Burkhard Kainka. Radio-Baubuch. Vom Detektor- zum DRM-Empfänger. Elektor-Verlag, Aachen

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1 Burkhard Kainka Radio-Baubuch Vom Detektor- zum DRM-Empfänger Elektor-Verlag, Aachen

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3 Inhaltsverzeichnis Vorwort Einleitung Detektorradios Das Dioden-Radio Kopfhörer-Anpassung Ein Kurzwellendetekor Detektor mit Siliziumdiode Spulen und Schwingkreise Resonanzfrequenz und Bandbreite Der Röhren-Detektor Diodenradio mit aktiver Entdämpfung Entdämpfung mit Röhren Das Röhrenaudion Trioden-Audion Zweistufige Empfänger Audion mit Rückkopplung Lautsprecherempfang Audion mit zwei EF Kurzwellenaudion 0V Röhren-Audion mit 6 V Das Transistoraudion Das Eintransistorradio Das Kurzwellen-PC-Radio Transistoraudion mit Rückkopplung Separate Rückkopplung Rückkopplung mit Emitterfolger Mittelwellenempfänger mit TA HF-Oszillatoren LC-Oszillatoren

4 Inhaltsverzeichnis 5.2. Quarzoszillatoren Amplitudenmodulation AM-Röhrensender PLL-VFO mit SAA Programmierbarer Quarzoszillator DDS-Generator mit AD DRM-Empfänger Schaltung und Aufbau DDS-Abstimmung Steuerung in Visual Basic Steuerung über USB DRM-Dekoder-Software AM, SSB und CW Antennen-Vorverstärker Automatik-Präselektor Direktmischer Mischertypen Direktmischer mit BF Audion als DRM-Direktmischer Diodenringmischer Direktmischer mit NE Zweitransistor-Direktmischer Röhren-Direktmischer Superhetempfänger AM-Kurzwellenempfänger mit TCA DRM-Empfänger mit TCA DRM-Doppelsuper mit Röhren Zweitransistor-Doppelsuper Antennentechnik Funkwellen-Ausbreitung Langdrahtantennen Vorselektion

5 Inhaltsverzeichnis 9.4. Abgestimmte magnetische Antennen Eine aktive Innenantenne Messtechnik Messungen an Schwingkreisen Kapazitätsmessung HF-Rauschgenerator DRM-Prüfsender Anhang Swingkreisberechnung in Visual Basic RS232-Zugriffe in Visual Basic RS232-Zugriffe in Delphi PLL-Steuerung in Visual Basic Steuerung des CY27EE16 in Delphi DDS-Steuerprogramm in Visual Basic DRM-Abstimmung in Delphi DRM-Abstimmung in Visual Basic Literaturhinweise Bezugsquellen Stichwortverzeichnis

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7 8. Superhetempfänger Während Audionempfänger und Direktmischer nur noch als Hobbyprojekte Bedeutung haben, sind fast alle heute eingesetzten Radios Superhetempfänger. Ein Superhet erreicht vor allem eine bessere Selektion. Außerdem kann eine automatische Verstärkungsregelung (AGC) realisiert werden. Hier werden einfache Schaltungen vorgestellt, die sich mit wenig Aufwand nachbauen lassen AM-Kurzwellenempfänger mit TCA440 Der integrierte Schaltkreis TCA440 vereinfacht den Aufbau eines AM-Supers, weil alle Stufen in einem IC vereint sind. Bild 8.1 zeigt den typischen Aufbau eines frei abstimmbaren Empfängers mit einem Keramikfilter in der ZF-Stufe. Das IC enthält eine geregelte Vorstufe und einen geregelten Bild 8.1: Kurzwellensuper mit dem TCA

8 8. Superhetempfänger ZF-Verstärker. Die Regelspannung wird mit einer eigenen Diode am Ausgang des ZF-Verstärkers gewonnen. Die Signalstärke kann an einem S-Meter angezeigt werden. Am NF-Ausgang muss noch ein geeigneter NF-Verstärker angefügt werden. Die schwierigste Aufgabe beim Aufbau eines Superhets ist der Aufbau und Abgleich des Oszillatorkreises und des Eingangskreises. Beide müssen mit guten Gleichlauf um die Zwischenfrequenz versetzt abgestimmt werden. Bild 8.2 zeigt eine Variante des Empfängers mit Abstimmung der Kapazitätsdioden. Die Schaltung wurde bereits in DRM-Empfängerpraxis [2] vorgestellt Zur Steuerung wurde die PLL mit dem in Kap. 5.5 beschriebenen PLL-Baustein SAA1057 eingesetzt. Ein zusätzlicher zweiter Mischer ermöglicht den Einsatz als DRM-Empfänger. Bild 8.2: PLL-abgestimmter Empfänger. Die eingesetzten HF-Spulen stammen aus ZF-Filtern für 10,7 MHz und bekamen jeweils noch eine zusätzliche kleine Koppelwicklung von zehn Windungen. Frequenzbereich und Kopplungsgrad wurden experimentell ermit- 146

9 8.2. DRM-Empfänger mit TCA440 telt. Beide Kreise werden über eine zweifache Kapazitätsdiode BB204 abgestimmt. Der Oszillatorkreis wird über seinen Schraubkern so eingestellt, dass die PLL im gewünschten Frequenzbereich einrastet. Der Eingangskreis wird danach auf maximale Amplitude des Ausgangsignals eingestellt. Der Kreis besitzt eine hohe Güte und sorgt für eine ausreichende Spiegelfrequenzunterdrückung. Der Gleichlauf beider Kreise wird ohne Schwierigkeiten im Bereich 5,8 bis 7,5 MHz erreicht, wenn der Eingangskreis im mittleren Bereich genau abgestimmt wird. Die ZF-Filter verwenden fertige Spulenfilter für 455 khz und ein Keramikfilter CFW455F. Der zweite Oszillator wird durch einen preiswerten Keramikresonator CSB470 gesteuert. Mit der gewählten Dimensionierung wird die Frequenz um 3 khz auf 467 khz gezogen. Der Oszillator ist ausreichend stabil und ohne spezielle Einstellung genauer als 1 khz. Der Demodulator verwendet einen einfachen additiven Mischer mit einer Germaniumdiode. Dies bringt hier gute Ergebnisse, weil die ZF-Spannung am Ausgang des TCA440 bereits bei etwa 1 V liegt. Für eine verzerrungsfreie Demodulation ist es wichtig, dass die Oszillatoramplitude größer als die Signalamplitude an der Koppelspule ist. Ein Vorteil dieses einfachen Demodulators ist, dass er problemlos auch für AM arbeitet, wenn man die Betriebsspannung des zweiten Oszillators abschaltet. Der TCA440 verfügt über eine erhebliche Gesamtverstärkung, die eine automatische Verstärkungsregelung (AGC) erfordert. Die Regelspannung wird über eine zweite Germaniumdiode gewonnen, die über einen Widerstand von 22 kω so schwach mit dem Ausgangskreis gekoppelt ist, dass sie keine Verzerrungen erzeugen kann. Zugleich erhält die Regelung damit einen weichen Einsatz, sodass ein einzelner Störimpuls nicht gleich die Verstärkung zurückregeln kann. Dieses Regelverhalten ist für DRM günstiger als ein schnelles Ansprechen DRM-Empfänger mit TCA440 Der TCA440 besitzt eine erhebliche Gesamtverstärkung und einen geregelten ZF-Verstärker, der vor allem bei stark wechselnden Feldstärken auch für 147