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AM Modulator mit Trägersteuerung und XCF8..
#1
Hallo liebe Radiofreunde,

Zum Sammlertreffen hatte ich ja einen kleinen Modulator vorgestellt, der mit einer ECF803 arbeitet. Probiert habe ich in dieser Schaltung auch die PCF82 und die PCF80 alle funktionieren, allerdings mit unterschiedlichen Ausgangsleistungen. Die Schaltung ist geradezu unglaublich einfach für das was sie leistet. Die Idee dazu kommt nicht von mir sondern von Robert Weaver der diese Schaltung mit einer US  Röhre zuerst gebaut hat. Ich habe sie lediglich adaptiert und den Ausgang als 50Ω Koaxialanschluss ausgeführt. Durch die Verwendung anderer Röhren mussten auch einige Werte angepasst werden. Hier zunächst die Schaltung:

   

Es handelt sich um eine selbstschwingende Modulatorstufe mit Pentode die am G2 moduliert wird. Die Triode in dieser Verbundröhre scheint zunächst nur als NF Verstärker geschaltet zu sein. Das ist richtig aber diese Triode verändert auch die mittlere Trägeramplitude und passt diese an den Mittelwert des modulierenden Tonsignals an, hier dazu etwas Theorie:

Bei AM liegt ja die Trägeramplitude ohne Modulation bei 50%. Wird nun moduliert schwankt das geträgerte Signal zwischen 0%...100% das wäre dann eine 100% Modulation. In der Realität wird das meist nicht ausgeschöpft, da die Gefahr bestünde, dass Laustärkespitzen den Modulator übersteuern. Hierbei würde das Signal im Bereich von 0% gekilppt, da der Modulator ja die Amplitude nicht unter 0 senken kann. Eine Amplitude von mehr als 2x 50% würde aber je nach Ausführung des Modulators durchaus möglich sein. Das nutzt aber in der Regel nichts, da ja unten bei 0% Schluss ist. Nun kommen wir zu dem Prinzip der dynamischen Trägersteuerung.

Hier wird der Ruhewert des Trägers in Abhängigkeit vom Mittelwert des zugeführten Audiosignals verändert. Bei leisen Passagen z.B. bewegt er sich bei 30% bei sehr lauten bei 60-70%.  Das hat einige Vorteile. Zum einen spart es bei großen Sendern Leistung, da nicht immer mit maximaler Leitung gearbeitet werden muss, zum anderen ist es viel schwerer solch einen Sender zu übersteuern, da ja der Trägermittelwert gleitend ist. Außerdem bewirkt diese Steuerung eine Art Dynamikexpansion der Sender klingt weniger "flach".

Es sei hier erwähnt, dass diese Dynamikexpansion im Radio durch die automatische Verstärkungsregelung wieder zum Teil aufgehoben wird. Aus diesem Grund erkennt man diese Art von Sender auch daran, dass das magische Auge im Takt der Modulation etwas auf und zu geht. Dieses zeigt ja den Mittelwert des Signals an und der ist ja nicht fest wie bei konventioneller AM. Beobachtet das mal abends bei diversen Sendern, wenn das magische Auge sich im Takt der Modulation verändert ist es ein Sender mit dynamischer Trägersteuerung.

Wie funktioniert nun die dynamische Trägersteuerung in dieser Schaltung? Das macht die Triode! Deren Kathode liegt ja an Masse und bildet mit dem Gitter eine Diode die Richtung Masse zeigt. Diese Diode klemmt das Audiosignal an den positiven Spitzen und bildet einen von der Audioamplitude abhängigen negativen Spannungsmittelwert am Gitter der Triode. Das bewirkt wiederum eine Veränderung des Mittelwertes an der Anode der Triode aber nun zum positiven hin. Wenn also das Audiosignal lauter wird wird das Gitter negativer und das Potential an der Anode positiver. Aufgrund der galvanischen Kopplung der Trioden-Anode mit dem G2 der Pentode bewirkt ein höheres Potential am G2 eine Erhöhung des Trägermittelwertes. Dieser schwankt also mit der Modulation.

Noch ein paar Anmerkungen zur Schaltung:

- Der Übertrager am Eingang dient der Erhöhung der Signalamplitude des modulierenden Signals. ich habe einen 1:1 Übertrager mit 600Ω/600Ω verwendet.

- Am Ausgang habe ich wieder ein Collins Filter vorgesehen um die Anpassung an 50Ω zu erreichen. Dieses dämpft Oberwellen mit ca. 40dB wie ich zum Treffen mit Matts Spektrum Analyser sehen konnte.

- Zur Stromversorgung verwende ich den kleinen 7W Printtrafo den ich schon in anderen Projekten eingesetzt habe. Die Schaltung zieht ca. 5,5W im Betrieb.


- Die Werte um den Keramikresonator sind Abhängig von Resonator. Wird ein Quarz verwendet müssen Sie angepasst werden

- Der Jumper JP1 erlaubt den Übertrager als Spartrafo (2+3) oder als Trenntrafo (2+1) zu schalten. Letzteres ergibt halben Pegel.

- Die Drossel L4 dient der Sicherheit. Sollte der Kondensator C8 durchschlagen verhindert sie, dass Hochspannung an den Ausgang gelangt.

- Die Zeitkonstante für die Trägersteuerung wird von C4 und R2 gebildet und liegt bei 100ms


Im Gegensatz zu den Bildern und Videos von Bob Weaver habe ich festgestellt, dass die Modulation mit der ECF803 linearer ist. Es gehen aber auch PCF82 und PCF80. Ich werde bei Gelegenheit ein Platine für diese Schaltung entwerfen.

Hier noch ein paar Bilder des Versuchsaufbaus:

   

   

Fortsetzung folgt...
Viele Grüße
Semir
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"Alle sagten: Das geht nicht. Dann kam einer der wußte das nicht, und hat es gemacht."
(Prof. Hilbert Meyer, Uni Oldenburg)
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#2
...interessant,
das wäre mal wieder ein Nachbauprojekt...

Viele Grüße,
Rolf
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#3
Hallo,
Ich habe den Sender live erlebt. Und habe gesehen was für  Modulationsgrad er erreicht - ohne Verzehrung. Habe mich verärgert, dass ich vergessen habe, die Schaltung zu kopieren und war heute beim überlegen Semir zu schreiben, als der Bericht kam.
Ich besitze bereits zwei Sender von Semir und bin mit deren Qualität begeistert. Also, ich bestelle heute noch eine Platine bei Semir.
Danke!

Gruß, Ivan

P.S. Eine Frage - ich denke die Schaltung sollte auch mit eine ECL (PCL) Röhre auch gut funktionieren?
Gruß!
Ivan
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#4
Hallo Semir,
ich habe das mit 6CQ8 nachgebaut, läuft schon eine Weile sehr gut. War das nicht auch Rob, der eindrucksvoll erklärt hat das das Ausgangsfilter nur Leistung verbrät, da die Antenne ja eh viel zu kurz für MW ist?

Alfred
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#5
(06.08.2019, 21:22)AlfredG schrieb: War das nicht auch Rob, der eindrucksvoll erklärt hat das das Ausgangsfilter nur Leistung verbrät, da die Antenne ja eh viel zu kurz für MW ist?

Hallo Alfred,

ja das stimmt Bob (Robert) Weaver hat das in seinen Tests so herausgefunden, Allerdings gehe ich davon aus, dass hier wegen der anderen Anpassung an die Antenne weniger abgestrahlt wird. Der Grund warum ich das so mache ist 1. um Oberwellen zu unterdrücken und zweitens um das Gerät über eine beliebig lange Leitung an eine Verteilung oder Antenne anzuschließen. Mit dem 50Ω Ausgang kann man ja eine lange Leitung an das Gerät anschließen und daran dann eine passive Verteilung oder eben eine Antenne.

In Ländern wo die FCC Part 5 Regel gilt würde ich das so lösen Smile :

Am anderen Ende des Koaxialkabels wird eine Drossel von ca. 330µH angeschlossen (Bei ~600kHz, sonst weniger). An deren anderes Ende kommt die Antenne von ca. 3-4m Draht. An dem Kreuzungspunkt Antenne/Drossel kommt ein Trimmer von ca. 40p Endkapazität nach Masse/Erde. Das Geflecht des Koaxialkabels und der Massepunkt des Trimmers müssen geerdet werden. Damit wird die Antenne abgestimmt. Dieses Gebilde habe ich mal mit einem Antennenanalysator gemessen es hat ca. 39Ω Realimpedanz. Es ist also nicht ganz perfekt an 50Ω angepasst aber für unsere Zwecke reicht das völlig.
Viele Grüße
Semir
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#6
Hallo Semir, danke fürs Vorstellen!

Ich war auf dem Treffen von der gut klingenden Modulation regelrecht geplättet. Das Ganze werde ich mal nachbauen müssen.
Viele Grüße, Mark

Radioten aller Länder, vereinigt euch!
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#7
Hallo Mark,

Wenn Du möchtest mache ich Dir eine Platine mit wenn das Layout fertig ist. Morgen geht es aber erst mal nach UK aber nächste Woche habe ich noch Urlaub da wollte ich die Platine fertig machen. Mal sehen vielleicht gibt das ja ne Großserie Big Grin

Ich plane übrigens das Teil auch noch für PCF82 zu Routen. Leider hat diese Röhre eine andere Beschaltung als die ECF803. Die Heizspannung der P Röhre werde ich mit einem Spannungsverdoppler erzeugen. Das gibt dann Revision B der Platine...

Gerade die Verwendung von P-Röhren liegt mir am Herzen, sind diese doch oft noch zu kleinen Preise zu haben oder liegen ungenutzt in der Bastelkiste.
Viele Grüße
Semir
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#8
(06.08.2019, 21:08)navi schrieb: P.S. Eine Frage - ich denke die Schaltung sollte auch mit eine  ECL (PCL) Röhre auch gut funktionieren?

Hallo Ivan,

Das mit der ECL habe ich noch nicht probiert. Das Problem dabei wird sein, dass ich die nicht am G2 über einen 220k Widerstand versorgen kann der Widerstand müsste viel kleiner sein, denke ich um den Arbeitsbereich optimal auszunutzen. Man müsste dann vielleicht eine EL95 anstelle der Triode nehmen.

Das Ganze würde dann wesentlich mehr Leistung abgeben, aber ich sehe, um ehrlich zu sein, keinen Grund dafür so etwas zu bauen. Im Heimbereich reicht ca. 1-10mW völlig einen 10W Sender könnte ich locker bauen aber wofür?

Solltest Du z.B. in deiner Heimat eine Lizenz für einen MW Sender bekommen kann ich das gerne nochmal angehen Wink
Viele Grüße
Semir
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#9
Solltest Du z.B. in deiner Heimat eine Lizenz für einen MW Sender bekommen kann ich das gerne nochmal angehen Wink
[/quote]

Nein Semir,
So was habe ich nicht vor. Es gibt auch dort keinen der auf MW hört. Ich habe etliche Sender, die nutze ich nur für Demiozwecken. Mich interessiert nur wie die Schaltung aussieht. Ich mag schlicht die Sendertechnik.
Gruß!
Ivan
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#10
Hallo Semir, 

Dein Modulator hat mich schon beim Treffen beeindruckt. Hattest Du inzwischen Gelegenheit, zu testen, ob das Signal, bedingt durch die Variation des Trägermittelwertes, an einem Audion verzerrt wird. Einen solchen Effekt hatte ich nach der Restauration meines VE301dyn beim Hören moderner Mittelwellensender mit Trägerabsenkung festgestellt, während mein Modulator verzerrungsfrei zu hören war.

Viele Grüße 

Ingo.
Die Konvergenz der Apokalypse führt unweigerlich zur Hybris.
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#11
Hallo Semir,

vielen Dank für die Vorstellung deines Senders.
Ich habe hier einen "RTL" Quarz, 1440kHz, den würde ich verwenden und am Ausgang
eine abgestimmte Rahmenantenne anschließen. Es stellt sich jetzt die Frage, wie man
die bei Quarzoszillatoren reichlich vorhandenen Oberwellen wegfiltert und ob sich diese
Filterei bei einer abgestimmten Antenne erübrigt.... 
Des Weiteren könnte man bei verschiedenen Röhren mit dem Wert von R3 experimentieren,
um hier eine saubere Modulation zu bekommen. Die Größe von L2 dürfte für einen sauberen
HF-Sinus zuständig sein (Grad der Rückkopplung) Eventuell lässt sich hier mit einem Trimmer
parallel dazu noch etwas verändern? Ansonsten kann man das ja über den Xl proportional
anpassen.

Gruß,
RE 084
RE 084 heisst Hans und kommt aus 41844 Wegberg
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#12
Hallo Semir,

wie wirkt es sich aus, wenn man L3 und C7 so ausbildet,
das diese auf der Oszillatorfrequenz in Resonanz liegen ?
Erreicht man dadurch weniger Oberwellen oder hat man
dann ein Problem mit der Rückkopplung / den Oszillatorschwingungen?


Gruß,
RE 084
RE 084 heisst Hans und kommt aus 41844 Wegberg
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#13
"ob das Signal, bedingt durch die Variation des Trägermittelwertes, an einem Audion verzerrt wird. Einen solchen Effekt hatte ich nach der Restauration meines VE301dyn beim Hören moderner Mittelwellensender mit Trägerabsenkung festgestellt, während mein Modulator verzerrungsfrei zu hören war."

Die (damals) modernen Halbleiter-Sender mit Trägersteuerung hatten einen maximalen Modulationsgrad von ca. 95%. Der VE war - ähnlich wie alle Audion-Empfänger - nur auf max. ModGrade von ca. 60% ausgelegt.

Ein zu großer Modgrad führt dann zu "diagonalem Clippen" mit entsprechenden Verzerrungen.

Gruß, Dietmar
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#14
Achja, ich würde den auch nachbauen wollen, denn ich habe  1017Khz  Quarz von SWRcontra / Rheinsender.

Ja,  Spektrum von denen ist  gut,  Hauptlinie hat +15dbm  Pegel, 2te Oberwelle -25dbm, 3te Oberwelle  maximal 70dbm (ist in Rauschen verschwundet)
Spektrumanalyzer von mir ist Agilent/HP 8595E, die ich günstig   als defekte Ware aus Südkorea geholt habe. (1/3tel Marktpreis)

Grüss
Matta
Die Grenzen meiner Sprache bedeuten die Grenzen meiner Welt.
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#15
Hallo zusammen,

Bin im Moment in UK, deshalb wird es wenig Kommentare in den nächsten Tagen von mir geben. Bitte habt etwas Geduld.
Viele Grüße
Semir
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#16
HAllo Zusammen,

hier ein Update zu diesem Projekt. Die erste Platine ist nun fertig. Diese ist für die Verwendung einer ECF803 gedacht. Die Platine ist so gestaltet, dass die Röhre auf der Leiterseite sitzt. Die Maße sind 100x130, somit passt die Platine in ein Gehäuse mit Europakarteneinschub. Wenn man  nun die Platine so einschiebt, dass die Leiterseite oben nahe der Abdeckung ist kann die Röhre durch ein Loch im Deckel ober herausragen. Ich werde das noch hier zeigen. Ich gedenke ein Gehäuse aus Alu der Fa. Pro-MA zu verwenden.

Hier ein paar Bilder:

   

   

Einige Änderungen habe ich noch vorgenommen.

   

Ein Schaltplan in PDF Format befindet sich im Anhang.

Die Werte der Bauteile um den Resonator und im Collins Filter sind ohnehin abhängig von der Frequenz. Den Widerstand R6 habe ich noch eingefügt um die Elkos zu entladen wenn das Gerät vom Netz getrennt wird sonst kann das Schmerzhaft werden...

Hier seht Ihr den im Moment finalen Schaltplan für eine Frequenz von 801kHz mit ECF803. Das gleiche Gerät werde ich noch für die PCF82 machen. Da diese eine andere Belegung hat gibt es dazu auch eine gesonderte Platine. Ich verwende hier einen ganz normalen 800kHz Resonator der sich einfach auf 801 kHz ziehen lässt.


Angehängte Dateien
.pdf   ECF803_TX.pdf (Größe: 38,12 KB / Downloads: 36)
Viele Grüße
Semir
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#17
...hab den Beitrag erst jetzt gesehen, sehr beeindruckendes Projekt ! Werde die Schaltung bestimmt mal in Kürze mit meiner Aufbautechnik probieren.

Danke, Semir, für die Vorstellung, die Arbeit und die vielen Erklärungen !

Gruß Ingo
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#18
Hallo zusammen,

Heute habe ich eine Update zu diesem Projekt. Die Platine für die PCF82 ist nun auch fertig. Da diese 9V als Heizspannung benötigt habe ich eine Spannungsverdopplerschaltung eingebaut die ca. 12V generiert. der Widerstand R7 reduziert diese Spannung auf ca. 9V. Rechnerisch müsste der Widerstand ca. 10Ω haben aber die Spannung der Verdopplerschaltung ist keine reine Gleichspannung und ich habe mit einem True RMS Messgerät diesen Wert ermittelt.

Die PCF82 zieht etwas weniger Strom als die ECF803, deshalb habe ich den Widerstand R1 vergrößert um auf ca. 250V am Elko C14 zu bekommen. Der Schaltplan enthält alle Änderungen. Einige sind nicht der Röhre PCF82 geschuldet, sondern der etwas anderen Frequenz von 1044kHz für welche ich diesen Modulator ausgelegt habe. Auch das Collins Filter ist entsprechend angepasst. Als Resonator habe ich ein Model mit 1050kHz von Oppermann genommen diese lassen sich in der Regel gut auf 1044kHz ziehen.

   

Ich habe die Schaltungen mal mit meinem Spectrum Analyser vermessen und die erste Oberwelle ist mehr als 40dB gedämpft. 


Durch die Heizung zieht diese Schaltung etwas mehr Strom und hat eine Leitungsaufnahme von ca. 6,7W die ECF803 Schaltung hat ca. 5,3W. Die Ausgangsleistung bei Ruhe an 50Ω ist bei beiden Schaltungen in etwa gleich und beträgt 8-10dBm. In den Spitzen der Modulation kann diese auf ca. 16dBm ansteigen.

Hier nun ein Bild der zwei Platinen:

   

   

   


Ich kann eine kleine Anzahl Platinen dafür selbst machen. Wer Interesse hat melde sich bitte per PN. Auch muss ich noch wissen welche Variante benötigt wird PCF82 oder ECF803.

Bisher habe ich 1x Mirag und 1x Ivan hier vorgemerkt.

Eine PCF80 geht übrigens in dieser Schaltung auch aber mit weniger Dynamik. Auch eine ECF82 sollte funktionieren. Dann entfällt natürlich der Verdoppler und D2, C17 und R7 sind durch Drahtbrücken zu ersetzen. Ich dachte aber gerade die PCF82 ist eine "Allerweltsröhre" die sicher noch in vielen Bastelkisten schlummert und auf eine Aufgabe wartet.

Eine weitere Variante werde ich traditionell aufbauen und mit steckbaren Quarzen für Langwelle versehen. Ich hatte das Glück einige passende Quarze in 7-pol Röhrengehäusen zu bekommen diese will ich dafür einsetzen.


Angehängte Dateien
.pdf   PCF82_TX.pdf (Größe: 40,98 KB / Downloads: 25)
Viele Grüße
Semir
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#19
Hallo Semir,

also ich würde dir 2 Platinen für PCF 82 abnehmen,

VG Dieter der Antennenmann
Auch aus Steinen, die einem in den Weg gelegt werden, kann mann noch schönes bauen. J.-W.-Goehte
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#20
Habe zwar schon einige AM Prüfgeräte, eine Platine für die PCF würde ich auch gerne nehmen.
War ja verblüfft, wie meine Monika das Signal empfangen hat. Super Sauber und klar.
Habe immer soviel Arbeit, das ich mir eine aussuchen kann. Smile

Grüße Frank, der Moschti
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