FUNKAMATEUR – Bauelementeinformation SL (1)610C SL (1)

Amateurfunktechnik
SSB-Erzeugung auf 9 MHz
mit Standardquarzen (2)
Ing. FRANK SICHLA – DL7VFS
Während im ersten Teil verschiedene Möglichkeiten für die Aufbereitung
eines DSB-Signals mit preiswerten Quarzen aufgezeigt wurden, geht es
im zweiten um den Selbstbau eines 9-MHz-Filters mit Standardquarzen
zur Unterdrückung des Restträgers und des unerwünschten Seitenbands.
Auch hierbei hat man einen gewissen Spielraum für die Realisierung. Die
Erkenntnisse lassen sich zudem auf andere Eigenbaufilter übertragen.
Da sich ein Quarz wie ein Schwingkreis
mit sehr hoher Güte und Stabilität verhält,
eignet er sich nicht nur als frequenzbestimmendes
Element in Oszillatorschaltungen,
sondern auch sehr gut zum Aufbau
hochwertiger Filter.
■ Über Brücken mußt Du nicht gehen
Die Entwicklung und Fertigung von Quarzfiltern
ist nicht ganz einfach. Dafür haben
solche Filter den Vorteil, auch für sehr hohe
Frequenzen tauglich zu sein. Für den Aufbau
von Quarzfiltern gibt es bekanntlich
verschiedene Prinzipien. Der bekannte Typ
XF-9 B besteht z. B. aus vier Halbbrückenfiltern
in Kettenschaltung. Für SSB-Amateurfunkzwecke
wurden schon zahlreiche
Selbstbauvarianten solcher Brückenfilter
vorgestellt. Dabei gingen die Bestrebungen
natürlich dahin, den Aufwand geringzuhalten
und die Abgleicharbeiten so weit zu
vereinfachen, daß sie ohne spezielle Meß-
0,86 CN
400 • FA 4/95
HF Generator 10k Oszilloskop
Zähler
Bild 7: So kann man die exakte Serienresonanzfrequenz
eines Quarzes ermitteln.
EQ 2 EQ 1 EQ 3 EQ 6 EQ 4 EQ 5
85
4 CN
0,72 CN 0,85 CN 0,87 CN
Bild 9: Berechnung der theoretisch erforderlichen Kapazitäten
und Beispiel für sinnvollen Quarzeinsatz in diesem
symmetrischen Filter
15 22 22
47 150 150
56
56 15 3 x 220 + 150 56 15
Bild 11: Filterschaltung mit korrigierten Werten und praktisch
bestmöglichen Lösungen für deren Realisierung
geräte und einschlägige Erfahrungen durchführbar
sind.
Dabei zeigte es sich, daß man gute Ergebnisse
mit drei Quarzpaaren erreichen kann.
Sie sollten einen Abstand der Serienresonanzfrequenzen
von 1,5 bis 2 kHz aufweisen.
Jeweils drei Quarze müssen dabei gut
in ihrer Frequenz übereinstimmen, d. h.,
möglichst auf 20 Hz genau. Letzteres ist
eine sehr hohe Forderung, die der Amateur
in den meisten Fällen nur durch Schleifen
der Quarze erfüllen kann. Dazu braucht es
aber nicht nur Geduld, sondern auch einige
Erfahrung. Verständlich, daß man diese
Prozedur möglichst umgehen möchte.
■ Up the Ladder
Der zweite Weg zum selbstgemachten
Quarzfilter führt nicht über Brücken, sondern
über eine Leiter. Ladder-Filter bestechen
durch den Vorteil, mit Quarzen
gleicher Serienresonanzfrequenz auszu-
kommen. Sie sind völlig symmetrisch aufgebaut.
Um die erforderliche Bandbreite
zu erzielen, werden die meisten Quarze in
einem solchen Filter gezogen. Besonders
große Bandbreiten sollte man daher nicht
anstreben, aber gerade als schmale SSB-Lösung
scheint dieser Typ für den Selbstbau
ideal zu sein (unterhalb von etwa 3 MHz
Filtermittenfrequenz reicht übrigens die
Bandbreite auch für ein SSB-Signal nicht
mehr aus).
In [3] wird der praxisgerechte Entwurf solcher
Quarzbandpässe mit 1 dB Welligkeit
aus Quarzsätzen von 2, 3, 4, 6 oder 8 Stück
bei geringem Rechen- und Meßaufwand
beschrieben. Dabei dürfen die Serienresonanzfrequenzen
der Quarze um maximal
± 50 Hz voneinander abweichen, ohne daß
sich Welligkeit und Flankensteilheit gegenüber
dem Fall völliger Gleichheit
nennenswert verschlechtern.
Für 9 MHz lassen sich entsprechende
Grundwellenquarze (Bezugsquelle s. Teil 1)
oder auch Obertonquarze für 27 MHz verwenden.
Ich habe mich für ein Filter mit
sechs Quarzen entschieden und diese Anzahl
an 9-MHz-Quarzen bestellt. Dabei war
ich natürlich auf die genauen Serienresonanzfrequenzen
gespannt, die ich mit einer
Anordnung nach Bild 7 ermittelte. Als Tastkopf
kann sowohl eine 1:1-Ausführung als
auch ein 1:10-Teiler benutzt werden. Im
letzten Fall muß man das Oszilloskop auf
10 mV/Skt. einstellen. Wie die Tabelle
zeigt, trat zwischen höchster (Quarz 1) und
niedrigster Frequenz (Quarz 5) eine Diffe-
HF Generator 62
Oszilloskop
Zähler
100
100
100
220 220
Bild 8: Der Aufbau für die Ermittlung der Normierungskapazität
C N, auf deren Basis die Berechnung des Ladder-Filters vorgenommen
wird. Mit den Quarzen Nr. 1 und Nr. 4 (vgl. Tabelle)
ergaben sich f U = 8996,6 MHz und f O = 8999,2 MHz entsprechend
einer Bandbreite von 2,6 kHz.
85
404
72 85 88
Bild 10: Filterschaltung nach Bild 9 mit den ermittelten
Kapazitätswerten
0,86 CN 3,8 CN 3,3 CN
0,72 CN 0,86 CN 0,88 CN 0,89 CN
Bild 12: So errechnen sich die theoretisch erforderlichen
Kapazitäten für ein Filter mit acht Quarzen. Der weitere
Weg verläuft analog zu den Bildern 9 bis 11.