Das Oszillatorsignal wird optimiert

Der Anfang des SSB Band wird bei 25 MHz Quarzfrequenz auf 739,55 MHz umgesetzt, das ist weit ab von jedem Amateurfunkband. Raimund Vollmer, DK7RV hat in der CQ-DL 4/20 ein Verfahren beschrieben, wie man in unsere Bänder kommt. Hier nur das Wichtigste, mehr bei der Schaltung: Mit f = 26,526923 MHz des Oszillators landet das Satellitensignal auf 144,05 MHz, voila! Wenn die Oszillatorfrequenz so weit erhöh wird, wird die Differenz aus der Eingangsfrequenz und der Oszillatorfrequenz kleiner und fällt in das 2m-Band.

Aber nicht jeder LNB lässt sich soweit „verbiegen“, der OPTICUM 04 spielt hier mit. An zwei Exemplaren habe ich das getestet, das lässt sich dann wohl wiederholen. Auch das 70 cm Band ist erreichbar, ändert man die Frequenz ein wenig. Nur müssen wir die krummen Frequenzen erzeugen, wie es DK7RV beschrieben hat.
Die Hardware, dazu, besteht nur aus drei Baugruppen. Wenn man günstig einkauft, kostet das weniger als 25 €.

Die Frequenzaufbereitung.

Um in das 2m-Band zu kommen, sollte man dem LNB 26,526923 MHz zuführen. Mit dem Multiplikator von 390 im LNB erzeugt der ein Oszillatorsignal von 10.345,5 MHz. Damit wird die SSB Bake am Anfang des SSB-Band von QO100 auf 144,05 MHz umgesetzt.

Quarze mit solchen Frequenzen ließen sich zwar grundsätzlich anfertigen, sie wären wegen des Faktors 390 im LNB allerdings für SSB Signale nicht frequenzstabil genug. Bezahlbar sind 10 MHz-Oszillatoren in einem thermostatierten Ofen (OCXO). Sie erzeugen sehr frequenzstabile Signale. Nun muss man nur noch die krummen Frequenzen bekommen

Die Frequenzsynthese

Das Oszillatorsignal wird zunächst verwendet, um mittels einer PLL Schwingungen zwischen 600 MHz und 900 MHz zu erzeugen. Das Ausgangssignal eines spannungsgesteuerten Oszillators (VCO) wird durch einen Faktor m (hier 60 ≤ m ≤ 90) geteilt und mit der Eingangsfrequenz verglichen. Die die PLL sorgt dafür, dass die Frequenzen beider Signale gleich sind. Die Frequenz des VCO wird dann durch eine Zahl n geteilt, das Ergebnis ist dann das Ausgangssignal für den LNB. Deshalb gilt:

fAusgang = m/n * fEingang

Wegen der begrenzten Zahl möglicher Werte für m und n, wird man so die gewünschte Ausgangsfrequenz fast nie exakt treffen, wenn man von einer „glatten“ Eingangsfrequenz (hier 10 MHz) ausgeht. Das sieht anders aus, wenn man die Aufbereitung dafür spezialisierten Chips überlässt. Der SI 5153 kann diese Funktion gleich für mehrere Ausgänge ausführen. Dabei kann man den Bausteinen der Serie für m und n sogar gemischte Bruchzahlen der Art  x + y/z verwenden.
Wie er das macht, kann man dem Datenblatt entnehmen. Man sollte aber für die Lektüre einige Zeit einplanen! Mit Blick auf die Signalqualität sollte man für n möglichst eine gerade Ganzzahl verwenden, was uns auch das Datenblatt erklärt.
Dadurch, dass man die PLL-Frequenz nun fast beliebig genau festlegen kann, kommt man der gewünschten Ausgangsfrequenz auf weniger als 1 Hz nahe. Geeignete Werte für x, y, z und n kann man sich mit der Software Clockbuilder ermitteln lassen. Die Werte werden nach Anlegen der Versorgungsspannung über einen I2C- Bus auf den Baustein übertragen. Das kann ein beliebiger kleiner Microcontroller nach dem Einschalten tun, anschließend kann der andere Dinge erledigen.

Der Haken an der Sache:

Der SI 5153a wird in einem quadratischen Gehäuse geliefert an dessen Seiten die Anschlüsse im 0,5 mm Raster liegen. Das ist für Amateure extrem unfreundlich. Allerdings liefern die Firmen Adafruit und QRP-Labs kleine Break-Out-Platinchen, die alles enthalten, was man benötigt. Beide Bausteine werden mit einem 25 MHz-Quarz geliefert. Im Bausatz von QRP-Labs wird er nicht bestückt, beim Adafruit-Modul muss man ihn auslöten. Das Signal vom OCXO wird an den Pin 2 des SI 5153 geführt.
Der SI 5351a erfordert bei Ansteuerung mit 10 MHz ein Signal mit einer Amplitude von fast 1Vss, der LNB kommt mit 600 mVss aus. Der SI 5153a produziert bei zu geringem Pegel „Mist“, der LNB stellt dann jede Tätigkeit ein. Die Widerstandswerte im Spannungsteiler sind Richtwerte, man sollte mit einem Oszilloskop kontrollieren.
Die Bausteine sind nicht immer ganz leicht zu bekommen, sind aber recht preiswert. Der Haken an der Sache ist also gar nicht so groß.