2.08 Morsesender und Empfänger: Diskrepanz zwischen Schalt- und Verdrahtungsplan

[Interaktivist]

Moin,

habe heute versucht, Schaltung 2.08 "Morsesender und Empfänger" nach meinem Anleitungsbuch zum EE 2004/05/06 (Seite 28-29) aufzubauen. Dabei fiel mir auf, dass die Nummern der Anschlüsse des Transformators im Schaltbild und im Verdrahtungsplan nicht übereinstimmen, wenn man nach der Bauteilbeschreibung des Transformators auf Seite 11 geht. Ist es in diesem Fall egal, ob man die 4 Anschlüsse auf der einen oder der anderen, gespiegelten Seite verwendet?

Danke!

- Jan

[wolfgang]

Hallo Jan,

auch von meiner Seite ein herzliches Willkommen.

Wenn ich es richtig verstanden habe, werden laut Schaltplan die beiden Wicklungen mit je 600 Windungen verwendet und im Aufbauplan jeweils die Wicklungen mit je 1200 Windungen. Ich habe den Sperrwandler noch nicht vollständig durchdrungen, würde aber mal sagen, dass ich nur die Frequenz verändern wird. Möglicherweise war das Aufbaubild der erste Plan, durch die Drehung liegt der Eisenkern näher an der Empfängerspule, womit die Kopplung besser wird.

Probiere es doch einfach mal aus, was passiert, wenn Du die Spule drehst.

Gruß
Wolfgang

[Interaktivist]

Danke! Du hattest Recht: Kaum hatte ich auch mal meine beiden Flachbatterien untereinander verbunden, funktionierte die Schaltung, und das mit dem Trafo in beiden Richtungen. Zwar nur leidlich, aber so wie im Verdrahtungsplan gezeigt ging's etwas besser. Das Signal war laut, aber oft schwang der Oszillator nicht an oder riss ab, und wenn ich die Schaltung mit Oszilloskop oder Frequenzfunktion des Multimeters durchmessen wollte, hörte und sah ich nur noch die eingestreuten Signale der Meßleitungen. :) Aus einer Audioaufnahme war zeitweise (dank Audacitys Spektralanalysefunktion) aber ein Ton je nach Potentiometerstand so um die 150 Hz zu erkennen.

Ich bekomme zunehmenden Respekt vor meiner eigenen Frustrationstoleranz als Teenager vor dem EE 2000 ohne Computer und Internet-Hilfeforen...

[pingi66]

Hallo Jan,

zuerst auch von mir ein herzliches Willkommen!

Deine Frage hatte ich etwas anders verstanden als Wolfgang, nämlich dass nicht die 1200er Wicklungen mit den 600er Wicklungen vertauscht wurden sondern die Anschlussfolge der beiden 600er Wicklungen:

Schaltplan: An Batterie Plus beginnend Anschluss 8 - 7 - 6 - 5
Bauplan: An Batterie Plus beginnend Anschluss 5 - 6 - 7 - 8

Dieses Vertauschen sollte keinen Einfluss auf die Schaltung haben. Wenn aber der Trafo um 180° gedreht wird, sind die beiden 1200er Wicklung angeschlossen und dann wird, genau wie Wolfgang schon geschrieben hat, der Eisenkern weiter von der Empfangsspule plaziert. Das kann ein Grund sein, warum die Schaltung so herum schlechter funktioniert. Wenn aber Wolfgangs Vermutung richtig ist, dass sich auch die Frequenz verändert, dann ist der Empfangskreis mit der Langwellenspule nicht mehr ideal abgestimmt, den müsste man dann auch anpassen.

Beste Grüße und viel Spaß
Sven

[JeanLuc7]

Salut alle,

darf ich noch ein wenig zur Verwirrung beitragen? Es gibt diese Schaltung nämlich zweimal, einmal jene aus dem Anleitungsbuch des EE2004/05/06 bis 1982:

2004-alt.png (463.07 KiB) 9533 mal betrachtet

2004-alt.png (463.07 KiB) 9533 mal betrachtet

und diese aus dem EE2004 neu ab 1982 - diese Variante hat meines Wissens auch dem 2000GK beigelegen:

2004-neu.png (155.88 KiB) 9533 mal betrachtet

2004-neu.png (155.88 KiB) 9533 mal betrachtet

Der "alte" Trafo ist schon von seiner Größe her besser für Abstrahlungsversuche geeignet, und offenbar musste man auch den Oszillator anpassen, was nach meiner Einschäzung dafür spricht, dass die neue Schaltungein wenig mit heißer Nadel gestrickt ist. Den alten Transformator konnte man problemlos auch um 180 Grad gedreht einbauen, weil er grundsätzlich symmetrisch ist und letztlich nur die Phase um 180 Grad vertauscht wird (siehe meine Gegentaktverstärker beim 5.04-UKW-ohne-Rauschen-Projekt - die sind exakt spiegelbildlich). Im 2004-Ergänzungsheft, das die Schaltungen mit dem neuen Trafo beschreibt, steht leider nichts über die Wicklungen des grünen Trafos (ebensowenig in den Schuco-Anleitungen), aber er hat nur 4 Pins, wobei ich zwischen den Anschlüssen 1-2 einen Widerstand von knapp 60 Ohm und zwischen 3-4 einen Widerstand von ca. 220 Ohm messen konnte. Sofern gleicher Draht benutztw urde, ergibt das ein Verhältnis von ca. 1:4, also durchaus abweichend vom alten blauen Trafo.

Jan, da Du nun vermutlich beide Trafos besitzt und 2.08 gerade aufgebaut hast - könntest Du einmal ausprobieren, wie sich alte und neue Schaltung voneinander unterscheiden?

Viele Grüße
Frank/JL7

[pingi66]

Hallo Frank,

Dein gespiegelter Aufbau beim Stereoprojekt ist erstklassig gelungen, es ist einfach etwas für's Auge!
Dennoch oder gerade deswegen möchte ich hier (auch wenn es jetzt vom Thema Morsesender und Empfänger abdriftet) noch ein paar Überlegungen hinzufügen. Nach meiner Meinung ist bei Deinem Verstärker durch die Spiegelung keine 180° Phasendrehung zustande gekommen, da ja nicht nur auf der Primärseite (1200 Wicklungen) sondern auch auf der Sekundärseite (600 Wicklungen) die Anschlussfolge getauscht wurde. Zweimal drehen macht wieder Null, meine ich jedenfalls Deswegen wäre es mal interessant, nur die Primäseite zu drehen, und zwar nicht, indem man die komplette Reihenfolge tauscht sondern nur den Anschlüsse 1 mit 2 und den Anschluss 3 mit 4. Das hätte den Vorteil, dass die beiden innenliegenden immer kurzschlussverdächtigen Anschlüsse 1 und 4 dann sowieso miteinder verbunden wären. Also wenn Du mal irgendwann freie Spitzen hast, das auszuprobieren... Im Schaltplan 1.05 ist die Primäseite übrigens mit 1 - 3 - 2 - 4 nummeriert

Bei dem Bauplan mit dem neuen Trafo finde ich es interessant, dass C1 jetzt einen Wert von 10 nF hat und nicht mehr 47 nF. Ist das eine Anpassung an den neuen Trafo oder ein Bugfix zum alten Bauplan? Ich bin mir da nicht sicher

Hallo Jan,

Aus einer Audioaufnahme war zeitweise (dank Audacitys Spektralanalysefunktion) aber ein Ton je nach Potentiometerstand so um die 150 Hz zu erkennen.

das halte ich für viel zu gering. Der Empfangskreis ist mit der 5 mH Langwellenspule und dem 100 nF Kondensator so ca. auf 7 kHz abgestimmt, das passt nicht so richtig zusammen. Weiterhelfen kann ich Dir da aber auch nicht


Beste Grüße
Sven

[Interaktivist]

Vielen Dank für Eure Kommentare! Meinem EE 2000 GK liegt tatsächlich noch der alte ("blaue") Trafo bei. Den neuen, grünen Trafo habe ich noch nicht gesehen. Deshalb kann ich Franks Experimentvorschlag leider nicht durchführen. Auch mein Anleitungsbuch 2004/05/06 beschreibt die Schaltung mit dem alten Trafo, so wie Frank sie in seinem Post abgebildet hast.

Was mir einfach nur aufgefallen war, war die Tatsache, dass der Schaltplan auf S.29 die Spulen 7–8 und 5–6 des blauen Trafos benutzt, während der Verdrahtungsplan auf S.28 den Trafo so montiert zeigt, dass stattdessen die Spulen 1–2 und 3–4 verwendet werden. Wolfgang hatte bereits richtig bemerkt, dass das nur bedeutet, dass damit das Spulenpaar mit je 1200 statt je 600 Windungen genutzt wird, dass das wohl gemacht wurde, um den Kern näher an die Empfängerspule zu bringen, und sich damit die Sperrschwingerfrequenz auch ändern müsste (nachmessen konnte ich das wie schon beschrieben leider nicht).

Die Audacity-Tonanalyse mit den rund 150 Herz scheint mir eigentlich recht logisch... Das wäre eine D#3-Note, also im mittleren Bereich eines Klaviers, ganz gut für's Morsen, und das ist auch der dominant zu hörende Ton bei mir (ich hänge mal das Audiofile an; der Ton kommt am Ende eine Weile ungestört). 7 kHz wären ja eine Oktave unter der Hörgrenze, und mit meinen sehr bescheidenen Analogelektronikkenntnissen glaube ich zu erkennen, dass der Empfänger die aufgegriffene Frequenz für den Lautsprecher nur verstärkt, oder? Man sieht übrigens im Frequenzspektrum auch ganz gut die vielen Oberfrequenzen des Schwingkreises als Sägezahnoszillator (vgl. 3.19, klingt ja auch so, erinnert an Homecomputer-Sounds der 80er...)

Aber nun wird's für die Sammler und Historiker interessant: Ich habe also den alten Trafo, und ich habe auch noch 150-Ω-Lautsprecher, wenn auch in Plastik. Gleichzeitig aber enthält mein Kasten bereits z.B. die neuen Spulen 2096–2099 (sogar schon direkt im Buch beschrieben, ohne Ergänzungsblatt) und die abgeflachte Potentiometerachse. Das Kaufjahr meines Kastens kann ich nicht mehr exakt rekonstruieren, aber in dem Karton lag auch das "Programm 1982", daher vermute ich, dass ich ihn 1981 oder 1982 bekommen habe (http://ee.old.no/library/catalog1982.pdf). Ein Fall für Norbert. :)

2.08 Morsesender und Empfänger.mp3.zip

(462.96 KiB) 248-mal heruntergeladen

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[JeanLuc7]

Salut Bastelfreunde,

Den neuen, grünen Trafo habe ich noch nicht gesehen.

Dann packe ich den auch noch mal ein für nächste Woche :-)

Das Kaufjahr meines Kastens kann ich nicht mehr exakt rekonstruieren

Im Programmheft 1982 finden sich Abbildungen vom EE2000GK und vom EE3004, und tatsächlich enthält der 2000GK noch den blauen, großen Trafo und der EE3004 den neuen, grünen. Die Zusatzanleitung zu diesem Trafo mit den neuen Schaltungen kenne ich nur als Einzelblattbeigabe; ein spezielles EE3004-Handbuch ist auch bei Tor Gjerde nicht gelistet.

ich habe auch noch 150-Ω-Lautsprecher

Der wurde ja später durch die 15-Ohm-Version mit rotem Trafo ersetzt. Beim Anschauen der beiden Bilder stellte sich mir nun die Frage, was denn mit dem zweiten LS war, der dem EE3004 beilag. Wenn der auch 15 Ohm hatte, kann man eigentlich Schaltungen wie 1.10 "Wechselsprechanlage" oder 7.04 "Garagentoröffner" nicht ohne weiteres bauen - laut Addendum Y15 braucht man dazu nämlich zwei rote Trafos. Es liegt dem EE3004 aber kein zweiter Trafo bei...

Grüße, Frank/JL7

[pingi66]

Hallo Jan,

Was mir einfach nur aufgefallen war, war die Tatsache, dass der Schaltplan auf S.29 die Spulen 7–8 und 5–6 des blauen Trafos benutzt, während der Verdrahtungsplan auf S.28 den Trafo so montiert zeigt, dass stattdessen die Spulen 1–2 und 3–4 verwendet werden. Wolfgang hatte bereits richtig bemerkt, dass das nur bedeutet, dass damit das Spulenpaar mit je 1200 statt je 600 Windungen genutzt wird, dass das wohl gemacht wurde, um den Kern näher an die Empfängerspule zu bringen, und sich damit die Sperrschwingerfrequenz auch ändern müsste (nachmessen konnte ich das wie schon beschrieben leider nicht).

muss mich hier entschuldigen, hatte ich falsch verstanden und auch im Bauplan falsch erkannt Mit Brille wär das nicht passiert...


Verwunderlich finde ich aber dennoch, dass die Sendefrequenz (150 Hz) sich so deutlich von der Empfangsfrequenz 7 kHz) unterscheidet. In der Schalplanbeschreibung steht wörtlich:

"Die Langwellenspule und der Kondensator C2 stellen einen Schwingkreis dar, dessen Frequenz auf die des Magnetfeldes abgestimmt ist."

Das liegt aber so weit auseinander, dass von Abstimmung nicht die Rede sein kann. 7 KHz sind definitiv zu hoch, 150 Hz wären mir aber auch zu tief. Möglicherweise hat man aber den Empfangskreis deswegen so gewählt, um die Oberwellen des Sendekreises stärker mit rein zubekommen. Wäre interessant mal C1 zu verkleinern und C2 zu vergrößern. Würde das Ganze auch mal selber nachbauen, aber leider ist mein blauer Trafo seit 35 Jahren in den ewigen Jagdgründen, nachdem er aus jugendlichen Forschungsgründen an der Steckdose den Stromtod gefunden hat...


Beste Grüße
Sven

[JeanLuc7]

Hi Sven,

leider ist mein blauer Trafo seit 35 Jahren in den ewigen Jagdgründen

So kann das ja nicht bleiben. Ich habe die blauen Trafos überzählig. Schick mir mal ne PN mit deiner Adresse, dann schicke ich Dir einen rüber.

Grüße, Frank

[pingi66]

Hallo zusammen,

vor einigen Wochen bereits habe ich von Frank den blauen Trafo erhalten, seitdem lag er ein wenig unbeachtet auf dem Basteltisch. Jetzt endlich fand sich aber ein wenig Zeit, um den Aufbau 2.8 nachzubauen und zwar so, wie er im Bauplan eingezeichnet war mit dem Eisenkern nach rechts zum Ferritstab, also mit den 1200er Wicklungen 1-2 und 3-4. Ein großes Problem stellte für mich gleich wieder wie bereits vor einigen Jahrzehnten das Anklemmen der beiden Mittelanschlüsse dar. Dank meiner Grobmotorik flogen doch etliche Spiralfedern durch die Gegend, aber irgendwann war es doch geschafft, der Aufbau war fertig. Also nur noch schnell die 9V-Batterie angeschlossen und dann - nichts Der Fehler war aber schnell gefunden, man musste einfach nur wissen, dass der rote Anschluss Plus war, der schwarze Minus...
Jetzt kam ein Ton, die Tonhöhe war abhängig von der Potistellung, aber es war doch sehr leise. Nach einigem Nachmessen von Spannungswerten stellte sich die Kollektorspannung des roten Transistors als verdächtig vor, sie lag gerade bei 0,1 V also voll durchgesteuert. Abhilfe brachte das Verschieben des 220 k Widerstands, vorher von Basis nach Plus, jetzt von Basis nach Kollektor. Die Kollektorspannung lag nun bei 1,5 V und die Lautstärke war deutlich höher. Sie konnte man durch Verschieben der LW-Spule auf dem Ferritstab verändern. Die Tonhöhe war problemlos von ganz tief (Potischleifer an Minus) bis ganz hoch (Potischleifer an Plus) einstellbar. Die Sounddatei zeigt das gut hörbar:

Morse2.8.m4a.zip

(183.18 KiB) 232-mal heruntergeladen

Morse2.8.m4a.zip

(183.18 KiB) 232-mal heruntergeladen

Funktionierte gut, aber auch noch dann, wenn man den Trafo gedreht hatte?
Um diese Frage beantworten zu können, mussten weiterere Spiralfedern dran glauben. Letztendlich war es doch vollbracht, der Trafo war gedreht, das Ergebnis aber nicht so optimal. Die Lautstärke hatte sich nicht merklich verändert, aber die Tonhöhe konnte nicht mehr in dem bisherigen Umfang verändert werden. Zwar war am Minus-Anschlag noch immer der tiefste Ton und er wurde auch zur Mitte höher, zum Plus-Anschlag allerdings zu meiner Verwunderung wieder tiefer. Hier brachte die Verkleinerung von R3 (15 k) auf 4k7 und von C1 (47 nF) auf 22 nF eine brauchbare Verbesserung. Dennoch lief der Aufbau, so wie er im Bauplan aufgezeichnet war, deutlich besser, also alles wieder zurückgebaut.
Blieb noch die Frage offen, ob die Nähe der Empfangsspule zum Eisenkern einen bedeutenden Einfluss hat auf die Funktion des Aufbaus. Um das zu beantworten, habe ich die LW-Spule auf dem Ferritstab durch die Drosselspule ersetzt und diese, ähnlich zum Aufbau 7.02, auf das schwarze Zwischenstück für den Drehko mit zwei Klemmfedern befestigt:

Empfangsspule2.8.png (242.07 KiB) 9314 mal betrachtet

Empfangsspule2.8.png (242.07 KiB) 9314 mal betrachtet

Noch zwei lange Drähte zum 100 nF Kondensator C2 und schon konnte man bequem damit um den Trafo umherschwirren. Das sah dann so aus:

Morse2.8.png (314.33 KiB) 9314 mal betrachtet

Morse2.8.png (314.33 KiB) 9314 mal betrachtet

Um es kurz zu machen:

- Die Nähe zum Eisenkern war nicht entscheidend sondern die zur Wicklung.
- Die deutlich größte Lautstärke bei gleichem Abstand wurde erzielt, wenn Sende- und Empfangspule in die selbe Richtung schauten.


Meine Theorie dazu:
Das Magnetfeld geht oben aus dem Trafo raus und unten wieder rein, ist also in sich geschlossen. Je näher man am Trafo ist, desto dichter sind die Magnetfeldlinien, diese induzieren somit eine höhere Spannung, was in einer höheren Laustärke resultiert. Der Eisenkern bündelt die Feldlinien in sich, weil er einen sehr geringen magnetischen Widerstand besitzt, das bedeutet aber, dass um ihn herum das Magnetfeld sehr klein ist. Deswegen ist die Nähe zum Eisenkern nicht entscheidend.
Sehr wohl entscheidend ist aber die Ausrichtung der Empfangsspule zum Trafo. Im Bauplan sind die Wicklungen um 90° versetzt, so dass eigentlich gar keine Spannung induziert werden kann. Dass es dennoch funktioniert erkläre ich mir durch die unmittelbare Nähe von Trafo und Empfangsspule sowie durch Streufelder.

Aber vielleicht hat ja jemand auch eine andere Theorie oder diese Schaltung auch mal aufgebaut.

Beste Grüße
Sven

[Physiker66]

Wenn du ein paar Eisenfeilspäne hast könntest du das Magnetfeld doch auch bildlich einfangen?

liebe Gruesse
Michael

[pingi66]

Hallo Michael,

Wenn du ein paar Eisenfeilspäne hast könntest du das Magnetfeld doch auch bildlich einfangen?

das wäre natürlich eine sehr schöne Art, die Magnetfelder sichtbar zu machen, scheitert aber bereits an dem Umstand, dass ich keine Eisenspäne zur Hand habe. Also habe ich mich nochmal an den Aufbau gemacht und mit der Software SpectrumLab das Spektrum der Schwingungen an drei Punkten aufgezeichnet, als erstes am Schwingkreiskondensator C1 (47 nF):

KnotenC1R3.png (476.23 KiB) 9268 mal betrachtet

KnotenC1R3.png (476.23 KiB) 9268 mal betrachtet

Man sieht hier sehr schön, was man auch hört: einen relativ nervigen Ton mit vielen Oberwellen. Die Grundfrequenz ist mit dem Poti so etwa auf 1 kHz eingestellt.

Die zweite Aufnahme erfolgte dann im Empfangskreis am Knoten C2 /C3:

KnotenC2C3.png (432.17 KiB) 9268 mal betrachtet

KnotenC2C3.png (432.17 KiB) 9268 mal betrachtet

Das Signal ist hier deutlich schwächer, besonders die tiefen Frequenzen.

Die dritte Aufnahme zeigt das Spektrum am Lautsprecher:

AmLautsprecher.png (438.14 KiB) 9268 mal betrachtet

AmLautsprecher.png (438.14 KiB) 9268 mal betrachtet

Hier kann man eine deutliche Resonanz so etwa bei 5 kHz erkennen, nach meiner Meinung verursacht durch den Empfangskreis von der Drosselspule (9,5 mH) und dem 100 nF Kondensator. Zusammen kommt man damit auf eine Frequenz von ca. 5 kHz.

Als tiefste Frequenz kann ich so um die 150 Hz einstellen:

150Hz.png (441.48 KiB) 9268 mal betrachtet

150Hz.png (441.48 KiB) 9268 mal betrachtet

Die höchste Frequenz liegt so knapp unter 1,5 kHz:

1375Hz.png (438.65 KiB) 9268 mal betrachtet

1375Hz.png (438.65 KiB) 9268 mal betrachtet

Beste Grüße
Sven

[Physiker66]

Sind da immer zwei Aufnahmen nebeneinander? Ich verstehe nicht genau wie rechte und linke Seite zusammenpassen - kannst du das bitte etwas erklären?

liebe Gruesse
Michael

[pingi66]

Sind da immer zwei Aufnahmen nebeneinander? Ich verstehe nicht genau wie rechte und linke Seite zusammenpassen - kannst du das bitte etwas erklären?

Völlig berechtigte Frage, selbsterklärend ist es ja nicht gerade.

Das rechte und das linke Fenster sind immer von demselben Signal, nur in einer anderen Frequenz- und Pegeldarstellung. Während das linke Fenster immer eine feste Pegeldarstellung von -100 dB bis 0 dB hat, wird beim rechten Fenster ein Auto Ranging angewendet. Deswegen liegt der rechte Verlauf auch immer vom Pegel her woanders als der linke.
Bei den ersten drei Diagrammen ist beim linken und beim rechten Fenster die Frequenzdarstellung gleich, nämlich von 0 Hz bis 24 kHz. Beim vierten und beim fünften Diagramm geht die Frequenzdarstellung nur von 0 Hz bis 2 kHz, um den Unterschied zwischen der tiefsten Frequenz (Bild 4) und der höchsten Frequenz (Bild 5) zu verdeutlichen.

Beste Grüße
Sven