Prüfanweisung
Diese Prüfanweisung gilt für die 4-Antennen-PA8W-Hardware (= DO9WA-Platine) sowie für die DF9IE-Erweiterung (6 .. 32 Antennen).
Vorweg ein...
Verbesserungsvorschlag
Um die einwandfreie Funktion der Antennensteuerungselektronik und der PIN-Dioden sowie der Drosseln in den Antennenfüßen dauerhaft zu überwachen, kann man pro Kanal je eine rote 3-mA-LED einbauen.
Dazu muß man bei der PA8W-Platine die Verbindung der 4 Kollektoren der Steuertransistoren nach +Ub auftrennen und je eine LED einbauen und die Anoden nach +12 V verdrahten. Bei der DO9WA-Platine ist diese Änderung (J2) schon vorgesehen.
Funktion
Ist der Hold-Schalter geschlossen (Rotation = aus), dann leuchtet nur eine LED, je nachdem welcher Kanal per Zufall angesteuert wird (ILED ≈ 3 mA). Ist der Hold-Schalter offen (Rotation = ein), dann leuchten alle 4 LEDs, und zwar gleich hell! Wegen der eingeschalteten Antennenrotation (Tastverhältnis 1:4) leuchten sie allerdings nur mit einem Viertel der max. Helligkeit.
Fehlerfälle (Hold-Schalter = offen, Rotation = ein)
a) Wenn durch einen Kanal kein Antennensteuerstrom fließen kann (IC = 0 mA), dann ist die jeweilige LED dunkel.
Mögliche Gründe:
Keine Antenne angeschlossen oder eine der beiden PIN-Dioden (oder beide) sind hochohmig „zerschossen“.
b) Wenn der Antennensteuerstrom in einem Kanal zu hoch wird, dann leuchtet die jeweilige LED heller!
Mögliche Gründe:
Der BNC-Stecker/das Koax-Kabel zur Antenne hat einen Kurzschluß oder eine der beiden PIN-Dioden (oder beide) sind durchlegiert!
Meßaufbau mit Testpunkten zur Prüfanweisung
Prüf- und Meßmittel:
• Multimeter
• Regelbares Netzteil (möglichst mit einstellbarer Strombegrenzung)
• Widerstände: 4 x 470 Ω (alternativ: 4 LEDs)
• Optional: Oszilloskop
Grundeinstellungen:
Wenn nichts anderes erwähnt ist, dann gelten diese Bedingungen:
• Der Hold-Schalter ist offen (Antennenrotation = ein)
• Keine Last: alle 4 Antennenausgänge (A1 .. A4) sind offen
• 10-kΩ-Poti (Meßpunkt B) auf Maximum (Schleifer in Richtung Kondensator)
• Spannungsmessungen: 20-VDC-Bereich (alle Spannungen gegen Masse)
• Strommessungen: 200-mADC-Bereich
• Keine Diode im Massezweig des 5-V-Spannungsreglers oder überbrückt.
(Nach erfolgreichem Test der Platine kann die Diode für den Betrieb mit Dipolen wieder eingebaut werden)
1) Leerlauf-Stromaufnahme
Ein Ampère-Meter in die Plus-Leitung einschleifen und (falls vorhanden) die Strombegrenzung am Netzteil auf I0 ≈ 50 mA einstellen.
Die Ausgangsspannung am Netzteil von U0 = 0 V auf ≈ 9 V hochdrehen und dabei die Stromaufnahme I0 bzw. die Helligkeit der (grünen) „Betriebs“-LED (an 5 V) beobachten:
• Die Stromaufnahme sollte nicht über I0 = 40 mA steigen.
• Ab U0 ≈ 7,7 V greift die Stabilisierung des 5-V-Reglers, d. h. die Helligkeit der LED sollte sich nicht mehr ändern.
• Stromaufnahme bei U0 = 9 .. 16 V: I0 ≈ 10 .. 15 mA
2) Spannungsstabilisierung
• Spannung am Meßpunkt 5V: U5V ≈ 5 V
3) Oszillator und Zähler-IC
• Der Hold-Schalter ist offen (Antennenrotation = ein):
Meßpunkt Pin14 (IC 4017): U14 = 2 .. 2,6 VDC
• Der Hold-Schalter ist geschlossen (Antennenrotation = aus):
Meßpunkt Pin14: U14 ≈ 0 V
Oszilloskop-Bilder: © DO9WA (zum Vergrößern auf die Bilder klicken)
Bei offenem Hold-Schalter liegt am Meßpunkt Pin14 ein Rechteck-Signal mit UMax ≈ 5 V an. fOsz = 1,8 kHz .. 2,2 kHz (≈ 4 x 500 Hz), Tastverhältnis ≈ 1:1. Bei einem Peiler mit mehr als 4 Antennen ist die Oszillatorfrequenz entsprechend höher, siehe Tabelle.
An den Ausgängen des Zähler-ICs (Pin 3, Pin 2, Pin 4 und Pin 7) liegen jeweils Rechteck-Signale mit einem Tastverhältnis von 1:4 an.
4) Referenz-Signal (Linker Audio-Kanal)
• Der Hold-Schalter ist offen (Antennenrotation = ein):
Meßpunkt A: UA = 1,8 .. 2,2 VDC
Meßpunkt B: UB = 20 mVAC .. 400 mVAC
• Der Hold-Schalter ist geschlossen (Antennenrotation = aus):
Meßpunkt A: UA = 4,9 .. 5,1 V (Kanal 3 oder Kanal 4 aktiv)
Meßpunkt A: UA ≈ 0 V (Kanal 1 oder Kanal 2 aktiv)
Meßpunkt B: UB = 0 VAC
Zusätzlich kann man sich das Referenz-Signal (fRef ≈ 500 Hz) auf dem Laptop (im linken oberen Fenster) oder mit dem Oszilloskop anschauen:
Achtung
Dies ist der maximal einstellbare Pegel! Für die Darstellung auf dem Laptop und für den späteren Betrieb den Pegel mit dem Potentiometer anpassen.
5) Antennenausgänge
An allen Ausgängen (A1 .. A4) je eine Last (Widerstand: 470 Ω) anschließen, siehe Meßaufbau. Alternativ kann man auch je eine LED (ohne Vorwiderstand) anschließen. Falls nur ein 470-Ω-Widerstand bzw. nur eine LED zur Verfügung steht, dann die Messungen für jeden Kanal nacheinander durchführen.
5a) Der Hold-Schalter ist offen (Antennenrotation = ein): Alle Antennen sind im Wechsel/nacheinander aktiv! An allen 4 Ausgängen kann man ca. die gleiche Spannung messen (bzw. alle 4 LEDs leuchten gleich hell).
Ein Voltmeter nacheinander an die Meßpunkte A1 .. A4 anschließen:
• UAnt = 0,3 .. 0,4 VDC (Last: 470 Ω)
• UAnt = 4 .. 4,2 VDC (ohne Last)
• UAnt = 1,5 .. 1,7 VDC (Last: grüne LED - für andersfarbige LEDs gelten leicht abweichende Werte)
Oszilloskop:
Bild: © PA8W
Achtung
Wenn man die volle Bandbreite des Oszilloskops nutzen möchte, dann sollten nur 1:10-Tastköpfe zum Einsatz kommen und die Auswahlschalter sollten IMMER auf 1:10 stehen. Für korrekte Pegelmessungen nicht vergessen diese Auswahl im Menü des jeweiligen Kanals einzutragen.
Ein Voltmeter am Meßpunkt A1 anschließen. Den Hold-Schalter so oft ein-/ausschalten, bis (per Zufall) in geschlossenem Zustand UAnt > 0 V anliegt:
• UAnt = 1,5 .. 1,8 VDC (Last: 470 Ω)
• UAnt = 4,1 .. 4,4 VDC (ohne Last)
• UAnt = 1,8 .. 2,2 VDC (Last: grüne LED - für andersfarbige LEDs gelten andere Werte)
5c) An allen anderen (nicht aktiven) Antennenausgängen kann man jetzt jeweils UAnt = 0 V (mit/ohne Last) messen (3 von 4 LEDs sind dunkel).
5d) Den Hold-Schalter erneut so oft ein-/ausschalten, bis am Meßpunkt A1 (per Zufall) in geschlossenem Zustand UAnt = 0 V anliegt.
• UAnt = 0 V (mit/ohne Last)
• Die grüne LED ist dunkel
Zum Prüfen der anderen Antennenausgänge ist der Prüfschritt 5b) an den entsprechenden Antennenausgängen (A2 .. A4) zu wiederholen.
Die Überprüfung der Antennensteuerelektronik ist abgeschlossen!
Tipp
Wen die „Zufalls-Schalterei“ nervt, der kann (dauerhaft) einen 1-kΩ-Widerstand zwischen Oszillatorausgang und Zählereingang (Pin 14) einlöten. Mittels Taster zwischen Pin 14 und Pin 16 kann man dann (bei geschlossenem Hold-Schalter) den Zähler immer um eine Stufe weiterschalten. Ein 1-nF-Kondensator parallel zum Taster verhindert ein „Prellen“.
6) Transistoren und PIN-Dioden
Bei Problemen mit den Prüfschritten 5) bzw. als optionale Messung, kann man die Spannungen an den Meßpunkten K1 .. K4 überprüfen und so die Transistoren und die PIN-Dioden im (internen) Antennenschalter testen:
Bedingungen nach Prüfschritt 5b)
• UKanal 1..4 = 2,3 .. 2,5 V
• UPIN-Diode = UKanal - UAnt = 0,7 .. 0,8 V
7) Antennenschalter bzw. Antenne mit integrierten PIN-Dioden + Drosseln
Antennen-Prüfschaltung (ein Kanal)
„Quick & Dirty“-Aufbau auf einer Lochrasterplatine
(Mit Drehschalter zum einfachen Prüfen von 4 bzw. 8 Antennen)
7a) Poti R1 auf Linksanschlag (Schleifer an Masse), Schalter auf Strom.
7b) Eine Spannungsquelle mit ca. 12 VDC anschließen und das Poti langsam hochdrehen, bis das Voltmeter (Multimeter) -1 VDC anzeigt. Die Spannung über dem 1-kΩ-Shunt R3 entspricht nun einem Strom durch die PIN-Dioden von 1 mA. Die Stellung des Potis jetzt nicht mehr ändern.
7c) Den Schalter auf Spannung umschalten und die Spannung über alle in Serie geschalteten Dioden (und Drosseln pro Kanal) messen. Pro verbauter Diode kann man einen Spannungsabfall von ca. 0,7 V kalkulieren (Drossel = 0 V).
7d) Die Messungen nach 7b) und 7c) für die anderen Kanäle wiederholen. Dabei sollten die gemessenen Summenspannungen (bei 1 mA Strom) für alle Kanälen gleich sein.
7e) Bei Bedarf kann man einen Empfänger anschließen und die Durchgangs- und die Sperrdämpfung des Antennenschalters bzw. der PIN-Dioden in den Antennen messen und in ein Excel-Diagramm eintragen.
Hinweis
Durch den Vorwiderstand R2 wird der maximale Strom durch die Dioden auf ca. 3,5 mA (bei 12 VDC) begrenzt.
Inbetriebnahme
Referenz-Spannungspegel
Für ein stabiles Referenz-Signal (und somit bestes Signal/Rausch-Verhältnis) empfiehlt es sich, das Pegel-Poti möglichst weit am „Endanschlag“ zu betreiben. Natürlich darf der Vorverstärker vom A/D-Wandler im Laptop nicht übersteuert werden. Passend zum „hohen Pegel“ muß man bei der Mikrofonverstärkung im Laptop eine kleine Zusatzverstärkung wählen (z. B. 0 dB, siehe Bild).
Testen kann man dies auf dem Labortisch (ohne Antennen), wenn man die NF-Verbindung zum Laptop herstellt und sich das Oszilloskopbild im linken oberen Programmfenster anschaut:
Wenn das Signal (bei halber Mikrofonaussteuerung und mit 0 dB Zusatzverstärkung) bei ca. 70 % des max. Aussteuerbereichs liegt, dann ist das Poti bzw. der Pegel „grob“ eingestellt. Die Feinjustierung erfolgt über das Soundkarten-Menü (siehe Bild).
Wird fortgesetzt...
Baustelle, nur Geduld...
Letzte Änderung am: 29.3.2025