-1205- SDR-KURZWELLEN-KONVERTER 0–55 MHz Der Kurzwellen-Konverter [siehe Bild 1] ist speziell für die Verwendung mit DVB-T USB-Sticks entwickelt worden. Um beste Intermodulationswerte zu erreichen wird ein passiver +7 dBm Schottky-Ringmischer (IP³ +15 dBm) verwendet. Durch Einsatz von 7-poligen Tiefpassfiltern an allen Mischerports werden außergewöhnliche Selektionen erreicht [siehe Bild 2]. Das 100 MHz Lokal-Oszillatorsignal mit +9 dBm wird mit Hilfe eines 7-pol. Tiefpassfilters von Oberwellen befreit [siehe Bild 3] und weist aufgrund hochstabiler Spannungsreglung einem Jitter von <40ps auf, wie man an den exzellenten Rauschseitenbändern erkennen kann [siehe Bild 4]. Eine geringfügige Frequenzabweichung kann softwareseitig genullt werden. Der Antenneneingang ist kapazitiv gekoppelt und besitzt einen Ableitwiderstand gegen statische Spannungen. Die untere Grenzfrequenz (-3 dB) liegt < 2 kHz [siehe Bild 5] und kann durch Überbrücken des Eingangskondensators bis auf DC erweitert werden, dann ist jedoch der Gleichspannungsschutz für dem Schottky-Ringmischer außer Funktion. Um den ZF-Durchschlag von UKW-Radio-Frequenzen zu vermeiden ist der Antennenfilter mit einem 100 MHz Notch ausgerüstet, welcher auch zusätzlich das LO-Signal in Richtung Antenne um fast 70 dB unterdrückt [siehe Bild 6]. Das Ausgangstiefpassfilter [siehe Bild 7] sorgt dafür, dass unerwünschte Mischprodukte keine Intermodulation und Kreuzmodulation im DVB-T USB-Stick hervorrufen.

Bild 1 : Prototyp : SDR-KW-Konverter

Bild 2 : Blockdiagramm

Bild 3 : LO-Signal am Mischerport gemessen

Bild 4: Rauschseitenbänder des LO-Signals

Bild 5 : Untere Grenzfrequenz

Bild 6 : 55 MHz Eingangstiefpaß mit UKW-Notch

Technische Daten

Eingangsfrequenz : >0 – 55 MHz Ausgangsfrequenz : 100 – 155 MHz LO-Frequenz : 100 MHz Umsetzverlust : 6,6 dB-1MHz/9dB-50 MHz IP³-Wert : + 15 dBm typ. Stromversorgung : 5 V / 40mA über USB ANT-Anschluß : SMA-Buchse SDR-Anschluß : SMA-Buchse USB-B Anschluß : USB PC USB-A Anschluß : USB SDR-Stick

Der Einbau in ein Weißblechgehäuse wird zur optimalen Abschirmung empfohlen. WB-Gehäuse, passende Adapter und Kabel sind optional erhältlich.

Bild 7 : Ausgangstiefpaß

Bild 8 : Empfangstest im 40m Band

Bild 9 :145 MHz Testsignal mit 5 kHz Ton und 5 kHz Hub

Ein Screenshot [siehe Bild 8] vom abendlichen Empfang im 40m Band zeigt eine rege Bandbelegung, als Empfangsantenne wurde ein 40m-Dipol verwendet. Es sind deutlich die verschiedenen Modulationsarten und Sendebandbreiten der einzelnen Stationen zu erkennen. Ein weiterer Screenshot [siehe Bild 9] zeigt ein Messsender-Testsignal auf 145 MHz mit 5 kHz Audio und 5 kHz Hub. Hier kann man deutlich die einzelnen Träger des FM-Signals erkennen. Je nach Einstellung der Bandbreite in der Software lassen sich so beliebige Funksignale identizifieren und demodulieren.

Der Oszillator im Kurzwellenkonverter wird über die 5V des USB-Anschlusses mitversorgt, die beiden USB-Datenleitungen sind strahlungsarm [Z=90 Ohm] und laufzeitkompensiert geführt. Um Verwechselungen auszuschließen ist für den Anschluss des SDR-Sticks eine USB-A Buchse und für den Anschluss zum Computer eine USB-B Buchse vorgesehen worden. Zusätzlich besitzt das USB-A/B Kabel einen Ferrit zur Störunterdrückung. Durch den abgesetzten Betrieb von der Computer USB-Buchse werden Störungen durch die Computerhardware deutlich reduziert. Besonders die Wandler für die Hintergrundbeleuchtung in Laptops können auf kurze Distanz den Kurzwellenbereich zumüllen. Die beiden SMA-Buchsen können entweder direkt in die Platine oder in die Seitenwand eines optional erhältlichen Weißblechgehäuses [37x74x30mm] gelötet werden, siehe Montage-Beschreibung. Die Platine ist auch ohne Weißblechgehäuse betriebsbereit, die SMA-Buchsen können entweder stehend [siehe Bild 1], oder auch seitlich montiert [siehe Bild 10] werden. Es ist jedoch zur Vermeidung von Einstrahlungen sinnvoll das empfohlene Weißblechgehäuse zu verwenden. Alle Kurzwellenkonverter-Platinen werden einzeln am Netzwerkanalyser und Spektrumanalyser auf optimale Funktion während der Fertigung und bei der Endkontrolle überprüft.

Montage der KW-Konverter-Platine in das Weißblechge häuse Um die Platine in das Gehäuse einzubauen müssen zuerst die Platinenecken angefast werden, damit sie spielfrei in den Weißblechrahmen passt [siehe rote Markierungen Bild 11]. Außerdem sind zwei Ausbrüche für die Weißblechüberlappungen auszufeilen [ca. 1 x 4 mm]. Nach Anprobe der Platine können die notwendigen Durchbrüche für die USB-Buchsen und SMA-Buchsen am Weißblechgehäuse angezeichnet werden. Bild 11 : Vorbereitung der Platine zum Einbau in das Weißblechgehäuse

Bei der Gehäusemontage werden die mitgelieferten SMA-Buchsen auf der SMD-Seite seitlich an die Leiterkarte durch das Gehäuse hindurch angelötet [siehe Bild10]. Bild 10 : Montage der SMA-Buchsen

Für die Montage der SMA-Buchsen bohrt man 5 Löcher in das Weißblechgehäuse, 4 x 1,5mm für die Massepins und ein 4mm für den Innenleiter um die Buchsen von außen durch das Gehäuse auf die Platine zu verbinden. Es steht jedem frei auch andere Koaxial-Buchsen, z.B. UHF-Buchsen oder BNC-Buchsen zu verwenden, für den Anschluss des Mittelleiters sind auf der Platine entsprechende Bohrungen zur Kontaktierung vorgesehen. Nach Einbringung der Löcher wird die Platine in passender Höhe beidseitig und umseitig in dem Rahmen verlötet. Die Lochgröße richtet sich nach den verwendeten Koaxialbuchsen, die Löcher für die USB-Buchsen können mit einer Feile auf das passende rechteckige Maß gebracht werden. Der Weißblechrahmen wird an den überlappenden Seiten ebenfalls verlötet. Die kurzen Überlappungen an den Ecken sind innerhalb des Gehäuses. Nach Aufsetzen der beiden Deckel ist der Konverter einsatzbereit. Optionale Variante Um die Schirmung auch auf den SDR-Stick anzuwenden besteht auch die Variante den SDR-Stick (ggf. ohne seine Plastikverkleidung) zusammen mit dem Konverter in ein gemeinsames, größeres Weißblechgehäuse, z.B. 37 x 148 x 30 mm zu montieren. Somit können die Verbin-dungsleitungen direkt verlötet werden. Dadurch ist der SDR-Stick zwar dauerhaft mit dem Kurzwellen-Konverter verheiratet, was jedoch bei dem geringen Anschaffungspreis kein Nachteil darstellt. Um die höheren Frequenzen oberhalb 55 MHz zu nutzen verwendet man einfach einen weiteren SDR-Stick. Diese kann man übrigens problemlos parallel betreiben, die Anzahl der gleichzeitig verwendbaren SDR-Sticks wird nur durch die Rechenleistung des Computers begrenzt. Änderungen vorbehalten.

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