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Stahlradio (10/10), zweites Update
Neu: Synchron-Detektor
Beim Empfang von MW und KW-Sendern stören die hässlichen Verzerrungen infolge von selektiven Schwund. Die Ursache ist ein absinken des Trägers
im Verhältnis zu den beiden Seitenbändern. Das wirkt wie ein Modulationsgrad über 100%. Abhilfe ist durch ein Synchrondetektor möglich. Der Träger
wird im Empfänger mit einen BFO erzeugt, phasenstarr mit der ZF mittels einer PLL gekoppelt und im Produktdetektor mit der ZF gemischt. Als Ergebnis
erscheint die in den Seitenbändern enthaltene NF an dessen Ausgang.
Diese Funktion soll als dritte Betriebsart neben UBS und LBS im SSB-Demodulator funktionieren.
Geht das auch nur mit Röhren?
Im Prinzip: ja!
Eigentlich ist alles dazu nötige in meinen Röhrenradio bereits enthalten. Für eine PLL benötigt man ausser den bereits vorhandenen BFO noch einen
Phasenvergleich. Der FM-Demodulator ist ein solcher. Ein Ratiodetektor macht nichts anderes. Er vergleicht die Phase im Sekundärkreis mit der Phase
im Primärkreis des Ratiofilters.
Versuchsweise habe ich das mal aufgebaut. Die Spannung vom BFO wird in die Mitte des sekundären Ratiofilters eingespeist. Am Ausgang, wo sonst die
NF abgenommen wird, erscheint die Regelspannung. Diese wird am unteren Ende der Kapazitätsdiode des BFO geschaltet.
Das funktioniert sogar recht gut! Der Produktdetektor arbeitet dann genau so wie bei SSB-Empfang. Sobald der BFO auf die ZF einrastet ist die NF ohne
Überlagerungsgeräusche sauber hörbar.
Leider ist diese Betriebsart nicht stabil genug und funktioniert nur bei starken Sendern. Man müsste die ZF vorm Ratio noch viel stärker verstärken und
begrenzen. Dazu fehlt aber der Platz. Das Prinzip habe ich zu Gunsten einer Halbleiter-Lösung aufgegeben.
Schaltungsbeschreibung: Synchrondetektor mit ECH11, die PLL mit SA614AD
Bei der Suche im www habe ich eine interessante Anleitung in (1) gefunden, den darin benutzten SA614 verwende ich in meiner Schaltung entsprechend
meinen Anforderungen.
Der Oszillator mit der ECH11 wird mit den Relais K15, K16 und K17 für die 3 Betriebsarten LSB, USB und Synchrondetektor umgeschaltet. Die Frequenz
wird mit einer Kapazitätsdiode BA212 regelbar. Über R126 kommt die Spannung (1,6V bis 11V) vom Poti auf der Frontplatte. Die PLL-Regelspannung
wird über R124/125 an das negative Ende der BB212 geführt. Der SA614 liefert im Synchronbetrieb etwa 2 bis 3V. Das Poti auf der Front darf deshalb
nicht unter diesen Wert stehen.
Die Kombination Röhrenoszillator und Kapazitätsdiode ist immer problematisch wegen der hohen Oszillatorspannung. Damit die BB212 nicht leitend wird,
sind hier 2 Dioden gegeneinander geschaltet. Beide Dioden sind in ein TO92-Gehäuse. Das sind AM-Dioden mit maximal 500pF, in Reihe also 250pF. Der
C246 setzt die Oszillatorspannung von 40Vss ausreichend herunter.
Die ZF vom Gitter der letzten ZF-Stufe (U15) wird über R12/C22 an Pin 16 des SA614 geführt. Am Pin 14 kommt diese verstärkt heraus und gelangt an
Pin 12, den Eingang eines Begrenzers. Am Ausgang des Begrenzers (Pin 9) erscheint die ZF gnadenlos übersteuert als Rechteckspannung. Dies ist nötig
damit die PLL auch bei geringen Eingangspegeln noch funktioniert. Die Rechteckspannung wird intern an den Quad-Detektor geführt.
Zum Phasenvergleich muß der Quad-Det an Pin 8 die Oszillatorspannung vom BFO erhalten. Dazu dient ein Phaseneinsteller mit Q1 = BC232. Mit R3,
R4 und R5 wird die Höhe auf etwa 0,6..0,8Vss eingestellt.
Die PLL-Regelspannung erscheint am Pin 6 und in invertierter Form an Pin 7. Ich habe dort eine Steckbrücke gesetzt damit man den besseren Pin
auswählen kann. Pin 7 kann über Pin 3 ausgeschaltet werden, deshalb liegt der an 6V. Die Zeitkonstante des PLL-Kreises wird mit R8, R9 und C17
eingestellt. Die Werte dieser Teile habe ich durch probieren herausgefunden. Hier weicht meine Schaltung vom Original in (1) ab.
Am Pin 5 ist eine Spannung in Abhängigkeit der ZF-Eingangsspannung, wird hier aber nur als Testpunkt verwendet.
Die Schaltung des Produktdetektors mit der ECH11 musste verändert werden. Wie alle Stahlröhren in meinen Empfänger sollte auch die ECH11 auf GND
liegen. Das Gitter 1 erhält über die Widerstandsmatrix R2, R77, R78 und R111 eine negative Spannung. Damit wird der Arbeitspunkt so eingestellt, das
die am Gitter 1 liegende ZF keinen Audion-Effekt erzeugt. Das führt zu Verzerrungen. Ebenfalls sehr wichtig ist die Schirmgitterspannung. Sie beträgt jetzt
65V. Wenn diese wesentlich höher oder tiefer ist, wird das Ausgangssignal kleiner und verzerrt.
Demodulator-Gruppe
BFO
Das Ergebnis
Die PLL rastet sicher ein, manchmal muss man das BFO-Poti auf der Front etwas verstellen bis der Überlagerungston abreist. Beim Umschalten zwischen den
normalen AM-Demodulator und Synchrondetektor ist zunächst kein Unterschied hörbar. Ein Allheilmittel ist das nicht. Aber die Verzerrungen bei selektiven Schwund
treten nicht mehr auf. Stattdessen wird der Ton etwas leiser und weil dann meist auch der HF-Pegel sinkt, steigt das Rauschen an. Daran kann auch ein
Synchrondetektor nichts ändern. UKW-Qualität wird es logischerweise nicht.
Zusammen mit meiner neuen Magnetantenne hat sich der KW-Empfang deutlich verbessert. Die Magnetantenne beseitigt das Stör-Prasseln und der
Synchrondetektor die Verzerrungen.
Jetzt ist mein Stahlradio komplett!
Literaturhinweis
(1) Jogis Röhrenbude, “Synchron-Detektor” von Thomas Moppert
Download des kompletten Schaltplanes mit allen Gruppen (157kB)
Der Schaltplan ist mit KiCAD Version: (2013-07-07 BZR 4022)-stable gezeichnet worden.