1 GHz - 2.4 GHz - ein interessanter Frequenzbereich für ATV

Hier im Münchner Raum wird für die Eingabe der verschiedenen ATV Umsetzer 13cm und 3cm bevorzugt. Nachdem der DB0QI mein erster ATV-Umsetzer war bei dem ich zugeguckt hab, ist natürlich irgendwann das Verlangen nach dem 'Selbersenden' groß geworden. Im Laufe der Zeit entstanden so verschiedene Steuersender. Für alle Steuersender 500MHz-2.7 GHz hab ich eine PLL gebaut mit dem SP5055.

Auf dieser Seite findest du so ziemlich alle VCOs mit denen ich mich bis heute befasst habe:

Verschiedene Steuersender im 13cm Band

Das war der erste 13cm Steuersender den ich erfolgreich nach eiiiiiinigen Versuchen auch zum Laufen brachte. Hier ist nur der Oszillator abgebildet. Das Grundmodell (von DJ8ES) ist in den UKW-Berichten zu finden. Prima Sache, weil dieser Oszillator ohne viel Aufwand herzustellen ist, nur mit der Messung was aus dem Teil rauskommt war's nicht so einfach. Glücklicherweise hatte ich einen Spektrumanalysator als Dauerleihgabe und auch einen Arabsat-Konverter, der das 13cm-Band in das 23cm-Band abbildet. Damit war auch der gewünschte Arbeitsbereich schnell eingestellt.

Nachgeschaltet sind nur noch 2 MMICS und daraus entstehen dann ca 20mW mit denen sich schon was anfangen lässt.

Zu sehen ist hier links die Unterseite des Steuersenders mit Oszillator und PLL (SP5055). Die PLL wird hier näher beschrieben

Im oberen 13cm Sender ist noch eine DL2AM Endstufe eingebaut, und liefert ca.4 Watt.

Bei den französischen Funkamateuren hab ich eine interessante Schaltung gefunden (F4DAY).
Das frequenzbestimmende Bauteil besteht hieraus zwei verdrillten Drähten mit ca. 1,5cm Länge. Auch diesen Oszillator hab ich mit 2 MMICs auf 20mW HF gebracht. Der Unterschied zum Oszillator aus den UKW-Berichten ist für den Betrieb der, daß hierfür nun eine Inverterstufe für das Basisbandsignal verwendet werden muß. So sieht der TX dann näher betrachtet aus:

Hier noch eine Nahaufnahme:

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Ein neues Steuersender Projekt für 13cm und 23cm

Inzwischen ist ein neues Projekt entstanden. Der Grund dafür ist der geplante Umbau von DB0QI und da habe ich einfach mal einen Versuch gestartet. Mich hat schon immer die Linearität der VCOs von Varil, Z-Comm etc begeistert. Ebenso sind die Daten des Phasenrauschens auch eine Freude. Mal sehen was die PLL (SP5055) daraus macht. In dem Probeaufbau ist ein VCO von Z-Comm zum Einsatz gekommen. Er überstreicht einen Bereich von 2300 bis 2450 MHz bei einer Regelspannung von 0,25 bis 4,5 V und einer Betriebsspannung von 5V. Das Schleifenfilter ist noch nicht komplett erprobt und bedarf noch kleinerer Korrekturen. Als "Endstufe" dient hier ein VNA25 (Beschriftung ist MCL25) und sollte dann so um die 15-18 dBm abgeben. (Im Moment sind es nur 11dBm)

:

Mittlerweile ist auch weil's ja mal wieder sehr klein werden soll eine neue Steuerplatine dazu gekommen mit einem wunderbar kleinen Display.

Im Moment sieht der Arbeitsplatz ganz lustig nach Arbeit aus:

Die Steuersoftware ist auch eine neue geworden und die PLL muß nun erst mal ausspucken was sie denn so an Daten noch bereithält:

Um nun über den VCO auch ein Basisbandsignal zu schicken, muß natürlich auch erst mal ein solches entstehen. Nachdem ich in Nürnberg mobil in ATV unterwegs war musste ich feststellen, daß es manchmal doch ganz nützlich wäre, wenn man den Tonträger auch bequem verstellen kann. Somit war die Idee geboren eine Basisbandaufbereitung zu basteln, die den Tonträger mittels PLL stabilisiert. Dafür habe ich jetzt den MB1501 ausgewählt. Dieser PLL-Baustein ist bis 11oo MHz gigantisch variabel was seine Teilermöglichkeiten betrifft. Nur das dann so einfach in eine Soft zu packen war garnicht so einfach. Hilfe bekam ich auf dieser wunderbaren französichen Site von F5SOH. Ich hab mir frecherweise eine Kopie gemacht.

Die Steuersoftware für diesen PLL-Baustein funzt mittlerweile auch prima. Nur muß jetzt der Tonoszillator auch noch in einem Bereich von 5,5 MHz bis 7,5 MHz, am liebsten aber von 4 MHz bis 11 MHz tun ... mal sehen was sich da machen läßt, die ersten Versuche waren bis jetzt erfolgreich.

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Ein neuer VCO fürs 13cm und 23cm Band soll entstehen

Der DB0QI soll ja neue Bausteine bekommen, das war der Grund warum ich nach Möglichkeiten gesucht habe, einen 23cm Steuersender aufzubauen. Der Anfang war fertige VCOs wie auch für 13cm zu verwenden. Leider wollen an diesen VCOs einfach zuviele Leute Geld dran verdienen. Auch wenn man ab und zu bei Ebay diese VCOs vermeintlich günstig, aber eigentlich viel zu teuer bekommen kann. Wenn ich sehe was eigentlich in diesen VCOs drin ist: 2 Transistoren für wenige 10 Cent eine Varicap und ein paar Widerstände und Kondensatoren in einer Weissblechschachtel. Das muß doch nachbaubar sein ...

Auf den Weg:

Der Oszillator mit dem ich mich am besten anfreunden konnte, ist der Clapp-Oszillator. Die Besonderheit hierbei ist, daß die Kapazitäten des Spannungsteilers und die Koppel-Kapazität (um die Verstimmungsspannung der Varicap von der Basisspannung abzukoppeln) nur minimal in die Schwingkreis-Kapazität mit einfließen. Es bleiben also nur noch die Kapazität der Diode und die Induktivität um die Frequenz des Oszillators maßgeblich zu beeinflussen. Die Gemeinheit ist dann nur noch den Oszillator zum Schwingen zu bringen, und das ist nur noch von den Koppelkapazitäten abhängig. Also ein echter Raum zum Spielen. So sieht im Prinzip der Schaltplan aus:

Das erste Konzept ist den Schwingkreis mit einer festen SMD-Induktivität zu bauen. Also auf geht's und eine Platine fräsen:

Mein Favorit als Oszillator-Transistor ist der BFP405, sowie als Varicap eine BB833, beide sind preiswert beim Reichelt zu bekommen. Alles aufgebaut sieht dann so aus:

Im Betrieb sah das Spektrum schon ganz ordentlich aus, die erste Nadel bei 890 MHz mit -3dBm und die Oberwellen bei jeweils 2 dB weniger ... die Variation betrug +- 20MHz. für den ersten Versuch garnicht sooo faad.

Aber da ich im Moment nur SMD-Ls mit minimal 10nH hab war mir erst mal nach einer Leiterbahn als Spule (die breite Leiterbahn ganz oben im Bild):

der Rest ist schon aufgebaut, und erste Tests gaben ähnliche Ergebnisse wie in der ersten Schaltung, jedoch mit einer Frequenz-Variation von +- 30 MHz.

Als nächstes ein VCO mit einem Stück Draht als Spule :

und der tut schon mal ganz gut.

Hier noch eine Endstufe (RF2104) die leider nicht so tut wie ich mir das gedacht hätte ...

Inzwischen sind neue Platinen entstanden mit 3 VCOs. Maxim bietet interessante VCOs an, bei denen ich erstmal nicht widerstehen konnte. Die MAX72XX Serie bietet in verschiedenen Frequenzbereichen schöne VCOs an. Einmal für 23cm mit einem VCO (MAX2754), der zusätzlich einen sehr linearen FM-Modulationseingang hat. Nur ist der Modulationseingang nur bis 5ookHz und damit nicht für ATV geeignet. Der Aufbau ist wirklich problemfrei und der VCO funktionnierte auf Anhieb und ließ sich über das gesamte 23cm problemlos abstimmen. im oberen Frequenzbereich ließ die Linearität ab 13oo MHz ziemlich nach. Auch für 13cm will ich MAXIM-VCO (MAX2750) testen., sobald das Steuersenderprojekt für den DB0QI in trockenen Tüchern ist. Der 3te VCO ist der schon oben gezeigte Oszillator.

Hier mal ein Blick auf die Prototypen für 23cm und 13cm::

Die Weiterentwicklung des Klapp-Oszillators mit Treiber und Endstufe:

Als erstes war die Neugierde auf den 23cm MAXIM-VCO (MAX2754) groß. Zuerst ein paar Bilder vom Aufbau:

Meßbetrieb:

etwas näher:

Links Oben ist der VCO von Maxim (MAX2754).

Das nun zu lösende Problem des MAX2754 ist die Linearität der Modulationsfrequenz. Bei 4 MHz ist ohne Preemphase nichts mehr zu sehen (lag aber nicht an dem Chip
wie sich später herausstellte), und das schadet doch der Farbe des Bildes reichlich. Der Testaufbau:

Hier das Oszillogramm nach dem SAT-RX:

Zum Vergleich mußte nun der Clapp-Oszillator aufgebaut werden:

Hier sieht man schön die verwendeten Hohlnieten ... da müssen noch kleinere her :-):

die hier festgepappt sind:

Hier der Testaufbau:

hier der abgespeckte Videoteil aus der provesorischen BBA:

Der Blick auf die Preemphase:

Nach einigen Versuchen sah das Signal über die gesamte Strecke (Preemphase,TX,RX,Deemphase) so aus:

Das ist doch schon mal ein brauchbarer Startpunkt für das Forschen an BBA und TX.
(hier die später erwähnten überschwinger gut zu erkennen)

Was die Preemphase aus dem Signal macht ist hier schön zu sehen:

Bis jetzt bin ich sehr zuversichtlich, was diese VCOs angeht. Natürlich werde ich auch den MAX2754 mit dieser Preemphase testen. Fazit bis jetzt ist, um einen TX wirklich dazu zu bringen schöne Bilder zu übertragen, ist es unbedingt notwendig die Basisbandaufbereitung, genauer, die Preemphase auch wirklich auf den jeweiligen TX abzustimmen.

Tja nach durchforschter Nacht gibts einige neue Erkenntnisse

  1. zum Ersten tut der IC von MAXIM doch .... und das sogar recht scheee...
  2. zum Zweiten ist es interessant wie verschiedene Sat-Receiver unterschiedlichen Alters mit den Bildsignalen umgehen.
  3. zum Dritten muß ich den BFP-VCO noch erforschen, warum und vorallem wo dieser Sprünge im Frequenzgang hat.

Zur Auswahl standen zwei Kathrein-, ein Maspro- und zwei Satro-Empfänger. Nachdem ich mit KEINEM TX ob mit oder ohne Preemphase ein anständiges Durchreichen des Multi-Burst Signals erreichen konnte, mußte ich anders anfangen. Also mal alle RXe mit Satsignal gefüttert (ARD,ZDF,3SAT,BFS...), und die Prüfzeilen rausgesucht die den Multi-Burst übertragen. Und siehe da, nur die Basisbandaufbereitungen der Satros waren in der Lage Multiburst und 2T20T auch wirklich so darzustellen wie's sein soll ... linear und ohne Phasenverschiebeungen. Als einziger hat der Maspro-RX noch einen Ausgang der Schaltbar ist zwischen "flat" und Preemphase. Das hat sich als sehr nützlich erwiesen: Beide Vcos hab ich ohne Preemphase betrieben, und siehe da die Signale waren doch sehr ordentlich durchgeführt, wenn auch eine leichte "Höhenanhebung" von Nöten war.Die Anhand der Messung am Maspro ohne Deemphase verglichen bis das gleich aussah.Dann eine Preemphase zusammen gestrickt ausgehend von der Standart-Preemphase, bis das Signal am Satro-Ausgang (BBA-Ausgang ohne Videofilter) auch wirklich dem entsprach, was ich an Multiburst losgeschickt hatte. und siehe da, diesmal funktionnerte das. Lediglich beim BFP-VCO zeigten sich überschwinger bei einer Signaltreppe. Die überschwinger sind wirklich derart kräftig, daß man's im Bild auch wirklich in Form eines Helligkeitsunterschiedes erkennt. Bleibt noch zu Forschen wo diese entstehen.

Vorläufiges neues Fazit: der MAXIM-VCO ist prima geeignet für ATV und läßt sich in einem Bereich von 1200-1300MHz problemlos einsetzen. Bis zur "vollendeten" Anpassung der Preemphase werde ich wohl noch ein paar Tage brauchen, aber der Grundstein ist endlich gesichert, und fast phasenlaufzeitfrei :-)

Hier ein Blick auf die nun verwendete Preemphase:

Die beiden Potis haben die Aufgabe die Güte der 8,2µH Spule (blaues Poti) und die des 1680pF Koppel-C's (schwarzes Poti) zu ändern.

Der "dicke" Elko ist für die Videoeinkopplung in den MAX2754-VCO zuständig und soll später gegen ein Tantal-C ausgetauscht werden.

Die Einkopplung erfolgt im Moment noch direkt mit 0 Ohm Trennung vom VCO. Mal sehen ob sich das mit der PLL verträgt.

Die Oszillogramme stammen nun vom ungefilterten aber mit De-Emphase versehenen Ausgang eines Satro-Empfängers. Diese Empfänger liefern wirklich ein klasse Signal, auch bei den Kommerziellen TV-Programmen. (Da natürlich nur in den Prüfzeilen zu sehen)

Die komplette "Zeile" mit Multiburst-Signal zeigt noch einen kleinen Frewquenzgang mit einem Maximum bei ca. 2 MHz ....

+

Die Einkopplung geht auch mit 10uF ... damit sieht dann das Halbbild/Bild so aus:

Die V-Austastung noch ein bisserl näher betrachtet:

Das Gerausche liegt an der ziemlich losen Koppelung des RX an die Testschaltung über ein Krokoklemmen-Kabel .... mal sehen vielleicht sollte ich da mal eine ordentliche Auskoppelung basteln ... so ein 75 Ohm Widerstand sollte doch noch irgendwo rumliegen :-)

Ein Weiteres interessantes Prüfsignal ist "der 20T 2T" Impuls. Er läßt auch Rückschlüsse auf den Phasengang der Aufbereitung zu:

Der je gerader der Phasengang, also je geringer die Laufzeitunterschiede zwischen hohen und tiefen übertragenen Frequenzen ist, desto flacher ist die untere Linie des ausgefüllten Teils der Kurve:

Die leichte Welligkeit hier ist ja schon richtig gut ... besser ist's auch bei den Kommerziellen nicht immer :-)

Ein kleiner Wehmutstropfen ist der überschwinger der hier nur an der abfallenden Flanke des Nadelimpilses zu erkennen ist. Mal sehen ob der so klein bleibt bis die PLL "richtig" drangeschraubt ist.

Die Zeile nach dem Videofilter sieht so aus:

Erstaunlich hierbei ist, daß das Videofilter das letzte Burstpaket (5,7MHz) noch nicht so wirklich Ausfiltert. Mal die Basisbandtrennung des Satro aufschrauben und das "andere" Filter messen (Es sind auf den Platinen 2 Video-Filter mit Steckbrücken auswählbar).

Nächster Schritt

die PLL muß dran ... was sich bei Bildern mit 50% Schwarz und 50% Weiß als ziemlich widerspänstig herausstellt. Nach zahlreichen Versuchen habe ich einen Kompromiss gefunden zwischen einem gleichmäßigen Austastboden und nicht endlos langer Rastzeit der PLL.

Inzwischen sieht die erste Prototypenplatte ziemlich verbastelt aus:

aber nun mit eingebauter Endstufe kommen angenehme 23dBm an der Antennenbuchse heraus. Das unmodulierte Spektrum sieht so aus:

mit Multiburst so:

schöner ist es natürlich mit einem alten Echtzeit-Specki :

Nun noch die demodulierten Signale:

mit und ohne PLL ist der Phasengang erträglich. Das Bild dazu sieht so aus:

Der Multiburst ...ist etwas verwackelt :

aber erkennbar, daß der Frequenzgang bis fast 6 MHz für unsere ATV-Zwecke wirklich brauchbar ist.

Soweit die H-Darstellungen.

Das größere Problem waren die V-Oszillogramme, die waren doch reichlich verbogen. Bei wenig Gleichspannungsanteilen, also vielen Wechseln war das kein Problem (hier der Multiburst):

Anders sah es dann bei 50%Schwarz und 50%Weiß aus:

Ich denke das ist ein brauchbarer Kompromiss und 3 sek Einrastzeit beim Anschluß an die Betriebsspannung.

Ein Problem bleibt noch, das ist die LockBitauswertung der PLL, da bei NICHT- oder AUS-rasten der PLL die Endstufe abgeschaltet werden soll. Dazu muß ich erst noch mit der Software spielen. Zuerst jedoch ist es an der Zeit die Basisbandaufbereitung in Angriff zu nehmen ... siehe hier..

Der MAX2754 tut seinen Dienst (28.12.2006)

Der VCO mit dem MAX2754 ist soweit fertig. Was noch fehlt, ist eine erprobte Leistungsregelung. Aber warscheinlich ist das bequemer lösbar über die Arbeitswiderstände der MMICs.Hier ist die Bastelanleitung.

Drei kleine Platinen (04.12.2007)

Um am DB0QI einigermaßen flexibel zu sein was den neuen Steuersender-Einschub betrifft habe ich die Platinen mit dem MAX2750, MAX2754 und dem BFP405 einigermaßen "Anschlußgleich" hinbekommen. Sie passen alle in je ein 3cm x 5cm große Standart-Weißblech-Schachtel. es sind auf allen Platinen die änderungen zur Liearisierung des Modulationssignals. Diese Linearisierung ist im Moment immer noch ein wenig von der Poti-Einstellung abhängig.

Hier die Unterlagen: 23cm, 13cm, 1-2GHz-VCO

Drei kleine Platinen neuaufgelegt (24.02.2009)

aus aktuellem Anlaß hier die neuen Versionen der 3 Platinen:

23cm (MAX2754), 23cm (BFP405) und, 13cm (MAX2750)

Alle mit zusätzlichem Eingangsfilter ...

Das vorletzte Layout sah so aus (13cm Variante):

Die QI-Layout Variante (von Herwig DH1MMT) für 23cm die jetzt auch in Betrieb ist, sieht so aus:

Hier der Meßaufbau mit Leistungsteiler zum Speki und Meßempfänger und Preemphase:

Nur die ein Foto der Linearität hatte ich dummerweise bei der Messung nicht gemacht:

Zuerst der Frequenzgang:

und dann der Phasengang:

... hier gibt's nicht viel zu Meckern ...

23cm ATV-TX mit Dampf (09.06.2012)

Das 23cm Modul RA18H1213 macht 30W auf 23cm und will gut gekühlt werden. In der Zwischenzeit sind 2 ATV-TX-Versionen entstanden, die in einem Gehäuse 108mm x 53mm VCO und PA enthalten:

Hier die Baubeschreibung für den ALPS-VCO und hier die für den MAX-VCO.

Hier die Bilder vom Prototypen als Schritt für Schrittanleitung::

Hier der Testbetrieb:

Das zeigt der Messeisen an:

Das Spektrum sieht auch hübsch aus:

Viel Spaß beim Nachbau !!!

Noch Fragen ???

73 de Tomtom

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