Heute habe ich mir die BF324 Transistoren gekauft und diese in den schon bestehenden UKW-Vorsatz mit der ECF12 eingelötet.
Das Pentodensystem dient als UKW-Verstärker und koppelt über 4,7pF auf den Emitter gekoppelten Differenz Verstärker (=Oszillator). Mein erster Eindruck ist, die NF Ausbeute ist noch viel geringer als bei dem UKW-Pendler und dem UKW-Audion!
Weitere Untersuchungen werde ich morgen machen....
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Habe heute mich in die Funktionsweise der „interessanten FM-Schaltung“ vertieft.
Der gute Ingo lag da schon richtig, was den „gezogenen“ (synchronisierten) Oszillator und die Störstrahlung betrifft. Die NF wird jedoch nicht durch Flankendemulation gewonnen, sondern die Ausgangsspannung folgt -in einem begrenzten Bereich- der Oszillatorfrequenz. Frequenzmäßig betrachtet: Erhöhung der Frequenz ergibt einen kleinen Anstieg der Emitterspannung .
Hier mein Testaufbau:
Mit Absicht habe ich die Testfrequenz (= 84 MHz) unterhalb des UKW-Bereichs gewählt, weil sonst die UKW-Sender im Spektrum störend wirken.
Zunächst ein Bild, wo der Messsender (mit 40 kHz Hub moduliert) ein starkes Signal einspeißt, aber nicht auf der nominalen Testfrequenz, sondern 400 kHz höher. Das ergibt durch Mischung im Empfänger zwei Seitenfrequenzen, die auch abgestrahlt werden und mit meinem SONY ICF 2001D zu empfangen sind!
Stelle ich die Messsenderfrequenz genau auf die Empfangsfrequenz, dann wird der Oszillator im Rhythmus der Frequenzmodulation „mitgenommen“ = synchronisiert. Die NF-Ausgangsspannung sieht ganz passabel aus...
Ist das Signal zu schwach, dann rastet die Synchronisation aus und starke Verzerrungen sind die Folgen. Siehe unterhalb:
Dann habe ich noch etwas probiert, um die allgemeine Empfindlichkeit zu verbessern. Die ist nicht besonders gut, wie ich gestern schon bemerkte. Im Gegensatz zum Audion fehlt dem Dingen die so wichtige Resonanzüberhöhung! Anstatt das verstärkte Eingangssignal auf die Emitter über 4,7pF zu koppeln, habe ich das mal direkt auf den LC-Kreis gelegt, was eine Verbesserung ergab....
die Ankopplung der Vorstufe an den Emitter ohne Impedanzanpassung ist nicht gerade optimal. Die Pentode hat einen hohen Ausgangswidertand und am Emitter ist die Impedanz sehr niedrig. Somit sollte man mit einem L-Glied oder noch besser mit einem abgestimmten Schwingkreis mit Koppelspule oder kapazitivem Spannungsteiler die Impedanz angepasst werden, das dürfte etwa 20dB zusätzliche Verstärkung bringen. Direkt am Schwingkreis ankoppeln ist impedanzmässig natürlich besser, aber dürfte mehr Rückwirkung geben, was störend sein kann (muss aber nicht).
Die Störstrahlung bekommt man mit einem HF-dichten Aufbau und einer sauberen Neutralisation der Vorstufe in den Griff, die Problematik ist ja dieselbe wie bei einem Pendler, und den habe ich erfolgreich gesetzteskonform hingekriegt (siehe http://www.wumpus-gollum-forum.de/forum/...=262&page=3), und erst noch mit einer Triode. Eine Pentode ist ja grundsätzlich besser in dieser Beziehung, wobei ich hier eine richtig gute UKW-Pentode einsetzen würde, z.B. die EF95, EF80 oder ECF80. Eine Transistor-Kaskode mit zusätzlicher Neutralisation geht auch.
Danke HB9, für die weiteren Verbesserungsvorschläge.
Mir ging es hauptsächlich darum, die -für UKW-Empfänger- seltsame Empfangsschaltung zu verstehen! Mit Dank an Ingo... Mehr Zeit und Aufwand will ich nicht investieren...
Man kann getrost sagen, bei der heutigen Senderdichte und vor allem die Aussteuerung derselben, bringt dieses Konzept keine Vorteile, sondern mehr Nachteile. Habe hier noch keine kommerzielle Herstellung gesehen, sollte uns das nicht zu denken geben?
Ich kann mir wohl vorstellen, dass sowas für Städte in Zimbabwe, mit zwei UKW-Sendern, noch zu verkaufen ist. Darf aber nicht mehr als vierdollarfünfundneunzig inklusive Batterien und Versand kosten....
im Prinzip ist das ein Synchrondemodulator, aber ziemlich rudimentär, weil die beiden Funktionen 'trägersynchroner Oszillator' und 'Demodulator' nicht getrennt sind. Bei einem 'richtigen' Synchrondemodulator wird ein lokaler Oszillator mit Hilfe einer PLL phasenstarr auf die Trägerfrequenz synchronisiert und dieses Signal im Fall AM mit dem Empfangssignal gemischt, was dann die NF ergibt. Im Fall FM wird der Lokaloszillator, der durch die PLL je ebenfalls frequenzmoduliert ist, demoduliert, das ergibt dann perfekte AM-Unterdrückung. So wird es bekanntlich beim Körting Syntektor gemacht. Da sich dieses Verfahren nur auf festen Freqquenzen mit vertretbarem Aufwand machen lässt, wurde es nur bei hochwertigen Superhets verwendet.
Statt den Lokaloszillator mit einer PLL zu synchronisieren, kann man auch das Prinzip des additiven, selbstschwingenden Mischers verwenden. Liiegt nämlich auch das Empfangssignal am Steuergitter, so wird dieses ebenfalls verstärkt und nicht nur das rückgekoppelte Oszillatorsignal. Durch diese Überlagerung (nicht Mischung!) ändert sich die Phasenlage des rückgekoppelten Oszillatorsignals, und zwar so, dass der Oszillator frequenzmässig in Richtung des Eingangssignals gezogen wird. Bei genügend kleiner Frequenzdifferenz 'rastet' der Oszillator auf das Eingangssignal ein und wird so frequenz- und phasensynchron zum Eingangssignal. Da als Nebeneffekt auch eine additive Mischung stattfindet, gibt es sozusagen gratis noch eine Synchron-AM-Demodulation, oder im Fall FM, durch die frequenzabhängige Phasenveschiebung zwischen Eingangs- und Oszillatorsignal eine FM-Demodulation. Diese Schaltung hat man übrigens gratis in jedem Audion mit Rückkopplung und je nach Bauart funktioniert das sogar sehr gut, es gab in diesem Forum auch schon Beiträge dazu. Bei den üblichen UKW-Röhren-Tunern hat man diesen Effekt übrigens auch, und dort ist er unbeliebt, weil er Verzerrungen durch Frequenzmodulation des Oszillators durch benachbarte Sender verursacht. Das ist auch der Grund, warum in einigen Empfängern die UKW-HF-Vorstufe geregelt wird, obwohl eine Schwundregelung bei FM eigentlich überflüssig und auch nicht erwünscht wird. Es gab auch ein paar sehr hochwertige Geräte, die aus diesem Grund einen fremdgesteuerten Mischer verwendeten (z.B. mit der ECF80).
danke für Deine ausführliche Erklärung. Das Alles hätte müssen vor zig Jahren stattfinden, als in der Zeitschrift "Funkamateur" ein Synchrondemodulator veröffentlicht wurde. Den hatte ich aufgebaut, funktionierte aber nicht so wie erhofft. Mangels Kenntnisse in der Materie habe ich das Projekt dann aufgegeben. Die Platine liegt aber noch irgendwo. Damals hatte ich auch nur ein Multimeter - keinen Oszi, keinen Generator nix. Heute sieht das besser aus. Das Radio habe ich auch noch. Vielleicht versuche ich das nochmal. Das Thema reitzt mich jedenfalls, warum das damals nicht recht wollte. Aber da sind erst noch paar andere Baustellen.
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)
Re: Peltz-Oszillator für Theremin-Anwendung optimiert
Hallo Regency und alle anderen Forenfreunde,
die Schaltung des Peltz-Oszillators reizte mich, weil ich den Eindruck hatte, da steckt noch mehr drin. Ich baute das Schaltbild mit LTspice auf und begann einige Parameter zu verändern. Als Transistoren setzte ich den bei mir immer wieder bewährten BC557B ein.
Unter meinen Händen begann der Oszillator aufzublühen. Durch die Erhöhung des Basiswiderstandes von Transistor 2 auf 7,5 kOhm bekam ich eine bessere Amplitude, die mit 10 kOhm vor der Basis von T1 noch besser wurde.
Die Speisespannung erhöhte ich auf 15 V, und den Fußpunkt legte ich auf -15 V. Das hat sich bei mir immer bewährt.
Ich brachte die Frequenz auf ca. 654 kHz und setzte meinen bewährten Theremin-Antennen-Serienkreis davor, wie in Bild 1 dargestellt. javascript:$.markItUp( { replaceWith:''}); Die Handkapazität ist durch C3 dargestellt. Da LTspice keine 0 pF akzeptiert, setzte ich sie willkürlich auf 0,001 pF, wenn die Hand ganz weg von der Antenne ist.
Die maximale Handkapazität beim Theremin ist im Pitch-Kreis meist nicht höher als 1 bis 1,2 pF. Die Physik bringt es mit sich, daß die Länge pro Oktave exponentiell abnimmt, je näher man mit der Hand an die Antenne kommt. Der Antennenkreis wirkt diesem Effekt entgegen, er linearisiert das Feld. Seine Resonanzfrequenz sollte etwas unter der tiefsten Schwingkreisfrequenz liegen. Wenn man den winzigen SMD-Trimmdrehko richtig einstellt, gibt es den "magischen Moment", in dem das Feld plötzlich länger und sehr schön linear wird.
Da die Ausgangsspannung kaum belastbar ist, habe ich noch meine bewährte HiFi-Endstufe nachgesetzt, damit die Hochfrequenz auch mit einigen mA belastbar wird (wichtig für Demodulatorstufen!). Dafür mußte ich den Tankkreis noch etwas höher trimmen, weil die Nachfolgeschaltung die Kapazität erhöht.
Jetzt habe ich sagenhafte 10,983 kHz bei 1,0 pF Antennenkapazität, also noch besser als bei meinem Meißner-Oszillator. Durch die Gegentakt-Endstufe ist die Amplitude auch schön zentriert. Sie ist weniger hoch als bei meinem Meißner-Oszillator, aber für ein Theremin ist es bei weitem genug.
Die komplette Schaltung ist auf Bild 2 zu sehen. javascript:$.markItUp( { replaceWith:''}); Ich wünsche viel Glück und Erfolg beim Nachbau!
Sehr wichtig ist die Angabe der Kopplung der beiden Antennenspulen mit dem LTspice-Befehl "K1 L2 L3 0.25". Das bedeutet eine lose Kopplung der unterhalb der Antenne ineinandergesteckten Antennenspulen, deren Achse mit der Pitch-Antenne übereinstimmen sollte, um optimales Arbeiten zu erreichen.
Liebe Grüße Arno_Jeff
Mögen Clara Rockmore und Barbara Buchholz mit Euch sein!
P.S. KARATRONIC ist keine gewerbliche Firma, sondern mein persönliches Markenzeichen.
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