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Externes CW-Filter

Nicht alle Empfänger, besonders nicht jene der niedrigen Preisklasse, haben ein schmalbandiges CW-Filter.

Vor vielen Jahren baute ich mir daher ein ext. CW-Filter für den NF-Zweig. Es funktionierte sehr gut und wies auch überraschend gute Werte auf. Die Bandbreite ist einstellbar von ca. 500 bis 50 Hz. Der Haupt-Nachteil dieses Filters ist: Da es nach der Demodulation bzw. nach der Regelung eingeschleift wird, werden schwache Signale im Takt eines evtl. viel stärkeren Signales unterdrückt. Besser wäre demzufolge ein CW-Filter im ZF-Zweig, damit die Regelung nur auf das eigentliche Nutzsignal anspricht und dadurch auch das S-Meter korrekt anzeigt. Wie ich dieses Problem löste, wird im Folgenden erklärt.




Bild1: Blockschaltbild

 

In letzter Zeit bin ich auf KW in PSK31 recht aktiv. Der PC hilft zwar erstaunlich stark beim Trennen der nebeneinander liegenden Nutzsignale. Leider passiert es immer wieder, dass durch starke Signale innerhalb der SSB-Bandbreite die Regelung des Empfängers anspricht, und mein (schwaches) Nutzsignal total unterdrückt wird. Auch hier wäre ein CW-Filter auf ZF-Ebene von Nutzen. Mein KW-RX besitzt kein CW-Filter.

Für einige Euro konnte ich ein 500-Hz-Filter erstehen, welches aber nicht auf der gleichen ZF-Frequenz arbeitet, wie mein Empfänger.
Es hat eine Mittenfrequenz von 3,18 MHz. Mein RX hat aber eine ZF von 455 kHz! Ich muss also das ZF-Signal nach dem SSB-Filter auskoppeln. Dann brauche ich 2 Mischer. Der eine mischt mittels einer ext. Quarzfrequenz von 2725 kHz die 455 kHz auf die benötigten 3180 kHz. Nachdem das schmale Quarzfilter durchlaufen wurde, werden die 3180 kHz wieder mit den gleichen 2725 kHz gemischt und dadurch entstehen wieder die 455 kHz, welche dann zurück in den ZF-Zweig des Empfängers geleitet werden (siehe Blockschaltbild).

Keine Angst vor Mischern

Jeder Funkamateur kennt Mischer in Sendern bzw. Empfängern (auch zur Prüfung wurde manches darüber gelernt). In der Praxis wird dieses Wissen aber schnell beiseitegeschoben, da das Prinzip des Mischens scheinbar schwer verständlich ist. In Wirklichkeit ist es aber ganz banal!

Erinnern wir uns: Wenn 2 HF-Signale einem unlinearen Element zugeführt werden, dann entstehen daraus mehrere neue Frequenzen.

Der einfachste Mischer ist eine Diode.
Mit einem so einfachen Mischer wollen wir aber gar nicht anfangen.
Stand der Technik ist heute der Dioden-Ringmischer. An dessen Ausgang sind die beiden Eingangsfrequenzen stark unterdrückt. Man braucht dann nur noch zwischen zwei Mischprodukten zu entscheiden (f1+f2 und f1-f2).

Eine Entwicklung mit Transistoren hatte Siemens schon vor ca. 40 Jahren mit dem „S 042“ auf den Markt gebracht. Die Eingänge sind paarweise ausgeführt, d.h. die Eingangssignale sollten symmetrisch sein, aber auch eine unsymmetrische Ansteuerung ist bei vernachlässigbaren Verlusten möglich. Das Besondere an dieser Schaltung, gegenüber dem Diodenringmischer ist, dass Sie eine HF-Verstärkung aufweist und das zweite Eingangspaar sogar als int. Oszillator benutzt werden kann. Das man dieses Schaltungsprinzip auch „Gilbert-Zelle“ oder auch „Multiplizierer“ nennt, soll hier nicht weiter erläutert werden.
Eine Ausführung dieser Schaltung wurde von verschiedenen Herstellern in den modernen IC’s mit Namen wie: NE 602 / NE 612 / SA 612 … u.a. nachgebaut.
Für meine Basteleien benutze ich vorwiegend den „NE 612“. Er ist für wenige Euro am Markt erhältlich (z.B. für 1,65 € bei „Reichelt“).

Zurück zu „meiner“ Frequenzaufbereitung:
Wie man im Blockschaltbild erkennt, ist die Oszillatorfrequenz um plus/minus 1,5 kHz einstellbar gemacht. Mit ein wenig Rechnen kann man herausfinden, dass dadurch die Ausgangsfrequenz (455 kHz) trotzdem immer gleich der Eingangsfrequenz ist, der Durchlassbereich aber über die ganze SSB-Bandbreite verschoben werden kann. In der Praxis bedeutet dies: Die Tonhöhe des CW-Signals lässt sich nach dem persönlichen Geschmack einstellen. Viel wichtiger aber ist, dass bei PSK-Betrieb die Filterkurve über dem SSB-Kanal hin- und her gedreht , und so auf jedes Nutzsignal eingestellt werden kann.
Wer ein wenig „weiterspinnt“, dem werden noch andere Anwendungsfälle für diese Mischereien einfallen. Z.B. kann man mit einem ext. SSB-Filter die Gesamt-ZF-Filterkurve in der Bandbreite einstellbar machen und noch einiges mehr…


Ich hoffe, ich habe durch meine Ausführungen manchem Mut gemacht, auch mit modernen Misch-IC’s eigene Schaltungen aufzubauen.

 


  Bild2: Schaltbild

Der Mischer NE 612

Im vorliegenden Fall wurde der NE 612 immer in unsymmetrischer Beschaltung betrieben. Pin 1 ist dabei der Haupt-Eingang. Die Eingangsspannung sollte dort immer unter 100mV liegen. Pin 6 ist dann der zweite Mischer-Eingang. Nach Datenblatt soll dort die HF-Spannung bei ext. Ansteuerung zwischen 200 bis 300 mVss betragen. Ich vermute, dass dabei ein Druckfehler vorliegt. Bei meinen Versuchen beginnt die Mischverstärkung zwar bei ca. 200 mVss, aber richtig arbeiten tut der Mischer erst bei HF-Spannungen über 1Vss am Pin 6.
Pin 6 und 7 können als Oszillator beschaltet werden. Der 2,46 MHz-Quarz-Oszillator in der unteren Misch-Schaltung wurde so generiert.
Ich habe bewusst keine Bauteilwerte eingetragen, da diese je nach Anwendung bzw. je nach Frequenz unterschiedlich zu bemessen sind.
Bei der Entwicklung dieses ext. CW-Filters sparte ich nicht mit Mischereien. Das Problem, die Mischfrequenz von 2725 kHz um +- 1,5 kHz einstellbar zu machen, löste ich auch mit einer Mischstufe.
Ein LC-Oszillator direkt auf 2725 kHz ist kaum stabil zu bekommen. Ich nahm also einen billigen Quarz mit 2460 kHz und mischte mit der um +-1,5 kHz veränderlichen Frequenz eines LC-Oszillators auf 265 kHz, welcher problemlos temperaturstabil zu bekommen ist. 2460 kHz plus 265 kHz ergibt 2725 kHz.
Man könnte auch versuchen, einen 2725 kHz-Quarzoszillator mittels Drehko um +- 1,5 kHz zu ziehen. Ob dies funktioniert, habe ich nicht probiert. Allerdings hätte ich dann den 2725 kHz-Quarz speziell herstellen lassen müssen und dies geht ins Geld.

Ich wünsche viel Freude und Erfolg beim Verwirklichen von eigenen Misch-Ideen.


Viel Freude und Erfolg beim mischen.

Vy 73 de Edi DC2NJ

 

Kompletter Artikel als Download
NE612 Datenblatt

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Aktualisierung 28.05.2012 von DC2NJ
This page was created on 04.01.2011 by DC2NJ
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