Gegentakt vs. Eintaktvorverstärker

Kapitän Nuss schrieb:
> Hohe Ströme kann ich machen, hängt nur davon ab, was die Halbleiter
> vertragen

Halbleiter?  Für hohe Ströme nimmt man am besten Röhren.

:-)

SCNR...

Kapitän Nuss

Einen Gegentaktverstärker aufzubauen halte ich für gar keine schlechte 
Idee. Das hat Rohde&Schwarz auch gemacht, allerdings eisenlos ( 2N5160, 
2N3866 ). Die 2N5160 sind kaum noch zu bekommen und sehr teuer.
Man sollte generell schnelle Transistoren verwenden und stark 
gegenkoppeln.
Es gab ( oder gibt es sie noch ? ) mal V-Mosfets die auf 145MHz 4Watt 
Ausgangsleistung erzeugten. VMP4 hies der glaube ich. Sowas in der Art 
in einer Vorstufe eingesetzt und schön stark gegengekoppelt und in 
Gegentakt betrieben.. Das könnte ich mir vorstellen. Aber die 
Transformatoren mit ausreichend Kern ausstatten, sonst produzieren diese 
wieder Intermodulationen.
Bei der Fa GIGA Tech sind für irssinnige Beträge noch Fets wie P8002 zu 
erwerben. Mit diesen Transistoren hat man in den 80ger Jahre viel 
gebaut.
( Siehe UKW Berichte ).

Über welchen IP3 reden wir denn überhaupt? und wo gemessen? am Eingang 
oder am Ausgang des Verstärkers?

Bei Kurzwelle kann man den Eingangsverstärker eventuell sogar auf eine 
Verstärkung von 1 einstellen. Hier hätte er nur die Aufgabe den 
nachfolgenden Mischer breitbandig zu terminieren. Bei Kurzwelle spielt 
die Rauschzahl nur eine untergeordnete Rolle. Es sei denn man benutzt 
als Antenne einen Schraubenzieher im Blumentopf. Da braucht es aber dann 
keine Grossignalfestigkeit , stattdessen eine große Empfindlichkeit und 
kleine Rauschzahl.

Bedenke auch das es nicht reicht einen grossignalfesten Signalzug bis 
zum ZF Filter zu haben, sondern der Localoszillator muss auch 
entsprechend rauscharm sein, sonst bringt dir ein grossignalfestes 
Frontend rein garnichts.

Ralph Berres DF6WU

Der 2N5160 und der 2N3866 übrigens im gleichen Gehäuse haben fast 
identische Daten und wurden auch als Gegentaktendstufe in diversen 
Funktionsgeneratoren eingesetzt. Den 2N3866 den du da präsentierst kenne 
allerdings  nicht.

Ferritkerne machen auch Verzerrungen, deswegen muss man sie ausreichend 
gross dimensionieren. Speziell bei den Herstellern von Low-Cost 
Kurzwellenendstufen hat sich das aber anscheinden noch nicht herum 
gesprochen, sonst wären das nicht solche Oberwellenschleuder.

Ralph Berres

Ralph Berres schrieb:
> Speziell bei den Herstellern von Low-Cost
> Kurzwellenendstufen hat sich das aber anscheinden noch nicht herum
> gesprochen, sonst wären das nicht solche Oberwellenschleuder.


Was haben Oberwellen mit der Entstehung von IMD3 zu tun?

Und Eisenkerne tragen zur Intermodulation bei, bei breitbandigen 
Konzepten sollte man Bandfilter benutzen.

Rene
Eisenkerne ebenso wie Ferritkerne verhalten sich nun mal nicht ideal 
linear.
Sie erzeugen demzufolge an ihrer Kennlinie sowohl IM-Produkte ais auch 
Oberwellen. Bei den billigen KW Endstufen macht sich das auch in beiden 
Größen bemerkbar, weil der Ausgangstransformator in der Regel 
hoffnungslos unterdimensioniert ist. Mit Bandfilter an den Ausgängen 
könnte ( und sollte ) man die Oberwellen hinreichend unterdrücken nicht 
aber die Inband IM-Produkte. Aber selbst an gut dimensionierten 
Oberwellenfilter wird bei billigen KW Endstufen gespart.

Die gleiche Problematik besteht auch bei KW Eingangsstufen. Dort können
Oktav Bandfilter die automatisch dem KW-Bereich entsprechend 
eingeschaltet werden allerdings die Grossignalproblematik in sofern 
entschärfen, weil der nachfolgende Mischer entlastet wird. Aber 
prinziepiell gilt auch hier, das man Inband Intermodulationen nur 
vermeiden kann, wenn die Stufen genügend linear und somit aussteuerbar 
sind. Auserdem dürfen die Oktavbandfilter nicht selbst IM Produkte 
erzeugen, Das gilt auch für die Umschaltdioden im Signalweg.

Hier geht es um die Frage wie man einen Vorverstärker für vor den ersten 
Mischer baut. Und da ist ein Gegentaktmischer sicherlich nicht die 
letzte Wahl. Wenn man ihn aber nicht eisenlos aufbauen will ( kann ) 
dann muss man eben sehr genau auf die Transformatoren achten, das die 
nicht wieder Inband IM Produkte ( und auch Oberwellen ) erzeugen, die 
einen das Leben schwer machen können. Da helfen dann auch 
Oktavbandfilter vor dem Vorverstärker nicht viel.
Im 40 Meterband nützen einen die Oktavbandfilter fast garnichts, weil 
die
kommerziellen Rundfunksender im fast Megawattbereich mit der Frequenz 
mitunter so dicht am Amateurband angrenzen das man das nicht mehr 
hinreichend weggefiltert bekommt. Hier hilft nur ein möglichst hoher 
Interceptpunkt 3ter Ordnung  des gesamten Empfängers. Das ereicht man 
eben nur mit hochlinearen und hochausteuerbaren Mischer und 
Vorverstärker, wobei das Seitenbandrauschen des Localoszillators 
aucherhöhte Aufmerksamkeit geschenkt werden muss, sonst nützt einem auch 
der hohe Interceptpunkt 3ter Ordnung nichts.

Ralph Berres

Also das Kerne nicht lineare Verzerrungen erzeugen(können) ist mir 
bewusst und auch klar, aber Oberwellen, also Harmonische ist mir neu, 
zumindest in einem Bereich der relevant wäre, bitte gebe mir eine Quelle 
deiner Angabe.

Das Problem bei dem Preiswerten Verstärkern sitzt zu 90% vor dem Gerät, 
da das technische Vertändniss bei den meisten gegen Null tendiert und 
die PA´s nicht im angegeben Bereich betrieben werden, die letzten 10% 
gehen auf die Qualität der Geräte, das ist ,meine Meinung.
Wenn ein Transistor mit 60W angegeben ist und von ihm dann 80-100W 
abverlangt wird,kann man nix erwarten was das Ausgangsignal angeht und 
wenn kein TPF verbaut ist muss man sich nicht wundern wenn das 
Ausgangsignal einen Oberwellenanteil hat, was ja technisch i.o. ist.

Aber zu dem eigentlichen Thema, natürlich sollte in den Bandfiltern, 
Kerne mit ausreichenden Kernvolumen eingesetzt werden (T-Serie von 
Amidon)
Es gibt z.B. Lösungen, welche einen T200/240 als L für einen Preselektor 
nutzen, dort wird die IMD durch den Kern von >/= 40db angegeben.

Aber die nachfolgenden Stufen sollten auch demendsprechend dimensioniert 
und ausgeführt werden, bei den Kommerziellen kann man sich da das eine 
oder andere abschauen.

Keine Ahnung welche Anforderungern gestellt werden, AD831 z.B.  ist auch 
mal in betracht zu zeihen.

Bei dem rest schliese ich mich Ralph an, hohe IMD ist eine Seite, BDR 
usw. ist mind. genauso wichtig.

Rene
Jedes nichtlineares Bauteil erzeugt sowohl IM Prdukte als auch 
Oberwellen.
Das mit den Oberwellen läßt sich aus jedem Physikbuch ableiten
( Stichwort Hysteresekurve ). Dabei entstehen vorwiegend K3 also die 
3fache Frequenz des eingespeisten Signals. Übrigens bei Tonbandgeräte 
wird auch immer der K3 gemessen wegen genau dieser Hysteresekurve.

Ich spiele jetzt auf die Endstufen an die wie CB Endstufen aussehen.
Die für 150 Euro eine 100Watt Endstufe. Diese ca 4cm hohe 20cm breite 
und ca 30cm tiefe Teile, welches oben aus einen kompletten Kühlkörper 
bestehen, und vorne 2 oder 3 Schalter haben. Ich will jetzt bewust keine 
Lieferquelle nennen. Aber wenn man in der CQDL mal schaut findet man sie 
relativ schnell unter den Angeboten verschiedener Firmen.

Ich hatte vor kurzem so ein Gerät auf dem Tisch gehabt. Sollte 100 Watt 
bringen. Welcher Transistor drin sitzt hat mich als Anwender zunächst 
mal nicht zu interessieren. Viel mehr muss ich mich als Kunde auch 
darauf verlassen können, das der Konstrukteur, die für diese Leistung 
und Frequenz geeignete Transistoren einssetzt. Dies gilt auch für die 
Dimensionierung des Ausgangsübertragers.
Bei 7MHz war bereits schon bei 30 Watt die Kurvenform des 
Ausgangsignales eher rechteckig als sinusförmig. Also die dritte 
harmonische. Das hat dann der Spektrumanalyzer auch bestätigt. Nicht mal 
12dB Oberwellenabstand. In den anderen Bändern sah es teilweise etwas 
besser aus. Ca 25dB Oberwellenabstand im besten Falle. Da war nichts 
übersteuert laut Beschreibung. Das Steuersignal hatte übrigens durchaus 
60db Oberwellenabstand weil für jedes Band ein Tiefpass im Ausgang war, 
welches ausreichend dimensioniert war. Die 300 Watt Versionen dieser 
Endstufenreihe sind sicher nicht besser. Hier zeigt sich ganz klar die 
Wirkung der völlig unterdimensionierten Ausgangstrafos.
Intermodulationsabstände habe ich erst gar nicht mehr gemessen. Das wäre 
sowieso sinnlos gewesen.

Das ist so ein Beispiel. Endstufe aus der CB Welt für den Afunk 
angeboten.

Die großen sauber konzipierten Endstufen sind sicherlich besser, haben 
aber auch immer für jedes Band einen Tiefpass der zumindest die 
Oberwellen hinreichend unterdrückt. Aber auch die wirklich guten 
Endstufen kommen über einen IP3 Abstand von ca 30-35db nicht hinaus. 
Will man größere Intermodulationsabstände , müßte man wie bei den 
Fernsehendstufen üblich, auch diese im A-Betrieb betreiben und um den 
Faktor 5 überdimensionieren.
Dann kann man auch IP3 Abstände von 60db erreichen. Aber diese Lowcost 
Endstufen zählen ganz bestimmt nicht dazu.

Der AD831 wäre doch schon mal was als Mixer. Ist zwar mit +24dbm 
Interceptpunkt dritter Ordnung nicht ganz der Stand der Technik was man 
heute mit noch Amateurfunkmitteln erreichen kann, aber schon um Klassen 
besser als die KW- Transceiver aus den 80ger Jahren und immer noch um 
Klassen besser als die heute erhältliche Allmode UKW Transceiver.


Ralph Berres DF6WU

Ralph Berres schrieb:
> Rene
> Jedes nichtlineares Bauteil erzeugt sowohl IM Prdukte als auch
> Oberwellen.
> Das mit den Oberwellen läßt sich aus jedem Physikbuch ableiten
> ( Stichwort Hysteresekurve ). Dabei entstehen vorwiegend K3 also die
> 3fache Frequenz des eingespeisten Signals. Übrigens bei Tonbandgeräte
> wird auch immer der K3 gemessen wegen genau dieser Hysteresekurve.

Ja, ok, aber bei in der Regel richtig ausgelegten 
Kernvolumen/Kernmaterialien sollte das nicht/oder noch nicht zum tragen 
kommen (Bezug auf OW)
Das mit der 3.OW kenne ich von Gegentaktvertärkern her, das ist aber 
eher Prinzipabhängig.
Wie kann ich sowas messtechnisch Erfassen?
Da ich viel und gerne mit Filtern experimentiere würde mich das 
interessieren.
Könnte man z.B. mit einem Sender auf Frequenz X mit TPF das Spektrum 
Anschauen und dann ein Kern, wie z.B. eine Koax- Gleichtaktfilter 
benutzen und dann das Spektrum prüfen, oder muss der Kern in der Nähe 
der Sättigung betrieben werden?

> Ich spiele jetzt auf die Endstufen an die wie CB Endstufen aussehen.
> Die für 150 Euro eine 100Watt Endstufe. Diese ca 4cm hohe 20cm breite
> und ca 30cm tiefe Teile, welches oben aus einen kompletten Kühlkörper
> bestehen, und vorne 2 oder 3 Schalter haben. Ich will jetzt bewust keine
> Lieferquelle nennen. Aber wenn man in der CQDL mal schaut findet man sie
> relativ schnell unter den Angeboten verschiedener Firmen.

Also dieser CB abklatsch, ala HLA300,HLA400 oder KL400/500 und wie die 
sich alle nennen, sind mit 4x SD1446 oder equ. bestückt, also 4x60W oder 
die kleinen mit 2x SD1446 dazu kommt noch der, vorsichtig ausgedrückt, 
"ungünstige" Aufbau (Vorspannungserzeugung, Splitter/Combiner, 
Gegenkopplung usw.) und das die OM diese Klapperkisten auch noch 
überfahren, was dann da rauskommt, ist ein Lehrbuchhaftes schlechtes 
Bsp. für ein Sendesignal.

> Ich hatte vor kurzem so ein Gerät auf dem Tisch gehabt. Sollte 100 Watt
> bringen. Welcher Transistor drin sitzt hat mich als Anwender zunächst
> mal nicht zu interessieren. Viel mehr muss ich mich als Kunde auch
> darauf verlassen können, das der Konstrukteur, die für diese Leistung
> und Frequenz geeignete Transistoren einssetzt. Dies gilt auch für die
> Dimensionierung des Ausgangsübertragers.
> Bei 7MHz war bereits schon bei 30 Watt die Kurvenform des
> Ausgangsignales eher rechteckig als sinusförmig. Also die dritte
> harmonische. Das hat dann der Spektrumanalyzer auch bestätigt. Nicht mal
> 12dB Oberwellenabstand. In den anderen Bändern sah es teilweise etwas
> besser aus. Ca 25dB Oberwellenabstand im besten Falle. Da war nichts
> übersteuert laut Beschreibung. Das Steuersignal hatte übrigens durchaus
> 60db Oberwellenabstand weil für jedes Band ein Tiefpass im Ausgang war,
> welches ausreichend dimensioniert war. Die 300 Watt Versionen dieser
> Endstufenreihe sind sicher nicht besser. Hier zeigt sich ganz klar die
> Wirkung der völlig unterdimensionierten Ausgangstrafos.

das würde ich den Combiner zuordnen, diese sind bei weiten 
unterdimensioniert und arbeiten Fehlangepasst (Zout rund 30ohm)

> Intermodulationsabstände habe ich erst gar nicht mehr gemessen. Das wäre
> sowieso sinnlos gewesen.

das hätte dir die tränen in die Augen getrieben :-)

> Das ist so ein Beispiel. Endstufe aus der CB Welt für den Afunk
> angeboten.

Mir ist bis jetzt noch keine brauchbare Kommerzielle 12V Endstufe
über den Weg gelaufen, zumindest im AFU-Sektror

> Die großen sauber konzipierten Endstufen sind sicherlich besser, haben
> aber auch immer für jedes Band einen Tiefpass der zumindest die
> Oberwellen hinreichend unterdrückt. Aber auch die wirklich guten
> Endstufen kommen über einen IP3 Abstand von ca 30-35db nicht hinaus.

also, bei 2xMRF157 /52V Ud, 2A Idr und 500W out ist bei meiner der IMD3 
Abstand 38db  bezogen auf 2 Ton, auf 20m, Steuersender ein 756Pro2 mit 
3,5W out.
Die magischen 40db sind aber noch nicht erreicht, zumindest wenn der 
Wirkungsgrad um 50% liegen soll

> Will man größere Intermodulationsabstände , müßte man wie bei den
> Fernsehendstufen üblich, auch diese im A-Betrieb betreiben und um den
> Faktor 5 überdimensionieren.
> Dann kann man auch IP3 Abstände von 60db erreichen. Aber diese Lowcost
> Endstufen zählen ganz bestimmt nicht dazu.
>
> Der AD831 wäre doch schon mal was als Mixer. Ist zwar mit +24dbm
> Interceptpunkt dritter Ordnung nicht ganz der Stand der Technik was man
> heute mit noch Amateurfunkmitteln erreichen kann, aber schon um Klassen
> besser als die KW- Transceiver aus den 80ger Jahren und immer noch um
> Klassen besser als die heute erhältliche Allmode UKW Transceiver.
>
> Ralph Berres DF6WU

Mit dem AD831 geht das schon, zumindest ist er recht einfach von der 
Beschaltung her und für "normale" Anwendungen recht gut zu gebrauchen.

Rene

Für Intermodulationsabstände zu messen braucht man ein 2ton Signal und 
einen Spektrumanalyzer mit ausreichend guter Auflösung.

Ich erzeuge ein 2Ton Signal mit 2 Signalgeneratoren die ich auf genügend 
Leistung verstärke und dann über Tiefpassfilter und 2 20dB 
Dämpfungsglieder zusamenschalte. Verifizieren kann man das in dem man 
das so entstandene Dignal direkt auf den Spektrumanalyzer gibt, da sieht 
man dann welche Intermodulationen selbst erzeugt werden. Mehr als ca 
50dB wird man mit dieser Methode nicht erreichen können, es sei denn man 
hat richtig Power und 2 Leistungsdämpfungsglieder. Eine andere Methode 
ist einen guten
KW Sender zu nutzen und den Modulator mit nur geringen Mikrofonpegel zu 
beaufschlagen. Man hat dann allerdings das Problem mit dem Restträger.
Eine 100 Watt Endstufe macht wenn man den Ruhestrom ein wenig in 
Richtung A Betrieb einstellt auch mehr als 40db IM Abstand wenn man nur 
10 Watt Leistung oder noch weniger rausholt. Für die Ansteuerung einer 
kleinen Endstufe reicht das mitunter schon. Oberwellen zu messen ist 
eigentlich überhaupt kein Problem man Filtert das Signal des Generators 
vorher mit einen Tiefpass bevor man auf die Endstufe geht.  Dann sind 
die gemessene Oberwellen entweder von der Endstufe oder vom 
übersteuerten Spektrumanalyzer, ( der das dann hoffentlich überlebt hat 
).

Ic persöhnlich bevorzuge die Inermodulationsmessungen mit 2 
Signalgeneratoren.  Man kann dafür auch 2 KW Sender nehmen und über 
Leistungsdämpfungsglieder und einen Combiner zusammenschalten.

Bei den Intermodulationsmessungen interessieren eventuelle Oberwellen 
von den Generatoren eher nicht.

Ralph Berres

Ralph,

wie ich Intermodulation Messen kann ist mir klar, mir ging es um die 
messtechnische Erfassung der Oberwellen die durch ferrite Kerne 
hervorgerufen werden können, also. z.B. unter welchen Bedingungen treten 
diese auf und in welchem Umfang.

wir sollten aber nicht zu weit vom Kernthema abweichen ;-)

Rene

Meinst du jetzt die Unterscheidbarkeit zwischen magnetisches 
Kernmaterial und aktiven Bauelemente was Intermodulationen betrifft?

Da würde mir nur folgendes einfallen. Leistungssignalgenerator über 
einen Tiefpass und Dämpfungsglied auf einen Ferritübertrager geben und 
am Ausgang des Ferritübertrages mit einen Spektrumanalyzer messen.
Die Oberwellen des Generators sollte durch den Tiefpass ausreichend 
unterdrückt sein. ( Gegebenfalls wegen der hohen Güte Topfkreise nehmen 
wenn der Frequenzbereich es ermöglicht ).Natürlich darauf achten das der 
SA nicht übersteuert wird. Aber da erzähle ich dir sicherlich nichts 
neues, wie das verifiziert. Wichtig ist eine hinreichende Entkopplung 
zwischen Signalgenerator und dem zu vermessenden Ferritübertrager.

Hat man nur eine Ferritspule, würde ich ein ohmschen Widerstand in den 
negativen Zweig der Spule schalten und dort einen SA anschließen.
Der Strom durch die Spule sollte ziemlich deutlich die Oberwellen 
beinhalten.
Man kann , wenn keine Gegentaktverstärker im Spiele sind auch auf die 
Art der Oberwellen schließen. Ferritkerne werden durch die 
Hysteresekurve wohl vorwiegend die 3fache Frequenz als Oberwelle 
produzieren. Eintaktverstärker
vorwiegend die 2fache Frequenz ( Je nach Arbeitspunkt und Aussteuerung 
).

Aber vielleicht solltest du doch mal einen eigenen Thread zu dem Thema 
eröffnen, denn wir kapern dem Kapitän Nuss seinen Thread zunehmend. Ich 
weis nicht ob er darüber so glücklich ist.

Kapitän Nuss

In den UKW Berichten hat einer mal eine Bauanleitung für einen 
großsignalfesten Gegentaktvorverstärker für das Kurzwellenband 
veröffentlicht, das wäre vermutlich genau das was du suchst.

Wenn dich das wirklich interessiert müßte ich mal raussuchen in welchem 
Heft das stand, vielleicht kann man das Heft ja noch beziehen.

Ralph Berres

Schau dir mal die Doks von Chris Trask an.

Und warum schaut die Nuss dann nicht beim Kapitän Trask vorbei?

Kapitän nuss

Der Gegentaktverstärker ist in den UKW Berichten 1/95 beschrieben, ist 
allerdings keine Bauanleitung als sólches wohl aber eine 
Gegenüberstellung
Eintakt / Gegentaktvorverstärker mit entsprechenden Spektrogramme.

Ralph Berres

Kapitän Nuss

Frage doch einfach mal im UKW Verlag in Bayersdorf nach ob die das Heft 
noch haben. Die Warscheinlichkeit ist relativ hoch.

Mit eingescannte Artikel ins Netz stellen bin ich ein wenig vorsichtig.

Irgendwie habe ich keine Lust auf ein freundliches Schreiben eines 
Rechtsanwaltes, die sich darauf spezialisiert haben im Internet nach 
abmahnungsfähige Teilnehmer zu suchen. Wenn der Verlag mir mitteilt das 
ich das ins Netz stellen darf mache ich das gerne.

Ralph Berres

Eine Alternative wäre noch die nächste Uni-Bibliothek. Notfalls über 
Fernleihe.
Sowas wirst du in einer Stadtbiblio ziemlich sicher nicht finden. Mit 
Glück vielleicht den 'Funkamateur' - dann darfste dich aber schon 
glücklich schätzen!

Und die zentrale Bibliothek der BRD. Wie heißt die genau? Die hat 
jedenfalls per Gesetz alles was in DE veröffentlicht wird. Ist in 
Frankfurt. Da wirst du es ziemlich sicher finden.
Interessanterweise müßte rein rechtlich jeder Homepage-Betreiber in DE 
seine aktuelle Version jeweils an diese Bibliothek schicken. Er muß! 
Bislang haben sie das aber noch nicht durchgesetzt. Ist ihnen vielleicht 
zu viel Mühe.


Die Schaltungstechnik von Trask ist gerade was die Schwingneigung 
angeht, sehr tolerant.

Interessant. Habe gleich mal f0= approx. f(L1,C1) ausgerechnet. Durch 
die Spule hast du die Basis entkoppelt und die hat dann nur noch den 
DC-Arbeitspunkt als Vorgabe. C1 ist nichts anderes als die Ausgangslast!

Ich würde die Sache einfach mal stur nach Trask aufbauen und sehen was 
passiert. Im Übrigen ist er per email gut erreichbar und sehr kompetent. 
Ist allerdings im Umgang etwas schwierig.