Nach der Phasenmethode arbeitende SSB-Sender

In der Anfangszeit des SSB-Amateurfunks waren nach der Phasenmethode arbeitende Zusatzgeräte beliebt, die von einem vorhandenen CW-Sender anzusteuern waren. An diesen wurden vor allem hohe Anforderungen an die Frequenzstabilität gestellt. Außerdem musste das Signal möglichst brummfrei sein. Aufbauend auf einem solchen SSB-Adapter (Adapt-O-Citer nach W6QLV) wurde dieser SSB-Sender entworfen. Er kann mit einem Quarz oder mit einem externen VFO betrieben werden, der sich ebenfalls am Quarzsockel anschließen lässt. Empfehlenswert ist es, den VFO auf der halben Sendefrequenz arbeiten zu lassen. Beste Ergebnisse werden auf niedrigeren Frequenzen, also z.B. im 80m-Band erzielt. Prinzipiell eignet sich die Schaltung für Frequenzen bis etwa 30 MHz. Bei höheren Frequenzen kann es mit dem einfachen Quarzoszillator ohne Pufferstufe und Stabilisierung aber zu einer leichten Frequenz-Modulation kommen, was Modulationsverzerrungen nach sich zieht. Mit einem extern angeschlossenen VFO tritt dieses Problem nicht auf. Im 80m-Band lässt sich eine PEP-Ausgangsleistung von knapp 10 Watt erreichen. Hier lässt sich ohne Nachgleichen der Spulen jeweils ein höchstens etwa 100 kHz breites Bandsegment verwenden.

Wie sich bei meinen Versuchen mit einer solchen Schaltung zeigte, war die Unterdrückung des unerwünschten Seitenbandes nur gering. Der erreichbare Wert von etwa 25 dB trifft wegen des sehr einfach gehaltenen NF-Phasenschiebers nicht für alle Modulationsfrequenzen zu. Die empfängerseitige Verständlichkeit mit einem nicht sychronisierten Demodulator ohne Seitenband-Unterdrückung (z.B. schwingendes Audion oder Direktmisch-Empfänger) war aber schon erheblich besser, als bei einem DSB- bzw. DSSC-Signal (Double Sideband Surpressed Carrier), wo schon die kleinste Frequenzabweichung des Empfängers zu Überlagerungen von oberen und unterem Seitenband und infolgedessen zu einer sehr verzerrten Widergabe führt. Auch war die Seitenband-Unterdrückung schon durch die bessere Energiebilanz bemerkbar: bei gutem Abgleich von HF- und NF-Phasenschieber sank die Leistungs-Aufnahme der PA deulich. Rechnerisch würde ja bereits eine Seitenbandunterdrückung von 6dB bedeuten, dass das unerwünschte Seitenband nur noch mit einem Viertel der Leistung ausgestrahlt wird.

Für Experimente mit dieser Schaltung hier die Spulendaten für das 80m-Band:

jeweils Kupferlackdraht 0,3 mm auf abgeschirmte 8-mm-Spulenkörper mit Schraubkern

Transistorisierte Version

Basierend auf meinen Versuchen mit dem Adapt-O-Citer ersetzte ich die PA und den Mikrofonverstärker durch transistorisierte Schaltungen. Außerdem verbesserte ich den NF-Phasenschieber. Ansonsten unverändert konnte so mit der Schaltung eine sehr brauchbare Seitenband-Unterdrückung erzielt werden. So entstand nach und nach ein kompletter einfacher SSB-Transistor-Sender.

Wie im Blockschaltbild gezeigt, muss das NF-Signal der Schaltung mit einem Phasenunterschied von 90° an zwei Punkten zugeführt werden. Die Phasenverschiebung des HF-Signals erfolgt in gleicher Weise wie beim Adapt-O-Citer.

Beim NF-Phasenschieber wird das Signal zunächst in einer Phasenumkehrstufe in zwei Signale mit 180° Phasenverschiebung aufgeteilt. Diese speisen ein frequenzabhängiges Phasenschieber-Netzwerk, an dessen Ausgang im Sprachfreqenzbereich zwei voneinander um 90° in der Phase verschobene Signale erzeugt werden. Diese beiden Signale werden in FET-Stufen verstärkt und dann den beiden DSB-Modulatoren zugeführt. Mit dem 2,5kΩ-Trimmer werden die beiden Signale auf möglichst exakt den gleichen Pegel justiert. Mit dieser Anordnung kann eine erheblich bessere Seitenband-Unterdrückung erzielt werden, wie mit dem einfachen Phasennetzwerk im Adapt-O-Citer.

Dafür müssen die im Phasennetzwerk verbauten Widerstände und Kondensatoren allerdings eine Genauigkeit von mindestens 1% aufweisen. Stehen Bauelemente mit entsprechend kleiner Toleranz nicht zur Verfügung, müssen sie entsprechend ausgemessen und selektiert werden. Gegebenenfalls lassen sich passende Werte auch durch Kombinationen zweier oder mehrerer Exemplare in Parallel- oder Serienschaltung bilden. Die Umschaltung von LSB auf USB erfolgt in sehr einfacher Weise, indem das 0°- und das 90°-Signal mittels eines Umschalters vertauscht werden.

Um die Anordnung mit einem dynamischen Mikrofon genügend aussteuern zu können, wird ein Mikrofon-Vorverstärker benötigt. Für ein genügend schmales HF-Signal muss dieser so ausgelegt sein, dass nur der Sprachfrequenzbereich verstärkt wird (ca. 300Hz bis 2,7 kHz). Mit der etwas unmodernen Lösung, ein Kohlemikrofon unter Vorspannung direkt am Eingang der Phasenschieber-Baugruppe anzuschließen, wird das selbe erreicht. Die bessere Lösung ist dann aber die Verwendung der später erschienenen Telefon-Sprechkapseln mit interner Verstärker-Elektronik, die als Ersatz von Kohlekapseln geeignet sind und folglich in gleicher Weise angeschlossen werden können. Sie erzeugen nicht die den Kohlemikrofonen eigenen Störgeräusche.

Die Schaltung des nachfolgend gezeigten Linearverstärkers ging aus dem Schaltungsvorschlag eines Fuchsjagdsenders hervor. Er wurde in "Elektronisches Jahrbuch 1970" (DMV-Verlag) vorgestellt. Mich reizte an der Schaltung die ungewöhnliche Anordnung, bei der die Basis-Anschlüsse der Transistoren jeweils HF-mäßig mit den Ausgangskreisen verbunden waren. Hintergrund waren zu jener Zeit kaum verfügbare HF-Leistungstransistoren. Mit dieser Schaltung ließen sich die Transistoren nahe an der Grenzfrequenz betreiben. Darüberhinaus lagen die Kollektoren auf Null-Potential, so dass die Transistoren ohne Isolierung direkt am Kühlkörper montiert werden konnten. Als ich die Schaltung aufbaute, waren bei uns im Westen mit dem BD136 längst billige und wesentlich besser geeignete PNP-Transistoren verfügbar. Mit mehreren parallel geschalteten Exemplaren dürften sich in einer solchen Anordnung daher noch erheblich größere Leistungen erzielen lassen. Das habe ich bisher aber noch nicht getestet.

Ich veränderte die Schaltung des Fuchsjagd-Senders, indem ich den Quarz-Oszillator zum HF-Verstärker umfunktionierte und die Treiber- und Endstufe durch Veränderung der Arbeitspunkte für den Linearbetrieb tauglich machte. Dazu führte ich den Basisanschlüssen über HF-Drosseln jeweils eine Vorspannung zu und fügte die Emitterwiderstände ein (4,7 Ohm für den Treiber, 0,47 Ohm für die Endstufe). Das nun unterschiedliche Gleichspannungs-Potential von Emitter und Basis musste jeweils über Kondensatoren entkoppelt werden. Zur thermischen Stabilisierung der Endstufe verwendete ich eine aus dem NF-Verstärkerbau bekannte Anordnung. Der dazu benutzte Transistor war dazu wegen der thermischen Kopplung mit einer Schelle am Endstufen-Kühlkörper zu montieren. Die so entstandene Schaltung arbeitete sehr stabil und gab je nach Dimensionierung der Schwingkreise auf 80m und 40m eine Ausgangsleistung von ca. 5 Watt ab.

Der Ausgangsübertrager und später auch der Treiberkreis waren auf Ringkerne gewickelt. Die Übertragung von der Vor- zur Treiberstufe erfolgt über ein kapazitiv belastetes 10,7-MHz-Einzelkreisfilter (Kennfarbe orange) aus einem UKW-Radio. Durch den Parallel-Kondensator von 330 pF ließ er sich auf 3,65 MHz auf Resonanz abgleichen.

Phasensender lassen sich direkt auf der Endfrequenz, d.h. ohne feste ZF und ohne nachfolgende Mischung auf die Betriebsfrequenz betreiben. Mit einem VFO ist prinzipiell auch frequenzvariabler Betrieb möglich. Gut eignet sich dazu der an anderer Stelle gezeigte Seiler-Oszillator mit nachgeschalteter Pufferstufe. Er hat im 3,6 MHz-Gebiet eine vorzügliche Frequenzstabilität.

Das 80m-Band sollte für eine hinreichend genaue HF-Phasendifferenz und entsprechend gute Seitenband-Unterdrückung in Seqmente von 100khz oder besser noch 50kHz unterteilt werden. Die Abgleichelemente werden dann für jeden Bereich separat justiert.