Basierend auf meinen bisherigen Konverter-Entwicklungen für OSCAR 100 habe ich mich an die Entwicklung und den Bau von zwei weiteren Konvertern für den ATV-Transponder von OSCAR 100 gemacht.
Herausgekommen sind der WB-Konverter inline V1.1 und V2.0.
Zwei praktische, kleine „Döschen“ die einfach in die Leitung zwischen LNB und SAT-Receiver geschaltet werden.
Es ist noch nicht mal eine externe Stromversorgung nötig. Der Konverter speist sich aus dem SAT-Receiver.
Nur noch den SAT-Receiver programmieren und fertig.
Man muss auch nicht unbedingt den LNB stabilisieren. Funktioniert auch mit nicht umgebauten Standard PLL LNBs.
Die beiden Konverter unterscheiden sich nur in der Art der Filter.
V1.1 verwendet konventionelle Stripline-Filter, während V2.0 mit SAW-Filtern arbeitet.
Im praktischen Betrieb an einem Octagon SF8008 zeigen sich fast keine Unterschiede.
Für alle, die einen dieser Konverter nachbauen möchten, hier eine kleine Auflistung der Vor- und Nachteile der Versionen als Entscheidungshilfe.
V1.1 Stripline :
relativ einfacher Nachbau, auch für weniger geübte Löter
man sollte über gewisse Messmittel für den Abgleich verfügen, Generator 745 MHZ, Pegelmesser 1340 MHz
das Ausgangssignal enthält mehr Nebenprodukte als bei der SAW-Version, was aber offenbar am SAT-Receiver keine Auswirkungen hat
V2.0 SAW :
die SAW-Filter sind schwer zu beschaffen, nur USA oder Fernost
der Nachbau ist nur etwas für sehr geübte SMD-Löter
dafür sind aber keine Abgleichmittel erforderlich, geht oder geht nicht 
das Ausgangssignal hat weniger Nebenprodukte
Bei ausreichender Nachfrage könnte ich eventuell einen Teil-Bausatz der Spezialbauteile anbieten.
Hier nun die Beschreibung der SAW-Version V2.0.
(Die V1.1 gibt es unter : Neuer ATV Konverter für Oscar 100 WB Konverter inline V1.1)
Der Konverter ist auf einer 72 x 53 mm großen, doppelseitigen Epoxy Platine aufgebaut.
Er passt somit in das 74 x 55 x 30 mm große Standard-Weißblechgehäuse WB745530.
Auf der Unterseite befindet sich nur eine Drahtbrücke.
Alle 22 Durchkontaktierungen habe ich mit 0,8 mm Kupfer-Hohlnieten gemacht.
Das Schaltbild des Konverters.
(zum Vergrößern Anklicken, zum Schließen Browser Zurück Button)
Zum Download steht weiter unten die .PDF – Version zur Verfügung.
Schaltungsbeschreibung :
Das 745 MHz Signal vom LNB durchläuft zunächst eine DC-Trennweiche und wird durch ein SAW-Filter gefiltert und danach in IC1 SPF5189Z verstärkt. Filterdämpfung und MMIC Verstärkung ergeben eine Gesamtverstärkung von ca. 9 dB mit leichten Exemplarstreuungen. Danach werden die 745 MHz mit 595 MHz in einem ADE25 Ringmischer addiert zu 1340 MHz. Üblicher Weise hat dieser Ringmischer eine Mischdämpfung von 7 dB. Das gilt aber nur für niedrige ZF-Frequenzen. Bei einer ZF von 1340 MHz beträgt die Mischdämpfung 10 dB.
Vom Mischer aus geht es direkt auf weiteres, SAW-Filter für 1340 MHz. Eigentlich würde man hier einen Diplexer zur Allpass-Anpassung des Ringmischers an 50 Ohm erwarten. An diesem Versuch war die Version 1.0 gescheitert. Ausgiebige Experimente haben ergeben, dass bei einer ZF von 1340 MHz es dem Ringmischer völlig egal ist, wie er abgeschlossen ist.
Übrigens ist der ADE25 einer der wenigen Ringmischer die auf der ZF-Seite bis 1500 MHz spezifiziert sind.
Das Ausgangfilter hat eine Durchgangsdämpfung von rund 2,5 dB. Somit ergibt sich eine rechnerische Gesamtdämpfung des Konverters von 3,5 dB.
Hinter dem Filter folgt wieder eine DC-Trennweiche und der Ausgang zum SAT-RX.
Der Localoszillator besteht aus nur einem einzigen Baustein, dem Si590 von Silicon Labs. Es ist eine ab Werk auf eine Ausgangsfrequenz von 10-810 MHz programmierte DSPLL.
Als Basis dient ein Quarzoszillator aus dem mittels digitaler Frequenzsynthese die gewünschte Frequenz erzeugt wird.
Die Temperaturstabilität der verwendeten Version wird von Si-Labs mit +/- 7 ppm und die über-alles Stabilität mit +/-20 ppm angegeben, was für ATV-Betrieb mehr als ausreichend ist.
Der von mir gemessene Ausgangspegel auf 595 MHz beträgt, je nach Exemplar, ca. -6 dBm, was für den 13 dBm Ringmischer zu wenig ist.
Deshalb folgt auf den Si590 IC2 SPF5189Z, der das Signal, je nach Exemplar, auf ca. +12 dBm anhebt.
Die Stromversorgung des Konverters (und des LNB) erfolgt direkt vom SAT-RX.
Dazu wird die Spannung am Konverter Ausgang mittels einer DC-Weiche ausgekoppelt und am Konverter Eingang wieder eingekoppelt.
Gleichzeitig wird die Spannung auf den Schaltregler TSR1-2450 von Traco geführt, der daraus verlustarm und stabil 5,0 V macht.
Die 5 V speisen die beiden MMICs und einen Lo-Drop-Linearregler LP2950ACZ3,3 der daraus 3,3V zu Versorgung des Si590 macht.
Die Gesamtstromaufnahme des Konverters ohne LNB beträgt 100mA bei 18V.
Die von uns verwendeten, modernen LNBs nehmen ca. 100-150mA auf, so dass mit 200-250mA die inoffizielle Norm von 350mA für SAT-RX noch deutlich unterschritten wird.
Die beiden Jumper an den DC-Weichen dienen hauptsächlich Messzwecken.
Einige HF-Generatoren und Messgeräte mögen es gar nicht wenn man sie mit DC beaufschlagt.
Andererseits können die Jumper aber auch bei abweichenden Konfiguration nützlich sein.
So sah dann der Prüfaufbau für den Localoszillator vor dem Einbau des Ringmischers aus.
Und so das Ergebnis : Saubere knapp 12 dBm
Je nach Exemplar des Si590 und des SPF5189Z fällt der Pegel etwas unterschiedlich aus,
was aber im praktischen Betrieb keine Auswirkungen hat.
So sieht die Durchlasskurve des Eingangsfilters mit Preamp von 0,1 – 2,0 GHz aus.
Filter + Verstärker = +9,0 dB im Durchlassbereich und abgesehen von kleinen Höckern mehr als 40 dB Sperrdämpfung,
abgesehen von einem Höcker bei ca.1300 MHz, der aber trotzdem noch 30 dB Dämpfung aufweist.
In der Schmalbandmessung von 600 – 900 MHz sieht man ein schönes flat Top und eine 3 dB Bandbreite von ca. 42 MHz.
Der Nutzkanal bei 745 MHz liegt wunderbar mitten im Filterbereich. 
Hier dann die Ausgangsfilter Durchlasskurve von 0,1 – 2,0 GHz
Es hat eine Durchlassdämpfung von nur knapp 2,5 dB und abgesehen von kleinen Höckern auch eine ansehnliche Sperrdämpfung von rund 40 dB und mehr.
Das beseitigt viele Unschönheiten des Ausgangssignals der Version 1.1.
So sieht dann der Bereich von 1,300 – 1,370 GHz aus.
Auch hier ein schönes flat Top und eine 3 dB Bandbreite von rund 30 MHz.
Leider liegt hier unser Nutzkanal von 1340 MHz schon ziemlich am Rand der Durchlasskurve.
Man kann leider oft nicht alles haben ... 
zumindest ohne viel Geld aus zu geben.
Für den praktischen Betrieb ist das aber noch völlig ok. Wir benötigen ja nur 8 MHz.
Für alle weiteren Messungen und den Abgleich habe ich dann ein 745 MHz Signal von einem Schlumberger Funkmessplatz eingespeist.
Das Signal habe ich dann am Advantest Spektrumanalyzer auf -20 dBm kalibriert.
Noch eine kleine Anmerkung für die Spezialisten :
Obwohl der Konverter eigentlich für 50 Ohm Technik ausgelegt ist, habe ich 75 Ohm F-Buchsen verwendet.
Alle Messungen habe ich in 50 Ohm Technik ausgeführt.
Es fehlt mir schlicht an passenden, breitbandigen Übertragern um in 75 Ohm Technik zu messen.
Und um verlustbehaftet mit Widerständen zu arbeiten und alle Messwerte umzurechnen, fehlen mir die Nerven und die Zeit.
Außerdem sind die Messabweichungen für Hobbyzwecke betrachtet, sehr gering und tolerabel.
So sieht dann das Ausgangssignal aus : ca. -24,5 dBm Pegel und schön sauber.
Somit hat dieses Exemplar eine Gesamt-Durchgangsdämpfung von -4,5 dB. (statt der rechnerischen -3,5 dB)
Etwas anders sieht es bei einer Betrachtung mit einem Span von 1900 MHz aus.
Dort sind auch alle, teils durch den Ringmischer produzierten Oberwellen des LO sichtbar.
Das ist aber nicht unüblich und fast unvermeidbar.
Hier bei der SAW-Filter Version des Konverters sind aber die Störpegel deutlich geringer und liegen alle unter -58 dBm.
Und wenn schon die Nebensignale der Version V1.1 im prkatischen Betrieb keine Auswirkungen haben, klappt's hier auf jeden Fall "mit dem Nachbarn"
Alle im Bild nicht markierten Signale sind Mischprodukte mit dem Eingangssignal und von dessen Pegel abhängig.
Nun endlich das echte Oscar 100 Signal am Octagon SF8008 SAT-RX.
Update : Die Bakenparameter wurden geändert !
Symbolrate : alt 02000, neu 01500
FEC : alt 2/3, neu 4/5
Man kann sich die Signalqualität sehr gut über das Menue „Signal Finder“ anzeigen lassen.
Als LNB fungiert ein modifizierter Diavolo Twin LNB mit externem indoor TCXO in einem alten „gichtbrüchigen“ schlecht fokussiertem und schlecht ausgerichtetem 60cm Spiegel hier an meiner Funkwerkstatt.
Der für uns fast einzig entscheidende Wert ist das Signal-Rauschverhältnis welches man als SNR Wert auf dem oberen Balken in % ablesen kann und darüber in dB.
Je nach Wetterlage liegt der SNR-Wert zwischen 5 und 6 dB beim Empfang der Oscar 100 ATV-Baake. Damit ist jederzeit ein stabiler, störfreier Empfang möglich.
Ganz davon abgesehen, wird das SNR fast ausschließlich vom LNB und der Antenne bestimmt.
Alles was hinter dem LNB passiert ist sowieso schon um rund 30 dB verstärkt.
Der AGC-Wert ist mit 35 % mehr als ausreichend, so dass ausreichend Verstärkungsreserve vorhanden ist.
Diesen Menuepunkt kann man auch recht gut für eine Optimierung des Konverters und des Gesamtsystems nutzen.
Und das ist dann der Lohn der Arbeit :
Ein schönes Video über den Start von EsHail2 
Bevor ich zur eigentlichen Anleitung zum Nachbau komme, noch ein paar technische Anmerkungen für die Spezialisten unter den Lesern :
Einigen Lesern mag aufgefallen sein, dass an den SPF5189Z MMICs auffallend wenig DC-Spannung ansteht.
Bei meinen ersten Tests hatte ich mich an das Datenblatt gehalten und die MMICs direkt mit 5,0V versorgt. Es fiel mir auf, dass sie relativ warm wurden. Eine Messung der Stromaufnahme ergab statt der angegebenen 90mA je nach Exemplar 130-180 ! mA. Die maximal erlaubte Stromaufnahme ist aber mit 120mA angegeben.
Auch fehlt im Datenblatt der bei MMICs üblich in einer Tabelle angegebene Vorwiderstand für die unterschiedlichen Betriebsspannungen.
Alle Daten beziehen sich auf 5,0V at 90mA.
Im Datenblattkopf heißt es außerdem :
Single-Supply Operation: 5V at IDQ=90mA
Flexible Biasing Options: 3V to 5V, Adjustable Current
3V Biasing bei 5V Device Voltage ? Das kann nicht stimmen !
Es existiert ein Diagramm „Device Current versus Voltage“ das kann ich absolut nicht nachvollziehen und bestätigen.
Erfahrungen anderer Elektroniker damit würden mich interessieren.
Also habe ich mit Vorwiderständen experimentiert und festgestellt, dass sich bei 5,0V und 33 Ohm ein Strom von ca. 90mA einstellt. Dann stehen aber nur noch ca. 1,5V am MMIC an, ein unüblich geringer Wert. Zumal im Datenblatt unter „Device operating voltage“ Typ.= 5V und Max.= 5,5V zu lesen ist.
Noch verwirrender ist, dass auch bei den beliebten Fernost-Preamp-Platinen 0-4GHz NF 0,4dB mit SPF5189Z jeglicher Vorwiderstand fehlt, aber 5V-Betrieb vorgesehen ist. Nun ist mir auch klar, warum so viele davon sterben ….
Meine Verstärkungs- Kompressions- und Rauschzahlmessungen haben ergeben, dass zwischen 1,5 und 5,0V Device-Voltage kaum Einbußen vorhanden sind.
Das MMIC läuft mit 1,5V genau so gut wie mit 5V. Beeindruckend !
Lediglich der 1dB Kompressionspunkt senkt sich einige dB ab. Das ist aber für einen Vorverstärker hier zu vernachlässigen.
Praktischer Nebeneffekt : Ich habe ein MMIC gefunden, dass man sogar in 3V-Systemen noch gut einsetzen kann. 
Die Bauteilbeschaffung :
Fast alle verwendeten Standardbauteile gibt es bei unzähligen Distributoren.
Ich beziehe sie üblicherweise gern bei der Fa. Reichelt.
In der Stückliste hier im Downloadbereich befinden sich für alle Bauteile Links zu Reichelt. Das erspart das Suchen.
Anders sieht es bei den Halbleitern und SAW-Filtern aus. Einige Distributoren in Deutschland haben einiges davon auf Lager.
Ich beziehe die Halbleiter und SAW-Filter aber auch gern aus Fernost per ebay oder alibaba.
Wichtig ! Der Si590 muss vom Hersteller oder Distributor auf 595 MHz programmiert werden.
Ich biete eventuell in den nächsten Tagen ein paar Teil-Bausätze auf ebay an.
Nun zum Nachbau des Konverters :
Für alle die die Platine selbst herstellen : Alle Bohrungen sind 0,8 mm Löcher.
Ausnahmen : Jumper 1,0mm, F-Buchsen 2,0mm.
Den gesamten HF-Teil habe ich in 1206 SMD auf der Oberseite platziert.
Für die DC-Weichen kommen aufgrund der Strombelastung 1812 Typen zu Einsatz.
Die Stromversorgung habe ich mit konventionellen, bedrahteten Bauteilen realisiert.
Das bietet den Vorteil der einfachen Servitierbarkeit, auch für Hobbylöter.
Bestückung der Platine :
Bei der Bestückung der Platine beginnt man, wie üblich, von kleinen Bauteilen hin zu großen Bauteilen. Als erstes müssen natürlich die Durchkontaktierungen vorgenommen werden. Es sind insgesamt 22 Stück. Besonders wichtig ist hier eine sehr gute Masseverbindung im Bereich der SAW-Filter und der MMICs. Ich verwende zur Durchkontaktierung üblicherweise 0,8mm Kupfer-Hohlnieten. Wer diese nicht zur Verfügung hat, kann auch notfalls 1mm Lötnägel oder 0,8mm Draht verwenden. An welchen Stellen Durchkontaktierungen gesetzt werden müssen findet man im File „WB Konverter inline 2.0 PCBdurch.pdf“. Es sind die grauen Octagon Punkte.
Zusätzlich müssen die Innenleiter der F-Buchsen, ein Tantalkondensator und die Jumper auf der Oberseite verlötet werden.
Die Jumper verlötet man zunächst auf der Unterseite, hebelt dann das Kunststoff etwas hoch, verlötet auf der Oberseite und schiebt das Kunststoff wieder runter.
Da einige Bauteile statisch empfindlich sind, (Si590, SPF5189Z, SAW-Filter) ist während und nach dem Einbau dieser Bauteile auf einen antistatischen Arbeitsplatz zu achten !
Die schwierigste Hürde ist der Einbau der SAW-Filter. Hier ist eine sehr feine Lötspitze erforderlich, die trotzdem viel Wärmeenergie liefern kann.
Einerseits um Zinn in die Mulden der SAW-Konaktierungen zu bringen, andererseits um aber auch das Keramik des SAW und die Leiterbahnen auf zu heizen.
Es ist sinnvoll, vor dem positionieren der Filter ein wenig ! Flussmittel auf die Platine auf zu bringen.
Damit die Filter beim Lötvorgang nicht verrutschen, fixiere ich sie vor dem Löten mit einer großen Krokodilklemme oder ähnlichem.
Zuerst werden die Ein- und Ausganganschlüsse verlötet. Dann die drei Masseanschlüsse je Seite.
Bei den Masseanschlüssen kann man alternativ auch eine sehr dicke Lötspitze verwenden und die gesamte Massefläche aufheizen.
Meisstens zieht sich dann bei gutem Flussmitel das Zinn schon von selbst an die Massepins.
Viele Bauteilwerte, besonders die nicht-resonanten Kapazitäten, wie z.B. Koppel- und Abblockkondensatoren sind relativ unkritisch. Man kann dort auch nahe liegende Werte verwenden. Es sollte aber bei allen Bauteilen auf eine gute HF-Tauglichkeit geachtet werden.
Als letztes werden die Buchsen eingelötet. Bei den F-Buchsen muss vorher der Innenleiter zur Buchsenabgewandten Seite hin abgewinkelt werden. Damit er dabei nicht knickt sollte direkt am Austrittspunkt ein 1mm Bohrer oder ähnliches untergelegt werden. Dieser Innenleiter wird dann, nachdem die 4 Massestifte der Buchse verlötet sind, mit der Streifenleitung auf der Oberseite verlötet.
Inbetriebnahme und Abgleich :
Zur einfacheren Fehlersuche und einfacheren Lötarbeiten sollte man die Platine vor dem Einbau in das Weisblechgehäuse prüfen.
Zunächst sollte man den Konverter an einem geregelten Netzteil mit Strombegrenzung betreiben. Dazu beide Jumper ziehen und an einem der FXCs in der Stromversorgungsleiterbahn die + Spannung einspeisen.
Netzteil auf 500mA Strombegrenzung einstellen und die Spannung langsam auf 18 V erhöhen. Die Stromaufnahme sollte nun ca. 100 mA betragen. Wenn nicht, nach Unterbrechungen oder Lötklecksen auf der Platine oder nach eventuell verpolten Tantals suchen. (5V und 3,3V prüfen)
Danach sollte man überschlägig den Arbeitspunkt der MMICs prüfen : Am Ausgang von IC1 sollten ca. 1,5 Vdc anstehen und am Ausgang von IC2 ca. 1,4 Vdc.
Wer einen Meßsender besitzt kann nun 745 MHz am Eingang einspeisen, wer nicht, muss versuchen mit einem Signal von einem OSCAR100 LNB zurechtkommen. Achtung bei Meßsenderspeisung die Jumper ziehen. Viele Generatoren mögen kein DC.
Dann den Konverterausgang mit einem Spektrumanalyzer oder einem SDR verbinden und das Signal auf 1340 MHz überprüfen.
Wer mittels OSCAR100 und einem SDR testet, sollte sich besser die Signale des NB-Transponders bei 1334 MHz suchen, denn die DATV Signale sind im SDR schlecht zu erkennen.
Ein Abgleich ist nicht erforderlich, bzw. auch nicht möglich
Damit ist der Konverter schon betriebsbereit.
Weitere Optimierungen des Gesamtsystems kann man, wie oben schon erwähnt am SAT-RX vornehmen.
Einbau in das Gehäuse :
Das Bohren der dünnen Weißblechgehäuse ist eine durchaus sportliche Aufgabe und führt bei der Verwendung von Standard-Spiralbohrern oft zu blutigen Fingern und aufgewickelten Blechen. Ich verwende hierfür gern Stufenbohrer, Kegelbohrer oder Reibahlen. Die Bohrungen für die F- Buchsen liegen jeweils 17 mm von Seitenkante und 14 mm vom oberen oder unteren Rand (mittig). Durchmesser : 10mm.
Die Platine hat somit ca. 4mm Freiraum auf der Unterseite. Die Bauteildrähte müssen natürlich entsprechend gekürzt sein damit keine Kurzschlüsse mit dem Deckel passieren.
Da sich bei vormontierten Buchsen und fertig verlötetem Gehäuserahmen die Platine nicht mehr in den Rahmen einsetzen lässt, muss man entweder eines der F-Löcher zum Rand hin ausschneiden. Alternativ könnte man auch den Gehäuserahmen erst während des Platineneinbaus verlöten. Dann ist es aber schwierig wenn man die Platine mal wieder aus dem Gehäuse ausbauen möchte.
Die Deckel des Gehäuses sitzen oftmals etwas locker. Entweder man verklebt oder verlötet sie, oder man biegt mit einem Seitenschneider 4 kleine „Dellen“ nach innen in den Deckelrand, was auch eine gute Haltbarkeit und Kontaktgabe bietet.
Weitere Details und Bilder zum Gehäuseeinbau gibt es in meinem Baubericht für den NB-Konverter unter : https://elektronik-muenster.de/viewtopic.php?f=17&t=34
So sieht dann der fertige Konverter im Gehäuse von oben aus,
und so von unten.
Es reicht völlig aus die Platine mit ein paar Lötklecksen mit dem Gehäuse zu verbinden.
Hier nun alle erforderlichen Files zum Download :
Alle folgenden Files in einer .ZIP Datei zusammengefasst : WB Konverter inline 2.0 all.zip
Das Schaltbild einzeln : WB Konverter inline 2.0 shematic.pdf
Der Bestückungsplan einzeln : WB Konverter inline 2.0 PCB pp.pdf
Platinen-Kupferseite oben 1:1 einzeln : WB Konverter inline 2.0 PCB top.pdf
Platinen-Kupferseite unten 1:1 einzeln : WB Konverter inline 2.0 PCB bot.pdf
Durchkontaktierungsstellen (grau) einzeln : WB Konverter inline 2.0 PCB durch.pdf
Stückliste einzeln : WB_Konverter_inline_V2.0_Stückliste.xls
Bei ausreichendem Interesse stelle ich in kleinen Mengen auch semiprofessionell gefertigte und gebohrte Platinen bereit und habe einige fertig programmierte Si590 auf Lager.
Bei großem Interesse, würde ich auch professionelle Platinen fertigen lassen und eventuell Teil-Bausätze zusammenstellen.
Je nachdem wie gerade so die Auslastung in meinem QRL ist, werde ich vielleicht auch ein paar (fertig bestückte) Platinen auf ebay anbieten.
Schaut mal unter : https://www.ebay.de/sch/armin_graewe/m.html
Ich hoffe die 3 Nächte publizistischer Arbeit für diesen Bericht haben sich gelohnt und mein Bericht findet ausreichendes Interesse und lockt mal wieder ein paar OMs und noch besser YLs an den Lötkolben.
Eigentlich hätte ich in der Zeit ja viel lieber selbst experimentiert und gelötet, aber ich halte es für wichtig, dass wir unser Wissen weitergeben, sonst geht es mit unserer Generation verloren und jegliche Elektronik wird nur noch in Fernost entwickelt.
Kommentare und Nachbauerfahrugen sind natürlich höchstwillkommen.
VY73
Armin DF1QE
