Forum: HF, Funk und Felder Quarze ausmessen mit AD8307 (logarithmischer Verstärker)


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von Harry (Gast)


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Hallo,

ich möchte Quarze für ein Ladder-Filter selektieren.

Dafür müssen folgende Größen bestimmt werden:

fs1

fs2

fs3

fp

Näheres siehe hier:
http://www.giangrandi.ch/electronics/crystalfilters/xtaltest.html


Dafür habe ich folgenden Aufbau getätigt:
http://www.giangrandi.ch/electronics/crystalfilters/xtaltestsetup.gif

Als Input ist angeschlossen ein HF-Sinus-Generator mit einer 
Quellimpedanz von 200 Ohm und einem Output von 1V pp.

An der Outputseite befindet sich ein einfacher Ge-Diodengleichrichter 
mit angeschlossenem Multimeter.

Die Größen

fs1

fs2

fs3

lassen sich so auch problemlos bestimmen, aber bei

fp (Parallelresonanzfrequenz des Quarzes)

versagt diese Methode, weil die Ausgangsspannung des 
Dioden-Gleichrichters längst auf 0,0mV gefallen ist, bevor der Wert fp 
erreicht ist.


Deshalb habe ich die Schaltung im Anhang mit AD8307 (einem 
logarithmischen Verstärker) aufgebaut.

(geht gleich weiter ...)

von Harry (Gast)


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...

Deshalb habe ich die Schaltung (s. oben) mit einem AD8307 aufgebaut.

Die Idee dahinter war, dass so auch noch Spannungswerte detektierbar 
sind, die von der Ge-Diode des Gleichrichters schon verschluckt werden 
und dass so fp noch bestimmt werden kann.

Leider funktioniert es in der Praxix nicht so 100%ig gut.

Der Bereich, in dem die Spannung auf den untersten Wert fällt (offset 
des AD8307), ist zwar wesentlich schmaler geworden, aber immer noch 
nicht richtig zufriedenstellend, weil der verbleibende Frequenzbereich, 
in dem sich fp befindet, einfach noch zu breit ist (einige hundert Herz 
bei 2MHz-Prüfling).
Dazu kommt, dass die letzte Ziffer des angeschlossenen Multimeters nicht 
konstant ist, sondern manchmal wandert.

Frage :  wie könnte man die Schaltung(en) oder den Messaufbau ändern, 
um auch sicher fp bestimmen zu können?


Die oben gezeigte Tastkopfschaltung stammt übrigens von einem 
Netzwerkanalysator, mehr dazu hier:

"Hochohmiger Tastkopf mit AD8307 für NWT"
http://www.qrpforum.de/index.php?page=Thread&threadID=8604

von Harry (Gast)


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Hier noch das Schaltbild, wie die Schaltung bei mir konkret umgesetzt 
wurde.

Das Multimeter/Voltmeter hat einen Ri von 20MOhm.

von herbert (Gast)


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Ich mache das immer mit meinem "Quarztester".Da lässt sich die Bürde 
einstellen und auch der Arbeitspunkt des Oszillators verändern um auch 
die Schwingfähigkeit beurteilen zu können bzw am Scope auch die 
Signalamplitude.  Resonanzfrequenz messen sowieso. Mehr muß nicht 
sein....

von Frank W. (frank_w)


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herbert schrieb:
> Ich mache das immer mit meinem "Quarztester"

Kannst Du mal die Schaltung posten?

Gruß Frank

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Der Generator scheint stabil genug zu sein, sonst wären die Werte arg 
verzappelt. Ein einfacher freischwingender Wobbler ist für 
Quarzmessungen zu ungenau.
Der AD8307 kann breitbandig 900 MHz, da kommt einiges Rauschen zusammen. 
Besser wäre ein vorgeschalteter Schmalbandverstärker (rein passiv 
filtern hat keinen Zweck).

: Bearbeitet durch User
von Harry (Gast)


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Danke für die Antworten!

herbert schrieb:
> auch der Arbeitspunkt des Oszillators verändern um auch
> die Schwingfähigkeit beurteilen zu können

Dafür habe ich auch einen kleinen Quarztester, es ist ein 
Transistor-Oszillator, bei dem der Arbeitspunkt eingstellt werden kann.
Damit kann mann auch die Schwingfähigkeit und mit einem nachgeschalteten 
f-Zähler fs1, fs2 und fs3 beurteilen. Leider aber nicht fp.


Frank Wa schrieb:
>> Ich mache das immer mit meinem "Quarztester"
>
> Kannst Du mal die Schaltung posten?

Würde mich auch interessieren!


Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Der Generator scheint stabil genug zu sein, sonst wären die Werte arg
> verzappelt.

Der Generator ist digital.


Christoph Kessler (db1uq) schrieb:
> Der AD8307 kann breitbandig 900 MHz, da kommt einiges Rauschen zusammen.
> Besser wäre ein vorgeschalteter Schmalbandverstärker (rein passiv
> filtern hat keinen Zweck).

Wie würdest du das umsetzen?

von nee (Gast)


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>Der Generator ist digital.

Das bedeutet du laesst einen Quarz gegen den anderen Laufen... dh wenn 
nicht der DDS Quarz ein Ofenquarz ist, welchem traust du denn?

von Harry (Gast)


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nee schrieb:
>>Der Generator ist digital.
>
> Das bedeutet du laesst einen Quarz gegen den anderen Laufen... dh wenn
> nicht der DDS Quarz ein Ofenquarz ist, welchem traust du denn?

Meinem Frequenznormal, auf das vorher abgeglichen und mit dem hinterher 
noch mal überprüft wird. Der Generator selber bzw. sein Taktgeber läuft 
so weit sauber, so weit ich das sagen kann. Die Werte fsx sind gut 
reproduzierbar.


Wahrscheinlich müsste man dem zu messenden Quarz einfach höhere 
Spannungen anbieten.
Bei meinem Generator, Rout=200 Ohm, 1V pp, geht wahrscheinlich durch den 
1k-R in Verbindung mit dem 220-R eine Menge Spannung (ca. 4/5) verloren.

Eventuell könnte man die Impedanz wandeln mit einem kleinen 
HF-Transformator.

Oder den 1k-R und den 220-R am Eingang weglassen und den Quarz direkt an 
den Generatorausgang anschließen...
Der Quarz soll ja anscheinend mit ca. 200 Ohm abgeschlossen sein und 
diese Quellimpedanz hat ja zufällig auch der Generator.
Das wäre nämlich die beste Lösung. Fragt sich nur, ob so ein Quarz gerne 
mit 1V pp beschickt wird?!!

von B e r n d W. (smiley46)


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Ja, einfach so. Der Abschluß darf auch 50 Ohm betragen, umso schärfer 
werden die Resonanzen.

von herbert (Gast)


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Ok,hier die Schaltung des Quarztesters.Sie stammt von DL7MAJ.Gedacht ist 
sie für Quarze von 1-20 MHz.Der Ausgang hat 50 OHM. Mehr ,als PDF Info 
gibt dazu im Netz....wem die Schaltung nicht genügt.

von HabNix (Gast)


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Vielleicht hilft diese Seite und die darauf genannten Literaturstellen 
zum Erkenntnisgewinn:
http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/quarzfilter-horst-dj6ev

von Harry (Gast)


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Hallo,

Danke für die Antworten, Hinweise, Schaltbilder und Links!

Wenn man die 1k-Widerstände wegläßt, kann man fp schon ziemlich genau 
bestimmen.


Bei dem Schaltungsaufbau mit dem AD8307 ist mir etwas aufgefallen, siehe 
Anhang:

Wenn man die Prüfspitze direkt mit der Massefläche der Trägerplatine 
verbindet, gibt der AD8307 an Pin 5 eine Meßspannung von 2,50V aus.
Wenn man die Prüfspitze offen läßt, werden 0,36V-0,40V ausgegeben.

Wenn man die Prüfspitze direkt mit Masse verbindet oder offen lässt und 
von MP-A oder MP-B einen 22n-Kerko nach Masse schaltet, werden nur noch 
ca. 0,25V ausgegeben.


Was haltet ihr davon?
Kann man davon ausgehen, dass der FET bei kurzgeschlossener Prüfspitze 
ins Schwingen gerät? Und wenn ja, was kann man dagegen unternehmen? 
(Ferritperle aufs Gate?)

Oder gerät der AD8307 ins Schwingen? Wenn ja, wie kann man das prüfen?

von B e r n d W. (smiley46)


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Für mich sieht das erstmal plausibel aus. Der AD8307 liefert ohne Signal 
(kurzgeschlossen) bereits 0,2-0,25V am Ausgang, was dann <-70dBm 
entspricht (siehe Datenblatt). Dieser Wert erhöht sich um ca. 0,5 Volt 
pro Dekade. Bei offenem Eingang fängt sich der FET ein wenig Netzbrumm 
ein oder es rauscht ein wenig stärker, wodurch das Ausgangssignal leicht 
ansteigt.

Für genaue Pegel-Messungen muss das Ausgangssignal des AD8307 kalibriert 
werden. Dies ist für die Vermessung der Quarze jedoch nicht notwendig, 
da hier nur die Frequenz beim Maximum und Minimum interessiert.

: Bearbeitet durch User
von Heinz Wäscher (Gast)


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Harry schrieb:
> Kann man davon ausgehen, dass der FET bei kurzgeschlossener Prüfspitze
> ins Schwingen gerät?

Ein FET als Sourcefolger schwingt in aller Regel nicht. Da die beiden 
Schwingbedingungen: Phasengleichheit und Verstärkung >=1 nicht erfüllt 
sind.

Gruß

von Harry (Gast)


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Danke für die Antworten!

B e r n d W. schrieb:
> Für mich sieht das erstmal plausibel aus. Der AD8307 liefert ohne Signal
> (kurzgeschlossen) bereits 0,2-0,25V am Ausgang, was dann <-70dBm
> entspricht (siehe Datenblatt).

Das sehe ich prinzipiell auch so, die 0,25V sind das fast schon 
"berüchtigte" Offset dieses ICs :O)

Was mich aber stutzig macht, ist die Tatsache, dass bei 
kurzgeschlossener Prüfspitze beim IC "hinten" plötzlich statt zu 
erwartender 0,25V ganze 2,50V rauskommen.
Irgendwo muss da ja was schwingen, was möglicherweise auch bei einer 
Messung schwingt und das Ergebnis verfälscht.


Heinz Wäscher schrieb:
> Ein FET als Sourcefolger schwingt in aller Regel nicht.

Das stimmt. Dann kann es eigentlich nur irgendwie an der Kombination 
BF246B/AD8307 liegen!?!


@B e r n d W.: Danke schon mal für die Quarz-/Resonator-Tabellen und die 
Simu im anderen Beitrag!!!

von B e r n d W. (smiley46)


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> plötzlich statt zu erwartender 0,25V ganze 2,50V rauskommen.

Fehlt die Masseverbindung zwischen Quarz-Platine und Prüfspitze?

Was passiert, wenn der 220 Ohm Widerstand auf dem Quarz-Adapter 
überbrückt wird, hört es dann auch auf?

Falls das nichts bringt, dann evtl. den Fet übergehen und die 
Adapter-Platine mit MP A verbinden. Denn möglicherweise entsteht aus dem 
FET in Verbindung mit dem Quarz ein Colpitts-Oszillator.

Nachtrag:
Noch eine Möglichkeit: Gibt es eine Erdschleife vom PC über den 
HF-Generator, die Quarzplatine und die Prüfspitze? Zwei Geräte stecken 
in der Steckdose und sind über den Schutzleiter und die Quarzplatine 
miteinander verbunden.

: Bearbeitet durch User
von Harry (Gast)


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Danke für die Überlegungen!

Also, beim Messen an der Quarzplatine ist die geringste messbare 
Spannung ca. 70mV (bei abgeschaltetem Signalgenerator).

Wenn ich die Quarzplatine weglasse und den Eingang an der Prüfspitze vom 
FET direkt gegen Masse kurzschließe, messe ich statt theoretischer 25mV 
satte 2,5V.

Dabei läuft alles über Batterie (jew. Multimeter und AD8307 mit eigenem 
9V-Block).

Erd- oder Masseschleifen liegen garantiert nicht vor.


Wenn man den FET rausnimmt und direkt am MP-A einspeist, ist die 
geringste messbare Spannung wieder ca. 70mV.

von Uwe S. (de0508)


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Hallo Harry,

Ich stelle mal fest uns fehlt ein Bild, um dein Aufbau, resp. HF 
gerechten, beurteilen zu können.

Kannst Du bitte eines einstellen ?

von Wilhelm S. (wilhelmdk4tj)


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Hallo zusammen.

@ Harry:

Besitzt du einen Frequenzzähler?

Versuche es doch mal mit der Methode nach G3UUR.
Ich habe hier mal schnell ein paar Referenzen zusammengezerrt,
die sich auf diese Methode beziehen.

http://w7zoi.net/G3uuralator.pdf
http://www.qrp.pops.net/crystal-tester-2010.asp
http://jvgavila.com/other/Crystal_Test_Set.pdf

http://www.cliftonlaboratories.com/Documents/Crystal%20Motional%20Parameters.pdf

Die ersten drei finde ich besonders hilfreich.
Nachteil: Viel Rechnerei.
Ein Excel-Blatt wird es wohl bringen.

Und suche auch mal nach 'Horst Steder Quarzfilter'. Du wirst
Zeug ohne Ende finden.

73
Wilhelm

von HST (Gast)


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Hallo Harry,

falls du die G3UUR-Methode (wie auch oben im Schaltbild von DL7MAJ) 
verwenden willst, kannst du dir die Rechnerei sparen. Ist als 
Unterprogramm (neben der Auswertung der 3db-Methode) im 
"Dishal"-Programm enthalten (Bild).

BTW, es ist besser, statt der Parallelresonanz die Parallelkapazität Cp 
(Co) der Quarze direkt mit mit einem LC-Meter zu messen. Geht einfach 
schneller, wobei dafür Stichproben bei einigen Quarzen aus einer Serie 
reichen.
Horst

von Harry (Gast)


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Hallo,

Danke für die Antworten!

Habe mittlerweile eine Testplatine für die Bestimmung nach der 
G3UUR-Methode mit Dishal aufgebaut. Das scheint gut zu funktionieren.


Uwe S. schrieb:
> Hallo Harry,
>
> Ich stelle mal fest uns fehlt ein Bild, um dein Aufbau, resp. HF
> gerechten, beurteilen zu können.
>
> Kannst Du bitte eines einstellen ?

Das ist nicht so einfach, wenn man auch etwas erkennen soll ;O)
Versuche es später noch mal.


Mir ist in der Zwischenzeit aufgefallen, dass ich keine Induktivitäten 
in den Zuleitungen benutze (im Originalschaltplan angegeben: >68uH).
Eventuell ziehen die langen Zuleitungen des Multimeters HF-Schrott auf 
die AD8307-Platine.

von Harry (Gast)


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Grade gefunden. Der AD8307 scheint demnach sehr zu wilden Schwingungen 
zu neigen...

Beitrag "Spektrumanalyser Frequenzspektrometer Eigenbau bis 1MHz"
Zitat von dort,
Bernhard S. schrieb:
>> "Die gesamte Schaltung wurde in einem kleinen Blechgehäuse untergebracht,
>> denn der AD8307 ist in dieser Breitband-Ausführung sehr empfindlich
>> gegenüber HF-Einflüssen. Selbst der 10mm lange ungeschirmte
>> HF-Buchsenanschluss kann schon eine Menge "MÜLL" empfangen.
>>
>> Nachdem ich den Blechdeckel des Gehäuses zuklappte, erfreute mich ein
>> Dynamikumfang von 75db."


Wozu dienen die beiden 1N6162-Dioden, dem Eingangsschutz?

von Harry (Gast)


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Bei diesem HF-mV-Meter wird viel Wert auf das Abblocken der 
Betriebsspannung (und auch der anderen Leitungen) gelegt und nur an der 
Eingangsbuchse geerdet.

http://www.darc-coburg.de/uploads/fckeditor/image/MITGLIEDER-SEITEN/dc2nj/HF-mV-Meter/HF-Voltmeter-Text.pdf

http://www.darc-coburg.de/modules/wiwimod/index.php?page=HF-mV-Meter+mit+AD8307

von Harry (Gast)


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Der Vollständigkeit halber hier noch eine dritte Schaltung von Walter 
Tell aus dem Funkamateur 10/99.


Ohne gute HF-Abschirmung mit Gehäuse geht beim AD8307 ganz 
offensichtlich gar nichts.

von B e r n d W. (smiley46)


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Ohne Abschirmung fängt sich der AD8307 mehr Störungen ein, was einen 
erhöhten Grundpegel bewirkt. Das ist sicher nicht die Ursache.

Befindet sich am Eingang des Tastkopfes ein Stück abgeschirmte Leitung, 
dann könnte der Fet auf deren Eigenresonanz schwingen, wenn der Eingang 
kurzgeschlossen wird. Abhilfe schafft der rot eingekreiste 100 Ohm 
Widerstand.

von Harry (Gast)


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Halb abgeschirmt fällt die Spannung bei kurzgeschlossener Prüfspitze auf 
290mV, wenn der 100-Ohm-R eingebaut ist und das Multimeter über zwei 
Induktivitäten von 800uH angeschlossen wird.
Koax-Kabel ist derzeit keins an der Prüfspitze installiert.


Haben die Dioden irgendwelche entstörenden Einflüsse oder schützen sie 
den IC-Eingang lediglich vor negativen Spannungsspitzen?

von Harry (Gast)


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Könnte man direkt vor Pin8 eventuell eine Induktivität einfügen (0,22 - 
2,2uH ?), um höherfrequente Störungen zu blocken?
Ich glaube kaum, dass jemals Pegelmessungen bei f > 30MHz nötig sein 
werden.

von B e r n d W. (smiley46)


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> Haben die Dioden irgendwelche entstörenden Einflüsse oder schützen
> sie den IC-Eingang lediglich vor negativen Spannungsspitzen?

Sie sollen den IC schützen. Beide zusammen haben eine Kapazität von ca. 
3pF. Dies bewirkt eine Dämpfung bei höheren Frequenzen.

Am Fet könnte der Source-Widerstand noch halbiert werden. Das verbessert 
den Frequenzgang, reduziert Rauschen und verringert auch Einstreuung von 
Störungen an den IC-Eingang. Am Fet-Gate bleibts aber nach wie vor 
empfindlich.

> Könnte man direkt vor Pin8 eventuell eine Induktivität einfügen

Das würde ich nicht empfehlen. Außerdem, warum sollte man das wollen? 
Dann hilft ein >=10pF gegen GND.

Laut Datenblatt können als Minimum ohne Eingangssignal 200mV erwartet 
werden. Ab da gehts einfach nur nach oben, schon wegen dem Eigenrauschen 
des JFets. Im Falle der Messung an Filtern oder Quarzen könnte direkt 
mit dem AD8307 gemessen werden. Der 200 Ohm Abschluss vom Quarz nach GND 
würde das Rauschen nochmals verbessern. Der Fet würde dann nur 
Verwendung finden, wenn wirklich eine hohe Eingangsimpedanz nötig ist.

von Harry (Gast)


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Danke für die Anregungen!

Im Anhang mein Aufbau, der nun bei kurzgeschlossener Prüfspitze etwa 
205mV ausgibt (auf geerdeter Unterlage ohne Gehäuse).

fp von 2.000MHz-Quarzen lässt sich jetzt auf 5 bis 10Hz genau bestimmen 
:O)

von Harry (Gast)


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Hallo,

ich versuche seit ein paar Tagen, die 6,553-MHz-Quarze für das 
Ladderfilter auszumessen.

Dabei gibt es zwei Probleme:

1. Cp läßt sich schlecht bestimmen, weil die Umgebung einen enormen 
Einfluß auf dessen Kapazitätswert hat.

2. Bei der fs-Bestimmung schwanken bei manchen Quarzen die Frequenzwerte 
im Colpitts-Oszillator um einige hundert Herz. Eventuell ist die 
Amplitude zu klein, um den Frequenzzähler sicher anzusteuern?!


Frage zu 1.:
Kann man Cp auch mit einem Kapazitätsmessgerät ermitteln (also das Quarz 
wie einen Kondensator ausmessen)?

Viele Grüße

von EMU (Gast)


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Harry schrieb:
> Frage zu 1.:
> Kann man Cp auch mit einem Kapazitätsmessgerät ermitteln (also das Quarz
> wie einen Kondensator ausmessen)?

ja macht man so, ist sogar die wahrscheinlich genaueste Methode
DMU

von Harry (Gast)


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Danke!

Nach meiner Messung liegt Cp dann bei etwa 2pF.

von Joern DK7JB .. (moin)


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Hallo Harry,
wenn du in deiner Nachbarschaft einen Funkamateur mit einem VNWA oder 
NWT (Netzwerktester) hättest, würde das Ausmessen deiner Quarze sehr 
einfach gehen. Die Ersatzdaten würden dann auch so genau sein, dass ein 
berechneter Quarzfilter mit dem realem genau übereinstimmt.
Grüße Jörn

von Harry (Gast)


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Hallo Joern, Danke für die Anregungen!

Mir ist leider kein FA in der Nachbarschaft bekannt.
Einen VNWA oder NWT wollte ich aber längerfristig auch anschaffen.

Im Moment dient ein SA602 als Oszillator, hier schwingen fast alle 
Quarze sauber (im Gegensatz zum diskreten Colpitts-Oszi).

Ist eben ein abendfüllendes Programm, die Handvermessung von Quarzen ;O)

von Joern DK7JB .. (moin)


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Hallo Harry,
vielleicht wird es irgendwann mal etwas mit dem VNWA. Vermutlich wird 
sich dann für dich eine ganz neue Welt eröffnen - war jedenfalls bei mir 
so ;-).
Das Vermessen der Quarze könnte für dich doch der richtige Anlass für 
die Anschaffung sein... Das Vermessen der Quarzfilter ist mit dem VNWA 
eine Kleinigkeit.
Den Quarzersatzdaten würde ich mit dem VNWA sofort vertrauen. Mit dem 
NWT bräuchtest du vermutlich etwas mehr Übung und ohne diese Hilfsmittel 
nur mit sehr viel Übung und Wissen. Dies ist aber nur meine eigene 
persönliche Einschätzung ;-).
Grüße Jörn

von Harry (Gast)


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Habe mittlerweile ein ZF-Filter errechnet, dass eine Impedanz von 216 
Ohm hat.

Kann man das Signal für die ZF beim SA602 symmetrisch abgreifen, in 
einen Ringkernübertrager 4:1 (also von 3000 Ohm auf ca. 216 Ohm) 
einspeisen und so für den Filtereingang runtertransformieren?

Könnte man statt des Ringkernübertragers auch eine auf 4:1 umgewickelte 
10,7MHz-Filterspule nehmen und auf der Primärseite mit einem 
entsprechenden Parallel-C versehen, so dass ein abstimmbarer 
LC-Kreis/Resonanztransformator entsteht und wenn ja, hätte die 
Abstimmbarkeit große Vorteile gegenüber der ersten Methode?

von Harry (Gast)


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Will hier noch schnell die realen Filterdaten posten:

f(mitte): 6.553.320 Hz

Grunddämfpung: -6 dB

Breite(-6dB): 590 Hz

Breite(-63dB): 1900 Hz

VFO (soll/30m): 3,54668 MHz bis 3,59668 MHz


Bin nicht ganz sicher, ob das Filter gute Werte aufweist, denke aber, 
dass es auf jeden Fall annehmbar ist.


Der derzeitige VFO mit dem Keramikschwinger überstreicht schon fast den 
geforderten Bereich.
Danke B e r n d W. (smiley46) für die Idee!!!

von B e r n d W. (smiley46)


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Hallo Harry

> Der derzeitige VFO mit dem Keramikschwinger überstreicht schon
> fast den geforderten Bereich.

Schön zu hören!
Ich versuch auch gerade, fünf 10,111 MHz Quarze zu "ziehen". Bisher 
erreiche ich 10,100 ... 10,122 MHz. Leider gehts ohne viele zusätzliche 
Bauteile nicht weiter nach oben. Nach unten wären leicht 10,080 MHz 
möglich. Ein anderer Quarz mit 10,139 MHz ist so groß, wie die 5 anderen 
zusammen und ich hab es nicht geschafft, ihn bis 10,100 runterziehen.

> Könnte man statt des Ringkernübertragers auch eine
> auf 4:1 umgewickelte 10,7MHz-Filterspule nehmen

Ob Breitband- oder Resonanzübertrager, beides wird funktionieren. Ein 
Breitbandübertrager bietet breitbandig die richtige Abschluß-Impedanz. 
Ein Parallelschwingkreis wird neben seiner Resonanz niederohmig, deshalb 
ist dies nur die zweitbeste Lösung.

Trotzdem kann besonders bei wenigen Quarzen ein Schwingkreis Vorteile 
bringen. Wird das Ladderfilter aus 4 oder weniger Quarzen gebildet, so 
können sich Nebenresonanzen bemerkbar machen. Mit einem Schwingkreis 
werden diese Nebenresonanzen zusätzlich bedämpft.

von Harry (Gast)


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B e r n d W. schrieb:
> Ein
> Breitbandübertrager bietet breitbandig die richtige Abschluß-Impedanz.

Danke für die schnelle Antwort! Dann versuche ich für die Inputseite des 
Filters erst mal einen Breitbandübertrager.


> Wird das Ladderfilter aus 4 oder weniger Quarzen gebildet, so
> können sich Nebenresonanzen bemerkbar machen.

Habe 6 Quarze verwendet.
Die theoretische Breite bei -63dB wären 1300Hz, in der Praxis sind es 
1900Hz. Weißt du zufällig, ob das normal ist (Dishal rechnet mit 
verlustfreien Quarzen)?


> Ich versuch auch gerade, fünf 10,111 MHz Quarze zu "ziehen". Bisher
> erreiche ich 10,100 ... 10,122 MHz.

Wie hoch kommst du denn mit einem von diesen Quarzen alleine?
Ja, nach unten geht es leichter, wenn eine Induktivität in Serie 
geschaltet wird.
Eventuell könntest du ein Quarz öffnen, das Quarzscheibchen mit seinen 
kleinen Anschlussdrähtchen von den langen Anschlussdrähtchen ablöten, 
zwischen ein weiches Material klemmen (z.B. Moosgummi) und es oben und 
unten mit einer gewässerten Nagelfeile abschleifen. Halbwegs 
symmetrisches Abschleifen reicht.

10,100 ... 10,122 MHz finde ich als Ergebnis auf jeden Fall schon sehr 
gut!!!

Man könnte für das 30m-Band sicher auch ein 6,144MHz-Quarz mit einem 
4MHz-Quarz "mischen", es lassen sich ja beide Quarze ziehen, dann ist 
man flexibler.
Weiß nur nicht, wie gut sich die ungewollten Mischprodukte abfiltern 
lassen.


> Ein anderer Quarz mit 10,139 MHz ist so groß, wie die 5 anderen
> zusammen und ich hab es nicht geschafft, ihn bis 10,100 runterziehen.

Hat der möglicherweise einen speziellen Schliff?

von B e r n d W. (smiley46)


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> Wie hoch kommst du denn mit einem von diesen Quarzen alleine?

Die 10,111 MHz erreiche ich ohne bzw. mit sehr großer Lastkapazität.

> 4MHz-Quarz

Da kommen wieder die Keramik-Resonatoren ins Spiel. Aber der 
Direktmisch-Empfänger funktioniert schon. Er ist auch fast zu selektiv 
durch einen Mix aus LC-Filter mit 40mH Ringkern und einem 1 Transistor 
Aktivfilter. Er bietet lediglich keine Seitenbandunterdrückung.

>> Ein anderer Quarz mit 10,139 MHz
> Hat der möglicherweise einen speziellen Schliff?

Nein, aber vermutlich ist die Parallel-Kapazität recht groß und handelt 
sich nur um einen einzelnen. Der Bereich reicht ohne Klimmzüge von 
10,135 ... 10,142 MHz, zwei Stück hatte ich mal für QRSS gekauft.

von Harry (Gast)


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B e r n d W. schrieb:
>> 4MHz-Quarz
>
> Da kommen wieder die Keramik-Resonatoren ins Spiel.

Stimmt, zwei 3,58MHz-Schwinger parallel kommen schon locker über 4MHz.


> Er ist auch fast zu selektiv
> durch einen Mix aus LC-Filter mit 40mH Ringkern und einem 1 Transistor
> Aktivfilter. Er bietet lediglich keine Seitenbandunterdrückung.

Was bedeutet "fast zu selektiv"?


> ... 10,142 MHz, zwei Stück hatte ich mal für QRSS gekauft.

Für ultralangsames Morsen?


Ich meine, du hättest es weiter oben schon mal erwähnt, finde die Stelle 
allerdings grade nicht.
Das VFO-Signal kann man ja auf die Empfangsfrequenz hochmischen. Damit 
könnte man dann einen CW-Sender betreiben.
Wenn ich es richtig überlegt habe, benötigt man bei dem aktuellen 
Konzept (Einfachsuper) keine Frequenzschift beim Senden (R.I.T)?!

von B e r n d W. (smiley46)


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Hallo Harry

>> Da kommen wieder die Keramik-Resonatoren ins Spiel.
>Stimmt, zwei 3,58MHz-Schwinger parallel kommen schon locker über 4MHz.

Mit 2x3,58 komme ich nicht bis 4 MHz hoch, nur ein wenig weiter als 3,6. 
Entweder nimmt man direkt 4 MHz Resonatoren oder 4,19 MHz hat es auch in 
der Bastelkiste.

> Was bedeutet "fast zu selektiv"?

Die -6 dB Bandbreite beträgt ca. 300 Hz, bei -50 dB etwa 1,5 kHz. Wenn 
sich viele um eine interessante Station bemühen, liegt das eine oder 
andere Signal schon außerhalb der Durchlasskurve.

>> ... 10,142 MHz, zwei Stück hatte ich mal für QRSS gekauft.
> Für ultralangsames Morsen?

Es gibt nicht nur langsames Morsen, auch FSK mit 5-10 Hz Versatz, WSPR 
und schmalbandiges Hell. Der Bereich liegt zwischen 10141.000 und 
10141.099 kHz. Auf nur 100 Hz Bandbreite können sich einige Stationen 
tummeln. Erstaunlich, wie weit die mit einem halben Watt oder weniger 
kommen.

> benötigt man bei dem aktuellen Konzept (Einfachsuper)
> keine Frequenzschift beim Senden (R.I.T)

Ja, zwei getrennte Geräte sind am flexibelsten.

von Harry (Gast)


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B e r n d W. schrieb:
>>> Da kommen wieder die Keramik-Resonatoren ins Spiel.
>>Stimmt, zwei 3,58MHz-Schwinger parallel kommen schon locker über 4MHz.
>
> Mit 2x3,58 komme ich nicht bis 4 MHz hoch, nur ein wenig weiter als 3,6.
> Entweder nimmt man direkt 4 MHz Resonatoren oder 4,19 MHz hat es auch in
> der Bastelkiste.

Habe gestern noch den weiter oben von dir vorgestellten 
Pierce-Oszillator leicht modifiziert aufgebaut.
Mit ihm kommt man bei mir mit einem einzigen 3,58MHz-Resonator schon 
locker über 4 MHz.

Beitrag "Eingangsfilter 50 Ohm für 30m - SA602"

Im Anhang der Aufbau dazu. Ein 4MHz-Resonator wäre letztlich natürlich 
zweckdienlicher.


Weil so hohe Frequenzen aber nicht benötigt werden, halte ich mich an 
deinen Bauteilwertevorschlag.

Sowohl der Resonator als auch der BF199 und die Kondensatoren sind 
ziemlich temperaturempfindlich. Für die Cs könnte man eventuell NP0s 
einsetzen (oder vielleicht sogar Cs mit positivem 
Temperaturkoeffizienten?!).
Bin mir in jedem Fall noch nicht sicher, wie der mechanische Aufbau 
letztlich aussehen soll. Die Idee mit dem Bienenwachsverguss ist auf 
jeden Fall gut.


>> Was bedeutet "fast zu selektiv"?
>
> Die -6 dB Bandbreite beträgt ca. 300 Hz, bei -50 dB etwa 1,5 kHz. Wenn
> sich viele um eine interessante Station bemühen, liegt das eine oder
> andere Signal schon außerhalb der Durchlasskurve.

Hast du zufällig einen Schaltplan zu dem Aufbau an der Hand, der hier 
gepostet werden kann?


> Erstaunlich, wie weit die mit einem halben Watt oder weniger
> kommen.

Wo liegt denn bei diesen Methoden der Vorteil zum normalen CW?

von B e r n d W. (smiley46)


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Harry schrieb:

> mit einem einzigen 3,58MHz-Resonator schon locker über 4 MHz.

Gut zu wissen, das hatte ich bisher mit Keramik-Resonatoren nicht 
probiert.

> Sowohl der Resonator als auch der BF199 und die Kondensatoren sind
> ziemlich temperaturempfindlich.

Beim BF199 könnte noch durch verringern des Basisstroms die 
Eigenerwärmung reduziert werden. Aber beim Resonator hilft nur 
isolieren. Eventuell den ganzen Oszillator in ein kleines 
Weissblechgehäuse packen, Zugluft ist tödlich.

> Hast du zufällig einen Schaltplan?

Ja, aber die Bauteile sind noch nicht richtig durchnummeriert, Rit 
fehlt, die Stromversorgung ist nur symbolisch. Ob Treiber und 
Sende-Endstufe so zusammenarbeiten, muss ich erst testen.

Den Trx hab ich mir als Aufgabe gestellt. Es geht im Prinzip um einen 
Trx nach Klasse C, max. 100 Teile mit 1 IC:
http://www.qrpcc.de/contestrules/mas/index.html

>> Erstaunlich, wie weit die mit einem halben Watt oder weniger kommen.
> Wo liegt denn bei diesen Methoden der Vorteil zum normalen CW?

Es reicht eine Bandbreite von 1 Hz, um ein Signal zu übertragen, bei dem 
die Dits 3 Sekunden dauern. Dies ergibt gegenüber einem 500Hz 
Quarzfilter eine Verbesserung des Rauschabstandes von mehr als 20 dB.

Gruß, Bernd

von B e r n d W. (smiley46)


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Die Schaltung bitte nicht für bare Münze nehmen, die enthält noch ein 
paar Fehler. Z.B. muss T2 mit Vcc = 6Volt betrieben werden und in die 
Kollektorleitung gehört ein Strombegrenzungs-Widerstand.

von Harry (Gast)


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Danke für das Schaltbild!

B e r n d W. schrieb:
>> mit einem einzigen 3,58MHz-Resonator schon locker über 4 MHz.
>
> Gut zu wissen, das hatte ich bisher mit Keramik-Resonatoren nicht
> probiert.

War selber sehr erstaunt. Habe den Wert allerdings nur vom 
Frequenzzähler abgelesen und nicht mit dem Oszilloskop kontrolliert, 
kann deshalb über die Wellenform/eventuelle Messfehler durch wilde 
Oberwellen nichts sagen.


> Beim BF199 könnte noch durch verringern des Basisstroms die
> Eigenerwärmung reduziert werden. Aber beim Resonator hilft nur
> isolieren. Eventuell den ganzen Oszillator in ein kleines
> Weissblechgehäuse packen, Zugluft ist tödlich.

Das Weissblechgehäuse könnte man vor dem Verschließen eventuell sogar 
mit relativ feinem Quarzsand füllen für eine einheitliche 
Innentemperatur (Gehäuse muss dann natürlich sanddicht sein).


Mit der Spule am Resonator (10µH) schwingt es bei zu kleiner 
Lastkapazität plötzlich auf der dritten und vierten Oerwelle. Werde es 
später noch mal mit einer 100µH-Spule probieren.
Die f-Werte im Pierce-Oszillator sind ohne Spule zu hoch, das 
Schwingverhalten aber ok.

Mit dem NE602 als Oszillator haben sie gepasst, er hatte allerdings bei 
20°C Umgebungstemperatur eine Erwärmungsdrift von 100Hz ab dem 
Einschalten bis 10 Minuten Betrieb (was auch nicht unbedingt die Welt 
ist).


> Beim BF199 könnte noch durch verringern des Basisstroms die
> Eigenerwärmung reduziert werden.

Also den 180k-Widerstand vergrößern und eventuell auch den 1k am 
Kollektor?

von Harry (Gast)


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B e r n d W. schrieb:
> Den Trx hab ich mir als Aufgabe gestellt. Es geht im Prinzip um einen
> Trx nach Klasse C, max. 100 Teile mit 1 IC:
> http://www.qrpcc.de/contestrules/mas/index.html

Interessante Schaltung! Woher kommt die hohe Selektivität?

Der Aufbau erscheint mir auf jeden Fall schön locker!

von B e r n d W. (smiley46)


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> Woher kommt die hohe Selektivität?

Das Cauer-Filter am Eingang macht den Tiefpass mit einer Kerbe bei 
1.8kHz, die Koppelkondensatoren C3 und C7 einen Hochpass und die 
Schaltung um Q2 bildet einen aktiven Bandpass. Oben ist der 
Durchlassbereich schmal, weitab ist die Filterung nicht besonders gut.

Am Ausgang beträgt das Rauschen bis 10 kHz 3.4mV, um 96dB 
zurückgerechnet auf den Eingang macht das 55nV. Q1 hat daran den größten 
Anteil. Der Arbeitspunkt von Q1 ist deshalb relativ wichtig, die 
Noise-Angaben im Datenblatt beziehen sich auf 200µA Kollektorstrom, 
momentan fließt ca. das Doppelte. R12 und R13 bilden einen 
Spannungsteiler, der sich aus Rauschoptimierungen und der notwendigen 
Impdanz für den folgen Bandpass ergeben hat.

von Harry (Gast)


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Hallo,

habe die Diagramme mal genauer angeschaut. Das NF-Filter wird wirklich 
ziemlich schnell breiter.
Stört das im praktischen Betrieb?

Hin und wieder sieht man auch NF-Filter für DC-Rx mit drei oder mehr 
selbstgewickelten Spulen, wobei die Spulen wohl möglichst verlustfrei 
sein müssen...


Bin mittlerweile dazu gekommen, weiter am Oszillator zu forschen. 
Benutze jetzt einen Colpitts mit BF256.
Mit Polystyrol-Kondensatoren in der Rückkopplung driftet der Oszi zuerst 
eine Weile nach unten, bleibt stehen und dann geht die Frequenz wieder 
nach oben.
Mit einer zusätzlichen Spule (Festinduktivität) am Resonator geht es 
dagegen steil nach unten.
Hätte ich nicht gedacht, dass es so viel Aufwand ist, einen 
3,55MHz-Oszillator halbwegs temperaturstabil zu bekommen. Auf 
Schaltplänen wirken Oszillatoren oft so harmlos...

von B e r n d W. (smiley46)


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> Das NF-Filter wird wirklich ziemlich schnell breiter.
> Stört das im praktischen Betrieb?

Im linearen Maßstab sieht das Filter viel steiler aus. Rechts von der 
Kerbe kann man die Signale nur erahnen. Die müssen sich erstmal aus dem 
Rauschen im Durchlassbereich herausheben. Falls eine Störung da ist, 
kann man das andere Seitenband probieren.


> Mit einer zusätzlichen Spule (Festinduktivität) am Resonator
> geht es dagegen steil nach unten.

Kann es sein, daß sich der Kern erwärmt? Meine Drossel hab ich auf einen 
T37-6 Kern (gelb) gewickelt, ein 7-Material (weiß) driftet noch weniger. 
Dafür hat rot eine höhere Güte. Ansonsten die Induktivität so klein 
machen bis sich nach ein paar Minuten die langsame Drift nach oben mit 
der des Kernes aufhebt.

Heute ist es schwierig, Kondensatoren mit verschiedenen, bekanntem 
Temperaturkoeffizienten zu bekommen.

Bezüglich des Hoch- und Runterdriftens, das liegt an den 
unterschiedlichen Zeitkonstanten. Falls die zwei Hauptverursacher 
bekannt sind, diese beiden thermisch verbinden.

Nachtrag:
Hier gibts Angaben zur Drift, leider nichts zur Richtung:
http://toroids.info/T37-7.php

: Bearbeitet durch User
von Harry (Gast)


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B e r n d W. schrieb:
> Im linearen Maßstab sieht das Filter viel steiler aus. Rechts von der
> Kerbe kann man die Signale nur erahnen.

Im Grunde genommen so eine Art Tiefpass, an dem man Störer "abschneiden" 
kann?!
Bin in CW noch nicht wirklich fit und kann da eigentlich nicht mitreden, 
vermute aber, dass man Störer auf anderen NF-Frequenzen zusätzlich auch 
einfach im Kopf ausblenden kann.


> Kann es sein, daß sich der Kern erwärmt? Meine Drossel hab ich auf einen
> T37-6 Kern (gelb) gewickelt, ein 7-Material (weiß) driftet noch weniger.

Geringste Erwärmungen der Festinduktivität bewirken schon deutliche 
Driften.
Einen T37-6 Kern könnte ich sogar noch haben.
Im Moment ist die Induktivität erst mal aus dem Versuchsaufbau 
rausgenommen.


> Heute ist es schwierig, Kondensatoren mit verschiedenen, bekanntem
> Temperaturkoeffizienten zu bekommen.

Habe zum Glück noch einen Restposten-Sack "farbiger" DDR-Cs von der 
Bucht in allen möglichen Werten...


> Falls die zwei Hauptverursacher
> bekannt sind, diese beiden thermisch verbinden.

Die Colpitts-RK-Cs (leichte Updrift) und der Resonator (starke 
Downdrift) sind die Verursacher. Der FET heizt auf.
Wenn man den FET thermisch von den Cs und dem Resonator entkoppelt und 
die Cs und den Resonator thermisch verbindet, driftet es nur noch nach 
unten (um ca. 300Hz) und bleibt dann stehen (nach ca. 30 min).

Meine Idee ist, als nächstes die beiden RK-Cs mit einem thermisch 
gekoppelten kleinen C mit negativem TK zu überbrücken. Dieser C soll 
grade so groß sein, dass die Downdrift kompensiert wird.

von Harry (Gast)


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...nach etlichen mehr oder weniger erfolglosen Versuchen mit diversen 
Kondensatoren mit noch diverseren T-Koeffizienten habe ich den 
Sourcewiderstand vom Oszillator-FET von 200R auf 1k2 vergrößert, jetzt 
sieht es wesentlich stabiler aus.

von Harry (Gast)


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VFO läuft mittlerweile stabil, nachdem nun der Soure-R auf minimale 
Drift angepasst wurde.

Kompletter Testaufbau mit Loopantenne und einem SSB-Rx hinter dem 
Quarzfilter zeigt, dass es funktioniert. Leider ist das 30m-Band derzeit 
ziemlich "verkracht", es konnten aber trotzdem zwei CW-Stationen 
aufgenommen werden.

Als nächstes ist der BFO dran.


@B e r n d W. :
Was macht der 30m-Trx mit dem Cauer-Filter? Kannst du damit schon 
senden?

von B e r n d W. (smiley46)


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> Das NF-Filter wird wirklich ziemlich schnell breiter.

So würden Statistiker das Bild darstellen. Es sieht oben ziemlich schmal 
aus, das konnte man schon an der Rauschkurve erahnen.


> Testaufbau mit Loopantenne und einem SSB-Rx

Nur falls es Dich nicht zu sehr ausbremst,
hast du zufällig einen Schaltplan ? ;)


> Was macht der 30m-Trx mit dem Cauer-Filter?
> Kannst du damit schon senden?

Nein, inzwischen leite ich nur den Oszillator über einen 74HC00 und kann 
den Takt für Rx und Tx schalten Ansonsten hab ich nicht weitergemacht. 
Als würde das RIT drankommen.


> es konnten aber trotzdem zwei CW-Stationen aufgenommen werden.

Auf 10100,8 kHz kommt der DDK9 DWD Pinneberg mit RTTY meist am lautesten 
rein. Damit ist ein viertel meines Empfangsbereichs schon belegt. 
Manchmal läuft eine Störung von einem Schaltnetzteil o.ä. durch, wenn 
ich an meinem Monitor wackle, wackelt diese Störung auch. Ansonsten gibt 
es momentan sogar ein wenig Aktivität, oft leider über 10020 kHz.

von Harry (Gast)


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B e r n d W. schrieb:
> So würden Statistiker das Bild darstellen. Es sieht oben ziemlich schmal
> aus, das konnte man schon an der Rauschkurve erahnen.

Das könnte durchaus praxistauglich sein!


> Auf 10100,8 kHz kommt der DDK9 DWD Pinneberg mit RTTY meist am lautesten
> rein.

Bei mir auch.


> Nur falls es Dich nicht zu sehr ausbremst,
> hast du zufällig einen Schaltplan ? ;)

Bremst nicht, ich muss das ganze ja auch für mich dokumentieren.
Im Anhang schon mal der Aufbau vom kompletten VFO.
Schaltbild Mischer plus die Filter kommt noch.

von Harry (Gast)


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Hier noch der Rest vom aktuellen Schaltplan.

von B e r n d W. (smiley46)


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Hallo Harry

Das sieht soweit gut aus!

Ich hab ne Frage zum vorherigen Schaltbild. Der SA602 wird doch nur als 
Puffer-Verstärker verwendet? Dabei könnte man auch den 100pF Kondensator 
vom Oszillator auf Pin1 legen und den 10k Widerstand von Pin 6 auf GND. 
Möglicherweise hätte diese Methode leichte Vorteile.

Ist die Filterbreite für SSB oder CW geplant?

Gruß, Bernd

von Harry (Gast)


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Hallo Bernd,

Danke fürs Drübergucken!

B e r n d W. schrieb:
> Dabei könnte man auch den 100pF Kondensator
> vom Oszillator auf Pin1 legen und den 10k Widerstand von Pin 6 auf GND.
> Möglicherweise hätte diese Methode leichte Vorteile.

Wird das Eingangssignal vom IC anders verarbeitet als das 
Oszillatorsignal?
Müsste mich eigentlich endlich mal genauer mit dem Innenleben des SA602 
befassen, dann müsste ich nicht immer so blöde Fragen stellen...


Der breitbandige Ringkern-Übertrager an Pin5 des Mischer-ICs (also der 
vor dem Ladder-Filter) scheint mir noch nicht optimal zu sein.

1. könnte man ihn auch so auslegen, dass symmetrisch von Pin4 und 5 in 
den Übertrager eingespeist wird (falls das einen Vorteil hat?!?)

2. ist dieser Übertrager im Moment so gewickelt, dass auf der einen 
Seite die Primärwicklung ist und auf der anderen Seite die 
Sekundärwicklung.
Wahrscheinlich ist die Kopplung besser, wenn beide Wicklungen 
übereinander liegen...


> Ist die Filterbreite für SSB oder CW geplant?

Nur für SSB. Die verwendeten Quarze haben übrigens folgende Daten:
Cs=6,3fF
Ls=93,616mH
Cp=2,57p
Das Filter selber ist bei -3dB ca. 590Hz breit.


Bin leider noch nicht zu weiteren Tests gekommen.

von B e r n d W. (smiley46)


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> Wird das Eingangssignal vom IC anders verarbeitet
> als das Oszillatorsignal?

Ja.
https://www.mikrocontroller.net/articles/Demo_Gilbertzelle


> 1. symmetrisch von Pin4 und 5 in den Übertrager eingespeist

Die Vorteile schwinden schnell, weil der Übertrager dann ein größeres 
Übersetzungsverhältnis braucht. Du splittest mit dem ersten SA602 auch 
das Oszillator-Signal zwischen Rx und Tx auf. Diese Trennung finde ich 
gut.


> 2. Wahrscheinlich ist die Kopplung besser,
> wenn beide Wicklungen übereinander liegen

Ja, besser übereinander wickeln oder einen Doppelloch-Kern verwenden.

von Harry (Gast)


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Im Anhang noch der nach Bernds Vorschlag abgeänderte VFO 
(Oszillator-Signal auf Pin1).


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Beitrag "Frage zur BFO-Frequenzspanne / 30-Meter-Rx CW"

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