Das ATMEGA644PA-AU Board funktioniert ja nun schon eine ganze Weile problemlos in dem Antennenumschalter. Dort wird ein externern Treiber für die Relais verwendet und es wurde ein wenig Aufwand spendiert, um die digitale Elektronik so störfest zu machen, daß zumindest die 100 Watt des IC-7300 ohne Schaden durchgeleitet werden können.
Jetzt bin ich dabei, einen schaltbaren Antennentuner zu bauen, der mit demselben Modul gesteuert werden soll. Dieser Tuner soll 12 bistabile Relais verwenden, die jeweils zwei Elektromagnete eingebaut haben, eines zum Einschalten und das andere zum Ausschalten. Es müssen also 24 Spulen angesteuert werden, wobei man durch geschicktes Multiplexing mit vier high-side und sechs low-side Treibern hinkommt. Anders als im Antennenumschalter muß man im Tuner wegen der verbauten Luftspulen mit nicht vernachlässigbaren Magnetfeldern rechnen und bei hochohmigen endgespeisten Antennen kann auch die Spannung schnell mal an 1 kV heranreichen. Daher kommt der HF-Filterung besondere Bedeutung zu.
Erste Versuche beim Layout des Tuners führten zu einer zu komplexen Platine, die wegen der vielen SMD Bauteile auch nicht mehr ohne weiteres im Eigenbau zu fräsen wäre. Als einfachste Lösung erwies sich eine separate Treiberplatine, die auf der Zielhardware, also z.B. dem Tunerboard, aufgesteckt wird und auf die wiederum das ATMEGA-Board gesteckt wird. Das ist also ein klassisches Piggy-Board. Hier das Ergebnis mit KiCad:
Als high-side Treiber wird ein BTS724G verwendet, als low-side Treiber der Klassiker, ein ULN2803A, beide als SMD-Varianten. Damit können bis zu vier (induktive) Lasten auf die Versorgungsspannung geschaltet werden und bis zu acht (induktive) Lasten gegen Ground. Die high-side Treiber schaffen pro Kanal bis zu 3.3A, die low-side Treiber bis zu 500 mA. Alle Leistungs-Ports, einschließlich der Versorgungsspannung und der RS-485-Leitungen sind über LC-Glieder gegen HF-Einstrahlungen gefiltert. Mit ein paar Kompromissen hier und da konnte die Platine als zweiseitige Leiterplatte realisiert werden. Sie ist inzwischen in China in der Fertigung.
Wie hier und hier schon angekündigt, habe ich nun eine Dipolantenne nach dem Lehrbuch aufgebaut. Die Abmessungen des Balkons erlaubten leider nur eine Spannweite von zwei mal 2,67 m, also insgesamt 5,34 m, zuzüglich der Einkopplung zwischen den beiden Dipolhälften.
5,34-m-Dipol, SWR (4nec2-Simulation)
5,34-m-Dipol, Impedanz (4nec2-Simulation)
4nec2 Simulationsergebnisse für den 5,34 m langen Dipol
Wie die Simulationsergebnisse zeigen, ist 4nec2 der Meinung, daß der Dipol bei 27,1 MHz resonant sei. Nachfolgend das zugehörige Smith-Chart:
Simuliertes Smith-Diagramm des Dipols
Von dieser Ausgangslage wollte ich eigentlich durch sukzessives Kürzen das 10-m-Band erreichen. 4nec2 geht von idealen Bedingungen und einer frei aufgehängten Antenne in 8 m Höhe aus. Tatsächlich hängt der Dipol aber 3 m über dem Balkon und ist auf der einen Seite sehr nah an der Dachrinne, auf der anderen Seite sehr nah am geerdeten Antennenmast, also weit weg von den Empfehlungen aus dem Lehrbuch. Daher verwundert es nicht, daß die gemessene Impedanz ganz anders aussieht:
Gemessene Impedanz des realen 5,34 m langen Dipols
Daß der Impedanzverlauf gegenüber der Simulation um den Mittelpunkt des Smith-Charts nach unten gedreht ist, sollte hier nicht irritieren: zwischen der Einspeisung und dem Dipol hängt dieser Balun. Er transformiert die Impedanz bereits signifikant. Interessanter ist die Resonanzfrequenz, die zufälligerweise um die 25 MHz liegt, also im 12-m-Band. Das liegt etwa 2 MHz unter der simulierten Resonanzfrequenz und kommt unerwartet. Ursache ist sicherlich die nicht ideale Umgebung, in der der Dipol aufgehängt ist. Damit kann man doch mal versuchen, auf 12 m QRV zu werden.
Aber zunächst will ich mal den Effekt der beiden Verlängerungsspulen austesten. Sie waren ja dazu gedacht, die etwas zu kurze Antenne elektrisch zu verlängern und gleichzeitig die Impedanz von ungefähr 70 Ω auf ungefähr 50 Ω zu transformieren. Diese Verlängerungsspulen können mit zwei Schiebeschaltern zu Meßzwecken kurzgeschlossen bzw. geöffnet und somit in Serie zu den beiden Dipolhälften geschaltet werden. Da die Resonanz mit eingeschalteten Verlängerungsspulen die oben benutzten untere Frequenz von 22 MHz unterschreitet, verwendet die nachfolgende Messung den weiten Frequenzbereich von 0 MHz bis 100 MHz.
Gemessene Impedanz des Dipols mit Verlängerungsspulen
Die Verlängerungsspulen ziehen die Resonanz des Dipols also auf etwa 22 MHz herunter, wobei das 15-m-Band auch gerade noch innerhalb des SWR=3 Kreises liegt und damit vom eingebauten Antennentuner noch erfasst wird. Mit eingeschalteten Spulen kann der Dipol also auch auf 15 m verwendet werden.
Das nachfolgende Foto zeigt den Antennenkoppler in einer kleinen Aufputzdose mit den nach beiden Seiten abgehenden Antennendrähten.
Antennenkoppler für den Dipol
Die SO239-Buchse hat auf der Innenseite eine schraubbare SMA Buchse, so daß der Balun lötfrei zu lösen ist. Auf der Leiterplatte sieht man die beiden Verlängerungsspulen und die Schiebeschalter. Sie haben einige Versuche mit 100 Watt Ausgangsleistung sowohl im geöffneten wie auch im geschlossenen Zustand ausgehalten. Jetzt bleiben sie erstmal drin, bis ich entschieden habe, ob es ein 12‑m oder ein 15-m-Dipol werden soll. Im Moment arbeitet er auf 12‑m, weil ich für 15‑m eine Alternative habe.
Hier soll nun kurz die Software beschrieben werden, über die ein Windows PC mit den Busteilnehmern über RS-485 kommuniziert. Es wurde das freie und weit verbreitete Modbus-RTU-Protokoll verwendet. Es ist gut dokumentiert, wegen Parity und 16-bit CRC hinreichend fehlerresistent und es gibt mit QModMaster ein freies Windows-Programm, das bei der Implementierung und Fehlersuche sehr hilfreich ist. Sowohl für den Windows-PC wie auch für das Arduino Biotop gibt es fertige Software.
Vorbemerkungen
Mit Arduino habe ich selbst nichts zu tun, einfach weil es das noch nicht gab, als ich zum erstenmal mit Atmel Bausteinen gearbeitet habe. Gelegentlich werde ich mir das mal anschauen. Die Modbus-Bibliothek für Windows habe ich mir einen halben Tag lang angeschaut und sie nicht zum Laufen bekommen. Sie ist sicher gut und kann alles, aber die paar Funktionen die ich brauche, habe ich dann doch selber geschrieben. Das schien mir schneller zu gehen, zumal die Funktionen auf der Gegenseite, dem Atmel Baustein, schon fertig war und sich nicht grundsätzlich unterscheidet. Damit ist nun die komplette Software sowohl auf der Host- wie auf der Device-Seite selbstgeschrieben und kann hier ohne Einschränkungen im Quelltext veröffentlicht werden:
Wer will, kann beides gerne uneingeschränkt weiterbenutzen, eine Garantie für die fehlerfreie Funktion gibt’s natürlich nicht. Es sind sicherlich hier und da noch Fehler eingebaut. Außerdem ist nur ein Subset des Modbus-Protokolls implementiert, auch die eine oder andere Funktion, die in der Spec als „mandatory“ bezeichnet wird, ist nicht vorhanden (z.T. implementiert, aber auskommentiert da ungetestet).
Als Entwicklungsumgebung für Atmel verwende ich „Atmel Studio 7.0“, für Windows „VS Express 2013“. Beide Versionen sind etwas älter, Atmel gehört inzwischen zu Microchip, und von VS Express gibt es neuere Versionen, die aber nicht mehr mit Windows 7 laufen, sondern Windows 10 benötigen. Sollte ich jemals auf Win 10 umsteigen, werde ich mir eine neuere Version besorgen. Es gibt im Moment für mich keinen Grund zum Umsteigen.
Beide Programme sind sehr spezifisch für meinen Anwendungsfall geschrieben, daher habe ich auch keine ausführbare Datei beigefügt. Die Quelltexte sollen als Muster dienen, wie man es machen kann, aber nicht muß. Das Windows Programm mag gleichzeitig als Beispiel dienen, wie man die serielle Schnittstelle mit Windows-Funktionen bedient.
Alle Programme sind in ANSI‑C geschrieben, der ATMEGA nutzt ein paar winzige Assembler-Funktionen. Für Windows wird lediglich das Win32-API verwendet und ResEdit als Ressourcen Editor, weil die kostenlose Version von VS Express zumindest bis 2013 keinen Ressourcen Editor dabei hatte.
Host-Software
Ganz phantasielos habe ich die Host-Software SerCom genannt. Da zur Zeit nur der Antennenumschalter angeschlossen ist, ist dies der erste Tab, der nach dem Start angezeigt wird:
Die Bedienung des Antennenumschalters
Hier wird lediglich eine der bis zu sechs Antennen ausgewählt. Die Namen sind in der Registry konfigurierbar und oben nur Beispiel ohne reale Bedeutung. Die momentan aktive Antenne wird mit dem Icon angezeigt, nur eine kann zu einem Zeitpunkt aktiv sein. Port Status ist eigentlich eine verzichtbare Diagnosemeldung. Hier wird der physikalische Status des Ports A angezeigt, der die Relais ansteuert. Die beiden Tabs „Rotor“ und „Antennentuner“ sind leer und hier nur Platzhalter für zukünftige Steuerungen, die am selben Bus hängen sollen.
Mit dem Config-Tab wird einer der Busteilnehmer konfiguriert:
SerCom Config
Beim Start ohne Parameter werden hier die Konfigurationsdaten des PCs und des ausgewählten Devices angezeigt, also Baudrate, Device ID und verwendeter COM-Port. Wird SerComm mit dem Paramter „-c“ gestartet, läuft es im Konfigurationsmodus und die hier dunkel geschalteten Felder werden weiß und können geändert werden. In diesem Tab wird ein Zähler gezeigt, der angibt, wie oft das EEPROM programmiert wurde, denn die Anzahl der Programmierzyklen ist endlich (allerdings werden mindestens 100k-Zyklen garantiert).
Auch eine Uhr ist implementiert, deren Datum und Uhrzeit hier gesetzt und ausgelesen werden können. Mit dem Wert bei „RTC correction“ kann im Config-Modus ein Korrekturwert eingegeben werden, mit dem eine Frequenzabweichung des Quarzes für die Uhrzeit kompensiert wird. Mit „Restart Device“ wird auf dem Device ein Watchdog Reset provoziert, also ein echter Hardware-Reset. „Refresh“ liest die angezeigten Daten erneut aus dem Device aus.
Der Diagnose-Tab zeigt einige Daten an, die etwas über den Gesundheitszustand des Devices aussagen:
SerCom Diagnose
Zunächst wird der Typ des Moduls, seine Taktfrequenz und die Version der implementierten Software angezeigt. Verschiedene Zähler zeigen dann die Anzahl der unterschiedlichen Resets, die Anzahl fehlerfrei empfangener eigener und fremder Nachrichten und die Anzahl von Kommunikationsfehlern an. Auch die Versorgungsspannung und die Temperatur auf der Device-Seite werden angezeigt. Trotz des nur etwa 30mA großen Versorgungsstroms erwärmt sich das Board merklich. Nunja, bei 12V sind es ja auch immerhin 360 mW. Der Temperatursensor (TMP275) hat übrigens eine Genauigkeit von 0.5 K und 1⁄16 K Auflösung. Daß drei Stellen hinter dem Komma angezeigt werden, deutet eine höhere Genauigkeit an.
Außerdem werden die Namen und Zeitstempel der Quelldateien und der Zeitpunkt des Compilerlaufs angezeigt. Auch hier lässt sich mit der Refresh-Taste der angezeigte Inhalt erneuern. Durch Anklicken der „Continuous“ Checkbox wird der Refresh dauerhaft ausgeführt. Das ist für Dauertests hilfreich. Ein über Nacht ausgeführter Dauertest brachte keinen einzigen Fehler hervor. Daß die Fehlerzähler funktionieren, zeigte allerdings ein erster Test mit 100 W HF auf dem Antennenumschalter.
Seit einigen Tagen und Nächten ist die Software im Einsatz und hat sich bewährt. Für das Interface zwischen dem USB-RS485-Wandler und dem Bus habe ich auch zum Einkoppeln der 12V Versorgungsspannung eine kleine Box gebaut:
RS485 PC-Interface Box.
Sie fügt nochmal kleine Tiefpässe in die Kommunikationsleitung ein und entstört die Versorgungsspannung eines externen Steckernetzteils. Das Gehäuse ist übrigens ein sehr preiswertes Eurobox-Gehäuse, das ich auch für andere Dinge gerne verwende.
Nachdem der fertig aufgebaute Antennenumschalter seit einigen Wochen auf die Installation wartete, war gestern endlich mal ein halber Tag trockenes und schneefreies Wetter. Es mußte ja nicht einfach nur die neue Box an die Wand geschraubt und verkabelt werden, sondern das alte RG-213 Kabel sollte vom Transceiver zum Antennenumschalter durch ein neues ECOFLEX-10 Kabel ersetzt werden. Gleichzeitig sollte ein neues ECOFLEX-10 Kabel für die 2m/70cm/23cm-Antenne (SD 2000) verlegt werden, weil die demnächst auf einen drehbaren Mast montiert werden soll. Die Erdleitung für den Antennenumschalter und ein weiteres ECOFLEX-10-Kabel für die 2m/70cm Yagiantenne wurde auf den Termin in der Zukunft verschoben, an dem endlich der Rotor installiert wird.
Nach der probeweisen Installation konnten nun erste Versuche mit der echten Antenne durchgeführt werden. Im Grunde hat alles auf Anhieb funktioniert, aber im Sendebetrieb mit über 50 Watt Ausgangsleistung kam es zu Kommunikationsfehlern. Das Prozessorboard funktionierte ohne Probleme, kein Aufhängen der Software, kein Watchdog-Reset und auch die Uhr lief problemlos weiter. Der Betrieb mit einer künstlichen Antenne hat die Anzahl der Kommunikationsfehler übrigens reduziert. Daraus schließe ich auf Mantelwellen bei der Langdrahtantenne. Nach dem Abschalten des Sendesignals war die Kommunikation wieder fehlerfrei möglich. Die Ursache war schnell gefunden: ich hatte nicht abgeschirmtes Flachbandkabel für die Verdrahtung der Kommunikationssteckdosen zum Board verwendet und außerdem die RS-485 Leitungen nicht HF-mäßig entkoppelt, sondern direkt an die Treiber angeschlossen.
Das musste geändert werden. Nun ist auf jeder der beiden RS-485-Leitungen ein Tiefpaß aus einem BLM21PG331 und einem 1 nF Kondensator direkt an den Pins zum Prozessorboard eingebaut. Das Flachbandkabel wurde durch dasselbe abgeschirmte Kabel ersetzt, das auch zur Steuerung zum PC hin verlegt ist. Hier ist der neue Schaltplan mit den Änderungen und nachfolgend ein Foto der Verkabelung:
Neue Verkabelung der RS-485-Schnittstelle. Übersichtsfoto.
Die Tiefpässe beschränken natürlich die Baudrate. Tests haben ergeben, daß 56 kBd noch funktionieren, 115 kBd aber nicht mehr. Normalerweise verwende ich 9600 Bd, was also deutlich im grünen Bereich liegt.
Bei der Verkabelung von Kommunikationsschnittstellen stellt sich die Frage, wie man es mit der Abschirmung hält. Es kommen immer wieder Potentialunterschiede auf beiden Seiten der Verkabelung vor und ein Stromfluß auf der Abschirmung sollte vermieden werden. Wenn die Schnittstelle aber nicht (z.B. durch Optokoppler) potentialgetrennt ist, dann muß man eben doch dafür sorgen, daß beide Seiten zumindest auf einem ähnlichen Potential liegen. Kleine Potentialunterschiede können die RS-485-Transceiver vertragen.
Ich habe das hier so gelöst, daß die Abschirmung des Kabels zum PC auf der Seite des Antennenschalters gegen Erde gelegt (grüne Litzen im Bild unten), auf der PC-Seite aber nicht angeschlossen ist.
Neue Verkabelung der RS-485-Schnittstelle. Der Stecker zum Netzwerk.
Die Abschirmung der Innenverkabelung liegt auf der digitalen Masse des Antennenumschalters.
Neue Verkabelung der RS-485-Schnittstelle. Der Stecker zum Antennenumschalter.
Damit ist also die Innenverkabelung auch nur auf einer Seite angeschlossen. Beide Masseleitungen sind über eine 15 µH Drossel HF-mäßig entkoppelt, aber DC-mäßig verbunden. Ob das der Weißheit letzter Schluß ist, bleibt abzuwarten. Bisher funktioniert es jedenfalls ohne Probleme und weitere Kommunikationsfehler sind auch beim Sendebetrieb mit 100 Watt nicht mehr aufgetreten. Das vorgesehene Abschirmblech wurde nicht montiert, es geht auch so.
Der Antennenumschalter ist nun an der Außenwand neben der Kabelbox montiert und läuft nun im Probebetrieb. Bisher ist nur eine Antenne angeschlossen und das Erdkabel fehlt noch:
Antennenumschalter fertig installiert
Ich habe nun übrigens das weitgehend pinkompatible RS-485-Board mit dem ATMEGA644PA eingesetzt. Es hat einen Temperatursensor und eine Spannungsreferenz. Damit kann man dann recht präzise die Betriebsparameter des Antennenumschalters messen.
Nachfolgend Fotos der beiden Boxen ohne und mit Deckel:
Antennenumschalter neben der geöffneten KabelboxAntennenumschalter und Kabelbox
Damit soll die Beschreibung des Antennenumschalters enden, es sei denn, daß gravierende Dinge im Betrieb auftreten. Demnächst werde ich aber noch die Betriebssoftware auf beiden Seiten, also auf dem RS-485-Board sowie auf dem PC beschreiben.
Hier sind Links zu den vorherigen Teilen dieser Beschreibung:
Der Antennenumschalter ist nun in ein wetterfestes Gehäuse eingebaut, alle Anschlüsse sind verkabelt und so können nun die Abschlußtests vorbereitet und durchgeführt werden.
Antennenumschalter im Gehäuse – die Unterseite.
Links im Bild sind die sechs SO239 UHF Ausgangsbuchsen zu sehen, an die die Antennen angeschlossen werden, rechts daneben die Buchse, die zum Transceiver führt. Für die RS-485-Schnittstelle sind zwei gleiche und parallelgeschaltete Buchsen vorgesehen. Eine davon dient als Eingangsbuchse und ist mit dem PC verbunden, die andere ist die Ausgangsbuchse, an die weitere Steuergeräte angeschlossen werden können. Ich habe mich für 6‑polige wetterfeste (IP67) Quicklock-Stecker und Kupplungen entschieden, die einen sehr robusten Eindruck machen. Nicht billig, aber preiswert!
RS-485 (genau genommen EIA-485) erlaubt den Anschluß von mindestens 32, mit speziellen Treibern (die hier auch eingesetzt sind) sogar bis zu 256 Busteilnehmern. Das letzte Gerät in der Kette muß einen Abschlußwiderstand bekommen, damit Reflexionen minimiert werden. Dazu dient der oben nur schlecht zu sehende Abschlußstecker mit eingebautem 120 Ω Widerstand. Die Kabeldurchführung an der rechten Unterseite ist für ein Erdungskabel vorgesehen.
Antennenumschalter im wetterfesten Gehäuse
Dieses Foto zeigt den Innenaufbau. Der Antennenumschalter ist auf ein 1 mm dickes geerdetes Alublech montiert. Mit Hilfe von Abstandsbolzen kann ein zweites Blech dieser Art über dem Antennenumschalter aufgeschraubt werden. Das kann dann als Abschirmung in der anderen Richtung und gleichzeitig als Träger für weitere Leiterplatten dienen, wie z.B. einen WSPR Sender.
Antennenumschalter im Gehäuse – die Verkabelung der UHF-Buchsen.
Hier ist die Verkabelung der Buchsen zu sehen. Die RG58-Kabel sind einerseits an die SO239-Buchsen gecrimpt, andererseits an die gewinkelten SMA-Steckverbinder. Das gefräste Alublech, das als Schablone für das Bohren der Gehäusedurchbrüche diente, ist auf der Innenseite des Gehäuses mit den Buchsen verschraubt. Das gibt noch etwas zusätzliche mechanische Stabilität, wäre aber vermutlich nicht unbedingt notwendig.
Die Abschlußmessungen
Nachdem der Antennenumschalter nun im Gehäuse eingebaut ist und die endgültigen Buchsen bekommen hat, müssen die in Teil 2 duchgeführten Messungen nochmal wiederholt werden. Das nachfolgende Foto zeigt den Meßaufbau mit dem angeschlossenen Netzwerk-Analysator.
Antennenumschalter im Gehäuse. Aufbau zum Messen der Durchgangs- und Reflexionsdämpfung.
Anders als bei den ersten Messungen startet der Meßbereich nun bei 100 kHz und endet bei 200 MHz. Ich wollte einfach mal sehen, mit welchen Einschränkungen man bei einem (nicht vorgesehenen) Betrieb bei 145 MHz im 2‑m-Band rechnen müsste. Der Start bei 100 kHz vermeidet Artefakte bei niedrigen Frequenzen. Nachfolgend die Meßergebnisse der einzelnen Kanäle.
Eingang auf Buchse 1
Eingang auf Buchse 2
Eingang auf Buchse 3
Eingang auf Buchse 4
Eingang auf Buchse 5
Eingang auf Buchse 6
Eingang auf Buchse 1, Buchse 2 ist eingeschaltet
Eingang auf Buchse 4, Buchse 3 ist eingeschaltet
Diskussion der Meßergebnisse
In der nachfolgenden Diskussion wird immer wieder von den gemessenen Werten in dB auf absolute Leistungen umgerechnet. Der Grund ist, daß der Umschalter mit den 100 Watt eines IC-7300 Transceivers betrieben werden soll. Da die Verlustleistungen zur Erwärmung der Bauteile führen, soll damit abgeschätzt werden, ob die Leistung tragbar ist. Ein Bastler weiß aus Erfahrung, wie warm ein mit 250 mW oder 1 W belasteter Widerstand wird und ob man diese Leistung einem Kabel, einer Buchse oder einem Relais zumuten kann. Alle absoluten Leistungen sind auf die genannte Eingangsleistung von 100 Watt bezogen.
Die Dämpfung bis 30 MHz ist jetzt von 0.02 dB auf bis zu 0.1 dB angestiegen. Das heißt, daß bei Betrieb im 10-m-Band mit 100 Watt etwas über 2 W im Umschalter verbraten werden. Nicht schön, aber tragbar. Allein die ungefähr 25 cm RG58-Kabel, die bei jedem Kanal zwischen den beiden Buchsen liegen, dürften 0,02 dB (0,4 W) dazu beitragen (8 dB/100m @ 30 MHz). Wenn wir die fehlenden 0.06 dB gleichmäßig auf die vier Steckverbinder verteilen (SO239-SMA-SMA-SO239), dann bleiben an jedem dieser Steckverbinder 0.015 dB hängen, was plausibel klingt. Bei 100 Watt Eingangsleistung sind das dann jeweils gut 300 mW. Das muß man wohl akzeptieren. Auch mit der drei- oder vierfachen Leistung sollte das in Ordnung sein, aber bei noch höheren Leistungen wird man die Verluste reduzieren müssen, sonst läuft der Umschalter im Dauerbetrieb heiß.
Die oben dokumentierten Messungen zeigen auch jeweils die reflektierte Leistung, also die Rücklaufdämpfung, in dB an. Bis 30 MHz liegt sie auf jedem Kanal, außer dem dritten, unter 30 dB. Das bedeutet, daß weniger als ein Tausendstel der eingespeisten Leistung reflektiert wird. Bei 100 Watt am Eingang sind das 100 mW und das ist guten Gewissens vernachlässigbar. Bei Kanal 3 zeigt sich eine Anomalie. Das Smith Diagramm verrät, daß die kapazitive Belastung höher ist, als auf den anderen Kanälen, denn die Kurve geht früher und deutlicher nach unten in den kapazitiven Bereich. Die Rücklaufdämpfung beträgt bei 30 MHz nur noch 25 dB, was schon einer rücklaufenden Leistung von 300 mW entspricht.
Bei höheren Frequenzen jenseits von 30 MHz macht sich die Anomalie auf Kanal 3 immer stärker bemerkbar. Bei 75 MHz beträgt dort die Durchlaufdämpfung 0.21 dB, während sie auf den anderen Kanälen höchstens 0.15 dB beträgt. Gleichzeitig sieht man aber auch, daß die Rückflußdämpfung auf gut ‑17 dB ansteigt, was natürlich an dem schlechten Stehwellenverhältnis liegt. Anders ausgedrückt, von den 4,7 W die nicht am Ausgang ankommen (0.21 dB Dämpfung), werden 2 W zum Eingang reflektiert (-17 dB). Letztlich gehen also auf dem Kanal 3 doch nur 2,7 W als Wärme verloren. Zum Vergleich hat Kanal 5 eine Durchlaufdämpfung von 0,12 dB und eine Rücklaufdämpfung von 30 dB. Hier werden also nur 100 mW reflektiert und genau wie auf dem dritten Kanal 2,7 W in Wärme umgewandelt. Die Dämpfung ist also auf allen Kanälen im Rahmen der Meßgenauigkeit gleich, aber das Stehwellenverhältnis und damit die reflektierte Leistung ist unterschiedlich.
Was ist also die Quintessenz dieser Messungen? Ich werde den Antennenumschalter im gesamten Kurzwellenbereich inklusive dem 6‑m-Band und dem 4‑m-Band einsetzen. Auch Kanal 3 wird verwendet, mit der marginal höheren Rücklaufleistung muß der Transceiver zurechtkommen.
Was bedeuten die Messungen bei 145 MHz für einen eventuellen zukünftigen UKW Antennenumschalter? Der hier gebaute Umschalter ist für das 2‑m-Band sicher nicht mehr geeignet, das Stehwellenverhältnis liegt auf allen Kanälen zwischen 1,25 und 2. Ein kleines Spreadsheet zeigt, daß die tatsächlichen Verluste bei 145 MHz auf allen Kanälen zwischen 0,25 und 0,3 dB liegen, wenn man die reflektierte Leistung zur durchgelassenen Leistung addiert, wie es bei idealem Stehwellenverhältnis von 1 der Fall wäre. Da RG58 bei 145 MHz etwa 18 dB Verlust auf 100 m hat, kann man bei den hier verbauten 25 cm also schon knapp 0,05 dB dem Kabel zurechnen. Dämpfungswerte für SMA und UHF Steckverbinder habe ich nicht gefunden, daher verteile ich, wie oben, die verbleibende Dämpfung gleichmäßig auf die verwendeten Steckverbinder und das Relais. Würde man also die Kabel und zwei Steckverbinder weglassen, sollte mit den hier verwendeten Relais auf 2 m eine Dämpfung von 0,1 bis 0,15 dB erreichbar sein. Mechanisch wird man die Relais dann aber im Kreis anordnen und die Buchsen direkt auf die Platine löten.
Der Antennenumschalter ist nun halb aufgebaut und kann durchgemessen werden. Um bei einem völligen Versagen nicht alles wieder auslöten oder gar verschrotten zu müssen, sind die im Moment nicht benötigten Teile noch unbestückt. Die Relais werden noch nicht vom Controller sondern über eine Steckbrücke geschaltet. Hier ein Foto des Testaufbaus:
Testaufbau des halb bestückten Antennenumschalters mit Dummyload.
Zum Testbetrieb am Ausgang des Transceivers mit 100 Watt Sendeleistung ist hier eine Dummyload angeschlossen. Fotos mit einer Wärmebildkamera sind weiter unten gezeigt.
Durchgangs- und Reflexionsmessungen
Hier die ausführlichen Testergebnisse mit einem vektoriellen Netzwerkanalysator.
s11 und s21 Messung: Eingang auf Ausgang 1s11 und s21 Messung: Eingang auf Ausgang 2s11 und s21 Messung: Eingang auf Ausgang 3s11 und s21 Messung: Eingang auf Ausgang 4s11 und s21 Messung: Eingang auf Ausgang 5s11 und s21 Messung: Eingang auf Ausgang 6
Die Meßergebnisse zeigen jeweils die Durchgangsdämpfung s21 zu jedem der sechs Ausgänge und das Reflexionsverhalten s11 am Eingang, jeweils von 0 bis 100 MHz. Die blauen Kreise zeigen die Stehwellenverhältnisse 1,25, 2 und 3.
Als Einsatzbereich sind 0 bis 30 MHz angestrebt, höhere Frequenzen werden aber gerne mitgenommen. Die Durchgangsdämpfung bis 30 MHz ist in jedem Fall unter 0,02 dB. Dabei dürfte der Meßfehler recht hoch sein, denn trotz Kalibrierung wird auch hier und da mal eine Verstärkung von 0.01 dB angezeigt. Bei 100 Watt Eingangsleistung bedeutet eine Dämpfung um 0.02 dB einen Verlust von knapp 500 mW, also durchaus tragbar. Bis 75 MHz wächst dieser Verlust auf 0.07 dB an, was immerhin schon 1,5 Watt entspricht, aber auch noch nicht besorgniserregend ist. Einen Ausreißer gibt es sowohl bei der Dämpfung wie beim Stehwellenverhältnis auf Kanal 3. Die Ursachen sind noch nicht bekannt. Dennoch ist auch Kanal 3 bis 30 MHz ohne Einschränkungen verwendbar.
Messung der Kopplung auf Nachbarkanäle
Die nachfolgenden Messungen zeigen die Kopplung auf Nachbarkanäle für ausgewählte Einstellungen:
s11 und s21 Messung: Eingang auf Ausgang 1 geschaltet, Messung der Kopplung auf Ausgang 2s11 und s21 Messung: Eingang auf Ausgang 6 geschaltet, Messung der Kopplung auf Ausgang 1s11 und s21 Messung: Eingang auf Ausgang 6 geschaltet, Messung der Kopplung auf Ausgang 5
Die Nachbarkanaldämpfung liegt in allen gemessenen Fällen bis 30 MHz bei knapp 46 dB. Das bedeutet, daß bei 100 Watt übertragener Leistung etwa 2,5 mW auf den Nachbarkanal gekoppelt werden. Auch das ist ein völlig akzeptabler Wert. Bei 75 MHz ist die Kopplung erwartungsgemäß größer, aber mit 37 dB (20 mW bei 100 Watt am Eingang) immer noch unkritisch.
Betrieb mit hoher Leistung
Die Meßergebnisse stimmen zuversichtlich und so kann ein Dauertest mit einer Dummyload bei 100 W Leistung durchgeführt werden. Die selbstgebaute Dummyload ist für 100 Watt konstruiert, wird aber nach einigen Minuten so heiß, daß man sie nicht mehr anfassen kann. Daher sind die Dauertests auf 5 Minuten begrenzt, gefolgt von einer mindestens halbstündigen Abkühlphase. Ein Foto des Testaufbaus im optischen Bereich mit dieser Dummyload ist oben gezeigt. Hier folgen Fotos mit der Wärmebildkamera:
Relais 1 eingeschaltet, keine HF
Relais 1 eingeschaltet, 100W HF, nach etwa 5 Minuten
Relais 1 eingeschaltet, 100W HF, nach etwa 5 Minuten
Relais 3 eingeschaltet, 100W HF, nach etwa 5 Minuten
Relais 3 eingeschaltet, 100W HF, nach etwa 5 Minuten
Relais 3 eingeschaltet, 100W HF, Unterseite nach etwa 5 Minuten
Erwärmung des IC-7300 nach 5 Minuten Volllast
Erwärmung der Dummyload
Erwärmung des RG58 Koaxkabels zum Transceiver.
Die Wärmebilder zeigen keine signifikante Erwärmung des Antennenumschalters. Schon ohne HF sieht man, wie sich das Relais durch den Spulenstrom von knapp 20 mA (220 mW) erwärmt. Nach etwa fünf Minuten Betrieb mit 100 Watt kommt keine signifikante Erwärmung hinzu. Zu beachten ist, daß die Farbgebung dem jeweiligen Temperaturverlauf angepasst wird. Damit haben Farben in jedem Bild eine unterschiedliche Bedeutung. Der Bereich wird jeweils auf der vertikalen Skala am rechten Bildrand gezeigt. Links oben wird die Temperatur im Fadenkreuz der Bildmitte angezeigt.
Die Wärmebildkamera zeigt übrigens das Wärmebild überlagert mit einem niedrig aufgelösten Foto im optischen Bereich. Beide Fotos sind je nach Abstand zum Motiv nicht immer deckungsgleich.
Inzwischen ist der Antennenumschalter fertig bestückt und wartet auf seinen Einbau in ein wetterfestes Gehäuse:
Der fertig bestückte Antennenumschalter.
Das Abschirmblech soll nur bei Bedarf eingebaut werden.
Der Einbau in ein Gehäuse wird im nächsten und voraussichtlich letzten Teil dokumentiert.
Der Weg vom Shack nach draußen auf den Balkon, wo die Antennen z.T. schon aufgestellt sind und noch werden sollen, ist begrenzt. Ich habe eine Kernbohrung von immerhin 40 mm durch die Außenmauer des Hauses getrieben, aber da sollen immerhin mindestens drei Ecoflex-10 Koaxkabel durch, ein vieradriges Kabel für die Rotorsteuerung und ein etwas dünneres mehradriges Kabel für die RS-485-ModBus-Schnittstelle, über die ich verschiedene Außengeräte ansteuern will, inklusive der für die Geräte notwendigen Spannungsversorgung. Etwas Reserve für ein viertes oder fünftes Koaxkabel wäre auch anzuraten. Außerdem hat mein IC-7300, so wie wohl die meisten Kurzwellen-Transceiver, nur einen einzigen Antennenausgang. Wie ich es auch drehe und wende, es muß ein ferngesteuerter Antennenumschalter für Kurzwelle her. Sowas kann man natürlich kaufen, aber unsereins bastelt ja gerne und für Kurzwelle sollte der Selbstbau keine allzugroße Herausforderung sein.
Vorüberlegungen
Ich hatte mir das immer recht kompliziert vorgestellt, spezielle Koaxrelais, impedanzkontrollierte Streifenleitungen, hochspannungsfeste Bauteile und nicht zuletzt alles in einen abgeschirmten Metallkäfig eingebaut. Realistisch betrachtet reden wir aber von einer Wellenlänge von mindestens 10 m und einer Leistung von 100 Watt. Mit der Aussage, daß Leitungslängen von weniger als einem zwanzigstel der Wellenlänge zwar meßbar, aber noch nicht sonderlich relevant sind, bin ich ganz gut durch mein Berufsleben gekommen. Selbst wenn ich noch das 4‑m-Band bei 70 MHz mit gewissen Abstrichen dazunehme, dann kann ich also recht guten Gewissens 20 cm lange Leitungen verlegen, ohne mir um die Impedanz und Signallaufzeiten große Sorgen zu machen.
100 Watt in einem 50 Ohm-System bedeuten gut 70 Veff bei einer Stromstärke von nicht einmal 1,5 A. Das lässt sich gut mit preiswerten und kleinen Bauelementen beherrschen. Man braucht für die Verdrahtung kein 10 mm dickes Koaxkabel und auch keine N‑Steckverbinder. SMA-Steckverbinder sollen im Kurzwellenbereich für mehr als 1 kW Leistung gut sein und selbst RG174U-Kabel soll bis zu 1,1 kV aushalten, RG58U sogar bis zu 1,4 kV. Diese Grenzen muß man freilich nicht austesten, aber es zeigt, daß die Bauteile für die im Amateurfunk zugelassenen Leistungsgrenze von 750 Watt zu gebrauchen sind, erst recht für nur 100 Watt. Allerdings sollte man im Hinterkopf behalten, daß die heutzutage populären digitalen Betriebsarten im Gegensatz zu CW oder SSB diese Leistung über eine längere Zeitspanne von mindestens 15 Sekunden bei FT‑8, 2 Minuten bei WSPR oder gar viele Minuten bei RTTY vertragen müssen.
Die Realisierung
Da auf dem Balkon bereits ein wasserdichtes IP65 Kunststoffgehäuse vom Typ RND 455–00166 für die diversen Kabeldurchführungen an der Wand hängt, soll auch der Antennenumschalter in ein solches baugleiches Gehäuse eingebaut werden. Wenn man an den Rändern etwas Platz lässt, kann man bequem 230 mm x 150 mm verbauen und hat dafür eine Höhe von mindestens 70 mm zur Verfügung. Die untere Fläche reicht links oder rechts für den Einbau von sechs N- oder SO239-Buchsen aus. Auf die andere Seite kommen dann die Steckverbinder für die Spannungsversorgung und die RS485 Leitung. Letztlich hat dieses Gehäuse dann die Anzahl der anschließbaren Antennen bestimmt, vier Ausgänge waren Pflicht, da sechs Ausgänge passen, ist es nun ein 6‑fach Umschalter geworden. Hier der Schaltplan und die KiCad-3D-Ansicht:
Schaltplan des Antennenumschalters (Link auf PDF).KiCad 3D-Vorschau des Antennenumschalters von obenAntennenumschalter von unten
Die Leiterplatte ist 100 mm hoch und 200 mm breit und auf doppelseitigem FR‑4 Material gefräst.
Zur Steuerung ist das ATTiny1634-Modul mit RS485-Schnittstelle eingesetzt. Es ist in der 3D-Vorschau oben hinter dem Abschirmblech zu sehen. Über einen ULN2803A treibt dieses Modul die Relais auf dem unteren Teil der Platine an. Zwischen Steuermodul und HF-Umschalter ist auf beiden Seiten der Leiterplatte ein etwa 2,5 mm breiter Isolationskanal gezogen. Die Flächen sind jeweils ausgefüllt und mit Masse verbunden, die Seite des Steuermoduls mit der „digitalen“ Masse des Prozessors, die des Umschalters mit der geerdeten Abschirmung der Koaxkabel. Zur Verbindung mit den jeweiligen N- oder SO239-Antennenbuchsen am Gehäuse werden SMA-Buchsen eingesetzt.
Als Relais sind Schrack PE014012 eingesetzt, die für 250 VAC und 5 A spezifiziert sind. Auch das sollte nominal für mehr als 1 kW Leistung reichen. Schalten sollte man natürlich möglichst ohne Last.
Jede einzelne Antenne ist über Gasentladungsröhren gegen statische Überspannungen geschützt. Sie zünden bei 600 V. Außerdem ist jeweils ein hochohmiger Widerstand parallel geschaltet, der niedrigere statische Aufladungen ableiten soll. Die SMA-Buchsen der obere Reihe sind jeweils im Ruhezustand mit der zugehörigen Antenne verbunden. Die Idee ist hier, daß vielleicht mal ein kleiner WSPR-Sender in das Gehäuse eingebaut werden kann, der dann die Antenne benutzt, wenn sie nicht von der Station im Shack benötigt wird. Die Bestückung diese Buchsen ist natürlich optional.
Die SMA-Buchsen auf der Leiterplatte haben nur drei Massepins, damit das Signal des Centerpins bequem und mit großem Abstand nach außen geführt werden kann. Das soll die Isolationsstrecke auf mindestens 1 mm vergrößern und so höhere Spannungen zulassen. Einer der vier Pins der SMA Buchsen muß daher vor dem Einlöten abgebrochen werden.
Nicht alle notwendigen Leitungen sind auf der Leiterplatte untergekommen. Die Verteilung der HF auf die Relais soll über einen dicken Draht auf der Unterseite der Platine im Abstand von einem oder zwei Millimetern erfolgen. Auch die Schalteingänge der Relais müssen über Drahtstücke mit den Treiberausgängen des ULN2803A verbunden werden.
Die Leiterplatte ist doppelseitig gefräst, aber ohne Durchkontaktierungen. Auf der Oberseite sind allerdings keine Leiterbahnen verlegt, sondern nur die Masseflächen, wie auch auf der Unterseite. Daher muß nicht jeder Pin auch oben angelötet werden. Den einen oder anderen Massepin sollte man aber schon beidseitig kontaktieren, damit die Massefläche überhaupt eine Wirkung haben kann.
Oberseite des noch unbestückten, gefrästen und mit Lötlack beschichteten Antennenumschalters.Unterseite des Antennenumschalters.
So, jetzt werde ich erstmal die Platine zusammenlöten und zumindest die Dämpfung der einzelnen Kanäle im Kurzwellenbereich messen. Danach geht’s mit dem zweiten Teil dieses Beitrags weiter.
Die hier beschriebene LibreOffice Tabelle habe ich nun etwas überarbeitet. Ich habe die Struktur grundlegend geändert und die Berechnung um den Skin-Effekt erweitert. Man kann also jetzt auch den Widerstand eines Leiters bei Anlegen einer Wechselspannung bestimmen. Das funktioniert nur angenähert und auch nur bei den Materialien, für die die magnetische Permeabilität verfügbar war. Die neue Tabelle kann hier heruntergeladen werden:
Ich denke daß die Tabelle selbsterklärend ist. Nur die grün hinterlegten Felder müssen ausgefüllt werden. Man wählt das Leitermaterial in B3 und den Querschnitt in B4. Wie in der alten Version kann man Draht (rund), Rohr (rund und hohl) oder Leiterband (rechteckig) auswählen. Dann gibt man die Frequenz, die Temperatur, die Stromstärke (optional) und die Dimensionen an. Darunter werden einige Zwischenergebnisse angezeigt, die man normalerweise nicht braucht, die aber zu Kontrollzwecken nützlich sein können. Die Ergebnisse stehen dann in den Zellen E3 bis I3.
Alles wie immer ohne Gewähr. Wer Fehler findet, möge sie mir bitte mitteilen und ich werde mich um Korrektur bemühen.
Wie schon vor ein paar Tagen beschrieben, will ich demnächst mal zu Testzwecken einen Monoband Dipol wie im Lehrbuch beschrieben aufbauen. Den Halter für die Speisung in der Mitte habe ich schonmal gefräst.
Einzelteile für den Antennenhalter. PVC-Block zum Halten der Last und Leiterplatte für die Verdrahtung. Schalter nur zu Meßzwecken.
Der PVC-Block wird unter die Leiterplatte montiert und er soll die Hauptlast der Antennendrähte aufnehmen.
Montage der Halteschrauben.
In diesen PVC-Block werden die Schrauben montiert und fest angezogen. Die beiden Verlängerungsspulen, jeweils etwa 500 nH (10 Windungen auf 10 mm Bohrer), sind hier bereits aufgelötet und der ganze Block ist in eine Aufputzdose gelegt:
Antennenhalter fertig eingebaut in eine Aufputzdose.
Die beiden Schalter überbrücken die Spulen und sind nur zu Meßzwecken vorgesehen. In der endgültigen Version werden sie entfernt.
An die beiden etwas dickeren M4-er Schrauben in Dosenmitte sollen dann die beiden seitlich abgehenden Antennendrähte angeschraubt werden. Unten wird eine SO239-Buchse eingebaut, die über die bereits beschriebene Mantelwellensperre an die oberen beiden M3-er Schrauben angeschlossen werden soll.
Soweit der aktuelle Stand. Das Projekt wird fortgeführt, wenn es das Wetter zulässt.
Nachdem das vor einem halben Jahr entworfene I/O Board mit einem ATTINY1634 sehr gut funktioniert, kam aber recht bald der Wunsch nach ein paar mehr I/O Ports auf. Das ATTINY-Board hat nur maximal 15 verwendbare Ports, die z.T. auch noch anderweitig verwendet werden. Wird die RS485 Schnittstelle verwendet, gehen dafür drei Ports verloren, so daß dann nur noch 12 Ports verfügbar sind. Für viele Anwendungsfälle ist das mehr als genug, aber z.B. für den angedachten Bau eines ferngesteuerten Antennentuners bräuchte man schon an die 20 Ports, um je eine Kaskade Kondensatoren und Spulen umzuschalten.
Auf der Suche nach einem preiswerten, gut verfügbaren und nicht abgekündigten Baustein fand ich den ATMEGA644PA-AU, der bei den bekannten chinesischen Anbietern für etwa 1 € zu haben ist. Zudem hatte ich früher schonmal mit deren Vorgängern etwas aufgebaut und Einzelstücke des ATMEGA644V-10AU und des ATMEGA644-20AU lagen noch in der Kiste. Außerdem hat der ATMEGA644 sehr viel mehr Speicher an Bord (64k Flash, 2k EEPROM und 4k RAM) und er kann bis 20 MHz getaktet werden. Gleichwohl sei gesagt, daß ich bisher auch mit den halben Ressourcen des ATTINY1634 ausgekommen bin. Aber schaden kann’s nicht (nunja, etwas Strom kostet’s schon). Der 644-er hat ein 44-Pin QFP Gehäuse und passt in den vom ATTINY-Board vorgegebenen Formfaktor. Damit können die Boards weitgehend pinkompatibel gestaltet werden.
ATMEGA644PA-Board mit RS485 Schnittstelle (Ansicht von oben)ATMEGA644PA-Board mit RS485 Schnittstelle (Ansicht von unten)
Das Board ist nun etwas breiter geworden und hat zusätzliche Pins bekommen. Es kann aber auf der vorhandenen Test- und Programmierplatform für den ATTINY1643 und auf den Anwendungsboards verwendet werden, sofern es wegen des Überhangs mechanisch passt. Damit ich mir beim Routen nicht die Finger breche, habe ich die 4‑Lagen Multilayer Technik gewählt. Beim ATTINY1634 kam ich mit zwei Lagen aus. Nachfolgend ein Foto mehrerer fertig bestückter ATTINY und ATMEGA Boards:
Mehrere bestückte RS485 Boards, teils mit ATTINY1643 und teils mit ATMEGA644.
Hier ist der zugehörige Schaltplan. Im wesentlichen ist er vom ATTINY-Board übernommen, aber weil noch Platz auf der Platine verfügbar war, habe ich ihr einen TMP275 Temperatursensor spendiert, der eine Genauigkeit von 0,5 K haben soll. Das wird freilich durch die Eigenerwärmung des Boards etwas konterkariert. Gegebenenfalls muß diese Eigenerwärmung per Software kompensiert werden oder das Board sollte in einem der vielen Stromsparmodi betrieben werden. Die Idee ist, beim Außeneinsatz z.B. als Antennenumschalter, auch gleich die Außentemperatur zu messen. Außerdem ist eine REF5025-Spannungsreferenz einbaubar, falls mal halbwegs präzise Analogspannungen gemessen werden sollen.
Versuchsweise habe ich auch mal einen Trimmer für den Quarz vorgesehen. Die hier und auch auf anderen Boards verwendeten Quarze sind für eine nominale Lastkapazität von 12 pF spezifiziert. Das ist die Kapazität, die dem Quarz parallelgeschaltet werden muß, damit er auf der Nominalfrequenz schwingt. Da die beiden obligatorischen Kondensatoren (hier C1 und C4) in Serie geschaltet sind, müsste jeder von ihnen also 24 pF haben. Da ja auch weitere Schaltkapazitäten hinzukommen, habe ich in der Vergangenheit meist 2 x 18 pF vorgesehen, was also 9 pF Last plus geschätzten 3 pF Schaltkapazität in der Summe zu etwa 12 pF führen sollte.
Im Rahmen der verfügbaren Meßmöglichkeiten war das bisher präzise genug. Jetzt habe ich aber auf dem ATTINY-Board auch eine Uhr implementiert, die mit 2 x 18 pF Lastkapazität am Tag bis zu einer Sekunde nachging. Bei einem 12 MHz Quarz entspricht das einer um etwa 150 Hz zu niedrigen Frequenz. Durch Ausprobieren verschiedener Werte habe ich herausgefunden, daß bei Kondensatoren von der Stange 2 x 15 pF die geringsten Abweichungen verursachen. Bei Versuchen mit einem 8 MHz, einem 11,059 MHz und einem 12 MHz Quarz ergaben sich Abweichungen von etwa 50 Hz nach unten. 2 x 13 pF war wieder deutlich schlechter in die andere Richtung. Die verbleibende Abweichung wird per Software kompensiert, indem alle soundsoviele Taktzyklen ein 10 ms Intervall eingeschoben oder weggelassen wird. Auf dem ATMEGA Board habe ich nun 2 x 12 pF vorgesehen und mit dem zusätzlichen Trimmer soll dann die nominale Frequenz eingestellt werden.
Hinreichend genaue Frequenzmessungen mache ich übrigens inzwischen mit dem IC-7300 Transceiver und der WSJT‑X Software. Die Frequenzbasis des IC-7300 ist mit unter 0,5 PPM spezifiziert und damit etwa 10-mal so genau, wie der Quarz. Im CW-Modus wird die nominale Frequenz des Quarzes eingestellt und dann sollte der Mittelpunkt der Frequenz bei der eingestellten CW-Audiofrequenz sein. Abweichungen von wenigen Hz sind deutlich erkennbar. Hier ein Screenshot des IC-7300 und das zugehörige Spektrum von WSJT‑X.
Screenshot des IC-7300 bei 11,0592 MHz.
Screenshot WSJT‑X bei einem eingestellten CW-Pitch von 700 Hz.
Mit dem Trimmer wurde hier die Frequenz auf den nominalen Wert von 11,0592 MHz gezogen. An der WSJT‑X Darstellung sieht man, daß die tatsächliche Frequenz einige wenige Hertz höher liegt.
