Archiv der Kategorie: Eigenbau

Einfache HF-Rauschbrücke zur Impedanzanalyse (Teil 2)

Es war nicht einfach entsprechende Bauteile für eine funktionierende Mechanilk zu finden. Weiter unten die Links für einige Bauelemente. Hier ist nun erstmal der noch nicht verdrahtete Prototyp der Rauschmessbrücke. Nach dem Studium des neuen Rothammel Antennenbuches entdecke ich auch dort die Schaltung für den Rauschgenerator.

Rauschmessbrücke Prototyp

Rauschmessbrücke Prototyp

Rauschmessbrücke Prototyp Frontansicht

Rauschmessbrücke Prototyp Frontansicht

Rauschmessbrücke Prototyp

Rauschmessbrücke Prototyp

Rauschmessbrücke Prototyp Rückansicht

Rauschmessbrücke Prototyp Rückansicht

Die passiven elektronischen Bauteile sind allesamt aus der Grabbelkiste, wie auch der Ringkern. Der Kuperlackdraht für den HF-Trafo ist gewonnen aus alten Computernetzteilen (Drosseln, Spulen, etc.). Jetzt geht’s an die Verdrahtung.

Fertig verdrahtet und abgeglichen. Erster Einsatz erfolgreich. Das Gerät rauscht von 160m – 10m. Es sind deutliche Rauschminima auf den (manchmal nicht) zu erwartenden Frequenzen zu erkennen.

Rauschmessbrücke fertig abgeglichen

Rauschmessbrücke fertig abgeglichen

Rauschmessbrücke fertig verdrahtet

Rauschmessbrücke fertig verdrahtet

Linkliste von Lieferantenquellen

Drehkondensator AM/FM 2x260pF / 2x20pF
Verlängerungsachse 6mm für Drehko
Achsverlängerung
Drehknöpfe
AK Modul Bus
http://www.ak-modul-bus.de
Achsdurchführung
Kupplungsmuffe 6mm/6mm
Voelkner
http://www.voelkner.de
2N2222
220 Ohm Poti
Distanzhülsen Metall Sechskant
Platinenmaterial
N-Koax-Buchsen
Reichelt
http://www.reichelt.de
Widerstände
Kondensatoren
6,8V Zener Diode
1N4001
Ringkern
Schrauben
Grabbelkiste
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Einfacher Frequenzzähler bis 1,5 GHz für 70 Euro

Von SEC Digital habe ich mir auf der Interradio 2013 in Hannover einen kleinen Frequenzzähler als fertig aufgebauten Bausatz ohne Gehäuse beschafft. Er funktioniert mit einem kleinen PIC-µController und einem Eingangsteiler. Seine Bezugsfrequenz erhält er von einem 20 MHz-Quarz. Dieser kann mit einem Trimmerkondensator zum Abgleich noch gezogen werden. Der PIC zeigt die Frequenz in Hertz auf einem LCDisplay mit Hintergrundbeleuchtung an. Dazu habe ich mir ein Halbschalen-Gehäuse besorgt und die 2mm-Aluminium-Frontplatte entsprechend bearbeitet. Das Loch für das Display habe ich mit einer geliehenen el. Dekupiersäge grob ausgesägt und mit einer flachen Schlüsselfeile die Feinarbeiten erledigt.

Zum Abgleich des Gerätes habe ich mit meinem Kenwood TS-870S Trägerfrequenzen an einem Dummyload erzeugt und den Zähler danach abgeglichen. Der TS-870S ist bereits an WWV-Signalen abgeglichen.

Dieser Mini-Counter ist nicht geeicht und deshalb für anspruchsvolle Prüfzwecke auch nicht geeignet, er zeigt mir aber im Rahmen seiner Toleranzen Frequenzen und Frequenzänderungen an bis ins 70cm-Band an. Hier meine Sendefrequenz meines Standard C500 für das Relais DB0ABB (Ausgabe auf 439.100 kHz, Eingabe auf 431.500 kHz):

Frequenzzähler während einer Sendung auf 70cm

Frequenzzähler während einer Sendung auf 70cm

Das Gerät zeigt mir also schon an, dass ich etwa 2 kHz neben der Frequenz liege. Da kann man später sicher was dran drehen – an der Handfunke natürlich. Die Frontplatte soll noch mittels einer entsprechend angefertigten Folie beschriftet werden.

Alle Teile zusammen landen auf der Preisskala bei etwa 70,- € – Eigenleistung nicht mitberechnet.

 

Einfache HF-Rauschbrücke zur Impedanzanalyse (Teil 1)

Ein kleines Weihnachtsprojekt 2013:

Aus Beuteteilen (Ausschlachteteile) habe ich mir eine Rauschbrücke zum Bestimmen von Antennenimpedanzen etc. zusammengelötet. Dazu haben mir viele Anleitungen und Veröffentlichungen im Internet geholfen.

Der Sinn einer Rauschbrücke ist mittels eines Rauschgenerators und einer Brückenschaltung ein Gleichgewicht von bekannten Real- und Blindwiderstänen ein unbekanntes Messobjekt zu bestimmen. In den meisten Fällen ist das natürlich ein unbekanntes Antennengebilde.

Zuerst hier der bildliche Aufbau:

HF-Rauschbrücke im fliegenden Aufbau Vorderseite

HF-Rauschbrücke im fliegenden Aufbau Vorderseite

HF-RauschbrüHF-Rauschbrücke im fliegenden Aufbau Rückseite

HF-Rauschbrücke im fliegenden Aufbau Rückseite

Großes Augenmerk ist auf den Ausgangsübertrager zu legen. Dieser ist das zentrale Element, das das hochfrequente Rauschen an die Messbrücke einkoppelt. Dieser fliegende Aufbau muss dringend in ein HF-dichtes Gehäuse eingesetzt werden, da die Signale extrem verstärkt sind. Außerdem benötige ich noch einen richtigen regelbaren Widerstand von etwa 250 Ohm.

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Cantenne – Dummy-Load mit Öl-Kühlung

Dieser Beitrag beschreibt einen im Amateurfunk üblichen Eigenbau einer künstlichen Last von 50 Ohm (Dummyload) für 100 Watt mit Ölkühlung in einer Weißblechdose mit Spannungsmessung (=Leistungsmessung).

So habe ich mir nach einigen Vorgaben aus dem Internet einen kleinen Lastwiderstand (Dummyload) für 50 Ohm gebaut, der etwa 100 Watt HF abfangen darf. Das Prinzip ist nicht neu und schon seit den 60er Jahren bekannt. Mit seiner legendären Heathkit Cantenna hatte man einen 50 Ohm Widerstand in einer geschlossenen Dose mit Öl zur Kühlung untergebracht. Nach diesem Prinzip habe ich nun folgende Bauanleitung zusammen getragen.

Material

In diesem Fall habe ich 20 Stück Metallfilmwiderstände von jeweils 1 kOhm parallel geschaltet und erhalte somit 50 Ohm. Die Belastbarkeit sollte 2 Watt nicht unterschreiten, besser 3 Watt. Ich habe lediglich die 2 Watt Version bekommen und multipliziere dies mit 20 parallelen Widerständen und erhalte eine Gesamtbelastbarkeit von 40 Watt im ungekühlten Zustand. Durch die Ölkühlung wird die Belastbarkeit auf über das doppelte ansteigen. Mein Bauchgefühl sagt mir etwa 100 Watt, was für kurzzeitige Einstellungen und Messungen an gängigen Kurzwellen-Transceivern völlig ausreichend ist! Sollte sich der Widerstand im Laufe der Zeit erhöhen, so hat man erfolgreich Widerstände frittiert. Bei der Dose handelt es sich um eine einfache saubere und leere Farbdose aus Weißblech (0,75l..1l), die für die notwendige HF-Dichtigkeit sorgt. Diese habe ich von einem benachbarten Malermeister geschenkt bekommen. Um die HF in die Dose zu bekommen braucht man eine SO239-Buchse oder BNC-Buchse. Ich hatte noch eine BNC-Einbaubuchse mit zentraler Verschraubung. Die Widerstände habe ich mit zwei doppelseitig kaschierten Platinenresten (jeweils 40 mm im Quadrat) miteinander verlötet. Der Bohrplan ist weiter unten.

Für die Möglichkeit eine Leistung zu messen, wurden zwei Anschlüsse nach draußen geführt, über die die mittels einer Diode (BAV21) und eines 10nF/500V Scheibenkondensator gleichgerichtete Spannung über der 50 Ohm Last gemessen werden kann. Diese Spannung wird an zwei Bananenbuchsen (rot und schwarz) herausgeführt. In der weiter unten stehenden Tabelle kann die Leistung anhand des Spannungswertes abgelesen werden. Eine Idee für ein weiteres neues Projekt wäre die Leistungsangabe mittels eines Mikrocontrollers.

Schaltung

Circuit Diagram Dummyload

Circuit Diagram Dummyload

Cantenne Bohrschablone Verbindungsplatten

Bohrschablone für die Verbindungsplatten der Widerstände

Nach diesem Schema sind zwei Platinenreste mit 40 mm im Quadrat auszusägen und zu bohren. Die Ecken können abgesägt werden, müssen aber nicht. Die eine Platine bekommt eine große Bohrung in der Mitte von etwa 8 mm Durchmesser. Dies ist dann die Masseplatte. Die zweite “heiße” Platte wird in der Mitte durch eine 1,2 mm Bohrung versehen. Hier wird nachher der Mittelleiter angelötet. Alle anderen 20 Bohrungen sind für die Widerstände von 0,8 mm.

Berechnung der Leistung nach der gemessenen Spannung

\displaystyle P [W]= \frac{(\frac{U_{eff}+U_{fwd}}{\sqrt{2}})^2}{Impedanz}

 

Mit eingesetzten Werten: 

Gemessene Spannung = 99,6 V
Verlustspannung der Diode = 0,4 V
Impedanz = 50 Ω

\displaystyle P = \frac{(\frac{99,6+0,4}{\sqrt{2}})^2}{50} = 100

 

Hier die Excel-Formel für Copy & Paste in die Zelle B5:    =POTENZ(((A5+$B$1)/WURZEL(2));2)/$B$2

Alle anderen Werte in die Zellen eintragen, wie unten ersichtlich.

Excel-Formel

Excel-Formel

Berechnung der Leistung

Berechnung der Leistung

 

Und nun viel Spaß beim Nachbau