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Transverter 28MHz auf 144MHz

Da mein Yaesu FT-847 sich immer öfter als Problemgerät an einem guten Contest Standort heraus stellte, habe ich nach einem Transverter für meinen Kenwood TS-850 gesucht. Die Lösung kam von Wolfgang Schneider, DJ8ES in den UKW-Berichten 3/2014. Ich habe mir den Platinensatz direkt bei ihm bestellt. Vor dem Aufbau habe ich dann weitere Artikel und Datenblätter gelesen und den Transverter nach meinen Vorstellungen abgeändert. Entstanden ist ein Gerät, welches zusammen mit meinem TS-850 sich in den Contesten März, Mai und September 2016 wesentlich besser verhalten hat.
(Zur Freude der G07 Contest Crew :-))

Die Plannungsphase

Mit Hilfe der Feeware AppCAD und den Datenblättern der Bauteile habe ich die zu erwartenden, theoretisch möglichen Daten des Transverters ermittelt. Enttäuscht war ich vor allem vom IIP3 (-14dBm) und der maximal möglichen Eingangsleistung
(-34dBm).


Ich habe den 7dBm Mischer gegen einen 17dBm Typ ausgetauscht. Desweiteren habe ich den Gali-6 in der 2.Stufe durch ein 3dB Dämpfungsglied ersetzt. Das Dämpfungsglied bietet eine bessere Anpassung zwischen Bandpassfilter und Mischer.
Zu erwartendes Ergebnis:
IIP3 = +6,99dBm (+21dBm!) und Input Power -6dBm (+28dBm!).
Allerdings auch deutlich weniger Durchgangsverstärkung (13 statt 29dB).


Auf der UKW-Tagung 2016 in Weinheim wurde der Transverter auf dem Stand der Hochschule Darmstadt vermessen.
Die tatsächlichen Werte:
maximaler Input: -10dBm    Verstärkung: 11,67dB    IM: -58,3dB    IIP3: 5dBm    OIP3: 16,8dBm    Noise Figure: <1dB

Der Aufbau

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Links die Transverterplatine nach DJ8ES, mittig im Messinggehäuse die PA, rechts der Lokaloszillator nach DC8RI.
Im kleinen Weissblechgehäuse vorne ein 144MHz Bandpassfilter zwischen Transverter und PA.
Oben mittig die Netzteilplatine.


Die Transverterplatine


Hier die abgeänderte Schaltung. (Irgendwann male ich das mal in "schön" :-))

Der RX Pfad hat nur noch den PGA-103 im Eingang. Den GALI-6 habe ich entfernt, da sonst der Mischer zu früh übersteuert wird. Stattdessen ist dort ein 3dB Dämpfungsglied zur besseren Anpassung zwischen Bandpassfilter und Mischer. Den Mischerbaustein selbst habe ich gegen die 17dBm Version ausgetauscht (orginal 7dBm).
Den Oszillator habe ich über 2x 50Ohm HF-Relais statt dem sonst vorhandenen Splitter angeschlossen. Die 20dBm Leistung des Oszillators hätte zwar für den Splitter ausgereicht, aber bei meinen ersten Messungen hatte ich zu hohe Oberwellen. Durch den Abschluss aller Ports der Mischer mit mindestens 3dB wurden diese deutlich niedriger. Ausgangspektrum "ohne 3dB Abschluß und mit 3dB Abschluß des Sendemischer (die roten Werte sollen natürlich dBm heißen). Und hier eine Zusammenfassung.
Im TX Pfad habe ich ebenfalls den GALI-6 nicht bestückt. Da aus dem Mischer mehr Leistung zur Verfügung steht und der Endstufen Hybrid nur ca. 5mW zur Ansteuerung benötigt, verhält sich die Schaltung so oberwellenfreundlicher.
Trotzdem habe ich noch das externe Bandpassfilter eingefügt, so dass alle Oberwellen sicher über 60dB gegenüber dem Träger unterdrückt sind.
Auf der 28MHz TX Seite habe ich 12Volt für den Transverterausgang des TS-850 eingespeist. Hierdurch wird im KW-Transceiver die 100W PA abgeschaltet und die Steuerleistung beträgt ca. 50mW, was die Anpassung an den Transverter deutlichst vereinfacht.

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Die Netzteilplatine


Der Pfad 1N4001 - Ein/Aus-Schalter - Relais 1 erfüllt zwei Aufgaben:
1. Verpolungsschutz, da das Relais nur bei richtiger Polung der 13,8V Betriebspannung anzieht.
2. Ich konnte einen kleineren, nicht für den benötigten Strom ausgelegten Schalter einbauen.

Relais 2 wird von der PTT-Taste gesteuert.
Das PA Modul liegt wegen der höchsten Stromaufnahme von ca. 5A dauerhaft an der Betriebsspannung.
Der PA Hybridbaustein wird über die 5V Bias Spannung eingeschaltet. Diese wird über den L200 Regler erzeugt. Die Besonderheit hierbei ist der "langsame" Anstieg der Spannung von 0V auf 5V innerhalb 20ms. Dadurch steigt die Stromaufnahme des Moduls ebenfalls nur langsam an: Keine schlagartig heftige Belastung des Netzteils und ein Schutz der evtl. nachfolgenden PA.
Das Sende-/Empfangskoaxrelais (im Foto oben rechts) wird mit der 9V TX Spannung geschaltet.

Das PA-Modul


Das Modul ist ein normaler Standartaufbau:
Links der Eingang, dann der BIAS Anschluss, gefolgt von der 13,8V Versorgungsspannung. Rechts der Ausgang mit einem Tiefpassfilter, bestehend aus 2 Glimmerkondensatoren und einer Luftspule.
Der Baustein liefert maximal 40W Ausgangsleistung. Da aber dann die Oberwellen stark zunehmen, steuere ich das ganze maximal bis 20W aus. In den Contesten wurde eine BEKO-PA eingesetzt, welche mit 15W die 750W Ausgangsleistung lieferte.

Der Oszillator

Hier habe ich den AmpOsz nach DC8RI, beschrieben in der Funkamateur 9/2011 nachgebaut.
Es war mir wichtig, einen Oszillator mit niedrigem Phasenrauschen einzusetzen. In vielen Berichten wird über die schlechte Qualität der meisten UKW Transceiver in dieser Hinsicht geschrieben. Das Phasenrauschen wirkt sich beim Senden negativ für die anderen Teilnehmer aus, sowie beim eigenen Empfang schwacher Signale. Die Schaltung ist über die Zeitschrift zu beziehen.

Fazit

Obwohl schon erfolgreich im Einsatz, habe ich noch weitere Änderungen, bzw. Ergänzungen in der Planung.
Der vorliegende Bericht wird nach Ausführung entsprechend ergänzt.

Im direkten Vergleich des bisher eingesetzten Yaesu FT-847 zur Kombination Kenwood TS-850/Transverter sind sich alle bisherigen Nutzer der G07 Contestgruppe DL0GM einig:
* deutlich ruhiger Empfänger
* gleich hohe Empfindlichkeit (diese habe ich auch am Messplatz verglichen.)
* durch die besseren Filter des TS-850 mehr Möglichkeiten der Optimierung
* extrem weniger Probleme mit Splatterstörungen (Großsignalverhalten!)

Natürlich hätte ich auch einen fertigen Transverter kaufen können. Aber der Spass an der Planung, die dadurch gewonnen neuen Erkenntnisse und der Erfolg sind nicht zu ersetzen.
vy 73 de Michael, DL5KBG