THz-Eingabe an DB0TVH

Laser-ATV Sender:



Beschreibung:


Diese Schaltung basiert auf dem PLL-Demodulator-IC NE564. In diesem Fall wird der NE 564 als Frequenzmodulator benutzt. Der Baustein ist für etwa 1,50 EUR erhältlich. Zusätzlich zum Frequenzmodulator beinhaltet der Schaltungsvorschlag einen zweistufigen Videoverstärker, sodaß bereits relativ geringe Basisbandpegel zur Ansteuerung des Senders ausreichen. Die Verstärkung kann mit dem 1k-Trimmer zwischen den beiden Verstärkerstufen eingestellt werden. Das an PIN 9 anliegende FM-Signal wird mit einem zweistufigen Verstärker auf den für die Laserdiode erforderlichen Pegel angehoben. Die Betriebsspannung beträgt 12-30V, sie ist intern auf 9V stabilisiert. Es wurde bewußt auf exotische schwer beschaffbare Bauelemente verzichtet .

Aufbau:

Der Aufbau ist trotz der relativ niedrigen Trägerfrequenz nach HF-Gesichtspunkten durchzuführen. Das bedeutet eine einwandfreie Masseführung insbesondere im HF-Teil sowie ein Einbau in ein HF-dichtes Gehäuse. Weiterhin sind sowohl der 7809 als auch der 2SC 1971 mit einer ausreichenden Kühlfläche zu verschrauben, da sie sonst überhitzen. Sollte kein 2SC1971 zur Verfügung stehen, kann an dessen Stelle jeder bis in den UKW-Bereich einsetzbare HF-Leistungstransistor (2N3375, BLY91, etc.) ohne Änderung der Schaltungsdimensionierung eingesetzt werden. Notfalls funktioniert sogar ein BC141, dann allerdings muß der 10 Ohm-Arbeitswiderstand durch einen etwa 100 Ohm-Widerstand ersetzt und der Transistor mindestens mit einem Kühlstern versehen werden. Beim Einsatz eines BC 141 ist der zu erwartende HF-Pegel an der Laserdiode deutlich geringer, sodaß das nur als Kompromißlösung betrachtet werden kann. Insgesamt ist die Schaltung relativ unkritisch, sie funktioniert sogar auf einer Lochrasterplatine (Masseführung beachten). Sehr gut bewährt hat sich auch ein freitragender Aufbau über einer kupferkaschierten Platine. Wenn der Laserkopf vom Sender abgesetzt betrieben werden soll, dann sollte das Koaxialkabel so kurz wie möglich und möglichst nicht über 2m lang sein. Der Wellenwiderstand des Kabels ist unerheblich, da es bei der Verwendung von Koaialkabel zwischen Sender und Laserdiode immer zu erheblichen Fehlanpassungen kommt (Z der Laserdiode im Laserbereich <16 Ohm) sodaß der HF-Pegel an den Diodenklemmen mit zunehmender Leitungslänge stark abnimmt.

Abgleich:

Der Videopegel und der Pegel des Tonunterträgers wird wie bei herkömmlichen FM-ATV an der Basisbandaufbereitung eingestellt. Die Trägerfrequenz des NE564-VCO wird mit dem 2-20 pf Kapazitätstrimmer an den PINS 12/13 des NE564 auf etwa 20 MHz eingestellt.

Varianten:

Die gezeigte Dimensionierung der Schaltung gilt für leistungsfähige Laserdioden aus 16-fach DVD-Brennerlaufwerken. Bei der Verwendung schwächerer Dioden (Pointer, etc.) muß der HF-Pegel den Diodendaten entsprechend reduziert werden. Auch der Vorwiderstand muß den Diodendaten entsprechend angepasst werden. Beides kann elegant gelöst werden, wenn die Dimensionierung des Senders beibehalten und ein zusätzlicher Widerstand von etwa 220 bis minimal 150 Ohm in Serie zur Diode geschaltet wird. Dadurch werden sowohl die Trägeramplitude an den Diodenklemmen als auch der Ruhestrom selbst reduziert. Der angegebene Widerstandsbereich ist als grober Schätzwert anzusehen, je nach Diodentyp kann dieser Wert erheblich abweichen, um die entsprechende Laserdiode im optimalen Bereich zu betreiben. Im Zweifel muß soweit vorhanden das Datenblatt der jeweiligen Diode hinzugezogen oder der optimale Wert experimentell ermittelt werden.
Sollte die Trägerfrequenz nach dem Einschalten zu stark driften, kann die Schaltung insofern modifiziert werden, als daß der Schaltungsteil NE564/Videoverstärker ständig in Betrieb bleibt und nur der Schaltungsteil BC141/2SC1971/Laserdiode mit der PTT getastet werden.
Wer über ein stabilisiertes 12V-Netzteil verfügt, kann den 7809-Spannungsregler ersatzlos entfernen und die beiden HF-Verstärkerstufen (BC141/2SC1971 im C-Betrieb betreiben. Das reduziert etwas die Wärmeentwicklung der betroffenen Bauteile und damit auch die notwendige Kühlfläche. Ein C-Betrieb der beiden Stufen unter Beibehaltung des Spannungsreglers ist nicht zu empfehlen, da die Verstärkung dadurch zu sehr nachlassen und ein deutlich geringerer HF-Pegel an den Laserdiodenklemmen anliegen würde.

Wenn der Aufbau erfolgreich beendet und die Laserdiode direkt am Ausgang des Endstufentransistors angeschlossen wurde, sollte ein an den Laserdiodenklemmen angeschlossenes Oszilloskop etwa folgende Kurvenform zeigen:
(gültig für Laserdioden aus 16-fach DVD-Brennern)



Spannungsverlauf an den Diodenklemmen
mit 20 MHz Träger

Der Knick in der Kurve bei etwa 2,1V markiert etwa die Laserschwelle, die rote Linie die Spannungshöhe ohne Träger. Das kann je nach Diodentyp etwas variieren. Die Einstellung des Oszilloskops lag bei 0,5V/div. Man kann also ersehen, daß in diesem Fall die Diodenkennlinie oberhalb der Laserschwelle von dem hochfrequenten Träger über einen Bereich von 1,4V durchfahren wird, an der Diode also in der Spitze bis etwa 3,5V anliegen. Das ist eigentlich schon zuviel und kann die Lebensdauer der Laserdiode möglicherweise reduzieren. Die Diode ist korrekt moduliert, wenn direkt an den Diodenklemmen oberhalb der Laserschwelle ein Spannungshub von etwa 1-1,2V anliegt. Für DX-Versuche kann der Spannungshub auch mal bis etwa 1,8V betragen (Angstbetrieb, hi) 2V hält sie auch noch aus, es bringt aber keine weitere Nutzpegelzunahme am Empfänger. Ein Koaxialkabel von mehr als 10cm Länge reduziert den an den Diodenklemmen anliegenden Spannungshub oberhalb der Laserschwelle, sodaß in einem solchen Fall eine geringere Modulationstiefe besteht. Eine Reduktion des Spannungshubs oberhalb der Laserschwelle ist bis auf max. 0,8V tolerierbar, geringere Spannungshübe bedeuten eine geringere Modulationstiefe und somit eine geringere Reichweite.

Viel Erfolg beim Aufbau.