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Wumpus-Gollum-Forum von "Welt der Radios".
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Baubericht Röhren-Mittelwellen-Audion im Holzgehäuse (viele Bilder)
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26.11.11 22:17
Volker 

WGF-Premiumnutzer

26.11.11 22:17
Volker 

WGF-Premiumnutzer

Re: Baubericht Röhren-Mittelwellen-Audion im Holzgehäuse (viele Bilder)

Optimierungsversuch von R1 und R2

Hallo zusammen,

ich habe nun versucht an der Audionröhre den Gitterwiderstand R1 und den Anodenwiderstand R2 zu optimieren. Dazu wurde R1 durch ein 2MegOhm-Trimmpoti und R2 durch ein 500kOhm-Trimmpoti ersetzt. Um ein konstantes Eingangssignal zu erhalten, wurde ein Prüfsender auf etwa 1 MHz gestellt und mit geringstem Pegel über einen Vorwiderstand lose mit der Antennen- und Erdbuchse verbunden. Die Lautstärke wurde mit einem mV-Meter am Lautsprecher geprüft (NF-Modulation 1000 Hz). Anschließend wurde der Empfänger unter realen Bedingungen in den Abendstunden an einer 7 m langen Innenantenne und einer 30 m langen Außenantenne getestet.

Vergrößert man R1, treten folgende Effekte wie teilweise zu erwarten, ein:
Höhere Empfindlichkeit des Empfängers. Ab >1MOhm keine nennenswerte Empfindlichkeitssteigerung.
Höhere Brummempfindlichkeit.
Hellerer Klang des Tons (der C parallel zu R1 müsste zum Ausgleich ebenfalls vergrößert werden).
Rückopplung setzt härter ein (zum Ausgleich muss die Spulenanzapfung Richtung Masse wandern).
Keine Erhöhung der Lautstärke.
Schließlich ist zu bedenken, dass vermutlich die Nachbausicherheit mit höherem R1 sinkt, da bei ungünstiger Masseführung die Neigung zu wilden Schwingungen steigt.

Verändert man R2, stellt man ein sehr breites und schwach ausgeprägtes Optimum der Lautstärke zwischen etwa 100 und 300 kOhm ein. Will man eine günstige Einstellung von R1 und R2 finden, muss dazu die Rückkopplung und die Resonanzfrequenz immer leicht korrigiert werden. Insgesamt konnte aber keine höhere Lautstärke erreicht werden. Dies hat auch das mV-Meter am Lautsprecher bestätigt. Zudem hatte ich noch eine Spule (22 mH) in Serie zu R2 geschaltet. Dies brachte keine Steigerung der Lautstärke. Deshalb habe ich sie wieder entfernt.

Folgende Werte verwende ich derzeit für die PCL86:

Gitterwiderstand R1 = 700 kOhm
Anodenwiderstand R2 = 140 kOhm


Abgesehen von einer etwas besseren Empfindlichkeit bei schwachen Signalen an einer kurzen Antenne (7 m Draht im Keller), kann ich in den Abendstunden an der 30 m langen Antenne keine Verbesserung der Empfangsqualität feststellen. Deshalb bin ich neugierig, wie sich der Empfänger am Tage verhält. Da die Antenne durch die Empfindlichkeitssteigerung loser angekoppelt werden kann, erwarte ich eine geringere Dämpfung des Schwingkreis und somit eine bessere Trennschärfe.

Meine Gedanken dazu: Die Ia/Ug-Kennlinie ist doch so relativ gerade, dass es kein scharfes Optimum gibt. Oder ich habe an der falschen Stelle gesucht, was ich aber eher unwahrscheinlich finde. Wollte man rechnerisch ein Optimum finden, könnte man mit nichtlinearen Gleichungsystemen im komplexen Bereich eine Lösung finden, was nach meiner Vermutung nur in einem verfünftigen Zeitrahmen durch Iterationverfahren mit dem Computer geht. Einen Computer hatten die Entwickler des Volksempfängers aber noch nicht zur Verfügung. Wenn die damaligen Entwickler keine schlaue Rechen-Methode zur Vereinfachung einsetzten, die ich nicht kenne, haben sie auch durch Herumschrauben und Langzeittests einen Kompromiss finden müssen. Eventuelle Berechnungen wurden bei den hohen Stückzahlen auf jeden Fall durch Probieren und Praxistests bestätigt. Schließlich gab es damals schon sehr viele Radiobastler, die mit Hartnäckigkeit die optimale Einstellung suchten und fanden. Erfahrungswerte waren also bereits vorhanden.

Hier noch ein paar Impressionen aus der Bastelecke:





Mit der neuen Einstellung höre ich gerade sehr gut BBC Radio Ulster aus Nordirland. Der gute Empfang kann aber auch nur an momentan günstigen Ausbreitungsbedingungen liegen. Deshalb will ich keine voreiligen Schlüsse ziehen.


Viele Grüße Volker

"Das Radio hat keine Zukunft." (Lord Kelvin, Mathematiker und Physiker (1824-1907))

Zuletzt bearbeitet am 26.11.11 23:56

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26.11.11 23:00
nobbyrad58 

WGF-Premiumnutzer

26.11.11 23:00
nobbyrad58 

WGF-Premiumnutzer

Re: Baubericht Röhren-Mittelwellen-Audion im Holzgehäuse (viele Bilder)

Hallo Volker!

Schauen wir mal: Der damalige Zeitgenosse schreibt: Man nimmt daher Gitterkondensatoren die eine Kapazität von 200 bis 300cm besitzen........ . Ähnlich verhält es sich mit der Größe des Widerstandes, der in der Praxis etwa 1 bis 2 MOhm beträgt .... .
Aus F. Vilbig "Lehrbuch der Hochfrquenztechnik Band II" 1944.
Aus dem Text geht hervor das es auch auf die Audionröhre ankommt und zwar unter anderen auf die g Kat. Kapazität. Irgendwo hab ich auch ein Buch über die Gleichrichtung wo auch das Audion mit umfangreichen Formeln beschrieben wird. Ist Hartkern.

MFG Nobby

26.11.11 23:46
Volker 

WGF-Premiumnutzer

26.11.11 23:46
Volker 

WGF-Premiumnutzer

Re: Baubericht Röhren-Mittelwellen-Audion im Holzgehäuse (viele Bilder)

Hallo Nobby,

bis jetzt habe ich alle Bauteilewerte der gesamten Empfängerschaltung großzügig nach unten und oben verändert. Dennoch funktionierte die Schaltung immer noch, wenn auch nicht immer optimal. Selbst die frequenzbestimmende Spule muss nicht genau gewickelt werden. Die Folge ist nur, dass man das Mittelwellenband nicht genau abdeckt. Ein wild verdrahteter Versuchsaufbau funktionierte auch sehr gut. Berücksichtig man die damaligen sehr bescheidenen Messmittel, welche den Radiobastlern der 20er bis 40er Jahre zur Verfügung standen, wurde viel im Trüben gefischt. Trotzdem stellte sich der Erfolg ein.

Für den Bau eines Audions reicht ein Vielfachmessgerät aus, wenn es eine Anleitung für das Wickeln der Spule gibt oder der AL-Wert des Spulenkörpers bekannt ist. In den damaligen Radiozeitschriften gab es zudem genaue Bauanleitungen mit detailierten Zeichnungen, die das Lesen und Verstehen eines Schaltbildes nicht voraussetzten. Wer mechanisch geschickt war, konnte sich ein Radio zusammenbauen und hatte die Welt am Ohr. Gleichzeitig waren Selbstbaugeräte kostengünstiger als gleichwertige Fertiggeräte. Das alles war natürlich faszinierend und motivierend. Für mich ist es eher der Versuch einer Zeitreise in die Vergangenheit aus dem Interesse an der Technikgeschichte.

Viele Grüße Volker

"Das Radio hat keine Zukunft." (Lord Kelvin, Mathematiker und Physiker (1824-1907))

Zuletzt bearbeitet am 26.11.11 23:51

27.11.11 01:23
nobbyrad58 

WGF-Premiumnutzer

27.11.11 01:23
nobbyrad58 

WGF-Premiumnutzer

Re: Baubericht Röhren-Mittelwellen-Audion im Holzgehäuse (viele Bilder)

Hallo Volker!

Also im Trüben fischte man ab Mitte - Ende der dreißiger wohl nicht mehr. Hab das Buch gefunden: Kammerloher : Hochfrequenztechnik III Gleichrichter, 1942.
Darin wird die Dreipolröhre (Triode) als Gittergleichrichter einmal als Gleichrichtung nichtgemodelter Hochfrequenz und gemodelter Hochfrequenz ausführlich am Beispiel der AC2 behandelt, natürlich auch mit den Formeln. Es sind einige zig Seiten.
Dann wird die Fünfpolröhre (Pentode) als solches behandelt. Auch der Anodengleichrichter (Richtverstärker) und der Diodengleichrichter, die ja eng verwandt sind werden sehr ausführlich beschrieben.
Richtig ist das so ein Audion ein sehr dankbares Versuchs und Lernteil ist, das bis heute nichts von seinen Vorzügen eingebüßt hat und immer noch ein gutes Preis Leistungsverhältnis hat.
Das die Theorie die drinsteckt doch sehr umfangreicher ist, als die einfache Schaltung es vermuten lässt, macht das Audion eigentlich noch reizvoller.

MFG Nobby

27.11.11 13:36
Volker 

WGF-Premiumnutzer

27.11.11 13:36
Volker 

WGF-Premiumnutzer

Re: Baubericht Röhren-Mittelwellen-Audion im Holzgehäuse (viele Bilder)

Hallo zusammen,

das Radio klingt jetzt mit der neuen Einstellung bei der Empfangssituation am Tage lauter und trennschärfer, wobei dies nur meinen subjektiven Eindruck widerspiegeln kann. Je höher die Betriebsspannung, desto höher müssen auch die Werte von R1 und R2 gewählt werden. Das ist ja logisch. Als grobe Faustformel kann man die Widerstandswerte proportional zur Betriebsspannung erhöhen. Das Problem mit dem Fading bleibt natürlich. Wer nur einen starken Ortsender damit hören möchte, hat kein Fading und braucht eigentlich nicht mehr Schaltungsaufwand. Fernempfang ist aber trotzdem möglich damit.

Immer wenn ich in mein Zimmer komme, lacht mich mein selbstgebautes Radio an. Das ist ein angenhemes Gefühl. Der Selbstbau hat sich gelohnt und in Gedanken bin ich schon beim Bau eines Röhrensuperhets, wofür ich durch den Bau des Einkreisers wertvolle Erfahrungen gesammelt habe.

Selbstverständlich war damals die Theorie des Audions bekannt und die Einzelaspekte wie Gleichrichtung, HF-Verstärkung, NF-Verstärkung, Antennenanpassung, Arbeitspunktbestimmungen, Schwingungseinsatz und so weiter konnten mathematisch genau beschrieben werden. Dennoch muss es ohne Computer mathematisch sehr schwierig gewesen sein eine optimale Einstellung zu berechnen, da oft ein Vorteil der einen Eigenschaft mit einem anderen Nachteil erkauft wird.

Nachfolgend das Schaltbild nach der Optimierung:


Stromlaufplan des optimierten Audions mit einer PCL86

Viele Grüße Volker

"Das Radio hat keine Zukunft." (Lord Kelvin, Mathematiker und Physiker (1824-1907))

Zuletzt bearbeitet am 27.11.11 14:48

27.11.11 14:47
Pluspol 

WGF-Premiumnutzer

27.11.11 14:47
Pluspol 

WGF-Premiumnutzer

Re: Baubericht Röhren-Mittelwellen-Audion im Holzgehäuse (viele Bilder)

Hallo Volker und alle

Dein Einkreiser mit den "zweckentfremdeten" TV-Röhrern läuft mit der reduzierten Betriebsspannung besser als zu vermuten war.
Auf die Gefahr mich hier zu wiederholen, hat der 0V1 seine üblichen technischen Grenzen.
Damit die optimalste Leistung rauszuholen, ist für mich der Anreiz, das eigentlich Spannende.
Sicher ist der Eigenbau des geplanten Supers eine echte und motivierende Steigerung bzw. neue Herausforderung in Richtung Eigenkreativität. Da sind die höheren Erwartungen an die Empfangseigenschaften im Verhältnis zum Gesamtaufwand auch realistischer bzw. wahrscheinlicher.
Wenn ich meine röhrenbstückten KW-Stationssuper oder transistorisierten Mehrfachsuper-Weltempfänger nutze, werde ich durch ihr Leistungsvermögen nicht spürbar beeindruckt. Man weiß und erwartet das unbewusst.
Mich langweilt einfach die technische Perfektion, die außer der Antennenart und Ankopplung nichts Eigenkreatives offen lässt.
Das kann auch jeder anders empfinden.
Ich wünsche hier allen einen schönen 1. Advent.

Freundliche Grüße von Dietmar

Zuletzt bearbeitet am 27.11.11 15:08

27.11.11 18:44
qw123 

WGF-Premiumnutzer

27.11.11 18:44
qw123 

WGF-Premiumnutzer

Re: Baubericht Röhren-Mittelwellen-Audion im Holzgehäuse (viele Bilder)

Hallo Volker,

Volker:
...Folgende Werte verwende ich derzeit für die PCL86:

Gitterwiderstand R1 = 700 kOhm
Anodenwiderstand R2 = 140 kOhm[/b]
freut mich, daß Du Dir die Zeit genommen hast für eine Optimierung der Schaltung.
So ähnliche Werte, wie Du sie jetzt verwendest, hätte ich auch vermutet.

Möglicherweise könntest Du an einer Stelle noch etwas verbessern.
Beim Ändern des Gitterableitwiderstandes sollte die Zeitkonstante der Audionkombination - bei Dir R1/C13 - konstant gehalten werden. Nach meiner Erfahrung sollte diese Zeitkonstante den Wert von ca. 30µsec nicht überschreiten. Zu große Werte führen zu Verzerrungen bei höheren NF-Frequenzen. Zu kleine Werte sind weniger kritisch, reduzieren aber etwas das NF-Signal.

Wie bei den anderen Optimierungen gibt es auch hier kein scharfes Maximum. Der optimale Wert zeigt sich möglicherweise nur durch Messungen. Ohne im praktischen Betrieb sofort hörbar zu sein.

Gruß

Heinz

27.11.11 19:58
nobbyrad58 

WGF-Premiumnutzer

27.11.11 19:58
nobbyrad58 

WGF-Premiumnutzer

Re: Baubericht Röhren-Mittelwellen-Audion im Holzgehäuse (viele Bilder)

Hallo Zusammen!

Die Größe des Audionkondensators sollte groß gegenüber der Kapazität k g und klein gegenüber der NF sein. C k g PCL84 3,8 pF , C k g PCL86 2,3 pF (stat). Natürlich kommen noch die Schaltkapazitäten hinzu, die dürften wesentlich höher sein. Die 330 pF kommen den altvorderen Werten schon nahe.
Die 1 - 2 MOhm könnten bei kürzeren Antennen der richtige Wert sein. Allerdings sind damaligen Audionschaltungen mit einer RK über die Anode gemacht worden.

MFG Nobby

28.11.11 15:48
Volker 

WGF-Premiumnutzer

28.11.11 15:48
Volker 

WGF-Premiumnutzer

Re: Baubericht Röhren-Mittelwellen-Audion im Holzgehäuse (viele Bilder)

Hallo zusammen,

selbstverständlich habe ich noch nicht alle Möglickeiten der Optmierung ausgeschöpft. Spontan fällt mir eine bessere Spule mit höherer Güte, einer anderen Anzapfung für die Rückkopplung und eine bessere Antennenanpassung ein. Man kann es aber drehen und wenden, wie man will und schnell sind die bescheidenen Grenzen einer Schaltung aus zwei Röhrensystemen erreicht. Dieses Konzept stammt aus einer Zeit, als Röhren extrem teuer waren. Meine Schaltung ist jetzt so gut oder fast so gut wie mein Volksempfänger.

Wer viel mit Audionen experimentieren will, sollte die Front des Gehäuses gleich noch mit einem Lautstärkepoti und einem Poti für die Antennenanpassung versehen. Außerdem würde ich auf jeden Fall die Platine mit zwei Röhrenfassungen versehen, weil dann doch viel mehr Experimente möglich sind. Da meistens Doppeldrehkos eingesetzt werden, liegen dann auch Experimente mit Zweikreisern auf der Hand. Einen Platz für einen Bandumschalter würde ich auch noch vorsehen. Mit diesen kleinen Erweiterungen, die man von Anfang vornehmen kann, deckt das Gehäuse einen viel größeren Einsatzbereich ab.

Der nachträgliche Umbau ist mir aber zu aufwändig. Deshalb will ich das Radio so belassen, wie es ist. In einem neuen Gehäuse will ich ein Superhet realisieren. Auf zu neuen Ufern!

Viele Grüße Volker

"Das Radio hat keine Zukunft." (Lord Kelvin, Mathematiker und Physiker (1824-1907))

28.11.11 16:24
nobbyrad58 

WGF-Premiumnutzer

28.11.11 16:24
nobbyrad58 

WGF-Premiumnutzer

Re: Baubericht Röhren-Mittelwellen-Audion im Holzgehäuse (viele Bilder)

Hallo Volker!

Klar das ein Super mehr kann als ein Einkreiser. Trotz einiger Probleme die beim Super auftreten wie Gleichlaufprobleme zwischen Vorkreis und Oszillator und Spiegelfrequenzen hat sich dieses Prinzip gegenüber noch aufwändigeren Mehrkreisern durchgesetzt. Mehr als ein Zweikreiser findet man auch in anspruchsvollen Bauanleitungen nicht. Super können mehrfach Schwundgeregelt werden und die Trennschärfe kann auch bis auf weinige Hz bei Spezialempfängern auch bei denjenigen mit Röhren arbeiten gesteigert werden.

MFG Nobby

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