Snoopy 80 Fuchsjagd Sender

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119,00

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Fuchsjagd Sender Bausatz inkl. Bleigel Akku passend zum Snoppy 80 Peilempfänger

mit Timerfunktion nach DL4CU für verschiedene Kennungen (MOE, MOI, MOS, MOH, MOA, MO als Zielbake) einstellbar

 Antennlitze (Gesamt werden 18m Länge mit 1,5mm²) nicht enthalten!

Schaltungsbeschreibung Peilsender „SNOOPY 80"

von Peter Solf DK1HE

1. Steuersender:

Der HCMOS Schaltkreis IC1 bildet mit seinen 4 Nand-Gattern den Steuersender bestehend aus den Stufen: Oszillator / Puffer / Treiber.

Der Oszillator schwingt mit Q1 in Colpittsschaltung auf der Betriebsfrequenz; über den Ziehtrimmer C4 lässt sich Sollfrequenz einstellen. R7 dient zur Begrenzung der dynamischen Quarzbelastung. Das nachfolgende Gatter dient zur Entkopplung des Oszillators von den restlichen 2 als Treiberstufe arbeitenden parallel geschalteten Gattern. Über C7 erfolgt die Auskopplung des Steuersignals an das Gate des PA-MOSFETs T4. In dieser Stufe wird ein „echter" HF-MOSFET (RD06HHF1) von MITSUBISHI verwendet welcher dank seiner geringen Eingangskapazität (~28pF) mühelos von den beiden parallelen HCMOS - Gatterausgängen getrieben werden kann.

2. Sendertastung:

Die teilweise in ähnlichen Schaltungskonzepten probagierte Tastung des Oszillators bzw. der Pufferstufe über den zweiten Gattereingang ist nicht zu empfehlen; beim Tastvorgang werden bedingt durch die schnellen Gatter-Umschaltzeiten Mischprodukte aus der Oszillatorfrequenz + Frequenzanteile der Tastflanken mit hoher Amplitude gebildet welche noch weit außerhalb des Nutzbandes Störungen verursachen können und vom Sender - Ausgangsfilter nicht ausreichend gedämpft werden.

Im vorliegenden Fall erfolgt die Sendertastung durch Tastung der Betriebsspannung Ub von IC1 mit stark verrundeten Tastflanken (Weichtastung). Die Zeitkonstante bis zum Erreichen der max. Betriebsspannung (5V) bzw. zur Rückkehr auf 0V-Niveau beträgt dabei jeweils etwa 5mSec; der Spitzenwert der HF-Treiber- Ausgangsspannung folgt dabei linear zu Ub.

Bedingt durch die relativ hohe Gate-Schwelle (+3,5V) des Power MOSFETs T4 ergibt sich bei der Sendertastung nunmehr folgender in Zeitlupe dargestellter Ablauf:

- Wird der Sender getastet, steigt die Betriebsspannung von IC1 langsam an

- ab etwa +1,8V beginnen Oszillator/Pufferstufe/Treiberstufe zu arbeiten; T4 bleibt wegen seiner Gate-Schwelle von +3,5V noch gesperrt

- ab einer Betriebsspannung von +3,5V öffnet das Rechtecksignal aus IC1 langsam das Gate von T4; die PA-Stufe beginnt mit kleiner Leistung zu arbeiten

- beim weiteren Ansteigen der Versorgungsspannung bis auf +5V steuert das Ausgangssignal von IC1 den PA-MOSFET proportional bis zu einer HF-Maximalleistung von etwa 1,5W durch.

- Wird die Sendertastung beendet fällt die Betriebsspannung an IC1 langsam ab

- bis zum Erreichen von +3,5V nimmt die Sendeleistung dabei proportional ab

- ab einer Betriebsspannung von +3V wird mit T4 praktisch keine HF-Leistung mehr generiert

- unterhalb +1,8V stellen Oszillator/Pufferstufe/Treiberstufe ihren Betrieb ein.

Durch diese Schaltungsart wird eine saubere Weichtastung der Sendeleistung ohne In- /Outband-Tastklicks erreicht; ferner werden Einschwing- sowie Ausschwingvorgänge des Senderoszillators wirksam unterdrückt.

Die Erzeugung der getasteten Betriebsspannung von IC1 erfolgt mit den Transistoren T1 bis T3. Ohne Tastsignal ist T1 über R1 und D1 durchgeschaltet; d.h. sein Kollektor befindet sich auf „low".Der Ausgang des nachfolgenden Zeitglieds R4/C2 befindet sich somit ebenfalls auf Masse-Potenzial. T2,T3 bilden einen Komplementär-Darlington Emitterfolger mit der Eigenschaft eines hohen Eingangswiderstands sowie dem Wegfall des Spannungsverlustes von ca. 1,2V zwischen Ein/Ausgang wie bei der klassischen NPN- Darlington Schaltung üblich. Diese Tatsache ist bei der niedrigen Batteriespannung von 6V wichtig.Die am Emitter von T3 zur Verfügung stehende Betriebsspannung für IC1 beträgt wie die Basisspannung von T2 in diesem Zustand 0V. IC1 arbeitet somit nicht.

Wird der Sender getastet (aktiv low) an Lötpin 7, sperrt T1 mit der Folge, daß sein Kollektor über R3 auf Batteriepotential (+6V) springt. C2 läd sich über R4 mit einer Zeitkonstante von etwa 5mSec auf; D2 begrenzt die Ladespannung an C2 auf ca. +5V und somit auch die dem Ladevorgang folgende Spannung am Emitter von T3 um den Ub-Grenzwert von IC1 nicht zu überschreiten.

Wird die Sendertastung beendet (Lötpin 7 auf „high") schaltet der Kollektor von T1 augenblicklich wieder nach Masse durch; C2 entläd sich nunmehr über R4 mit einer Zeitkonstante von etwa 5mSec. Die Spannung am Emitter von T3 und somit die Versorgungsspannung von IC1 folgen dem Entladeverlauf von C2.

Die Sendertastung kann über S1 umschaltbar entweder über die Timer-Elektronik oder aber zu Antennen-Abstimmzwecken manuell mittels dem Taster S2 erfolgen (Dauerträger).

3. Senderendstufe:

Wie schon zuvor angedeutet kommt in der PA-Stufe des Senders der HF-MOSFET RD06HHF1 von Mitsubishi zum Einsatz. Bei der hier verwendeten Batteriespannung von 6V werden noch gut 1,5Watt HF-Leistung erzeugt. Dank der Überdimensionierung von T4 ist die Senderendstufe völlig unempfindlich gegenüber Antennen-Fehlanpassung. Mittels P1 kann der Arbeitspunkt von T4 auf max. Ausgangsleistung optimiert werden. Der Ausgangstrafo Tr1 transformiert den dynamischen Ausgangswiderstand von T4 (ca. 10 Ohm) auf die 50 Ohm Ebene. Das nachfolgende 5-polige Tiefpassfilter dämpft die erste Harmonische bereits um ca. 40dB. An der Steckerleiste J1 kann sowohl die Sender- Ausgangsleistung als auch das SWR zwischen Senderausgang und Antennenkoppler gemessen werden.

4. Antennenkoppler:

Das Antennen- Anpassnetzwerk ist für die Verwendung eines 6m langen Vertikalstrahlers bestehend aus PVC- isolierter 1,5mm² Cu-Litze sowie zwei ebenfalls je 6m langen auf dem Erdboden aufliegenden Gegengewichte gleichen Drahtquerschnitts dimensioniert.

Dieser im Verhältnis zur Wellenlänge sehr kurze Strahler besitzt an seinem Fußpunkt einen sehr hochohmigen Realanteil sowie einen vorwiegend kapazitiven Blindanteil. Der Antennenkoppler muß nunmehr in der Lage sein diesen Blindanteil zu kompensieren und den Realteil auf 50 Ohm zu transformieren.

Als Referenzantenne wurden 6m besagte Cu-Litze an einer Glasfiber- Stipprute befestigt und diese in einen ca. 10m hohen Ahornbaum entlang des Baumstamms gestellt. Die Baumkrone reichte dabei bis ca. 3m über den Erdboden. Die beiden Gegengewichte wurden gegeneinander um 180° versetzt auf den Erdboden gelegt.

Eine Messung der Strahlerkapazität gegenüber den Gegengewichten ergab einen Wert von 69pF; das entspricht einem kapazitiven Blindwiderstand von 644 Ohm bei der Betriebsfrequenz.

Um den Strahler auch in der Fuchsjagdpraxis vom Messaufbau abweichenden Aufbausituationen anpassen zu können wurden dem Resonanzkreis L3 ein 70pF Drehko (halb eingedreht=35pF) parallel geschaltet; mit diesem lassen sich die dabei auftretenden Kapazitätsunterschiede des Strahlers ausgleichen.

Bei der sich nunmehr ergebenden Gesamtkapazität von etwa 104pF wurde L3 für die Resonanzbedingung auf etwa 19μH kalkuliert. Um Kreisverluste möglichst gering zu halten wurde ein T 106-2 Ringkern eingesetzt. 36Wdng / 0,5mm CuL ergaben die gewünschte Induktivität. Die danach auf L3 aufgebrachte Koppelwicklung wurde so lange in der Windungszahl variiert bis ein an J1 eingeschleiftes SWR-Meter keinen Rücklauf mehr anzeigte; das gefundene Optimum lag dabei bei 4 Wdng. Nun war auch der ohmsche Anteil des Strahlers an die Senderendstufe angepasst.

Ein anschließend durchgeführter Reichweitetest mit dem Peilempfänger „SNOOPY 80" ergab auch noch nach 2,5 Km Entfernung zum Sender ein eindeutig peilbares Signal mit etwa S 3. Das Gelände dazwischen war zu etwa 60% bebaut.

Zur eindeutigen und einfachen Antennenabstimmung (Resonanzmaximum) dient die Gleichrichterschaltung D3/R9/C17 welche den Betriebsstrom für die Leuchtdiode D4 liefert. Um die Schaltung möglichst lose und somit verlustarm über C16 an den Resonanzkreis ankoppeln zu können wird für D4 eine „superhelle" LED verwendet welche schon bei geringem Diodenstrom ausreichende Helligkeit liefert.

5. Timerschaltung:

Um das Rad nicht noch einmal neu erfinden zu müssen kommt für die Ablaufsteuerung und Tastung des Senders die bewährte von Bodo Schneider DL4CU entwickelte Timerschaltung basierend auf einem PIC 16F84A zum Einsatz. Die über den 8-poligen DIP-Schalter (S4) programmierbaren Einstellungen decken alle in der Praxis vorkommenden Erfordernisse ab.

Nochmals vielen Dank an Bodo DL4CU für die Genehmigung der Verwendung seiner bereit gestellten HEX-Files zum Brennen des PICs.

6. Stromversorgung + Ladeelektronik:

Die interne Spannungsversorgung des Gerätes erfolgt aus einem preisgünstigen und zuverlässigen 6V/1,2Ah Bleigel Akku. Die niedrige Betriebsspannung wurde gewählt um eine Ladung des Sammlers auch ohne DC/DC-Wandler aus einer beliebigen 12V-Spannungsquelle sowie auch vom KFZ-Bordnetz durchführen zu können.Die Akkukapazität reicht für mindestens 4 Stunden Fuchsjagd- Sendebetrieb aus.

IC2 arbeitet als Spannungsregler; über P2 wird dessen Ausgangsspannung auf 6,9V eingestellt. Dieser Wert entspricht der für Dauerladung zulässigen Ladeschlussspannung. Der Leistungswiderstand R10 begrenzt den bei entladenem Akku (5V) auftretenden hohen Anfangsladestrom auf etwa 300mA. bei steigender Ladespannung nimmt der Strom proportional ab um sich beim Erreichen der Ladeschlussspannung auf etwa 5mA Erhaltungsstrom einzupendeln. T5 trennt das adj.-Bein von IC2 bei fehlender 12V- Ladespannung vom Massepotenzial ab und verhindert somit eine stetige Entladung des Akkus über die Reglerschaltung. Die Summe aus Ladestrom + Reglerstrom (5mA konstant) durchfließt die Diodenkette D5/D6/D7. Die Serienschaltung aus D5/D6 (1x Schottky + 1x Silizium) ergibt bei hohen Ladeströmen eine resultierende Schleusenspannung von etwa 1V. Der dazu parallel geschaltete Widerstand R17 (33R) übernimmt dabei etwa 30mA vom Gesamtstrom. Unterschreitet der aktuelle Diodenstrom die 30mA-Marke werden D5/D6 zunehmend gesperrt; der Strom wird nunmehr von R17 übernommen. Der Spannungsabfall an R17 ist zugleich Basisspannung für die Ladezustandsanzeige mit T6. R16 begrenzt den Basisstrom von T6. Beträgt die Spannung über R17 > 0,6V so ist T6 leitend; die Lade-LED D8 erhält über R15 Strom und signalisiert den Ladevorgang.Unterschreitet der Ladestrom durch R17 einen Wert von etwa 20mA (abzüglich 5mA Reglerstrom) so wird T6 zunehmend gesperrt mit der Folge, daß die Ladeanzeige D8 proportional erlischt und somit das Ladungsende signalisiert. D7 verhindert, daß T5 auch ohne angelegte 12V- Ladespannung rückwärts über IC2 mit Basisstrom versorgt wird und somit durchgeschaltet bleibt. Um in einem evt. Kurzschlußfall die Schaltung bzw. den Akku zu schützen ist die Feinsicherung F1 vorgesehen.

 

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