Gepubliceerd in Electron april 2000
10 GHz tx voor 10 piek PA3GCO

Inleiding
... Steeds vaker worden op radiomarkten afgedankte lnb's aangeboden. Een van de eerste types die in grote getalen is verkocht, is de Bluecap lnb. Hij is genoemd naar zijn opvallende blauwe kap en werd 10 jaar geleden bij elke Amstrad satelliet-tuner verkocht. Tegenwoordig worden ze voor 5 gulden per stuk aangeboden.

In de regio 's-Hertogenbosch worden deze Bluecaps als zender gebruikt voor atv, 76K8 packet radio en hi-fi audio.

In verschillende amateurbladen is al aandacht geschonken aan de Bluecap. Beschrijvingen om deze lnb als 10 GHz zender te gebruiken zijn talrijk. Toch blijkt het voor veel mensen moeilijk om een dergelijke ombouw succesvol uit te voeren. Bepaalde practische tips ontbreken, waardoor mensen met twee linkerhanden, zoals ik, al snel op problemen stuiten.

... ...
...
... ... PE1PUW, Marco Merks uit Hurwenen, was de eerste in mijn kennissenkring die een Bluecap tot 10 GHz zender ombouwde. Met behulp van zijn practische tips is het mij vervolgens ook gelukt, en velen met mij in de regio 's-Hertogenbosch.

Marco is geen liefhebber van het schrijven van verhalen. Daarom heb ik besloten de ombouw stap voor stap op papier te zetten om zo een ieder in staat te stellen op 10 GHz activiteiten te ontplooien.

...
.
....
.
Achtergrond-informatie
...
Bluecap lnb's zijn destijds ontworpen om televisiesignalen van de Astra satelliet, gelegen tussen 11 en 12 GHz, naar beneden te converteren. In de lnb bevindt zich een locale oscillator, een dro op 10 GHz. Binnenkomende signalen worden 10 GHz naar beneden gemengd en komen zo binnen het standaard 1 tot 2 GHz bereik van een satelliet-tuner. De ingangstrap is dubbel uitgevoerd, eenmaal met een horizontale en eenmaal met een verticale straler, resp. T1H en T1V in het blokschema. Door de juiste ingangstrap te selecteren kan eenvoudig worden omgeschakeld tussen horizontaal en verticaal gepolariseerde ontvangst. T2 en T3 versterken het inkomend signaal verder. Na een bandpass van 11-12 GHz en een 10 GHz notch (om te voorkomen dat het oscillatorsignaal naar buiten lekt) bereikt het signaal de mixer waarna het resulterende mf-signaal extra wordt versterkt door de mf-versterker. Dit is nodig om de kabelverliezen tussen lnb en satelliet-tuner te compenseren. Via het F-chassisdeel gaat het mf-signaal naar de satelliet-tuner. Via dezelfde kabel voorziet de tuner de lnb van spanning.

Klik hier voor de bijbehorende blokschema's in PDF

Op eenvoudige wijze kan de lnb worden omgebouwd tot atv-zender. Uitzendingen in de 10 GHz amateurband zijn in het algemeen horizontaal gepolariseerd. De verticale straler wordt daarom niet gebruikt. Transistor T1V blijft over als reserve. De versterkertrappen worden 180 graden gedraaid. Daarnaast wordt T3 gewisseld met T1H. Zowel bandpass als notch worden overbrugd. Hetzelfde geldt voor de mixer: Deze wordt vervangen door een condensator. Op de plaats van de mf-versterker wordt een eenvoudige modulator gebouwd. Via deze modulator wordt de dro niet alleen van spanning voorzien maar ook in frequentie gemoduleerd. Via het F-chassisdeel wordt de gehele 10 GHz zender van spanning en baseband signaal voorzien. Zo is slechts een enkele kabel nodig.

De hier beschreven ombouw wordt stap voor stap beschreven. Na elke stap volgt een controle. Is het resultaat na zo'n controle niet bevredigend, dan is in ieder geval duidelijk in welke stap de fout is gemaakt. Dit vereenvoudigt het foutzoeken.
 

...
...
...
.
Benodigd gereedschap
.
Kleine soldeerbout, 15 Watt
Grote soldeerbout, 80 Watt
Boormachine
Scalpel
Kunststof pincet
Universeelmeter
10 GHz detector, bijv. een diode-detector
Ontvanginstallatie 10 GHz amateurband
...
.
...
...
.
Voorbereiding
...
Er zijn verschillende types Bluecap in omloop. Voor een bepaald type is de hier beschreven ombouw bedoeld. Welk type men in handen heeft, wordt pas duidelijk nadat de behuizing is geopend. Het is te zien aan de lengte van bepaalde stubs. Zie de foto's.
...
...
...
...
...
...
Het is belangrijk dat de Bluecap nog functioneert. Plaats hem in een schotel en controleer de ontvangst van bijv. de Astra satelliet. Functioneert de lnb correct, dan leven blijkbaar alle vitale onderdelen nog, zoals oscillator en versterkertrappen. Lnb's die niets meer ontvangen blijken vaak beschadigd door water.
In de praktijk is het verstandig enkele Bluecaps tegelijk te kopen. Met een beetje geluk zitten er dan enkele tussen die nog intact zijn. Onder de werkende exemplaren heeft u een goede kans een Bluecap aan te treffen van het type dat in dit artikel wordt beschreven.
...
...
...
...
.
Ombouw
...
Verifieer dat de Bluecap nog normaal ontvangt.

Boor de vier popnagels uit met een 3 mm boor.

Neem de afdekkap eraf. Deze kan met kit vastzitten.

 

... ...
...
... ...
Eenmaal open wordt een binnenkap zichtbaar. Verwijder de elf schroeven waarmee deze kap vastzit.
controleer of het het 'juiste' type betreft, herkenbaar aan de lengte van bepaalde vaantjes, zoals eerder vermeld.
Verwijder de schroef die de stabilisator 7805 op zijn plaats houdt. De binnenpen van het F-chassisdeel is met de print verbonden. Maak deze verbinding los met de soldeerbout.

In principe ligt de print nu los in de behuizing. Het kan echter voorkomen dat onder de print ter hoogte van het oscillator-pilletje lijm zit. Is dit het geval, schuif dan een strook dun blik onder de print om zo de print voorzichtig los te wrikken.
 

...
...
...
...
Noteer hoe de vier fets T1H, T1V, T2 en T3 er uit zien. Vaak hebben ze een stip of streep in een bepaalde kleur, waardoor ze van elkaar te onderscheiden zijn.
Markeer op elk van de vier fets de gate, door met een pen of stift op de fet zelf te schrijven.
Vertin de onderzijde van de print op de plaats waar zich de 4 fets bevinden. Plaats vervolgens een zware soldeerbout in zijn standaard, en houd de print op de soldeerbout met de zojuist vertinde plek aan de onderzijde.
... ...
...
...
Door de toegevoerde warmte smelt ook het tin aan de bovenzijde van de print en kan de bewuste fet met een kunststof pincet eenvoudig worden opgetild. Hij drijft immers in zijn eigen tin. Leg de 4 fets op een stukje aluminiumfolie.
Wees voorzichtig met de fets: ze zijn gevoelig voor statische elektriciteit.

De hoek waar zich origineel de mf-versterker bevindt moet worden ontdaan van al zijn onderdelen. Het eenvoudigst kan ook dit met een zware soldeerbout. Verwarm ook nu de print aan de onderzijde en de onderdelen kunnen zo van de print worden geschoven.

Op de nu ontstane lege plek wordt een nieuwe schakeling gebouwd, bedoeld om de toekomstige 10 GHz zender via de originele F-aansluiting zowel van spanning als modulerend signaal te voorzien. Het schema is beschikbaar in PDF.

Verwijder de mixer die zich direkt na de oscillator bevindt. Vervang de mixer door een smd condensator van 4.7 pF.

Verwijder met een scalpel de 10 GHz notch.

Verwijder met een scalpel het bandpass-filter. Plaats op de nu ontstane lege plek een strip messing folie van 1.2 mm breed en 0.05 mm dik. Lijm deze in eerste instantie op zijn plaats, vertin hem vervolgens dun.

Soldeer een smd condensator van 4.7 pF op de plaats waar eerst T3, T2 en T1H gemonteerd waren. Nadat deze condensatoren zijn geplaatst, is de uitgang van de oscillator via de smd kondensatoren verbonden met het horizontale stralertje.

Leg de print terug in de lnb-behuizing, soldeer de F-aansluiting aan de print en monteer de binnenkap met enkele schroeven.

Breng 12 tot 15 Volt aan via de F-aansluiting. Met behulp van een satelliet-tuner en een lnb geschikt voor ontvangst van de 10 GHz amateurband wordt nu de frequentie van de oscillator ingesteld. Hoe verder het schroefje bij het pilletje rechtsom wordt gedraaid, des te hoger wordt de frequentie. Tussen 10.400 en 10.500 GHz blijkt de lnb het meeste uitgangsvermogen te leveren. Stem daarom in eerste instantie in dit gebied af.

De 10 GHz diode-detector wordt verbonden met een Voltmeter. Houd de opening van de golfpijp tegen de blauwe kap op een zodanig manier dat de richting van de overeenkomt met de richting van de horizontale straler in de Bluecap. De Voltmeter zal nu al uitslaan, ondanks het feit dat de versterkertrappen nog niet zijn geplaatst. Op de plaatsen van de fets zitten nu immers nog smd condensatoren van 4.7 pF. Noteer de uitslag van de Voltmeter, zodat u later kunt zien of de output is toegenomen nadat een versterker is geplaatst. Experimenteer met de positie van de detector. Zoek een maximum.

Neem de print weer uit de behuizing. De eerste trap na de oscillator wordt nu geplaatst. Eerst zat daar T3. Nu is op deze plek een 4p7 smd condensator gemonteerd. Verwijder deze 4p7 smd condensator. Plaats nu of T1H of T1V op deze positie. Let op dat de fet precies andersom wordt geplaatst, dus gate en drain verwisseld. De gate zal nu dus aan de zijde van het pilletje zitten. De drain is via een printspoor verbonden met een smd weerstand en een smd condensator. Hetzelfde geldt voor de gate. Verwissel beide condensatoren en verwissel beide weerstanden. Haal het printspoor door dat naar de gate loopt. Hetzelfde voor het spoor dat de drain van spanning voorziet. Maak nu een kruisverbinding. Dat wil zeggen: de baan die eerst naar de gate ging, gaat nu naar de drain, en omgekeerd. Ter verduidelijking de volgende foto's en tekeningen.
 

...
...
Origineel
... Na ombouw
...
...
Direct bij de drain zit een vaantje. Verleng dit vaantje 2 mm door er een stukje messing folie op te solderen.

Monteer print plus binnenkap weer in de lnb-behuizing en kontroleer de hf output. Het moet duidelijk meer zijn dan bij de vorige meting het geval was. Noteer de nieuwe output.

Haal nu de print weer uit de lnb-behuizing en richt uw aandacht op de volgende versterkertrap. Origineel zat daar T2, nu is daar een 4p7 smd condensator geplaatst. Verwijder deze condensator en plaats T2 terug. Ook nu wijst de gate in de richting van de oscillator. Ook nu worden de smd weerstanden van drain en gate verwisseld. Hetzelfde geldt voor de smd condensatoren van drain en gate. Verleng ook bij deze trap het drain-vaantje met 2 mm. Maak ook hier een kruising tussen de drain en gate spoortjes.

Plaats print en binnenkap weer in de lnb-behuizing en controleer de hf output. Ook nu moet de output zijn toegenomen ten opzichte van de vorige meting.

Het wordt misschien eentonig: haal de print weer uit de behuizing en beschouw de plaats waar eerst T1H zat. Nu zit daar een smd condensator van 4.7 pF. Verwijder deze smd condensator en plaats op de open plek T3, ook nu weer met zijn gate richting oscillator. De smd condensatoren op gate en drain worden NIET verwisseld. De smd weerstanden worden beiden verwijderd. De weerstand die eerst aan de drain hing komt nu aan de gate, op de drain komt een NIEUWE weerstand, te weten 10 Ohm smd. Ook hier weer de kruising van de spanningsbanen van gate respectievelijk drain.

Om er voor te zorgen dat de eindfet altijd negatieve spanning op zijn gate heeft moeten twee smd-weerstanden worden verwijderd, in de foto aangegeven met Rh. Beide weerstanden zijn 160 kOhm en hebben als opschrift 164.
 

...
...
...
...
Plaats print plus binnenkap terug in de behuizing en verifieer dat de output weer is toegenomen. Met de drie smd instelpotmeters die zich bij de drie versterkertrappen bevinden kan de output gemaximaliseerd worden.

Plaats nu ook de buitenkap, dicht de randen af met kit. Vier M3 boutjes plus dito moertjes sluiten het geheel.
 

...
...
...

Onderdelenlijst


Aantal Onderdeel
4 condensator 4.7 pF smd
1 elco 10uF/16V radiaal
2 elco 100uF/16V radiaal
1 weerstand 10 Ohm smd
2 weerstand 47 Ohm
1 weerstand 180 Ohm smd
1 weerstand 470 Ohm smd
1 transistor BC547B
1 ferrietkraal 3 mm met 5 windingen draad erin
1 messing folie 0.05 mm
1 Bluecap lnb

 
 
.
Slotopmerkingen en tips
...
In deze ombouw is uitgegaan van horizontale polarisatie. Wil men verticaal gepolariseerd uitzenden, dan zijn er twee mogelijkheden. De eerste: gebruik de verticale straler van de Bluecap in plaats van de horizontale. De laatste transistor wordt dan niet geplaatst op de voormalige positie van T1H maar van T1V. De tweede manier: draai de zender een kwart slag.

Het kan voorkomen dat de zender niet voldoende zwaai kan maken, ondanks het feit dat voldoende baseband wordt aangeboden. In dat geval loont het de moeite te experimenteren met de positie van het oscillator-pilletje.

Als u beschikt over een eenvoudige spectrum analyser waarmee tot 500 MHz gemeten kan worden, is deze bruikbaar om te zien wat en waar de 10 GHz zender uitzendt. Plaats een nog originele Bluecap voor de spectrum analyser, als een extra downconverter. Het gebied van 10.0 tot 10.5 GHz wordt dan zichtbaar tussen 0 en 500 MHz. Op deze manier is in een oogopslag te zien waar de zender uithangt.

Er zijn ondertussen verschillende Bluecaps omgebouwd volgens de hier beschreven methode. Het uitgangsvermogen ligt telkens rond 35 mW.

Meer vermogen is mogelijk, ook in het lage deel van de 3 cm amateurband, door de versterkertrapjes opnieuw te tunen. Hiervoor is echter geschikte meetapparatuur noodzakelijk zoals een thermische Wattmeter. Voor details verwijs ik naar de ombouw van PE1MMI over high power Bluecaps.

Standaard baseband units kunnen worden gebruikt om de atv zender te voorzien van zowel audio als video. De Bluecaps blijken ook bijzonder geschikt voor 76K8 packet radio. Indien gewenst kan baseband via een aparte kabel worden aangevoerd. Nadeel: het kost een extra kabel. Voordeel: de ontkoppelingen op de voedingslijn hebben geen invloed meer op het baseband signaal.

IIn de foto's is te zien dat de niet gebruikte straler onklaar is gemaakt door de baan die erheen loopt door te halen. In de praktijk blijkt dit niet nodig te zijn. Het is niet zo dat de output op de horizontale straler ineens toeneemt wanneer de verticale straler is verwijderd.

De 10 GHz zender kan probleemloos in elke satellietschotel worden geplaatst. Ook zonder schotel is het mogelijk verbindingen te maken. In een van de foto's ziet u een aantal Bluecaps zoals die hangen op de repeater-locatie van 's-Hertogenbosch. Afstanden tot 20 km worden probleemloos overbrugd wanneer de ontvangende zijde gebruik maakt van een schotel met een diameter van 30 cm.

Met een Bluecap geplaatst in een 30 cm schotel zijn verbindingen gemaakt tussen Hurwenen en Oisterwijk, gewoon van huis tot huis. Dit om een idee te geven wat mogelijk is.

Ontvangst van 10 GHz signalen vindt in de regio 's-Hertogenbosch voornamelijk plaats met omgebouwde lnb's van Grundig, type AUN3S, AUN11S en AUN12S. Ombouw van de AUN11S/AUN12S is beschreven op deze site.

Dank aan Twan van der Meer, PE1NHL, voor het maken van een aantal foto's: essentieel voor dit artikel. Ook dank aan Elmar Leinen, DL5OBW, voor het sturen van verbeterde foto's.

Voor reeds omgebouwde Bluecap lnb's kunt u contact opnemen met PE1PUW: pe1puw@amsat.org
 

...
Terug
www.pa3gco.com