06.08.2019, 18:43
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...
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)
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)