Wohl dem, der eine gut gefüllte Bastelkiste hat. Eine stabile Festfrequenz sollte sich auf diese Weise leicht realisieren lassen.
Nachdem mein DM mit dem SA612 gut funktioniert, habe ich es doch nicht lassen können und mit einem Schaltmischer experimentiert. In der Kiste fanden sich noch ein 4066 (Vierfachschalter) und 4027 (JK-FF). Für einen T-Mode-Mixer braucht man keinen Trafo mit Mittelanzapfung, was die Symmetrie vereinfacht. Der Trimmer ist vermutlich nicht nötig, zwei Festwiderstände tun den gleichen Zweck, die Einstellung ist unkritisch. Der Vorteil ist, daß die HF nicht die Schalter passieren muß, sodaß deren Durchgangswiderstand keine große Rolle spielt. Die Idee stammt von hier. Das Ganze funktionierte am Generator einwandfrei, will morgen mal schauen, ob die Gesamtverstärkung reicht. Der Mixer hat zwar etwas Dämpfung aber das Ganze erwies sich auch ohne Vorverstärkung schon als recht empfindlich.
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dieser Mischer entspricht von den Eigenschaften her einem Diodenmischer, hat also im Idealfall 3dB Dämpfung, was man in der Praxis kaum merkt. Statt den Analogschaltern kann man auch simple HF-FETs nehmen (z.B. BF256), die haben viel weniger Kapazität und schalten schneller, so dass sie bis in den UKW-Bereich nutzbar sind. Bei Sperrschicht-FETs ist zu beachten, dass die Steuerspannung negativ sein muss (wie bei Röhren), was eher unpraktisch ist, bei HF-MOSFETs dagegen ist die Steuerspannung positiv.
Mit einem Trick geht es aber auch bei JFETs ohne negative Hilfsspannung: Wird das Steuersignal mit einem Koppelkondensator zugeführt, wird dieser während der 'High'-Zeit des Steuersignals aufgeladen, da dann die Gate-Source-Diode leitet. Während der 'Low'-Zeit fliesst kein Strom, so dass durch den geladenen Kondensator das Gate negativ wird. Damit nicht durch Leckströme das Potential beliebig in negative Richtung abdriften kann, schaltet man einen hochohmigen Widerstand zwischen Gate und Source. Der Vorteil der JFETs ist die Symmetrie: Sie verhalten sich bei negativer Drain-Source-Spannung praktisch identisch wie bei der (normalen) positiven Drain-Source-Spannung. Dadurch kann der Mischer hohe HF-Spannungen verarbeiten.
Der Vorschlag mit den J-Fet ist sicher einen Versuch wert aber der Trafo braucht dann vermutlich eine Mittelanzapfung, was ich eigentlich vermeiden wollte. Habe heute den Mischer etwas umgebaut - siehe Bild weiter oben. Für die Ferritantenne ist ein Fet am Eingang plaziert-, der Trimmer durch Einzelwiderstände ersetzt worden und der Trafo hat nun mehr Induktivität für die tiefen Frequenzen. Als Oszillator fungierten zwei NOR Gatter mit nachfolgendem JK-FF. Die Nachverstärkung betrug rund 45dB (OPV + LM386) und ohne Filter. Damit war MSF auf 60kHz an der Ferritantenne indoor laut und deutlich aufzunehmen. Etwas mehr Verstärkungsreserve wäre gut und mit eingefügtem Filter dürfte das genau passen. Nun ist guter Rat teuer, den DM mit Gilbertzelle oder Schaltmischer aufbauen - schwierig, schwierig
Rechtecke sehen auf dem Schirm schön aus, aber sie machen auch eine Menge "Sauerei", HB9 hat bereits darauf hingewiesen. Allerdings kann es auch Probleme im eigenen Gerät geben. So werde ich wahrscheinlich den Oszillator neu aufbauen und komplett schirmen müssen. Die kurzen und nicht benutzten Anschlusspins der höheren Teiler im hörbaren Bereich stören recht deutlich. Natürlich ist die Stromversorgung nachträglich von mir mit 1mH/100nF und weiteren Tantalelkos verblockt worden. Eventuell muss noch ein Hochpass gebaut werden. Die ursprüngliche Idee mit 32,678 kHz mit einmaliger Teilung wird wieder interessant.
Weiterhin war es keine gute Idee, den flachen Lautsprecher in der Nähe der Ferritantenne zu plazieren. Nicht etwa wegen einer eventuellen Verstimmung der Antenne, sondern wegen einer Rückkopplung bei hohen Lautstärken, die bei Kopfhörerbetrieb nicht auftritt. Das muss ich noch genauer verifizieren. Natürlich könnte ich es mir leicht machen und alles auf die 800Hz-Filterung setzen. Das wäre aber eine unsaubere Lösung.
Die gute Nachricht ist eine ausreichende Empfindlichkeit der Kombination 40cm-Stab, BF245B, SA612, TL071 und LM386. Ich musste die NF-Amplitude sogar auf ein Drittel heruntersetzen. Ich werde wahrscheinlich später den rauschärmeren LM380 verwenden. Im Moment muss ich aber eine kreative Pause unbestimmter Länge einlegen.
Gruss Walter
Nachtrag:
Das Abschneiden der Pins 1,2, 3, 15 hat das Problem halbwegs gelöst, insbesondere der 1024 Hz Ton ist nur noch unterschwellig im Antennenrauschen ausserhalb des Gebäudes zu erahnen. Ich bin sehr erstaunt. Gehört habe ich RDL, der im Westen bei SAQ-Empfang nicht so ein Problem darstellt. Nächste Woche ist das Filter dran.
Wenn alles glatt ginge, wäre es doch langweilig - oder? Ja, Digital ICs sind immer für Überraschungen gut, hat mir auch schon das ein oder andere graue Haar gekostet. Vielleicht ist der LM386 Mitverursacher der Rückkopplung, ich verwende ihn ungern. Selbst mit 20dB hört man ihn rauschen und trotz guter Abblockung und Masse neigt er gerne mal zum Schwingen. Freut mich, daß das Konzept auch bei Dir gut paßt, die Gesamtverstärkung sollte reichen. Der SA612 liegt bei +14-15dB, der OPV Verstärker nochmal 16-18dB dazu und je nach Programmierung des LM386 ist man in jedem Fall jenseits von 50dB. Da bleibt noch Spielraum für das Filter.
Habe mich heute nochmals mit dem Thema Schaltmischer beschäftigt und ihn nach einem Vorschlag von Ha-Jo Brandt (DJ1ZB) abermals umgebaut. Es ist zwar auch nur ein einfacher Balance Mischer aber durch die einseitige Erdung und die nun überflüssigen Widerstände, ist er fast ohne Dämpfung und sehr empfindlich. Da mein Oszillator ohnehin digital werden soll, bietet sich der Schaltmischer förmlich an. Das Ganze macht an der Ferritantenne eine wirklich gute Figur.
Hajo:Der Vorschlag mit den J-Fet ist sicher einen Versuch wert aber der Trafo braucht dann vermutlich eine Mittelanzapfung, was ich eigentlich vermeiden wollte.4
Hallo Hajo,
mit den FETs statt der CMOS-Schalter ändert sich nichts am Trafo, die schalten ja genau wie die CMOS-Schalter gegen Masse.
@Walter: Im 4060 (und anderen Teiler-ICs) hat man das Problem, dass die Signale im IC übersprechen, was eine Amplitudenmodulation ergibt, die bei einem Mischer-Oszillator natürlich stört. Wenn man es gut machen will, sollte man daher die Frequenzteilung mit Einzel-Flipflops machen, so dass keine niedrigeren Frequenzen als die gewünschte existieren. Dann ist man das Problem los.
das mit den Mischern interessiert mich auch brennend. Und ich verfolge die Vorschläge und Erfahrungen hier sehr genau . Durch euer Fachwissen kann ich viel lernen, da ich mich damit noch nie auseinandergesetzt habe, immer nur nachgebaut.
Würden als Schalter nicht auch Transistoren bzw low-sat-Transistoren funktionieren ?
Viele Grüße Bernd
Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher. (Albert Einstein)
ja, an das interne Übersprechen im 4060 habe ich sofort gedacht. Weil ich genügend von den ICs habe, kam mir die Idee mit dem Umbiegen der Anschlüsse und dem Abschneiden. Die Verwendung von IC-Fassungen hatte die schädliche Wirkung noch verstärkt. Die Entfernung der Anschlüsse hat mir genügend Dämpfung gebracht, jedenfalls ohne NF-Filter. Nach dem Probeaufbau des Filters konnte ich auch auf diese interne Pfeifstelle abstimmen. Die Nutzaussendung, simuliert mit dem Messsender über eine Koppelspule liegt bei 813 Hertz. Dann kam es wie immer: Nach dem Einbau gesellte sich zu der sporadischen Instabilität des LM386 eine ziemlich stabile des Filters hinzu. Nun werde ich alles kleiner und mit geändertem Bandpass nochmals aufbauen und auch SMD, ausserdem einen LM380-Verstärker verwenden, der schon läuft und sehr wenig rauscht.
Übrigens ist das in diesem Beitrag gezeigte Filter recht schmal und klingelt stark. Die Schwingneigung verwundert auch nicht, weil die OPV teilweise keine Gegenkopplung (ca. 120 ... 220k Ohm vom Ausgang zum invertierten Eingang haben, und die Ausgänge nicht abgeschlossen sind (ca. 1k Ohm nach Masse). Während die Empfangsstufe gut funktioniert, kann ich die nachfolgende Schaltung nur als Prinzipschaltung werten. Zur Ehrenrettung muss ich sagen, dass die Schaltung für die Festfrequenz 720 Hz stabil arbeitet, aber zwischen 1 und 220 kHz einen verlässlichen, ansteuerungsabhängigen Oszillator darstellt. Irgendwie vermisse ich auch einen Abblock-Kondensator am positiven OPV-Eingang, der auf der halben Versorgungsspannung liegt.
Wer es mag, ein wenig zu Rechnen, gerne auch im Excel:
Ich mag Simulationsprogramme nicht, obwohl sie heutzutage unverzichtbar geworden sind. Sie sparen viel Zeit beim Schaltungsentwurf, die man danach wieder in Änderungen reinstecken muss.
Verändert man im obigen Beispiel R3, so ändert sich die Bandbreite in Abhängigkeit von der Frequenz nicht. Für eine Abstimmung zwischen 500 und 1000 Hertz und 80 Hz Bandbreite empfehle ich R3=270+1k Poti, R1=47k, R2=180k und C=22nF. Dieser Miniaufbau funktioniert bestens:
Von den vier OPV verwende ich momentan nur zwei, was für meine Ansprüche eigentlich auch ausreicht. Auf der linken Seite kann man den NF-Verstärker sehen. Das IC wird von den anderen Bauteilen völlig verdeckt.
Die Herausforderung, einen SAQ-Direkt-Mischempfänger ohne Zukauf aus der Bastelkiste zu erstellen, ist gelungen. Ich habe gerade die Excel-Tabelle modifiziert und mit Hajos Lösung verglichen. Die Unterschiede sind minimal und es gibt keinen Grund, meine Dimensionierung zu ändern. Das Filter von qw123 aus einem Parallelbeitrag ergibt bei mir rechnerisch kein sinnvolles Ergebnis.
deine "Sendereihe" zu den Mischertypen hatte ich schon verfolgt und auch gespeichert. Solche Zusammenfassungen nebst sehr gut verständlich geschriebenen Erklärungen liebe ich. Das erspart mühevolles Suchen in Büchern und Netz.
Danke und Viele Grüße Bernd
Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher. (Albert Einstein)
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