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Forum: HF, Funk und Felder Amateurfunkverstärker für Ultraschall


Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Liebe Funkamateure,

ich habe zwei Fragen hinsichtlich der Nutzung von Sendeverstärkern beim 
Amateurfunk.

1)
Die Funksignale im Amateurfunk sind schmalbandig. Damit der Funkverkehr 
auf anderen Frequenzbändern nicht gestört wird, muß man die Sendesignale 
filtern.  Nun frage ich mich, ob die Filter typischerweise Bandpaßfilter 
oder  Tiefpaßfilter sind?

Ich benötige Breitbandverstärker für 1-30 MHz als Sendesignalverstärker 
zur Ansteuerung von Ultraschallwandlern.  Bisher dachte ich immer, daß 
man bei der Bandwahl Bandpaßfilter verwendet und ging deshalb davon aus, 
daß "normale" Amateurfunkverstärker für meine Anwendung ungeeignet 
seien.

Habe ich mich da geirrt? Ich komme darauf, weil in dieser Anleitung
http://www.rmitaly.com/download/Instructions/HLA15...
Tiefpaßfilter angegeben sind.

2)
Meint Ihr, daß ich mit dem genannten Gerät
* RM Italy HLA-150 Plus
http://www.rmitaly.com/scheda.asp?IDGr=1&cat=3&tip...

bei Fehlanpassung Probleme bekommen werde, weil dauernd die 
Schutzbeschaltung für Fehlanpassung auslöst?

Ein typisches Signal besteht aus einer periodischen Folge von
- 1 µs Sinussignal (z. B. 8 MHz, 8 Sinusperioden)
- 999 µs Pause

Die Ultraschallwandler sind zwar nominell auf 50 Ohm ausgelegt. Ich weiß 
aber nicht, wie genau die Toleranzen eingehalten werden.


Gruß,
  Michael

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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> Die Funksignale im Amateurfunk sind schmalbandig. Damit der Funkverkehr
> auf anderen Frequenzbändern nicht gestört wird, muß man die Sendesignale
> filtern.  Nun frage ich mich, ob die Filter typischerweise Bandpaßfilter
> oder  Tiefpaßfilter sind?


Im besten Fall als Bandpass.

Es gibt aber auch Breitbandverstaerker (3...30MHz, siehe ATLAS210) die 
keine Bandpaesse enthalten.

Bei Deiner Ultraschallgeschichte duerften unerwuenschte Nebenprodukte 
auch weniger kritisch sein, als solche, die dann auch noch ueber eine 
ANtenne abgestrahjlt werden ;-)

Gruss

Michael

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Michael,

Hallo Michael,

>> Die Funksignale im Amateurfunk sind schmalbandig. Damit der Funkverkehr
>> auf anderen Frequenzbändern nicht gestört wird, muß man die Sendesignale
>> filtern.  Nun frage ich mich, ob die Filter typischerweise Bandpaßfilter
>> oder  Tiefpaßfilter sind?
>
> Im besten Fall als Bandpass.
>
> Es gibt aber auch Breitbandverstaerker (3...30MHz, siehe ATLAS210) die
> keine Bandpaesse enthalten.
Ok, danke! Dann werde ich mir wohl in Kürze einen richtigen 
Amateurfunkverstärker mit Tiefpaß als Sendeverstärker kaufen.

> Bei Deiner Ultraschallgeschichte duerften unerwuenschte Nebenprodukte
> auch weniger kritisch sein, als solche, die dann auch noch ueber eine
> ANtenne abgestrahjlt werden ;-)

Genau - ich brauche die Breitbandigkeit sogar häufig, weil ich nur so 
kurze Pulse erzeugen kann.

Wenn ich schmalbandige Filter bräuchte, dann eher Bandsperren als 
Bandpässe. Mein Ultraschall-Aufbau ist nämlich anscheinend ein recht 
guter Empfänger für die benachbarte Amateurfunkstation. Die Antenne 
steht direkt auf dem Dach. Wenn die Station auf der richtigen Frequenz 
sendet, sehe ich im Oszilloskop nur einen breiten schwarzen Balken.


Gruß,
  Michael

Autor: Sven Dibbert (sven_d)
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Michael Lenz schrieb:
> Die Ultraschallwandler sind zwar nominell auf 50 Ohm ausgelegt. Ich weiß
> aber nicht, wie genau die Toleranzen eingehalten werden.

Kauf Dir eine SWR Messbrücke dazu. Dann siehst Du ja wie die Anpassung 
ist.

Eine Amateurfunkendstufe mit Bandpässe im Ausgang ist mir nicht bekannt. 
Es werden nur Tiefpässe zur Oberwellenunterdrückung benötigt.

Sven

Autor: Michael Roek (mexman) Benutzerseite
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> Eine Amateurfunkendstufe mit Bandpässe im Ausgang ist mir nicht bekannt.
> Es werden nur Tiefpässe zur Oberwellenunterdrückung benötigt.


Wuerdest Du ein PI-Filter eher einen Bandpass oder Tiefpass nennen?

Gruss

Michael

Autor: Sven Dibbert (sven_d)
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Michael Roek-ramirez schrieb:
> Wuerdest Du ein PI-Filter eher einen Bandpass oder Tiefpass nennen?

Tiefpass. Ganz eindeutig. Das PI-Filter dient zur Anpassung einer 
niderohmigen Antenne an eine hochohmige Röhrenendstufe. Deswegen haben 
Transistorendstufen keins. Oberwellen unterdrückt das Pi-Filter 
latürnich auch.

Eselsbrücke zur Unterscheidung Hoch- und Tiefpaß: Beim Hochpaß kannst Du 
Dir den Kondensator als "H" denken, beim Tiefpaß als "T".

Sven

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Sven,

>> Die Ultraschallwandler sind zwar nominell auf 50 Ohm ausgelegt. Ich weiß
>> aber nicht, wie genau die Toleranzen eingehalten werden.
>
> Kauf Dir eine SWR Messbrücke dazu. Dann siehst Du ja wie die Anpassung
> ist.
>
> Eine Amateurfunkendstufe mit Bandpässe im Ausgang ist mir nicht bekannt.
> Es werden nur Tiefpässe zur Oberwellenunterdrückung benötigt.

Die Tiefpässe kommen mir sehr gelegen, da ich die höheren Moden des 
Ultraschallwandlers auch gar nicht erst anregen will.

Zu dem Problem mit der Anpassung habe ich mir nochmal weiter informiert.
- Offenbar sieht es so aus, daß das Gerät nicht das Stehwellenverhältnis 
selbst, sondern eine (zeitlich gemittelte) reflektierte Leistung. Daher 
wird wohl die Schutzbeschaltung bei meiner Anwendung nicht dauernd 
ausschalten.

- Was die Fehlanpassung angeht, wurde mir ein Antennentuner empfohlen.
Das ist wahrscheinlich eine recht gute Idee, denn die 50-Ohm des 
Ultraschallwandlers werden beim Senden mit den 50-Ohm der Kombination 
aus Sende-Empfangs-Umschaltung und Empfangsverstärkers 
parallelgeschaltet.

Im besten Fall sieht der 50-Ohm-Verstärker also
50||50 Ohm = 25 Ohm


Gruß,
  Michael

Autor: Sven Dibbert (sven_d)
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Das Stehwellenverhältnis gibt an wieviel der von der PA abgegeben 
Leistung von der Antenne nicht abgestrahlt wird und zurück zur PA kommt. 
Wenn ein bestimmtes SWR überschritten wird greift die Schutzschaltung, 
das dies erst geschieht, nachdem eine gewisse Zeit vergangen ist, macht 
Sinn, denn hinter der Endstufe könnte noch ein Tuner seinen Dienst tun, 
der während des Abstimmvorgangs auch mal ganz schlechte Anpassung machen 
kann.

Du verbindest im Sendefall den Empfängsverstärker mit dem Sender? Hab 
ich das korrekt verstanden?
Ich denk mit den 25 Ohm bist Du auf dem Holzweg. Es sollte doch so sein: 
Wandler-Umschalter-Empfänger sowie Sender-Umschalter-Wandler, wobei der 
Umschalter derselbe ist und zwischen Sender und Empfänger umschaltet.

Und der Tuner zur Abstimmung bei Impulsen, hast Du eine Möglichkeit zur 
Abstimmung des Tuners auch einen  Träger auf den Wandler zu geben?

Autor: Michael Lenz (hochbett)
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Hallo Sven,

> Das Stehwellenverhältnis gibt an wieviel der von der PA abgegeben
> Leistung von der Antenne nicht abgestrahlt wird und zurück zur PA kommt.
> Wenn ein bestimmtes SWR überschritten wird greift die Schutzschaltung,
> das dies erst geschieht, nachdem eine gewisse Zeit vergangen ist, macht
> Sinn, denn hinter der Endstufe könnte noch ein Tuner seinen Dienst tun,
> der während des Abstimmvorgangs auch mal ganz schlechte Anpassung machen
> kann.
bisher habe ich einen 20W-Verstärker verwendet:
http://www.communication-concepts.com/an779L.htm

Mir sind mit dieser Schaltung schon zweimal die Eingangstransistoren
durchgeschmort, deshalb will ich jetzt ein kommerzielles Gerät verwenden
will.

> Du verbindest im Sendefall den Empfängsverstärker mit dem Sender? Hab
> ich das korrekt verstanden?
Ja, das ist richtig. Die Schaltung und zwei mögliche Alternativen
findest Du im Anhang.

> Ich denk mit den 25 Ohm bist Du auf dem Holzweg. Es sollte doch so sein:
> Wandler-Umschalter-Empfänger sowie Sender-Umschalter-Wandler, wobei der
> Umschalter derselbe ist und zwischen Sender und Empfänger umschaltet.
Derzeit verwende ich Schaltung 2, ich will aber die neuen 
Empfangsverstärker entsprechend Schaltung 1 bauen. Die Fehlanpassung
ist bei beiden vorhanden. In Beispiel 1 sieht der Sender idealtypisch
betrachtet 25 Ohm.

Du denkst wahrscheinlich an sowas wie Schaltung 3. Das ist eine übliche
Alternative mit gematchten Diodenpaaren, die ich jedoch nicht verwenden 
will. Denn einerseits fange ich mir mit dieser Schaltung zusätzliches 
Schrotrauschen von den Dioden ein.
Andererseits tue ich mir mit der Auswahl der Dioden etwas schwer. Im
Gegensatz zu den Schaltungen 1 und 2, bei denen die Dioden maximal eine
Flußspannung in Sperrichtung sehen, müssen die Dioden hier sowohl
spannungsfest, als auch sehr schnell sein. Schottkydioden gibt es etwa
bis 80V, die Schaltungen sollen aber auch bei 400V-Pulsen funktionieren.

Zurück zu Schaltung 1 und der Begründung für die 25-Ohm:

R1:    Ultraschallwandler
V2:    Sendesignalgenerator (Größenordnung: +/- 100V)
D2/D5: Schutzbeschaltung für den Operationsverstärker

Beim Senden sind die Diodenpaare D1/D3 bzw. D2/D5 näherungsweise
Kurzschlüsse. Das Diodenpaar D1/D3 stört das Sendesignal also nur wenig.
Das Diodenpaar D2/D5 schützt zusammen mit der zugehörigen
Strombegrenzung R25 den Empfangsverstärker. Der Widerstand, den der
Sendegenerator sieht, beträgt R1||R25 = 25 Ohm.

Beim Empfang kannst Du Dir R1 als eine Spannungsquelle mit Spannungen im
10µV...10mV-Bereich vorstellen.
Das Diodenpaar D1/D3 ist nun (automatisch) hochohmig und bewirkt, daß
das Empfangssignal nicht vom Sendesignalgenerator kurzgeschlossen wird.
Ebenso vermindert D1/D3 vom Sendesignalgenerator kommende Störsignale.
Das Diodenpaar D2/D5 ist hochohmig und stört im Empfang nicht weiter.

> Und der Tuner zur Abstimmung bei Impulsen, hast Du eine Möglichkeit zur
> Abstimmung des Tuners auch einen Träger auf den Wandler zu geben?
Ich speise den Verstärker normalerweise mit einem
Arbitrary-Waveform-Generator, manchmal auch mit einem Pulsgenerator.

Praktisch würde ich den Tuner wohl zwischen V2 und D1/D3 anschließen und
anschließend schauen, bei welcher Einstellung ich das stärkste
Echosignal bekomme; dann müßte eigentlich Anpassung vorliegen.


Gruß,
  Michael

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