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HF Schaltung: Testschaltung für Kurzwellen Sender (KW Sender)

11 Sep

KW Sender

Die oben dargestellte Schaltung zeigt einen KW Sender für ca. 4,8 MHz (Tropenband!). Die Frequenz ist abhängig von der Toleranz der verwendeten Bauteile. Die Schaltung habe ich hier dargestellt, da auf anderen Internetseiten oft unvollständige Darstellungen zu finden sind, oder sie sind professionell aufgebaut und der Laie kann die wesentlichen Bestandteile nicht mehr isoliert identifizieren. Es geht hier nicht darum, Schwarzsender zu konstruieren oder deren Konstruktion zu unterstützen. Deswegen soll darauf hingewiesen werden, dass dieser Sender auf keinen Fall an eine Sendeantenne oder einen längeren Draht angeschlossen werden darf. Hiermit verstößt der illegale Betreiber gegen Gesetze, was unter Umständen zu empfindlichen Strafen führen kann. Genug zu Strafen und Gesetzen. Meine Intention war es mit elektronischen Standardbauteilen a) einen Oszillator zu bauen, der stabil, daher ungedämpft schwingt und b) das Wechselstromsignal des Oszillatoren zu verstärken. Die Verstärkung sollte aber nicht das Signal verzerren oder zu einer Rückkopplung in den Oszillator führen. Es stellte sich heraus, dass das gar nicht so einfach ist.

Ich werde im folgenden die einzelnen Bestandteile der Schaltung erklären. Ich muss aber darauf hinweisen, dass ich kein Profi bin und Elektronik nur als Hobby betreibe. Ich bitte deswegen, falls ein Profi meine Darstellungen lesen sollte, nicht zu streng mit mir ins Gericht zu gehen. Vielmehr sind Hinweise zu Fehlern und Verbesserungen willkommen. Noch etwas: Auf vielen Internetseiten insb. Foren zur HFTechnik werden von Foristen Fragen zu diesem Thema gestellt. In der Regel sind die ersten Antworten der Art „Das darf man aber nicht, dass ist gefährlich“, „Du böser Bube, Du, man darf keinen Sender bauen“ etc. Mich interessieren diese Zeigefinger schwenkenden Beiträge nicht. Sollte jemand einen Kommentar auf dieser Seite schreiben, der in diese Richtung geht, werde ich ihn nicht veröffentlichen. Somit, für alle Bedenkenträger (und davon gibt es eine ganze Menge gerade in dem obrigkeitshörigen Deutschland) gilt: Kommentare werden hier zensiert! Versucht es erst gar nicht. Allerdings: Ich verurteile auf schärfste Personen, die nicht verantwortungsvoll mit dem erlangten Wissen umgehen.

A) Das erste, was einem an der Schaltung auffallen könnte ist, dass nur Festkapazitäten und Festinduktivitäten vorhanden sind. Der Grund ist einfach: Es geht nur um die möglichst saubere Konstruktion (wenn es den eine ist), nicht um die Abstimmung auf eine genaue Sendefrequenz.

B) Der Schwingkreis ist ein Colpittz-Oszillator in Basis Schaltung. Als HF-Transistor habe ich einen BF422 verwendet. Achtung: Dieser Transistor hat eine andere Beschaltung als Standardtransistoren wie z.B. BC547C. Die Füßchen sind Emitter, Collektor und Basis, wenn man die flache Seite ansieht und die Füßchen nach unten zeigen. Bei BC547C ist es Collektor, Basis und Emitter bei gleicher Ausrichtung (Flache Seite und Füßchen nach unten). Ich will es nicht verschweigen. Ich habe die Füßchen prompt verwechselt. Der Schwingkreis kann ein paar Sekunden brauchen, um einzuschwingen. C13 und L3 (Frequenzen ab ca. 340 kHz werden nicht gedämpft) bilden einen Hochpass. L4 und C14 (Frequenzen > 13MHz werden gedämpft) einen nachgeschalteten Tiefpass.

C) Die Basis ist mit zwei Widerständen und einer Z-Diode (6,8 V) spannungsstabilisiert. Ohne diese Diode habe ich permanentes Frequenzfading festgestellt. Ob das eine gute Lösung ist? Ich weiß nicht genau, es funktioniert jedoch.

D) Die Schaltung arbeitet bei 12V. Die Widerstände und die Diode in C) sind anzupassen, wenn die Spannung verändert wird. Es gilt tendenziell: Bei Reduktion der Spannung -> Reduktion der Widerstände (und der Diode), und umgekehrt. Ersetzt man R4 durch einen Potentiometer, kann man sogar die Frequenz genauer einstellen (auch ohne variable Induktivitäten und Kapazitäten). C11 dient dazu eventuell vorhandene Wechselströme im Gleichstromkreis kurzzuschließen.

E) Die Frequenz wird maßgeblich bestimmt durch L1, L2, C2, C3 sowie der Vorspannung der Basis (siehe Punkt D).

F) R2 ist bedeutsam. Sowohl ein zu hoher, als auch zu kleiner Widerstand kann zu einem Zusammenbruch der Schwingung führen. Ich habe auch chaotische Frequenzschwankungen festgestellt.

G) Ab C4 (Koppelkondensator) erfolgen die drei Verstärkerstufen in Emitterschaltung der Transistoren Q2 – Q4 mit Arbeitspunktfestlegung mit Spannungsteiler (z.B. R5, R3) der Basis und Stromgegenkopplung durch Widerstände in den Emitterkreisen (z.B. R7). Die Kondensatoren in den Emitterkreisen (z.B. C7) überbrücken die Widerstände bei anliegen einer Wechselspannung und dämpfen damit Stromänderungen im Kollektorkreis nicht. Ich habe die Kapazitäten nicht berechnet, sondern durch ausprobieren ausgewählt. Der Kondensator (C7) im ersten Verstärkerschaltkreis ist von Bedeutung. Wird hier eine zu kleine Kapazität verwendet, klingt ein NF Signal in einem Empfänger sehr undeutlich. Auch die Widerstände zur Arbeitspunktfestlegung der Basen habe ich mehr oder weniger aus Erfahrung geschätzt. Das geht bestimmt auch viel besser. Ich habe jedoch mein Ziel erreicht: Eine 8V Amplitude (Spitze Spitze Wert) des Signals aus dem Oszillator mit fast 50% duty cycle zu erhalten. Als Effektivwert der Wechselspannung am HF Ausgang gibt mein Oszilloskop 3,7 Volt an.

H) Ankopplung von NF Signalen: Sie erfolgen über C12. Schließt man z.B. NF aus einem Audiogerät an sollte ein hoher Eingangswiderstand eingesetzt werden (hier R16 mit 470 kW ). Damit werden quasi nur die kleinen Stromänderungen an die Basis des HF Transistors gelassen und es entsteht ein frequenzmoduliertes Signal. Ohne R16 wird der Schwingkreis bei zu großen Signal(Spannungs-)amplituden lahmgelegt.

I) Die oben dargestellte Schaltung liefert in Spicesimulationen nicht das, was in der Realität eintritt. Warum das so ist, weiß ich nicht. Dies betrifft vor allem das HF verstärkte Ausgangssignal. Mein Oszilloskop zeigt eine gute Sinuskurve. In Spice wird ein verzerrtes Signal gezeigt.

Wie schon oben gesagt, freut sich der Verfasser über Verbesserungsvorschläge. Viel Spaß beim Nachbauen. Zum Abschluss noch folgender Hinweis: Dieser Sender sendet nicht nur auf der angegebenen Frequenz, sondern auch bei dem 3x, 6x, 9x, Frequenz. Deshalb noch einmal: Nicht an eine Sendeantenne anschließen.

Dieser Artikel wird weiterhin bearbeitet. Ich übernehme für Schäden oder Funktionsunfähigkeit keine Haftung. Der Nachbau erfolgt auf eigene Verantwortung.

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