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Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Realisierung PLL, VCO-Kennlinie nicht linear, problematisch?


Autor: Henri (Gast)
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Hallo und guten Tag,

ich hätte da ein Problem, dass ich mit euch diskutieren würde. Es geht 
um die Realisierung einer PLL, die mit einem mir zur Verfügung 
gestellten VCO realisiert werden soll.

Der VCO ist als diskreter Clapp-Oszillator konzipiert, der mit einem 
LC-Reihenschwingkreis mit Kapazitätsdiode (1SV149) realisiert wurde. Für 
die spezielle Anwendung kann ich keinen integrierten VCO verwenden, da 
die Induktivität als magnetische Antenne verwendet werden soll.
Die Induktivität/Antenne ist vorgegeben und die beiden Festkapazitäten 
Ckoppel und Cparallel können variiert werden.

Um die PLL richtig zu dimensionieren habe ich also zunächst die 
Kennlinie f(u) des VCO aufgenommen und wie man sehen kann wird die 
Kennlinie ab 4V stark nichtlinear. Diese Nichtlinearität wurde mit 
Ckoppel und Cparallel soweit optimiert, dass sie möglichst minimal ist 
und der gewünschte Frequenzbereich (3,7 - 4,4MHz) noch überstrichen 
wird.
Diese Nichtlinearität kommt, so wie ich das sehe, von der 
Kapazitätsdiode selbst. Im Datenblatt ist die 
Kapazitäts-Spannungskennlinie abgebildet, wobei die Achse für die 
Kapazität logarithmisch aufgetragen ist.

Da ich den VCO nun in einen Phasenregelkreis einbinden möchte stellt 
sich mir die Frage, ob diese starke Nichtlinearität des VCO zu 
Regelproblemen führen wird.
Geplant ist eine Fractional PLL mit Teiler 10 an einem 4046 zu 
realisieren.
Da mir Erfahrungen mit PLL leider noch fehlen und das meine ersten 
Schritte auf diesem Gebiet sind wollte ich euch mal fragen wie ihr das 
seht.
In den Datenblättern integrierter VCOs sieht man ja relativ lineares 
Spannungs-Frequenzverhalten der VCOs.
Ist es vielleicht sogar sinnvoll zwei Kapazitätsdioden mit einem C 
entkoppelt an den VCO zu schließen? Dann könnte ein kleinerer 
Spannungsbereich mit linearerem Verhalten in der Frequenz verwendet 
werden? Allerdings hätte ich dann addiert den Temperatureinfluss beider 
Dioden, was die PLL ja ausregeln sollte.

Habt ihr unter Umständen sogar noch eine bessere Idee?

Man dankt, Henri

: Verschoben durch Admin
Autor: Falk Brunner (falk)
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@  Henri (Gast)

>sich mir die Frage, ob diese starke Nichtlinearität des VCO zu
>Regelproblemen führen wird.

Theoretisch kann das passieren, da sich ja die Verstärkung des VCO 
differentiell ändert. Praktisch kann man dem begegnen, indem man im 
restlichen Regelkreis, sprich Filter nach dem Phasenkomparator, genügend 
Phasenreserve einbaut, um die größere Verstärkung abzufangen.

>Ist es vielleicht sogar sinnvoll zwei Kapazitätsdioden mit einem C
>entkoppelt an den VCO zu schließen?

nein.

MfG
Falk

Autor: Henri (Gast)
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Hallo Falk,

danke für deine Antwort.
Mit größerer Phasenreserve geht aber praktischerweise auch eine längere 
Einrastzeit einher, ist das richtig?
Wie kann ich der Nichtlinearität bereits am VCO entgegenwirken? Eine 
Idee?

Mit den beiden Kapazitätsdioden hatte ich mir sowas wie im Anhang 
vorgestellt. Dadurch könnte ich die steuerbare Kapazität vergrößern und 
bräuchte somit einen kleineren Steuerspannungsbereich. Dadurch könnte 
die f(u)-Kennlinie doch eigentlich etwas linearer werden oder?

Henri

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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http://www.sm0vpo.com/conv/synth_10.htm

Die Nichtliearität der VCO Kennlinie wird normalerweise über über eine 
Linearisierungsschaltung angepasst. In etwa so wie im Anhang, bzw. alle 
möglichen Variationen des Grundthemas.

Aber sinnvoller ist es natürlich die Kap.Diode so auszuwählen, dass man 
für den geplanten Frequenzhub im linearen Teil bleibt, 3.4-4.7MHz ist ja 
wahrlich keine grosse Spannweite.

Autor: Henri (Gast)
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Hallo Michi,

danke auch für deinen Hinweis.

Kupfer Michi schrieb:
> Aber sinnvoller ist es natürlich die Kap.Diode so auszuwählen, dass man
> für den geplanten Frequenzhub im linearen Teil bleibt, 3.4-4.7MHz ist ja
> wahrlich keine grosse Spannweite.

Da hast du natürlich vollkommen Recht, aber das Problem ist, dass es für 
den RF/LF-Bereich kaum noch Varicaps zu geben scheint.
Ich war schon froh die 1SV149 in größeren Stückzahlen bekommen zu haben 
und habe mir gleich einen Vorrat angelegt. Die meisten Varicaps zielen 
eher auf deutlich höhere Frequenzen, die sind für mich und die Anwendung 
aber wieder uninteressant.
Wenn du natürlich eine bessere Varicap in Petto hast, dann freue ich 
mich aber über deinen Hinweis.

Henri

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>dass es für den RF/LF-Bereich kaum noch Varicaps zu geben scheint

Wenn du wegen deiner Mag.Antenne so grosse Kap. Dioden brauchst, wie 
wärs z.B. mit BB132, BB147, BB201 eventuell mehrere parallel schalten.

Die 1N5820-1N5822 ist zwar keine Varicap und braucht auch etwas mehr 
Spannung, hab sie aber schon ein paar mal im MHz Bereich gut einsetzten 
können.

Autor: Henri (Gast)
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Hallo Michi,

die BB201 scheint eine gute Idee zu sein, die ist auch bei den großen 
Distributoren erhältlich. Zudem hat sie im Bereich von 0-5V ein halbwegs 
lineares Verhalten. Super, dann werde ich davon mal ein paar ordern und 
den VCO aufbauen.

Vielen Dank für den Tipp.

Henri

Autor: Henri (Gast)
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Ich noch mal...
Man spielt gerade mit ein paar Zahlen und stellt sich dabei die Frage, 
wie man, wenn man alle Bauteilwerte selbst bestimmen würde, den 
Oszillator für den gegebenen Frequenzbereich (3,7 - 4,4MHz) sinnvoll 
auslegen würde.
Lediglich der Spannungsbereich der steuernden Spannung für die Dioden 
soll zwischen 0-5V liegen.
Hat dazu eventuell jemand ein Beispiel? Die Formel zur Berechnung der 
Resonanzfrequenz des Clapposzillators ist mir durchaus geläufig.
Was aber wenn die Induktivität jetzt ein weiterer Freiheitsgrad wäre? Wo 
setzt man an um den gewünschten Frequenzbereich durchfahren zu können?
Immerhin hat man nur die Frequenzgrenzen und 4 Unbekannte, nämlich 
Cdiode, Ckoppel, Cparallel und Lantenne. Die Rückkopplungskapazitäten am 
Transistor spielen ja quasi nicht mit in die Frequenz hinein, da sie 
deutlich größer sind als die Kapazität des LC-Kreises.

Die Suchmaschine hab ich schon bemüht, aber so richtige Aussagen hab ich 
nicht gefunden, geschweige denn ein Beispiel. Kann jemand helfen?

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Henri schrieb:
> Cdiode, Ckoppel, Cparallel und Lantenne

Sag mal willst du die Antenne als Bestandteil des 
Oszillatorschwingkreises benutzen?

Das wäre keine gute Idee. Üblicherweise baut man einen Oszillator auf, 
der möglichst stabil und Oberwellenarm arbeitet, und schaltet dahinter 
zur Entkopplung einen Verstärker oder ähnliches, um Rückwirkung der 
Antenne auf den Oszillator zu vermeiden.

Auch für einen PLL disziplinierten Oszillator gilt. Der Oszillator 
sollte von sich aus ( also ohne Anbindung an die PLL ) schon möglichst 
stabil sein. Die PLL dient nur der Langzeitstabilität.
Schon alleine wegen des Seitenbandrauschen sollte man den Oszillator 
hochwertig aufbauen. Also großes L/C Verhältnis um eine große 
Schwingkreisgüte zu realisieren. Rückkopplung nur so fest wie unbedingt 
nötig.Kapazitätsdioden nur so fest ankoppeln wie zur Frequenzvariation 
nötig. Kapazitätsdioden nicht im untersten Spannungsbereich betreiben.
Bei niedrigen Abstimmspannungen verschlechtert sich die Güte der 
Kapazitätsdiode gewaltig. Eine etwas unlineare Kennlinie der Diode wird 
die Regelung spielend rauskürzen, solange die Kapazitätsänderung keine 
scharfen Knicke macht, sondern stetig bleibt.

Ralph Berres

Ralph Berres

Autor: Jochen Fe. (jamesy)
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Es gibt auch die BB112, weiß nur nicht ob es die noch zu kaufen gibt. 
Varicap für Mittelwelle, mit mehreren hundert pF bei kleiner Spannung. 
Ich hätte noch welche......

Autor: Henri (Gast)
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Ralph Berres schrieb:
> Sag mal willst du die Antenne als Bestandteil des
> Oszillatorschwingkreises benutzen?

Ja das will ich und das das funktioniert habe ich in einem Handgerät 
auch schon einmal live gesehen. Allerdings muss ich nun ein Gerät mit 
etwas geänderten Ansprüchen realisieren, sodass ich auch den Oszillator 
neu aufbauen muss. Die im Handgerät verwendete Kapazitätsdiode gibt es 
leider in Deutschland überhaupt nicht, war irgendein amerikanischer Typ.

Antenne ist in diesem Fall übrigens etwas übertrieben bezeichnet, 
vielmehr handelt es sich um einen Transformator mit schlechter Kopplung, 
eben ein Lufttransformator.

@ Jochen

Danke für das Angebot, aber es müssen aktuell erhältliche Bauteile 
werden.

Henri

Autor: Henri (Gast)
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Hallo noch mal zusammen,

Ralph Berres schrieb:
> Also großes L/C Verhältnis um eine große
> Schwingkreisgüte zu realisieren. Rückkopplung nur so fest wie unbedingt
> nötig.Kapazitätsdioden nur so fest ankoppeln wie zur Frequenzvariation
> nötig. Kapazitätsdioden nicht im untersten Spannungsbereich betreiben.
> Bei niedrigen Abstimmspannungen verschlechtert sich die Güte der
> Kapazitätsdiode gewaltig.

Diese Hinweise sind sehr interessant. Vielleicht könnte man an einem 
praktischen Beispiel für einen Frequenzbereich von meinetwegen 1-2MHz 
zeigen wie man diese Regeln richtig umsetzt?
Das könnte vielleicht nicht nur für mich ein interessantes Beispiel 
sein, sondern auch anderen beim Experimentieren mit VCOs helfen. Das 
wäre wirklich großartig und ließe sich dann auch auf andere 
Frequenzbereiche anwenden.

Ralph Berres schrieb:
> Der Oszillator
> sollte von sich aus ( also ohne Anbindung an die PLL ) schon möglichst
> stabil sein.

Was heißt das quantitativ ausgedrückt? Dank der Kapazitätsdiode hat man 
doch sowieso schon eine Temperaturabhängigkeit mit drin und mit mehreren 
Kapazitätsdioden parallel geschalten wird diese Temperaturabhängigkeit 
ja übertragen auf die Frequenz nicht besser sondern eher schlechter.

Henri

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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Autor: Ralph Berres (rberres)
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Henry

Es gab mal in der Zeitschrift UKW Berichte vor längere Zeit einen 
Artikel , welches genau dieses Thema behandelt hat. Am Beispiel eines
UKW Tranceivers glaube ich mich zu erinnern. Wenn mich nicht irre, war 
es der Christoph Kessler, der diese Artikelserie verfasst hat. Der 
taucht ja auch immer wieder hier im Forum auf.
Dann hat sich ein Prof. Jochen Jirmann aus Coburg in den UKW-Berichten 
auch mal zu geäusert, und ein Grundlagenartikel geschrieben.
UKW-Berichte ist einfach Pflichtlektüre wenn man HF bastelt.
Der Oszillator war aufwendig mit einer großen auf einen Keramickörper 
gebrannten Spule, und aufwendig temperaturkompensiert. Die 
temperarturkompensation hat man durch Kondensatoren erreicht, die einen 
entsprechend gegenläufigen Temperaturkoeffizient zur Spule ggehabt 
haben.
Die Kapazitätsdiode, ( die übrigens so lose angekoppelt war, das sie nur 
2 MHz Abstimmbreite gehabt haben ) wurde in die Temperaturkompensation 
mit einbezogen. Die Endfrequenz war schon ohne PLL auf wenige 10 Hz pro 
Tag stabil. Der Seitenbandrauschabstand war hervorragend, und um ganze 
Größenordnungen besser als bei käuflichen Afunk-Transceiver der 
damaligen Zeit. Heute baut man die VCOs auf der Basis von 
DDS-Synthesizern. Das ist nochmal eine andere Liga.

Ralph Berres

Autor: Henri (Gast)
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Hallo ihr beiden,

@ Michi

der letzte Link ist genau das, was ich eigentlich gesucht habe. Hier 
findet sich eine schöne Step by Step Anleitung um einen Oszillator zu 
entwerfen:

http://www.electronics-tutorials.com/oscillators/v...

Eine solche Anleitung würde sich sicherlich auch sehr gut als Artikel 
hier auf Mikrocontroller.net machen. Großartig, ich bin schwer 
begeistert.

@ Ralph

danke auch für deinen Beitrag. Die Suche nach den beiden Herren war noch 
nicht so stark von Erfolg gekrönt wie gehofft, ich werde aber mal 
zusehen, dass ich an die Artikel heran komme und wenn es die Zeit 
zulässt mal etwas weiter recherchieren.

Meine Dioden BB201 sind bereits eingetroffen. Ich lege gerade den VCO 
nach der obigen Anleitung aus und hoffe dann schnellst möglich den VCO 
aufbauen zu können.

Henri

Autor: Henri (Gast)
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Ralph Berres schrieb:
> Sag mal willst du die Antenne als Bestandteil des
> Oszillatorschwingkreises benutzen?

Hallo Ralph,

bezüglich dieser Aussage wollte ich mal noch etwas nachschieben. Ich 
hatte das Paper nicht gleich wieder gefunden, aber mittlerweile liegt es 
wieder auf meinem Schreibtisch.

Und zwar hab ich das Paper "Drahtloses Auswertesystem für kapazitive 
Sensoren" gelesen. Das wurde von einigen Herren von Bosch verfasst und 
auf dem Mikrosystemtechnik Kongress 2009 in Berlin vorgestellt.
Da nehmen die einen integrierten emittergekoppelten Oszillator 
(MC100EL1648) und verpassen dem einen parallelen LC-Schwingkreis. Mit 
Kapazitätsdioden erhält man so einen spannungsgesteuerten Oszillator. Ob 
zusätzliche Kondensatoren verwendet wurden kann ich nicht sagen, spielt 
auch erst einmal keine Rolle. Die Induktivität ist offenbar als planare 
Spule ausgeführt (Kantenlänge 5mm, 9 Windungen, ca. 220nH).
Jedenfalls wird auch diese Induktivität als "Antenne" für 
LC-Schwingkreise im Bereich 50 - 60MHz verwendet.
Das Besondere an dem Paper ist eigentlich, dass in Serie zur 
Induktivität noch ein Referenzwiderstand liegt. Nun wird die Spannung 
über Spule + Widerstand Rref und Spannung über den Widerstand Rref 
gemessen und miteinander gemischt (AD831) und mit einem Tiefpass 1. 
Ordnung (fcut=114 kHz) gleichgerichtet, wodurch man eine zu Re{ZL + 
Rref) proportionale Ausgangsspannung erhält. Leider schaffen die nur 
einen Leseabstand von 7,5mm. Hier wurde der VCO übrigens auch nur 
gesteuert, nicht geregelt.

Damit gäbe es also schon ein zweites Beispiel, in dem die Induktivität 
gleichzeitig als magnetische Antenne verwendet wird. So ganz abwägig ist 
das also nicht. Natürlich sind diese Sensor-Anwendungen nicht mit einem 
Funksender gleichzusetzen, wie er bei den Amateurfunkern von Nöten ist.

Ich seh mich also in meinem Vorhaben durchaus bekräftigt.
Ist wirklich ein interessantes Themenfeld.

Henri

Autor: Kupfer Michi (Gast)
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>mit mehreren Kapazitätsdioden parallel geschalten wird diese
>Temperaturabhängigkeit ... nicht besser sondern eher schlechter.

Sicher?
Der TK von grossen und kleinen Cap.Dioden liegt meistens so zwischen 
10e-3 bis 10e-4/°C je nach Spannung.
Ob ich also eine Grosse oder n Kleine nehme änder an dem jeweiligen 
gesammt TK erstmal nichts. Allerdings habe ich in der parallel Version 
u.U. einen geringeren Widerstand, sprich bessers Q.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Henry

Solange die Sendeleistung so klein ist, das man keinen stört, und die 
Anwendung es hergibt das beim Tasten des Oszillators die Frequenzsprünge 
( Chirps ) nicht stören ist das ja OK. In deinen Fall ist es 
offensichtlich eine RFID Anwendung. Da macht man das um den Aufwand zu 
minimieren.
Die Reichweite sind ja auch nur ein paar Zentimeter.
Aber das ging aus deinen Tread bisher nicht so richtig hervor.

Ich war von ausgegangen du wolltest auf dem KW Band mit einer 
abgestimmten magnetischen Antenne ( die gibt es nämlich auch ) mit einen 
einfachen Sender auf Sendung gehen. Da wäre das absolut untypisch, weil 
1. solche Sender nicht Frequenzstabil sind, 2. die Ober und 
Nebenwellenunterdrückung nur von der Antenne geleistet würde ( Ok eine 
Magnet. Antenne hat eine viel spitzere Resonanzkurve als ein Dipol ). 
Deswegen wird in der Sendetechnik immer die Reihenfolge benutzt. 
Oszillator, Modulator, Verstärker, Oberwellenunterdrückung kombiniert 
mit Antennenanpassung, Antenne. Der AM Modulator kann auch in den 
Verstärker eingreifen ( Stichwort Collektormodulation ), der FM 
Modulator in den Oszillator bzw PLL eingreifen.

Normalerweise macht man bei einen Oszillator das LC Verhältnis möglichst 
groß, also großes L und kleines C, um die Güte des Schwingkreises 
möglichst hoch zu treiben, und eine bessere Oberwellenunterdrückung und 
geringes Phasenrauschen zu bekommen. Die Rückkopplung macht man dafür so 
lose wie möglich.

Aber in deinen Falle scheint die Anforderung genau umgekehrt zu sein.

Ralph Berres

Autor: Henri (Gast)
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Guten Morgen,

Kupfer Michi schrieb:
> Allerdings habe ich in der parallel Version
> u.U. einen geringeren Widerstand, sprich bessers Q.

Es ist davon auszugehen, dass wenn eine Diode thermisch driftet die 
parallel geschaltete Diode ebenfalls thermisch driftet und es ist 
weiterhin davon auszugehen, dass beide in die gleiche Richtung driften 
werden. Sprich, die Kapazitätsänderung durch die Drift ist die Summe 
beider Änderungen, das wollte ich damit meinen.

@ Ralph,

naja, einige Zentimeter hab ich auch schon mit einem ersten Testaufbau 
geschafft. Jetzt geht es aber darum alles "stabil" hinzubekommen.

Ralph Berres schrieb:
> Normalerweise macht man bei einen Oszillator das LC Verhältnis möglichst
> groß, also großes L und kleines C, um die Güte des Schwingkreises
> möglichst hoch zu treiben, und eine bessere Oberwellenunterdrückung und
> geringes Phasenrauschen zu bekommen. Die Rückkopplung macht man dafür so
> lose wie möglich.

x µH zu xxx pF ist doch schon ein ziemlich großes L/C-Verhältnis, 
unabhängig von den genauen Werten. Damit stimmt doch deine Aussage 
wieder.

Eine generelle Frage bezüglich des Clapp- bzw. seriell verstimmbaren 
Colpitts-Oszillator habe ich aber noch mal:

Auf 
http://www.electronics-tutorials.com/oscillators/c... 
findet sich die Abbildung eines Clapp-Oszillators, dessen Bauteilwerte 
über die Impedanzen definiert sind, sodass man den Oszillator auf den 
gewünschten Frequenzbereich transformieren kann. Was steckt genau 
dahinter?

http://www.electronics-tutorials.com/oscillators/c...

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Das Verhältnis der beiden Kondensatoren vom Gate nach Masse CFB A und 
CFB B
bestimmt wie stark die Rückkopplung des Oszillators ist. Über diese 
Kondensatoren fließt aber auch der Schwingkreisstrom. Das heist die 
Serienschaltung von cfba und cfbb sollte etwa 10 mal Größer sein als der 
eigentliche Schwingkreiskondensator, und geht auch in die Frequenz ein.

Den Schwingkreiskondensator könnte man einsparen und das L dierekt 
parallel zu cfba und cfbb schalten. Dann ist aus dem Clapp Oszillator 
ein Colpits Oszillator geworden, welches eigentlich sehr gängig ist.

Ich würde die Kondensatoren cfba und cfbb experimentell ermitteln. Man 
kann das zwar auch berechnen, aber der experimentelle Weg führt mit 
Sicherheit sehr viel schneller zum Erfolg.Wobei cfbb sicherlich sehr 
viel größer sein muss, als cfba, ich schätze mal Faktor 5-10.

Ralph Berres

Autor: Henri (Gast)
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Da scheinen die Meinungen irgendwie schon auseinander zu gehen. Deine 
erste Aussage:

> Das Verhältnis der beiden Kondensatoren vom Gate nach Masse CFB A und
> CFB B bestimmt wie stark die Rückkopplung des Oszillators ist. Über diese
> Kondensatoren fließt aber auch der Schwingkreisstrom. Das heist die
> Serienschaltung von cfba und cfbb sollte etwa 10 mal Größer sein als der
> eigentliche Schwingkreiskondensator, und geht auch in die Frequenz ein.

steht den Werten von 
http://www.electronics-tutorials.com/oscillators/c... 
gegenüber.
Die Serienschaltung von cfba und cfbb beträgt mit jeweils 470pF also 
noch 235pF und ist damit nur Faktor ~2 größer als die 
Schwingkreiskapazität von 112.3 - 103.51pF.
Zu der Aussage:

> Wobei cfbb sicherlich sehr viel größer sein muss, als cfba, ich schätze
> mal Faktor 5-10.

schreibt Ian C. Purdie, dass beide Kondensatoren cfba und cfbb eine 
Impedanz von 45 Ohm haben sollen. Er macht seine Rechnung an einem 
Beispiel für das 40m-Band fest. Das Beispiel hab ich mal in LTSpice 
geworfen, simuliert und in den Anhang gepackt. Seine Rechnung scheint, 
zumindest in der Simulation, aufzugehen.

So wie mir scheint ist man, was den Oszillator angeht, doch ziemlich 
flexibel und eine feste Berechnungsvorschrift scheint unmöglich. Es 
zeigt sich, dass das mehr mit Try and Error zu tun hat, was ein wenig 
unwissenschaftlich zu wirken scheint, es sei denn man nennt es iterative 
Vorgehensweise. :)

Leider fehlen mir noch die Erfahrungswerte, um aus dem Bauch heraus 
funktioneriende Angaben machen zu können. Dennoch ist es eine überaus 
spannende Diskussion.

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Dann mache den cfbb mal größer und schaue ab welcher Größe er nicht mehr 
sauber anschwingt. Das ist dann die Grenze unter der man bleiben sollte.

Je loser die Rückkopplung desto rauschärmer und oberwellenärmer wird das 
Signal.

Ralph Berres

Autor: Henri (Gast)
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Vergrößere ich cfbb, dann verschiebt sich natürlich die Resonanzfrequenz 
zu tieferen Frequenzen hin und man stellt fest, dass der Oszillator mit 
steigendem cfbb >560pF immer länger braucht voll anzuschwingen.

Ich hab den Wert für cfbb mal variiert (470p, 560p, 680p, 1n, 2.2n, 
2.7n, 3.3n 3.9n 4.7n) und alle anderen Werte beibehalten (Cv=5p fix). 
Anbei die Signale im Zeitbereich, mit gleicher Skalierung der Achsen für 
alle Bilder.

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Dann würde ich warscheinlich minimal 2,2nF einsetzen  eher sogar 3,3nF

Mit 1nF ist warscheinlich die Rückkopplung so stark das schon merkliche 
Oberwellen zu erwarten sind. Wichtig ist natürlich das man die 
Rückkopplung nicht zu schwach macht, damit er unter jeder 
Betriebsbedingung noch sicher anschwingt. Das er länger braucht ist 
verständlich und auch solange nicht tragisch, solange man keine extrem 
kurze Einschwingzeit benötigt. Es zeigt nur das dem Schwingkreis gerade 
soviel Energie zugeführt wird damit er sauber schwingt.

Ralph Berres

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Nein Ralph, ich hatte noch keinen Artikel in den UKW-Berichten - 
übrigens habe ich deinen HP8555-Artikel in Friedrichshafen nochmal in 
der englischen Version gekauft, ein Mikrowellen-Buch der RSGB.

Da Varicaps immer seltener werden, habe ich mir gerade erst das Angebot 
von Farnell angesehen und die Datenblätter geholt:

"Lang/Mittel/Kurzwelle" bzw. "AM":
NTE Inc NTE618  420..460 pF / 20...23 pF
Sanyo   SVC389  470..525 pF / 18...24 pF
Sanyo   SVC383  482..540 pF / 21...27 pF

Dann gibts die Klasse 50..100pF max "VHF" oder "FM":
NXP BB148
NXP BB153
NXP BBY40
OnSemi MV2109
Sanyo SVC233

und schließlich "UHF" etwa 20pF max
da hats mehrere

leider ist die Tabelle von Farnell wenig hilfreich, da fehlen 
einheitliche Kapazitätsangaben

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Hallo Christoph

Dann muss ich doch nochmal die ganzen UKW Berichte durchstöpern.

Ich weis das es da ein Artikel gab. Es stammte aus einer Artikelreihe
bei der einen Receiver aus 6 oder 7 Baugruppen bestand , welche einzeln 
richtig kompromislos konstruiert war. Und da gabe es auch einen 
Localoszillator. das stammte so aus den 80ger. Aber ich komme jetzt 
wirklich nicht drauf wer das war. Du hast die Artikelserie sicherlich 
auch gelesen.


Ralph Berres

Autor: Henri (Gast)
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Hallo Christoph,

komisch das ich bei Farnell noch nicht über die Dioden gestolptert bin. 
Ich meine ich hätte seinerzeit mal bei denen geschaut, bin aber nicht 
fündig geworden. Egal, es ist nie zu spät einfach mal ein paar zu 
ordern.
Das heißt aber auch, dass der VCO neu ausgelegt werden will. Nicht zur 
Strafe nur zur Übung, heißt es doch so schön.

Ralph,

wenn du den Artikel finden solltest und mit die Nummer nennen könntest 
wäre das natürlich großartig, dann würde ich mir den mal kommen lassen.

Henri

Ralph Berres schrieb:
> Es zeigt nur das dem Schwingkreis gerade
> soviel Energie zugeführt wird damit er sauber schwingt.

Mh, lass mich mal überlegen, in meiner Anwendung möchte ich ja schon 
möglichst viel Energie im Schwingkreis haben. Je mehr Energie im 
Schwingkreis, desto größer sollte ja die Lesereichweite sein?

Ich habe übrigens auch den Schaltplan zum Handlesegerät wiedergefunden. 
Hier wird jeweils 1nF für die beiden Rückkopplungskapazitäten verwendet, 
was bei 8,2 MHz Mittenfrequenz ungefähr 19 Ohm entspricht.

Henri

Autor: Henri (Gast)
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Möglicherweise hab ich einige Dinge durcheinander gewürfelt?

In der VCO-Berechnung von Ian C. Purdie ist ein FET als aktives Element 
verwendet worden.
Im Handlesegerät findet sich ein Biploartransistor. Gibt es hier 
vielleicht einige wichtige Unterschiede in der Auslegung eines 
Oszillators?

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Henry

Du hast recht. In deinen Falle willst du ja kein sauberes Signal haben 
sondern möglichst viel Energie im Schwingkreis um die bestmögliche 
Reichweite zu erreichen. Solange es sich um eine Art RFID Anwendung 
handelt, welche nur maximal 1 meter überbrücken will ist dagegen nichts 
einzuwenden. Meine Annahme gilt für die Realisierung von 
Weitverkehrsfunkverbindungen. Da gelten andere von mir oben aufgeführte 
Kriterien.

Was den Artikel in den UKW Berichten betrifft, suche ich den mal raus 
und nenne dir den Autor und die Hefte wann sie erschienen sind. Aber 
dazu muss ich selbst erst mal stundenlang drin blättern.Es sind immerhin 
so etwa 80cm UKW Berichte die ich durchschauen muss.

Ralph Berres

Autor: Henri (Gast)
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Hallo Ralph,

vollkommen richtig, ich will nur bis maximal 1m weit "funken". Jetzt 
sind wir uns doch noch einig geworden. Die Ansprüche an "meinen" 
Oszillator sind andere als die an eine Signalreferenz.

Ich hoffe es macht nicht zuviel Aufwand die 80cm UKW-Berichte 
durchzublättern und deine Neugierde groß genug, dass du selbst wissen 
willst wie die Artikel hießen. Ich danke dir aber in jedem Fall.

Henri

Autor: Henri (Gast)
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Henri schrieb:
> Möglicherweise hab ich einige Dinge durcheinander gewürfelt?
>
> In der VCO-Berechnung von Ian C. Purdie ist ein FET als aktives Element
> verwendet worden.
> Im Handlesegerät findet sich ein Biploartransistor. Gibt es hier
> vielleicht einige wichtige Unterschiede in der Auslegung eines
> Oszillators?

Ich beantworte jetzt mal meine Frage selbst, weil mir die Einsicht kam. 
Dazu habe ich mal auf die Impedanzen des Handlesegerätes für die 
Mittenfrequenz zurück gerechnet und siehe da, man erkennt das alle 
Impedanzen einfach nur etwa halbiert wurden.
So langsam ergibt sich mir ein Bild des Verständnisses.

Henri

Autor: wsm (Gast)
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Hallo,

zur Eingangsfrage ist zu sagen, dass eine Nichtlinearität des VCO 
grundsätzlich an der Funktion der PLL-Schaltung nichts ändert.

Diese Erkenntnis ergibt sich aus meiner Erfahrung. Alternativ 
funktioniert auch: siehe Beitrag "PLL mit Atmega8 läuft + Fragen!"


Es treten lediglich geringfügige Qualitätseinbußen auf, die jedoch bei 
deiner Anwendung absolut unbedeutend sind.

wsm

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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hab mal schnell genauer hingeschaut, die Keramikspule war von Michael 
Martin. Der hat schon 1975 in der CQDL und in DUBUS ähnliches 
veröffentlicht, das in den UKW-Berichten war der Abschluß. Mit einer 
seltsamen PLL, die alle paar Hz einrastet, also nicht richtig digital 
wählbare Frequenzen, nur eine Haltefunktion.

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Henri
 Also alles UKW-Berichte

Heft 3+4 1992 Jochen Jirmann Theorie und Praxis von PLL Synthesizer
Heft 2+4 1981 und 1-4 1982 Friedrich Krug Vielseitig einsetzbares ZF 
Teil
Heft 2 1978 Michael Martin Modernes Eingangsteil für 2 Meter
Heft 2+4 1979 Michael Martin Großsignalfester Störaustaster
Heft 4 1980 Michael Martin Rauscharmer UKW Oszillator

Und dann gab es noch verschiedene Artikel von einen DK1OF Joachim 
Kestler

Das war wohl der den ich mit Christoph verwechselt hatte.

Ralph Berres

Autor: Henri (Gast)
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Hallo Ralph,

herzlichen Dank, dann werde ich mal direkt bei UKW-Berichte anfragen, ob 
ich diese Artikel von denen bekommen kann.

Henri

Autor: Henri (Gast)
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Kurze Info:

Die Hefte bzw. Kopien der Hefte sind bereits auf dem Weg zu mir, die 
Antwort von UKW-Berichte kam ziemlich schnell. Vielen Dank noch mal, ich 
werde mir die Lektüre dann mal zu Gemüte führen.

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Henri

Ich hoffe das du was damit anfangen kannst, da es teilweise schon sehr 
speziell auf den Amateurfunk zugeschnitten ist. Wirklich interessant ist 
für die ja der Artikel von Jochen Jirmann und der Oszillatorartikel von 
dem
Michael Martin. Die anderen Artikel handeln ja mehr von dem Aufbau von
Empfängern, insbesonders dem ZF-Teil. Zu der damaligen Zeit war diese 
Konzepte absolut kompromisslos. Heute mag das anders aussehen.

Wenn du dich ernsthaft für HF Technik interessierst, solltest du die UKW 
Berichte abonieren, und die ganzen alte Hefte soweit noch erhältlich 
erwerben.

Ralph Berres

Autor: Henri (Gast)
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Hallo,

die Hefte sind gestern noch gekommen. Da habe ich diese Wochenende und 
die darauffolgenden Tage gut was zu lesen :)

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Henri

Berichte mir mal ob dir diese Hefte zugesagt haben, und ob sie dir 
weiterhelfen konnten.

Ralph Berres

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Das waren M. Martins Vorgänger-Artikel zu den UKW-Berichten in der 
CQ-DL. Ich habe erst seit 1978 Lizenz und bin seither im DARC und 
Abonnent der CQ-DL. Das hier ist aus einem Nachdruck "Es stand in der 
CQ-DL", Herausgeber DARC im August 1978 ohne ISBN-Nr .
Darin auch die erwähnte PLL-ähnliche Frequenz-Halteschaltung.

Autor: Henri (Gast)
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Danke Christoph, werd ich mir auch mal genauer anschauen.

Einen angenehmen Sonntag wünsch ich.
Henri

Autor: Henri (Gast)
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Hallo,

ich habe mir die ersten Berichte zu Gemüte geführt. Auffällig ist, dass 
immer wieder die gleichen JFET-Typen zum Einsatz kommen, nämlich BF 
246C, U310 oder P8002.
Es hat eine ganze Weile gedauert bis ich einen der Typen mit der 
aktuellen Bezeichnung finden konnte. Der U310 wird mittlerweile als 
MMBFJ310 bzw. PMBFJ310 vertrieben.
Einige Anforderungen an den Oszillator bleiben ja auch bei meiner 
Anwendung, möglichst rauscharm sollte er sein.

Ich halte euch auf dem Laufenden, wie es weiter geht.

Henri

Autor: Henri (Gast)
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Vielleicht noch ein kleiner Nachtrag:

Man muss aufpassen, der MMBFJ310 und der PMBFJ310 sind nicht 
pinkompatibel, weil Drain und Source bei beiden vertauscht sind.

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Der P8000 ist ein Mosfet ähnlich dem BF245, nur mit höhere Steilheit
( 20mS/V sind es glaube ich ) und höhere Verlustleistung.

Beziehen kann man den noch bei Giga-tech.de Allerdings zu recht hohe 
Preise. Man bekommt da noch viele andere Bauteile was HF betrifft.

Ralph Berres

Autor: Henri (Gast)
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Hallo Ralph,

das lohnt sich ja dann schon fast gar nicht wenn man bedenkt, dass der 
MMBFJ310 bei Farnell schon im Bereich <50Cent pro Stück kostet.

Ich habe mich jetzt auf diesen JFET festgelegt und lege den Oszillator 
jetzt mit diesem Bauteil aus. Praktischerweise kommt er auch im 
SOT23-Package daher.

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Versuche es mal bei dem

http://www.smgdiffusion.com/documents/ACTIFS-TRANS...

Ralph Berres

Autor: Christoph Kessler (db1uq) (christoph_kessler)
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Lange her... Texas Instruments war der Hersteller.

Autor: Henri (Gast)
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@ Ralph

Der MMBFJ310 ist schon so gut wie geordert ;)

Ohje, die mussten aber schon gut leiden, was Christoph?

Zur Spannungsversorgung des VCO hätte ich mal noch eine Frage. In den 
Schaltplänen findet man immer wieder größere Induktivitäten in den 
Zuleitungen der Spannungsversorgung, die zusammen mit den Kondensatoren 
gegen Masse einen Tiefpass bilden, um die Gleichspannungsversorgung 
HF-frei zu halten.
Im UKW-Bericht "Rauscharmer UKW-Oszillator mit Diodenabstimmung, 
digitaler Frequenzrastung und Frequenzanzeige" ist bspw. eine 22µH 
Induktivität eingezeichnet.

Nun die Frage: Welche Induktivitäten eignen sich für diese Entstörung 
der Spannungsversorgung eigentlich am besten? MICC Festinduktivitäten 
sind wahrscheinlich weniger geeignet als bspw. MESC Supression Coils 
(Festinduktivität, einlagige Wicklung auf Eisenpulver- und 
Ferritkernen)?

Da ich eh vielmehr auf SMD setze frag ich mich, ob nicht vielleicht auch 
Ferrit Beads für diese Aufgabe gut geeignet sind?

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Henri

Die Induktivitäten in der Stromzuführung sind ziemlich  unkritisch.

Das einzige worauf du achten solltest, ist die Resonanzfrequenz der 
Induktivität. Diese sollte deutlich höher liegen als die Frequenz mit 
der du arbeiten willst. Selbst die Güte der Spule ist ziemlich 
unkritisch.
Sie sollte sogar nicht zu hoch sein.
Im UKW Bereich könntest du beispielsweise Ferritperlen nehem durch 
welche etwa 4-6 Windungen dünnen Draht gefädelt ist. Auf UHF genügt oft 
sogar das man die Ferritperle über den Draht schiebt. Was auch gut bei 
UKW Geht, das sind diese 6loch Ferritkerne, die sind sogar sehr 
breitbandig.

Diese SMD Induktivitäten gehen auch.

Der Kondensator hinter der Spule sollte auch eine genügend hohe 
Resonanzfrequenz besitzen. Ich verwende da meist Keramikkondensatoren.
Sogar Xp7 gehen dort recht brauchbar.

Aber ich vermute mal höher als 500MHz willst du warscheinlich sowiso 
nicht.

Bei höheren Frequenzen muss man schon sehr stark das Platinenlayout 
optimieren. Da ist eine Leiterbahn von ein paar cm schon eine 
Induktivität.

Ralph Berres

Autor: Henri (Gast)
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Hallo Ralph,

danke für die Info. Weiter als 10MHz möcht ich erst einmal nicht. Das 
bei Frequenzen in der Wellenlänge der Leiterbahnlänge neue 
Herrausforderungen auf einen warten war mir bewusst, aber in diese 
Bereiche will ich erst einmal nicht vordringen.
Die UKW-Berichte, ich studiere die nebenbei ein wenig, sind wirklich 
gut. Erstaunlich dabei ist, wie alt diese Techniken eigentlich schon 
sind.

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Henri

Naja für einen der sich ernsthaft mit HF Technik beschäftigt sind diese 
Hefte einfach Pflichtlektüre.

Ich habe alle Hefte seit 1969 lückenlos. Und immer noch verwerte ich 
Anregungen von vor 30 Jahren. Und wenn es nur als Denkanstöße sind.

Es waren bisher auch viele Grundlagenartikel drin. Wie z.B. Das 
Gleichrichten von sehr kleinen Wechselspannungen, oder wie die FFT 
Analyse funktioniert, oder wie das Spreizspektrummodulationsverfahren 
funktioniert, oder es wurde ein kompletter GPS Empfänger als 
Bauvorschlag veröffentlicht. ( Da gab es noch kein Garwin und kein 
Tomtom ).

Du solltest dir überlegen ob du nicht sämtliche noch erhältliche Hefte
kaufst.

Ich habe von der Empfehlung keine finanzielle Vorteile , falls das jetzt 
so aussieht, obwohl ich auch schon einiges dadrin veröffentlicht habe.

Ralph Berres

Autor: Henri (Gast)
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Ralph Berres schrieb:
> Du solltest dir überlegen ob du nicht sämtliche noch erhältliche Hefte
> kaufst.

Hallo Ralph,

das ist vielleicht nicht die allerschlechteste Idee, scheint fast besser 
zu sein als Literatur wie Tietze Schenk und Co. vor allem aber auch 
praktischer Natur. Was nützt es einem wenn man weiß was die Elektronen 
in einem Transitor machen man aber unfähig ist den Transistor in einer 
Schaltung einzusetzen. Ich werd den Gedanken sicherlich nicht so schnell 
verwerfen.

In den Amateurfunk werde ich deswegen aber sicherlich nicht einsteigen, 
aber es gibt ja auch darüber hinaus jede Menge Anwendungen wo HF eine 
wichtige Rolle spielt.

Henri

Autor: Arno H. (arno_h)
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Ralph Berres schrieb:
> Der P8000 ist ein Mosfet ähnlich dem BF245, nur mit höhere Steilheit
> ( 20mS/V sind es glaube ich ) und höhere Verlustleistung.
>
> Ralph Berres

Die entsprechenden BF sind eher der BF246 und 247 mit ähnlichem IDss.
Die beiden BF haben unterschiedliche Pinbelegung!
Den Vergleich BF246 mit P8000 hat Bernd Neubig in UKW-Berichte 1/81 
beschrieben (Extrem rauscharmer 96-MHz-Oszillator für die 
UHF/SHF-Frequenzaufbereitung; Weinheim 1980).
Zu finden auch auf http://www.axtal.com/index-deutsch.html
Dort kann man auch das Quarzkochbuch in akzeptabler Geschwindigkeit 
runterladen.

Was auch noch zur Erhöhung der Steilheit ginge, wäre Parallelschaltung 
der beiden 310 im PMBFJ620.

Autor: Henri (Gast)
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Guten Abend,

ich möchte mich an dieser Stelle einfach noch mal bei euch bedanken. Es 
gibt momentan noch einige Herausforderungen denen ich mich selbst 
stellen muss, jedoch bin ich guter Dinge und nach meiner eigenen 
Einschätzung auch auf einem guten Weg.

Nebenbei studiere ich weiter fleißig die UKW-Berichte mit wachsender 
Begeisterung.

Gibt es eigentlich auch Foren mit Leuten wie euch die sich speziell mit 
Aufgaben im RF/HF-Bereich beschäftigen, wo man jedoch nicht gleich 
Amateurfunker sein muss? Ich frage vor dem Hintergrund, dass man 
vielleicht doch noch das ein oder andere lesen und lernen oder auch 
Gedankenaustausch betreiben kann.

Henri

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Henri schrieb:
> Gibt es eigentlich auch Foren mit Leuten wie euch die sich speziell mit
>
> Aufgaben im RF/HF-Bereich beschäftigen, wo man jedoch nicht gleich
>
> Amateurfunker sein muss? Ich frage vor dem Hintergrund, dass man
>
> vielleicht doch noch das ein oder andere lesen und lernen oder auch
>
> Gedankenaustausch betreiben kann.

Ich weis es ehrlich gesagt nicht.

Aber ich setze auch nicht vorraus das man Funkamateur ist.
Allerdings haben Funkamateure doch schon einige Vorteile gegenüber 
anderen HF-Interessierten.

So dürfen sie als einziger Funkdienst überhaupt Sender selbst 
entwickeln, bauen und betreiben, ohne das es dafür eine technische 
Abnahme bedarf. Jetzt kommen warscheinlich die Argumente, das das 
ohnehin jeder darf, und das man im Zweifelsfalle gegenüber der 
Bundesnetzagentur nur glaubhaft nachweisen muss, das man dafür Sorge 
getragen hat , die gesetzlichen Bestimmungen auch einzuhalten.Das 
passiert normalerweise in einem  akreditierten Prüflabor.
Der Gesetzgeber geht aber davon aus das der Funkamateur auf Grund seines 
Nachweises der notwendigen Kenntnisse gegenüber der Bundesnetzagentur ( 
Amateurfunkprüfung und Zeugnis )selbst in der Lage ist dieses 
nachzuweisen und somit kein akreditiertes Prüflabor benötigt. Auch muss 
er , wenn er eine Sendeanlage in Betrieb nimmt, keine teure 
Standortbescheinigung sich von der Bundesnetzagentur ausstellen lassen, 
sondern im wird zugestanden das er die nötigen Berechnungen zur 
Einhaltung der maximalen Feldstärken auserhalb seines kontrollierten 
Bereiches selbst erstellen kann und somit nur einer kostenlose Anzeige 
beir der Bundenetzagentur benötigt.

Das sind alles Vorteile die man als Funkamateur hat und das Leben um 
einiges leichter macht, wenn man einen Sender betreiben will.

Das Amateurfunkzeugnis zu erwerben ist auch soo schwer nicht.

Aber du hast natürlich in sofern recht, wenn es darum geht z.B. nur 
Empfänger zu bauen, und keine HF in die Luft zu entlassen kommt man auch 
ganz gut Ohne Amateurfunkzeugnis aus.
Man bedenke aber das gerade unter den Funkamateuren die Chancen weit aus 
größer sind, HF Freaks kennenzulernen als unter den reinen Elektroniker.

Die UKW-Berichte sind ja auch in erster Linie von Funkamateure für 
Funkamatuere geschrieben, wenn gleich der interssierte Nicht Funkamateur 
sicher eine Menge für sich daraus entnehmen kann.
Es gab noch andere Schriftwerke . z.B. Die UHF-Unterlagen von dem 
zwischenzeitlich verstorbenen Karl Weiner DJ9HO. Da waren mehr 
praktische Nachbauanleitungen mit einfachen Mitteln zu finden, die aber 
auch recht erfolgreich waren. Die Zeitschrift Funkamateur gibt es noch. 
Aber sonst ist mir jetzt kein Schriftum bekannt, auser vielleicht 
einzelne Bücher die sich mit dem Thema beschäftigen

Wenn dich HF wirklich fasziniert kannst du mich ja auch gerne direkt 
anschreiben. Da ich ja eingeloggt bin findest du auch meine 
Emailadresse.

Ralph Berres

Autor: Arno H. (arno_h)
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Du kannst mal bei
http://www.hamradioboard.de/wbb3/index.php?page=Portal
http://www.qrpproject.de/indexdl.html
http://forum.db3om.de/ und
http://www.amateurfunk.de/forum/ reinschnuppern.

Einige Funkamateure findest du auch bei
http://groups.google.de/group/de.sci.electronics?lnk=
Die de.sci.-Gruppe 
http://groups.google.de/group/de.comm.funk.amateur/topics ist weniger 
als technisches Forum, sondern eher für Studien über 
Seniorenkindergarten empfehlenswert. Kann aber sein, dass sich das in 
letzter Zeit gebessert hat (Hüte dich vor Alfred!).

Arno

Autor: Markus Löhrer (ham-tron)
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Hallo,
habe noch ein Paar ungebrauchte P8000 in der "Bastelkiste"...
Wenn Ihr welche braucht...

Autor: Ralph Berres (rberres)
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Markus Löhrer schrieb:
> habe noch ein Paar ungebrauchte P8000 in der "Bastelkiste"...
>
> Wenn Ihr welche braucht...

Markus das hängt ganz von dem Preis ab welches du erzielen möchtest.

Mich kann man hier direkt auch per Email erreichen.

Ralph Berres

Autor: Abdul K. (ehydra) Benutzerseite
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Paar oder paar? Ich meine, das muß man heutzutage leider fragen ;-)

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