QO-100 Amsat-DL Downconverter V3

Viel mehr als ein Konverter: ein GPS Universalsystem

Ich hatte das Glück einer der ersten zu sein die den Amsat-Downconverter Version-3 ausprobieren durften. Die Bezeichnung "Downconverter" ist sehr zurückhaltend, denn diese Platine kann viel mehr. Sie hat die Potenz um die zentrale Bauguppe in der QO-100 Anlage zu sein. Warum das so ist sieht man an den enthaltenen Komponenten:

Alle diese Module sind auf der Platine enthalten.

Gehen wir der Reihe nach durch diese Funktionsmodule:

1. Down-Mixer

Um den Sinn einer Abwärts-Mischung zu verstehen, muss man den ganzen QO-100 im Blick behalten und verschiedne Konfigurationen durchsehen:

NB-Transponder für SSB (Phonie...):
10489,550 bis 10489,800 MHz

WB-Transponder für DATV:
10491,000 bis 10499,000 MHz

zunächst der "Normalfall":
ein LNB hat eine Local-Oszillator Frequenz von 9750 MHz. Damit wird das empfangene Signal gemischt und vom LNB ausgegeben. Das resultiert in folgenden Frequenzen:

NB-Transponder: 10489,55 - 9750 = 739,55 MHz
WB-Transponder: 10495,00 - 9750 = 745 MHz

Diese Konfiguration ist ausschließlich für den Betrieb mit einem SDR sowie einem PC gestützten DATV Empfänger nutzbar. Da die LNB Ausgänge jedoch für Frequenzen >1GHz optimiert sind, liegt die Frequenz von ca. 740 MHz bereits etwas außerhalb mit Einbußen bei der Empfindlichkeit, was vor allem bei DATV merkbar ist.

hinauf gezogene LNB Frequenz:
sehr beliebt ist das Hochsetzen der LNB Frequenz von 25 MHz auf 25,73... MHz. Dadurch wandert der LNB Ausgang in das 70cm Band und kann mit einem normalen Transceiver empfangen werden. Das geht, jedoch treten die zuvor beschriebenen Probleme noch stärker hervor.

hinunter gezogene LNB Frequenz:
diese dritte Möglichkeit wird vom Amsat-Downconverter-V3 gemacht. Die LNB Frequenz von 25 MHz wird jetzt auf 24 MHz gesetzt. Damit ist die Mischfreqenz des LNBs nicht mehr 9750 MHz sondern 9360 MHz. Jetzt wandert der LNB Ausgang auf folgende Frequenzen:

NB-Transponder: 10489,55 - 9360 = 1129,55 MHz
WB-Transponder: 10495,00 - 9360 = 1135 MHz

Da LNB Ausgänge auf Frequenzen knapp über 1 GHz optimiert sind, befinden wir uns hier im optimalen Arbeitsbereich mit höchster Empfindlichkeit und bestem SNR.
Außerdem eignet sich die Frequenz des WB-Transponders von 1135 MHz gut für den Empfang mit Satelliten-Empfängern wie dem Octagon SF8008.

Um die Frequenz des NB-Transponders von 1129,55 MHz hinunter zu verschieben wird ein Mischer eingesetzt. Dieser ist in 10 Stufen einstellbar und erlaubt Ausgangsfrequenzen von 3,55 MHz bis zu 439,55 MHz. 10 Stufen in diesen Bändern: 80m, 15m, 10m (2 Stufen), 6m, 4m, 2m (2 Stufen), 70cm (2 Stufen).

Die 3,55 MHz Einstellung im 80m Band macht mir viel Spaß. Damit kann ich mit einem uralten, selbstgebauten QRP-Empfänger den Satelliten hören. Wer hätte das gedacht als ich das Teil von 25 Jahren gebaut hatte :-) Normalerweise stelle ich aber 144,55 MHz ein und empfange mit einem 2m SSB Transceiver.

2. OCXO bzw. GPS Clock Referenz

Außer bei den ganz hartgesottenen SDR Spezialisten wird sehr bald der Wunsch nach einer Stabilisierung der diversen Frequenzen aufkommen. Üblicherweise besorgt man sich dann ein oder sogar 2 GPSDO Module und stabilisiert den LNB (ca. 25 MHz) und die anderen Komponenten (10 MHz oder 40 MHz).

Diese Amsat Platine V3 (GPS-Version) enthält bereits sämtliche takterzeugenden Schaltkreise um die benötigten Frequenzen bereitzustellen. Dabei gibt es zwei Hardware-Optionen a) OCXO oder b) GPS.

Die OCXO Variante ist bereits ziemlich stabil und hat vor allem eine perfekte Phasenreinheit was vor allem die DATV Spezialisten brauchen. Die GPS Variante ist natürlich perfekt stabil wie man es von GPS erwartet. Ich habe mich für die GPS Version entschieden, da diese alle Bereiche optimal abdeckt und das Aufstellen der GPS Antenne kein Problem ist.

Man schließt eine billige aktive GPS Antenne an und erhält dann folgende stabilisierte Ausgangsfrequenzen:

* LNB Frequenz von 24, 25, 25.45 oder 26 MHz (per Jumper einstellbar, um es an den jeweiligen LNB Typ anpassen zu können). Damit ist der Empfang stabilisiert. Die Frequenzumsetzung in das gewählte Ausgangs-Band erfolgt automatisch, und ist bei jeder dieser Einstellungen korrekt.

* 10 MHz Referenzausgang (SMA): dient üblicherweise der Stabilisierung eines Sende-Upconverters und/oder eines Transceivers mit 10 MHz Eingang (z.B. IC9700)

* wählbare Down-Mixer-Frequenz. Der Downmixer wird ebenfalls von der GPS Referenz abgeleitet wodurch der Ausgang hoch stabil läuft.

* 40 MHz Referenzausgang: an einer Steckbrücke kann eine GPS-stabilisierte 40 MHz Referenz entnommen werden. Diese ist vor allem für externe SDR Empfänger vorgesehen, wie z.B. den Adalm Pluto.

Ein externes GPSDO ist nicht mehr erforderlich, was den Preis des Gesamtsystems interessant macht.

3. die LNB Versorgung

die Platine enthält auch einen LNB-Controller, welche die benötigten Spannungen von 14V und 18V erzeugt und überwacht. Kurzschlüsse und andere Fehler werden erkannt und ggf. der Ausgangsstrom abgeschaltet.

Die Spannungen sind über L/C Glieder als Phantomspeisung auf die LNB Anschlüsse gelegt.

Ebenfalls ist obige LNB-Frequenz von 24, 25, 25.45 oder 26 MHz in das LNB-Kabel eingekoppelt. Damit erübrigt sich ein zusätzliches Kabel um diese Frequenz in den LNB zu bekommen.

Amsat-DL hat hier alle wichtigen Komponenten in eine Platine vereinigt. Was mir besonders gefällt ist die GPS Stabilisierung, was den Einsatz von externen, teuren GPSDOs unnötig macht. Überhaupt hat diese Platine den Kabelsalat in meiner QO-100 Anlage stark verringert.