Amateurfunklehrgang – Der Weg zur HB9-Lizenz/ Eigenbau

Werkstattpraxis - Werkzeug

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.

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

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 - Löten

Eine saubere Lötverbindung in der Elektronik ist essenziell für eine zuverlässige elektrische und mechanische Verbindung.

Ausrüstung

Für einfache Arbeiten eignet sich ein Handlötkolben und ein Lötkolbenhalter. Für anspruchsvollere Lötarbeiten lohnt sich die Anschaffung einer Lötstation mit Temperaturregelung.

Lötspitzen

Die Wahl der passenden Lötspitzenform hängt von der konkreten Aufgabe ab. Nachfolgend sind en paar Richtwerte und helfen bei der Anschaffung und der Arbeit.

Für universelle Anwendungen wie Löten von Widerständen, Kondensatoren, ICs mit DIP-Gehäuse eignen sich Meisselspitzen oder konische Spitzen mit einem Durchmesser von 1,2 mm bis 2,4 mm. Die Vorteile sind eine gute Wärmeübertragung und somit kontrollierter Lötfluss.

Für feine Lötstellen, wie bei kleinen SMD-Bauteilen oder dünnen Leiterbahnen eignen sich Bleistift-/Nadelförmige Spitzen mit einem Durchmesser von 0,2 mm – 1,0 mm. Sie erlauben ein präzises Arbeiten und eine geringe Gefahr von Lötbrücken.

Für "grobe" Arbeiten wie Masseflächen- und Abschirmblechlötungen, sowie Kabel- und Entlötarbeiten mit Lötlitze werden am besten mit meisselförmigen Lötspitzen ausgeführt. Der Durchmesser sollte 3 mm bis 5 mm betragen. Die Meisselform und die massive Bauweise bringen eine gute Wärmeverteilung und auch eine höhere, gespeicherte Wärme in der Lötspitze.

Lötzinn

Eigenschaft	Bleihaltiges Lötzinn (SnPb, z. B. 60/40, 63/37)	Bleifreies Lötzinn (z. B. SnAgCu – SAC305)
Schmelzpunkt	Ca. 183°C – 190°C	Ca. 217°C – 227°C
Empfohlene Löttemperatur	300°C – 350°C	350°C – 400°C
Verarbeitung	Leichter zu verarbeiten, fliesst besser	Schwieriger zu verarbeiten, benötigt höhere Temperaturen
Lötstelle	Glänzend, gut erkennbar	Matt, weniger sichtbar als "gut" oder "schlecht"
Haltbarkeit	Mechanisch stabil, weniger spröde	Kann spröder sein, Risse bei Vibration möglich
Oxidation	Weniger anfällig	Höhere Oxidationsrate, erfordert mehr Flussmittel
Gesundheit & Umwelt	Enthält Blei (Pb), giftig, nicht RoHS-konform	Umweltfreundlicher, RoHS-konform
Anwendungsbereich	Hobbyelektronik, Reparaturen älterer Geräte	Industrielle Elektronik, gesetzlich vorgeschrieben für Neugeräte

Es empfiehlt sich, Lötzinn in drei Durchmesserklassen vorrätig zu halten.

• 0,3 mm: Sehr feine SMD-Bauteile, präzise Lötarbeiten
• 0,8 mm: Standard-Elektronik, Widerstände, ICs, kleine Drähte
• 2,0 mm: Dicke Kabel, Abschirmungen, mechanische Verbindungen

Darauf achten, dass die Lötdrähte eine Flussmittelfüllung haben.

Empfohlene Lötstation-Leistung

• 20W - 30W: Kleine Arbeiten, einfache Reparaturen.
• 50W - 80W: Standard für Elektronik. Meine Empfehlung für den Einsteiger.
• 100W und mehr: Grosse Masseflächen, Lötarbeiten an dicken Leitungen.

Eine Temperaturregelung ist sehr empfehlenswert.. Für bleifreie Lötmittel sind bis 400°C notwendig, bleihaltig kann schon bei tieferer Temperatur mit geringerem Risiko für empfindliche Bauteile ausreichend sein.

Eine Heissluft-Station lohnt sich für folgende Arbeiten:

• SMD-Bauteile entfernen (QFN, BGA, große Chips)
• Löten von Fine-Pitch SMDs mit Lotpaste (Reflow-Verfahren)
• Nacharbeiten & Flussmittelaktivierung
• Schrumpfen von Schrumpfschlauch

Die Lufttemperatur sollte sich von 250–350°C einstellen lassen. Kleine SMDs benötigen um die 350°C, grosse Chips bis zu 450°C. Die Einstellung des Luftstromes orientiert sich ebenfalls an der Bauteilgrösse und sollte sich regulieren lassen. Ein niedriger Luftstrom ist sinnvoll bei kleinen, ein hoher bei grossen Bauteilen.

Vorbereitung

Lötstellen müssen frei von Schmutz, Oxidation und Fett sein. Reinige die Leiterplatte, die Lötpads und Bauteilanschlüsse mit Isopropanol und einem fusselfreien Tuch. Lackierte Kupferdrähte können durch eine Flamme und anschliessendes schleifen mit einem feinen Schleifpapier von der störenden Lackschicht befreit werden.

Die Bauteile sind so zu fixieren, dass beim Abkühlvorgang sie sich nicht bewegen können. Bewegung während dem Abkühlvorgang kann zu den sogenannten "kalten Lötstellen" führen. Das heisst, es besteht keine spaltfreie Verbindung zwischen den beiden Bauteilen.. Die Folgen sind mechanische Instabilität (vorsichtiges Rütteln kann als Diagnosemethode dienen. - man sieht dann die Bewegung) sowie Wackelkontakt und durch die nicht geschlossene Verbindung einen höheren Übergangswiderstand. Ein hoher Übergangswiderstand kann durch Erwärmung zu Bränden führen.

Lötvorgang - Draht(bauteile)

Die heisse Lötspitze ist mit einem Edelstahl-Lötspitzenreiniger oder einem nassen Schwämmchen zu reinigen und mit Lötzinn zu überziehen. Bauteil und Träger werden erhitzt, halte die Lötspitze an die Verbindung zwischen Pad und Anschlussdraht, damit sich beide gleichmässig erwärmen. Das Lötzinn sollte an die erhitzte Stelle geführt werden – nicht direkt an die Lötspitze! Es muss durch die Wärme der Verbindung schmelzen. Lötzinn sollte so lange zugeführt werden, bis die Lötstelle glatt, glänzend und leicht gewölbt ist, aber nicht kugelig. Den Lötkolben ruhig halten, bis das Lötzinn vollständig geschmolzen ist und sich selbständig an die Kupferbeschichtung der Platine und den Anschlussdraht anschmiegt. Beim Abkühlen die Lötstelle nicht bewegen! Falls korrosives Flussmittel verwendet wurde, sollten die Rückstände mit Isopropanol entfernt werden. Bei dem in üblichem Lötzinn enthaltenen Flussmittel ist eine Reinigung der Lötstelle nach dem Lötvorgang nicht notwendig.

Gute Lötstellen glänzen silbern; matte oder raue Oberflächen deuten auf kalte Lötstellen und unsicheren Kontakt hin. Um Überhitzung insbesondere von Halbleiterbauteilen zu vermeiden, sollte der Lötkolben nicht länger als 3 Sekunden Kontakt mit der Lötstelle haben, danach kurz abkühlen lassen.

Lötvorgang SMD

Für Löten von SMD (sourface mounted devices, also auf die oberfläche gelötet) stehen verschiedene Verfahren zur Auswahl. Man kann manuell mit einer klassischen oder Heissluft-Station oder mit dem Reflow-Verfahren Schaltungen aufbauen. Wir betrachten hier das Löten mit einer Lötstation, da es das einfachste Verfahren für den Heimgebrauch ist.

Benötigt werden eine Lötstation (Temperaturregelung!) mit zwei verschiedene Lötspitzen (Meisselform, ca. 1,6 mm Breite für SOP oder SOT Bauteile und eine konische Rundspitze mit ca. 0,4 mm Durchmesser für QFP-Pakete. Feines Lötzinn, bevorzugt mit 0,3 mm - 0,5 mm Durchmesser und ein Flussmittelstift für saubere Benetzung und zuverlässige Lötverbindungen. Hilfreich sind auch noch Pinzetten, antistatisch mit gebogener und gerader Spitze, ein Vakuumheber, doppelseitiges Klebband, eine Brillenlupe oder ein Mikroskop und eine gute Beleuchtung.

Eine erste fixierung des Bauteils erreiht man, indem zuerst ein einzelnes Pad verzinnt wird und das Bauteil mit der Pinzette auf das verzinnte Pad geschoben wird. Dann wird das Lot nochmals aufgeschmolzen und das Bauteil ausgerichtet. Danach werden die restlichen Pads verlötet.

Passive Bauelemente , transistoren und IC's mit wenigen Anschlüssen können mit diesem Verfahren und der 1.6 Meisselspitze problemlos verlötet werden.

QFP artige Gehäuse (z. B. Mikrocontroller) sind einiges filigraner. Diese werden mit der feinen 0,4 mm Rundspitze verarbeitet. Ein einzelnes Pad wird verzinnt und das IC präzise angelötet und dabei ausgerichtet. Danach das gegenüberliegende Pad fixieren. Anschliessend werden alle Pins mit Flussmittel benetzt und verlötet.

Um ungewollte Brücken und kalte Lötstellen zu vermeiden sparsam Lötzinn auftragen. Brücken können durch die Kontrolle mit Hilfe einer guten Lupe oder einem Mikroskop erkannt werden.

Werkstattpraxis - Messgeräte

Multimeter

Das wichtigste Messgerät in der Elektronik. Mit einem Multimeter werden primär die drei Basisgrössen der Elektrotechnik gemessen:

• Spannung (V)
• Stromstärke (A)
• Widerstand (Ω) (meist auch kombiniert mit einer Durchgangsprüfung mit Signalton)

Moderne Multimeter haben meist noch eine oder mehrere der folgenden Zusatzmessmöglickeiten:

• Diodentest: Prüfung auf Funktion und Flussrichtung
• Transistortest: Stromverstärkung bei kleinen Strömen messen
• Kapazität (F)
• Induktivität (H)
• Frequenz (Hz)
• Temperatur (i.d.R. mit Thermoelement, -50 °C bis 350 °C)
• NCV (Non-Contact Voltage): Berührungslose Spannungsprüfung

Auto Range (Automatische Messbereichswahl), Displaybeleuchtung, Hold-Funktion (Einfrieren des aktuellen Messwerts) sind meist auch mit integriert. Auch nützlich wenn man Messungen über eine längere Zeit vornimmt ist eine Schnittstelle (USB/Bluetooth), damit ist ein Datenlogging via PC oder App möglich.

Digitalmultimeter sind stand der Technik. Die Vorteile gegenüber einem Analoggerät liegen auf der Hand:

• Keine Ablesefehler
• Hohe Auflösung (kann aber eine bessere Genauigkeit als tatsächlich vorhanden ist vortäuschen)
• Hoher Eingangswiderstand
• Empfindlich dank Vorverstärker
• Oft mit analoger Bargraph-Anzeige (wie Zeigerinstrument)

Stolperfallen - Wer misst, misst Mist

Hohe Auflösung ≠ hohe Genauigkeit

Viele Multimeter zeigen sehr viele Stellen an (z. B. 3¾ Stellen = 4000 Counts). Das vermittelt den Eindruck hoher Präzision – aber das ist nicht gleichbedeutend mit hoher Genauigkeit.

Beispiel:

Ein Multimeter zeigt z. B. den Wert 12.345 V an. Die technische Spezifikation gibt aber eine Genauigkeit von ±(1% + 2 Digit) an.

Das heisst konkret, dass 1 % von 12.345 V = 0.12345 V sind. Betreffend der Auflösung sind 2 Digit bei 3¾ Stellen aber ±0.002 V (z. B. letzte Stelle: 0.001 V x 2). Der wahre Wert liegt also zwischen: 12.2195 V und 12.4705 V

Daraus folgt: Obwohl das Gerät auf vier Nachkommastellen genau anzeigt, ist der wahre Wert nur auf ±0.125 V genau. Die Anzeige ist sehr detailliert, aber nicht so genau, wie sie wirkt.

Ungeeignete Messmethode bei Wechselspannung – kein True-RMS

Viele günstige Multimeter messen bei Wechselstrom/-spannung nicht den echten Effektivwert, sondern den Mittelwert und rechnen daraus nur bei Sinuskurven den Effektivwert. Bei anderen Signalformen (z. B. getakteten Spannungen von Schaltnetzteilen) ist das Ergebnis dann falsch, auch wenn es auf viele Stellen genau angezeigt wird.

Beispiel:

Ein Multimeter zeigt bei einem getakteten Netzteil 230.0 V an. Ein True-RMS-Multimeter zeigt 208.4 V an.

Der Unterschied von 21,6 V ist mit ca. 9 % Abweichung riesig, obwohl beide Geräte drei Nachkommastellen anzeigen. Ohne True-RMS kann die Anzeige vollkommen falsche Werte liefern, obwohl sie hoch aufgelöst ist.

Bauformen

Gebräuchlich sind Hand- und Tischmultimeter. Zudem gibts noch besonders kleine Stiftmultimeter.

Ein Handmultimeter ist mobil, optimal auch für den Feldeinsatz. Es ist kompakt, vielseitig und günstig. Noch mobiler, aber eingeschränkter in der Ausstattung und Genauigkeit sind Stiftmultimeter. Haben aber auch ihre Berechtigung, halt eher als "Schätzeisen" - aber um Spannung an Netzteilen und Akkus zu messen, Kabel und Schalter auf Durchgang zu prüfen oder so im Feldeinsatz absolut mit Daseinsberechtigung.

Das Tischmultimeter ist eher fürs Labor. Oft genauer und Teilweise gar mit der Option für eine 4-Leiter-Messung ausgestattet für die genaue Messung kleiner Widerstände

Zangenamperemeter sind für die Kontaktlose Messung grosse Gleich- und Wechselströme geeignet. Diese arbeiten über induktive Kopplung.

Oszilloskop

Viele Signale in der Elektronik – besonders im Amateurfunk – sind zu schnell oder komplex, um sie mit dem Multimeter darzustellen. Ein Oszilloskop macht elektrische Signale über die Zeit sichtbar. Das erlaubt die Darstellung von Modulationsarten, Signalen an NF-Stufen, Takt- und Steuerleitungen oder digitalen Steuerungen wie Arduino und Co.

Digitale Speicheroszilloskope (DSO) ersetzen die Klassischen Kathodenstrahloszilloskope mit Bildröhre. Sie speichern das Signal und zeigen es übersichtlich an - auch dann, wenn es aufgrund einer kurzen Dauer eigentlich schon wieder verschwunden ist. So lassen sich z. B. Impulse, Störungen oder Datenübertragungen sichtbar machen.

Typische Anwendungen für Funkamateure:

• HF-Signale analysieren (z. B. Oszillation, Modulation, Störungen)
• NF-Signale prüfen (Sprachverstärker, Filter)
• Digitalsignale anzeigen (Steuerbusse, Taktungen)
• Triggern auf einmalige Ereignisse (Störspitzen, Schaltimpulse)
• Signalform beurteilen (Oberwellen, Verzerrungen)

Worauf Du beim Kauf achten solltest

• Kanäle: 2 reichen meist – 4 sind praktisch, wenn Du mehrere Signale gleichzeitig sehen willst (z. B. I/Q oder Steuerleitungen).
• Bandbreite: Mindestens das 5-fache der höchsten Frequenz – für NF und Digitales reichen 50–100 MHz, für HF besser 200 MHz oder mehr.
• Abtastrate: Je höher, desto detailreicher das Bild. Mindestens 2–5x höher als die höchste Signalfrequenz.
• Speichertiefe: Mehr Speicher erlaubt längere Signalverläufe ohne Auflösungseinbußen – sinnvoll bei langsamen Vorgängen oder breiten Ausschnitten.
• Triggerfunktionen: Wichtig, um das Signal stabil anzeigen zu können – Edge (Flanke) reicht meist, Sonderformen wie "Runt" oder "Window" sind hilfreich bei Signalfehlern.
• Extra goodie 1 - FFT: Zeigt das Frequenzspektrum, ideal zur Einschätzung von Oberwellen oder Modulationsinhalt.
• Extra goodie 2 - Protokollanalyse: Praktisch, wenn Du digitale Steuerungen nutzt (I2C, SPI etc.).

Werkstattpraxis - Aufbautipps

Für Konstruktionen (Sender und Empfänger) mit Frequenzen oberhalb 30 MHz sind folgende Grundregeln zu beachten:

Funktionsgruppen gegeneinander abschirmen

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

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

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

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

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

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.

Platinenlayout

Es gibt beim Design von Schaltungen ein paar Punkte zu beachten:

Als erstes muss man sich klar werden welche Komponenten, Spannungen und Ströme verwendet werden. Den besonderen Umständen der Hochfrequenz ist Beachtung zu schenken. Auch sollte man sich Gedanken über mechanische Umstände wie Platinenabmessungen, -form und Montagelöcher machen. Beim Erstellen des Schaltplan systematisch vorgehen.

Beim Platzieren der Steckverbinder den 3D-Zusammenhang mit anderen Platinen und Komponenten im Bezug auf Kabeldrehung und -knickung beachten, ggf. Steckverbinder um 180 Grad drehen, um Sonderkabel zu vermeiden. Steckverbinder auch nicht völlig am Rand platzieren, um Biegeradius von Flachbandkabeln und Zwischenraum zur Gehäusewand zu schaffen. Steckverbinder, welche direkt in einer Frontplatte enden, werden natürlich direkt am Rand platziert.

Funktionsgruppen zusammenfassen und sich über die Signalewege Gedanken machen. Digitale und analoge möglichst getrennt führen. Ebenso die Stromversorgung möglichst am EInspeisepunkt bereits auftrennen. Ein sauberer und logischer Schaltplan erleichtert das Layout erheblich. Dabei zusammengehörige Bauteile möglichst nebeneinander platzieren. Die Kabel im Gerät (engl. air wires) möglichst kurz und kreuzungsarm halten. Idealerweise erst die grossen und hohen Bauteile festlegen, dabei Einbaumasse und -raum beachten, auch in Bezug auf die Wärmeentwicklung. Verwende Komponenten mit entsprechenden Spannungsfestigkeiten.

Entstörkondensatoren (100 pF Keramik) so nah wie möglich an den IC-Anschlüssen platzieren. Stromversorgung der ICs so verlegen dass keine Signale benachbarter Leiterbahnen eingestreut werden. Zusätzlich grössere Kondensatoren (z. B. 10 µF) für Spannungsglättung bei den Spannungsversorgungspins platzieren um die Stabilität zu erhöhen.

Komponenten mit kritischen Verbindungen zuerst platzieren (z. B. Stromversorgung, Leistungs/Netzspannung, Hochfrequenz, Leistungstreiber mit hohem Strombedarf). dabei grosse Bauteile und Anschlussstecker nahe der vorgesehenen Gehäuseöffnungen platzieren. Bei den kritischen Leitungen (z. B. Takt-, Hochfrequenz- und Stromleitungen) besondere Vorsicht walten lassen. Besonders parallele Leitungsführungen führen zum Übersprechen von Signalen. Verwende Masseflächen zur Signaltrennung.

Bei der Netzspannung Abstände beachten. Bei Luftstrecken: ~1 mm/100 V, typischerweise 4 mm für 230 V AC (nach IEC-Normen). Die Kriechstrecken sind Materialabhängig, z. B. 2,5 mm auf klassichen Epoxi-Leiterplatten bei 230 V AC. Eine klare Trennlinie zwischen Netz- und Kleinspannungsbereich einhalten. Dafür empfielt sich die Verwendung von Optokoppler oder Transformatoren für Signalübertragungen. Ebenso ist für Sicherheitsisolierung und Berührungsschutz zu sorgen.

Bei Kleinspannung (<50 V) sind die Abstände weniger kritisch, oft genügen 0,2–0,5 mm zwischen Leiterbahnen. Bei einer Kupferdicke von 35 µm ist für einen Strom von 1 A 1 mm Breite ein Richtwert. Einen höheren Strom erfordert breitere Bahnen oder Kupferverstärkung durch Verzinnung.

Werkstattpraxis - Bauteilidentifikation

Induktivitäten und Kerne

Farben von Abgleichspulen

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

Aus der Pro-Electron-Norm / EECA (Europa):

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.

Kapazitätsdioden

Datenblaetter nennen oft keine fmax, sondern den Serienwiderstand Rs (Q) bei Frequenz X

Faustregel:

• UKW (bis etwa 100 MHz): fast alles ausser BBY58
• UHF (300–800 MHz): SMV123x, SMV140x
• >1 GHz: nur dedizierte RF-Varicaps von MACOM oder Skyworks

Alte Typen und mögliche Ersatztypen

Typ	Moderner Ersatz Prüfen mit:	Verwendung	Kapazität 8V	Kapazität 1V	Kapazität 25V [pF]	Kapazität 3V [pF]	U_max [V]	Bemerkungen
BB104	SMV1405 / SMV1408	UKW-Paar			14	ca. 38	30
BB105G	BBY40 / MV2105	VHF			ca. 2.5	11	28
BB109G		VHF			5	32	30	Glasgehäuse
BB112	BBY58	AM	20	500			12	Batteriebetrieb
BB113								Ersatz f. BB130/BB413 oder 3xBB163
BB121B	SMV1231	UHF			ca. 2.1	17	30	Glasgehäuse
BB130	BBY58	AM			ca. 15	500	32	SOT54 ähnl. KV1236
BB139		VHF			ca. 5	28	30	Glasgehäuse
BB141	SMV1231	UHF			ca. 2	10	30	Glasgehäuse
BB142	SMV1231 / BBY40 / MV2105	UHF			ca. 2.5	11	30	Glasgehäuse
BB204B	SMV1405 / SMV1408	UKW-Paar			14	ca. 40	30
BB204G	SMV1405 / SMV1408	UKW-Paar			14	ca. 35	30
BB205G	BBY40 / MV2105	VHF			ca. 2.2	10	28
BB205	BBY40 / MV2105	=BB142
BB209		VHF			ca. 3	20	28
BB212		AM-Tuning Dual			22	560
BB221	SMV1232	=BB521 UHF			1.8	16	30	Glasgehäuse
BB222		UHF			1.8	156	30
BB304	SMV1405	UKW-Paar (2-8V)			25	40	30	Fuer Batteriebetrieb
BB405G		VHF			ca. 2.0	11	30
BB417		UHF			ca. 2.2	11	28	Glasgehäuse
BB505B		UHF			ca. 2.5	11	28	Glasgehäuse TFK
BB505G		VHF			ca. 2.5	11	28	Glasgehäuse
BB521	SMV1232							=BB221 m verbesserter Linearität
BB621		UHF						=BB521
BB809	MA46H070	VHF			ca. 5.0	29	30	MiniMELF SMD (24 GHz)

Moderne Typen

Typ	Kapazität 0V [pF]	Kapazität 1V [pF]	Kapazität 4V [pF]	Kapazität 8V [pF]	Umax:
BBY40		~30–35	~8–10	~4–5	30 V	Rs: ~1.5–2 Ohm, bis 200–300 MHz sauber, UKW ok, gemessen bei 1 MHz
BBY51						VHF / unteres UHF, ~500 MHz brauchbar, gemessen bei 1 MHz
BBY52		~15	~4	~2		Etwas weniger Kapazität, etwas höher nutzbar, gemessen bei 1 MHz
BBY58		~100–120	~30	~15	30 V	Rs: deutlich höher, NF / AM / MW, nicht für UKW, sinnvoll bis <30 MHz
MA46H070 / MA46H071		~1.5–2	~0.6			mehrere GHz (5–10 GHz) realistisch, Rs extrem niedrig
MV2105		~30	~8	~4		VHF, Ersatz für BB105
MV2109		~22	~6			Grenze: ~300–500 MHz, danach Q schlecht. Einsatz wie BB109
SMV1231	~8–9		~2.5	~1.5	20–30 V	Rs: <1 Ohm, UHF bis ~1–2 GHz
SMV1232	~15–16		~5	~3		UHF, bessere Linearität als BBY
SMV1405	~2.7–3		~1.2	~0.8		Paar, UKW bis mehrere GHz, sehr niedrige Verluste
SMV1408						Paar, ähnlich SMV1405, leicht andere C(V)-Kurve, für symmetrische Abstimmung gedacht

Werkstattpraxis - 3D Druck

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

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

Es fehlt ganz bewusst ein flexibles Druckmaterial. Man kommt leicht in Versuchung mit TPU Kabeldurchführungen bei Baluns zu machen oder das im Aussenbereich einzusetzen. Da die dauerhafte Wasserfestigkeit sowie die stabilität unter Temperatur- und Sonneneinfluss von vielen Faktoren, wie genaue Zusammensetzung, Druckverfahren, dauer der Exposition abhängt wäre eine generelle Aussage wie in der Form für andere Materialien unseriös.

Ist dieser Einsatz angedacht, so ist mit den spezifischen Anforderungen das beste Material ermittelt werden. TPE, TPE und PEBA seien als Startpunkt für eiegen Recherchen genannt.