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Senderbau und HF Technik
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Power-FM ne, Stefan Heimers, carkiller08, Power-FM, Elektronikbastler, Dasniel

UKW-Empfänger

Startbeitrag von Power-FM am 27.12.2015 21:01

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Antworten:

Zur Abwechslung mal was anderes als immer nur Sender, ich habe (eigentlich schon im letzten Winter) mal einen einfach aufzubauenden UKW-Empfänger entworfen.

Die Schaltung wurde immer mal wieder etwas erweitert und verbessert, auf dem letzten Stand ist sie ein erstaunlich gutes "Kofferradio", jedenfalls gibt es da wesentlich schlechtere kommerzielle Empfänger am Markt. Obwohl wahrscheinlich gleich wieder das "Gemotze" los geht, dass das und das falsch wäre (ohne dass aber Hinweise kommen, WIE man es denn richtig bzw. besser machen könnte ;-)), ich bin mit der Schaltung zufrieden, ich hätte nie erwartet, dass das Ergebnis so gut wird wie es ist...

Ich verzichte in der ganze Schaltung auf diese für Radios typischen Übertrager mit einstellbarem Kern (Toko-"Spulenfilter") da man diese Teile schwer bekommt bzw. wenn, dann meist nicht die die man braucht, es kommt auch ansonsten nur 08-15-Baumaterial zum Einsatz. Als Kapazitätsdioden kommen Z-Dioden (1N5239, Jeweils 3 Stück parallel sitzen da, wo im Plan eine Diode gezeichnet ist) zum Einsatz (nicht weil echte Varicaps schwer zu bekommen wären, aber es gibt sie eben nur noch als SMD, was für Grobmotoriker nicht so einfach zu verarbeiten ist, besonders im fliegendem Aufbau so wie bei mir^^).
Ich steuere meinen letzten Aufbau zwar per PLL (TSA5511 mit entsprechender Software die die ZF berücksichtigt), aber das ganze funktioniert natürlich auch einfach mit einer per Poti erzeugten Abstimmspannung.
Das Eingangsteil, also der eigentliche Tuner ist diskret aufgebaut, der Demodulator ist aber als IC ausgeführt.

So ist mein letzter Stand (wobei ich da auch noch etwas verbessern werde, denn der dritte ZF-Filter dämpft etwas viel, so dass der noch einen eigenen ZF-Verstärker bekommen wird).
L1 und L2 sind 5 Windungen auf 5 mm, L5 ist eine Festinduktivität (Wert ist mir gerade entfallen, jedenfalls so, dass sich dort ein Schwingkreis mit 10,7 MHz als Resonanzfrequenz ergibt):


Die vereinfachte (eine meiner ersten) Version ist diese hier:


Die kann man wenn man will auch noch etwas vereinfachen und nur einen ZF-Filter einbauen, dann ist die Trennschärfe natürlich schlechter. Auch kann man zunächst L2 und C7 ganz raus lassen. Empfangen wird man dann trotzdem was, und es funktioniert selbst dann meinem Empfinden nach immer noch besser wie diese ultra-simpel-Empfänger mit TDA7000 (die allerdings auch nach einem etwas komischem Prinzip arbeiten mit einer deutlich niedrigeren ZF).

Auch muss man hier ggf. an den Bandenden die Trimmer in Einganskreis etwas verstellen, da hier nichts "mitläuft".

In Arbeit ist noch ein Stereo-Decoder (dafür werde ich aber auch auf ein IC zurück greifen statt diskret aufzubauen), ein RDS-Decoder liegt hier schon fertig herum.
Die in der letzten Version eingebaute AGC kann im Grunde auch wieder raus, lediglich direkt neben starken Ortssender ist der Empfang von anderen Sendern mit der AGC etwas besser möglich als ohne.

von Power-FM ne - am 19.10.2014 18:28
Gemotze mit Hinweisen wie man es besser machen kann: :)

Ich würde die Antenne nicht über einen Kondensator einkoppeln. Man riskiert den über statische Aufladungen zu zerstören, zudem verstimmt sich der Eingangskreis je nach angeschlossener Antenne.

Also entweder die Antenne über einen Abgrif an die erste oder zweite Windung anschliessen, oder wenn man Festinduktivitäten verwendet über eine Spule mit deutlich höherer Induktivität (ca. fünf bis zehn mal L1) anstelle des Kondensators.

Zudem würde ich mal die Hemmungen bei SMD abbauen. Mit etwas Übung geht das genau so gut wie mit bedrahteten Bauteilen. Die Bauteile sind günstiger, moderner, man vernichtet nicht Sammlerstücke, man sieht vor sich die Verbindungen und Bauteile gleichzeitig was alles übersichtlicher macht. Und last but not least: Man kann für wenig Geld riesige Bauteilsortimente in recht kleinen Schachteln bekommen.

Um ehrlich zu sein: Ich habe Anfangs mit dem Einstieg in die SMD Technik auch gezögert. Unterdessen liebe ich die Dinger aber!

von Stefan Heimers - am 20.10.2014 11:09
Zitat
Power-FM ne
Auch muss man hier ggf. an den Bandenden die Trimmer in Einganskreis etwas verstellen, da hier nichts "mitläuft".


Das sollte nicht nötig sein.

Man stellt erst die tiefste Frequenz ein und quetscht die Spule zurecht bis man das maximale Signal hat, dann stellt man die höchste Frequenz ein und stimmt den Trimmkondensator auf maximales Signal ab. Gegebenenfalls widerholt man das nochmals, dann sollte die Frequenz an beiden Bandenden stimmen.

Die Reihenfolge ist wichtig: Der Trimmkondensator hat bei der tiefsten Frequenz nur einen kleinen Einfluss (weil die Kapazität des Abstimmkondensators / der Kapazitätsdioden dominiert), die Spule hat immer einen grossen Einfluss. Also stimmt man die Spule da ab wo der Einfluss des Trimmers gering ist, dann stimmt die Spule schon mal recht gut. Dann stellt man am anderen Ende den Trimmer passend zur Spule ein.

Wenn es dann im mittleren Frequenzbereich Probleme gibt, versucht man es mal mit Abstimmen auf je einer Frequenz im unteren und im oberen Drittel. Es lässt sich dann aber wohl nur ein fauler Kompromiss finden.

Die grossen Drehkondensatoren alter Radios hatten jeweils separat verbiegbare lamellen um den Eingangskreis auf allen Frequenzen genau abzugleichen. Bei Kapazitätsdioden geht das nicht. Da behilft man sich entweder mit weniger trennscharfen Eingangskreisen, oder man versucht mit massiver Serie- und Parallelschaltung von Kapazitätsdioden eine bessere Linearität hinzubekommen. Siehe dazu die Schaltung vom Revox-Tuner B760. (pdf Seite 55)

von Stefan Heimers - am 20.10.2014 11:41
Zitat

Also entweder die Antenne über einen Abgrif an die erste oder zweite Windung anschliessen, oder wenn man Festinduktivitäten verwendet über eine Spule mit deutlich höherer Induktivität (ca. fünf bis zehn mal L1) anstelle des Kondensators.


Das ist eine sehr gute Idee! Danke!
Das wäre vielleicht sogar impedanzmäßig besser, sofern ich da keinen Denkfehler mache. Die Spule wäre dann ja gleichzeitig sowas wie ein Spartrafo. Die Anpassung von dr Antenne auf den Eingang ist beim aktuellen Aufbau wahrscheinlich nicht so ganz optimal.

Bezüglich SMD:
Ich bastel durchaus auch mit SMD-Bauteilen, aber dann auf Platinen ;-), und wo es geht greife ich dennoch auf bedrahtete Bauteile zurück. Ist halt so eine Angewohnheit.

Den "Tuner" hier habe ich ja einfach freischwebend aufgebaut, das geht mit SMD nicht, und es soll ja auch für Anfänger aufzubauen sein ;-).

Wegen der Kapizätsdioden in den Schwingkreisen:
Bei meinen ersten Aufbauten ohne diese "mitlaufenden" Schwingkreise hatte ich es nicht geschafft, dass die Schaltung ohne Nachgleich an den Trimmern überall gleich empfindlich war. Man hat zwar überall was empfangen, aber an den Bandenden ließ sich durch nachstellen jeweils deutlich mehr Pegel rausholen.
Das Problem ging durch den Einbau der Abstimmdioden jedenfalls weg.

Das ganze ist ohne vorherige Planung oder sonstwas entstanden (ich hatte nicht mal den Schaltplan vorher gezeichnet), im Grunde einfach alles frei Schnauze.
Umso erstaunlicher finde ich, dass es auf Anhieb funktionierte und nach etwas Bearbeitung sogar richtig gut funktioniert :-).

Auch der Aufbau ist nicht so kritisch, ich habe das jetzt schon 3 mal nachgebaut, alle liefen auf Anhieb.
Einen Aufbau auf einer richtigen Platine probiere ich bei Gelegenheit auch noch mal.

von Power-FM ne - am 22.10.2014 18:30
R1: Widerstand ist zwecklos

L2: Hier könnte man ev. mit hochtransformieren auch noch etwas Gewinn herausholen.

Ich würde bei den Mosfets am Eingang etwa 600 Ohm HF-Impedanz schätzen. Um von den < 150 Ohm am Drain von T1 auf die 600 Ohm zu kommen braucht es eine 1:2 Transformation. Also eine Anzapfung in der Mitte der Spule. Dadurch wird auch gleich die Trennschärfe verbessert.

Eine Alternative wäre R2 durch eine zweite Wicklung auf L2 mit nur halb so vielen Windungen zu ersetzen. C6 entfällt dann. Die Trennschärfe würde nochmals besser.


Ansonsten ist es eine sehr schöne Schaltung. Mit zwei Vorstufenkreisen und drei Keramikfiltern gibt das sauber aufgebaut einen Tuner der Oberklasse.

Allenfalls wäre noch eine Umschaltung der Trennschärfe interessant. Zum Beispiel dadurch, dass das dritte Keramikfilter ein besonders schmalbandiges ist, und man es mit einem Schalter überbrücken könnte.

von Stefan Heimers - am 23.10.2014 15:07
Hi,

meine Meinung zu deiner Schaltung:

Der Lokaloszillator ist etwas "kräftig" ausgelegt - findest du nicht? mit 1k im Emmiter hat der sicher seine 0,5-1mW - was für einen Lo doch recht stark ist.

Was mich an deiner Schaltung etwas stört ist, das du die (meiner Meinung nach) "schwerste Sache" - nämlich die NF Gewinnung aus dem ZF Signal - mit einem IC löst. Ich habe selber schon viel experimentiert, in diesem Gebiet, und da war das Runtermischen des Signals idr. das geringste Problem.

Am einfachsten wäre hier natürlich ein Flankendemodulator mit 1-2 GE Dioden, aber der hat meiner Erfahrung nach den Nachteil, das zwar "stärkere Ortssender" gut empfangbar sind (u.u. mit keinen hörbaren Verzerrungen) jedoch schwächere Signale eigentlich immer verzerren. Es gäbe ja noch den "Ratio Detektor" aber der brauch auch wieder einen selbergewickelten Trafo (oder eben den Orangen? 10,7Mhz Trafo aus´m Radio)...

Eine niedrige ZF ist garnichtmal so schlecht, wenn der Radio geringe Anforderungen erfüllen soll, dann ist auch eine einigermaßen Brauchbare Demodulatorschaltung einigermaßen machbar.

Deine Gesamtschaltung gefällt mir, sie ist sehr aufwendig und gut durchdacht - meine Schaltungen waren da schon einfacher gestrickt...

Bei Reichelt gibt´s ich glaube es waren 150Khz Keramikfilter wenn du die durch die vermutlich verbauten 230er oder gar 280er ersetzt bringt das sicher auchnochmal enormen Empfansgewinn...

Was du "so" gegen den TDA7000 hast kann ich auch wiedermal nicht nachvollziehen. Das IC ist wirklich ideal für alle, die von sich behaupten wollen "selber" einen UKW Radio gebaut zu haben. Sowohl meine anfänglichen Versuchsaufbauten auf Lochrasterplatine - als auch spätere Aufbauten auf HF gerechten Platinen funktionierten mit diesem IC fast immer auf anhieb, und tadellos. Ok, er kann wegen seiner Schaltung kein Stereo oder RDS out, aber der klang "so" rein hörtechnisch - mono - brauch sich nicht zu verstecken, zumindest nicht, wenn man auch keine super-aufwendigen und teuren Lautsprecher verwendet.

Desweiteren überzeugt sein großer Frequenzbereich - so baute ich mit diesem IC einen Empfänger für die Funkkopfhörer Frequenzen (ca 37-41Mhz) welcher natürlich auch auf Anhieb funktionierte (Spule im Lo und Eingangskreis angepasst). Allerdings "mag er UKW" denn trotz meiner Änderungen kann ich mit dieser Schaltung nach wie vor UKW Empfangen...

Wie auch immer, deine Schaltung gefällt mir ehrlich sehr, aber die Verwendung eines IC´s in den "genau relevanten Teilen" schmälert den "selbstbau Faktor" doch schon sehr. Den Demodulator noch Diskret aufgebaut + eine einfache AB Endstufe dahinter - und es wäre ein sehr aufwendiges, nettes "retro ukw Radio". Mit aufwendig mein ich, das ich in einfachen Kofferradios keine dual-gate-fets finde, um irgendwas zu verstärken und zu mischen, und diese Geräte haben oft auch beachtliche (!) Empfangsleistungen - nicht weit hinter der Leistung mancher Weltempfänger

von Elektronikbastler - am 31.10.2014 09:32
@ Stefan Heimers
Der R1 ist wohl noch übrig geblieben von meinem ersten Aufbau, wo ich den BF981 als "normalen" FET beschaltet hatte. Kann natürlich raus, ergibt so keinen Sinn mehr.

@ Elektronikbastler

Wegen dem "starken" Oszillator:
Das geht bestimmt, den auch mit weniger "Dampf" laufen zu lassen. Habe ich nur noch nicht probiert und das war bisher auch nicht nötig. So wie ich ihn gebaut habe lief er halt gefühlt am stabilsten. Der Emitterwiderstand kann sicher auch doppelt so groß gemacht werden, das wird an der Funktion nicht so viel verändern.

Was gerade ein bisschen paradox an deinem Beitrag ist:
Du findest es nicht gut, dass ich den Demodulator als IC ausgeführt habe. Ist grundsätzlich ja auch richtig, dadurch lernt / versteht man nicht, wie er funktioniert und worauf es ankommt.
Aber:
1. kostet das IC kostet ca. 15 cent ;-). Wozu da großen Aufwand betreiben, wenn es so billig und vielleicht sogar noch so besser geht?
2. findest du es nicht gut, dass ich den Demodulator als IC ausgeführt habe, aber den ganzen Tuner in einem IC TDA7000) findest du gut ;-).
Du kannst gerne für mich eine diskret aufgebaute Demodulatorschaltung entwickeln und hinter den Tuner schalten. Würde ich sogar auch nachbauen, nur interessehalber. Ich bastle in der Zeit lieber an dem Stereodecoder.

Ich habe übrigens gar nichts gegen den TDA7000. Für den, der ohne großen Aufwand ein UKW-Radio selbst bauen will ist das Ding bestens geeignet. Ich bin nur eben den Weg gegangen, und habe gleich ein "richtiges" Radio nach dem üblichen Prinzip mit der üblichen ZF gebaut, weil ich von Anfang an "mehr" vor hatte. Sollte aber ja auch kein Anfänger-Projekt sein. Nur den TDA7000 gibt es eben auch nicht mehr.

Dual-Gate FETs sind in HiFi-Tunern, also Geräten für die Stereoanlage, sehr häufig als Verstärker und Mischer zu finden (oft ähnlich aufgebaut wie meine Schaltung, jedoch fast immer mit den für Selbstbau "ekligen" Spulenfiltern). Ich habe mir mal ein paar Schaltpläne von Tunern angesehen, die Tuner von "RFT" sehen meinem schaltungsmäßig sogar ziemlich ähnlich (nur sind da eben wieder die "ekligen" Spulenfilter drin).
In Kofferradios sind meist bipolare Transistoren, in älteren auch gerne mal in Basisschaltung, dort ist oft auch die Mischstufe selbstschwingend (spart einen Transistor). Auch diese Radios sind oft erstaunlich empfangsstark.

Im Grunde müsste es bei meiner Schaltung auch gehen, das zweite Gate vom Mischer-FET als Oszillator zu beschalten, dann könnte man auch wieder ein paar Bauteile (den LO) sparen. Ob das wirklich klappt habe ich noch nicht probiert, der Theorie nach sollte es aber gehen.

Wichtig an der ganzen Schaltung sind jeweils die Blocker (Kondensatoren nach Masse und der Widerstand in Reihe) an der Spannungsversorgung jeder Baugruppe (und zwar wirklich DIREKT an jeder Baugruppe, nicht erst einen cm weiter!)
Ohne die Gerät der ganze Rotz sehr leicht in wildes schwingen und macht merkwürdigste Dinge^^.

von Power-FM ne - am 31.10.2014 17:39
Stereodecoder ist nun auch fertig. War aber auch nicht schwer, das macht der TDA 1591 quasi alles ohne großartige äußere Beschaltung. Eigentlich langweilig, stimmt.

Etwas blöd ist, dass man die 456 kHz Resonatoren auch nur schwer bekommt. Ich habe da jetzt einfach einen 455er eingebaut. Funktioniert grundsätzlich auch (so groß ist die Abweichung ja nicht), ist aber eben noch nicht optimal.

von Power-FM ne - am 02.11.2014 19:40
Es gibt zahlreiche Alternativ-Stereodecoder, die keinen 456kHz-Resonator brauchen.

z.B.

TDA7040T (den gibt es auch noch bei Reichelt)
TA7343
TDA1578
MC1310 (= A290D)
A4510D ( TCA4510 )
KA2261

Muss dan halt mittels Trimmer einmalig abgeglichen werden.

von carkiller08 - am 03.11.2014 16:34
Ja, die müsste ich nur halt bestellen (mache ich sicher auch noch). Der TDA1591 war halt noch da ;-).

von Power-FM ne - am 03.11.2014 16:45
Zitat

Den Demodulator noch Diskret aufgebaut


Das hier ist mal einen Versuch wert:
http://sm0vpo.altervista.org/use/fmif-det.htm

Ist zwar noch immer nicht "diskret", aber schon "diskreter" ;-).

von Power-FM ne - am 07.12.2014 17:16
Bei den ersten Tranistorradios Anfang der 60er Jahre
war wirklich kaum was drin.

http://www.georg-knoechel.de/stern-radio-sonneberg-sternchen-sp.gif

Bei diesem MW-Radio waren es 3 Transistoren im Radioteil und 3 Transistoren im NF-Teil.
AGC gab es auch.

von carkiller08 - am 10.02.2015 20:53
Tja, das sollte doch wohl zu schaffen sein ;-)....

von Power-FM ne - am 13.02.2015 16:35
Zitat
Power-FM ne
Tja, das sollte doch wohl zu schaffen sein ;-)....


Wie kann man den Ratiodetektor optimieren?

von Dasniel - am 27.12.2015 10:22
So, ich habe die Themen jetzt mal getrennt - eines kann ich euch sagen, das mache ich NIE WIEDER.
Ich musste alle Beiträge EINZELN Trennen und EINZELN wieder zusammenfürgen - was hat sich der Entwickler der Forensoftware dabei gedacht :rolleyes: ???

Die Themen müssten jetzt wieder passen.
Warum als Themenstarter jetzt falsche Namen angezeigt werden (hier carkliller08 und beim MW-Superhet Bajazzo_Fan) kapiere ich nicht, ist mir nach 1,5 Stunden arbeit aber auch egal.

Edit: Mit einem Trick habe ich nun auch die Themenstarter wieder hinbekommen. Was ein Umstand für so eine einfache Aufgabe...

von Power-FM - am 27.12.2015 20:45
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