopplung eingearbeitet und benutze nur noch PowerSDR mit Fldigi, der Bedienkomfort ist doch eine ganz andere Liga.. |
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FA-SDR mit Fldigi unter PowerSDR1.9.0 sr40 Für grundlegende Voraussetzungen verweise ich auf die zum FA-SDR mitgelieferten Manuals bzw. auf das Forum http://www.dl0sdr.de/ Folgende
Software wird benötigt bzw. ist bei mir
verwendet:
Ich gehe hier nur auf die Probleme, die mir bei der Installation der Verbindung zwischen den beiden Programmen begegnet sind, ein. Die grundsätzliche Installation von PowerSDR, Fldigi und der Koppelprogramme sowie deren Grundeinstellungen sind den entsprechenden Manuals zu entnehmen. Bei der Vielzahl der zu sichtenden Anleitungen kommt man schnell mal auf die Idee, etwas aus dem Bauch heraus zu machen, und das geht oft schief.
Fernsteuerung in PowerSDR: (setup-CAT
Control) hier wird TS2000, unter CATControl COMn, 9600,none,8,1
eingestellt, Enable CAT angehakt und Apply
gedrückt VAC: Die Installation bereitete keine Schwierigkeiten. Wenn es nicht ging, waren höchstens mal die Kabel verkehrt zugeordnet. Eine feine Einstellung der Spiegelfrequenzen ist mit der Demoversion von VAC etwas schwierig, da ständig eine Stimme zwischenquakt. Senden geht damit nur auf den Dummy, wie das periodische, lautstarke „trial“ aus dem Kontrollempfänger nahelegt. Der Ärger kam, als ich die Demo-Version durch die reguläre ersetzen wollte. Irgendwie war da wohl mal VAC(demo) nicht ganz sauber deinstalliert oder darüberinstalliert worden worden, und ich bekam Fehlermeldungen der unterschiedlichsten Art beim Installationsversuch. Da ich die Ursache trotz Durchsuchen der Registry und des Laufwerkes C: mit verschiedenen Keywords nicht finden konnte, spielte ich eine Sicherungskopie auf C: auf und alles ging problemlos, wenn auch die Aktualisierung der Sicherungskopie danach einige Arbeit machte. Also: bei Versionswechsel VAC die alte Version immer vorher sauber deinstallieren, das vermeidet Probleme. Empfang: Ging eigentlich auf Anhieb. Zunächst hatte ich den subjektiven Eindruck anhand von Empfangstests auf 20m, dass die Dekodierung von PSK recht schlecht ist und auch der Kontrast im Wasserfall dem des konventionellen Modembetriebs deutlich nachsteht. Aber im weiteren Vergleich zeigte sich, dass wohl die Erinnerung einiges geschönt hatte, auch das konventionelle System hatte so seine Problemchen. Ein Vergleich mit Rocky3.7 ergab, dass die Dekodierschwelle von Fldigi unter PowerSDR gleich der von Rocky3.7 ist mit geringen Vorteilen für Fldigi im Grenzbereich. Ebenfalls geringe Verbesserungen im Grenzbereich brachte es, die Samplerate für VAC von den in der Anleitung empfohlenen 11025 auf 44100 zu erhöhen (testen!). Spiegelfrequenzunterdrückung und Kalibrierung ließen sich normal einstellen.
Senden: An folgenden Stellen habe ich mich
etwas festgebissen:
Die Installation ist nun fertig und wird in der
Folgezeit getestet Betrachte ich den Gesamtaufwand, so kann ich
die verschiedentlich geäußerte Meinung bestätigen,
dass derjenige, der sich mit SDR-TRX gegenwärtig
beschäftigen möchte, folgendes auf sich vereinen
sollte: Betriebserfahrungen:
Die ersten QSOs sind gemacht
und mein Eindruck ist folgender
- Störsignale an der Soundkarte:
Das sowohl FA-SDR als auch Computer bei mit mit den gleichen
15,5V versorgt werden, hat es sich als entscheidend
herausgestellt, das Computermasse und SDR-Masse absolut gleiches
Potential haben, dann liegt auch mit der internen Soundmax im X32
der Rauschpegel sehr niedrig, Spikes und Welligkeit des
Grundrauschpegels sind praktisch weg, ebenso der Rauschanstieg
der Soundkarte um die Trägerfrequenz.. Erreicht wurde das
durch ein Y-Kabel bei Nutzung des Laptopnetzteiles (= kurze
Masseleitung) und insbesondere eine zusätzliche kurze
Massenbrücke vom SDR zum Computer (Masseschraube LPT-Board).
Auch ein kurzes, höherwertigeres USB-Kabel und 2
Klappferrite auf den Signalleitungen trugen dazu bei. Auch
externe Leitungen, wie z.B. LAN usw., können für einen
deutlichen Störpegel auf der Soundkarte sorgen
(Masseschleifen. Test: Grundrauschen sinkt nicht bei Ziehen des
externen Netzsteckers/LAN/usw.... am Laptop). Ist alles ok,
sollten keine Unterschiede zwischen Batterie- und Netzbetrieb des
Laptop auftreten. |
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Experimental-Endstufe
für den FA-SDR – keine
Bauanleitung
Stand
02/2013 |
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![]() Blick auf die PA. Soweit möglich,
wurde die Elektronik auf den Kühlkörper montiert. Vorn
hinter der Frontplatte Netzfilter, 12v-Netzteil, 48V_Netzteil,
Box mit Tiefpassfilter für die PA. Die Trägerplatten
der Elektronik dienen gleichzeitig als Luftleitkanal. ![]() Blick auf die offene Rückseite mit den IRF und den Bauteilen der Source- und Gatebeschaltung. Zur Verbindung zwischen den FETs dienen schmale Streifen doppelseitig beschichtetes LP-Material. Die Masseverbindungen erfolgen mittels Lötösen über die Befestigungsschreuben der FETs, die Drain-Anschlüsse sind über Bohrungen nach innen geführt und dort analog verbunden. ![]() Anblick der Rückseite mit Abdeckung und Lüfter |
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![]() Deckel Innenseite |
Verwendung: Für den Test einer Endtsufe benötigt
man einen Lastwiderstand, der auch mal größere
Leistung über einen längeren Zeitraum vertägt. Ein
50W-Widerstand für diese Zwecke kostet rund 5€, und
wenn man in die Datenblätter schaut, gilt das nur für
25°C. Daraus ergibt sich, dass ich für einen 200W-Dummy
etwa 40€ für die Widerstände, einen großen
Kühlkörper sowie eine Lüftung benötige.
Handelsübliche Dummys, speziell für Dauerlast ab 100W,
haben auch stolze Preise. Anfangs hatte ich den 1,5kW-Dummy (mil)
aus dem Klub ausgeliehen, aber die Größe
(40x40x40cm)und das Gewicht (ca.30kg) waren auch nicht gerade
handlich. Eine alternative Idee fand ich dazu in einem
Internetforum – ein schlichter Wasserwiderstand. Er kann
aufgrund der hohen spezifischen Wärmekapazität des
Wassers große Energiemengen bei relativ geringer Erwärmung
aufnehmen. |
![]() Dummy, komplett |
Funktionstest: Zuerst
wurde warmes Leitungswasser aufgefüllt (ca 40°C). Das
Ohmmeter zeigte rund 700 Ohm, aber bei Anschluß des Senders
ergab sich ein SWR von 1:2. Gleichstrommessungen mit dem Ohmmeter
sind also nicht brauchbar. Fazit: Für den Amateurgebrauch bei größeren Leistungen durchaus eine praktikable Alternative. Benötigt man zu Prüfzwecken ein SWR von nahe 1:1, sollte man einen Tuner zwischenschalten. |