Umbau Bosch KFE-165 für Amateurfunk

Inhaltsverzeichnis

	Vorwort
	Gerätebeschreibung
	Frequenzvorwahl/-aufbereitung
	Ermittlung der zu codierenden Frequenzen
	Ermittlung der nötigen Verbindungen des Codieradapters
	Fertigung des Codieradapters
	Einbau des Codieradapters
	Abgleich von Sender und Empfänger
	Umbau Rauschsperre
	Einstellen der Sendeleistung
	Selektivrufeinheit TGA und Schnittstelle
	Mikrofon
	Einbau Ruftongenerator 1750Hz
	Umbau auf zwei Kanäle
	Belegung 8-pol. DIN-Buchse
	Belegung 8-pol. Mikrofon-Stecker
	Optische Restaurierung (siehe KF-163)
	Abgesetzte Sprechstelle

Vorwort

Prinzipiell ist es möglich Betriebsfunkgeräte wie z.B. das hier beschriebene Gerät von Bosch zu amateurfunktauglichen Geräten umzurüsten. Das betrifft sowohl Geräte für das 2m-Band (KFE-165) als auch Geräte für das 70cm-Band (KFE-455). Teilweise ergeben sich hier ein paar Schwierigkeiten, da manche Bauteile gerätespezifisch hergestellt wurden, bzw. nicht mehr verfügbar sind.

An dieser Stelle möchte ich den Umbau eines Bosch KFE-165 auf eine Simplex-Frequenz oder auch zum bedingten Gegenverkehr für Relaisfunkstellen beschreiben. Ähnliche Beschreibungen zu diesem Gerätetyp oder dem artverwandten Typ KF mini-S bzw. KF-163 findet man schon im Internet. Allerdings habe ich festgestellt, dass die Beschreibungen doch einige Fragen offen lassen, bzw. wohl nie in der Praxis umgesetzt wurden. Deshalb hier mein Versuch den Umbau so zu beschreiben, dass andere OMs das Rad nicht auch noch mal neu erfinden müssen.

Gerätebeschreibung

Das Bosch KFE-165 ist ein robustes Betriebsfunkgerät für das 2m-Band. Das Gerät selber stellt sich recht spartanisch dar und hat einen größeren Drehknopf zum Einstellen der Lautstärke, drei Tasten (Löschtaste, Ein/Aus, Selektivruftaste), einen zweistelligen Codierschalter zum Einstellen der Selektivrufadresse, sowie drei LEDs zur Anzeige der Betriebszustände (grün=Empfänger geöffnet, gelb=Rx, rot=Tx). Zum Gerät gehört ein sogenanntes Handbedienteil bzw. Lautsprechermikrofon, das über einen 8-poligen Stecker mit dem Gerät verschraubt wird. Am Mikrofon befindet sich neben der PTT-Taste auch eine Taste für den Selektivruf.

		KFE-165

Das Gehäuse ist robust aus Metall ausgeführt, die Frontblende ist aus Plastik. Nach der Abnahme des Übergehäuses aus Aluminium lassen sich Ober- und Unterseite recht einfach öffnen, die Metall-Abdeckungen sind nicht verschraubt.

Frequenzvorwahl/-aufbereitung

Die Vorwahl der Frequenz erfolgt getrennt für Sender und Empfänger über eine Diodenmatrix von Siemens (Typ S353), welche mit dem Siemens VCO S187 zusammenarbeitet. In manchen Foren und auch dem Schaltplan wird diese Matrix als "PROM" oder auch fälschlicherweise als "EPROM" bezeichnet. Diese Matrix wird nicht mehr hergestellt und ist im Handel nicht mehr oder evtl. nur als Restposten verfügbar.
Es lassen sich aber sehr leicht die zu codierenden Frequenzen ermitteln und mit einem IC-Sockel und ein paar Dioden vom Typ 1N4148 ein Codieradapter herstellen.
Info: Diese Anleitung kann für die Diodenmatrix eines KF-163 ebenso verwendet werden!

Ermittlung der zu codierenden Frequenzen

Prinzipiell sind bei der Ermittlung der Sende- und Empfangsfrequenz zwei Dinge zu beachten:

• Von der Empfangsfrequenz müssen über den möglichen Frequenzbereich des Gerätes von 136-176 MHz generell 21,4 MHz (Oszillatorfrequenz 1.ZF) abgezogen werden.
  In manchen Umbauanweisungen im Internet wird fälschlicherweise behauptet, dass bei Codierung von Frequenzen im Bereich 136-146 MHz die Oszillatorfrequenz addiert werden müsse. Diese Aussage ist zumindest für das KFE-165 und das KF-163 nicht zutreffend.
  
  

• Frequenzraster 20 kHz oder 12,5/25 kHz
  Die Umschaltung des Frequenzrasters erfolgt durch Pin 28 der Diodenmatrix (Q16). Ist dieser Pin offen, arbeitet das Gerät im 20 kHz Raster; liegt der Pin auf Masse, arbeitet das Gerät im 12,5/25 kHz Raster. Im 12,5/25 kHz Raster muss die zu codierende Frequenz (sowohl Sende- als auch Empfangsfrequenz) durch 1,25 geteilt werden.

Daraus ergeben sich folgende Möglichkeiten, die einzustellenden Frequenzen zu berechnen:

Ermittlung der nötigen Verbindungen des Codieradapters

Bevor man sich mit der Codierung und Belegung des Codieradapters beschäftigt, sollte man sich das Datenblatt der Diodenmatrix ansehen, um deren Funktionsweise und Belegung zu verstehen.

Generell gilt für den Codieradapter folgendes:
Pin 2 (I1) wird beim Empfang auf Masse geschaltet, Pin 3 (I2) wird beim Senden auf Masse geschaltet. Beide Pins geben je nach Verdrahtung mit den Ports Q1-15 die jeweilige Frequenz vor. Wurden für Sende- und Empfangsfrequenz gleiche Ports ermittelt, so können diese direkt auf Masse gelegt werden, da hier sowohl beim Senden, als auch beim Empfangen Masse anliegt. Hier kann man sich die Dioden sparen. Alle anderen Verbindungen werden über Dioden von den jeweiligen Ports zu I1 (Pin2) und I2 (Pin3) hergestellt.

Ermittelt werden die benötigten Verbindungen nach folgender Tabelle am Beispiel der Frequenz 145,525 MHz.
Berechnete Frequenzen gem. o.g. Konfiguration für das 12,5 Hz Raster:
Empfangsfrequenz: 99,300 MHz
Sendefrequenz: 116,420 MHz

(Bezeichnungen: "R"=Frequenzraster, "M"=Masse, "Port"=Portname der Original-Diodenmatrix S353, "Pin"=Pin-Nummer des IC-Sockels, "Wert"=Wertigkeit des Ports, "I1"=Port für Empfangsfrequenz, "I2"=Port für Sendefrequenz)

Die Frequenzen errechnen sich aus der Tabelle wie folgt:
Jeder Port (Qx) hat eine Wertigkeit, die sich in der Tabelle in Werten von 1-128 widerspiegelt. Jeder Wert eines Ports, der ein "x" in der Tabelle hat, wird von der Gesamtsumme abgezogen:
kHz: (127 - Summe Wertigkeit) * 10 = 300
(Summe Wertigkeite im Beispiel für I1: 1+32+64)
MHz: 255 - Summe Wertigkeit = 99
(Summe Wertigkeit im Beispiel [für I1]: 4+8+16+128)

Fertigung des Codieradapters

Der Codieradapter wird aus einem 28-poligen IC-Sockel, Silberdraht und Silizium-Dioden vom Typ 1N4148 gefertigt. Zuerst werden alle Masseverbindungen gelegt. Diese werden mit Pin1 verbunden (Masse). Anschließend werden die Dioden aufgelötet und entsprechend der  Tabelle mit Pin2 (I1) oder Pin3 (I2) verbunden.

		Codieradapter
		Fertig aufgebauter Codieradapter, hier für Relaisbetrieb auf 145,750 MHz

Einbau des Codieradapters

Das Gerät auf der Oberseite öffnen. Auf der linken Geräteseite befindet sich der PLL-VCO. Sollte die originale Diodenmatrix noch vorhanden sein, ist diese in der Regel auch beschriftet und kann -mit einem kleinen Griff versehen- herausgezogen werden. Ansonsten ist die Matrix mit "S353" beschriftet (siehe aber auch die beiden Bilder für die Lage der Diodenmatrix).

		Einbau Codieradapter
		Geöffnete Oberseite: Links befindet sich die PLL-Schaltung, rechts davon mit der Lötseite nach oben die Selektivrufplatine TGA. Blick auf die PLL-Platine mit noch eingesetzter Original-Diodenmatrix Die alte Matrix wird herausgezogen und durch den neuen Codieradapter ersetzt.

Abgleich von Sender und Empfänger

Sender und Empfänger werden durch Neuabgleich der PLL justiert. Dazu muss das Gerät auf der Unterseite geöffnet werden. Eine Schablone zeigt die Lage der entsprechenden Spulen für Sender und Empfänger der PLL.

		Bauteillage
		Blick auf die Lötseite der Platine mit den PLL-Spulen für Rx (E) und Tx (S). Über die mit 1-5 gekennzeichneten Spulen wird der Eingangskreis des Empfängers abgestimmt.

Einfacher Abgleich des Senders:
Dummy-Load an das Gerät anschließen. Sendetaste drücken und Spulenkern "VHF-S" solange drehen, bis der Träger auf einem zweiten Funkgerät sauber hörbar wird.

Einfacher Abgleich des Empfängers:
Mit einem zweiten Funkgerät einen Träger senden. Spulenkern "VHF-E" solange drehen, bis das Signal sauber hörbar wird.
Ein weiterer Abgleich kann (je nach zuvor codierter Frequenz) am Eingangskreis nötig sein. Hier ist so abzustimmen, dass ein schwaches Signal (entweder Messsender oder schwaches empfangenes Signal) möglichst rauschfrei und sauber hörbar wird. Wer keinen Messsender zur Verfügung hat, kann z.B. das Signal eines Relais verwenden und die Abschwächung des Eingangssignals über ein Dämpfungsglied vornehmen. So kann man durch Verringern der Spannung den Eingangskreis auf höchste Empfindlichkeit abgleichen.

Einstellen der Sendeleistung

Die Sendeleistung des Gerätes ist einstellbar und kann stufenlos zwischen 1 und 6 Watt über einen Trimmer (R25) an der linken Geräteseite eingestellt werden.

		Sendeleistung einstellen

Selektivrufeinheit TGA und Schnittstelle

Die Selektivrufeinheit TGA wurde aus dem Gerät entfernt, da Selektivruf im Amateurfunk selten Verwendung findet. Nach dem Entfernen der TGA Platine müssen drei Verbindungen mit Jumpern gebrückt werden. Diese sind auch auf der Stiftleiste im Gerät gekennzeichnet. Die entsprechenden Pins können aber auch dem Bild entnommen werden.
Nach dem Ausbau ist das Gerät immer empfangsbereit. Weiterhin sind die Tonruftasten am Gerät und am Mikrofon außer Betrieb, ebenso die Löschtaste.

		Ausbau Selektivrufeinheit TGA
		Mit drei Jumpern werden nach dem Ausbau der TGA-Platine die ent- sprechenden Signale durchgeschleift.

Diese Schnittstelle ist wie folgt belegt (die Nummerierung ist auch auf der Stiftleiste zu finden, Kontakte, die beim Betrieb ohne TGA gebrückt werden müssen sind gekennzeichnet):

Umbau Rauschsperre

Nach Entfernen der Selektivrufeinheit TGA ist die Löschtaste ohne Funktion. Sehr einfach lässt sich hiermit eine Monitortaste einrichten, mit der die Rauschsperre geöffnet werden kann. Dazu wird auf der Lötseite der Hauptplatine der Schleifer des Rauschsperren-Trimmers mit dem Mittelabgriff des Tasters verbunden.
Am Abgleichpunkt "Rauschsperre" (R224) kann die Schwelle der Rauschsperre eingestellt werden. Durch Drücken der Löschtaste wird nun die Rauschssperre geöffnet, solange der Taster gedrückt wird.

		Umbau Rauschsperre
		Lötverbindung zwischen Taster und Trimmer auf der Hauptplatine. Mit dem Trimmer R224 kann die Schwelle der Rauschsperre eingestellt werden.

Mikrofon-Umbau

Mehr als Spielerei habe ich dem Mikrofon noch drei LEDs spendiert. Das Mikrofon bzw. die Platine ist dafür schon vorbereitet (wird im KF-163 eingesetzt). Eigentlich waren die LEDs für "Ein, Empfang, Senden" gedacht, jedoch ließ sich aufgrund einer fehlenden Leitung im Mikrofonkabel die Rx-Anzeige nicht realisieren.
Durch Einsetzen dreier entsprechender Widerstände (sind entsprechend der verwendeten LEDs zu berechnen), Einlöten der drei LEDs und ein wenig mechanischer Arbeiten am Mikrofongehäuse ließen sich folgende Funktionen für die LEDs realisieren:

• Gelb: Betriebsanzeige (Gerät ein)
• Rot: Sendeanzeige
• Grün: Tonruf

Die Tonruftaste ist nach Ausbau der TGA-Platine außer Funktion. Angedacht habe ich aber in der weiteren Ausbaustufe einen 1750 Hz Rufton. Dieser kann für den Relaisbetrieb verwendet werden.

		Mikrofon-Umbau
		Nach dem Umbau zeigen drei LEDs den Zustand des Geräte direkt am Mikrofon an.

Einbau 1750 Hz Ruftongenerator

Für den möglichen Relais-Betrieb habe ich in das Gerät einen 1750 Hz Ruftongenerator eingebaut, der über die Tonruftaste aktiviert werden kann. Die Schaltung wurde nach einem Vorschlag von DL9GAY (siehe CQDL 11/98) umgesetzt und auf die TGA-Stiftleiste aufgesetzt (siehe auch "Selektivrufeinheit TGA").
Folgende Pins des TGA-Sockels werden benötigt:

Der Rufton wird über einen CMOS-Baustein CD4060 (Binärzähler) und einen 455 kHz Keramikresonator erzeugt (455 kHz werden durch 2/2/5/13 geteilt). Der Signalpegel wird über einen 1 kOhm Trimmer eingestellt und über ein RC-Glied (1µF/4,7kOhm) in den NF-Zweig des Funkgerätes mit Hilfe eines Relais eingekoppelt. Das Mikrofonsignal wird dabei vom Sender getrennt. Mit dem Drücken der Tonruftaste wird auch der Sender getastet. Dazu wurde das Signal der Tonruf-Taste über eine Diode mit der PTT-Leitung verbunden. Die Diode ist notwendig, damit der Tonruf beim Drücken der PTT-Taste nicht aktiviert wird.

		Rufton-Generator
		Schaltplan des 1750 Hz Ruftongenerators zum Einschleifen über die TGA- Schnittstelle des KFE-165. Auf einer Lochrasterplatine wurde der Ruftongenerator aufgebaut. Das Relais ist -zugegeben- überdimensioniert, war aber in der Bastelkiste noch vorhanden. Hier kann man natürlich ein wesentlich kleineres Relais einsetzen. Die fertige Platine wird auf den TGA-Sockel aufgesteckt.

Umbau auf zwei Kanäle

Das KFE-165 ist (im Original) für den Ausbau mit zwei Kanälen vorgesehen. Mein Gerät war jedoch nur einkanalig ausgestattet. Neben unserer OV-Frequenz erschien es mir noch sinnvoll die Frequenz des nächstliegenden 2m-Relais (DB0FT, Feldberg) schalten zu können.
Die Frequenz wird über einen Schalter in der Frontplatte umgeschaltet. Diesem Schalter wird ein Flip-Flop mit Hilfe eines CD4011 zur Entprellung nachgeschaltet. Dieses Schaltsignal wird links vorne im Gerät auf eine dafür vorgesehene Schnittstelle auf der Hauptplatine geführt (die dort vorhandene Brücke wird entfernt). Hiermit wird das Signal S0 der PLL nun zwischen Masse (K1) und +12V (K2) umgeschaltet.
Somit werden über die PLL für Kanal 1 die Inputs 1 und 2 bzw. für Kanal 2 die Inputs 3 und 4 zur Bestimmung der Frequenzen verwendet. Über die Ausgänge Q1 und Q2 des FlipFlops wird zusätzlich eine Duo-LED angesteuert, die den geschalteten Kanal optisch anzeigt (grün für Kanal 1 und rot für Kanal 2).

Aufbau des Codieradapters
Der Codieradapter wird nach dem gleichen Schema aufgebaut, wie zuvor beschrieben. Es muss jedoch darauf geachtet werden, dass nur diejenigen Ports auf Masse (grau markiert) gelegt werden dürfen, die sowohl beim Empfang, als auch beim Senden auf Masse liegen (beide Kanäle).
Die folgende Tabelle gibt ein Beispiel für die Frequenzen 145,525 MHz (I1/2, orange markiert) und 145,600 MHz für Relaisbetrieb (I3/4, gelb markiert) im 12,5 kHz-Raster:

Einbau der Schaltung
In der Frontplatte des Gerätes wurde die untere grüne LED (hat nach Ausbau des TGA keine Funktion mehr) gegen die beschriebene Duo-LED ausgetauscht. Die LED wird direkt über einen 270 Ohm Widerstand auf die beiden Ausgänge des CD4011 verdrahtet. Der Kanalumschalter (Miniaturkippschalter von Knitter) wurde in die vorhandene Blindabdeckung eingeklebt, die ebenfalls nun eingeklebt werden muss, da die Befestigung durch den Schaltereinbau weggefallen ist. Alternativ kann hier auch ein passender Schiebeschalter benutzt werden.
Der Anschluss der Signale ST, 2⁰, Masse und +8V (siehe Schaltplan weiter unten) wird über die Stiftleiste II vorne links im Gerät hergestellt. Sie befindet sich unmittelbar zwischen Frontplatte und PLL. Die Stiftleiste ist vierpolig, Pin1 ist an der linken Gehäuseseite. Bei einem einkanaligen Gerät sind die Pins 1+2 mit einem Jumper gebrückt. Die Signale der Kanalumschaltung sind wie folgt auf die Stiftleiste zu verdrahten (Jumper entfernen!):

+8V		ST II, Pin4
Masse		ST II, Pin2
ST		ST II, Pin3
20		ST II, Pin1

Die Platine mit dem CD4011 kann im Bereich des TGA-Steckplatzes eingebaut werden. Es bietet sich hier an, eine passende Lochraster-Platine in Größe der TGA-Platine zuzuschneiden und sowohl Tonruf als auch Kanalumschaltung gemeinsam hier unterzubringen. Ich habe aufgrund des sukzessiven Ausbaus zwei einzelne Platinen verwendet.

		Umbau auf zwei Kanäle
		Etwas aufwändiger ist die Diodenmatrix für die zwei Kanäle zu fertigen, aber durchaus möglich. Sie ist möglichst flach zu halten, damit es nicht zu Kurzschlüssen am Deckel kommt. In diesem Bereich ist sicherheitshalber an der Innenseite des Deckels Klebeband zur Isolierung anzubringen. Die Kanalanzeige wurde mit einer Duo-LED realisiert: Grün = Kanal 1, rot = Kanal 2. Die vormals vorhandene grüne LED wird durch die Duo-LED ersetzt und über einen 270 Ohm Widerstand direkt zum NAND-Gatter verdrahtet. Den Kanalumschalter habe ich über einen kleinen Kippschalter in der Blindabdeckung des Kanalumschalters realisiert. Schalter und Abdeckung werden mit Zweikomponentenkleber befestigt. Über einen CD4011 wird der Kanalumschalter entprellt. Die Verbindung zum Gerät und zum Kanalschalter wird über einen Y-Kabelbaum herge- stellt. Über die zweipolige Pfostenleiste wird die Duo-LED angeschlossen. Schaltplan der einzubauenden Schaltung für den Kanalumschalter. Diese Schaltung entspricht der Originalschaltung von Bosch aus den Service- Unterlagen.

Belegung 8-pol. DIN-Buchse

Auf der Rückseite des KFE-165 befindet sich eine 8-polige DIN-Buchse zum Anschluss von diversem Zubehör. Diese Buchse ist wie folgt belegt (Draufsicht):

1 = NC 2 = Lautsprecher (Masse) 3 = Lautsprecher 4 = Relaiskontakt (Rufanzeige) 5 = Relaiskontakt (Rufanzeige) 6 = Mikro NF 7 = Mikro (Masse) 8 = PTT (gegen Masse)

Belegung 8-pol. Mikrofonstecker

Auf der Vorderseite des Geräte befindet sich ein 8-poliger Mikrofonstecker zum Anschluss eines Handbedienteils ML-1. Diese Stiftleiste ist wie folgt belegt (Ansicht von vorne):

1 = Sendetaste (PTT) 2 = NC 3 = NF zum Lautsprecher 4 = Ruf I 5 = Mikrofon (Masse) 6 = Masse 7 = +8V 8 = Mikrofon (NF)