QRV auf 160 m mit TS-130V
Die Kenwood Kurzwellen-Transceiver TS-120 und TS-130 haben zwischen 1970 und 1980 aufgrund ihres guten Preis-/Leistungsverhältnisses viele Freunde gefunden. Es gab sie in den folgenden Varianten:
Typ | Amateurfunkband | Pout [W] | |
---|---|---|---|
TS-120S | 80, 40, 20, 15, 10 m | 100 | |
TS-120V | 80, 40, 20, 15, 10 m | 10 | |
TS-130S | 80, 40, 20, 15, 10 m | 30, 17, 12 m | 100 |
TS-130V | 80, 40, 20, 15, 10 m | 30, 17, 12 m | 10 |
Abb.1: Kenwood Line mit VFO-120, SP-120, TS-130V, TL-120
und AT-120
Gerade die V-Varianten waren/sind beliebte, kompakte Geräte für Mobilbetrieb, den Zweitwohnsitz und Urlaubsreisen. Schade ist nur, dass bei allen Transceivern dieser Serie das 160 m Band fehlt. Somit ist z.B. eine Betrieb am Urlaubs QTH, wo oft viel Platz für Antennen ist, leider nicht möglich. Oder doch??
Das Konzept
Nach dem Studium der Frequenzaufbereitung anhand des TS-130V Blockschaltbildes war zumindest theoretisch klar, an welchen Stellen in der Schaltung eine Eingriff zu erfolgen hat. Ziel war es, nur so viel wie unbedingt notwendig zu modifizieren.
Abb.2: Bockschaltbild des TS-130V
Eine ursprüngliche Idee, mit Hilfe mehrer Relais den zusätzlichen
Bereich zu schalten, war zu kompliziert und wurde schnell verworfen.
Stattdessen entschied ich mich, das von mir noch nie benutzte, vierte 500 kHz
Segment des 10m Bandes zu opfern und für den Betrieb auf 160m umzubauen.
Das besagte Segment geht von 29,5 bis 30 Mhz. Bei einer Zwischenfrequenz ZF von
8.832 MHz hat das zur Mischung mit dem Eingangssignal erzeugte VCO-Out Signal
der PLL Unit eine Frequenz Fvco von 38,33 bis 38,83 MHz.
Für Empfang und Sendung auf 160m (1.815 bis 1.890 MHz) wird dagegen eine
VCO Frequenz von 10.645 bis 10.720 MHz benötigt. Man muß also in der
Schalterstellung 29,5 das VCO OUT Signal mit einem 28 MHz Signal Fxo auf 10.xx
MHz heruntermischen. Das Display zeigt die ursprünglich Frequenz an; man
muß sich nur eine 1. anstelle der 29. denken. Eine Anzeige von 29.832,5
entspricht also 1.832,5 kHz.
VCO Konverter
Die +9V Schaltspannung vom Bandwahlschalter (Stecker J46/1) versorgt die Schaltung und das Relais K1. Die Schaltspannung liegt nur in der 29.5 MHz Schalterstellung an, sonst nicht. In der 29.5 MHz Stellung arbeitet die Schaltung als Frequenzumsetzer (Konverter). In allen anderen Stellungen ist die Schaltung ohne Funktion. Das spannungslose Relais reicht dann das von der PLL Unit kommende VCO OUT Signal unverändert zur RF-Unit durch.
Die Schaltung besteht aus einem Mischer, 14 MHz Quarzoszillator/Verdopplerstufe, 10.7 MHz Keramikfilter und einem selektiven Verstärker. Die Differenz von Fvco und 2x Fxo ergibt die gewünsche, neue Frequenz Fvco* von 10.645 -10.720 für den Empfang des 160 m Bandes. Der Feinabgleich der Xo Frequenz auf exakt 14 MHz erfolgt mit R3 (100 .....220 kOhm) und C5. Je nach Widerstandswert verändert sich die parallel zu Q1 liegende Miller-Kapazität Cbc von T1
Bauteil | Wert |
---|---|
R1 | 220 Ohm |
R2 | 560 Ohm |
R3 | 100...220 kOhm |
R4 | 22 kOhm |
R5 | 27 kOhm |
C4 | 1 nF |
C5 | 22....47 pF |
C6 | 56 pF |
C7 | 0.1 uF |
C8 | 2.2 nF |
C9 | Trimmer 20...90 pF |
Q1 | 14 MHz Quarz |
K1 | 12V Miniaturrelais, 2 Wechsler |
T1 | 2N3904 |
T2 | 2N5179 (hohes Ft) |
L1 | Drossel, 1 mH |
L2 | Ringkern T44-2, 3 x 12 Wdg., trifilar |
S | Keramikfilter SFE10.7, rot, Murata, B=250 kHz |
Vor dem Aufbau der Schaltung wurde von mir geprüft ob das 10.xx MHz Signal auch bis zum Send- und Empfangsmischer gelangt. Falls auf dem Weg zu den Fet's Q6/7 bzw. Q3/4 eventuell Filter, Transformatoren o.ä. Bauteile mit Hochpassverhalten und einer Eckfrequenz von über 10 MHz liegen sollten, wäre die Mühe umsonst gewesen. Zum Glück war letzteres nicht der Fall. Nach dem Einbau des Mischers war jedoch noch nichts zu hören - logisch -, denn der vorhandene 10 m Bandpass BPF läßt nur Signale von 28 bis 30 MHz durch.
Bandpass BPF für 160 m
Die Kontakte vom 29.5 Bereich liegen zum Glück oben am Bandwahlschalter und sind damit gut zugänglich. Auf beiden Schalterebenen wurde die horizontal verlaufende Leiterbahn ca. 15 mm links neben dem Kontakt aufgetrennt. Zwischen den Ebenen und auf Höhe der freigemachten Kontakten wir nun eine 40 x 40 mm kleine Platine eingefügt. Sie trägt den 160m Bandpass (1.8 - 1.9 MHz, -3dB) und die Konverterschaltung. L40/41 sind quadrofilar gewickelte T44-2 Ringkerne. Sie bekommen je 4x 11 = 44 Windungen. L9 hat eine Anzapfung brägt, ei 50%. Die Angaben Q1 und T1 beziehen sich auf den Schaltplan der RF-Unit.
Die Eingangsimpedanz des 160 m BPF beträgt 5 kOhm und die Ausgangsimpedanz 20 kOhm. Die Werte wurden so gut wie möglich anhand des Schaltplans der RF-Unit ermittelt und durch Messungen bestätigt. Die Simulation mit diesen Werten ergibt den nachstehenden Dämpfungsverlauf. Die -3 dB Bandbreite beträgt ca. 100 kHz bei 1.8 und 1.9 MHz). Die Schaltung wurde nach dem Einbau mit Hilfe eines Meßsenders und Oszilloskops abgeglichen.
Nach dieser Modifikation war das Signal vom
Meßsenders schon zu hören, aber irgendwie war der Empfänger bei
160m im Vergleich zu 80m taub. Als Übeltäter wurde ein zwischen dem
ANT Pin (J43/1) und den Bandpässen liegender Hochpassfilter HPF
lokalisiert. Er soll Intermodulation durch starke Rundfunksignale verhinden. In
dem Pfad liegt auch noch eine ZF- Saugkreis und ZF-Sperrkreis. Das
Blockschaltbild verschweigt diese Filter.
Eine Simulation mit RF-SIM und den Bauteildaten des Eingangsfilters ergab, dass
seine Eckfrequenz ca. 3.5 MHz beträgt. Bei 1,85 MHz gibt der Kurvenverlauf
eine Dämpfung von 25 dB an, was sich mit der Beobachtung deckt. Also auch
noch hier modifizieren.
Hochpass HPF für > 1.8 MHz
Der Hochpassfilter befindet sich ganz hinten auf der RF-Unit, direkt unterhalb der Bandschalterkupplung. Da es hier ebenfalls sehr eng zugeht, wurde die "brutale" Methode gewählt.
Wie gesagt, die Werte von C1 bis C3 passen nicht 100-prozentig, ergeben aber zusammen mit den neuen Induktivitäten einen brauchbaren Eingangsfilter (Hochpass) mit einer Eckfrequenz von 1,75 MHz.
Nach dieser dritten Modifikation war der TS-130V empfangsmäßig für 160m bereit. Der erste "Hörgenuss" war ein kräfiges QRN durch ein Gewitter und zu später Stunde dann die Bake YR2TOP auf 1.810 MHz.
Nachstehend ein Foto der Streifenleiter-Platine und die beiden freitragend befestigten Ringkerne des Eingangsfilters (unter der Kupplung). Das Relais K1 und die Festkondensatoren des BPF wurde nicht vergessen; aufgrund von Platzmangel wurden diese Bauteile auf die Lötseite der Platine montiert.
Abb.3: Platine mit Konverter und Bandpass
Tiefpass LPF für 160 m
Damit 80 m OMs und Rundfunkhörer nicht mit Oberwellenen beglückt werden, war sendeseitig noch ein Tiefpass vorzusehen. Er soll die für Gegentaktendstufen typische, starke dritte Oberwelle um mehr als 40 dB verringern.
Die Impedanz des LPF (Chebyshev) beträgt beidseitig 50 Ohm. Die Simulation mit diesen Werten ergibt den nachstehenden Dämpfungsverlauf. Die Eckfrequenz wurde auf 2.2 und nicht auf 1.9 MHz gelegt, da bei einem QRP Transceiver kein Watt übrig ist.
Auch hier konnte die zugeordneten Kontakte des Wahlschalter freigestellt werden. Die Schalterebenen befinden sich im hinteren Bereich des Transceivers. Dieser Teil der Modifkation des TS-130V ist am schwierigsten auszuführen.
Zuerst den Bandwahlschalter in die 29.5 MHz Stellung bringen und die
Achsenkupplung lösen. Die Schrauben der hinteren Abdeckung rundum
lösen und die Abdeckung nach unten klappen. Jetzt die vier Schrauben auf
der Platine mit den Tiefpässen lösen. Das Alles ist notwendig, weil
die Platine selbst eine Schalterebene bildet an die wir heran müssen.
Diese Ebene ist ohne Ausführung der zuvor beschrieben Schritte nicht
zugänglich.
Der freizustellende 29.5 Kontakt befindet sich von der Bestückungsseite
aus gesehen in der 8 Uhr Stellung!!! Zuerst die Leiterbahn zwischen dem 29.5
und 29 Kontakt auftrennen und dann ein 5 cm langes Kabel (blaue Linie in der
Zeichnung) an den 29.5 Kontakt anlöten.
Abb.4: Bestückungsseite der Filter Unit (X51-1250-00)
Die vordere Schalterebene der Filter Unit ist sehr gut zugänglich. Auch hier die Verbindung (diesmal ein Draht) zwischen dem 29.5 und 29 Kontakt auftrennen. Am 29.5 Kontakt nun ebenfalls ein 5 cm langes Kabel anlöten. Die kleine Platine mit dem 160 m Oberwellenfilter passt gut in die freie Ecke unterhalb des Bandwahlschalters. Eine kurze, dicke Masseverbindung dient gleichzeitig der Befestigung.
Abb.5: Platine mit dem Tiefpass
Es sei noch anzumerken, dass die Ergebnisse der Vorprüfungen bei den finalen Tests bestätigt werden konnten. Die Kenwood Entwickler haben bei den Transformatoren der PA Stufe und RF Unit NICHT mit Induktivität