5.09. 80m-Amateurband-Konverter: Unstimmigkeit?

[pingi66]

Hallo liebe Philips-Freunde

beim Blättern durch die Anleitungsbücher bin ich gestern Abend beim 80m-Amateurband-Konverter hängen geblieben. Ich fand die Schaltung sehr interessant, besonders dass hier die Möglichkeit eines Doppelsuper vorgestellt wurde. Bei längerer Draufsicht sind mir dann auch ein paar Unstimmigkeiten aufgefallen, z.B. dass im Schaltbild C5 und C19 beide 100 pF haben, obwohl ja nur ein 100 pF Kerko in den Kästen beiliegt. Im Bauplan ist C19 dann mit 180 pF ausgewiesen, nun ja. Viel mehr hat mir aber die Antennenspule Kopfzerbrechen bereitet, genauer gesagt die Anzahl der Primärwicklung. Warum, das möchte ich Euch jetzt hoffentlich verständlich rüberbringen, muss aber ein wenig ausholen:

Beim 5.07. Grenzwellensuper hat die Antennenspule 29 Windungen, der Drehko kommt auf einen Bereich von ca. 30 - 190 pF. Um das Band von 1600 - 4000 kHz auszufüllen, braucht es eine Induktivität von 52 µH. Mit den 29 Windungen um den Ferritstab erzielt man also ca. 52 µH.

Beim 5.08. Kurzwellensuper hat die Antennenspule 10 Windungen, der Drehko kommt auf denselben Bereich wie der Grenzwellensuper von ca. 30 - 190 pF. Um das Band von 4000 - 10000 kHz auszufüllen, braucht es eine Induktivität von 8,4 µH. Mit den 10 Windungen um den Ferritstab erzielt man also ca. 8,4 µH.

Der 80m-Konverter hat die exakt gleiche Antennenspule wie der Grenzwellensuper, also können wir auch hier von ca. 52 µH ausgehen. Um das 80m-Band zu überstreichen, muss der Drehko somit die Spanne von 30 - 40 pF überstreichen, macht er aber absolut nicht. Wenn ich mich nicht verrechnet habe, reicht der Drehko von ca. 162 - 238 pF. Damit liegt man nicht im 80m-Band sondern zwischen 1430 - 1734 kHz. Dagegen passt die Antennenspule vom Kurzwellensuper mit 8,4 µH fast perfekt (3560 - 4314 kHz).

Bei allen Rechnungen habe ich für den Drehko 15 - 190 pF angenommen und auf den errechneten Gesamwert noch 10 pF Schaltungskapazität addiert.

Bin ich hier völlig auf dem Holzweg oder kann es vielleicht sein, dass Philips die falsche Antennenwicklung angegeben hat?


Ich hoffe, Euch mit der trockenen Theorie nicht zu sehr gelangweilt zu haben, aber vielleicht macht sich der eine oder andere mal die Mühe und rechnet die Schaltung nach. Vielleicht gibt es aber auch jemanden, der die Schaltung schon mal zum Laufen gebracht hat. Über eine Rückmeldung würde ich mich sehr freuen :-)

Grüße ins Forum
Sven

[Henning]

Hallo Sven,

spontan würde ich Deinen Überlegungen zustimmen.
Bereits in der ersten Auflage des EE1005 ist die Spule mit 29 Windungen für den Konverter vorgesehen.
Ich habe grad' mal meine Spulen durchgemessen und komme auf folgende Werte:
MW-Spule: 490 µH
LW-Spule: 4,6 mH
10 Wdg.: 13 µH
29 Wdg.: 65 µH
Also generell etwas höhere Werte, die aber das Grundproblem nur minimal verschieben.

Grund, den Konverter mal aufzubauen...

Viele Grüße

Henning

[pingi66]

Hallo Henning,

da hast Du Recht! Am einfachsten ist es, man baut den Konverter einfach mal auf. Aber dann muss ich erstmal nach einem MW-Empfänger Ausschau halten, den ich dahinter schalten kann. Mit meiner Aldi-Referenz wird das nicht funktionieren :-(

Deine gemessenen Spulenwerte passen doch von der Größenordnung mit der Theorie zusammen. Ein wenig Hin-und Herrutschen auf dem Ferritstab und man erhält dieselben Werte. Hast Du die Spulen auf der Mitte des Ferritstabes gemessen?

Und die Antennenspule des Konverters ist tatsächlich in allen Anleitungen, die ich kenne, mit 29 Windungen angegeben. Das kann doch nicht über so lange Zeit verkehrt gewesen sein, aber die Schwingkreiskapazität passt einfach nicht... Hast Du die mal nachgerechnet? Vielleicht habe ich ja auch immer wieder denselben Rechenfehler begangen!

Grüße
Sven

[Henning]

Ja, die Induktivitäten habe ich auf der Mitte des Ferritstabes gemessen.
Deine Rechnungen kann ich nachvollziehen und komme auf ähnliche Werte.
Mich irritiert etwas der 2700pF-Kondensator zwischen Antenne und Erde und welchen Einfluss er auf den Schwingkreis hat. Da er aber bei allen Superhets gleich eingesetzt wird, sollte er das Hauptproblem auch überall gleich beeinflussen.
Mich hat immer der Anschluss an den Mittelwellenempfänger davon abgehalten, diesen Empfänger aufzubauen, obwohl ich genügend geeignete Geräte hätte.
Ich könnte mir vorstellen, dass der abweichende Frequenzbereich nicht korrigiert wurde, weil kein „gewöhnlicher“ Bastler den Empfänger entsprechend geprüft hat. Man hat irgendwelche Signale außerhalb des Rundfunks empfangen und war zufrieden. Und mit der Einführung der neuen Spulen hatte sich das Phänomen erledigt.
Wenn mein Röhrensuper steht, werde ich mich mal an den Konverter wagen und prüfen. (Kann aber noch ein paar Wochen dauern...)

[pingi66]

Hallo Henning,

Mich irritiert etwas der 2700pF-Kondensator zwischen Antenne und Erde und welchen Einfluss er auf den Schwingkreis hat.

Nach meiner Meinung liegt er in Reihe zu dem Rest der Schwingkreiskapazitäten, verkürzt also den Frequenzbereich.

Ich könnte mir vorstellen, dass der abweichende Frequenzbereich nicht korrigiert wurde, weil kein „gewöhnlicher“ Bastler den Empfänger entsprechend geprüft hat. Man hat irgendwelche Signale außerhalb des Rundfunks empfangen und war zufrieden. Und mit der Einführung der neuen Spulen hatte sich das Phänomen erledigt.

Da muss ich Dir absolut zustimmen! Es ist einfach verdammt schwierig bei diesem Gerät nachzuweisen, ob es korrekt funktioniert oder nicht.

Wenn mein Röhrensuper steht, werde ich mich mal an den Konverter wagen und prüfen. (Kann aber noch ein paar Wochen dauern...)

Lass Dir ruhig Zeit, nach fast einem halben Jahrhundert kommt es auf ein paar Wochen auch nicht mehr drauf an :D

Grüße
Sven

[JeanLuc7]

Salut,

ich habe mir das Gerät auch noch einmal angesehen - als Jugendlicher habe ich es mangels zusätzlichem MW-Empfänger nie gebaut. Man sollte bei all der Anwendung der Thomsonschen Schwingkreisformel nicht vergessen, dass eine Schwingung auch durch Vielfache der Grundfrequenz angeregt werden kann. Das Prinzip wird ja bereits beim KW-Super beschrieben - dort nutzt man die Oberwelle des Oszillators, um wieder auf die 452kHz-ZF zu kommen. Hier steht nun in der Schaltungsbeschreibung:

Der Schwingkreis am Kollektor von T1 ist [...] in seiner Güte hderabgesetzt und somit breit genug, um alle Signale zwischen 3,5 MHz und 4MHz gleichmäßig durchzulassen.

Mit anderen Worten: alles andere wird blockiert und somit auch Sender, die auf der voen Euch berechneten Nominalfrequenz des Eingangsschwingkreises schwingen. Wenn ich das ganze richtig verstehe, könnte hier also der Trick aus 5.08 mit der Oberwelle anders herum eingesetzt worden sein.

Was meint Ihr?

Grüße, JL7/Frank

[pingi66]

Hallo Frank,

das ist ja eine sehr gewagte Theorie, die Du da aufstellst. Aber beim besten Willen kann ich Dir da nur widersprechen. Selbst wenn der Bandpass, nichts anderes ist ja der Eingangskreis, sich mit der doppelten Grundfrequenz anregen lässt (was ich nicht glaube), dann doch bestimmt mit einer deutlich geringeren Amplitude, vielleicht 10% von dem, was ich bei der eigentlichen Resonanz bekäme. Das ist doch völlig unsinnig, 10 dB am Eingang zu verschenken, wenn man ein Gerät bauen möchte, das besonders schwache Signale, die nur einige µV betragen, aus dem Äther sieben soll. Diese würden dann unbrauchbar im Rauschen verschwinden. Beim Oszillator ist das etwas anders, da wir da doch mit einer Oberwelle im oberen mV-Bereich rechnen können.

Dass der Durchlassbereich vom Schwingkreis am Kollektor von T1 breiter gemacht worden ist, macht ja auch Sinn. Die rote Spule hat bei 452 kHz eine Bandbreite von 9 kHz (soll ja nur die ZF +- 4,5 kHz durchlassen), bei der hier verwendeten etwas mehr als achtfachen Frequenz von 3,5 - 4 MHz steigt die Bandbreite um denselben Faktor auf ca. 75 kHz. Da aber 500 kHz durchkommen sollen, muss der Widerstand R3 parallel dazu. Mehr Bandbreite würde nur unnötig die Mischstufe belasten und für zusätzliche Mischprodukte sorgen. Und welche Frequenz soll denn sonst durchgelassen werden, wenn nicht die Empfangsfrequenz von 3,5 - 4 MHz?

Also meine Meinung hast Du jetzt gehört, gibt es noch weitere Stimmen dazu?

Grüße
Sven

[JeanLuc7]

das ist ja eine sehr gewagte Theorie, die Du da aufstellst.

Auch wenn ich nicht empfänglich bin für Verschwörungstheorien - im technischen Umfeld bin ich im Aufstellen gewagter Theorien durchaus berüchtigt :)

Selbst wenn der Bandpass, nichts anderes ist ja der Eingangskreis, sich mit der doppelten Grundfrequenz anregen lässt, dann doch bestimmt mit einer deutlich geringeren Amplitude, vielleicht 10% von dem, was ich bei der eigentlichen Resonanz bekäme.

Damit hast du völlig recht. Ich kann das allerdings hier mit meinem MW-Sender nachvollziehen. Das Signal ist dann viel schwächer, aber da. Ob das sinnvoll ist, bezweifle ich ebenfalls. Aber da es um die Frage ging, ob Philips hier jahrzehntelang Mist gebaut hat (die Schaltung ist ja schon im EE1005 drin, auch dort mit 29W), oder ob das ganze vielleicht doch irgendwie funktioniert, schien mir der Einwand berechtigt.

Beim Oszillator ist das etwas anders, da wir da doch mit einer Oberwelle im oberen mV-Bereich rechnen können.

Das wiederum ist so eine Sache. Ich bin mir da nicht sicher: Ist diese Oberwellenentwicklung denn eine grundsätzliche Eigenschaft des Oszillators - oder liegt das vor allem daran, dass sein Signal nicht sinusförmig ist? Die Amplitude der Oberwellen kann man dann ja über Fourierreihenentwicklung berechnen.

[pingi66]

Hallo Frank,

Du bist ja schnell mit der Antwort :D

Ist diese Oberwellenentwicklung denn eine grundsätzliche Eigenschaft des Oszillators - oder liegt das vor allem daran, dass sein Signal nicht sinusförmig ist?

Ja, genau daran liegt das. Jede periodische Schwingung außer ein reiner Sinus hat Oberwellen - und das nicht zu knapp. Um jetzt Fourier nicht zu sehr zu strapazieren, aber um eine starke 1. Oberwelle zu bekommen, benötige ich eine unsymmetrische Signalform, also im besten Fall einen sauberen Sägezahn. Dann, so sagt die Theorie, ist die 1. Oberwelle halb so groß wie die Grundwelle. Ideale symmetrische Signale, also Rechteck- oder Dreieck haben keine 1. Oberwelle, also keine geraden Vielfachen. In der Realität wird irgendeine Form dazwischen rauskommen und wie die Schwingung beim alten 5.08 aussieht, kann ich auch nur raten.

Egal! Mir erscheint es jedenfalls äußerst sinnlos, den Eingangskreis woanders schwingen zu lassen als die Sender reinkommen.

Endgültige Klarheit werden wir wohl dann erst bekommen, wenn jemand den Aufbau mal ausprobiert. Ich bin schon gespannt!

Grüße
Sven

[JeanLuc7]

Salut Bastelfreunde,

ich habe nun einmal diesen 80m-Band-Konverter aufgebaut. Und damit die Spannung nicht zu groß wird: Er macht genau das, was er soll.

Der Aufbau entspricht dem Verdrahtungsplan 5.09, er ist nur zur Bauteilepflege ein wenig entzerrt und besitzt eine umlaufende Masseleitung - so etwas macht sich im Radiobau immer gut. Der Konverter und der MW-Empfänger (hier 5.07 neu) werden von 9V-Batterien angetrieben, die sich im Schaltpult befinden - mein Pin 18 liefert immer Masse, also bitte nicht wundern. Weitere Voraussetzungen: Konverter und MW-Empfänger sind masseseitig verbunden und geerdet durch den Anschluss des Massepins des Oszilloskops. Das beseitigt noch einmal ein paar Störungen. Der Ausgang des Konverters arbeitet auf eine Antenne, die ein paarmal um den Ferritstab des MW-Empfängers gewickelt ist. Der Sender ist direkt mit der Eingangsspule des Konverters verbunden.

Das empfangene Band läuft von ca 3450 kHz (rechte Stellung des Drehkondensators) bis ca 4020 kHz (linke Stellung des Drehkondensators), das stimmt sehr genau mit dem überein, was er empfangen soll. Das empfangene Signal bei 3500 kHz ist in deutlich (!) schlechterer Qualität auch in einer Stellung nahe 4000 kHz zu hören. Das mag am Sender liegen, der sicher keine schönen Sinusschwingungen aussendet - ähnliche Effekte hatte ich auch schon bei den MW-Empfängern.

Es grüßt
Frank /JL7

[pingi66]

Hallo Frank,

Du baust ja schneller als ich schreiben kann :D Respekt!

Mit Deinem Aufbau hast Du gezeigt, dass er so funktioniert, wie er im Bauplan steht. Ich würde nur gerne verstehen, warum das so ist. Ich sträube mich noch immer, Deiner Theorie zu folgen, da ich nicht den Sinn dahinter erkennen kann. Das soll nicht heißen, dass sie falsch ist, ich verstehe sie nur nicht...

Deswegen habe ich eine ganz große Bitte an Dich:

Kannst Du mit Deinem Aufbau die Gegenprobe antreten, indem Du die Antennenwicklung im Konverter auf 10 reduzierst wie im KW-Empfänger?


Wenn der Konverter dann gar nicht mehr funktioniert, ist es eindeutig, dass die originale Wicklung richtig ist. Dann hätte ich es zwar noch immer nicht verstanden (und das möchte ich immer!), aber es könnte mir helfen, es zu akzeptieren.


Du hast noch erwähnt, dass das 3,5 MHz Signal zusätzlich, wenn auch deutlich schwächer, nahe 4 MHz empfangen wird. Das kennst Du bereits von den MW-Empfängern und Du vermutest, es läge an Deinem Sender, der keinen sauberen Sinus abgäbe. Was ich nicht verstehe ist, wie ein 3,5 MHz Signal eine Oberwelle von 4 MHz verursachen kann. Die erste Oberwelle sollte doch bei der doppelten Frequenz also 7 MHz liegen. Freue mich wieder auf eine Deiner gewagten Theorien :D


Beste Grüße
Sven

[JeanLuc7]

Salut Sven und alle anderen,

im richtigen Leben ist es dann doch meistens etwas komplizierter. Ich habe nun Tests mit beiden Spulen (29/6 und 10/2) gemacht, und das Ergebnis ist durchaus überraschend. Letztlich zeigt sich aber, dass die 10/2-Spule die bessere Wahl ist, obwohl es mit beiden funktioniert.

Ich habe diesmal für meine Tests den Sender nicht direkt an der Eingangsspule angeschlossen, sondern jeweils über einen Antennendraht um die Spule herumgeführt. Nach wie vor sind die Empfänger geerdet und per Masse miteinander verbunden, aber auch nur über eine Spulenwicklung auf dem Ferritstab des MW-Empfängers gekoppelt.

Wie ich schon berichtet habe, stellt sich dabei mit 29/6 ein Bereich von knapp 3500 kHz bis etwa 4000 kHz ein, also genau das, was die Anleitung fordert. Setzt man nun die 10/2-Spule ein, dann bleibt der untere Anschlag bei knapp 3500 kHz, während der obere ein wenig höher wird und auf 4260 kHz ansteigt. Was dabei aber ganz wesentlich ist: Mit 10/6 erhalte ich eine deutlich größere Amplitude als mit 29/6 - die 10/6-Spule funktioniert also besser als die 29/6-Spule. Das entspricht dem, was oben berechnet wurde - und es zeigt, dass es offenbar mit anderen Spulen doch irgendwie geht. Hier liegt dann doch der Verdacht der Oberwellenschwingung nahe, denn deren Amplitude sollte nach der Theorie ja ein gutes Stück kleiner sein.

Was nun die Schwingungen auf anderen Frequenzen betrifft, da muss man sehr vorsichtig sein, was man misst. Zunächst einmal hängt am Konverter ein echter MW-Empfänger, der auf 1500 kHz eingestellt ist. Wird der Sender auf diese Frequenz eingestellt, dann kommt auch etwas aus dem Lautsprecher, bloß ist der Konverter daran gar nicht beteiligt. Das gleiche gilt für ca. 3000 kHz, da reicht offenbar die Interpretation des Eingangssignals als Oberwelle, um den Schwingkreis des MW-Empfängers (leiser, aber gut vernehmbar) anzuregen (-> "gewagte Theorie"...).

Schließt man dann noch den Sender direkt an den Konverter an, so wie ich es in meinem ersten Versuch gemacht habe, kommen noch weitere Effekte hinzu, nämlich Erregung der ZF-Teile durch Vielfache von 1500 kHz und 455 kHz. Und auch teilzahlige Vielfache können eine Zwangsresonanz des Eingangsschwingkreises auslösen, solange ihre Amplitude nur groß genug ist - und das ist sie bei direkter Kopplung.

All diese Effekte verschwinden, wenn man nur auf eine Antennenkopplung setzt und die Antenne weit genug vom Ferritstab des MW-Empfängers fernhält. Dann ergeben sich genau die oben genannten Daten.

Es sieht also so aus, dass Theorie und Praxis letztlich doch zusammenpassen - wenn man meine "gewagte Theorie" von den Oberwellenschwingungen akzeptiert.

Und wem das jetzt alles zu lang und zu undurchsichtig war: Falls Ihr 5.09 einmal nachbauen wollt, dann nehmt bitte die 10/2-Spule. Damit macht das Hören mehr Freude. (Wobei ich jetzt gar nicht weiß, ob auf diesem Amateurband heutzutage außer meinem Zimmersender noch jemand zu finden ist...)

Es grüßt herzlich
JL7/Frank

P.S. Wie oben bereits vermutet, hat der 2700pF-Kondensator praktisch keinen Einfluss auf die Schaltung. Man kann ihn sogar kurzschließen, ohne dass sich viel ändert - allenfalls muss der Drehko geringfügig gedreht werden, um den Schwingkreis optimal abzustimmen.