UKW EE2013-Variant mit Sensorabstimmung auf nur eine Grundplatte? Ja!

[jurjen]

Hallo,

Schön mal wieder etwas Zeit zu haben (zwei Tage) um wieder ein Beitrag auf dieses freundliche Forum liefern zu können ... .

Geht es, ein verbesserte Auflage von die EE2013 UKW-Epfanger mit Sensorabstimmung auf nur eine blaue Grundplatte zu bauen, das habe Ich mich seit lange gefragt? Soll doch schon! Ich baue jetzt, ich melde mich die kommende Tagen zurück über meine praktische Erfahrungen ...

So soll es aufgebaut werden:


Ich melde mich Heute Abend wieder mit das Schaltplan und Information dazu!
Herzlichen Gruss,
Jurjen

[pingi66]

Hallo Jurjen,

genial Dein Bauplan! Ein wenig verrückt ist er aber auch, denn ich habe noch nie so viele Teile auf einer Grundplatte gesehen. Da ich Deine bisher hier gezeigten Aufbauten immer wegen ihrer absoluten Präzision als Kunstwerk bewundert habe, bin ich diesmal richtig gespannt, wie Du diese Aufgabe lösen wirst.

Einige Zeit habe ich über dem Bauplan gebrütet und habe ein paar Fragen dazu:
- Du hast den Lautsprecher nicht in den Emitterkreis sondern in den Kollektorkreis geschaltet und den BC238 über 10k und nicht über 1k angesteuert. Hast Du das schon einmal ausprobiert?
- Die Ausgangsspannung von A3, die die Kapazitätsdiode steuert, lässt Du über drei BA318 laufen, sie erhöht sich also um ca. 2V. Was willst Du damit bezwecken?

Sehr gut finde ich, dass Du Deine eigene Empfängerschaltung mit der Sensorabstimmung kombiniert hast. Dein Empfänger läuft bestimmt besser als die alte Schaltung von Pfilips mit dem BF244. Ich freue mich schon auf Deine ersten Berichte von der Inbetriebnahme!

Beste Grüße
Sven

[jurjen]

Hallo Sven (und andere Besucher)
Ein richtiges Kunstwerk soll es sein, und dieses Mahl ist es eine richtige Herausforderung und habe lange hieran gearbeitet, ich bin auch selber neugierig ob etwas Schönes (und Funktionsfähig) zur Stande kommt ... (Die Schaltungen von EE2007/8 können ebenso komplex sein und sehen deshalb so schön aus).

Hier unten ist das Schaltplan gegeben. Es ist basiert auf die EE2013 UKW-Empfänger mit Sensorabstimmung (4.6.2), aber mit folgenden Änderungen:

• Das HF teil is jetzt basiert auf die Schaltung in https://rigert.com/ee-forum/viewtopic.php?t=502

• Es werden jetzt zwei Tastschalter (Blech) verwendet

• Es wird ein 9V Blochbatterie verwendet um Platz zu sparen, alles muss ja auf die Grundplatte passen ...

(Das Original befindet sich hier: http://www.kranenborg.org/images/Electr ... reg-SB.JPG )

Warum sind dann die drei Dioden benötigt?
Dieses hat mit die Abstimmspannung des Varicaps (BB110) zu tun. Um ein zo gross wie möglicher Kapazitätsbereich zu erreichen, muss das Spannungsbereich ebenfalls am liebsten gross sein. Die Kapazität ändert sich meistens im niedrigen Sperrspannungsbereichs (siehe Abb 2.30 am Seite 39 des EE2013 Handbuchs), also ist es wichtig diese Sperrspannung so klein wie möglich machen zu können. Bei das hier angewandte HF-Kreis ist damit impliziert dass die von der LM3900 gelieferte Integratorspannung (OP3) sehr nah zum Vcc hoch gesteuert werden soll. Aber hier hat der LM3900 gerade ein problem: dieser ist nicht ein moderner "rail-to-rail" OpAmp sondern einer der ersten Quad-OpAmps mit sehr einfachen Bau. Die maximale Ausgangsspannung bleibt ca. 1V unter Vcc (siehe Datenblatt), und damit kann die Sperrspannung auch nicht niedriger als 1V gesteuert werden. Weil die gelbe EE-platte mit den LM3900 dazu auch noch ein Diode hat, bleibt die maximale Ausgangsspannung unter ca. 1.5V. Die drei Dioden haben eine Leitungsspannung von etwa 0.5V, und damit kan man dan wieder ganz nah zum Vcc kommen (und die Sperrspannung bis ungefähr 0,34V senken lassen, ich habe dieses Teil dieser Schaltung schon einmal aufgebaut und getestet).

[Das originale HF-kreis des EE2013 hat dieses problem nicht weil dort die minimale Sperrspannung erreicht wird durch eine minimale Ausgangsspannung des LM3900, und diese ist ganz nah zur Masse ... .]

Sven, eine Frage noch zu deine interessante Bemerkung über die Endstufe: warum soll es besser sein die Lautsprecher im Emitter-kreis zu haben? Ich bin jetzt noch nicht mit den Bau angefangen, kann also das Schaltbild noch leicht ändern ;O) ...

Vielen dank für die Interesse!
/Jurjen

[pingi66]

Hallo Jurjen,

Ein richtiges Kunstwerk soll es sein, und dieses Mahl ist es eine richtige Herausforderung und habe lange hieran gearbeitet, ich bin auch selber neugierig ob etwas Schönes (und Funktionsfähig) zur Stande kommt ..

Also, wenn der Künstler das selber so siehst, braucht es keinen weiteren Kommentar

Warum sind dann die drei Dioden benötigt?
Dieses hat mit die Abstimmspannung des Varicaps (BB110) zu tun... ich habe dieses Teil dieser Schaltung schon einmal aufgebaut und getestet).

Respekt! Vielen Dank für die ausführliche Erklärung, es ist alles nachvollziehbar und gut durchdacht. Da hast Du Dir verdammt viel Gedanken gemacht, um eine optimale Lösung zu finden!

...Bemerkung über die Endstufe: warum soll es besser sein die Lautsprecher im Emitter-kreis zu haben?

Meine Erklärung:
Mir war es so in Erinnerung, dass der LM3900 zwar eine sehr hohe Spannungsverstärkung hatte, aber nur einen geringen Strom (10mA) liefern konnte, also einen hohen Ausgangswiderstand besaß. Deswegen hat man gleichspannungsgekoppelt einen Transistor als Emitterfolger, also als Impedanzwandler, dahintergeschaltet, der den Strom lieferte, um den Lautsprecher treiben zu können. Das ist im Handbuch zum ee2013 auch in allen Schaltungen mit Lautsprecher so, mit einer Ausnahme: 4.1.4 Automatisches Schlagzeug. Hier ist die Transistorendstufe aber über einen Kondensator , also gleichspannungsentkoppelt verbunden.

Damit muss ich nicht richtig liegen, für mich aber ist es eine plausible Erklärung.

Beste Grüße
Sven

[jurjen]

Danke Sven, deine Erklärung stimmt, die Lautsprecher liegt jetzt im Emitterleitung, habe die bilder geändert ...

Ich lege jetzt auch ein Lenk zu das Bauplan zu (hoffe und denke jetzt das kein Fehler mehr drin ist): drücken auf originalgrosse: http://www.kranenborg.org/images/Electr ... eg-SB.pdf

/Jurjen

[JeanLuc7]

Salut Jurjen,

sieht klasse aus, der Verdrahtungsplan. Ich schau mal, ob ich das Ganze noch einen Lochreihe kleiner hinbekomme, dann passt es nämlich auf ein Schuco-Schaltpult :-)

Könntest Du uns bei Gelegenheit einmal Nachhilfe bei der Erstellung dieser exzellenten Verdrahtungspläne geben? Dahinter steckt doch bestimmt Irgendein Werkzeug und keine reine Bildbearbeitung?

Viele Grüße
Frank/JL7

[jurjen]

Hallo Frank,
Für die Verdrahtungspläne benütze ich folgendes:

• Tor Gjerdes xfig-Templates für die Komponente

• Das Programm WinFig um die auktuelle Verdrahtung herzustellen (Ich arbeite nicht mit Linux/Unix, darum WinFig statt XFig ...)

Ich habe Tor gefragt ob es möglich wäre die template files irgendwo zugänglich zu machen, ich rapportiere wenn ich ein Antwort bekommen habe.

/Jurjen

[jurjen]

Es funktioniert (gleich das erste Mal)!





Ein bisschen Tuning is noch benötigt (Rx und die Spule) aber das ändert nichts an das Design.

Die "Etagenbau" erlaubt die kompakte bauform:




Jetzt ist es Zeit für die optimierung ...

[jurjen]

Habe einige kleine Fehler in das Schaltplan korrigiert (Danke Sven!). Wichtig sind dazu noch die folgenden Sachen:

• Lx: Die Anzahl von 6 Windungen gibt ein besseres Bereich (mehrere Sender) im Vergleich zu 5 Windungen. Die Bilder zeigen noch die alte Spüle mit 5 Windungen ...

• Rx: Welchen Wert bestens passt ist abhängig von viele Faktoren (wie die anzahl der Windungen der Lx-Spule, und die Transistortypen). Wichtig ist hier zu experimentieren und diesen Wert so hoch wie möglich zu wählen (ich habe jetzt 150k angewandt), weil dann die Superreg Empänger am empfindlichsten ist. Wenn man dann aber kein Geräusch hört ist diesen Wert allerdings zu hoch. Mit Trimmpoti P2 kann man die Bilanz zwischen Empfindlichkeit und Klangqualität bestimmen

Als Kunstwerk sehr gut gelungen! Die Audioqualität kan vielleicht noch etwas besser.
/Jurjen

[pingi66]

Hallo Jurjen,

Dir ist mal wieder ein echtes Kunstwerk gelungen. Ich weiß nicht, wie Du das hinkriegst, aber es ist einfach perfekt!

Was mir aber besonders gefällt ist, dass alles so schon kompakt auf eine Grundplatte passt und somit auch nur ein halbes Pult benötigt wird. Das ist ein echter Fortschritt, denn ich fand die Philips-Aufbauten immer zu platzraubend.

Als Kunstwerk sehr gut gelungen! Die Audioqualität kan vielleicht noch etwas besser.

Dazu muss ich nochmal nachfragen, ob Du gar keinen Anschluss für eine Antenne vorgesehen hast. Auch mein Empfänger bekommt ein paar Sender ohne Antenne rein, aber ein einfacher Draht von 75 cm Länge an der Basis des HF-Transistor bringt eine deutliche Verbesserung des Empfangs und somit auch eine deutlich bessere Audioqualität. Ein Versuch wäre es doch Wert.

Im Schaltbild ist mit C6 ein 4700 pF Kondensator von der Spule am Emitter gegen Gnd geschaltet. Interessant wäre es mal auszuprobieren, diesen Kondensator wegzulassen. Nach meiner Meinung ist er überflüssig, vielleicht sogar störend.

Jetzt ist es Zeit für die optimierung ...

Dabei wünsche ich Dir viel Erfolg!

Beste Grüße
Sven

[jurjen]

Hallo Sven,

• Ein kurzer Draht als Antenne macht den Empfang sicherlich nicht besser sondern schlechter, ebenfalls nicht wenn ich das ausprobiere. Besser wirkt es eine gute Einstellung des Trimmpotis P2 zu finden; jetzt funktioniert das Gerät sehr befriedigend, und kann 6 Sender gut bis sehr gut empfangen.

• C6 (4700pf) is benötigt um die Pendelfrequenz zu definieren (etwa 50 kHz) . Wenn ich diese weglasse gibt es einfach kein Empfang mehr. Ich habe mehrere Werte ausprobiert, 4700 pf funktioniert mindestens für mich am bestens. Aber mit diese einfache Empfänger ist es immer wichtig selber etwas zu experimentieren.

• Um eine gute Feinabstimmung zu ermöglichen sind meine Erfahrung nach R18 und R19 (47k) vielleicht etwas zu niedrig und passen 68k oder die Philips EE - üblichen 100k besser.

• Bei grossser volumeeinstellung (P1) fängt das Gerät an zu singen/stören. Dieses passiert mit allen EE-geräten, Ich habe schon mal auf dieses Forum nachgefragt und sollte die presentierte Lösungen nun einmal seriös betrachten ... .

Herzliche Grüsse,
/Jurjen

[JeanLuc7]

Salut Bastelfreunde,

da hat Jurjen mir ja eine wunderschönen Sonntagnachmittag beschert! Nachdem die Bilder online waren und darauf das halbe Schaltpult von Manfred zu sehen war, hat mich mal wieder die Bastellust gepackt, denn so ein Schaltpult lag mir auch noch unaufgebaut herum.

Zuallererst: die Schaltung funktionier empfängerseitig ganz ausgezeichnet und auf Anhieb. Ich hatte die ältere Version früher bereits einmal nachgebaut - mit sehr mäßigem Erfolg. Jetzt aber habe ich sechs klar verständliche Sender. Allerdings stimme ich Sven zu - eine 75cm-Wurfantenne an der Einspeisung der Betriebsspannung am Kollektor von T2 zeigt deutliche Wirkung. Das mag allerdings mit unseren unterschiedlichen Empfangsgebieten zusammenhängen - hier hilft die Antenne jedenfalls.

Allerdings bekam ich den Integrierer OP3 nicht anständig zum Laufen. Ein Tausch des Elkos (Leckströme?) gegen einen neuen und ein Tausch des IC's (war zuerst ein 3401, dann ein 3900) brachten keinen Erfolg: die Spannung fällt ab, sobald man den Taster loslässt. Nun bin ich aber ohnehin kein großer Fan von Sendersuchläufen ohne Permanentspeicher, daher habe ich Jurjens Schaltung an dieser Stelle modifiziert und aus OP3 eine weitere Komparatorstufe gemacht, die jetzt per 47k-Poti betrieben wird. Damit stellt man nun den Sender genauso ein wie mit dem integrierer, da alle anderen Bauteile der Einspeisung der Abstimmspanung gleich geblieben sind inklusive der drei Dioden.

Durch die Nutzung des Schaltpults mit Standard-Schaltpoti LED-Lampe und gab es auch noch ein wenig mehr Platz auf dem Brett; und ein paar kurze Bauelemente waren sowieso in der Bastelkiste, weshalb der Zwei-Ebenen-Verdrahtungsplan zwar erst einmal ungewohnt ist, aber sich dann doch sehr gut nachbauen lässt, wenn man einmal 'raus hat, was oben liegt und was unten Das Schaltpult ist umgekehrt belegt wie das Standardschaltpult; links liegt der Lautsprecher, dann Minus und Plus (Batteriehalter mit 6 Mignonzellen passt ins Schaltpult), dann das Poti und dann die LED. Sie hat intern einen 470-Ohm-Widerstand, daher habe ich extern nochmal 470 Ohm dazu geschaltet - das ist aber wohl unötig.

Insgesamt ein sehr schöner UKW-Empfänger, auch ohne Stereo, was wahrscheinlich wegen der 50kHz-Pendelfrequenz nicht gehen wird. Platz wäre ja eh keiner mehr dafür

Danke nochmals an Jurjen, dass Du den Empfänger nochmal hervorgeholt und optimiert hast. Und deine Aufbauten sind ohnehin immer sehenswert.

Einen schönen Sonntagabend wünscht
JL7/Frank

[pingi66]

Hallo Frank,

das habe ich mir schon denken können, dass Dich bei solch einem Projekt der Ehrgeiz packt!

Nun bin ich aber ohnehin kein großer Fan von Sendersuchläufen ohne Permanentspeicher, daher habe ich Jurjens Schaltung an dieser Stelle modifiziert und aus OP3 eine weitere Komparatorstufe gemacht, die jetzt per 47k-Poti betrieben wird.

Das wäre auch meine bevorzugte Variante, da man nicht nach jedem Einschalten wieder von vorn anfangen muss, aber das soll jeder so halten, wie er möchte.

Hallo Jurjen,

Bei grossser volumeeinstellung (P1) fängt das Gerät an zu singen/stören. Dieses passiert mit allen EE-geräten, Ich habe schon mal auf dieses Forum nachgefragt und sollte die presentierte Lösungen nun einmal seriös betrachten ... .

die Verstärkerstufe mit dem LM3900 habe ich heute mal nachgebaut und an meinen Empfänger gekoppelt. Es war genau wie bei Dir, ab einer gewissen Stellung des Lautstärke-Potis fing der Verstärker an zu brummen. Was Abhilfe brachte, war das Tauschen des Elkos C9, der vor dem Poti sitzt, gegen einen 100 nF Kondensator, vielleicht gehen auch 220 nF. Das Poti kann ich jetzt bis zum Anschlag aufdrehen, ohne dass es brummt oder singt. Vielleicht kannst Du das auch mal bei Dir ausprobieren, ob es hilft.

Beste Grüße
Sven

[JeanLuc7]

Salut Bastelfreunde,

die Verstärkerstufe mit dem LM3900 habe ich heute mal nachgebaut und an meinen Empfänger gekoppelt. Es war genau wie bei Dir, ab einer gewissen Stellung des Lautstärke-Potis fing der Verstärker an zu brummen.

Kann ich hier nicht nachvollziehen. Allerdings muss man auch bis fast an den Anschlag aufdrehen, um etwas zu hören, der Empfänger hat nur ein sehr schwaches Ausgangssignal. Ich werde allerdings deine Modifikation trotzdem einbauen, sie schadet ja nicht.

Anbei noch ein paar Bilder im Tageslicht, auch von der Unterseite des Schaltpults. Man sieht dann einfach mehr :)

Viele Grüße
Frank/JL7

[jurjen]

Hallo Frank und Sven,

Franks's Bilder haben mir geholfen eine Lösung zu finden für das Brumm/Störungsproblem dass mich schon seit Langem quälte: die 2200 uF Komdensator an der Batterie. Wenn ich diese auch verwende dan ist das Problem gleich verschwunden! Vermutlich ist die Innenwiderstand des Batteries zu gross für Benutzung mit maximaler Lautstärke. Damit scheint ein allgemeines Problem jetzt also gelöst ...

Frank, Schön das du diese Empfänger auch gebaut hast. Wir werden wohl niemals wissen warum die Suchlauf bei dir nicht funktionierte ... . Noch eine frage zu deine Bemerkung über die geringe Lautstärke beim Empfang. In meine bilder (und auch deine) ist Rx noch 100K, aber im praxis könnte ich diese schon erhöhen bis 150K (und vielleicht noch mer), mit viel höheren Audiovolum zur Folge. Hast du das schon probiert? Ein Superreg hat die höchste Empfindlichkeit wenn der nah zum Punkt ist wo er aufhört zu schwingen. Ich kriege jetzt verschiedene Stationen mitt grosser Lautstärke, aber das hat vermutlich auch etwas zu tun mit dass ich in eine Stadt lebe (Groningen/NL). Auch den Wert der Drosselspule (2,2 uH) erweist sich als wichtig.

Letztes noch: eine gute Idee eine 6xAA Batteriehalter zu verwenden als teil des Konsoles.

Herzlichen gruss,
Jurjen

[JeanLuc7]

Salut Jurjen,

prima, dass sich das Problem mit dem Brummen auf so einfache Weise lösen ließ. Ich habe vor einigen Wochen einen Satz von 25 dieser 2200µF-Kondensatoren billig auf ebay bekommen, seitdem setze ich sie überall ein.

Ich probiere einmal die Variante mit dem höheren Widerstand aus, um die Lautstärke zu erhöhen. Das Radio ist nicht wirklich leise, man muss den Verstärker aber schon sehr weit aufdrehen. Da bin ich von anderen Radioschaltungen inzwischen verwöhnt. Ich wohne in Berlin - genug Sender haben wir hier ebenfalls.

Viele Grüße
Frank/JL7

[jurjen]

Ein Vorteil, aber gleichzeitig auch ein Nachteil der Verwendung einer Varicap-Diode ist, dass ihre Kapazität spannungsabhängig ist. In einfachen Schaltungen wird diese dadurch auch von der Höhe der Versorgungsspannung Vcc beeinflusst.
Glücklicherweise gibt es in AN-72 auch Beispiele für einstellbare Spannungsversorgungen, die eine konstante Spannung bei einer Belastung von bis zu 10 mA liefern können:

FM-Superreg-SB-Vstab.JPG

Damit habe ich die folgende Schaltungsvariante des FM-Empfängers entworfen. Diese würde es auch ermöglichen, eine Skala mit FM-Sender in das EE2014-Messgerät zu integrieren. Somit ließe sich daraus eine Luxusversion entwickeln. Im nebenstehenden Schaltplan ist die stabilisierte Vcc-Leitung in Rot markiert:

AN-72 picture Vreg 5.0.png

Mehr folgt bald!
/Jurjen

[pingi66]

Moin Jurjen,

da bin ich ja mal gespannt auf die ersten Empfangsergebnisse, oder viel mehr noch, wie groß der Bereich wird, den Du mit diesem Entwurf abdecken kannst. Auch interessiert es mich natürlich, ob die Skala so enigermaßen linear verläuft. Aber Du wirst uns bestimmt sobald es geht berichten.

Es ist vielleicht etwas neben dem Thema, aber als ich mir vorhin nochmal die Beschreibung vom 4.6.2 angschaut habe, ist dort von einem Widerstand R16 die Rede, der in der Zuleitung der Abstimmspannung (bei Dir ist es Vtune) liegen soll. Leider findet man ihn dort nirgends, weder im Schaltbild noch im Bauplan. Kennt jemand eine Version, bei der es mal diesen Widerstand gab?

R16.JPG

R16a.JPG

Grüße
Sven

[jurjen]

hallo Sven,
Keine Ahnung muss ich sagen, ich bin diese Widerstand niemals begegnet, bezweifle aber auch ob der notwendig ist ...
-Jurjen

[jurjen]

Eine mögliche Variante eines Schaltplans mit der stabilisierten 6.0V-Spannung für die Empfängerschaltung sieht wie folgt aus:

FM-Superreg-SB-Vstab.png

Das Messwerk kann dabei als Hilfsmittel zur Abstimmung des FM-Senders genutzt werden. Solange die Batteriespannung mindestens 1 V über der Spannung des Spannungsreglers liegt (also 7.0 V), liegen die Sender fest auf der Skala. Der Widerstand R_tune dient dafür dass bei V=6.0V die Nadel genau auf der letzte Streich im Skala kommt. Wenn dies nicht mehr möglich ist, ist es angemessen die Batterie auszuwechseln.

Der für die Abstimmung benötigte Varicap BB110 aus EE2010/2013 hat hier vermutlich den Nachteil, dass sein Kapazitätsbereich in Bezug auf die maximale Spannung von 6.0V zu klein ist. Schon bei der Anwendung in der ursprünglichen Ausführung des FM-Radios in EE2010/2013 war mir aufgefallen, dass es nicht möglich war, den gesamten Bereich (88 MHz – 108 MHz) abzudecken.
Glücklicherweise gibt es Varianten im gleichen Gehäuse, die einen viel größeren Bereich bieten, da sie speziell für Kabelfernseh-Empfänger (CATV) geeignet sind. Die BB109 und insbesondere die BB209 sind Varianten, die ich gerne in dieser Schaltung ausprobieren möchte.

VaricapsBB.jpg

Ein Vergleich der Kapazitätsbereiche von BB110, BB109 und BB209 zeigt Folgendes (siehe auch die nebenstehende Tabelle):

• Das Kapazitätsverhältnis (Ratio) der BB110 im Bereich von 0.3V – 9V (also im ursprünglichen FM-Empfänger von EE2010/13) beträgt 2,9.
• Bei einer maximalen Spannung von 6.0 V wäre ein größerer Bereich – also ein höheres Verhältnis – wünschenswert. Die BB109 schafft dies nicht wirklich, aber die BB209 bietet ein deutlich größeres Verhältnis (3,6).
• Selbst bei einer Spannung von nur 5.0 V statt 6.0 V zeigt die BB209 immer noch ein besseres Verhalten als die BB110 bei max. 9 V.

VaricapsBB-ratios.png

Damit erweist sich die BB209 im Vergleich zur BB110 als eine sehr interessante Variante. Ich werde testen, ob damit der gesamte FM-Bereich abgedeckt werden kann, und hier gerne berichten. Für die BB209 gibt es auch eine Bezugsquelle.

/Jurjen

[pingi66]

Moin Jurjen,

Keine Ahnung muss ich sagen, ich bin diese Widerstand niemals begegnet, bezweifle aber auch ob der notwendig ist ...

Denke ich auch, sollte auch nicht mehr weiter diskutiert werden, ist unwichtig.


Aber über Deinen Bauplan möchte ich doch noch mal ein paar lobende Worte verlieren. Es ist schon bemerkenswert, wie viele Bauteile Du auf doch recht wenig Platz auf die Platte bekommst. Da freue ich mich schon, wenn es die ersten Fotos vom fertigen Aufbau gibt!


Über die Ansteuerung des Messwerks habe ich aber so meine Bedenken und möchte eine Diskussion anstoßen:
Für Vollausschlag benötigt es 200µA, dafür muss an T3 ein Basisstrom von ca. 0,5µA fließen (angenommen Beta = 400). Der 100µF Kondensator entlädt sich somit mit 0,5µA, was nach 200s zu einem Spannungsverlust von 1V führt. Der bipolare Transistor zieht somit deutlich zu viel Strom aus dem Kondensator, vielleicht wäre ein FET die bessere Wahl?

Liebe Grüße
Sven

[jurjen]

Hallo Sven,

Mir is eigentlich nicht klar warum der Kondensator sich entladen soll wenn die beiden Drückasten nicht eingeschaltet sind (außerhalb natürlich seine Eigenentladung) - meiner Meinung nach spielt die Basisstrom nur eine Rolle für die Geschwindigkeit womit die Kondensator sind lädt oder entlädt (wenn einer von der Tasten eingedrückt ist) ... .
Aber wenn es doch anders ist: man könnte die Pufferfunktion von FM-Schaltung 4.6.2 (OP 3) einfügen (hier OP 4) und dann vielleicht eben die Widerstände am E4+ und E4- noch erhöhen (und selbstverständlich die Wert der Kondensator selbst ...) und dass liefert dan der folgende Bauplan:

FM-Superreg-SB-Vstab2.png

Grüße!
/Jurjen

[jurjen]

Möchte noch gerne Aanmerken das mein Vorschlag für die Anwendung eines Puffers mit OP4 wahrscheinlich doch keine Lösung bietet: E4+ hat immer eine Spannung von V_BE = 0.5V, also wenn der Kondensator mit 5V geladen ist (und A4 diesen Wert entspricht), fließt ein Strom von ca. 5µA durch den 1M Widerstand ... . Das ist viel mehr als mit einem Transistor mit hohem Beta ... .
Trotzdem bin ich nach wie vor der Meinung, dass dies eigentlich kein Problem darstellt wie ich schon erklärt habe weil es kein Strom in E3+ und E3- fliesst und damit A3 sich nicht ändert – aber ich lasse mich gerne vom Gegenteil überzeugen! Wenn das Problem existiert, könnte vielleicht ein Darlingtpn statt FET helfen ... .

[pingi66]

Hallo Jurjen,

um der ganzen Diskussion auch einen praktischen Hintergrund zu verschaffen, habe ich einfach mal nur den Sensorteil mit OP2, dem 100µF Elko zwischen A2 und E2-, einem weiteren 100µF Elko von A2 gegen Gnd und den beiden 47k Widerständen aufgebaut.

Sensortaste.jpg

Nach dem Einschalten wurde die Spannung am Elko auf 0V gesetzt, indem der 47k Widerstand an E2- gegen Batterie+ gehalten wurde. Das habe ich kurz mit einem Multimeter überprüft, es ergab 83,5mV an A2. Allerdings war gleich zu bemerken, dass die Spannung an A2 nicht konstant blieb. Der Kondensator lud sich auf, nach 10 Minuten waren es schon 360mV, nach 20 Minuten 550mV, nach 30 Minuten 730mV.
Eigentlich hatte ich erwartet, dass die Spannung ohne irgendeine Belastung wesentlich länger konstant bleibt. Wenn die Sensorschaltung sich so verhält, wie ich es gerade ausgemessen habe, ist sie eigentlich nicht zu gebrauchen, um eine Frequenz stabil einzustellen.

Aber vielleicht ist auch mein IC nicht mehr ganz in Ordnung, oder vielleicht habe ich auch nur mal wieder einen Denk-Messfehler gemacht.

Hast Du diese Sensorschaltung denn auch schon einmal aufgebaut und getestet?

Liebe Grüße
Sven

[jurjen]

Sven,

Vielen dank für dein Experiment, es zeigt das wir eine Herausforderung haben!

Aufgrund meiner aktuellen Arbeit kann ich diese Woche leider keine Experimente durchführen. Allerdings glaube ich, dass AN-72 (wie so oft) eine Antwort liefert: Abschnitt 10.6 beschreibt unsere Schaltung, während Abschnitt 10.7 ("A Low Drift Sample-and-Hold Circuit") darauf hinweist, dass der Eingangsstrom I_B (Input Bias Current – im Zusammenhang mit V_BE) für die langsame Drift der Spannung verantwortlich ist.

Um dies zu korrigieren, wird die Schaltung in Bild 85 vorgeschlagen (mit stark reduzierter I_B) – diese Schaltung könnte auch hier aufgebaut werden mit OP3 und 4 , mit die Vereinfachung wie im Text von Abschnitt 10.7.1 beschrieben:
"The adjustment potentiometer R3 allows a zeroing of I_B _effective but simply omitting R3 and letting R1 = R2 (and relying on amplifier symmetry) can cause I_B_effective to be less than I_B/10 (3 nA) This is useful in circuit applications such as sample and hold where small values of IB effective are desirable"

Ich werde nächste Woche experimentieren um dies zu bestätigen. Der Schaltung an OP3 ändert sich dann auch leicht, mit der Diode zugefügt um ein Einfluss auf I_BE_effective auszuschließen, dazu braucht es vielleicht (also Experiment!) 1M-Widerstände zur Masse an die V1 und V2 Eingänge um Vin = 0V zu garantieren wenn die Tasten nicht eingedrückt sind.

[pingi66]

Hallo Jurjen,

Um dies zu korrigieren, wird die Schaltung in Bild 85 vorgeschlagen (mit stark reduzierter I_B)

das habe ich mal kurz aufgebaut in der einfachen Form (ohne Poti nur 2 x 10MegOhm Widerstände. Der Drift wird dadurch tatsächlich weiniger, aber nach meiner Meinung noch immer nicht ausreichend. Der Drift ist dabei auch abhängig vom Ladezustand des 100µF Elko, ist nicht so simpel wie gedacht/erhofft. Mal schauen, welche Erfahrungen Du mit der Schaltung machst. Ich freue mich auf einen regen Austausch.

Zu der Schaltung habe ich noch zwei weitere Anmerkungen:
- Die maximale Ladespannung, die ich am Kondensator C15 messen konnte, lag 1,5V unter Ubatt. Das hat wahrscheinlich die Ursache, dass a.) eine Diode in der Versorgungsleitung auf der Platine vom LM3900 liegt und b.) der LM3900 nicht voll Rail-To-Rail schalten kann. Zusammen mit dem Emitterfolger T3 in Deiner Schaltung kommt man dann so auf ca. 2V Verlust zur Versorgungsspannung. Bei 7V Versorgungsspannung kommen somit nur noch 5V als Vtune an und nicht mehr die gewünschten 6V.
- Die Lade- und Entladezeiten mit den Werten R18 = R19 = 47k und C15 = 100µF sind nicht praktikabel. In meinen Versuchen war die Vtune innerhalb von 4 Sekunden von 0V auf 6V und umgekehrt, und das halte ich für deutlich zu schnell. Wie Du schon vorher mal angemerkt hast, ist ein größerer Kondensator z. B. mit 680µF eine bessere Wahl. Dann durchläuft das Tuning in ca. 30 Sekunden, und das saubere Einstellen eines Senders wäre erheblich einfacher. Warum das in der originalen Schaltung so gewählt wurde, wer weiß...

Liebe Grüße
Sven

[jurjen]

Hallo Sven,

Ich habe mir der Schaltung auch aufgebaut und getestet:

20251020_134005.jpg

Und hier ist das neue Schaltbild, nur die Schaltung an der Linkerseite (OP1, OP3 und OP4) ist aufgebaut:

FM-Superreg-SB-Vstab.JPG

Meine Erfahrungen also:

• Ich glaube das der Stabilität der Ladung mehr von der Qualität der Kondensator abhängig ist als von der Wahl der Ramp-up/down Schaltung ... . Aber mit ein 470uF kondensator stabilisierte sich die Spannung in zehn Minuten zu 1mV Änderung in eine Minute, welches ein brauchbares resultat gibt.
• R32 (1M) ist neu, ich glaube dies ist auch ein wichtiger Beitrag an der Stabilität.
• Der Verlust an der Emitterfolger ist sehr gering (nur etwa 40mV gemessen), dies ist möglich weil der Basisspannung in diese Schaltung höher steigen kann als 6.0V ... der Spannung an der Emitter bleibt dann aber konstant und sehr Nah zu 6.0V. Also dieses funktioniert wie gedacht. Gerne notiere das ich in der Urspungsschaltung der Diode auf der LM3900-platte schon kurzgeschlossen hatte, das ist in der Tat eine Voraussetzung um das korrekte Spannungsbereich an der Emitter zu gestalten.

Also es kan funktionieren wie gedacht ... ich baue bald weiter wenn ich ein bisschen mehr Zeit habe. Das Board-layout wird sich auch noch leicht ändern.

Gruesse,
Jurjen

[pingi66]

Moin Jurjen,

es freut mich, dass Deine Schaltung so funktioniert, wie Du es gedacht hast. Möglich, dass ich einfach nur sehr schlechte Kondensatoren erwischt habe. Du wirst mit Deiner Vermutung somit wohl richtig liegen:

Ich glaube das der Stabilität der Ladung mehr von der Qualität der Kondensator abhängig ist als von der Wahl der Ramp-up/down Schaltung ...

Das werde ich später alles nochmal nachbauen, dann aber mit einer Reihe neuer Elkos mit kleinem ESR. Bin gespannt, ob ich dann auch Deine Werte erreiche. Im Moment habe ich aber das Board auf den VLF-Empfänger umgebaut, mal schauen, was das ergibt...

In Deinem Schaltplan ist übrigens ein kleiner Fehler versteckt:
R30 muss doch bestimmt an den Ausgang von OP3 und nicht an den invertierenden Eingang

Viele Grüße
Sven

[jurjen]

Danke, ich habe der Fehler korrigiert!

Mittlerweile habe ich die Schaltung fertiggebaut als FM-Empfänger und der funktioniert sehr gut - natürlich mit die Begrenzung der Audio-Qualität von das Superreg-konzept. Aber mehr als zehn Sender kommen jetzt deutlich rein. Im Vergleich mit den ehemalige Version sind folgende Änderungen durchgeführt:

• Referensspannung 6.0V (durch OP1 Mit Zener + Widerstand) für die Varicap und das Messinstrument
• Diode der gelbe LM3900-Platine kurzgeschlossen (siehe bild) ...
• BB209 Varicap (statt der übliche BBB10) und C2 = 18pF (statt 10pF) für ein viel größeres Bereich der Empfängst
• AB-platte (Push-Pull Verstärker) benützt, aber ich musste C18 = 0.1uF zufügen zur Stabilisierung beim großem Volume - vielleicht braucht der 220pF Feedback-Kondensator der Verstärker ein höhere Wert, werde mal untersuchen
  ...

Hier folgen einzige Bilder und die Schaltung:

StabFMCompact2.jpg

StabFMCompact3.jpg

FM-Superreg-SB-Vstab.JPG

Ein solcher einfachem Superreg-Empfänger hat seine Begrenzungen, aber als Projekt um die Vref=6V und die kompakte Bauform zu erforschen ist es sehr gelungen! Selbstverständlich geht es einfacher auf die übliche zwei Bauplatinen ... (und auch mit eine diskrete version der Push-Pull-Verstärker).

PS für Forum-Mitglieder: Bei bedarf der BB209 bitte schreib mir ein PN in dieses Forum, ich habe noch einzige ... .

[suntri]

Ich habe grossen Respekt vor deinem neu vorgestellten Aufbau. Sehr ordentlich und wunderbar eng gepackt.
Natürlich wurde ich betreffend der BB209 neugierig und habe Folgendes dazu gefunden:

https://circuit-zone.com/downloads.php? ... p%20Diodes

Liebe Grüsse aus Südafrika

[pingi66]

Moin Jurjen,

da kann ich Dir auch nur meinen absoluten Respekt zollen. Dein Projekt ist mal wieder ein Kunstwerk geworden!

Es ist schon absolut erstaunlich, wie Du es schaffst, auf kleinstem Raum so viele Bauteile unterzubringen. Und man sieht dabei nicht einen einzigen verbogenen Draht. Das ist einfach nicht zu steigern!

Und das ist es ja nicht alleine. Du hast Dir eine Schaltung ausgedacht und diese zum Laufen gebracht. Davor zieh ich nochmal meinen Hut!

Aber Du hast ja auch noch ein kleines Problem in Deiner Schaltung angesprochen:

AB-platte (Push-Pull Verstärker) benützt, aber ich musste C18 = 0.1uF zufügen zur Stabilisierung beim großem Volume

In Deinem neuestem Schaltbild hast Du R8 von 15k auf 4k7 verringert, damit hat OP2 eine Verstärkung von ca. 200, was doch sehr hoch ist. Ich kann jetzt nicht erkennen, welchen Widerstand Du wirklich verbaut hast, aber vielleicht kann das eine Möglichkeit sein.

Viele Grüße
Sven

[McGyver]

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[*] AB-platte (Push-Pull Verstärker) benützt, aber ich musste C18 = 0.1uF zufügen zur Stabilisierung beim großem Volume - vielleicht braucht der 220pF Feedback-Kondensator der Verstärker ein höhere Wert, werde mal untersuchen
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Hallo,
mit C18 kappst Du die Mitten und Höhen...
Stabilitätsprobleme sehe ich in der fehlenden (kapazitiven) Ankopplung des Spannungsteilers R9/R10. Der Opamp bekommt da die Betriebsspannungsschwankungen mit und macht ggf. durch die Mitkopplung unschöne Sachen.
Versuche mal parallel zu R9 einen Kondensator (z.B. 10µF) und den C18 am Poti wieder zu entfernen.

LG vom Neuling McGyver

[McGyver]

Interessantes Projekt, aber ich grüble gerade über die Schaltung um OP1, OP3 und OP4.
Der LM3900 wird doch "single supply" betrieben, oder? An den OP-Sektionen liegt ein Eingang an Masse (= Minus der Batterie). Diese Eingänge können beim LM3900 m.E. nicht funktionieren, die Eingangsspannungen müssen leicht positiv sein. Das sind dann keine Differenzstromverstärker mehr, bei denen Temperaturkompensation der Ube funktioniert.
Funktionieren diese Bereiche in der Realität wirklich sauber?
Bei OP1 könnte sich die gewünschte Funktion anscheinend einstellen, in der Beschaltung arbeitet der "OP-Amp" als Transistor mit aktivem Pullup, so dass sich die Ausgangsspannung auf Ube+Uz+(Iz*R25) einstellt mit Iz=Ube/R26, also Ube(1+R25/R26)+Uz ~ 6,9V. Ube (Eingangstransistor des LM3900) ist allerdings temperaturabhängig, die mit der eigentlichen Schaltung bezweckte Temperaturkompensation findet über den Eingang +IN nicht statt. Da braucht es einen anderen Opamp und ggf. einer bipolaren Speisung.
OP4 sollte nach Beschaltung eine Ausgangsspannung von Ube (~0,6V) liefern, die die Offsetspannung von OP3 kompensiert und dadurch für die "low drift" sorgt.
LG McGyver

[JeanLuc7]

Ach je, der LM3900. Jurjen hat auf seinen Seiten einmal kurz erklärt, wie außergewöhnlich der LM3900 ist:

It is important to stress that the LM3900 is not a regular quad opamp: instead of Vout = A*(Vin+ - Vin-) (which is what a regular opamp does; the output voltage equals A times the voltage difference between the +/- input terminals) the LM3900 basically delivers Vout = A*(Iin+ - Iin-), i.e. the output voltage equals A times the input current difference between the +/- inputs. As a consequence the LM3900 as low-impedance inputs, in contrast to regular opamps which should have high-impedance inputs. However, in the EE2001 series manuals the LM3900 circuits are always designed and explained as if the chip contained regular opamps

Durch die hohen Vorwiderstände (gewöhnlich 1MOhm) wandeln die Philips-Ingenieure die U(I)-Abhängigkeit in eine U(U)-Abhängigkeit, behandeln ihn also wie bspw. einen 741 (der diese Widerstände nicht nötig hat). Wir schätzen, dass Philips diesen Weg gewählt hat, um gerade keine duale Spannungsversorgung zu benötigen. Immer wenn das trotzdem der Fall ist, erzeugen sie einen Bezugspunkt durch ein Widerstandnetztwerk aus 2 22kOhm-Widerständen und nehmen dann die benötigten 4.5V (als Massebezug) dort ab.

Schade daran ist vor allem, dass man innerhalb der 2001-Serie gerade nicht lernt, wie man mit OpAmps arbeitet.