ich würde gerne an einem kleinen FM-Transmitterprojekt die laut Datenblatt vorgesehene Antennenbeschaltung verstehen, messen und optimieren.
Vorab: ich weiß, dass nur 50nW Sendeleistung zulässig sind und würde das auch gerne so gestalten, dass dies nur in den eigenen vier Wänden zum Einsatz kommt (es geht um die "Versorgung" alter Röhrenradios mit UKW per Streamer und Transmitter).
Laut Datenblatt gibt der Transmitter-IC am RFO-Ausgang das FM-Signal ab (da scheint es eine sich intern automatisch abgleichende Kapazität zu geben, die sich mit der Induktivität L1 (100nH) abstimmt. Dann geht es auf einen kleinen Verstärker und schon hört es bei mir mit dem Verständnis auf, wie denn das alles eigentlich funktioniert...kann mir da jemand auf die Sprünge helfen? In den Unterlagen steht, dass die Werte der Bauteile "anzupassen" sind.
Was ich mal vor langer Zeit gelernt habe, war was mit Stehwellenverhältnis und ähnlichem, um eine Antenne "abzustimmen". Dazu bräuchte ich aber etwas Input der Profis hier, um grundsätzlich zu verstehen wie da was durch wen abgestrahlt oder verarbeitet wird (Zweck von L2, C2, C4...) :-)
Messgeräte habe ich folgende da: DSO (40MHz, vermutlich nicht ausreichend?), ein TinySA (Frequenzspektrum...gibt aber auch Feldstärke aus wenn ich das richtig sehe) und ein NanoVNA H4 (DAS müsste doch genau für den Zweck passen, oder?)....
Laut Datenblatt gibt der Transmitter-IC am RFO-Ausgang das FM-Signal ab
(da scheint es eine sich intern automatisch abgleichende Kapazität zu
geben, die sich mit der Induktivität L1 (100nH) abstimmt.
Zeig mal das Datenblatt. Es gibt keine automatisch abgleichende
Kapazität. Vielleicht meinst du eine PLL-Schaltung und ein
VCO mit Kapazitätsdiode. Das was du im Anhang zeigst ist eine
Verstärkerschaltung. Und dein Transmitter-IC funktioniert schon?
Dann müßte es auch schon ohne Verstärker funktionieren, wenn
du damit ganz nahe an der Radioantenne gehst. Der Verstärker ist
erst der zweite Schritt um auf mehr Reichweite zu kommen.
Es ist ein QN8027 Transmitter, laut Datenblatt hat dieser eine eingebaute einstellbare Kapazität von 5-30pF. Durch eine "Kalibrierbefehl" über I²C stimmt sich dann die Kombination L-C automatisch ab, das betrifft dann wohl aber nur die Resonanzfrequenz (?), hat dann aber mit der Schaltung dahinter wohl nichts zu tun (die gibt es in der Application note)...
Hallo Stefan, deine Schaltung ist eigentlich selbsterklärend, d.h. keine Ungereimtheiten.
Deine Frage zielt aber auf ein optimales Abstrahlungsergebnis ab.
Dazu fällt auf, dass die Auskoppelung der Abstrahlleistung am "heissen" Ende des Resonanzkreises geschieht. Das ist ungewöhnlich, kann man aber so machen.
Das heisse Ende bedeutet Hochohmigkeit. Du bräuchtest eine Antenne, die hochohmig gespeist wird. Dazu gäbe es aber kaum Antennenkabel, was wiederum bedeutet, dass die Antenne, z.B. Lambda/2 Strahler direkt am Schwingkreis angebracht sein müsste.
Ausserdem ist ein Lambda/2-Strahler für UKW ziemlich lang, ca. 1,5m lang.
Das kann man besser machen, indem man einen L/4 Strahler nimmt, der wäre nur ca. 75cm lang und hätte einen Fußpunktwiderstand, der mittels Koaxkabel gespeist werden könnte.
Um diesen niedrigeren Fußpunktwiderstand zu realisieren, müsste die Antenne an eine Anzapfung der Schwingkreisspule angebracht werden.
Wäre auch kein Problem.
Um Stehwellenverhältnis brauchst du dir bei dieser geringen Leistung keine Gedanken machen.
Ich muss da noch viel lernen, ich verstehe leider nur die Hälfte...ich bin zwar grundsätzlich in Elektronik recht fit, aber leider nicht beim Thema Antennen und HF. Bitte entschuldige die blutigen Anfängerfragen, aber wie funktioniert das mit dem NPN und dem LC-Kreis drüber plus Auskoppelung über den C an die (Draht)Antenne? Als "Dummie" würde ich davon ausgehen, dass die in dieser Kombi gespeicherte Energie dann an die Antenne abgegeben wird?
Seitens Hersteller ist vorgesehen, einfach ein Stück Draht mit 15cm und der 100nH am Pin RFO oder ein 75cm langes Stück Draht mit 150nH anzuschließen (oder alternativ über den nachgeschalteten Verstärker s.o.). Alles was die Antenne selbst angeht dann ohne Massebezug, das wäre dann vermutlich die Hochohmigkeit?
Geplant war eigentlich, das Antennensignal über eine F-Buchse auszukoppeln und dann dort mit verschiedenen Antennen zu experimentieren. Im einfachsten Fall dann einfach wieder das Stück Draht am Ende, ggf. auch mal die 75cm gewickelt um zu schauen ob das viel Nachteile mit sich bringt (aber dafür Baulänge spart).
Das wäre dann ggf. auch ein guter Zeitpunkt, das NanoVNA zu testen (wobei ich mich da erstmal einarbeiten muss, bevor ich das Mist messe....).
Bei den zulässigen 50nW ist eine Verstärkerstufe vmtl überflüssig. D.h. der TO sollte erstmal nur mit dem vorhandenen chip und verschiedenen Antennen experimentieren.
Die Tuning-Option im Chip soll seine Endstufe an die Last am Ausgang anpassen. Vermutlich damit bei absurden Lasten keine unnötigen Nebenwellen abgegeben werden. Möglicherweise ist auch die HF im Chip so primitiv aufgebaut dass es bei groben Fehlanpassungen unerwünschte Rückwirkungen auf den Oszillator gibt und z.B. der Tuningbereich nicht mehr erreicht werden kann.
Laut Application Note läuft über die Spule auch die DC-Versorgung der Endstufe.
Der Chip selbst liefert ca 100dBuV. Ich glaube das ist ausreichend wenn dein Radio in unmittelbarer Nähe ist. Den Verstärker würde ich erstmal weglassen.
Der HF-Verstärker ist ein klassischer Aufbau für diese Anwendungen. C-Betriebsart, Resonanzkreis im Kollektor für das UKW-Band.
Um die Antenne würde ich mir keine grossen Gedanken machen und es zuerst mit einem kurzen Stück Draht versuchen. Deine Abstände zwischen Sende- und Empfangsantenne sind sowieso winzig im Vergleich zur Wellenlänge (Nahfeld) so dass man nicht wirklich von Antennen-Abstrahlung reden kann.
Beim Aufbau würde ich mich stark an der Platine in der Application Note orientieren: Ein grosse Massefläche in der die Leitungen eingebettet sind (wenn man es so formulieren möchte). HF ist tricky und benötigt viel und "saubere" Masseflächen.
Beim Aufbau würde ich mich stark an der Platine in der Application Note
orientieren: Ein grosse Massefläche in der die Leitungen eingebettet
sind (wenn man es so formulieren möchte). HF ist tricky und benötigt
viel und "saubere" Masseflächen.
Ich habe mich da an die AN Note gehalten, hoffe das passt. Aber eine Frage hätte ich noch: welche Rolle spielt die Größe der 1000pF Koppelkapazität C1 / C4 am Ein- und Ausgang des Verstärkers? Da finde ich auch Schaltungen, wo dies z.B. als 15pF ausgeführt ist.
Nochmals vielen herzlichen Dank für Eure Hilfe, Ihr seid spitze!
Die 1nF sind nur zur DC-Entkopplung. Der genau Wert ist unwichtig, seine Impedanz sollte nur hinreichend niedrig bei 100MHz sein. 15pF halte ich für zu niedrig.
Beim A-Betrieb bewegt man sich im kleinen Bereich in der Mitte der Kennlinie. Hier ist der Transistor aber voll ausgesteuert, am Anschlag. Es gibt keinen Widerstand im Kollektor. Wie nennt man sowas? Oder habe ich etwas übersehen?
Ja, die fehlende Begrenzung des Kollektorstroms ist mir auch aufgefallen - ich hatte das so interpretiert, dass hier ggf. der DC-Widerstand der 390nH als ausreichend hoch im Verhältnis zur Einschaltzeit "designt" wurde, damit der Transistor keinen Schaden nimmt.
Ich habe jedenfalls einen 100 Ohm R im Kollektor drin...siehe Screenshot. Ich hoffe der Rest passt soweit :-)
Bei einem selbstgebauten Sender ist es am wichtigsten, dass man nicht versehentlich auf einer ganz anderen Frequenz sendet und nur zufällig einen UKW Empfang hat und wegen dessen kurzer Reichweite glaubt, alles sei in Ordnung. Ideal wäre zur Überprüfung ein Spektrumanalysator, aber auch ein billiger Breitbandscanner oder ein SDR Stick hilft.
Wenn die abgestrahlte Nanowattgrundwelle nur wenige Meter reicht, wird eine durch Fehlanpassung möglicherweise verursachte Oberwelle viel weniger weit Störungen verursachen.
Ob die "Antenne" nun 5 oder 15cm hat ist egal, die Reichweite kann man probieren. Käufliche Sender für diesen Zweck gibt es in noch kleiner. Bei denen strahlt möglicherweise ein angeschlossenes Kabel die meiste Leistung ab.
Den habe ich mit dem TinySA, wenn auch als low-cost. Da werde ich peinlich darauf achten, dass da nix rauskommt was da nicht hingehört. Zumindest die Frequenzeinstellung läuft digital und bei dem IC auch stabil, das sollte kein Thema sein. Ob und wie da aber Oberwellen kommen, schaue ich mir an.
Nun ja, um als Amateur mal eben einen UKW-Sender zu bauen braucht man keine Spice. Nur weil ein Troll mal eben "Mist" in die Tastatur kloppt muss man das nicht ernst nehmen ;)
Leg doch erstmal los, bau deine Schaltung und bring sie zum Laufen.
Wobei das Thema R am Kollektor mich schon nachdenklich macht, in der AN sind da ja auch überall 0R drin. Selbst die lausigste 390nH in 0402 hat weniger als 10 Ohm, rein DC-mäßig überlebt das der Transistor bei 100% ED nicht. Ganz unberechtigt ist das Ganze sicher nicht, was da bei aktivem Betrieb wirklich an Kollektorstrom fließt.
Wobei das Thema R am Kollektor mich schon nachdenklich macht, in der AN
sind da ja auch überall 0R drin. Selbst die lausigste 390nH in 0402 hat
weniger als 10 Ohm, rein DC-mäßig überlebt das der Transistor bei 100%
ED nicht. Ganz unberechtigt ist das Ganze sicher nicht, was da bei
aktivem Betrieb wirklich an Kollektorstrom fließt.
Genau deswegen, LtSpice verwenden. Ist Freeware. Und hier kenn sich einige sehr gut aus. Da siehst du auch ob der Arbeitspunkt passt... Spektum kann der auch anzeigen...
Wenn ich den früher gehabt hätte... Oh das wäre schön gewesen.
Aber hatte ich damals nicht und mußte alles von Hand berechnen...
Na ja, in etwa 0,1mA * Gleichstromverstärkung des Transistors.
Womit hast Du denn die maximal 100µA abgeschätzt?
HFE liegt bei 150-200.
Der 100R begrenzt auch nicht direkt, das sitzt ja noch die Kombi 10µF+1nF als Puffer für VCC dazwischen. Temporär kann da auch ein höherer Kollektorstrom fließen. So zumindest der Gedankenansatz :-)
Läuft die Buffer-Schaltung nicht an 3Volt Vcc?
Über dem 47k Widerstand liegen dann ca 2,3V -> entspricht 50uA.
Mit einer Stromverstärkung von ~150 kommt meine Rechnung auf 7,3mA.
Das sieht für mich völlig unkritisch aus.
Hmm, die Frage ist, ob da ein zu berücksichtigender Basisstrom seitens des IC kommt? Oder kann man das als leistungslose Ansteuerung sehen, was den resultierenden Kollektorstrom angeht und nur der 47k spielt da eine Rolle?
Wie erwähnt lässt das C keinen DC-Strom durch und der DC-Arbeitspunkt wird nur durch den 47k festgelegt.
Die Modulation aus dem IC wird überlagert und "wackelt" am Arbeitspunkt. Das ist nicht ganz leistungslos, im C fliessen kleine Verschiebungsströme.
Screenshot_2026-03-04_181429.jpg
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