Amateurfunklehrgang – Der Weg zur HB9-Lizenz/ Eigenbau
Wekrstattpraxis - Werkzeug
[Bearbeiten]Heikles Thema - für gelegentliches basteln reicht eine einfache Ausstattung. Bei Schraubendreher würde ich mindestens zu Wiha, Wera oder PB raten, Isoliert ("VDE") ist ganz praktisch. Dazu noch ein Set Torx. Und Inbus einer beliebigen Marke.
Zangen - für gelegentliche Arbeiten eine Flachzange, Telefonzange und einen kleinen und grossen Seitenschneider. Vielleicht noch eine Abisolierzange. Knipex und Gedore sind Oberklasse, aber auch Lux-Tools von Obi ist ok.
Lötkolben mit Lötkolbenhalterung. Und Schwamm sowie Lötspitzenreiniger. Ich persönlich bin Wellemann-Fan, die sind bezahlbar, die Ersatzteil- und zubehörversorgung ist gesichert und die halten ein Leben lang. Man lötet zuviel um sich da auf Kompromisse einzulassen. Lieber eine hochwertige station mit wenig Funktionen als eine billige mit allen Features die man im Hobbybereich sowieso nicht ausschöpfen kann. Lötzinn von 0.5 und 1mm Durchmesser, Löthonig und Entlötlitze. Eine Lupe (Brillenlupe oder Aufstecklupe für Brillenträger sowie eine gute Beleuchtung erleichtert die Arbeit auch. Eine "Dritte Hand" und Schälchen für Schrauben. Nicht zuletzt eine Heissleimpistole, Klebstoff (Uhu, Sekundenkleber) und Isolierband.
Werkstattpraxis - Grundausstattung Bauteile
[Bearbeiten]Passive Bauelemente
Ein Widerstandssortiment der Reihe E12, 0.5W ist ein guter Start. Solche Sortimente gibts bei den allgemein bekannten Händler.
Kondensatoren: Am besten ein Set Keramik, Tantal- und Folienkondensatoren sowie ein Set Elkos mit unterschiedlichen Spannungsfestigkeiten. Wenn man auch Stromversorgungen bauen will empfiehlt es sich noch ein paar zusätzliche 470 uF in den entsprechenden Spannungsfestigkeiten zu besorgen.
Pin-Reihen: ein und Zweireihig erhältlich. Stecker und Buchsen. 3/6/8 Pin. Kosten fast nichts und sind praktisch wenn man Module miteinander verbinden will. Etwas mehr kosten PHB oder DuPont Stecker, aber sind auch ganz praktisch. Feld- oder mobiltauglich sind auch sog. GX- oder Aviation Stecker. Diese sind aus Metall, Verschraubbar und mit unterschiedlichen Polzahlen erhältlich. ein paar 5.5 DC Hohlstecker und -Buchsen sind auch praktisch.
Für fliegende Aufbauten ein paar Steckbretter mit Verbindungskabel und Stromversorgungsmodulen. Und Streifenleiterplatten. Und solche mit Punkten und eine paar Adapterplatinen für IC's unterschiedlicher Pinzahl.
Werkstattpraxis - Aufbautipps
[Bearbeiten]Für Konstruktionen (Sender und Empfänger) mit Frequenzen oberhalb 30 MHz sind folgende Grundregeln zu beachten:
Funktionsgruppen gegeneinander abschirmen
[Bearbeiten]Konsequente Unterteilung durch Abschirmungen nach dem Frequenzschema; also jede Hochfrequenz- oder Misch- oder Zwischenfrequenz-Stufe gehört in ein eigenes Abschirmkästchen. Dabei können HF-oder ZF-Bausteine mehr als ein Verstärkerelement und mehrere Schwingkreise (in ihrer Frequenzebene) in einem Kästchen sein. Diese HF-Abschirmungen können aus verzinntem, dünnen Weissblech selbst angefertigt werden.
Was durch Verlöten oder Klemmkonstruktionen wasserdicht wäre, ist auch HF-dicht.
Verdrahtungsanschlüsse für Spannungsversorgung oder Relais/Elektronik-Steuerung sind prinzipiell über bzw. durch keramische HF-Durchführungen, die rundherum eingelötet sind, verblocken.
Richtwerte: 10 nF bei 9 MHz; 4,7 nF bei 29 MHz; 1,5 nF bei 145 MHz; 470 pF bei 435 MHz; 150 pF bei 1260 MHz.
Übergangsimpedanz 60 Ω
[Bearbeiten]Die Signal ein-/Ausgänge der Baugruppen auf ca. 60 Ω herauf bzw. herunter transformieren! für die interne Verdrahtung kann 50 oder 60 oder 75 Ω-Koaxkabel verwendet werden, das doppeltgeschirmte Koaxkabel RG223U hat sich bewährt. Es empfiehlt sich die Koaxkabel-Durchführung eine passende, lötbare Hülse in die Abschirmgehäuse zu setzen und es zu verlöten.
Schwingungen einstufiger Endstufen
[Bearbeiten]Verstärkerstufen neigen zu parasitären Schwingungen im Bereich der Grenzfrequenz fT der Verstärkerelemente. Abhängig vom Aufbau sowie vom Abstand der Arbeits- zur Grenz-Frequenz treten über passive Bau- und aktive Verstärker-Elemente hinweg Phasenverschiebungen von 270° über 360° bis 450° zwischen dem Eingang und Ausgang der Stufe bei fT auf. Bei einstufigen Schaltungen lässt sich dieser Oszillatoreffekt leicht durch "Schwingschutz-Widerstände" unterbinden, die möglichst nach an den Kollektor- bzw. Anodenanschlüsse angelötet werden. Unbedingt induktionsarnme Bauteile verwenden (keine mit eingefrästen Wendel).
Richtwerte: 455 kHz - 4,7 kΩ; 9/10,7 MHz - 470 Ω; 29 MHz - 220 Ω; 52 MHz - 100 Ω; 145 MHz - 47 Ω; 435 MHz - 10 Ω. Tendenziell den höheren Wert wählen!
Schwingungen einstufiger Endstufen
[Bearbeiten]Tritt das Schwingen bei mehrstufigen Verstärker bei seiner Nutzfrequenz auf, so hilft nur wesentlich bessere Strahlungs- und/oder Strom-Entkopplung zwischen dem Eingang und Ausgang. Am einfachsten ist dies durch weitere Aufteilung in Abschirmboxen und das Anbringen von zusätzlichen HF-Drosseln in den Betriebsspannungsleitungen.
Mischstufen
[Bearbeiten]Jede Mischstufe sollte ebenfalls in ein eigenes Abschirmkästchen gesetzt, und die HF-, Oszillator- und ZF-Signale jeweils über Koaxkabel zu- bzw. weggeführt werden. Wobei darauf zu achten ist, dass hochohmig, das heisst an den Hochpunkten von Parallelschwingkreisen, angeschlossene Koaxkabel nur sehr kurz ausfallen dürfen! Denn sie haben pro 1 m Länge etwa folgende Eigenkapazitäten: 50 Ω - 100 pF, 60 Ω - 80 pF, 75 Ω - 68 pF, 95 Ω - 47pF. Für einen Oszillator/Verstärker-Schwingkreis bei 136 MHz mit nur 15 pF Gesamt-Kreiskapazität und einem 10-pF-Abgleichtrimmer (Mittelwert bei 6,5 pF) ist es schon wesentlich, ob das am Hochpunkt angeschlossene 10 cm lange Kabel noch 10 pF oder nur 4,7 pF Lastkapazität hat!
Deshalb, und aus zusätzlichen Selektionsgründen, ist es meist besser an beiden Seiten auf beispielsweise 60 Ω herauf und herunter zu transformieren; was natürlich dann in jeder der beiden Boxen einen Schwingkreis erfordert, wenn nicht zufällig ein niederohmiger Diodenringmischer oder ein FET Gitterbasisverstärkereingang (P 8000) angesteuert wird.
Um hinreichende Signalentkopplung zwischen den Ein-/Ausgängen zu erzielen, werden bevorzugt Doppelgitterfeldeffekttransistoren oder Gegentaktschaltungen bzw. Diodenringmischer eingesetzt, wobei letztere in Phase und Amplituden zu symmetrieren sind - Fertigbausteine natürlich nicht mehr.
Allgemein
[Bearbeiten]Es ist auch bekannt, dass nicht- oder schlecht-geschirmte Oszillatoren um so unstabiler arbeiten, je mehr amplitudenmodulierte HF z. B. von der SSB-Linearendstufe rückwärts in diese hineinstrahlt. Im Rhythmus der NF erhalten die Oszillatoren eine leichte Frequenzmodulation, die bis zur Unverständlichkeit der SSB führen kann.
Werkstattpraxis - Bauteilidentifikation
[Bearbeiten]Induktivitäten und Kerne
[Bearbeiten]Farben von Abgleichspulen
[Bearbeiten]Diese Farben sind nicht genormt aber können einen Hinweis geben:
| rosa | 75 kHz - 12 MHz |
| rot | 6 - 60 MHz |
| grün | 12 - 100 MHz |
| ohne | 60 - 260 MHz |
Halbeiter
[Bearbeiten]Aus der Pro-Electron-Norm / EECA (Europa):[1]
Bedeutung des 1. Buchstaben
| 1. Zeichen | Bedeutung |
|---|---|
| A | Germanium oder anderes Halbleitermaterial mit einem Bandabstand von 0,6-1 eV |
| B | Silizium oder anderes Halbleitermaterial mit einem Bandabstand von 1-1,3 eV |
| C | Galliumarsenid oder anderes Halbleitermaterial mit einem Bandabstand von > 1,3 eV |
| D | Keramik |
| R | Mischmaterialien (z. B. Cadmiumsulfid) |
Bedeutung des 2. Buchstabens
| 2. Zeichen | Bedeutung |
|---|---|
| A | Diode |
| B | Kapazitätsdiode |
| C | NF-Transistor |
| D | Leistungs-NF-Transistor |
| E | Tunneldiode |
| F | HF-Transistor |
| G | Hybride |
| H | Diode |
| K | HF-Transistor |
| L | Leistungs-HF-Transistor |
| M | Mischer |
| N | Optokoppler |
| P | Strahlungsempfänger (Phototransistor, Photodiode) |
| Q | Strahlungserzeuger (LED, Laserdiode) |
| R | Thyristor oder Triac |
| S | Schalttransistor |
| T | Thyristor oder Triac |
| U | Leistungs-Schalttransistor |
| V | Antenne |
| W | Oberflächenwellenbauteil |
| X | Diode (Varactor, step recovery) |
| Y | Diode (Gleichrichter, Regeldioden) |
| Z | Z-Diode |
Es folgen 4 Zahlen oder ein Buchstabe (X, Y, Z) und drei Zahlen Es kann ein dritter Buchstabe vorhanden sein. Diese Zeichen bezeichnen keine speziellen Eigenschaften ausser:
| Dritter Buchstabe | Bedeutung |
|---|---|
| A | Triac, beginnend mit "R" or "T" |
| B | bipolarer HBT-Transistor |
| F | Sender/Empfänger fiberoptischer Komponenten nach einem zweiten Buchstaben "G", "P" oder "Q" |
| H | HEMT Transistoren |
| L | Laser für nicht-fiberoptische Anwendungen nach einem zweiten Buchstaben "G" oder "Q" |
| M | Transistortreiber nach einem zweiten Buchstaben "R" |
| O | Opto-triacs nach einem zweiten Buchstaben "R" |
| R | Halbleiterwiderstandsnetzwerk nach einem zweiten Buchstaben "C" |
| T | Tri-State Zweifarben-LED nach einem zweiten Buchstaben "Q" |
| W | Suppressordioden nach einem zweiten Buchstaben "Z" |
Weitere Bezeichnungen Es können ggf. noch weitere Buchstaben- oder Ziffernkombinationen angehängt sein, die beispielsweise verschiedene Spannungsfestigkeits- oder Verstärkungsfaktoren angeben. Definiert ist "R" (Umgedrehte Polarität) und "W" für SMD-Bauteile
Bei Zenerdioden wird noch die Toleranz angegeben:
| 3. Buchstabe Z-Diode | Toleranz % | IEC 60063 Reihe |
|---|---|---|
| A | 1 | E96 |
| B | 2 | E48 |
| C | 5 | E24 |
| D | 10 | E12 |
| E | 20 | E6 |
JEDEC-Norm JESD370B (USA, ab 1982)
Schema: <Nummer> <Buchstabe> <Registrierungsnummer> <optionales Kennzeichen>
Nummer entsprach ursprünglich der Anzahl der Halbleiterübergänge, zum Merken: Anzahl Anschlüsse minus 1
| Nummer | Anschlüsse | Beispiele |
|---|---|---|
| 1 | 2 | Diode, Diac |
| 2 | 3 | Transistor, FET, Thyristor, Triac, ... |
| 3 | 4 | Dual-Gate FET u.a. |
| 4 | 5 | Optokoppler u.a. |
Buchstabe: N mit Gehäuse. C ohne Gehäuse (Kristall bzw. geteilter Wafer/Chip)
Nummer: Herstellerunabhängige Registrierungsnummer, optionale Zeichen, Buchstaben und Ziffern sind nicht genormt und somit inkonsistent.
Japan Industrial Standard (JIS-Norm, Japan)
Grundsätzlich 1S Diode, 2S Transistor (2SA, 2SB: PNP, 2SC, 2SD: NPN, 2SK, 2SJ: FET) 3S Dual-Gate FET. 1S, 2S wird auch oft weggelaasen. ... aber viele Inkonsistenzen, Mehrfachregistrierungen, Belegungsunterschiede. Also fast kein System.
Werkstattpraxis - 3D Druck
[Bearbeiten]Der 3D-Druck ermöglicht es dem Amateur Bedienelemente, Spulenkörper, Gehäuse und vieles mehr selbst zu entwerfen und zuproduzieren. An dieser Stelle sei nur auf die Materialauswahl eingegangen, aber nicht auf die Konstruktion oder die Verwendung des 3-Druckers.
Vergleich von PLA, ABS, PETG und PA (Nylon) für Funkanwendungen
[Bearbeiten]| Material | Elektrische Eigenschaften | Hochfrequenzeigenschaften | Wetterfestigkeit | Licht-/UV-Beständigkeit | Wasserfestigkeit |
|---|---|---|---|---|---|
| PLA | Isolator, niedrige Dielektrizitätskonstante (~2.7–3.5), geringer Verlustfaktor | Gute Hochfrequenzeigenschaften bis in den MHz-Bereich, geringe Verluste bei HF | Nicht wetterfest, wird durch Feuchtigkeit und UV-Licht abgebaut | Schlechte UV-Beständigkeit, neigt zu schneller Alterung bei Sonnenlicht | Nicht wasserfest, nimmt Feuchtigkeit auf, kann spröde werden |
| ABS | Isolator, Dielektrizitätskonstante ca. 2.4–3.0, moderater Verlustfaktor | Gute HF-Eigenschaften bis GHz-Bereich, geringe Verluste | Wetterfest, aber kann durch Langzeit-UV-Einwirkung spröde werden | Mässige UV-Beständigkeit, Vergilbung und Versprödung möglich | Relativ wasserfest, nimmt kaum Feuchtigkeit auf |
| PETG | Isolator, Dielektrizitätskonstante ca. 2.1–2.5, sehr niedriger Verlustfaktor | Sehr gute Hochfrequenzeigenschaften, gut für HF-Anwendungen geeignet | Wetterfest, widerstandsfähig gegen Regen und Feuchtigkeit | Gute UV-Beständigkeit, vergilbt nicht schnell, beständig im Aussenbereich | Wasserfest, nimmt keine Feuchtigkeit auf |
| PA (Nylon) | Isolator, Dielektrizitätskonstante ca. 3.0–3.7, höherer Verlustfaktor | Moderate HF-Eigenschaften, höhere Verluste bei höheren Frequenzen | Wetterfest, aber stark hygroskopisch, kann durch Wasseraufnahme quellen | Schlechte UV-Beständigkeit, wird spröde und verfärbt sich bei Sonnenlicht | Hygroskopisch, nimmt stark Wasser auf, was mechanische und elektrische Eigenschaften beeinträchtigen kann |