Diese Seite enthält allgemeine Hinweise, Ideen und Tipps zu (analog) ATV, die mir beim Bauen, Testen und Betrieb meiner ATV-Station als wichtig erschienen sind. Nicht so sehr für "alte Hasen", sondern mehr für ATV-Newcomer gedacht. Dies soll auch keine Bauanleitung sein, sondern nur bei der Planung einer ATV-Station Anregungen geben um unnötige Fehler zu vermeiden. Eine Garantie für die Richtigkeit kann ich nicht übernehmen. Vorgeschlagene Änderungen oder Umbauten an Geräten oder Bausätzen sollten nur dann vorgenommen werden, wenn man genau weiß wie es geht. Für eventuell verbastelte Geräte übernehme ich keine Garantie.

Natürlich müssen nicht alle hier angeführten Punkte bei jeder ATV-Station Berücksichtigung finden. Jeder sollte sich die Teile heraussuchen, die für ihn in Betracht kommen.

Um in ATV qrv zu werden ist noch mehr oder weniger Selbstbau angesagt. Im Fachhandel werden Fertigbausteine oder Bausätze angeboten. Eine Übersicht der z.Zt. gängigsten Bausteine findet man auf der Homepage von DB0HEX  unter "ATV Technik". Mit fertig abgeglichenen Bausteinen ist der Aufbau recht einfach und dürfte  kaum Probleme bereiten, wenn zumindest ein  Lötkolben und ein Multimeter vorhanden sind. Außerdem sind im Laufe der Zeit für überzeugte Selbstbauer in der einschlägigen Literatur genügend Bauanleitungen erschienen (z.B.  CQ-DL, UKW-Berichte, TV-Amateur, Dubus  usw.).

1. Empfänger

Fast alle ATV-Relais senden inzwischen digital. Für deren Empfang kann man daher handelsübliche Digitalreceiver einsetzen. Je nach gewünschter Empfangfrequenz ist eventuell ein entsprechender Konverter vorzuschalten. Einige Geräte sind allerdings für die gängigen Satelliten so vorprogrammiert, dass ein normaler Suchlauf Afu-Relais nicht findet. Die Anpassung von Hand ist manchmal mühsam, (testen).  

Bei ATV Direktverbindung und zur Überwachung des eigenen Signals sind noch analoge Receiver im Einsatz. Die gibt es meist nur noch auf Flohmärkten.

An der HF-Eingangsbuchse stehen bis zu 18 Volt für die Stromversorgung des hier normalerweise angeschlossenen LNC's. Diese Spannung muss entweder intern unterbrochen werden, oder es muss ein Trennkondensator (HF-gerecht) zwischengeschaltet werden. Gegebenenfalls kann man diese Spannung auch zur Stromversorgung eines Vorverstärkers oder Konverters benutzen. Viele Receiver bieten eine Abschaltung der Spannung im Programmierungsmenü an. Wenn das ATV-Signal im 23 cm Band mit guter Feldstärke anliegt, ist die Benutzung eines SAT-Receivers ohne Änderung am Gerät möglich, wenn die Tonträgerfrequenz auf die bei ATV- üblichen Frequenzen eingestellt wird, meist 5,5 oder 6,5 MHz.

Soll in einem anderem Band empfangen werden, ist ein  Konverter vorzuschalten. Dabei ist darauf zu achten, dass, wenn der Oszillator des Konverters oberhalb der Empfangsfrequenz schwingt, das Viedeosignal invertiert wird. In diesem Fall muss der Receiver die Möglichkeit bieten, das Videosignal auf  invers umzuschalten. Das ist bei den gängigen Geräten oft nicht der Fall. Eine einfache nachgeschaltete Transistorstufe mit Eingang an der Basis und Ausgang am Kollektor tut es aber auch. Da aufgrund des geringeren Hubs bei ATV die Sat-Receiver meist einen entsprechend niedrigeren Videopegel liefern bringt ein kleiner nachgeschalteter Videoverstärker bei einigen Fernsehgeräten und Monitoren eine deutliche Verbesserung des Bildes. Dabei kann man die Schaltung gleich so auslegen, dass eine Invertierung des Videosignals möglich ist. Ein Empfang im oberen Bereich des 13 cm Bandes wird heute meist durch benachbarte WLAN Signale gestört.

Wenn bei Relaisbetrieb auf 23 cm gesendet werden soll und das Empfangssignal mittels Konverter für einen Sat-Receiver umgesetzt wird, sollte die Oszillatorfrequenz des Konverters so gelegt werden, dass die ZF weit genug vom 23 cm Band entfernt liegt, sonst stopft der 23 cm Tx den Sat-Receiver zu und man kann sich nicht zurücksehen. (Abhängig von der Vorstufenselektion des Receivers, der Sendeleistung, der Entkopplung der Antennen usw.).

Grundsätzlich haben analoge Sat-Receiver den Nachteil, dass sie für eine größere ZF-Bandbreite ausgelegt sind (meist 27 MHz). Bei ATV sind 12-15 MHz  üblich. Die zu große Bandbreite stört aber nur bei sehr geringer Feldstärke des Signals, oder wenn in der Nähe des ATV-Bereichs anderer Funkverkehr stattfindet (z.B.: SSB oder Packet). Die ZF-Filter haben keine sonderlich steilen Flanken (siehe nebenstehende Abbildung), so dass mit Störmöglichkeiten in einem Bereich von +/- 20-25 MHz oder mehr gerechnet werden muss. Es gibt aber einige wenige, meist teurere Sat-Receiver, bei denen auf eine schmalere ZF-Bandbreite (z.B. 16-18 MHz) umgeschaltet werden kann. Diese sind natürlich für ATV viel besser geeignet. Einige Receiver, die auf Schmalband umschaltbar sind, ändern dabei nicht die Bandbreite, sondern schalten nur auf einer steilere Demodulatorkennlinie um.

Einige Sat-Receiver haben im Ausgang einen Videoprozessor o.ä., der den Video- und Audioausgang nur freischaltet, wenn ein einwandfreies Synchronsignal erkannt wird. Bei schwierigen Empfangsbedingungen kann das zu Problemen führen. Nicht alle ATV-Stationen haben ein 100% normgerechtes Synchronsignal, auch damit haben solche Receiver eventuell Probleme.

Für DX-Empfang kann man versuchen den Receiver zu optimieren indem man versucht die Demodulatorkennlinie des Empfängers zu versteilern. Viele Receiver verwenden ein PLL-Demodulator-IC, dies ist in neueren Receivern bereits im Tuner enthalten und oft nur schwer zugänglich. Für die Demodulatorkennlinie ist hier meist ein Parallelschwingkreis mit einer kleinen Luftspule zuständig. Für die große TV-Bandbreite ist dieser Kreis oft mit Widerständen bedämpft. Wer ein Schaltbild seines Tuners/Receivers besitzt, oder es sich auch ohne zutraut, sollte diese Widerstände entfernen. Meist muss die Spule dann  etwas nachgebogen werden. Ich kann hier nur allgemeine Angaben machen, da jeder Receiver anders ist. Alles weitere würde den Rahmen dieser Seite sprengen.

Da die Sat-Receiver normalerweise nur über die Fernbedienung relativ langsam abstimmbar sind, empfiehlt es sich zumindest für Test- und Portabelbetrieb eine Abstimmung mit einem Poti nachzurüsten. Wie dies beim einzelnen Gerät machbar ist, hängt von der jeweiligen Schaltung im Gerät ab. Am einfachsten geht es bei sehr alten Receivern, die die PLL zur Abstimmung noch nicht im Tuner integriert haben. Hier trennt man einfach die Zuführung der Abstimmspannung zum Tuner auf und baut eine Umschaltmöglichkeit zu einem Abstimmpoti ein. (Falls dafür keine Spannung von >28 Volt zur Verfügung steht; für eine Abstimmung bis oberhalb des 23 cm Bandes reichen bei fast allen Tunern auch 12 Volt). Bei Receivern, mit im Tuner enthaltener PLL, empfehle ich einen Umbau nur für versierte Bastler, die die dafür in Frage kommenden Punkte im Gerät finden und nutzen können. (Siehe auch meine Seite "Anschlussbelegung einiger SAT-Tuner").

Wenn man über Relais arbeitet, kann man sich selbst zurücksehen. Beim Ton führt das leicht zu Rückkopplungen. Wer nicht mit Kopfhörer arbeiten will kann ggf. eine Schaltung einbauen, die den Rx-Ton bei Sendebetrieb abschaltet oder die Lautstärke zurücknimmt. Die geringere Lautstärke ist dann sinnvoll, wenn das Relais über einen Rücksprechkanal verfügt, bei dem ein 70 cm oder 2 m Kanal zusätzlich auf den Ton geschaltet wird.

2. Sender

HF-Teil

Für 23 cm und 13 cm werden normalerweise direkt auf der Ausgangsfrequenz schwingende Oszillatoren mit nachfolgenden Verstärkerstufen verwendet. Bei entsprechendem HF-gerechten Aufbau reicht ein freischwingender Oszillator normalerweise aus. Besser ist natürlich eine Stabilisierung mittels einer PLL. Ohne PLL ist ein Frequenzzähler sehr hilfreich um die Relaiseingabe zu finden. Einfache Zähler bis ca. 2,5 GHz werden teilweise schon für unter 70-80 Euro als Bausatz angeboten. (Siehe Werbung in den Zeitschriften wie CQ-DL, FUNK-AMATEUR, TV-Amateur usw.) Für die Frequenzanzeige sollte eine Auskopplung direkt vom Oszillator erfolgen, dann kann die Frequenz schon kontrolliert werden bevor man auf Sendung geht. Je nach Empfindlichkeit des Zählers ist eine mehr oder weniger lose Auskopplung mittels eines kurzen Drahtendes oder einer Drahtschleife gegen Masse oder mit einen 50 Ohm Widerstand  in Oszillatornähe erforderlich.

Bei Eigenbau ist für den Abgleich entsprechende Messtechnik notwendig. Mindestens sollte ein Frequenzzähler und eine HF-Pegelanzeige vorhanden sein. Optimal wäre ein Spektrumanalyzer, damit ist vor allem eine Kontrolle des Oszillators möglich ob dieser sauber schwingt und keine Sprünge oder Nebenwellen macht. Insgesamt sollte man vielleicht nicht so sehr auf das letzte halbe dB an Leistung abgleichen, sondern mehr auf die Stabilität der einzelnen Stufen achten.

Wenn über ein ATV-Relais gearbeitet werden soll, was sicherlich meistens der Fall ist, können Rx und Tx direkt mit den Antennen verbunden werden, eine HF-Umschaltung ist dabei nicht erforderlich. Der Tx-Oszillator sollte aus Stabilitätsgründen dauernd durchlaufen und bei Empfang nur die Treiber- und Endstufe abgeschaltet werden. Das Wegschalten nur einer Treiberstufe reicht nicht aus, da dadurch das Ausgangssignal oft nur um ca. 10-20 dB geschwächt wird und dann andere schwache Stationen auf der Relaiseingabe noch gestört werden. Außerdem ist im Nahbereich das Signal dann direkt noch zu empfangen..

Als Modulation wird fast ausschließlich FM eigesetzt. Wer keine entsprechenden Messmöglichkeiten besitzt, sollte bei der Hubeinstellung entsprechend vorsichtig vorgehen. Auf keinen Fall sollte man nach einem handelsüblichen Sat-Receiver auf bestes Bild einstellen, da diese für einen wesentlich größeren Hub ausgelegt sind. Allenfalls sollte man zunächst nur ein relativ "flaues" Bild einstellen. Manche Relais bieten auch Hilfen für die Einstellung an, oder schalten bei zu großem Hub ab. Wenn der Tx nicht im Empfangsbereich des eigenen Receivers liegt muss man zum Empfang des eigenen Bildes einen Konverter vorschalten oder man sucht nach einem geeigneten Mischprodukt, das in den Bereich fällt. Je nach Entstehung des Mischproduktes ist eventuell die Videolage invers und muss dann umgeschaltet werden.

Je nach Frequenz und Empfangspegel ist im Empfangszweig bei Relaisbetrieb eventuell ein Filter erforderlich, damit der Rx vom Tx (+ Pa) nicht zugestopft wird, dies gilt insbesondere, wenn hinter der Rx-Antenne ein Vorverstärker eingesetzt wird.

Basisbandaufbereitung (BBA)

In der Basisbandaufbereitung wird das Videosignal bearbeitet und der Tonträger erzeugt und moduliert.

Der BBA sollte man große Aufmerksamkeit schenken. Sie bestimmt hauptsächlich die wichtigsten Daten der Station wie Bandbreite, Bild- und Tonqualität. Wichtig sind vor allen Dingen eine Begrenzung der Videobandbreite durch ein 5 MHz Tiefpassfilter und ein nicht zu großer Tonträger (mindestens 15 dB unter dem Videopegel). Gute Videokameras und erst recht elektronische Testbilder liefern eine viel zu große Videobandbreite, die ohne Bandbreitenbegrenzung eine entsprechende HF-Bandbreite (trotz geringem Hub) erzeugt. Ein steiler 5 MHz Tiefpass verhindert auch Tonstörungen durch Videoanteile im Bereich des Tonträgers. Alle Videoleitungen (BBA-Eingang und die Verbindung von der BBA zum Tx) müssen mit (ca.) 75 Ohm abgeschlossen sein, andernfalls wird, je nach Leitungslänge und Fehlabschluss, die Videoqualität deutlich schlechter.

Bei den Planungen zu einer BBA sollten u.a. folgende technische Möglichkeiten bedacht werden:
Nicht alle sind unbedingt erforderlich, so kann z.B. eine BBA für einen einfachen Portabel-Tx u.U. sehr weit abgemagert werden. Auch ein vorgeschalteter Computer mit Videokarte oder ein Mischpult für Video und Audio können viele der unten erwähnten Aufgaben übernehmen.

Video-Eingang: Hier sind 2 (oder mehr) umschaltbare Eingänge sinnvoll, damit man zwischen 2 Kameras oder zwischen Kamera und Videorecorder oder Computer oder Testbildgenerator umschalten kann. Jeder Eingang sollte einen Pegeleinsteller enthalten, z. B. ein 100 Ohm Poti direkt hinter der Eingangsbuchse (besser 75 Ohm, aber die gibt es kaum). Mit einem Festwiderstand von 300 Ohm parallel zum 100 Ohm Poti erreicht man am Eigang wieder 75 Ohm. (Es geht in der Praxis aber auch mit 100 Ohm Eingangswiderstand). Trennkondensatoren (Elkos) sollten im 75 Ohm Bereich der BBA mindestens 100, besser >200 µF haben, sonst werden die 50 Hz Bildimpulse nicht mehr sauber übertragen und bei schwachem Signal gibt es Synchronisationsprobleme. (Ein 100 µF Kondensator hat bei 50 Hz einen Widerstand von 30 Ohm.)

Audio-Eingang: Es sollten 2 Eingänge vorhanden sein. Einer für ein Mikrofon und ein weiterer für einen höheren Eingangspegel wie ihn z. B. Camcorder oder Videorecorder liefern. Die Umschaltung sollte so ausgelegt werden, dass jeder Eingang einzeln aber auch beide zusammen geschaltet werden können, damit man eine vom Recorder kommende Aufzeichnung noch kommentieren kann. Jeder Eingang sollte einen Pegeleinsteller enthalten. Im Audiozweig sollte mindestens ein einfacher Dioden-Clipper vorhanden sein, damit bei Übersteuerung (z. B. Rückkopplung), der Hub des Tonträgers nicht riesig groß wird. Hilfreich ist auch eine Anzeige zur Tonkontrolle, eine von der NF gesteuerte Leuchtdiode ist dafür schon ausreichend.

Tonträger: Die Amplitude des Tonträgers sollte zumindest mit einem Trimmpoti vor der Zusammenschaltung mit dem Videosignal einstellbar sein. Da die ATV-Relais mit unterschiedlichen Tonträgerfrequenzen arbeiten sollte diese bei Bedarf umschaltbar sein. Für Testzwecke sollte der Tonträger abschaltbar sein.

Hubeinstellung: Für die Hubeinstellung ist ein Poti im Ausgang der BBA oder am Eingang des Tx sinnvoll. Eine Hubeinstellung über die Regler in den Videoeingängen ist umständlicher, verändert das Bild/Ton Verhältnis und erschwert eine eventuell wünschenswerte Schaltung zur Hubbegrenzung zwecks Einhaltung der maximalen Bandbreite des ausgesendeten Signals.

Preemphasis: Zur Verbesserung des Signal-Rausch-Abstandes des Videosignals wird, wie auch im kommerziellen Fernsehen, senderseitig (in der BBA) eine "Preemphasis" und empfangsseitig eine entsprechende "Deemphasis" eingesetzt. Dabei werden die höheren Frequenzen im Videoübertragunsbereich senderseitig angehoben und im Empfänger wieder auf den ursprünglichen Wert abgesenkt. Dadurch wird das im Übertragungsbereich mit der Frequenz ansteigende Rauschen ausgeglichen. (Genau so funktioniert im NF-Bereich das Dolby Verfahren.) Für die Pre- und Deemphasis gibt es Standardschaltungen, meist ein Dämpfungsglied mit zusätzlichem L und C. 

Die Abbildungen zeigen ein Schaltungsbeispiel und den Amplitudengang der Preemphasis, jeweils mit linearer und logarithmischer  Frequenzachse. Wer seine BBA selbt baut, sollte darauf achten, dass die Verstärkung am oberen Ende nicht wieder abfällt, z.B. durch die unvermeidlichen HF-Abblockungen der Videoleitung zum VFO. Bei meiner BBA habe ich den Videoverstärker so ausgelegt, dass die Verstärkung ohne Preemphasis bei 5 MHz etwa 6 dB größer ist als am unteren Ende. Davon wird ein Teil durch die übrige Beschaltung wieder aufgehoben. Auf jeden Fall erreicht man dadurch eine gute Farbwiedergabe und einen besseren Schärfeeindruck des ausgesendeten Bildes.

Eine normgerechte Preemphasis des ausgesendeten Signals hat zusätzlich noch den positiven Effekt, dass sie den im Videosignal enthaltenen, vom Bildinhalt abhängigen, Gleichspannungsanteil deutlich reduziert. Dadurch verringert sich auch die durch den Bildinhalt verursachte Verschiebung der Mittenfrequenz des ATV-Trägers. Ohne Preemphasis können das etliche MHz zwischen schwarzem und weißem Bild sein.

Anmerkung:
Die Bauteilwerte der Schaltung entsprechen nicht exakt den Vorgaben der CCIR-Norm. Es sind allgemein erhältlichen Werte verwendet worden. Für den 2nF Kondensator kann auch 1,8 nF eingesetzt werden. Insgesamt sind die Abweichungen aber so minimal, dass sie für Amateurzwecke uninteressant sind.

3. Antennen:

23 cm Band: Meist werden Yagi Antennen verwendet. Eine 3 Meter lange Yagi Antenne bringt etwa einen Gewinn von 20 dBi. Parabolantennen mit vergleichbarem Gewinn sind hier noch relativ groß (mindestens 1 Meter Durchmesser). Bei ausreichender Feldstärke können auch kleine Antennen wie Doppelquad, Gruppenstrahler usw. eigesetzt werden.  Im Nahbereich kann man auch Rundstrahlantennen benutzen, sie sollten aber möglichst nicht unmittelbar neben einer reflektierenden Fläche angebracht sein, das verbiegt die Strahlungskurve erheblich und führt eventuell zu Reflektionen und Geisterbildern. Als horizontaler Rundstrahler mit einfachem Aufbau bietet sich die Big-Wheel-Antenne an. Mit Schlitzantennen als Rundstrahler kann zwar ein größerer Gewinn erzielt werden, sie sind aber schwieriger in der Herstellung und (bei höherem Gewinn) für 23 cm noch relativ groß.

13 cm Band: Eine 3 Meter lange Yagi Antenne bringt hier ca. 22 dBi Gewinn. Eine gleichwertige Parabolantenne benötigt dafür ca. 70 cm Durchmesser. Für Rundstrahlantennen gilt das Gleiche wie bei 23 cm, wobei die Abmessungen für Schlitzantennen hier schon interessant werden.

Auf den höheren Bändern werden meist Parabolantennen oder Hornstrahler eingesetzt. Mit Parabolantennen erreicht man die höheren Gewinne. Hornstrahler haben einen größeren Öffnungswinkel und eignen sich daher besser für Versuche und "mal übers Band drehen" wenn mit ausreichenden Feldstärken gerechnet werden kann.

Wer mehr über Antennen wissen möchte, der wird sicher in den entsprechenden Fachbüchern wie z. B. im "Rothammel" oder "Praxis der Mikrowellen-Antennen" von Sepp Reithofer (Verlag UKW-Berichte) fündig. Oder in dem "Microwave Antenna Book ONLINE" von Paul Wade W1GHZ (ex N1BWT), das als PDF-Dateien vorliegt.

4. Praktische Erfahrungen:

Wer Interesse an ATV hat, steht alsbald vor der Frage: Welches ATV-Relais kann ich von meinem qth aus erreichen. Sind die Relaisstandorte nicht bekannt, hilft ein Blick in die ATV-Relaisliste des DARC oder der AGAF.

Bei optischer Sicht zu einem Relais an einem günstigen Standort auf einem Berg ist bei normalen Bedingungen mit einer Reichweite bis zu 100 km oder mehr zu rechnen, je nach Band und technischem Aufwand. Wird das Relais im 13 cm Band empfangen und liegt die Eingabe im 23 cm Band, kann man davon ausgehen das Relais auch senderseitig zu erreichen (ggf. mit entsprechender Pa). Umgekehrt ist bei Empfang im 23 cm Band und Relaiseingabe im 13 cm Band bei sehr schwachem Empfangssignal die Eingabe mit normalem Aufwand nicht immer erreichbar.

Bei einem Relais mit Ein- und Ausgabe im 3 cm Band ist die Reichweite meist deutlich geringer, funktioniert aber dann normalerweise in beiden Richtungen, wenn etwa gleiche Sendeleistungen verwendet werden. Wenn man sich hier zurücksehen will sind aufwändige Hohlleiterweichen erforderlich oder 2 durch entsprechende Entfernung und Aufbau gut entkoppelte Antennen.

Wenn es auf Anhieb nicht funktioniert, sollte man nicht gleich aufgeben. Manchmal bringt ein anderer Antennenstandort (oft nur wenige Meter) oder eine andere Antennenhöhe den gewünschten Erfolg. Andere Antennenhöhe heißt nicht unbedingt höher (ausprobieren!). Insbesondere auf 10 GHz gibt es bei freier Sicht meist ein Maximum dicht über dem Erdboden oder über einer anderen leitenden Fläche. Schließlich liegen bei FM-ATV zwischen einem brauchbaren Bild und fast nichts nur etwa 3 dB.

Als Beispiel wann ein Empfang noch möglich ist eine kurze Beschreibung meiner Empfangsbedingungen von DB0HEX auf 1278 MHz. Standort des Relais ist der Brocken im Harz, Antennenhöhe dort ca. 1200 m ü. NN, Entfernung 55 km. Meine Antennenhöhe ca. 110 m ü. NN, ca. 10 m über Grund. In 4 km Entfernung von meinem qth ragt ein Höhenzug ca.150 m in die direkte Sichtlinie, so dass ein Empfang nur über Beugung möglich ist. Mit einer 19 dBi Antenne und einem rauscharmen Vorverstärker (<1 dB) direkt an der Antenne ist ein ausreichender Empfang meist möglich. Der Verstärker sollte eine Verstärkung von >20 dB haben. Trotzdem ist je nach Empfindlichkeit des Rx (manche Sat-Receiver sind ziemlich taub) und der Kabeldämpfung schon nach einigen Metern ein weiterer Zwischenverstärker erforderlich (ausprobieren oder nachrechnen!). Die Gesamtverstärkung sollte mindestens 10 dB größer sein als die Summe aus Rauschmaß des Receivers + Kabeldämpfung. Ein Empfang war  nur mit Antennenstandort auf dem Dach direkt an der Giebelseite möglich. Mitten auf dem Dach war nicht mal eine Veränderung des Rauschens erkennbar, obwohl von beiden Antennenstandorten freie Sicht zu dem o.g. Höhenzug gegeben ist. In Gegenrichtung auf 13 cm sind 70 Watt an einem 80 cm Spiegel gerade eben ausreichend.

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