Halbleiterschaltungen (S. 39-41)

In diesem Kapitel werden halbleiterbestückte Komponenten und Baugruppen besprochen, die weitgehend miteinander kombiniert werden können. 4.1 Oszillatoren Jede Frequenz muss zunächst einmal erzeugt werden. Das lässt sich in sog. „diskreten“ Schaltungen (mit Einzelbauteilen) oder heutzutage auch mit „integrierten“ Schaltkreisen (IC) erzielen. Als Faustformel lässt sich sagen, dass ein Oszillator ungefähr eine Frequenzvariation von 1:2 bis 1:5 (je nach bestrichenem Frequenzbereich) erreicht.

Sollen größere Bereiche abgedeckt werden, muss der Oszillator entweder umschaltbar ausgeführt sein, oder es müssen mehrere Einzeloszillatoren (deren Frequenzbereiche sich ergänzen) aufgebaut werden. Dieses grundlegende Problem wurde erst mit neueren Schaltungsverfahren (z. B. „DDS“, digitale Frequenzsynthese) gelöst. Durch dieses Verfahren ist man in der Lage, auch sehr große Frequenzbereiche mit einem Schaltkreis abzudecken.

Da der Aufbau diskreter Oszillatoren gerade im Bereich hoher Frequenzen immer mit einem großen Funktionsrisiko verbunden ist, sollen zunächst fertige VCO-Module besprochen werden. Diese Oszillatoren benötigen keine Schwingkreise mehr und erfordern nur noch eine geringfügige Beschaltung mit externen Bauteilen. Die Steuerung dieser Oszillatoren erfolgen durchweg mit einer Steuerspannung, weshalb diese Komponenten auch als „Voltage Controlled Oscillator“ (kurz „VCO“) bezeichnet werden. Sie lassen sich über diesen Steuereingang auch problemlos in ihrer Frequenz modulieren.

POS-Module Die amerikanische Firma Mini-Circuits liefert eine ganze Typenreihe ihrer VCOModule die sich als Bandstöroszillatoren hervorragend eignen. Die erforderliche Beschaltung beschränkt sich auf ein Minimum. Neben der Betriebsspannung ist nur noch die VCO-Steuerspannung anzulegen und schon steht das Hf-Ausgangssignal mit verwertbarer Ausgangsleistung (ca. 10 dBm) zur Verfügung. Die derzeit lieferbaren VCO-Module decken den Frequenzbereich von 15 MHz bis über 2 GHz ab. Die jeweilige Typenbezeichnung ist in das metallische Gehäuse eingestanzt. Auch wenn diese Komponenten nicht ganz billig sind, ersparen sie doch zahlreiche Probleme (Anschwing- und Oberwellenprobleme).

Man muss sich allerdings bereits vorher für das richtige Modul entscheiden, Modifikationen (Frequenzwechsel) an vorhandenen Modulen sind im Gegensatz zu diskret aufgebauten Oszillatoren nicht mehr möglich. Nachfolgendes Foto zeigt die Innenansicht des POS-1060 Bausteines, die Blechkappe wurde entfernt und danebengelegt. Die grundsätzliche Anschaltung aller POSModule erfolgt nach folgendem Schema (siehe unten):

Achtung, die Betriebs- und Abstimmspannungen der Module sind je nach Typ unterschiedlich! Durch Überschreitungen dieser Spannung kann das Modul zerstört werden. Im Anhang finden Sie eine Auflistung aller aktuell lieferbaren POS-Module und deren wichtigsten Daten. Der Aufbau einer Oszillatorschaltung mit einem POS-Modul gestaltet sich in der Praxis recht unkritisch. Für eine erste Inbetriebnahme genügt eine gewöhnliche Lochraster-Experimentierplatine.

Alle POSModule sind gleich beschaltet, der Isolierring von PIN 1 (Unterseite !) hebt sich farblich von den restlichen Anschlüssen ab. Die Beinchen sind entsprechend zu verlöten und anzuschließen. Legt man die entsprechende Betriebsspannung und Steuerspannung an, lässt sich am Ausgangspin (2) bereits eine Hf-Spannung abnehmen. Achtung: Die Betriebsspannungen der POS-Module sind unterschiedlich und bewegen sich zwischen 10 und 16 Volt! Diese Spannung sollte keinesfalls überschritten werden, andernfalls verabschiedet sich das teure Bauteil geräuschlos.