Sennheiser SK-250-UHF, SK-50-UHF Service manual

Service

SK 50 UHF

SK 250 UHF

KURZBESCHREIBUNG

Die Mikroport-Taschensender SK 50 UHF und SK 250 UHF sind für den Frequenzbereich von 450 - 960 MHz ausgelegt. Innerhalb einer Schaltbandbreite von 24 MHz können bis zu 16 Kanäle geschaltet werden. In Verbindung mit einem angeschlossenen Mikrofon ist der Sender als drahtloses Mikrofon einsetzbar. Durch seine flache Bauform und die geringen Abmessungen ist dieses Gerät in besonderer Weise für Anwendungsfälle geeignet, bei denen eine möglichst unauffällige Trageweise verlangt wird, wie es z.B. bei Filmund Fernsehproduktionen der Fall ist. Zur Reduzierung von Störeinflüssen und zur Verbesserung des Geräuschspannungsabstandes sind die Sender SK 50 UHF und SK 250 UHF mit dem Rauschund Störunterdrückungssystem »HiDyn Plus« ausgerüstet.

MERKMALE

•Metall-Druckgußgehäuse mit Schnellwechsel-Energiepack

•Innerhalb der Schaltbandbreite von 24 MHz sind 16 Kanäle schaltbar (PLL-Technik)

•"HiDyn Plus" Kompander

•Geräuschspannungsabstand von 110 dB (A)

•Integrierter Spannungswandler für konstante Ausgangsleistung bis zur Entladung der Batterien oder Akkus

•Betriebszeitanzeige mit Blinkwarnung

•Betriebsund Spitzenhub-Anzeige

BRIEF DESCRIPTION

The SK 50 UHF and SK 250 UHF Mikroport body-pack transmitters are designed for the frequency range from 450 - 960 MHz. Within a switching bandwidth of 24 MHz, up to 16 channels can be selected. In combination with a microphone, the transmitter can be used as a cordless microphone. To reduce interference and to improve the signal-to-noise ratio, SK 50 UHF and SK 250 UHF transmitters are equipped with the "HiDyn Plus" noise reduction system. In combination with a receiver which is also equipped with this system (e.g. EM 1046), a link can be established which is characterised by excellent operational reliability and superb transmission quality.

FEATURES

•Diecast housing with quick-change battery pack

•State-of-the-art PLL technology, 16 switchable channels

•"HiDyn Plus" compander

•Signal-to-noise ratio of 110 dB (A)

•Integral DC-DC converter for constant output power through to complete discharge of the battery or rechargeable battery

•Operating time display with blinking signal

•Battery status transmission to the receiver

•Operating and peak deviation indicator

Sennheiser electronic KG D-3002 Wedemark Tel. 0 51 30 / 600 -0	SK 50 UHF / SK 250 UHF
Änderungen vorbehalten / Alterations reserved / Modifications réservées	01 / 93 – 1

INHALTSVERZEICHNIS		SEITE		CONTENTS		PAGE
1.	BEDIENUNGSELEMENTE	3		1.	OPERATING ELEMENTS	3
2.	TECHNISCHE DATEN	4		2.	TECHNICAL DATA	4
3.	BESCHREIBUNG	5		3.	DESCRIPTION	5
3.1.	MECHANIK	5		3.1.	MECHANICAL CONSTRUCTION	5
3.2.	NIEDERFREQUENZTEIL	5		3.2.	AUDIO FREQUENCY SECTION	5
3.3.	HOCHFREQUENZTEIL	7		3.3.	RADIO FREQUENCY SECTION	7
3.4.	GLEICHSPANNUNGSVERSORGUNG	9		3.4.	POWER SUPPLY (DC)	9
3.5.	STROMLAUFPLAN IN STICHWORTEN	10		3.5.	CIRCUIT DIAGRAM IN A FEW WORDS	10
3.6.	ANTENNENLÄNGE	13		3.6.	CALCULATING THE ANTENNA LENGTH	13
4.	SERVICE HINWEISE	14		4.	SERVICE HINTS	14
4.1.	ALLGEMEINES	14		4.1.	GENERAL	14
4.2.	DEMONTAGE	14		4.2.	DISASSEMBLY	14
4.3.	ABGLEICH	14		4.3.	ALIGNMENT	14
4.4.	KANALFREQUENZÄNDERUNGEN	15		4.4.	CHANGING CHANNEL FREQUENCIES	15
4.5.	SMD (SURFACE MOUNTED DEVICES)	15		4.5.	SMD (SURFACE MOUNTED DEVICES)	15
5.	MESSGERÄTE UND PRÜFMITTEL	16		5.	SPECIAL TOOLS AND EQUIPMENT	16
6.	MESSAUFBAU	16		6.	TEST SET-UP	16
7.	PRÜFUND ABGLEICHANWEISUNG	17		7.	TEST AND ALIGNMENT INSTRUCTIONS 19
8.	STROMLAUFPLÄNE	21		8.	CIRCUIT DIAGRAMS	21
8.1.	SK 50 UHF	21		8.1.	SK 50 UHF	21
8.2.	SK 250 UHF	22		8.2.	SK 250 UHF	22
9.	GEDRUCKTE SCHALTUNGEN	23		9.	PRINTED CIRCUIT BOARD	23
9.1.	SK 50 UHF	23		8.1.	SK 50 UHF	23
9.2.	SK 250 UHF	24		8.2.	SK 250 UHF	24
10.	EXPLOSIONSZEICHNUNG	25		10.	EXPLODED VIEW	25
11.	ERSATZTEILE	26		11.	SPARE PARTS	26

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1. BEDIENUNGSELEMENTE

1. OPERATING ELEMENTS

7

1 6

5

2

4

3

1	Antennenanschlußbuchse	1	Antenna socket
	Lemo spezial Koax (1-pin)		Special 1-pin Lemo coax connector
2	Kanalwahlschalter	2	Channel selector switch
	16 Kanäle innerhalb der Schaltbandbreite (24 MHz)		16 channels within the switching bandwidth of 24 MHz
3	Betriebszeitanzeige	3	Batterie capacity indicator
	B 50 / B 250 mit 3 LED´s (100 %, 50 %, 10 %)		B 50 / B 250 with 3 LED´s (100 %, 50 %, 10 %)
	BA 50 / BA 250 mit 5 Balken LCD-Anzeigen (100 %,		BA 50 / BA 250 with 5 bar LCD-displays (100 %, 80 %,
	80 %, 60 %, 40 %, 20 %)		60 %, 40 %, 20 %)
4	Betriebsschalter	4	ON / OFF switch
	unterhalb der Frontplatte, deshalb gesichert gegen ver-		below front cover to exclude accidental agitation
	sehentliches Ausschalten
5	Betriebs- / Spitzenhubanzeige	5	Operating / Peak deviation indicator
	leuchtet dunkel im normalen Betrieb		dim during normal operation
	leuchtet hell bei erreichen des Spitzenhubes (± 56 kHz)		bright for peak deviation (± 56 kHz)
6	Empfindlichkeitseinsteller für Mikrofoneingang	6	Sensitivity selector switch for microphone input
	in 8 Stufen einstellbar von 13,2 mV bis 1,55 V		adjustable in 8 steps (13.2 mV - 1.55 V)
7	Mikrofonanschlußbuchse	7	Microphone socket
	Lemo spezial (3-pin)		Special 3-pin Lemo connector

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2. TECHNISCHE DATEN

Frequenzbereich

Schaltbandbreite

Frequenzaufbereitung

Sendefrequenzen

Kanalraster

Frequenzstabilität

Modulationsart

Nebenwellenaussendungen

Nennhub / Spitzenhub

NF-Übertragungsbereich

Klirrfaktor bei 1 kHz und Nennhub

NF-Empfindlichkeit für Spitzenhub

Störspannungsabstand

Anschlüsse

Abmessungen mit Schnellwechsel-Energiepack

Gewicht mit Schnellwechsel-Energiepack

HF-Ausgangsleistung

Stromaufnahme

Betriebszeiten mit Primärzellen

Betriebszeiten mit NiCd Akku

BZT-Zulassungsnummer

Änderungen und Irrtum vorbehalten.

2. TECHNICAL DATA

Frequency range Switching bandwidth Frequency generation Transmitter frequencies Channel grid Frequency stability Modulation

Spurious emission

Nom. deviation / peak deviation Audio frequency range

Distortion at 1 kHz and nominal deviation AF sensitivity for peak deviation

S / N ratio Connectors

Dimensions with power pack

Weight with power pack

RF output power

Current consumption

Operating time with primary cells

Operating time with NiCd power pack

German BZT Certification No.

450 - 960 MHz

24 MHz PLL-Technik 16 Kanäle

5 kHz

±5 ppm FM

< 4 nW

±40 kHz / ± 56 kHz

70 - 20.000 Hz typ. 1 %

13,2 mV - 1,55 V in 8 Stufen schaltbar

110 dBA eff.

NF: Lemo spezial (3-pin)

HF: Lemo spezial Koax (1-pin) B 50 / BA 50: 94 x 60 x 17 mm

B 250 / BA 250: 116 x 60 x 17 mm B 50 / BA 50: ca. 230 g

B 250 / BA 250: ca. 265 g

SK 50 UHF	SK 250 UHF
50 mW	250 mW
ca. 55 mA	ca. 125 mA
B 50: > 4 Std.
B 250: > 8 Std.	B 250: > 3 Std.
BA 50: > 3 Std.
BA 250: > 5 Std.	BA 250: > 2,5 Std.
A 014 925 B ME

450 - 960 MHz

24 MHz

Phase Locked Loop (PLL) technique 16 channels

5kHz

±5 ppm

FM

<4 nW

±40 kHz / ± 56 kHz

70 - 20,000 Hz typ. 1 %

13.2 mV - 1.55 V, switchable in 8 steps

110 dBA eff.

AF: Lemo special (3-pin)

RF: Lemo special coax (1-pin) B 50 / BA 50: 94 x 60 x 17 mm

B 250 / BA 250: 116 x 60 x 17 mm B 50 / BA 50: approx. 230 g

B 250 / BA 250: approx. 265 g

SK 50 UHF	SK 250 UHF
50 mW	250 mW
approx. 55 mA	approx. 125 mA
B 50: > 4 hrs
B 250: > 8 hrs	B 250: > 3 hrs
BA 50: > 3 hrs
BA 250: > 5 hrs	BA 250: > 2.5 hrs
A 014 926 B ME

Subject to alterations and corrections. Errors and omissions excepted.

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3. BESCHREIBUNG

Die Geräte mit den Typbezeichnungen SK 50 UHF und SK 250 UHF sind miniaturisierte Hochfrequenz-Taschensender zur hochwertigen Übertragung von Sprache und Musik und gehören in die Kategorie der drahtlosen Mikrofone.

3.1. MECHANISCHER AUFBAU

Die gesamte elektronische Schaltung ist auf einer Leiterplatte aufgebaut. Diese Leiterplatte ist ein Vierlagen-Multilayer mit hoher Bestückungsdichte.

Ein Zink-Druckguß-Gehäuse mit galvanischer Oberfläche sorgt für einen mechanisch einwandfreien Schutz der Elektronik gegenüber den rauhen Anforderungen des praktischen Einsatzes.

3.2. NIEDERFREQUENZTEIL

An die Audio-Anschlußbuchse kann vorzugsweise ein ElektretKondensatormikrofon, z.B. ein MKE 4, angeschlossen werden. Der Anschluß von Musikinstrumenten, wie z.B elektrischen Gitarren, ist ebenfalls möglich.

3.2.1. AUFBEREITUNG DES NIEDERFREQUENZSIGNALS

Das an der Audio-Anschlußbuchse liegende Signal wird über einen Hochpaß 2.Grades dem Mikrofonvorverstärker zugeführt. Mit dem von der Geräteoberseite zugänglichen achtstufigen Empfindlichkeitsschalter kann dessen Verstärkung in 6 dBSchritten manuell eingestellt werden. Zusätzlich ist eine automatische Verstärkungsregelung vorgesehen, deren Regeltiefe von der eingestellten manuellen Verstärkung abhängig ist.

Die folgende Stufe wurde vorgesehen, um die Phasenlage des Audiosignals richtig einstellen zu können: Auf einen positiven Schallimpuls am Mikrofon muß der Sender mit einem positiven Frequenzhub antworten. Da das empfohlene Elektretmikrofon MKE 4 die Phase dreht, wird der Sender serienmäßig mit invertierender Phase, bezogen auf ein Signal an der AudioEingangsbuchse, ausgeliefert. Elektretmikrofone, die nicht die phasendrehende Verstärkerschaltung, sondern die phasentreue Impedanzwandlerschaltung verwenden, können ebenfalls an den Sender angeschlossen werden. Dafür ist lediglich ein Widerstand an der Beschaltung der 3-poligen Eingangsbuchse umzulöten und die Phasenlage der Phasendrehstufe zu ändern. Soll der Sender mit größeren Audiopegeln als vorgesehen beaufschlagt werden, so kann der direkt hinter der Eingangsbuchse liegende Widerstandsteiler, gebildet aus dem Arbeitswiderstand des Elektretmikrofons und dem HFSiebwiderstand, in seinem Teilerverhältnis verändert werden.

Das so phasenrichtig aufbereitete Signal wird dem AudioKompressor (HiDyn Plus) zugeführt. Dieser Schaltungsteil zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

A. BESONDERE RAUSCHARMUT

Dieses führt zu einem Dynamikgewinn von HiDyn Plus von 14 dB (verglichen mit HiDyn) auf insgesamt 110 dB für die gesamte Übertragungsstrecke bezogen auf Spitzenaussteuerung.

B. GETRENNTE ZEITKONSTANTEN FÜR DAS ANSPRECHEN (KURZ) UND DAS AUSSCHWINGEN (LANG)

Die kurze Einschwingzeit des Kompandersystems erlaubt eine ummindestens6dBhöheremittlereAussteuerungdesSenders, so daß HiDyn Plus in der Praxis mit einem Dynamikgewinn von mehr als 20 dB hörbare Vorteile aufweist. Das lange Ausschwingen reduziert nichtlineare Verzerrungen bei tiefen Frequenzen.

3. DESCRIPTION

The SK 50 UHF and SK 250 UHF are miniature RF body-pack transmitters for high quality music and speech transmission.

3.1. MECHANICAL CONSTRUCTION

The entire circuit is built around a 4-layer printed circuit board. This results in a high density, compact unit for this complex circuit.

The diecast housing features an electroplated surface which guarantees perfect mechanical protection of the electronical components against rough handling in practical use.

3.2. AUDIO FREQUENCY SECTION

The audio socket serves to connect an electret condenser microphone, e.g the MKE 4, or musical instruments such as electric guitars.

3.2.1. AUDIO SIGNALS

The audio signal is input via the audio socket and routed via the 2nd order high-pass to the microphone preamplifier. The 8- position sensitivity switch which is accessible from the top of the unit serves to adjust the gain in 6 dB steps. In addition, the unit includes an automatic gain control element whose control range is dependent on the gain adjusted with the sensitivity switch.

The following stage serves to adjust the phase of the audio signal. The transmitter is to respond to a positive microphone signal with a positive frequency deviation. Since the recommended MKE 2 electret microphone shifts the phase, the transmitter comes with an inverting op-amp that inverts the phase of the audio signal. Electret microphones that do not incorporate an inverting amplifier but a noninverting impedance matching circuit can also be connected to the transmitter after the wiring of the 3-pole input socket has been changed by exchanging two resistors and the phase response of the phase shifting section has been altered.

Should you wish to operate the transmitter at higher signal levels than the usual ones, the divison ratio of the voltage divider beyond the input socket, consisting of the load resistor of the electret microphone and the RF bypass filter resistor is to be changed.

The signal with the right phase is routed to the audio compressor

(HiDyn Plus).

Features:

A. LOW NOISE

This feature increases the dynamic range by 14 dB (compared to HiDyn) to a total dynamic range of 110 dB for the entire transmission link at maximum modulation.

B. SEPARATE ATTACK (SHORT) AND DECAY TIME CONSTANTS (LONG)

The short attack time constant of the compander system is responsible for the extremely high average modulation level which is at least 6 dB higher than with any other transmitter. In practice, HiDyn plus, increasing the dynamic range by 20 dB, offersaudibleadvantages.Thelongdecaytimeconstantreduces nonlinear low frequency distortions.

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C. DYNAMISCHEN PREDEEMPHASISSCHALTUNG

Dieses reduziert das bekannte Rauschatmen von Kompandersystemen um mehr als 10 dB.

D. HIDYN PLUS IST INKOMPATIBEL ZU HIDYN

Durch entsprechende Bestückung kann der Sender von HiDynplus auf HiDyn umgebaut werden.

Der Kompressorschaltung folgt ein Schaltungsteil, der die Preemphasis von 50 μsec sowie die zur Einhaltung der maximalen belegten Bandbreite erforderliche Spitzenhubbegrenzung enthält.

Die Schaltung zur Erzeugung der Regelspannung für die Spitzenhubbegrenzung und die Regelung des Mikrofonvorverstärkers nimmt die Spannung am Ausgang des Preemphasisverstärkers ab und reagiert auf positive und negative Signale.

Den Ausgang des Niederfrequenzteils bildet ein aktiver Tiefpaß 3. Grades, der Modulationsfrequenzen oberhalb der Grenzfrequenz von 20 kHz mit 18 dB / Oktave absenkt.

3.2.2. DER MODULATOR

Der Modulator ist das kritische Bindeglied zwischen Niederund Hochfrequenzteil. Er erfüllt die folgenden Anforderungen:

A. FREQUENZGANG 2 HZ BIS 20 KHZ ± 1.5 DB

Die untere tiefe Grenzfrequenz ist für die Batteriedatenübertragung erforderlich.

B. GERINGSTMÖGLICHE VERZERRUNGEN KLEINER 0.1 %

Da die Batteriedaten-Übertragung unhörbar erfolgen muß, dürfen keine hörbaren Verzerrungen in den Audiobereich fallen.

C. SEPARATER MODULATIONSEINGANG FÜR DIE BATTERIE- DATEN-ÜBERTRAGUNG

Um Störungen durch die Datenübertragung auszuschließen, muß die Einspeisung des Meldesignals hinter der Aufbereitung des Audiosignals erfolgen.

D. HUBKONSTANZ ÜBER DIE SCHALTBANDBREITE DES SENDERS BESSER ALS ± 0.5 DB

Beim Umschalten der Sendefrequenz dürfen sich keine nennenswerten Veränderungen vom eingestellten Spitzenhub ergeben, da sonst die zulässige belegte Bandbreite des Hochfrequenzsignals überschritten und damit ein Nachbarkanalsystem gestört werden kann. Ferner müßten Einpegelungen nach jedem Frequenzwechsel neu durchgeführt werden.

E. EINSTELLMÖGLICHKEIT VON NENN- / SPITZENHUB

Diese Anforderungen konnten durch die Anwendung einer Zweipunkt-Modulation erzielt werden.

Die tiefen Frequenzen innerhalb des Durchlaßbereichs des Schleifenfilters werden über eine entsprechende einstellbare Entzerrung dem Phasenmodulationseingang des deswegen gewählten PLL-IC’s zugeführt und damit der Nachstimmspannung für den Senderoszillator (VCO) überlagert. Die Modulationsfrequenzen oberhalb der Grenzfrequenz des Schleifenfilters (ca. 40 Hz) werden über einen in seiner Verstärkung einstellbaren Verstärker (Hubeinstellung) einer separaten Modulations-Varaktordiode zugeführt. Dem Eingang des einstellbaren Verstärkers wird auch das Batteriedatentelegramm überlagert. Den Phasenlagen und Amplituden der resultierenden Modulationssignale sowie dem Design der Oszillatorschaltung sind besondere Beachtung geschenkt worden.

C. DYNAMIC PREEMPHASIS / DEEMPHASIS

This section reduces compander noise pumping by more than 10 dB.

D. HIDYN PLUS IS NOT COMPATIBLE WITH HIDYN

The transmitter is prepared to change the compander system from HiDyn plus to HiDyn.

The compressor circuit precedes a section incorporating the 50 μs preemphasis and the peak limiter whitch limits the maximally admissible bandwidth.

The control voltage for the peak deviation limiter and the microphone preamplifier is derived from the output voltage of the preemphasis amplifier and responds to both positive and negative signals.

The output stage of the audio frequency section incorporates an active 3rd order low-pass that reduces any modulation frequencies above a limit frequency of 20 kHz by 18 dB/oct.

3.2.2. MODULATOR

The modulator makes the connection between the AF section and the RF section. It meets the following requirements:

A. FREQUENCY RESPONSE: 2 HZ - 20 KHZ ± 1.5 DB

The lower limit frequency is necessary for the transmission of battery data.

B. MINIMUM DISTORTION: < 0.1 %

Batterydataaretobetransferredinaudibly.Noaudibledistortions may fall into the audio frequency range.

C. SEPARATE INPUT PATH FOR BATTERY DATA

In order to avoid interference during data transfer the battery status signal is input behind the audio frequency section.

D. DEVIATION VARIATION THROUGHOUT THE TOTAL SWITCHING BANDWIDTH OF THE TRANSMITTER BETTER THAN ± 0.5 DB

Frequency changes must not result in considerable variations in the peak deviation adjusted, for such variations cause the maximally admissible RF bandwidth to be exceeded, which, in turn, results in interference to adjacent channels. In addition, it would be necessary to readjust the modulation level after every frequency change.

E. NOMINAL/PEAK DEVIATION (ADJUSTABLE)

This requirement could be met thanks to dual point modulation. Low frequencies within the loop bandwidth are routed to the phase modulation input of the phase locked loop integrated circuit and superimposed on the control voltage for the VCO. Modulation frequencies exceeding the limit frequency of the loop filter (approx. 40 Hz) are routed via a variable amplifier (deviation control) to a modulation varactor. The battery data telegram is routed to the input of the variable amplifier. Special attention has been paid to the phase and amplitude of the resulting modulation signal as well as to the design of the oscillator circuit.

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3.3. HOCHFREQUENZTEIL

Die beiden Sendervarianten unterscheiden sich in der Hochfrequenz-Ausgangsleistung voneinander. Der SK 50 UHF gibt eine Leistung von 50 mW an einen Abschlußwiderstand von 50 Ohm ab und ist für die Anwendung in Studios und Theatern vorgesehen. Der SK 250 UHF liefert 250 mW und wird als Reportersender in der Außenübertragung seine Anwendung finden. Beide Varianten sind im Frequenzbereich von 450 MHz bis960MHzeinsetzbarundaufmaximal16nachKundenwunsch bzw. Postvorschrift fest einprogrammierte Trägerfrequenzen umschaltbar. Die Schaltbandbreite der Sender beträgt 24 MHz. Das in der Frequenz modulierte Hochfrequenzsignal wird über die angeschlossene Antenne abgestrahlt. Die mechanische Länge dieser Antenne entspricht einem Viertel der Wellenlänge der Trägerfrequenz: l (cm) = 7500 / f (MHz).

3.3.1. AUFBEREITUNG DES HOCHFREQUENZSIGNALS

Die Trägeraufbereitung erfolgt nach dem Prinzip der Frequenzsynthese (PLL). Der Senderoszillator (VCO) schwingt auf der Ausgangsfrequenz des Senders. In zwei folgenden breitbandig rückgekoppelten Verstärkerstufen wird das Oszillatorsignal verstärkt der selektiven Senderendstufe zugeführt. Da lediglich Oberwellen gedämpft werden müssen, genügt für die Selektion ein Bandfilter. Die Kopplung des Filters ist kapazitiv und induktiv. Das hat zur Folge, das die einmal für einen Bereich eingestellte Filterbandbreite (durch Einstellen der Kopplung) nahezu konstant beim Durchstimmen innerhalb des Bereichs bleibt.

Die Bereiche werden gebildet durch Variationen in der Bestückung der Leiterplatte im Bereich des Oszillators und der Endstufe. Es gibt über den Frequenzbereich von 450 MHz bis 960 MHz für den SK 50 UHF vier, für den SK 250 UHF drei Bestückungsvarianten. In den sich ergebenden mehr als 100 MHz breiten Frequenzbereichen werden die technischen Daten der Sender lediglich durch einfachen Abgleich nach dem Einsetzen des Frequenzspeicherbausteins (Prom) mit der auftragsgemäßen Programmierung erreicht.

3.3.2. DIE FREQUENZREGELSCHLEIFE (PLL)

A. FREQUENZ-VORTEILER

Hinter der ersten Verstärkerstufe nach dem Oszillator ist ein Frequenzvorteiler angekoppelt. Er teilt die Oszillatorfrequenz auf einen Wert herunter, den das PLL-IC an seinem Eingang verarbeiten kann. Der Teilerfaktor ist 128 bzw. 129, gesteuert vom PLL-IC selbst.

B. HAUPTTEILER

Der Hauptteiler befindet sich im Eingang des PLL-IC’s. Sein Teilerverhältnis ist variabel und wird durch die gewünschte Sendefrequenz bestimmt. Er teilt die Oszillatorfrequenz auf die Vergleichsfrequenz herunter, die zwischen 5 kHz und 25 kHz liegen kann. Ganzzahlige Vielfache dieser Vergleichsfrequenz bestimmen die Abstände der wählbaren Sendefrequenzen. Deshalb ist sie bei der Programmierung des Proms zu berücksichtigen.

C. PHASENVERGLEICHER UND SCHLEIFENFILTER

Die auf die Vergleichsfrequenz heruntergeteilte Oszillatorfrequenz wird dem Phasenvergleicher zugeführt und dort mit einem Referenzsignal verglichen. Bei Phasendifferenz liefert der Vergleicher ein entsprechendes Ausgangssignal an das extern angeschlossene Schleifenfilter.

Ist die Differenz groß, wird ein schneller Phasenvergleicher mit großem Fangbereich aktiviert und das Schleifenfilter mit hoher

3.3. RADIO FREQUENCY SECTION

The SK 50 UHF is different from the SK 250 UHF in one respect: the SK 50 UHF has a RF output power of 50 mW at 50 Ω and is suited to theater or studio applications, whereas the SK 250 UHF features a RF output power of 250 mW and has been specially designed as a compact reporter transmitter for outdoor work. SK 50 UHF and SK 250 UHF body-pack transmitters have been devised for a frequency range from 450 MHz to 960 MHz. They feature up to 16 switchable carrier frequencies which are either fixed by postal authorities or can be chosen by the customer. The switching bandwidth is 24 MHz.

The frequency-modulated RF signal is emitted by a 1/4 wave antenna (mechanical length = 1/4 the wavelength of the carrier frequency: l (cm) = 7500/f (MHz)) which is plugged into the antenna socket.

3.3.1. RF SIGNALS

The carrier frequency is generated by a phase locked loop (PLL) frequency synthesizer. The oscillator (VCO) already operates at the output frequency of the transmitter. The two following wideband feedback amplifier stages boost the oscillator signal and route it to the output stage. One bandpass filter, capacitively and inductively coupled, suffices to keep harmonics effectively suppressed. The filter bandwidth, once adjusted for a specific range, remains almost constant within the tuning range.

The different ranges are dependent on the components used in the oscillator stage and the output stage. The SK 50 UHF uses four different p.c.b. assemblies for the frequency range from 450 MHz to 960 MHz. The SK 250 UHF uses three different p.c.b assemblies. The respective transmitter specifications are obtained by alignment and programming the PROM with the frequency ordered.

3.3.2. PHASE LOCKED LOOP (PLL)

A. PRESCALER

Directly beyond the first amplifier stage and the oscillator is a dual modulus prescaler which divides the oscillator frequency by 128 (129 respectively) to the main programmable divider frequency.

B. MAIN PROGRAMMABLE DIVIDER

The main programmable divider is incorporated into the input stage of the phase locked loop integrated circuit. Its division ratio is variable and depends on the transmitter frequency chosen. The main programmable divider divides the oscillator frequency to the comparison frequency ranging from 5 kHz to 25 kHz. Multiples of this comparison frequency determine the spacing of the selectable transmitter frequencies. This is why the comparison frequency is to be taken into account in the programming of the PROM.

C. PHASE COMPARATOR AND LOOP FILTER

The oscillator frequency, divided to the comparison frequency, is routed to the phase comparator. The phase comparator compares the oscillator frequency with the reference signal. In case of any phase differences the phase comparator delivers an equivalent signal to the external loop filter.

Considerable differences activate a quick phase comparator

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Grenzfrequenz betrieben. Dieser Zustand wird im Normalbetrieb durch kurzzeitiges Helltasten der Betriebsanzeige nach dem Einschalten des Senders oder nach der Frequenzumschaltung bei eingeschaltetem Sender signalisiert. Die Schleife ist eingerastet, wenn die LED wieder dunkel leuchtet. Ist dieser Betriebszustand erreicht, brauchen nur noch langsame Differenzen (z.B. Temperaturdrift des Oszillators) ausgeglichen zu werden und das Schleifenfilter wird mit seiner tiefen Grenzfrequenz betrieben. Diese Methode hat zum einen eine ausgezeichnete Störbefreiung der Oszillator-Nachregel- spannung von Vergleichsfrequenzresten und Rauschen aus dem PLL-IC zur Folge, zum anderen wird ein schnelles Einrasten der gesamten Schleife erreicht.

Die Oszillator-Nachregelspannung steht am Ausgang des Schleifenfilters zur Verfügung und wird den Nachstimmdioden des Oszillators (VCO) zugeführt.

D. REFERENZOSZILLATOR UND REFERENZTEILER

Das Referenzsignal, mit dem im Phasenvergleicher verglichen wird, wird von einem hochstabilen Quarzoszillator abgeleitet. Der Referenzteiler, dessenTeilerverhältnis wie das des Hauptteilers programmierbar ist, teilt die stabile Referenz ebenfalls auf die Vergleichsfrequenz herunter. Die relative Stabilität des Quarzoszillators bleibt dabei erhalten. Da der Einfluß der integrierten Referenzoszillatorschaltung auf die Temperatur-stabilität sehr gering ist, führt der Einsatz von Quarzen mit einer handelsüblichen Temperaturtoleranz von ± 5 ppm zu einer maximalen Drift der Sendefrequenz bei z.B. 800 MHz von ± 4 kHz im Temperaturbereich von - 20°C bis + 70°C. Die Abgleichtoleranz des Quarzes wird durch einen variablen Trimmkondensator ausgeglichen.

E. FREQUENZSPEICHER UND FREQUENZUMSCHALTUNG

Als Frequenzspeicher wird ein Bipolar-Prom verwendet. Die Daten werden in einem Programmiergerät durch bleibende Zerstörung von Halbleiterstrecken „eingebrannt“. Ein solcher Baustein ist deshalb nicht veränderbar und nur einmal programmierbar.

In diesem Baustein werden in einem ganz bestimmten Muster die für die gewünschte Sendefrequenz erforderlichen Verhältnisse von Hauptund Referenzteiler in Abhängigkeit von der Position des Frequenzumschalters abgelegt.

Der 16-stufige Frequenzumschalter ( Hex-Codierung ) ist direkt mit dem Prom verbunden.

Beim Einschalten des Senders aktiviert das PLL-IC über eine externe Reset-Logik das Prom und liest sich selbst die einzustellenden Teilerverhältnisse aus dem Prom ein. Dieser Vorgang ist nach 125 μs abgeschlossen, der hohe Strom des Proms von ca. 100 mA wird wieder abgeschaltet. Wird bei eingeschaltetem Sender der Frequenzumschalter betätigt, wird ebenfalls ein Reset erzeugt und nach gleichem Muster die neuen Teilerverhältnisse eingestellt.

3.3.3. EINSCHALTEN UND AUSSCHALTEN DES SENDERS

Beim Einschalten des Senders wird durch eine Verzögerungsschaltung der Träger erst freigegeben, wenn die PLL gerastet ist und alle Arbeitspunkte sich stabilisiert haben (ca. 5 s).

Beim Ausschalten des Senders wird der Hochfrequenzverstärker sofort abgeschaltet. Somit wird ein mögliches langsames Driften verbunden mit Störungen in Nachbarkanälen wirksam unterbunden.

3.3.4. UNTERSPANNUNGS-ABSCHALTUNG

Bevor Nachbarkanalstörungen, hervorgerufen durch schwache Batterien, eintreten können, wird der Hochfrequenzverstärker automatisch abgeschaltet. Die Betriebsanzeige am Sender

with a large capture range and cause the loop filter to operate at a high cut off frequency. In normal operation this status is indicated by the operating indicator which shortly brightens upon power up or frequency changes. Phase lock has been achieved when the LED is dim again. Once this operational status has been achieved, it is only the small differences (e.g. temperature variations in the oscillator) which have to be compensated for. The loop filter then operates at the low cut off frequency. On the one hand, this method reduces the negative effects of the comparison frequency components and noise from the phase locked loop integrated circuit on the oscillator control voltage. On the other hand, it ensures that phase lock is quickly achieved. The oscillator control voltage is routed from the loop filter to the varicaps of the VCO (Voltage Controlled Oscillator).

D. REFERENCE OSCILLATOR AND REFERENCE DIVIDER

The reference signal for in the phase comparator is derived from a crystal controlled reference oscillator. The reference divider, the division ratio of which is externally programmable as it is for the main programmable divider, divides the reference to the comparison frequency. The relative stability of the crystal controlled oscillator remains unaffected. The reference oscillator circuit hardly affects temperature stability: the use of conventional crystals with a temperature tolerance of ± 5 ppm results in a maximum variation in the transmitter frequency of

± 4 kHz at a carrier frequency of 800 MHz in the temperature rangeing from - 20° C to + 70° C. The alignment tolerance of the crystal is compensated for with a variable capacitor.

E. PROM AND HEXADECIMAL CODED CHANNEL SWITCH

The bipolar PROM contains nonvolatile data for frequency selection. Programming requires an external special programming unit to irreversibly destroy diode fuses inside this IC. The chip contains information on the transmitter frequency selected, i.e. the division ratio of the main programmable divider and the reference divider in dependence of the position of the channel selector switch.

The 16-position hexadecimal coded channel switch directly connects to the PROM. Upon powering up, the phase locked loop integrated circuit activates the PROM and initiates the loading of the correct division ratio. The loading of data from the PROM is completed after 125 μs. In order to preserve power, the relatively high current of approx. 100 mA consumed by the PROM is switched on only for the duration of data transfer during power up and at operation of the channel selector switch.

3.3.3. ON/OFF STATE

Upon powering up, a circuit delays the supply voltage to the oscillator stage until phase lock has been achieved and the bias for the transistors has been set (approx. 5 s).

Upon switching off, in contrast to power up, the RF amplifier is switched off immediately, which eliminates slow drifting and interferences to adjacent channels.

3.3.4. BELOW-NORMAL VOLTAGES

Before interferences to adjacent channels, caused by flat batteries, come into existence, the RF amplifier is switched off automatically. The operating indicator on the transmitter

SK 50 UHF / SK 250 UHF 01 / 93 – 8

leuchtet hell oder blinkt, die „Kapazitätsanzeige“ am Versorgungsteil blinkt, und am Empfänger wird seit ca. einer halben Stunde „LOW BATTERY“ signalisiert.

3.4. GLEICHSPANNUNGSVERSORGUNG

Die Gleichspannungsversorgung der Geräte erfolgt aus andockbaren Versorgungsteilen. Auf der Senderplatine wird durch einen Pulsbreiten-gesteuerten DC/DC-Konverter die erforderliche Betriebsspannung von 7,5 V erzeugt.

3.4.1. VERSORGUNGSTEILE B 50, BA 50, B 250, BA 250

Für den SK 50 UHF stehen ein NiCd-Akku-Pack mit der Typbezeichnung BA 50 und ein Versorgungsteil B 50 für Primärzellen (Alkali-Mangan) mit jeweils zwei Zellen der Type AA (Mignon) zur Verfügung. Wegen der höheren Leistungsaufnahme des SK 250 UHF müssen auch Versorgungsteile mit jeweils drei Zellen der Type AA (Mignon) bereitgehalten werden. Das NiCd-Akku-Pack hat entsprechend die Typbezeichnung BA 250 und das Versorgungsteil für Primärzellen heißt B 250. Die beiden letzteren Versorgungsteile sind natürlich auch am SK 50 UHF einsetzbar und sorgen für entsprechend höhere Betriebszeit bei etwas größeren Geräteabmessungen, während der SK 250 UHF sich nur mit den größeren Versorgungsteilen in Betrieb nehmen läßt.

3.4.2. BATTERIE-ZUSTANDSANZEIGE

An den Versorgungsteilen wird der Zustand der Zellen direkt angezeigt. Bei B 50 / 250 in drei Stufen durch Leuchtdioden, bei BA 50 / 250 sehr präzise durch eine fünfstufige LCD-Anzeige. Linke LED leuchtet bzw. voller LCD-Balken bedeuten , daß die volle Betriebszeit des Senders zu erwarten ist, während Blinken der rechten LED bzw. Blinken des rechten LCD-Symbols darauf hinweist, daß die Restbetriebszeit weniger als eine halbe Stunde beträgt. Die Anzeige durch die LED’s orientiert sich an der Entladekurve der Primärzellen, während die LCD-Anzeige durch einen vom entnommenen Strom gesteuerten Zeitzähler bestimmt wird. Somit wird auch die Selbstentladung der Akkuzellen bei ausgeschaltetem Sender wie auch die unterschiedlichen Stromaufnahmen der Sendervarianten berücksichtigt. Eine zusätzliche Abtastung der Entladespannung der Akkus setzt bei nicht normalem Verlauf der Entladung die Anzeige vorzeitig in den Alarmzustand und weist somit auf ein Nachlassen der Akkukapazität hin.

3.4.3. BATTERIE-ZUSTANDSÜBERTRAGUNG

Die für die Anzeigen erforderliche Elektronik ist auf einer SMDbestückten Leiterfolie im vorderen Bereich der Versorgungsteile unter den Anzeigen untergebracht. Diese Elektronik liefert auch ein der Anzeige entsprechendes tieffrequentes Datentelegramm (4 - 6 Hz) an den Sender, und wird dort dem Träger in der Frequenz aufmoduliert. Durch eine entsprechende Dekodierschaltung auf der Empfängerseite (EM 1046) kann dort der Zustand der Senderbatterien proportional wiedergegeben werden.

brightens or flickers, the indicator on the power pack starts to blink and the indicator on the receiver has started to signal “LOW BATT“ about 30 minutes ago.

3.4. POWER SUPPLY (DC)

The transmitters are powered by plug-in power packs. A duty cycle-controlled DC/DC converter on the transmitter board delivers the necessary operating voltage of 7.5 V.

3.4.1. POWER PACKS: B 50, BA 50, B 250, BA 250

The SK 50 UHF can be powered by either the rechargeable BA 50 NiCd battery pack (AA) or the B 50 power pack with two primary cells. As the SK 250 UHF features a higher power consumption than the SK 50 UHF it can only be powered by power packs with three AA cells.

The rechargeable NiCd power pack for the SK 250 UHF is designated BA 250. The power pack with three primary cells is called B 250. BA 250 and B 250 power packs are also suitable for the SK 50 UHF. The slight increase in the transmitter´s overall dimensions is compensated for through a much longer operating time. The SK 250 UHF can only be used with the larger supply units.

3.4.2. BATTERY CONDITION

Indicators on the power packs show the battery condition. For B 50 / 250 the battery condition is indicated by a 3-step LED bargraph display, for BA 50 / 250 by a precise 5-bar LCD display. A bright left LED or a full LCD bar means that the total operating time of the transmitter is at its maximum. A blinking right LED or right LCD bar means that the remaining operating time has fallen below 30 minutes. The indication on the LED bargraph display is desired from the discharge curve of the primary cells, whereas the LCD display indication is controlled by a discharge controlled timer. This feature offers the advantage that the natural-discharge of the rechargeable batteries for transmitters in the OFF state and the different power consumption of the transmitter models available are taken into account. The batteries´ discharging voltage is additionally monitored in order to ensure that the warning signal is also given for atypical discharging processes.

3.4.3. BATTERY DATA TRANSFER

The circuit required to indicate the battery condition is built around a printed circuit board foil that carries surface mounted devices. It is incorporated into the front part of the power packs. In addition, this circuit supplies the transmitter with a low frequency data telegram that corresponds to the battery condition indicated (4 - 6 Hz) and is modulated on the carrier frequency. A decoder on the receiver side (EM 1046) indicates the condition of the transmitter batteries.

SK 50 UHF / SK 250 UHF 01 / 93 – 9

3.5. SK 50 UHF / SK 250 UHF IN STICHWORTEN

3.5.1. HOCHFREQUENZTEIL

A. OSZILLATOR

Q2: Oszillatortransistor.

L4: Oszillatorspule, aufgewickeltes Koaxial-Festmantelkabel. D4, D5: Nachstimmdioden.

D3: Modulationsdiode.

C21: Trimmer zum Einstellen der Nachstimmspannung Uc, nach jeder Veränderung ist der Hub mit R32 einzustellen.

B. 1.VERSTÄRKERSTUFE UND BUFFER

Q3: Verstärkertransistor. Im SK 50 Doppelgate-Mosfet oder Transistor-Kaskode, im SK 250 Bipolar-HF-Transistor, HF-mäßig rückgekoppelt über C35, R45.

C. 2.VERSTÄRKERSTUFE UND TREIBER

Q7: Verstärkertransistor.

L10, R133, R58: HF-Rückkopplung sorgt für Breitbandigkeit, R133 gegen Schwingneigung im unteren Frequenzbereich. D7: Pin-Diode, unterdrückt den Träger bei Trägerabschaltung um zusätzliche 20 dB.

L11: Kollektordrossel = “Arbeitswiderstand“.

Q6: Arbeitspunktregelung für Q7. Strommeßwiderstand R54, Teilerverhältnis R51 / R52 bestimmt den Kollektorstrom von Q7. R51 bei SK 50 variabel. D6 ist dieTemperaturkompensation für Q6.

D. VERSTÄRKERSTUFE UND ENDSTUFE

Q9: Endstufentransistor.

L13: Kollektordrossel=“Arbeitswiderstand“.

Q18: Arbeitspunktregelung für Q9. Stommeßwiderstand R68, Teilerverhältnis R65 / R66 bestimmt den Kollektorstrom von Q9. R65 bei SK 250 variabel. D8 ist die Temperaturkompensation für Q9.

L12, C45, C46, C105 (SK 250: C44): Eingangsanpassung von Q9.

L14 (SK 50: entf.), L15, C53, C54, L16, L17:Ausgangsbandfilter induktiv und kapazitiv gekoppelt, Kopplung wird bei Abgleich durch Justage des Abstandes der Kreis-Induktivitäten L15 / L16 eingestellt.

C104: Unterstützt die Oberwellenunterdrückung. J2: Koaxiale HF-Ausgangsbuchse.

3.5.2. PHASENREGELSCHLEIFE (PLL)

U2: Komplexer PLL-Baustein. Integriert sind: Referenzoszillator,programmierbare Referenzund Hauptteiler, ein analoger und ein digitaler Phasenvergleicher, Phasenmodulator und ein Controller zur Steuerung der internen und externen Abläufe (z.B. Einlesen der Daten aus dem Prom nach erfolgtem Reset).

Y1: Referenzquarz. Normalerweise 6 MHz, Toleranz ± 5 ppm. C6: Einstellung der Sendefrequenz auf Sollwert.

U5: 1GHz-Frequenzteiler=Vorteiler. Teilt die verstärkte VCOFrequenz durch 128/129 gesteuert durch U2 über den MCEingang. Bei der Programmierung des Proms wird 128 als Vorteilerverhältnis eingegeben.

U3.4: Schleifenfilter. Hierzu gehören auch die Komponenten R37 und C25. Hier werden die Steuersignale des digitalen und des analogen Phasenkomparators zusammengeführt und geglättet.AnC25stehteineRegelgleichspannungzurAnsteuerung der Nachstimmdioden D4 / D5 zur Verfügung. Die Regelgleichspannung ist überlagert mit dem Modulationssignal des Phasenmodulators. R26 wird auf sicheres Rasten und auf maximalen Signal-/Rauschabstand eingestellt.

3.5. CIRCUIT DIAGRAM: SK 50 UHF / SK 250 UHF

3.5.1. RADIO FREQUENCY SECTION

A. OSCILLATOR

Q2: Oscillator transistor.

L4: Oscillator inductor, coaxial cable. D4, D5: Tuning diodes.

D3: Modulation diode.

C21: Variable capacitor for adjustment of control voltage Uc; any change involves the readjustment of deviation control R32.

B. 1ST AMPLIFIER STAGE AND BUFFER

Q3: Amplifier transistor.

SK 50: Dual gate MOSFET or transistor cascode.

SK 250: Bipolar RF transistor, RF feedback via C35, R45.

C. 2ND AMPLIFIER STAGE AND DRIVER

Q7: Amplifier transistor.

L10, R133, R58: RF feedback path for broadband response; R133 prevents low frequency oscillations.

D7:Pin diode, attenuates the carrier by 20 dB. L11: Collector inductor = “load resistor“.

Q6: Bias control for Q7. Current sense resistor R54; the division ratio of R51/R52 determines the collector current of Q7. R51 is variable for SK 50 UHF transmitters. Q6 is temperaturecompensated through D6.

D. 3RD AMPLIFIER STAGE AND OUTPUT STAGE

Q9: Output stage transistor.

L13: Collector inductor = „load resistor“.

Q18: Bias control for Q9. Current sense resistor R68; the division ratio of R65/R66 determines the collector current of Q9. R65 is variable for SK 250 UHF transmitters. Q9 is temperature-compensated through D8.

L12, C45, C 46, C105 (SK 250: C44): Accomplish the matching to the input of Q9.

L14 (SK 50: none), L15, C53, C54, L16, L17: Output bandpass filter (capacitively and inductively coupled); adjustment of coupling through distance of L15 / L16.

C104: Assists in the suppression of harmonics. J2: Coaxial RF output socket.

3.5.2. PHASE LOCKED LOOP (PLL)

U2: Complex PLL component with integral reference oscillator, programmable reference divider and main programmable divider, analog and digital phase comparator, phase modulator and controller for internal and external processes (e.g. the loading of data from the PROM).

Y1: Reference crystal. Standard: 6 MHz, tolerance ± 5 ppm. C6: Adjustment of the transmitter frequency to nominal value. U5: 1 GHz frequency divider = prescaler. Divides the VCO frequency by 128/129. The PROM is programmed with 128 as prescaler division ratio.

U3.4: Loop filter, including R37 and C25. The control signals from the digital and the analog phase comparator are combined and filtered. C25 supplies a DC control voltage to varicaps D4/ D5. The modulation signal of the phase modulator is superimposed on the DC control voltage. R26 is adjusted to a defined lock range and maximum signal-to-noise ratio.

SK 50 UHF / SK 250 UHF 01 / 93 – 10

U1: Bipolar-Prom. In diesem Baustein sind die einstellbaren Frequenzen einprogrammiert. Bei Frequenzwechsel ist dieser Baustein durch einen neu programmierten zu ersetzen. Er sitzt deshalb auf einem IC-Sockel. Das verwendete Prom bietet die Möglichkeit, 2 mal 16 Frequenzen in zwei Ebenen zu speichern. Die zweite Ebene kann aktiviert werden, indem R5 entfernt wird.

Die zweiten 16 Frequenzen können dann wie gewohnt über den 16-stufigen Frequenzwahlschalter eingestellt werden. S1: 16-stufiger Frequenzumschalter in Hexadezimal-Codierung Q1: Aktiviert durch U2, schaltet dieser Transistor das Prom für den Datentransfer (ca.125 μs) ein.

U13: Liefert stabilisierte 5 V für den Digitalteil von U2 und U1.

3.5.3. MODULATOR

U3.3: Invertierender OP, bildet die Summe von Audiound Batteriedaten-Signal. Mit R32 in der Verstärkung einstellbar (Hubeinsteller). Ausgang speist Modulationsdiode und U3.2. U3.2: Invertierender OP mit, zu tiefen Frequenzen hin, zunehmender Verstärkung. Kompensiert dadurch den Frequenzgang des Phasenmodulators in U2. Mit R31 wird der Frequenzgang für die tiefen Frequenzen bei Einspeisung vom Batteriesignaleingang her eingestellt.

U3.1: OP zur Arbeitspunkteinstellung von U3.2-4.

3.5.4. RESET-ERZEUGUNG, EINSCHALTVERZÖGERUNG

U4.4: Als Monoflop beschaltetes Exklusiv-Oder-Gatter. Liefert beim Einschalten des Senders einen Impuls an den Reseteingang von U2 (negative Flanke löst Reset aus) und an U4.1. U4.1: Als Monoflop beschaltetes Exklusiv-Oder-Gatter mit Hysterese zur Entprellung. Sperrt über Q5 für die Dauer von ca. 5 s den HF-Verstärker Q7 (bei SK 50 auch Q9) durch Betriebsspannungsabschaltung (Einschaltverzögerung).

U4.3: Als Monoflop beschaltetes Exklusiv-Oder-Gatter. Liefert bei Betätigung des Frequenzumschalters ebenfalls einen Impuls an den Reseteingang von U2 und löst über U4.1 und Q5 die sofortige Trägerabschaltung mit nachfolgender Einschaltverzögerung aus.

3.5.5. UNTERSPANNUNGSABSCHALTUNG

U6: Spannungskomparator mit fester interner Schwelle 3,6 V. Schaltet über Q4 und Q5 den Hochfrequenzverstärker ab, wenn der DC/DC-Konverter zum Batterieende hin nicht mehr in der Lage ist, die Sekundärspannung stabil zu halten. Die Abschaltung erfolgt beim SK 250 bei 6,8 V. Beim SK 50 wird die Differenz von Sekundärund Primärspannung als Abschaltkriterium benutzt.

3.5.6. QUICK-OFF-ABSCHALTUNG

Q8: Beim Ausschalten des Senders (Betätigung von S3) schaltet Q8 über Q4 und Q5 die Betriebsspannung des Hochfrequenzverstärkers sofort ab.

3.5.7. NIEDERFREQUENZTEIL

A. EINGANG

J1: 3-polige Audio-Eingangsbuchse. Beschaltung:

1:gesiebteVersorgungsspannung,Innenwiderstand4,7kΩ (R76)

2:NF-Eingang.

3:NF-Masse.

Schirm: Buchsengehäuse.

R71: Arbeitswiderstand für Elektretmikrofone in Verstärkerschaltung.

R70,C57: HF-Untersiebung des NF-Eingangs. Durch Veränderung des Verhältnisses von R71 zu R70 kann ein Eingangsspannungsteiler (Pad) erzeugt werden (R70 + R71 = 8,3 kΩ).

U1: Bipolar PROM containing nonvolatile data for the selectable frequencies. This component is to be replaced with a newly programmed PROM in case of any desired frequency changes. Therefore, it is placed on an IC socket. The PROM used offers the possibility to store 2 x 16 frequencies on two storage levels. With R5 removed, the second storage level becomes active. As before, the 16 frequencies then can be selected with the 16step frequency selector switch.

S1: 16-step hexadecimal coded frequency selector switch Q1: This transistor is activated by U2. It switches on the PROM only for the duration of data transfer during power up and at operation of the channel selector switch (approx. 125 μs). U13: Delivers a regulated output voltage of 5 V to the digital section of U2 and to U1

3.5.3. MODULATOR

U3.3: Inverting op-amp, sums the audio signals with the battery signals. R32 serves as the deviation control. The output voltage drives the diode for frequency modulation and U3.2.

U3.2: Inverting op-amp with a gain increasing towards lower frequencies. Compensates for the frequency response of the phase modulator in U2. R31 serves to adjust the frequency response for low frequencies by signal injection into the battery signal input.

U3.1: Op-amp to adjust the bias for U3.2 - 4.

3.5.4. RESET, START-UP DELAY

U4.4: Exclusive OR gate connected as a monostable. Upon powering up, it delivers a pulse to the reset input of U2 (negative pulse = reset) and to U4.1.

U4.1: Exclusive OR gate connected as a monostable with hysteresis. Blocks the RF amplifier Q7 (for SK 50 also Q9) via Q5 for a duration of about 5 s.

U4.3: Exclusive OR gate connected as a monstable. Delivers a pulse to the reset input of U2 at operation of the channel selector switch and causes the carrier, via U.4.1 and Q5, to switch off immediately with a following start-up delay.

3.5.5. CIRCUIT BREAKER

U6: Switches off the RF amplifier when the batteries go flat and theDC/DCconvertercannolongerprovidearegulatedsecondary voltage. The threshold voltage for the SK 250 is 6.8 V. The threshold voltage for the SK 50 is determined by the difference between the secondary and primary voltage.

3.5.6. QUICK OFF FUNCTION

Q8: At operation of S3 (OFF) Q8 immediately cuts the supply voltage to the RF amplifier (via Q4 and Q5).

3.5.7. AUDIO FREQUENCY SECTION

A. INPUT STAGE

J1: 3-pole audio socket with standard wiring:

1:filtered supply voltage with internal resistance 4K7 (R76).

2:AF input.

3:AF ground.

screen: socket housing.

R71: Load resistor for electret microphones arranged in an amplifying circuit.

R70, C57: RF filter. An input voltage divider (pad) can be obtained by changing the ratio between R71 and R70 (R70 + R71 = 8K3).

SK 50 UHF / SK 250 UHF 01 / 93 – 11

R69: Soll ein Elektretmikrofon in Impedanzwandlerschaltung angeschlossen werden, wird anstelle von R71 der Widerstand R69 auf den dafür auf der Leiterpatte vorgesehenen Pads bestückt. Die Speisung erfolgt dann über Pin 1 von J1, die NFEinspeisung über Pin 2. Auch in diesem Fall kann durch Wahl von R69 und R70 ein Eingangspannungsteiler erzeugt werden.

B. LOW CUT FILTER (HOCHPASS)

U7.2: Aktiver Hochpaß mit Grenzfrequenz 60 Hz und einem Abfall von 12 dB / Oktave zu tiefen Frequenzen hin. Verstärkung im Durchlaßbereich ist 1.

C. MIKROFONVERSTÄRKER

U7.1: Mikrofonverstärker mit manuell einstellbarer Verstärkung und automatischer Verstärkungsregelung.

D. PHASENDREH-STUFE

U8.1: Invertierender OP mit V= 1. Wird durch Umlegen von C68 umgangen, wenn Audioquelle phasenrichtig.

E. AUDIO-KOMPRESSOR HIDYN PLUS

U9: Doppelbaustein mit Stellglied, Doppelweggleichrichter. Eine Hälfte wird zur Realisierung der Kompressorschaltung, die andere zur Realisierung der Spitzenhubbegrenzung benutzt.

U8.2: Rauscharmer OP, der von U9 Eingangspegelabhängig in seiner Verstärkung beeinflußt wird.

C76: Bestimmt das Einschwingen des Kompressors C77: Bestimmt das Ausschwingen des Kompressors

R94, C69, R99, C74: Dynamisch wirkende Preemphasis. Sorgt im Zusammenspiel mit der inversen Expanderschaltung im Empfänger für eine wirksame Unterdrückung der Rauschmodulation.

F. PREEMPHASISVERSTÄRKER, SPITZENHUBBEGRENZUNG

U10.1: Invertierender OP. Rückkoppelnetzwerk R106/R109, C89/C81 erzeugt Preemphasis mit der Zeitkonstanten 50 μs (3 dB-Grenzfrequenz = 3,14 kHz). Parallel zu diesem Netzwerk liegt das zweite Stellglied von U9. Dieses wird niederohmig, wenn in den zugehörigen Steuereingang (Pin 2) ein positiver Strom eingespeist wird. Dadurch wird die Verstärkung von U10.1 reduziert.

Die Regelspannungserzeugung sorgt dafür, das dieser Vorgang erst dann eingeleitet wird, wenn die Spitzenaussteuerung des Audioteils erreicht wird.

G. REGELSPANNUNGSERZEUGUNG FÜR SPITZENHUBBEGRENZUNG UND MIKROFONVERSTÄRKERREGELUNG

Q14,Q13: Überwiegend positive Signale öffnen nach überschreiten der Basis-Emitter-Schwellspannung Q14 und damit Q15. An C82 entsteht eine positive Gleichspannung.

Q12: Überwiegend negative Signale öffnen nach überschreiten der Basis-Emitter-Schwellspannung Q12, sodaß an C82 ebenfalls eine positive Gleichspannung entsteht.

D10: An der Kathode von D10 steht eine Gleichspannung von ca. 1 V. Diese muß von der an der Anode anliegenden Regelspannung erst überwunden werden, um die Spitzenhubbegrenzung einzuleiten.

Q11: Die Regelspannung steuert Q11 ein wenig früher (ca. 0,5 dB) auf, als die Spitzenhubbegrenzung einsetzt. Dadurch wird der Fet Q10 hochohmig und die Verstärkung von U7.1 wird abgesenkt. Die Regeltiefe beträgt bei maximal manuell eingestellter Verstärkung 30 dB und nimmt mit kleiner werdenden Verstärkung ab. Bei minimaler Verstärkung ist die Regelung ohne Wirkung und nur die Spitzenhubbegrenzung ist wirksam.

R69: To be used in place of R71 for the connection of electret microphones arranged in an impedance converter circuit. Power then is supplied via pin 1 of J1. As before, the audio signal is input at pin 2. An input voltage divider can be obtained by changing the ratio between R71 and R70.

B. LOW CUT FILTER (HIGH-PASS)

U7.2: Active high-pass with a cut off frequency of 60 Hz and an attentuation of 12 dB/oct. for low frequencies. The gain in the passband is 1.

C. MICROPHONE AMPLIFIER

U7.1: Microphone amplifier with a manually selectable gain and automatic gain control.

D. PHASE SHIFTING SECTION

U8.1: Inverting op-amp with a voltage amplification factor of - 1. Can be bypassed by relocating C68, provided the audio source is in phase.

E. AUDIO COMPRESSOR HIDYN PLUS

U9: Dual purpose component with AF signal gain control element, full-wave rectifier. One half is used for the compressor circuit, the other half for peak deviation limiting.

U8.2:Low-noiseop-amp,whoseamplificationfactoriscontrolled by U9 depending on the AF signal level.

C76: Determines the attack time of the compressor. C77: Determines the decay time of the compressor.

R94, C69, R99, C74: Dynamic preemphasis. Together with the inverse expander in the receiver, it provides an effective suppression of noise modulation.

F. PREEMPHASIS AND PEAK LIMITING

U10.1: Inverting op-amp. Feedback path R106/R109, C89/81 provides preemphasis with 50 μs time constant (3 dB cut off frequency = 3.14 kHz). Connected in parallel to this path is the second control element of U9. Its impedance is reduced if a positive signal is input via the respective control input (pin 2). This reduces the gain of U10.1.

The control voltage generation ensures that this process is only started when the audio section reaches peak modulation.

G. CONTROL VOLTAGE FOR PEAK LIMITING AND MICROPHONE GAIN CONTROL

Q14, Q13: Positive signals, once exceeding the base emitter threshold voltage, activate Q14 and thus Q15. C82 supplies a positive DC voltage.

Q12: Negative signals, once exceeding the base emitter threshold voltage, activate Q12. C82 supplies a positive DC voltage.

D10: A DC voltage of about 1 V is available at the cathode of D10. This voltage must be exceeded by the control voltage at the anode before the circuit for peak limiting is activated.

Q11: The control voltage activates Q11 a bit earlier (about 0.5 dB) than the circuit for peak limiting becomes active, which increases the impedance of FET Q10 and reduces the gain of U7.1. With maximum gain manually selected, the control range amounts to 30 dB and decreases in response to a decrease in gain. For minimum gain, the control circuit is inoperative, whereas the circuit for peak limiting is operative.

SK 50 UHF / SK 250 UHF 01 / 93 – 12

H. AKTIVER TIEFPASS

U10.2: Aktiver Tiefpaß 3. Grades, dämpft Frequenzen oberhalb 20 kHz mit 18 dB / Oktave. Im Durchlaßbereich beträgt die Verstärkung 1.

3.5.8. DC/DC-KONVERTER

U11: Schaltregler mit variabler Pulsbreite und konstanter Schaltfrequenz von 100 kHz. Der SK 250 benutzt externen Schalttransistor Q17 wegen der höheren Leistung. Aus diesem Grunde kann der SK 250 erst ab einer Batteriespannung von 2,5 V betrieben werden (U6 sperrt HF), während der SK 50 bereits ab 1,7 V betriebsbereit ist. Bis 5,1 V Primärspannung arbeiten die Sender mit konstanten technischen Daten. Die Stromaufnahme ändert sich natürlich mit der Änderung der Primärspannung, da dem Wandler konstante Leistung auf der Sekundärseite abgefordert wird. Der Wirkungsgrad des Wandlers beträgt ca. 85 %. Die Sekundärspannung beträgt 7,5 V und ist Versorgungsspannung für die gesamte Schaltung. Sie wird mit R128 eingestellt.

3.5.9. BETRIEBSANZEIGE

D11: Multifunktionsanzeige-LED leuchtet dunkel im Normalbetrieb, wird über Q15 hell getastet, wenn Spitzenhub erreicht wird und wird über Q16 ebenfalls hell getastet, solange der digitale Phasenkomparator arbeitet, und somit die PLL den Rastvorgang noch nicht abgeschlossen hat.

3.5.10. RÜCKWÄRTIGER VERSORGUNGSANSCHLUSS

Stiftleiste P1, Belegung:

1:+1,9 V / 2,7 V bis 5,1 V

2:– Versorgungsspannung

3:Dateneingang (170 mV für ± 2 kHz Hub)

4:+7,5 V vom DC/DC - Konverter

5:frei

6:NF - Masse

3.6. ANTENNENLÄNGE

H. ACTIVE HIGH-PASS FILTER

U10.2: Active 3rd order high-pass filter attenuating frequencies above 20 kHz with 18 dB/oct. Its gain in the passband is 1.

3.5.8. DC/DC CONVERTER

U11: Regulator with a variable duty cycle and a constant switching frequency of 100 kHz. Because of its higher output power the SK 250 UHF uses the external switching transistor Q7. Therefore, the SK 250 UHF is operative from a battery voltage of 2.7 V (RF amplifiers switched off due to the lowvoltage detector U6), whereas the SK 50 UHF is already operative from 1.7 V. SK 250 UHF transmitters are switched off at about 2.5 V, whereas SK 50 UHF transmitters are switched off at about 1.7 V. Up to a primary voltage of 5.1 V the transmitters operate according to specifications. Of course, current consumption changes in response to variations in the primary voltage since the converter must perform constantly on the secondary side. The efficiency of the converter is about 85 %. The secondary voltage is 7.5 V and serves as the supply voltage for the entire circuit. It is adjusted through R128.

3.5.9. ON/OFF INDICATOR

D11:Multi-function LED: dim during normal operation, brightens for peak deviation (Q15) and (Q16) as long as the digital phase comperator operates and the PLL has not yet achieved phase lock.

3.5.10. BACKPLANE CONNECTIONS

P1: Edge connector with the following wiring:

1:+ 1.9 V / 2.7 V to 5.1 V

2:DC ground

3:data input (170 mV for ± 2 kHz deviation)

4:+ 7.5 V from the DC/DC converter

5:not used

6:AF ground.

3.6. CALCULATING THE ANTENNA LENGTH

7500

L (cm) =

f (MHz)

SK 50 UHF / SK 250 UHF 01 / 93 – 13