Ein HF - Tastkopf für Frequenzen von
       1 MHz bis 2.5 GHz           

Für vergleichende Messungen und Abstimmarbeiten wird immer wieder ein HF-Tastkopf benötigt. Der korrekte Ausdruck lautet Demodulator Tastkopf. Bei bescheidenem HF-Meßgerätepark ist er sogar unverzichtbar. Man darf durchaus behaupten, ein HF Tastkopf  ist das erste und wichtigste Meßhilfsmittel, das ein angehender HF Selbstbauer braucht.

Damit kann man  prüfen, ob ein VFO oder Quarzoszillator schwingt, unerwünscht schwingende Stufen ausfindig machen, Abgleichilfe bei Vervielfachern, Treibern, Endstufen, Kontrolle von Abblockmaßnahmen usw....

Demodulatortastköpfe sind zwar kommerziell erhältlich, zählen aber nicht gerade zu den preiswerten Anschaffungen.

Zumal ein Tastkopf, der diesen enormen Frequenzbereich abdecken soll, einige technische Herausforderungen an den Konstrukteur stellt.

Verzichtet man auf sehr geradlinigen Frequenzgang und somit auf die Möglichkeit einer absoluten Kalibration, kommt ein derartiges Projekt durchaus für den Selbstbau in Frage.

Im Amateurfunkbereich kommt man mit einer zuverlässigen Trendanzeige meist aus.

Was jedoch nicht verzichtbar erscheint, ist eine möglichst geringe Eingangskapazität. Dieses Kriterium  ist entscheidend für eine Brauchbarkeit bis zu möglichst hohen Frequenzen. Es ist besser, wenn im unteren Frequenzbereich die Empfindlichkeit geringer wird, als das Meßergebnis durch eine unzulässig hohe Eingangskapazität völlig zu verfälschen.

Bei dem hier vorgestellten Bauprojekt liegt die Eingangskapazität bei etwa 1 pF. Verglichen mit Produkten von HP und R&S ist dieser Wert recht beachtlich.

Nach mehreren Versuchen wurde  ein Aufbau in SMD Technik, gemischt mit bedrahteten Bauteilen als beste Nachbaulösung gefunden.

Detektorschaltung:

Die robuste low Barrier Schottky Diode 1SS 99 von Toshiba hat sich am besten geeignet für den angestrebten Frequenzbereich erwiesen. Sie hat eine wesentlich höhere Sperrspannung, als vergleichbare SMD Dioden. Gerade bei einem Tastkopf kann man keine Dioden brauchen, die bereits bei Sperrspannungen über 4 Volt das Zeitliche segnen. Ein low Barrier Typ muß es jedoch sein, damit auch kleinste HF - Spannungen detektiert werden können.

Wer mit einer oberen Frequenzgrenze von ca. 500 MHz auskommt, der kann auf Schottky Dioden sogar ganz verzichten. Billige Germaniumdioden wie z.B die AA 118 liefern in dem Bereich genau so gute Ergebnisse.

Die Gleichrichter Schaltung ist als Spannungsverdoppler konzipiert, da man hier mit einem virtuellen Bezugspunkt auskommt und so auf das bei höheren Frequenzen ohnehin unwirksame Masseband verzichten kann. Hier genügt die normal vorhandene Kapazität der Hand, die den Tastkopf hält. Bei dem nachfolgenden Anzeigeinstrument ist jedoch zu beachten, daß es mit keinem Pol geerdet werden darf.

Gehäuse:

Die ergonomisch am angenehmsten empfundene Form ist nun mal ein runder Tastkopf, wenn auch etwas mehr Arbeit bei der Erstellung anfällt. Hier wurde ein Metallröhrchen mit 70 mm Länge und 20 mm Innendurchmesser verwendet.

Anzeige:

Als Anzeigeinstrument eignen sich empfindliche Drehspulmeßwerke mit höchstens 100 uA für Endausschlag. Für höhere Hf Spannungen kann man 1 oder 2 umschaltbare Vorwiderstände von z.B. 10 und 100 kOhm vorsehen. Oder  noch besser, gleich sauber auf 1...3...10 Volt Messbereiche kalibrieren.

Genau so gut eignen sich analog Multimeter im DC Bereich. Digitalinstrumente sind in der Regel zwar hochohmiger, aber die Ziffernanzeige ist für Abgleichaufgaben weniger gut geeignet als ein gut sichtbarer Zeiger.

Je hochohmiger das Meßinstrument ist, desto kleinere HF Signale können angezeigt werden.

Aufbau:

Die einseitig kaschierte Epoxi-Platine wird erst an den strichlierten Linien spitz zugeschnitten.

Jetzt können die 4 SMD Abblock Kondensatoren eingelötet werden. Der Wert ist unkritisch und darf zwischen 470 pF und 1 nF betragen. Der ATC Kondensator im Eingang mit 1 oder 1.5 pF wird als nächstes eingelötet. Notfalls ist hier auch ein Standard SMD Chip verwendbar. Anschließend werden die 3 Schutzwiderstände auf die Platine aufgelötet.

Zuletzt werden die 2 Demodulatordioden so kurzdrähtig, als möglich eingelötet. Nach dem Löten sollten keine längere Drähte, als 1 mm mehr sichtbar sein.

Bei Verwendung von Germaniumdioden müssen die Drähtchen allerdings etwas länger gelassen werden, da diese Typen keine große Löthitze vertragen. Bei dem geringeren Frequenzbereich sind Anschlüsse von 3 bis 4 mm Länge zulässig.

Ein nicht zu dickes Anschlußkabel mit etwa ein Meter Länge wird für den Anschluß des Meßinstrumentes an den entsprechenden Pads angelötet.

Jetzt wird das Nähkästchen der YL/XYL um eine Stecknadel beraubt. Diese wird auf ca. 8 mm gekürzt. Mit einer kleinen Nadelfeile wird der Nickelbelag am stumpfen Ende etwas weggefeilt, damit diese Seite an das freie Ende des ATC Kondensators schön gerade und mit nicht zuviel Zinn gelötet werden kann.

Die beiden außenliegenden Massestreifen und die durchgehende Unterseite werden mit einem lötbaren Federblech von 0.3 mm Stärke verlötet. Größe je 8 x 50 mm. Das Federblech sollte vor dem Löten auf die endgültige Form vorgebogen werden. Am besten wäre Phosphorbronze, aber dieses Material ist nicht überall erhältlich. Es geht auch dünnes Messing- oder Kupferblech.

Nach einem Funktionstest wird der Tastkopf in ein vorbereitetes Metallröhrchen  mit 20 mm Innendurchmesser geschoben. Hier soll ein strammer Sitz durch die Federbleche erfolgen. So ist ein guter elektrischer Kontakt vorhanden und es erübrigt sich auch eine weitere Befestigung. Den Kabelauslass kann man noch mit etwas Schaumgummi sichern.

Das Material des Röhrchens ist an sich belanglos. Gute Leitfähigkeit ist jedoch wichtig. Eloxiertes Aluminium muß unbedingt vorher innen mit Schleifpapier und Feile von der Oxydschicht befreit werden.

Layout    Maßstab  2:1
Platine beidsetig beschichtet FR4

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