Sat-Finder Teardown

[Marek N. (db1bmn)]

Hi,

folgender Sat-Finder hat meine Neugier geweckt.
Frei nach dem Motto "Don't turn it on, take it apart", möchte ich mal 
die Schaltung zur Diskussion stellen.

Was mir aufgefallen ist, dass dieser Sat-Finder im Gegensatz zu anderen 
im Netz gezeigten [1] bidirektional arbeitet, d.h. es gibt einen 
DC-Durchgang (gemessen) zwischen den beiden Buchsen und es ist (im 
Gegensatz zu einem Stehwellen-Messgerät) egal, wo man die Antenne und 
Receiver anschließt, auch wenn die Beschriftung der Buchsen auf der 
Rückwand was Anderes suggeriert.

Die vielen 0-Ohm-Widerstände sind ein Hinweis auf eine einzige 
Kupferlage.
Der IC ist ein LM324-OPV von "TI".

Was mich stutzig macht, sind die beiden Kondensatoren direkt an den 
F-Buchsen.
Soll damit der Einfluss der beiden Printspulen kompensiert werden, oder 
eher die Streifenleitung angepasst?

Ein etwas einfacher aufgebauter Sat-Finder, aber mit zweilagiger 
Leiterplatte hat diese Kondensatoren nicht. [2]

Interessant finde ich auch die zwei und gar unterschiedlichen 
Printspulen.
Die linke, große Spule dient wohl zur Auskopplung der 
Versorgungsspannung, da sich hier in der Nähe der 78L10-Spannungsregler 
befindet und direkt aus der ungeregelten DC über die beiden parallel 
geschalteten 3k3-Widerstände die Beleuchtung des Drehspul-Messwerks 
abgeleitet wird.

Diese ungeregelte DC wird auch dem Schaltungsteil rechts unten 
zugeführt, wo mit einer Menge an Glas-(Z?)-Dioden und SOT-Transistoren 
(1AM = MMBT3904 NPN) ein einfacher Komparator für die Erkennung der 
Versorgungsspannung aufgebaut ist. Dieser arbeitet übrigens ohne 
Hysterese, so dass bei ca. 16 V beide LEDs für 13 V und 18 V 
aufleuchten.

Wahrscheinlich befindet sich hier auch der einfache 22 kHz-Detektor, da 
es in dieser Schaltung auch sogar 6 Kerkos gibt, während die eigentliche 
OPV-Beschaltung erstaunlich kondensatorarm ist im Gegensatz zur 
ELV-Variante mit aktivem Bandpass. [3] [3a]
Außerdem erkenne ich keine weitere Leiterbahn mehr vom OPV-Teil zu 
dieser LED-Schaltung.

Was ich mir wirklich nicht erklären kann, ist die kleine Printspule 
rechts, die einseitig auf Masse liegt und somit über den ersten der drei 
Kerkos von der DC entkoppelt werden muss.
Von da geht die HF über die beiden anderen in Reihe geschalteten Kerkos 
auf die beiden SOT143R-Bauteile mit dem Marking "WMP", mit denen sie 
detektiert und im OPV weitervereibeitet wird.
Es könnte sich dabei um die NXP-Transistoren BFG520XR handeln, bzw. 
deren China-Clones ON4973. [4]
Auch hier weicht das Design signifikant ab von der ELV-Version mit 
separatem zweistufigen HF-Verstärker mit BFR193 und Gleichrichter BAT62. 
[5]

Auch der einfache Tester [2] hat diese kleine geerdete Printspule und 
die dreifach-Kerkos vor dem HF-Detektor.


[1] 
https://goughlui.com/2015/02/23/teardown-unbranded-digital-lcd-satellite-finder/
[2] https://archive.goughlui.com/wp-content/uploads/2015/02/IMG_5515.jpg
[3] https://de.elv.com/p/sat-dc-tester-P202630/
[3a] https://ch.elv.com/p/mini-sat-tester-P202328/
[4] https://forum.arduino.cc/t/smd-transistor-marking/353043/8
[5] https://de.elv.com/p/sat-finder-sf-10-P202222/

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

Das Hauptproblem dieser simplen Breitband-Detektoren ist, dass sie im 
Unterband (ca. 10-11GHz) nicht funktionieren, solange der Oszillator für 
das Oberband (ca. 11-12 GHz) noch schwingt. Der wird nämlich an das 
obere Ende des Unterbands umgesetzt und detektiert, viel stärker als 
jedes Signal im Unterband. Diese Schaltung war nur für Ein-Band-LNBs 
gedacht. Im Oberband kann man die Schüssel noch danach ausrichten.

[Hp M. (nachtmix)]

Marek N. schrieb:
> Was ich mir wirklich nicht erklären kann, ist die kleine Printspule
> rechts, die einseitig auf Masse liegt und somit über den ersten der drei
> Kerkos von der DC entkoppelt werden muss.

Das wird ein Hochpass sein um die 22kHz von Eingang des HF-Verstärkers 
fernzuhalten. Auch gegen ESD-Schäden, die beim Anschluss des unter 
Speisespannung stehenden Kabels auftreten können, dürfte das helfen. Die 
HF-Transistoren sind längst nicht so robust wie ein BC337.

Interessanter finde ich die schwarzen Kästchen, die sich auf beiden 
Seiten direkt an den Stiften der F-Buchsen befinden. Was ist das und wo 
gehen sie hin?


Marek N. schrieb:
> Die vielen 0-Ohm-Widerstände sind ein Hinweis auf eine einzige
> Kupferlage.

Das kann trotzdem funktionieren, da es die beiden Masseflächen in 
definiertem Abstand neben der Signal führenden Leiterbahn gibt.
Man nennt das dann ein Coplanar Waveguide (CPW) im Gegensatz zu den 
gebräuchlicheren Microstrips.
Mit der schon reichlich in die Jahre gekommenen Freeware HP-AppCAD 
kannst du solche Dinge berechnen und analysieren.

Marek N. schrieb:
> Was mich stutzig macht, sind die beiden Kondensatoren direkt an den
> F-Buchsen.
> Soll damit der Einfluss der beiden Printspulen kompensiert werden, oder
> eher die Streifenleitung angepasst?

Vermutlich beides.
Wenn du ein NanoVNA (3GHz-Version) besitzt, kannst du ja mal 
ausprobieren, was S21 im Bereich 1 bis 2GHz macht, wenn du diese 
Kondensatoren entfernst.
Wenn man keine zwei Bias-Tees zur Hand hat, wird man das vorsichtshalber 
ohne LNB-Speisung machen.

[Marek N. (db1bmn)]

Cool, Danke!

Also die "schwarzen Kästen" an den F-Buchsen sind einfach nur Schlitze 
in der Leiterplatte, um auch Buchsen mit längerem Pin bestücken zu 
können.
Das ist kein separates Bauteil.

Wahrscheinlich habt ihr beide Recht in gewisser Hinsicht.
Die zweite, kleine Printspule hilft auf jeden Fall, den 22 kHz-Pilotton 
kurzzuschließen.
Wahrscheinlich bedämpft sie aber auch noch die Schwebung zwischen den 
beiden LOs. - Wikipedia [1] sagt:  10,6 GHz - 9,75 GHz = 850 MHz

Wäre mal interessant zu sehen, ob es LNBs gibt, die tatsächlich die LOs 
so schlecht voneinander isolieren, so dass deren Mischprodukt am Ausgang 
tatsächlich als Spektrallinie sichtbar ist.

[1] 
https://de.wikipedia.org/wiki/Rauscharmer_Signalumsetzer#/media/Datei:LNC-Funktionsweise.png

[Christoph db1uq K. (christoph_kessler)]

https://de.wikipedia.org/wiki/Rauscharmer_Signalumsetzer
Es geht mir nicht um Isolation irgendwelcher Mischprodukte.
"setzt die empfangene Satellitenfrequenz von 10,7–11,75 oder 11,8–12,75 
GHz auf den Bereich 950–2150 MHz um"
Der obere LO 10,6 GHz liegt dicht unter den 10,7 GHz des unteren 
Empfangsbereichs und wird vom Eingangsfilter wahrscheinlich nicht gut 
genug unterdrückt, auf 850 MHz dürfte ständig ein kräftiges Signal sein, 
das der Breitbanddetektor noch sieht.