Nach vielen Änderungen und Verbesserungen des Europakarten-Empfängers von DH4ATV, DC9MD und DH1MMT ist die Idee entstanden einen neuen ATV-RX zu stricken. Die Gründe dafür sind die Beschaffbarkeit der Maspro-Tuner und des XR215. Die Idee war nun unterschiedlichste Tuner verwenden zu können, vornehmlich welche mit I2C-Bussteuerung. Tuner die immer wieder preiswert bei Pollin, Neuhold, Ebay, etc. angeboten werden sollen verwendet werden können. Im Laufe der Zeit hat sich bei der Suche herausgestellt daß die Tuner von Alps die am einfachsten zu bekommen sind und auch eine ordentliche Empfindlichkeit haben. Im Allgemeinen sind die Tuner nicht so empfindlich wie die zuvorverwendeten von Maspro. Abhilfe schafft ein guter Antennenvorverstärker der meist sowieso Verwendung findet.
Der Tuner den ich verwenden möchte sieht so aus:
Was dieser Tuner noch benötigt ist der Referenzquarz für den PLL-IC. Die Leitung dafür ist herausgeführt, nur bequemer ist es wenn der Quarz im Tuner verbaut ist. Platz wäre unten auch:
hier noch die Pins, falls jemand noch so Tuner hat:
Bei der Bauteilauswahl soll darauf geachtet werden, daß die Bauteile bei den bekannten Quellen wie Reichelt, Pollin, Segor, Buerklin etc zu bekommen sind.
Hier die erste Stufe der Basisbandaufbereitung (nur Video) :
Das größte Problem ist wie immer eine gute Videoendstufe zu finden die ECHTE 1Vss Videosignal liefert. Der der mich auf einen guten Weg gebracht hatte war Willi DF2ML. Er verwendete eine Gegentaktendstufe in Kombination mit dem NE592. Der NE592 ist KEIN solcher Rauschgenerator wie immer behauptet wird, solang man die Verstärkung nicht mit 400 ansetzt, was im allgemeinen sowieso nicht nötig ist. Der Vorteil dieses ICs ist die Möglichkeit das invertierte und auch das nichtinvertierte Signal gleichzeitig verwenden zu können, somit ist eine Polaritätsumschaltung eine leichte Übung. Zuerst dachte ich an die Verwendung von zwei NE592. Es hatte sich aber herausgestellt, daß einer völlig ausreicht, und der Rest mit Transistoren zu erschlagen ist. Als Ergebnis sind es echte 1.8Vss Videosignal an 75Ohm - ohne Stauchen, Knautschen, Zerren, Dehnen oder sonstige Fiesimatenten - das auch Meßsignalen standhält.
Von oben ist hier nur der NE592, das Videofilter und der 78L05 zu sehen.
... die Musik spielt unten:
Oben links der Tondemodulator, in der Mitte der Polaritätsumschalter (4066) und rechts die beiden Video-Endstufen für 2 unabhängige Ausgänge. Der Eingang ist noch Baustelle, hier ist ein Impedanzwandler und Verstärker nötig um für unterschiedliche Tuner vorbereitet zu sein.
Inzwischen sind einige Stufen schon fertig gestellt...
Inzwischen bin ich vom MB1501 abgekommen weil es inzwischen einfacher ist die
ADF4xxx PLL-Bausteine zu bekommen. Der ADF4001 ist im Moment im Ebay sehr günstig
zu erstehen. Ebenso gibts beim Reichelt wunderbar kleine Oszillatoren mit der
Bezeichnung XO53 die auch bezahlbar sind. Der Haken ist der XO, der will 3,3
Volt haben, also noch ein kleiner Spannungsregler (3V) dazu. Der Tonteil selbst
läuft mit 5V und braucht recht wenig Strom, und arbeitet recht zufriedenstellend.
Mit 2 Dingen bin ich noch nicht ganz so glücklich:
- Eine echte AFC die auf das Empfangssignal reagiert gibt es hier nicht. Das
bedeutet die zu empfangende Station sollte schon weniger als 10kHz mit dem Tonträger
daneben sein, sonst kommt es zu Verzerrungen.
- Wenn nur ein 'Tonträger zu empfangen ist, arbeitet die Schaltung astrein.
Wenn jedoch mehrere Tonträger vorhanden sind, dann kann es zu Problemen kommen.
Intern arbeitet der TDA7021 mit einer ZF von 76kHz. Jenachdem wie die Soft für
die PLL geschrieben ist kann man die PLL "unten" oder "oben"
betreiben, das demodulierte Signal ist von beiden Seiten in Ordnung. Da der
Eingang nunmal sehr breitbandig ist kann es beim Sat-Empfang zu Rauschanteilen
kommen von dem nebenanliegendem Tonträger. Sind es nur 2 Tonträger kann man
sich behelfen in dem der untere Tonträger mit der PLL "unten" und
der obere Tonträger mit der PLL "oben" empfangen wird. Das bedeutet
die LO liegt dann 76kHz oberhalb oder unterhalb der gewünschten Emopfangsfrequenz..
Es gibt auch passend mit einem 10-poligem Flachbandkabel eine einfache Steuerung des RX mit Tonträger- und Tunerfrequenz. Das Board hat einen ATMega8 als Prozessor. Die Spannungsversorgung kommt direkt von der RX-Platine.
Das größte Problem ist die Klemmung des Videosignals. Fast unendliche Versuche
mit Dioden, Transistoren und sonstige wilde Schaltungen hab ich versucht - alles
mit unzufriedenstellendem Ergebnis... der Effekt aller Schaltungen war zum Einen,
daß richtig verbogene Signale meist anderweitig verbogen wurden, und zum Anderen
der Synchronboden ist IMMER gestaucht wurde. Es ist mit den gängigen Klemmschaltungen
nicht möglich gewesen ein Normsignal mit niederfrequenten Störungen, hervorgerufen
durch kleine Cs im Signalweg und.Reflexionen im Übertragungsweg, sauber zu "begradigen"
ohne an den Syncimpulsen etwas zu verändern.
Die einzige Abhilfe ist eine getastete Klemmung, die einen festen Gleichspannungswert
auf die hintere Schwarzschulter setzt..Um nun den Burst nicht zu beeinflussen
ist in der Tastleitung eine kleine Spule in Serie geschaltet. Die Tastimpulse
liefert der bekannte LM1881. Im Vorfeld hatte ich lange mit dem TDA2595 experimentiert,
aber da gab es dann Probleme bei den V-Sync-Impulsen die nicht zu erschlagen
waren.. Das Ergebnis ist jetzt recht ordentlich, wenn auch noch nicht so perfekt
wie bei einem kommerziellen Empfänger ... vielleicht hab ich ja noch irgendwann
mal die Erleuchtung :-).
Im Moment arbeite ich noch an anderen Videoendstufen wo die Klemmung so ums
Verr... nicht arbeiten will :-) Gewünschtes Ziel ist den RX auch mit 5-7Volt
betreiben zu können.
Diese Stufe hab ich vom derzeitigen QI-Empfänger direkt übernommen. Sie kann aber auch bei Bedarf weggelassen werden.
Als Steuerung hab ich einen ATMega8 in bewährter Weise verwendet. Die Steuerung musste wie so oft mal eben schnell fertig werden, und dabei ist es mir nicht gelungen die IIC-Leitungen auf die entsprechenden Schnittstellenpins zu verdrahten, Hauptsach eine Platte ist soweit, daß man schnell und schmutzig ein paar Zeilen schreibt damit die Ton-Pll getestet werden kann :-) Hier die Baubeschreibung und da die Software. Zur Software ist noch zu sagen, daß das eine Version ist die eigentlich alles hat, aber noch hübsch erweitert werden kann. Die Platine läßt sich einfach mit einer 10adrigen Flachbandleitung mit Wannensteckern mit der Empfängerplatine verbinden. Auch die Stromversorgung kommt über diese Leitung.
Hier betrat ich mal wieder Neuland .... der RX arbeitet im Augenblick mit 5V
und 30V für den Tuner, 5V und 3V für den Tonteil und10V für die Videoaufbereitung.
Anfangs habe ich die Schaltung mit 12V betrieben und mit Ausnahme der 30V Linearregler
verwendet. Die Stromaufnahme des Empfängers lag dann bei erschreckenden 400mA.
Nachdem für die 30V Abstimmspannung ein Schaltregler seinen Dienst tut lag die
Idee nahe auch für die 5V und 10V Schaltregler zu verwenden. Der gängigste aber
auch recht alte 34063 verrichtet bei 5V ordentliche Arbeit. Auch die Sorgen
mit den Störungen die so ein Schaltregler mitsich bringt halten sich in erträglichen
Grenzen. Mein Wunsch war aber auch aus 11,4-15V (also ein bereich von Akkuspannung
bis Mobilbetrieb im Auto) auch 10V zu erzeugen für die schon bekannten Videoendstufen
aus den Sender-BBAs. Das war aber mit dem 34063 nicht machbar. Ein Tipp vom
Helmut DB1CC brachte den Erfolg mit dem modernen LM22675. Am Ende lag die Stromaufnahme
bei 230mA. Die Videostufen arbeiten auch noch brav bei 7,5V und ebenso ist bei
einer Tunerbetriebsspannung von 4,7V keine Beeinträchtigung zu erkennen. Wenn
man diese Spannungen wählt ergibt sich mit Steuerung ein Stromverbrauch bei
12V von 190mA, bei 15V sinds dann noch 185mA ... Mal sehen wie's dann mit den
neuen Videoendstufen aussieht.
Die Netzteile selbst sind aus zwei Gründen nicht mehr auf der Platine integriert:
- Falls keine 30V als Abstimmspannung benötigt werden und ein Abstimmungsbereich
bis 1500MHz genügt dann reicht ein Brücke
- Die Schaltregler werden zusammen mit den Spulen und Sieb-Cs auf ein Platinchen
verbannt und diese mit 3 Beinchen á la 78XX. Die Störungen die vom Schaltnetzteil
erzeugt werden und das Magnetfeld der Speicherdrossel bleiben aus der Schaltung.
Wenn jemand lieber 78XX verwendenwill, dann ist noch genug Platz für G R O S
S E Kühlkörper.
Ein paar Labortischimpressionen:
hier wird geschtribbt ..
Schaltregler in Äktschn:
Hier die Bauanleitungen der Schaltregler für 5V, 10V und 30V.
Mal ein Bild ohne:
und ein Bild mit Klemmung die aber noch nicht "fest" genug klemmt:
... da steckt noch Arbeit drin.
auch wenn diese Version noch nicht endgültig getestet ist und im Augenblick noch als BETA-Version läuft ist das Teil ganz brauchbar. der Stromverbrauch hat sich von der gesamten Schaltung bei 200mA bei 12V eingependelt. Hier die Vorgängerversion die auf der Zugspitze zum Einsatz kommen wird:
Inzwischen ist das Pinning der Steuerung geändert und es gibt eine neue Steuerung:
wie so oft hab ich die Reset-Leitung extra verdrahten müssen, aber wie oft brennt man das gute Stück ... Hier die Bastelanleitung der neuen Steuerung (mit 2 verschiedenen Drehgebern vom Pollin), und natürlich auch die Software (Pollin Drehgeber 1 und 2) im Betastadium.
So sieht die momentane Version des Empfängers aus:
Die Schaltnetzteile sind hier schon beschrieben und hier die Bastelunterlage (RX_V62b 07.06.2011).
Ein Vorgeschmack auf die nächste Version mit kleinen Änderungen:
Hier wird auch die AGC-Spannung abgegriffen und kann so zur Anzeige gebracht werden.
Nach einer längeren Schaffenspause hab ich mich mit neuen Schwung wieder an
den Empfänger gesetzt und mich nochmals ausführlich mit der Klemmung befasst.
Die Klemmung war ja bis jetzt nie 100%ig zufriedenstellend. Jetzt ist das Problem
behoben. Ursache für die letzten fehlenden Prozent der Klemmung war daß der
Arbeitspunkt des Klemm-FETs über eine Diode zwischen Gate und Source bestimmt
wurde. Damit ist der Arbeitspunkt auch mit dem Signal ein ganz kleines bisserl
mitgeschwommen, und das verursachte immer die Fehler. Nun wird der Arbeitspunkt
und die Klemm-Impuls-Formung extra erzeungt. Somit stimmte auch die Klemmung.
Ein Wermutstropfen bleibt noch zu beheben. Durch die Schaltungsänderung wanderte
der Arbeitspunkt der Endstufen soweit nach "oben" daß eine maximale
Aussteuerung nur noch bis 1,7Vss Videosignal an 75Ohm möglich ist. Da ist noch
Arbeit angesagt. Der kleine Haken in den Synchron-Impulsen werde ich nicht weiter
beachten, ich sehe den als "Markenzeichen" der Klemmung :-).
Bei genauerer Betrachtung des Ausgangssignals der gesamten Schaltung war eine
gewisse Schräglage von Rechtecksignalen in der Zeile erkennbar. Um auch diese
zu beheben bin ich nochmals durch die Deemphase gegangen :-) Dabei stellte sich
heraus daß die Werte der Bauteile, die in den Emphasen verwendet werden doch
nicht so unkritisch zu sehen sind, wie in vielen Beschreibungen zu lesen ist.
Hier war die Ursache die neuen 33uH Spulen die ich in einer kleineren Bauform
verwendet hatte. Die ursprünglich verwendete größere Spule hat einen Wert von
ca.31uH, die neue ca.34uH. Also nochmals einen grundlegenden Versuch gestartet,
und den 18Ohm Widerstand durch ein Poti und die Spule durch eine "Töpfchen
mit Kern" ersetzt. Die Werte die sich nun für eine ordentliche Übertragungsfunktion
einstellten ergaben dann 19Ohm für den Widerstand und ca. 31uH für die Spule
... da schau her .... also wieder die alte "große" Spule eingebaut
und zu dem 18Ohm Widerstand noch 1Ohm dazu und siehe da, die Signale passen
nun. Im Layout hab ich nun Platz für 2 Widerstände (18Ohm+1Ohm) und 2 Spulen
(2x 15µH) vorgesehen. Damit kann man nun den RX auch zum Messen verwenden, es
kommt also das heraus was vorne reingeschickt wird.
Hier nun die Bilder der Messungen von meinem neuen Oszi, der hier bei der Dokumentation viel Spaß gemacht hat, weil die Bildschirmkopie nun so einfach zu erledigen war und nicht mehr über Fotos gemacht werden muß:
Zunächst das Signal ohne Preemphase um den ersten Verstärker besser beurteilen zukönnen:
Der 1te Verstärker gab nun folgenden Frequenzgang (Multiburst) ab:
Der Phasengang (2T20T- Impulse) sieht so aus:
Die Linearität bzw. die differentielle Verstärkung läßt sich hier nicht so gut erkennen, weil ich im neuen Oszi keinen 4.433MHz Bandpaß habe um die "Tonne" darzustellen, aber eine Abschätzung ist so jedenfalle auf grobe Fehler möglich (nur so nebenbei: die Tonne ist perfekt siehe weiter unten :-) ):
Hier noch die Symmetrie bzw. die differentelle Phasen Darstellung:
Nun die Übertragung mit professioneller Preemphase:
Worauf der Max4012 so antwortet:
Es folgt die nächste Stufe, die Deemphase:
(hier ist noch gut die Schräglage der Rechteckimpulse zu erkennen, da die Messung
VOR der Werteänderung in der Deemphase statt fand.)
Am Ausgang der Gesamtschaltung standen nun folgende Messergebnisse auf dem Schirm (0% Weiß):
50% Weiß:
100% Weiß:
Der Frequenzgang (Multiburst bis 6MHz) mit Videoblockfilter:
:
nochmal nah:
2T20T:
auch mal nah:
hier ist gut die "Schlangenlinie" im 20T-Impuls (rechtes Signal) zu
erkennen. Dieser Phasenfehler liegt am falschen Abgleich des Videoblockfilters.
Hab mal wieder die Finger ned davon lassen können und mal dran gespielt :-)
Dieser Fehler ist aber problemlos mit einem Nachgleich des Filters zu beseitigen.
Auch das Ein- und Ausschwingverhalten beim 2T-Impuls ist vertretbar.
Nun zur Linearität:
hier noch mit 4,433MHz Bandpass:
Jetzt kommen die Meßergebnisse zur Klemmung. Dafür hab ich das 50Hz Signal verwendet was für die Klemmschaltung echten Streß bedeutet. Das Ausgangssignal ohne Klemmung sieht so aus:
Die Klemmungspannung zusmmen mit der V-Lücke (oben) ist hier zu sehen:
Damit sieht das Ausgangssignal mit 50Hz Stretsch so aus:
Die Vertikale Austastlücke mal näher betrachtet:
So kann sich das Signal sehen lassen, die Arbeit daran hat sich also rentiert.
Es folgt noch der Praxistest, auch wenn der Pegel der 40er Sat-Schüssel etwas mager ist. Die Prüfzeilen-Messung mit angeschlossenem Tuner. Das Signal ist vom Astra, das Programm ist 3SAT:
Hier die Baubeschreibung für die Version V71a (04.11.2011).
Der Ausblick auf eine weitere Version:
Der FET-Umschalter funktionniert bestens, braucht aber auch viel Platz und ist eine Menge Lötarbeit. Nun bin ich auf der Suche nach einem Analogschalter wie DG419 oder ähnliche. Das Problem dabei ist, der Schalter darf nicht mehr als 10 Ohm Durchgangswiderstand haben, und die meisten die angeboten werden dürfen nicht mehr als 5V Betriebsspannung haben. Das wird noch ein Stück Arbeit. Auch ein direktes Aufstecken der Bedieneinheit soll in der nächsten Version realisiert sein. Mal sehen ob das dann die letzte Version des Empfängers ist, und ob die Klemmung nun auch zum Nachbau geeignet ist.
... es tut sich was ...
73 de Tomtom
rauf