RB EK MW 01 V3

DEUTSCHER AMATEUR-RADIO CLUB
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AUSBILDUNGSUNTERLAGEN
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Unterlagen zum Einkreiser für
Mittel- und Kurzwelle, Teil 1
Eine einfache Bauart eines Funk (Rundfunk) – Empfängers.
Diese Unterlage dient nicht zum Erwerb eines Amateurfunkzeugnisses.
Fragenkataloge können bei der Bundesnetzagentur bezogen werden.
Dezember 2011/V3
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Transistor-Einkreiser für Kurzwelle
Die Idee zu der Entwicklung dieser Schaltung lag bei Horst DJ6KO, er wollte mit ein
paar Transistoren einen Rückkopplungsempfänger (man spricht hier auch von
Mitkopplung) mit sehr hoher Empfindlichkeit und sauberer Trennschärfe aufbauen.
Unser Empfänger soll sich durch eine geringe Dämpfung seines Schwingkreises
auszeichnen. Besser noch, sie sollte ganz aufgehoben werden. Ist die Rückkopplung
größer als die Dämpfung, beginnt der Schwingkreis zu oszillieren. Aus dem
Empfänger wird ein Sender. Dieser Nachteil wird bei SSB und CW-Empfang zum
Vorteil. Der schwingende Kreis ersetzt wie ein BFO das fehlende Trägersignal und
ermöglicht so die Demodulation des Signals.
Praktisch erreichen wir das, in dem wir die HF-Spannung auf den Eingang
(Schwingkreis) zurückkoppeln. Man spricht hier auch von Enddämpfung des
abstimmbaren Schwingkreises. Eine Hohe Spannung am Schwingkreis bedeutet
hohe Empfindlichkeit des Empfängers und hohe Trennschärfe. Als verstärkendes
Element verwenden wir einen Feld Effekt Transistor kurz FET in einer ColpittsOszillatorschaltung. Durch den Einsatz des FET-Transistors wird das SignalRauschverhältnis optimiert. Er zeichnet sich durch einen sehr hohen
Eingangswiderstand aus und belastet dadurch unseren Schwingkreis nicht. Dem
Ganzen schließt sich dann noch ein NF-Verstärker mit hoher Verstärkung an.
I. Der Mittelwellenempfänger
1. Abend
Wir besprachen als erstes die administrativen Dinge. Die Gruppe wollte als Einstieg
ein Mittelwellen-Radio, sprich Empfänger bauen. Beim Aufbau wollten wir erste
Erfahrungen sammeln, die mit dem Problem „Brummeinstreuung“ und
„Rückkopplung“ zusammen hängen. Im Anschluss sollte dann der
Kurzwellenempfänger realisiert werden. So verteilte Horst DJ6KO erst mal ein
Blockschaltbild von einem „Einkreiser“. Dieses wurde im Einzelnen besprochen und
alle Details erklärt.
Zum Abschluss des Abends stellte uns Horst sein Eigenbau-Hilfswerkzeug, die
„Spulenwickelmaschine“ vor. Wir nahmen sie gemeinsam in Betrieb. Er zeigte uns
wie der Spulendraht sauber auf den Spulenkörper kommt, und er dann fixiert wird.
Das Muster an dem sich alle orientieren konnten, war geschaffen.
Ohne gutes Werkzeug entsteht auch
kein hochwertiges Produkt !
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Das Bild zeigt Denis DL5SFC links
und Horst DJ6KO rechts beim
„Rollenspiel“.
Blockschaltbild eines Einkreisers
Antenne
Spannungsstabilisierung
AntennenAnkopplung
Schwingkreis
Audion
NF-Verstärker
NF-Endstufe
Band
Kopfhörer
Lautsprecher
Betriebsanzeige
Abstimmmechanik
Rückkopplung
Lautstärkeeinsteller
Spannungversorgung
+
HF
vom Sender
Erde
mit “NF” modulierte “HF” A
“HF” gleichgerichtet
(AM-Modulation)
+U
+15 V
Gleichrichtung
0V
von “HF” getrennte “NF” C
B
+U
+15 V
Tiefpass
0V
+U
+15 V
0V
(HF = Hochfrequenz
= Trägerfrequenz, Sendefrequenz)
-15 V
-U
0
100
-15 V
-U
0
100
(NF = Niederfrequenz
= Sprache, Musik)
-15 V
-U
0
100
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2. Abend
Wir hatten uns ja am ersten Abend entschieden, zuerst ein Mittelwellen-Radio für
einen Sender zu bauen. So verteilte Horst einen entsprechenden Schaltplan und
führte dazu im Einzelnen aus.
Mittelwellen-Radio MW-2011
Schwingkreis für
Mittelwelle
L1
280µH
C8
120pF
P1
SchwingkreisSpule
T6
5-90pF
3,5mm Klinkenbuchse
500k
Kh1
16-32
P1 500k
SchwingkreisKondensatoren
C6
C9
Schaltplan
(Stromlaufplan)
Einstellwiderstand
für die Rückkopplung
(HF-Mitkopplung)
Trimmer
T5
R11
1k
R10
220k
C5
47n
T4
BF 240
C3
47n
C4
0,1µ
R9 2,2M
C7
47n
2 x BC 556B
(2 x BF 324)
R8
100k
1,2n
KoppelKondensator
R6
18k
kapazitive
Kopplung
R7 1M
NF-Gegenkopplung
C1
1µ
R4 100k
T3
EntkoppelKondensator
(Siebkondensator)
Kopfhörer
R3 1,5M
Ub 1-2V
galvanische
Kopplung
C2
47n
R5
1M
1,5V
Zelle
(AA)
T1
T2
BC 237C
+
R1 2,2k
BC 546B
R2
12k
BC 546B
NF-Endtransistor
Oszillatorschaltung mit
2 PNP-Transistoren
Schaltungsmasse
HF-Gleichrichter
und NF-Verstärker
NF-Verstärker
2-stufige NF-Endstufe
NF-Verstärker-Schaltung mit 3 NPN-Transistoren
Beide PNP-Transistoren sind so
miteinander Verbunden das sie eine
Oszillatorschaltung bilden.
Die vom Empfangs-Schwingkreis
gelieferte MW-HF-Energie wird in
beiden Transistoren durch Rückkopplung
soweit verstärkt bis die Verluste im
Schwingkreis aufgehoben sind. (Kurz vor
dem Einsetzen der Eigenschwingung.)
Der Empfangsschwingkreis wird entdämpft
und gibt deshalb eine maximierte EmpfangsSpannung an die HF-Gleichrichter-Schaltung
ab.
Dieser NPN-Transistor wirkt in der
Basis-Emitterstrecke als Diode.
Das ankommende HF-Signal wird
gleichgerichtet.
Der Kondensator C5 schließt die
HF gegen Masse kurz.
In dieser Stufe lässt sich deshalb
das vom Sender ankommende
MW-Signal so trennen das nur die
gewünschte NF-Spannung, die
gleichzeitig vom Transistor noch
verstärkt wird, an die nachfolgende
NF-Verstärkerschaltung
weitergeleitet wird.
Dieser NPN-Transistor verstärkt
die vom Sender ausgestrahlte
in AM-modulierte NF-Frequenz.
Ub = 1,5V
Spannungsversorgung
Die TransistorenT1 und T2 bilden die Kopfhörer NF-Endstufe.
Verwendet wird hier eine galvanische Kopplung weil die
Kollektorspannung von T2 identisch ist mit der BasisVorspannung von T1. Ein sonst notwendiger KoppelÜber den Widerstand R7 wird die
Kondensator wird dadurch unnötig. Gleichzeitig sorgt
notwendige Basis-Vorspannung
der Arbeitwiderstand R1 mit R2 auch für die richtige Basiserzeugt und R7 wirkt gleichzeitig
Vorspannung von T1. Zudem ist R1 in dieser Beschaltung
zur Verzerrungsminderung der NF
eine NF-Gegenkopplung wie bei T2 der Widerstand R4.
als Gegenkopplungsglied.
R4 mit R5 bilden den Basisspannungsteiler für T2.
Der Kondensator C2 schließt HF- Diese NF-Endstufe ist für niederohmige Kopfhörer ausgelegt.
Reste gegen Masse kurz.
Kopfhörer mit einer Impendanz von 10-40 Ohm können
angeschlossen werden.
Über den Kondensator C3 und
dem Widerstand R3 wird von der
NF-Endstufe eine
Gegenkopplungs-Spannung
geliefert die NF-Verzerrungen
klein hält.
Die Spannung
Ub mit 1-2V
ist für Transistor-Schaltungen der
kleinste
mögliche
Wert.
Auch AkkuBetrieb mit
Ub = 1,2 V ist
daher möglich.
Danach ging es zum praktischen Teil des Abends. Es gab ein Holzbrett (12x12x
0,8cm) eine Schablone und 22 Reißzwecken. Als erstes mussten die Reiszwecken
verzinnt werden. Dann wurde die Schablone ausgeschnitten und auf das Holzbrett
geklebt. Jetzt konnten die Reißzwecken auf der Schablone positioniert und
eingebracht werden.
Das fertige Holzbrett mit den
eingedrückten Reißzwecken
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Der nächste Schritt war die Herstellung der Schwingkreisspule. Als Spulenkörper
diente uns eine 55 mm lange Steckmuffe (Elektroabteilung Baumarkt) mit einem
Durchmesser von 28 mm. Die Spule selbst besteht aus Kupferlackdraht mit 0,3 mm
Durchmesser.
Die Drahtdurchführungen wurden im Kunststoff (innen) fixiert. Jetzt konnten wir den
Spulenkörper in das Wickelgerät von Horst einspannen und los ging es. Die Anzahl
der Windungen ergab sich automatisch aus der Länge des Spulenkörpers. Zum
Schluss brachten wir noch den Schellack auf die Wicklung. Der muss ca. 24
Stunden trocknen, dann ist der Spulendraht sicher fixiert. Schon war unsere Spule
fertig. Ihre Induktivität betrug übrigens 280 µH.
Schwingkreis- Spule
3. Abend
Heute Abend sollten die vorbereitenden Arbeiten an unserem Holzbrett
abgeschlossen werden. Als erstes wurden die noch fehlenden Nägel (Stahl
vermessingt) eingeschlagen und der Spulensockel (Kabelkanal) angeklebt.
Anschließend wurden die beiden Batteriekontakte (Büroklammern) eingelötet. Was
nun folgte, war reine Lötarbeit. Die Verbindungsdrähte auslegen und anlöten. Beim
Einlöten der Bauteile ist auf deren richtige Position, sowie auf die richtige Polung zu
achten.
Wir haben, um uns eine mögliche Fehlersuche zu erleichten, als erstes den NF-Teil
aufgebaut. Man kann die ordnungsgemäße Funktion des Teiles der Schaltung sehr
einfach überprüfen. Den Finger an den Koppelkondensator am Eingang halten und
schon muss es im Kopfhörer brummen. Die „Brummprobe“ ist ein Mittel der
Signalverfolgung in NF-Verstärkern bei der Fehlersuche. Allerdings nur wenn die
Batterie angeschlossen ist! Als letztes wurde die Spule auf den Spulensockel
gesetzt, mit einem kurzen Gummi verspannt, deren Drahtenden zuerst verzinnt und
dann ebenfalls eingelötet.
Eine abschließende Sichtkontrolle der Lötarbeiten schloss das Ganze ab.
Nach Anschluss der Batterie und einstecken des Kopfhörers kann man den am
stärksten einfallenden Sender hören.
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Die Abstimmung
Bei der Senderwahl ist viel Fingerspitzengefühl erforderlich. Die Abstimmung erfolgt
im Wechselspiel von Spannungswert der Kapazitätsdiode und dem des
Rückkopplungspotentiometers. Das heißt, einen Sender suchen und dann die
Rückkopplung soweit aufdrehen ohne zu übersteuern. Aber Achtung: Bei zu viel
Rückkopplung wirkt dieser Schaltungsteil als Sender. Die Oszillatorleistung ist dabei
aber äußerst gering. Die höchste Enddämpfung des Schwingkreises ist erfolgt, wenn
gerade noch kein Schwingeinsatz erfolgt. Das unser HF-Teil schwingt (sendet) ist
leicht an dem Pfeifen im Kopfhörer zu erkennen. Bei der Abstimmung hört man auch
das für Rückkopplungsempfang typische zwitschern.
Jetzt den einfallenden Sender auf maximale Lautstärke bringen und erneut die
Rückkopplung verbessern. Diesen Vorgang so oft wiederholen bis das Optimum
erreicht ist.
Als Antenne reicht ein Draht von ca. 3m Länge.
Anmerkung:
Bei unserem KW-Empfänger (SSB-Empfang) ist ein Hilfsträger (BFO) notwendig, um
SSB-Signale verständlich zu machen. Dieser Hilfsträger entsteht erst beim
Schwingen des Oszillators (T5/T6).
Bei AM-Empfang ist ein BFO-Signal nicht notwendig. Hier wird der Schwingeinsatz
von T5/T6 vermieden.
Ein Sender, das ist mir zu wenig!
Für den Bastler, der mit einem Sender nicht zufrieden ist sei angemerkt, wenn man
den Eingangsschwingkreis verändert ist noch mehr drin. Entferne die Kondensatoren
C8 und C9. Ersetze C10 durch einen Drehkondensator mit ca. 5-390pF. Dann sind
da diverse Sender zu hören.
Das Bild zeigt das fertig
aufgebaute Gerät von Horst
DJ6KO