Nutzung des Schirmgitters beim Pentoden-Audion (Teil 2)
(Fortsetzung von Teil 1)
Betrieb als selektiver Verstärker mit eingebauter Fremdüberlagerung
Ein oft übersehener Nachteil des Audions mit Rückkopplung ist, dass beim Erhöhen des Rückkopplungsgrades Selektivität und Empfindlichkeit bis zum Erreichen des Schwingeinsatzes zwar stark ansteigen, danach aber auf den durch die vorgeschalteten Schwingkreise bestimmten Wert zurückfallen. Dies lässt sich umgehen, indem man das Audion mit variabler Selektivität vor dem Schwingeinsatz betreibt und ein externes Oszillatorsignal zum Heruntermischen in den Audio-Bereich nutzt. Durch die Einspeisung ins Schirmgitter der Audionstufe erfolgt dabei eine multiplikative Mischung; Selektivität und Überlagerungsfrequenz können nun getrennt eingestellt werden. Der Durchlassbereich lässt sich durch die Abstimmung des Empfängers bei Bedarf sogar unsymmetrisch beidseitig zur empfangenen Frequenz positionieren. Zur Einspeisung an der BNC-Buchse ist ein externes Messsender-Signal im Bereich von etwa -10 dBm … +10 dBm geeignet; der höhere Pegel führt zu höherer Audio-Lautstärke und erlaubt bei Bedarf auch den paralleln Weiterbetrieb des nachgerüsteten Frequenzzählers. Mit einem hochauflösenden Messsender und nach Optimieren von Abstimmung und Bandbreite über den Rückkopplungsgrad ist es ein Genuss, schwache SSB- und CW-Signale aus dem vollen Band herauszufiltern. Es ist aber anzuraten, parallel zum Kopfhörer ein antiparalleles Diodenpaar vorzusehen: falls die Audion-Stufe zufällig doch zum Schwingen kommt, wird es richtig laut! Dieser "Gehörschutz-Gleichrichter" begrenzt auch gleich lästige Schaltgeräusche bei einer Bandumschaltung. Betrieb als Prüf- oder Steuersender
Im Fall des Berta ist die Frequenzstabilität der schwingenden Audionstufe bei stabilen Betriebsspannungen erstaunlich gut. Bei angeschlossenem Frequenzzähler kann das Ausgangssignal damit als frequenzgenauer Prüfsender im Bereich 100 kHz … 7,1 MHz genutzt werden.
Bei gemeinsamer Verwendung des Empfängers mit einem Sender in einer Amateurfunk-Station ist es außerdem denkbar, das schwingende Audion auch bei Sendebetrieb durchlaufen zu lassen und die Ausgangsspannung an der BNC-Buchse nach zusätzlicher Verstärkung zur Steuerung des Senders zu verwenden. Dabei ist aber zu beachten, dass das Audion ohne zusätzliche Eingriffe bei Telegrafie um die gewählte Audio-Frequenz neben der Empfangsfrequenz schwingt; insbesondere beim QRP-Betrieb ist das aber nicht ungewöhnlich. Denkbar ist auch die Erzeugung eines Fonie-Signals in DSB mit Trägerunterdrückung im nachfolgenden Sender; Sende- und Empfangsfrequenz wären dann identisch.
Wie auch immer, vielleicht helfen ja die beschriebenen Ideen dem einen oder anderen Audion-Besitzer bei der weiteren Nutzung seines Schätzchens.
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Re: Nutzung des Schirmgitters beim Pentoden-Audion (Teil 2)
Hallo,
Zitieren:Ein oft übersehener Nachteil des Audions mit Rückkopplung ist, dass beim Erhöhen des Rückkopplungsgrades Selektivität und Empfindlichkeit bis zum Erreichen des Schwingeinsatzes zwar stark ansteigen, danach aber auf den durch die vorgeschalteten Schwingkreise bestimmten Wert zurückfallen.
Das müsste man durch genaue Messung nachweisen, denn es wird nicht durch die Praxis bestätigt: Die Rückkopplung wird ja immer sparsam eingesetzt, den Unterschied zwischen "noch nicht schwingend" und "schwingt bereits" kann ich bei einem korrekt arbeitenden Audion gehörmäíg nur dadurch feststellen, dass Überlagerungstöne mit der Audion-Schwingung stattfinden. Und da liegt die erzeugte Schwingung nur etwa in der Höhe des Empfangssignals, also nur wenige Millivolt.
Eine (scheinbare ???) Verbreiterung der Durchlaßkurve des Audions findet meiner Meinung nach erst bei sehr stark angezogenem Audion statt, erwünscht ist das ja beim Synchron-Audion, wo man dann die höheren Töne eines starken AM-Senders besser hört. (Mittelwelle)
Für Telegrafie hat der Torn.E.b. das sogenannte "Tonsieb", einen scharfen 800 Hz-Filter. Durch Wahl der Audion-Frequenz (rechte oder linke Flanke der verhältnismäßig breiten HF-Durchlaßkurve im Bereich 8) lässt sich die Hörfrequenz eines frequenznahen Störers aus diesem 800 Hz-Bereich schieben, so dass die HF-Vorselektion hier keine so große Rolle spielt.
Diese Methode des Empfangs ist auch für SAQ-Empfang (drei Tage noch...) sehr zu empfehlen, es reicht da ein guter NF-Kreis.
Für SSB kann ein externer Generator in der Tat hilfreich sein, aber es brauchen keine Änderungen am Empfänger vorgenommen zu werden. Es muss ja nur der fehlende Träger frequenzrichtig (USB/OSB) zugesetzt werden, mittels externem Signal-Generator lose in die Empfangs-Antenne geht wunderbar.
Hier sind die alten Röhren-Geräte mit Zahnrad-Antrieb in Vorteil, weil sich die Frequenz besser einstellen lässt als das mit einfachem Poti der Fall ist. Wer möchte, schaltet noch einen modernen Frequenzzähler dazu und hat die Frequenz genauer.
"Theorie" Es ist öfters zu lesen, dass das schwingende Audion überhaupt keine Selektion besäße. Aber dann müsste ein schlagartiger Übergang vom nicht-schwingenden in den schwingenden Zustand zu bemerken sein, d.h. das plötzliche Wiederauftauchen vorher mittels Rückkopplung ausgeblendeter benachbarter Stationen. Das ist aber definitiv nicht der Fall.
Beispiel: Bei meinem Gerät sind die Vorkreise etwas verstimmt, weil ich die festgegammelten "Hescho" nicht durch irgendeine Bastelei ersetzen möchte. So hört man dann bisweilen eine frequenznahe Station ohne Rückkopplung, bis die "richtige" mit Anziehen der Rückkopplung auftaucht. Hier zeigt sich also die Audion-Stufe als dominant. Und dabei bleibt es auch, selbst wenn die Rückkopplung unsinnig überzogen wird.
Gedankenspiel: Möglicherweise kann man die Gleichrichter-Wirkung des Audions physikalisch als "Mischung" betrachten, egal ob es nichtschwingend die Differenz zweier eng benachbarter Stationen NF-mäßig hörbar macht oder leicht schwingend die Differenz einer dieser Stationen zur eigenen Schwingfrequenz. Denn die erzeugte "Heterodyne"-Frequenz (z.b. 800 Hz) war ja in keinem der eingehenden Signale vorher vorhanden.
Vielleicht ist es sogar so, dass die eigentliche Durchlaßkurve des Audions immer schmaler wird, aber weitere Mischprodukte bei sehr stark schwingendem Audion auftreten, die man dann als Verbreiterung der Durchlaßkurve deutet. Denn mit dem VE301 kann ich abends im oberen Wellenbereich(um 1200 kHz) in den Synchron-Betrieb gehen, ohne dass es da mehr Probleme mit der Selektivität gibt.
Re: Nutzung des Schirmgitters beim Pentoden-Audion (Teil 2)
Hallo Jens,
frei nach Karl Valentin: "es ist alles gesagt - nur noch nicht von jedem" - ich möchte hier in keine Nebenschauplätze eintreten, aber wie Hajo schon schrieb: zum Thema Fremdüberlagerung im Audion gibt es eine ganze Reihe erhellender posts: "SAQ-Ferrit-RX" ab Seite 2.
Die Mischung eines ersten und zweiten Signals am gleichen Gitter ist additiv, bei Einspeisung des zweiten Signals in ein getrenntes Gitters dagegen multiplikativ; zu den jeweiligen Eigenschaften siehe z.B. https://de.wikipedia.org/wiki/Mischer_(Elektronik)
Ein NF-Tonsieb ist allgemein nur so lange von Vorteil, wie es in der vorgeschalteten Signalverarbeitung keine Intermodulations- oder Mitzieheffekte durch ein starkes unerwünschtes Nachbarsignal gibt.
Ich sehe den Vorteil meiner Anordnung darin, dass sie bei geringstem Aufwand am gleichen Port sowohl die praktisch rückwirkungsfreie Auskopplung der Schwingfrequenz eines schwingenden Audions zur Frequenzmessung als auch die Einspeisung eines Überlagerungssignals für die multiplikative Mischung in den Audio-Bereich bei nicht-schwingendem Audion unter Ausnutzung seiner variablen Selektivität ermöglicht. Beide Optionen arbeiten in der konkreten Verkörperung am Pentoden-Audion des Torn. Empf. Berta sehr befriedigend, wie in meinem ursprünglichen post, Teil 1 und Teil 2, beschrieben.
Re: Nutzung des Schirmgitters beim Pentoden-Audion (Teil 2), Probleme beim Berta-Nachgleich
Hallo Jens und Kollegen,
basteljero:Bei meinem Gerät sind die Vorkreise etwas verstimmt, weil ich die festgegammelten "Hescho" nicht durch irgendeine Bastelei ersetzen möchte.
Bei Bedarf kannst Du den folgenden Lösungsansatz probieren, den ich mal irgendwo gelesen habe; die ursprüngliche Quelle erinnere ich nicht mehr. Er hat beim Nachgleichen meines Berta gute Dienste geleistet:
"Festsitzende Keramiktrimmer werden oft wieder beweglich, indem man einen Schraubendreher erhitzt und auf den Betätigungsschlitz setzt. Die übergeleitete Wärme löst die Verklebungen zwischen festem und drehbarem Teil."
Falls eine Wiederholung der Prozedur nötig ist, muss man den Trimmer erst gut auskühlen lassen; der Effekt beruht ja gerade auf dem Temperaturgefälle zwischen den "verklebten" Teilen.
Noch ein Tipp, diesmal von mir und auch gut bewährt:
"Wenn man sich an einen Neuabgleich heranwagt (je nach Bereich durchaus lohnend!), stößt man gelegentlich auf festsitzende oder bereits ausgebrochene Spulenkerne. Die Kerne haben ein thermoplastisches Bindemittel. Man bohrt ein passendes Sackloch, in das dann ein erhitzter Inbus-Schlüssel eingedrückt wird. Beim Erkalten ganz leicht am Inbus-Schlüssel wackeln, um ein finales Festkleben zu vermeiden. Die Kraftübertragung ist dann viel besser und ungefährlicher als mit einem Schlitzschraubendreher."
Beide Hinweise habe ich mal im "Radio-Bastler-Forum" veröffentlicht.
Re: Nutzung des Schirmgitters beim Pentoden-Audion (Teil 2)
Hallo Tom, Danke für die Tipps. Die Methode des Erwärmens und vorsichtige Drehung nicht über die Einstellschraube, sondern über den "Rand" brachte seinerzeit tatsächlich Erfolg. Ich habe mich bei meinen Geräten aber dafür entschieden, nur einen Bereich optimal abzugleichen, um die maximale Leistungsfähigkeit des Gerätes einschätzen zu können.
Das ist in diesem Fall der höchste Bereich, der Empfänger geht ja nur bis etwas über 7 MHz.
Weil aber ein Bild mehr sagt aus tausend Worte:
Hier gehört er hin, an die frische Luft ! Denn was würde ein Windstoß am Antennen-Draht mit einer BNC-Spielzeug-Buchse machen, wäre etwas derartiges verbaut worden?
Nichts für ungut, aber wenn die Original-Teile noch vorhanden sind und die Begeisterung über die Modifikation nachgelassen hat (und das ist bei allen solchen Ideen meistens der Fall): Rückbauen. Gibt ja genug drumherum zu basteln, kleiner 1-Röhren Sender im Blechkasten oder so.
Denn es gibt in den unteren Wellenbereiche, speziell VLF / SAQ-Empfang ein Problem: Die Resonanzkurve des schwingenden Audions ist so extrem schmal, dass das Audion-Prinzip "Entdämpfung+Heterodyne-Überlagerer" nur bei sehr niedrigem Hörton anwendbar ist, ansonsten fällt der Sender aus der Resonanzkurve: Und jetzt trägt das schwingende Audion wirklich nicht mehr zur Selektion bei !
Ein Vergleich mit dem BFO eines guten KW-Supers bietet sich an: Bei einer Bandbreite von 150 Hz (2x 4-Kreis-Quarzfilter) muß für 1000 Hz Hörton der Überlagerer um 1000 Hz neben die ZF- Mittenfrequenz gelegt werden, dann ist maximale Empfindlichkeit und Störungsfreiheit erzielbar.
Mit zunehmend breiterer ZF wird der Vorteil geringer, man kann den BFO auch auf Mittenfrequenz schwingen lassen, ohne dass sich da ein großer Unterschied bemerkbar macht.
Die "Kardinalfrage" ist also, wie groß die minimale Bandbreite bei z.B. 3,6 MHz des E.b. überhaupt ist und der praktische merkliche Vorteil durch die Verschiebung der Hilfsoszillatorfrequenz. Man kommt unweigerlich zur 2-Knopf-Abstimmung beim Audion, der Aufwand muss ja auch im sinnvollen Verhältnis zum Nutzen stehen. Für gelegentliches Hören des morgentlichen "small-talk" im 80m-Band war der E.b. immer genügend.
Re: Nutzung des Schirmgitters beim Pentoden-Audion (Teil 2)
Schau´n wir mal, Jens - bin jetzt 75 und habe den Berta seit ziemlich genau 60 Jahren, davon etwa 57 Jahre mit SO-239-Buchse, ohne dass sie gestreut hätte
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