Schaltung: Selbstbau-Breitband-70-cm-FM-Erreger

Lange bevor SDRs zur Selbstverständlichkeit wurden, zeigte dieser ausgefeilte FM-Erreger, wie sich präzise Breitbandaussendungen im 430–440-MHz-Amateurfunkband erzeugen lassen. Ein faszinierender Blick auf klassische HF-Technik – von Oszillatordesign und PLL-Regelung bis hin zu Abschirmung, Filterung und HF-Layout.

Im Jahr 2013 stellte Elektor Amateurfunkern einen 70-cm-FM-Exciter vor – für alle, die hochwertige Breitband-FM-Übertragungen im 430–440-MHz-UHF-Amateurfunkband auf professionelle Weise erzeugen wollten. Anders als die weit verbreiteten Handfunkgeräte für die Sprachkommunikation wurde dieses Projekt als stabiler, frequenzagiler Exciter konzipiert, der als HF-Quelle für Relaisstationen, Richtfunkstrecken, experimentelle Datensysteme oder sogar Fernseh- und Multimediaübertragungen dienen kann. Mit einer HF-Ausgangsleistung von etwa 130 mW und einer Audiobandbreite von bis zu 100 kHz übertrifft er die Möglichkeiten eines gewöhnlichen Schmalband-FM-Sprechfunkgeräts bei Weitem.

Hintergrund

Ein FM-Exciter ist das „Herzstück" eines Funksenders: Er erzeugt ein sauberes, frequenzstabiles FM-Signal mit niedriger Leistung, das anschließend zur Übertragung verstärkt werden kann. Dieses Projekt realisiert einen Breitband-FM-Exciter für das 70-cm-Amateurfunkband und vereint einen PLL-Synthesizer, einen HF-Oszillator, eine Modulationsschaltung sowie Verstärkerstufen in einem kompakten Aufbau.

DIY-Breitband-70-cm-FM-Exciter — Schaltplan der Hauptplatine mit Mikrocontroller und HF-Sektion.

Die Schaltung

Im Kern kombiniert das Design einen Colpitts-HF-Oszillator, einen PLL-Frequenzsynthesizer und eine über einen Mikrocontroller gesteuerte Benutzeroberfläche. Der Oszillator erzeugt das Trägersignal, während eine PLL die Frequenz in 25-kHz-Schritten hochpräzise einrastet. Das Audiosignal wird über eine sorgfältig ausgelegte Modulationsschaltung eingespeist, die niedrige Verzerrungen und einen stabilen Hub gewährleistet. Eine Kette von MMIC-HF-Verstärkern hebt das Signal auf ein Niveau an, das zum Ansteuern eines externen Leistungsverstärkers geeignet ist. Ein Drehgeber und ein LCD ermöglichen eine intuitive Frequenzeinstellung und Statusanzeige.

Besonders interessant macht das Projekt die sorgfältige Auseinandersetzung mit HF-technischen Details. Der Autor behandelt Platinenlayout, Abschirmung, Masseführung, Oszillatoraufbau, Filterung und Gehäusedesign – allesamt kritische Themen für zuverlässige UHF-Performance, die bei einfacheren Senderprojekten oft vernachlässigt werden. Statt eines simplen FM-Senders bietet der Artikel eine praxisnahe Einführung in den Entwurf stabiler, rauscharmer HF-Hardware für den echten Amateurfunkeinsatz.

Obwohl sich viele Funkamateure heute auf preiswerte Software-Defined-Radios und hochintegrierte HF-Module verlassen, bleibt das Projekt ein hervorragendes Beispiel für klassisches HF-Design. Es zeigt, wie diskrete Oszillatoren, PLLs, analoge Modulationsschaltungen und sorgfältige Platinentechnik zu einem hochwertigen Sender kombiniert werden können – sowohl als nützliches historisches Design als auch als lehrreiches Referenzprojekt.

Das FM-Exciter-Projekt

Der Originalartikel „FM-Audio-Sender für das 70-cm-Band” erschien in der Elektor-Ausgabe Juli/August 2013. Zum Artikel.

Hinweis der Redaktion: Der Artikel erschien erstmals 2013. Einige Bauteile und Komponenten sind möglicherweise nicht mehr erhältlich. Das Projekt kann dennoch als Inspiration für neue Eigenentwicklungen dienen.