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GERÄTE

Für Empfangsversuche oder Urlaub

Ein Transverter

für das 4-m-Band

Holger Eckardt, DF2FQ

Zur Person

Holger Eckardt,

DF2FQ

Jahrgang 1957, Funk-

amateur seit 1974.

Studium an der TU

Darmstadt. Beruflich

mit der Entwicklung von Satelliten-

transpondern beschäftigt.

Auch im Amateurfunk in dem einen

oder anderen Satellitenprojekt enga-

giert.

QRV am liebsten auf 40 m (oder

vielleicht in Zukunft auf 70 MHz).

Das 4-m-Band ist in Deutschland kein Amateurfunkband.

Jedoch gibt es in Europa Länder, in denen Funkamateure auf

diesem Band aktiv werden können. Hierzulande gibt es einige

wenige Sondergenehmigungen [1]. Nachfolgend wird ein

bewährtes Transverterkonzept vorgestellt.

eine Transverterschaltung, die einfach

nachzubauen ist und sich in ähnlicher

Form als 6-m-Version schon seit vielen

Jahren bewährt hat.

Anschrift:

Kirchstockacherstr. 33

85662 Hohenbrunn

df2fq@darc.de

Ein bewährtes Konzept

Einige Zeit, nachdem 1987 die ersten

Sondergenehmigungen für das 6-m-Band

erteilt worden waren, hatte ich in [3] eine

Baubeschreibung für einen 6-m-Transver-

ter veröffentlicht. Die Schaltung hat zwar

im Laufe der Jahre immer mal wieder ein

paar Verbesserungen erfahren. Das Kon-

zept hat sich seit der Zeit aber nicht geän-

dert.

Es sollte also kein Problem sein, dachte

ich, mit einem anderen Quarz und ein

paar geänderten Spulen, das Gerät auf

70 MHz zum Laufen zu bringen. So ganz

einfach war es aber dann doch nicht. Är-

ger machen vor allem sendeseitig die

Mischprodukte höherer Ordnung. Bei ei-

nem Transverter nutzt man einen vor-

handenen (Kurzwellen-) Transceiver, um

dessen Sende- und Empfangsbereich auf

das gewünschte Band umzusetzen.

Wenn man zwei Frequenzen mischt, also

in unserem Fall die des Transceivers und

die eines Quarzoszillators im Transverter,

entstehen im idealen Fall die Summe

und die Differenz der beiden Frequen-

zen. Leider liefert der Mischer daneben

auch Produkte höherer Ordnung. D.h.,

die Vielfachen der Eingangsfrequenzen

mischen sich ebenfalls. Ist der Frequenz-

abstand zur Nutzfrequenz groß genug,

kann man sie durch geeignete Filter un-

terdrücken. Im ungünstigen Fall ergeben

sich jedoch Signale im oder in der Nähe

des Nutzbandes.

Diese Produkte entstehen immer, unab-

hängig davon, in welcher Technik der

Mischer aufgebaut ist. Je nach Art des

Mischers sind sie verschieden stark.

Die Formel zum Errechnen der Misch-

produkte lautet:

f (m, n) = m · f e ± n · f o .

Hierbei sind m und n ganze Zahlen, die

von 0 bis ∞ gehen. f e ist die Eingangsfre-

quenz und f o die Oszillatorfrequenz.

Wählt man z.B. als Eingangsfrequenz

28,1 MHz, so benötigt man, um auf

70,1 MHz zu kommen, einen 42-MHz-

Oszillator. Damit ergeben sich Mischpro-

dukte nach Tabelle 1

Bild 1:

Die weltweiten

Amateurfunk -

zuwei sungen

im 4-m-Band

ild 1 zeigt die weltweiten Fre-

quenzzuweisungen für den

Amateurfunk [2] im 70-MHz-

Bereich. Sollte jemand Lust haben, sich

auf den neuen Frequenzen zumindest

hörend zu betätigen, so findet er hier

Tabelle 1: Entstehende Mischprodukte

mnAusgangsfrequenz Bemerkungen

1170,1 MHz Die erwünschte Ausgangsfrequenz

2369,8 MHz Fällt genau ins Band und kann

nicht ausgefiltert werden

4170,4 MHz Fällt genau ins Band und kann

nicht ausgefiltert werden

Technische Daten

Allgemein

Betriebsspannung11...13,8 V

Stromaufnahme

50 mA Rx, 1,2A Tx

Empfangszweig

Frequenzbereich 69,5...71 MHz

(28,5...30 MHz)

Verstärkung 20 dB

Rauschzahl 3 dB

IP3e –3 dBm

ZF-Durchschlag <60 dB

Sendezweig

Frequenzbereich 70...70,5 MHz

(29,0...29,5 MHz)

Ansteuerleistung100 mW...10 W

einstellbar

Ausgangsleistungca. 10 W (s. Text)

Intermodulation –30 dBc

bei 4 W PEP

Nebenaussendungen<–55 dB

Tabelle 2: Mischprodukte bei f e 144 MHz

mnAusgangsfrequenzBemerkungen

0174 MHz Die Oszillatorfrequenz. Sie liegt

zwar etwas außerhalb des Bandes,

hat aber eine große Amplitude und

würde hohe Anforderungen an das

Filter stellen

1170 MHz Die erwünschte Ausgangsfrequenz

2366 MHz Mit nur 4 MHz Abstand ebenfalls

nur mit hohem Aufwand zu filtern

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CQ DL 11-2009

GERÄTE

Bild 2: Das

Schaltbild des

Transverters

Natürlich gibt es noch viel mehr Produk-

te. Alle, die mehr als ein paar MHz neben

der Nutzfrequenz liegen, wurden jedoch

nicht berücksichtigt. Für eine Eingangs-

frequenz von 144 MHz sieht es auch

nicht viel besser aus (Tabelle 2) .

Bei [5] findet man ein kleines Komman-

dozeilenprogramm, das unter Windows

die kritischen Mischprodukte für jede be-

liebige Frequenzkombination ausrechnet.

Wenn man nun eine Weile herumpro-

biert, findet man, dass das 21-MHz-Band

für den Nachsetzer günstig ist. Dort lie-

gen die nächsten Mischprodukte 7 MHz

entfernt. Mit 29 MHz funktioniert es

ebenfalls. Hier liegen die unerwünschten

Frequenzen in 5 MHz Abstand. Nach-

dem sich für Transverterbetrieb das 10-m-

Band eingebürgert hat, verwende ich es

auch für die hier vorgestellte Schaltung.

de-/Empfangs-Relais zum Vorstufentran-

sistor T2, der in Basisschaltung betrieben

wird. Im Sendefall wird diese Stufe über

eine positive Vorspannung gesperrt, die

über die Diode D3 an den Emitter ange-

legt wird. Der LC-Kreis am Eingang ist auf

Rauschanpassung ausgelegt. Der Transis

tor selbst hat auf 70 MHz eine Rausch-

zahl von 2 dB. Der Konverter insgesamt

erreicht wegen der Dämpfung des Ein-

gangskreises und des Rauschbeitrags des

Mischers einen Wert von 3 dB. Der Wert

Erklärung der Schaltung

Bild 2 zeigt das Schaltbild. Im Empfangs-

fall läuft das Eingangssignal über das Sen-

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CQ DL 11-2009

GERÄTE

T4 (Manuskriptnummer)

ist für terrestrischen Funkbetrieb völlig

ausreichend, da das Rauschen, das in die-

sem Band über die Antenne herein

kommt, ohnehin deutlich darüber liegt.

Auf ein Bandfilter zur Spiegelfrequenz

C16, L5) ausgekoppelt und über das S/E-

Relais dem Ausgang zugeführt. Die Emp-

fangsbandbreite des Konverters ist unge-

fähr 2 MHz breit und überdeckt damit al-

le derzeit noch sehr zerstückelten Band-

segmente der europäischen Frequenzzu-

weisungen. Die Durchlasskurve des Emp-

fangsteils zeigt Bild 3 .

Beim Senden gelangt das Steuersignal auf

zwei parallel geschaltete, induktionsarme

100- " -Metalloxidwiderstände. Da die

maximal zulässige Ansteuerspannung des

Mischtransistors T9 nur ein paar 100 mV

beträgt, müssen sie die gesamte Transcei-

verleistung aufnehmen. Die Steuerleis

se ALC (automatic level control) erreicht

die PA eine Sättigungsleistung von ca.

10 W. Leider ist der PA-Transistor für FM-

Betrieb entwickelt und daher nicht auf

beste Linearität optimiert. Man sollte al-

so, wenn man Splatter durch Intermodu-

lation vermeiden möchte, die PA im SSB-

Betrieb nicht zu weit aussteuern.

Auf Bild 5 sieht man das Intermodulati-

onsspektrum bei Zweitonansteuerung.

Bei 4 W PEP beträgt der Intermodulati-

onsabstand dritter Ordnung 25 dB. Die

Produkte fünfter und höherer Ordnung,

die ja eigentlich für die Splatterstörungen

verantwortlich sind, spielen bei der Leis -

tung noch keine Rolle. Die ALC ist auf

5 W eingestellt. An P6 kann man den

Wert der Regelspannung messen.

Der Transistor T3 erzeugt das Oszillator-

signal. Es wird ein Obertonquarz in Seri-

enresonanz verwendet. L16 dient zur

Kompensation der Halterkapazität. Je

nach Quarz kann sie auch entfallen. Mit

dem Trimmer C7 wird die Frequenz ex-

akt eingestellt. Am Emitter der Pufferstu-

fe T4 steht eine Spannung von etwa 4 V ss .

Die Sende-/Empfangs-Umschaltung ge-

schieht entweder automatisch über eine

HF-VOX, oder vom Transceiver gesteuert

über P5. Sobald ein hinreichend starkes

Signal (>100 mW) am Eingang anliegt,

wird ein Teil davon mit D1 und D2

gleichgerichtet, und über T6 und T5

schaltet der Transverter auf Senden. Die

Abfallszeit der HF-VOX hängt vom Wert

von C32 ab und beträgt ca. 0,5 s.

Benötigt man die HF-VOX nicht, so muss

man R18 entfernen. Das Gerät schaltet

auf Senden, wenn man P5 auf Masse legt

(PTT).

selektion (C11, L3, C13, L4) folgt der Mi-

scher mit dem Dual-Gate-FET T1. Am

Drain des Transistors wird das ZF-Signal

über ein weiteres Bandfilter (C15, L2,

tung darf die Belastbarkeit der Widerstän-

de nicht überschreiten, sie beträgt bei ei-

nem Dauerträger 8 W, bei SSB und CW-

Betrieb etwa das doppelte. Die Aussteue-

rung des Transverters kann mithilfe des

Trimmers R27 eingestellt werden. Ein

Saugkreis, bestehend aus L14 und C54,

verhindert das Eindringen von 70-MHz-

Signalen auf den Mischereingang.

In Senderichtung verbindet ein schmal-

bandiges zweikreisiges Filter den Mischer

mit der Treiberstufe. Am Drain von T10

folgt ein weiterer Kreis hoher Güte. Mit

den insgesamt drei Filterkreisen ist kein

unerwünschtes Mischprodukt weniger

als 55 dB unterdrückt, sofern es nicht

näher als 5 MHz am Nutzsignal liegt. Al-

lerdings ist das Sendefilter dadurch auch

nur 500 kHz breit.

Der Treiber T7 könnte an 50 " eine Leis -

tung von etwa 500 mW liefern. Um den

Endstufentransistor T8 auszusteuern, ist

diese Leistung aber nicht notwendig. Es

geht bei dem FET nur um den Span-

nungshub am Gate. Der Lastwiderstand,

auf den der Treiber arbeitet, ist R38.

Würde man den FET am Gate anpassen,

so wäre die Verstärkung extrem hoch

und ein stabiles Arbeiten unmöglich.

R25 verhindert ein Schwingen der PA

im GHz-Bereich. R34 verhindert das An-

schwingen auf der Spulenresonanz von

L10. Der PA-Ruhestrom wird mit R31

eingestellt. Die Gatevorspannung stabili-

siert D8. Mit dem fünfkreisigen Tiefpass -

filter am Ausgang wird eine Oberwellen-

unterdrückung von über 50 dB erreicht.

Mit C33 könnte man einen zusätzlichen

Dämpfungspol auf der ersten Oberwelle

erzeugen, wenn diese Störungen berei-

ten würde. Das Ausgangsspektrum des

Senders zeigt Bild 4 .

Mit D5/D6 wird aus der Kollektorspan-

nung des PA-Transistors eine negative Re-

gelspannung gewonnen, die über das

Gate 2 von T9 dafür sorgt, dass der Ver-

stärker nicht übersteuert wird. Ohne die-

Bild 3: Selektionskurve des Empfangspfades

Praktische Realisierung

Der Transverter ist mit 71 mm × 109

mm sehr kompakt. Die Bilder 6 bis 8

zeigen den Bestückungsplan und Ober-

und Unterseite des Platinenlayouts. Ein

Foto des fertigen Geräts sieht man auf

Bild 9 . Der Aufbau der Schaltung er-

folgt auf einer doppelseitig kupferka-

schierten Platine. Die meisten Leiter-

bahnen befinden sich auf der Lötseite,

die Bauteileseite besteht im Wesentli-

chen aus Massefläche.

Mittlerweile ist es schon ein kleines

Kunststück, noch einigermaßen moderne

Bauteile in bedrahteter Technik aufzutrei-

ben. Es gibt fast nur noch SMD-Kompo-

nenten. Alle hier verwendeten Bauteile

waren, zumindest als der Artikel verfasst

wurde, im Elektronikhandel erhältlich.

Wie lange das so bleibt, kann leider nie-

mand vorhersagen.

Bild 4: Oberwellen des Senders

Bild 5: Intermodulationsspektrum eines Zweitonsignals bei 4 W PEP

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CQ DL 11-2009

GERÄTE

Während des Bestückens streicht man al-

le bereits eingebauten Teile auf der Stück-

liste (Tabelle 3) ab, so hat man die beste

Gewähr, keinen Fehler zu machen.

Das lange Bein bei den Dual-Gate-FETs ist

das Drain. Im Bestückungsplan ist es mit

einem Punkt gekennzeichnet. Die Source

hat eine kleine Fahne am Pin-Ansatz.

Wenn er richtig herum eingebaut ist,

zeigt die Beschriftung zum Betrachter.

Das Gleiche gilt für die BFR91. Die Bein-

chen müssen unmittelbar am Gehäuse

abgewinkelt werden. Die beiden Lastwi-

derstände R19 und R21 können warm

werden. Daher sollten sie mit ca. 1 mm

Abstand zur Platine montiert werden.

Die Festinduktivitäten sehen aus, wie

1/2-W-Widerstände und haben einen

Farbcode. L10 ist etwas dicker als die

Übrigen, da sie den PA-Strom liefern

muss. L6, L8 und L11 werden aus

0,5 mm starkem Kupferlackdraht ge-

wickelt. Der Draht wird dazu ohne Ab-

stand Windung an Windung um einen

5-mm-Bohrer gewickelt, und die Draht -

enden werden verzinnt. Dabei besitzen

L6 und L8 fünf Windungen und L11 sie-

ben Windungen (Bild 10) .

Auf den Treibertransistor T7 wird ein

Aufsteckkühlkörper gesteckt. Er sollte die

umliegenden Bauteile nicht berühren.

Daher setzt man den Transistor am bes

Bild 6:

Bestückungsplan

der Leiterplatte

Bild 7:

Layout der

Leiterplatte,

Bauteileseite

ten auf einen TO5-Abstandhalter aus

Kunststoff.

Der Endstufentransistor T8 wird auf

der Platinenunterseite bestückt (Bild

11) . Zuerst biegt man die Anschluss -

drähte rechtwinklig um, sodass sie von

seiner Kühlfläche wegschauen. Mit ei-

ner M3 × 4-mm-Schraube wird nun ein

5-mm-Stehbolzen an die Platine ange-

schraubt. T8 wird so in seine Bohrun-

gen eingeführt, dass seine Befestigungs-

bohrung über dem Gewinde des Steh-

bolzens liegt. Die Beinchen lötet man

am besten von der Bauteileseite der Pla-

tine an. Der Kühlflansch schaut nun

von der Platine weg und erlaubt das

Anschrauben eines Kühlkörpers. Damit

dieser einen zweiten Befestigungs-

punkt hat, wird ein 6-mm-Stehbolzen

am anderen Platinenende mit einer

weiteren M3 × 4-mm-Schraube an

Bild 8:

Layout der

Leiterplatte,

Lötseite

geschraubt. Die unterschiedlichen Län-

gen der Stehbolzen gleichen die

Flansch dicke des Transistors aus.

Das Gehäuse ist ein Standard-

Weißblechgehäuse [4]. Bevor die Plati-

ne in das Gehäuse eingebaut werden

kann, müssen einige Löcher gebohrt

werden (Bild 12) . Vorsicht, für das

dünne Blech braucht man eine sehr

Gesetzeslage beachten

Der 70-MHz-Bereich ist in Deutschland kein Amateurfunkband. Crossband- oder Emp-

fangsbetrieb können bei Überreichweiten interessant sein, da in manchen Ländern Ama-

teurfunkbetrieb erlaubt ist (s. Bild 1) .

Ein Überblick wurde auch auf der HAM RADIO gegeben, der entsprechende Vortrag ist

unter http://service.darc.de/messevortrag/ppt/DJ6XV_Peter_Raichle_70MHz_Situati-

on_in_Deutschland.pptim Mitgliederservicebereich veröffentlicht.

Hinweise zum Urlaubs-Einsatz des Transverters bzw. Sendebetrieb im Ausland sind bei-

spielsweise der CEPT-Liste zu entnehmen. Letztere ist in der Aprilausgabe der CQ DL und

unter http://service.darc.de/cqdl/artikel/pdf/cept.pdfveröffentlicht. Die Redaktion

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GERÄTE

T4 (Manuskriptnummer)

Drahtes von Pin 5 zum Durchführungs-

kondensator für die PTT-Leitung, falls

benötigt.

Wenig Abgleichaufwand

Obwohl der Transverter viele Abgleich-

punkte enthält, sind die Einstellungen ein-

fach. Zum Abgleich werden benötigt:

70-MHz-Signalgenerator, 29-MHz-Sen-

der/Empfänger (10-m-Transceiver), Watt-

meter, Frequenzzähler sowie Volt- und

Amperemeter. Der Transverter sollte abge-

glichen werden, wenn er in dem

Weißblechgehäuse eingebaut ist. Im offe-

nen Zustand sind die Verhältnisse unde

finiert, und der Sendeteil kann instabil ar-

beiten. Achtung, der Sender darf niemals

ohne Kühlkörper betrieben werden! Der

Endstufentransistor wird schon nach Se-

kunden durch Überhitzung zerstört.

Zuerst wird die Betriebsspannung ange-

legt, die Stromaufnahme muss bei

40 mA liegen. Mit einem Voltmeter

kontrolliert man, ob die Spannung am

Ausgang des Spannungsreglers IC1 8 V

beträgt.

Bild 9:

Ansicht des

fertigen Gerätes

langsame Drehzahl und eine solide Be-

festigung des Werkstücks.

Die BNC-Buchsen können nun auf das

Gehäuseseitenteil montiert und die

Durchführungskondensatoren eingelö-

tet werden. Die Kontermuttern der

BNC-Buchsen müssen sehr fest angezo-

gen werden, damit sich die Buchsen

später nicht losdrehen.

Um die Platine in das Gehäuse einzu-

bauen, steckt man zuerst die beiden

Seitenteile und den unteren Deckel zu-

sammen und legt die Platine so hinein,

dass der Flansch von T6 auf dem Tisch

aufliegt. Für die Überlappungen der

Gehäuseteile gibt es auf der Platine pas-

sende Ausfräsungen.

Nun lötet man mit einem kräftigen Löt-

kolben die Platine an einigen Stellen

am Gehäuse fest. Dabei müssen die Sei-

tenteile ohne Spalt an der Platine anlie-

gen. Die Stoßstellen der Seitenteile

werden danach verlötet.

Die Reihenfolge, in der man Platine,

Deckel und Kühlkörper montiert, zeigt

Bild 11. Der PA-Transistor muss direkt auf

dem Kühlkörper aufliegen, daher ist im

unteren Deckel eine 22-mm-Bohrung an-

gebracht. Deckel, Kühlkörper und

Gehäuse werden mit 8 mm langen M3-

Schrauben zusammengeschraubt. Auf die

Schrauben kommen Federringe, damit

sich die Schrauben nicht mit der Zeit

durch die Wärmeausdehnung lockern.

Der letzte Schritt ist das Anlöten der

BNC-Buchse und des Betriebsspan-

nungsanschlusses an den entsprechen-

den Pins und der Einbau eines kurzen

Oszillator testen

Der Frequenzzähler wird mit dem Emit-

teranschluss von T4 verbunden. Mit ei-

nem Schraubenzieher mit nichtmetalli-

scher Klinge dreht man an C10, bis die

Frequenz möglichst genau 41,0 MHz be-

trägt. Erreicht man mit dem Einstellbe-

reich des Trimmers die Frequenz nicht, so

kann man durch Ändern des Wertes von

L16 den Ziehbereich verschieben. Je nach

Quarz wird die Spule auch gar nicht

benötigt.

Bild 10:

So werden

die Luftspulen

gewickelt

Bild 11:

Montage des PA-

Transistors

Bild 12: Mechanischer Zusammenbau des Gehäuses

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