19.11.2019, 20:46
Vor einiger Zeit hatte ich hier im Forum nach Röhren für einen SIEMENS Schwebungssummer "Rel sum 31" nachgefragt. Prompt hatte mir der Dietmar (DiRu) die Röhren geschickt, aber bis jetzt hatte ich keine Gelegenheit, etwas zu dem Gerät zu schreiben. Das möchte ich jetzt nachholen.
Hier die technischen Daten des Gerätes.
Hersteller: SIEMENS
Typ: Tongenerator
Modell: Rel sum 31b
Baujahr: ca.1941
Röhrenbestückung: Bi, Bi, RGN564
Stromversorgung: stabilisierte Netzspannung
Frequenzbereiche: 20 Hz - 10 KHz und 10 KHz - 20KHz
Bedienelemente: Links: Amplituden -Feinregelung
Mitte: Frequenzeinstellung
Rechts: Frequenzeichung
Gehäuse: Holzgehäuse mit Kupferblech ausgekleidet
Abmessungen (BxHxT): 51 x 27 x 27 cm
Gewicht: 16 kg
Hier die Originalbeschreibung:
Verwendet wurde der "Rel sum 31" z.B. als Komponente in Prüfaufbauten für Fernsprechanlagen:
Einige Bilder des Gerätes:
Die Skala ist annähernd logarithmisch geteilt - sonst wäre bei niedrigen Frequenzen keine zuverlässige Frequenzeinstellung möglich.
Bei meinem Gerät gab es leider einige Umbauten, sowohl auf der Frontplatte als auch im Innern. Den Fundzustand sieht man hier.
Die zusätzlichen Bedienelemente in der Frontplatte habe ich wieder entfernt, die Löcher mit Epoxidharz vergossen und notdürftig überlackert. Wenn mich mal der Ehrgeiz packt, werde ich die Frontplatte demontieren, spachteln und ordentlich lackieren.
Die Umbauten im Innern habe ich entfernt und soweit möglich den Originalzustand hergestellt.
Der Schwebungssummer
Zunächst ein paar Worte zur grundsätzlichen Funktion eines Schwebungssummers:
Kurz gesagt handelt es sich bei einem Schwebungssummer um einen Signalgenerator, der eine sinusförmige Ausgangsspannung abgibt, die durch Überlagerung der Schwingungen von 2 individuellen Sinusoszillatoren erzeugt wird. Warum erzeugt man die Sinusschwingung so kompliziert, wo es doch so viele andere Möglichkeiten gibt, z.B. RC-Phasenschieber, Wienbrücken, rückgekoppelte Audionschaltungen (LC-Generatoren) uvam?
Die Antwort: Das Überlagerungsverfahren hat den Vorteil, dass ein solcher Signalgenerator ohne irgendwelche Umschaltungen einen sehr großen Frequenzbereich überstreichen kann. Das ist insofern vorteilhaft, als Umschalter immer die Bedienung eines Gerätes erschweren und darüber hinaus potentielle Fehlerquellen darstellen.
Gehen wir mal von einem LC-Generator aus, so wie ihn man ihn von üblichen Signalgeneratoren kennt. Wird die Frequenz dieses Generators mit einem Drehkondensator abgestimmt - was in den meisten Fällen zutrifft - , so richtet sich die erzielbare Frequenzvariation nach der Quadratwurzel der Kapazitätsvariation ( Thomson'sche Schwingungsformel: f = 1 / [2 *pi* Wurzel (L*C)].
Soll dieser Generator in einem Bereich die ganze Mittelwelle (550 - 1600 KHz) überstreichen, so genügt dafür ein üblicher Drehko mit 500pF Endkapazität.
Es reicht aus, wenn der Drehko einen Kapazitätshub von ca. einem Faktor 1 : 10 hat, also 50 pF - 500pF um die erforderliche Frequenzvariation von etwa einem Faktor 1 : 3 zu erreichen. (die Schaltungskapazitäten lasse ich jetzt mal aus dem Spiel)
Das Problem stellt sich aber ganz anders dar, wenn man von einem Signalgenerator erwartet, dass er in einem Bereich - also ohne Umschaltung - Tonfrequenzen in einen Bereich von 10 Hz bis 10KHz abgibt, also einen Frequenzbereich mit einem Faktor 1:1000 zwischen der höchsten und der tiefsten Frequenz überstreicht. In diesem Fall bräuchte man ja einen Faktor 1: (1000 * 1000) im Kapazitätshub des Drehkondensators. Selbst wenn man einen Drehko mit einer Endkapazität von 1 µF (2000 normale MW-Drehkos parallel) hätte, müsste der ja bei 1 pF beginnen. Offensichtlich eine unrealistische Forderung.
Es geht aber viel einfacher, und hier kommt der Schwebungssummer ins Spiel: Man überlagert (mischt) die Schwingungen von 2 Sinusoszillatoren, wobei einer auf einer festen Frequenz schwingt (beim "Rel sum 31" auf 57 KHz (bzw. 67KHz) ) und die Frequenz des anderen variiert werden kann: beim "Rel sum 31" zwischen 47 KHz und 57 KHz. Die Mischung der beiden Sinusschwingungen resultiert in einer Schwingung zwischen (theoretisch) 0 Hz und 10 KHz (bzw. 10 KHz und 20 KHZ wenn der feste Oszillator auf 67 KHz gestellt wird.)
Für den variablen Oszillator benötigt man nun nicht einmal exotische Bauteile, da der Frequenzhub von 47 KHz auf 57 KHz nur 1: 1,2 beträgt. Der Drehko muss also nur eine Kapazitätsvariation von etwa 1 : 1,5 aufweisen.
Natürlich muss man bei der Auslegung der Oszillatoren einige Dimensionierungsvorschriften beachten, um am Ende eine klirrarme, und zeitlich stabile Sinusschwingung zu erhalten, aber man hat die Schwebungssummer so lange optimiert, bis man mit ihnen über sehr hochwertige Signalgeneratoren verfügte.
Unglücklicherweise entstehen bei der Mischung der beiden Oszillatorschwingungen nicht nur die Summen - und Differenzfrequenzen sondern auch höherfrequente Mischprodukte, die man aber durch entsprechend dimensionierte Tiefpassfilter abtrennen kann.
Die ganze Liste von speziellen Anforderungen, die an die Bausteine von Schwebungssummern gestellt werden, kann man im RPB Büchlein Nr. 78 von Lennartz "Schwebungssummer" nachlesen, aus dem ich hier einige Seiten eingescannt habe.
Übrigens denkt man bei diesem Überlagerungsprinzip von 2 Schwingungen natürlich sofort an einen Superhetempfänger, bei dem ja auch ein 1. Signal, das ankommende Antennensignal, in einem Mischer mit einem 2. Signal, dem Oszillatorsignal, überlagert wird, um ein 3. Signal, die Zwischenfrequenz zu erzeugen. Die Zwischenfrequenzfilter sieben dann die ungewünschten Mischprodukte heraus. In der Tat ist das Prinzip ganz ähnlich, nur dass beim Superhet der Oszillator synchron mit der Empfangsfrequenz verstimmt wird, um dann eine konstante Zwischenfrequenz zu produzieren, während beim Schwebungssummer eine der beiden Eingangsfrequenzen festgehalten wird und sich die aus der Mischung resultierende Frequenz ändert.
Die Schaltung des "Rel sum 31b"
Im Internet sucht man leider vergeblich nach detaillierten Schaltbildern für dieses Gerät. Auch in den DiRu zur Verfügungs stehenden originalen SIEMENS - Unterlagen findet man nur die vereinfachte Prinzipschaltung:
Da in meinem Gerät einiges umgebaut worden war, habe ich die Schaltung der verbliebenen, mit großer Sicherheit originalen Komponenten detailliert aufgenommen. daraus ergibt sich folgendes Schaltbild:
Man erkennt auf der linken Seite den mit der Röhre "Bi" in einer normalen Rückkopplungsschaltung arbeitetenden variablen LC-Oszillator. Der Spulensatz vom Typ RelBv 51/13 verwendet einen Haspelkern mit 3 Wicklungen: Kreiswicklung (ca. 4,6 mH), RK-Wicklung und symmetrische Auskoppelwicklung für die Ansteuerung des Ringmischers (Ringmodulators).
In der Anodenleitung der "Bi" liegt ein ungewöhnlich hoher Widerstand von 15KOhm, der dafür sorgt, dass der Ringmischer im Stromquellen-Modus gesteuert wird.
Im Gitterkreis sieht man eine audiontypische RC-Kombination (500K par. 1nF), den Abstimmdrehko (40 - 940 pF) und parallel dazu einen Festkondensator von 1750 pF sowie einen kleinen Drehko (20 - 70 pF) zur Eichung der Frequenzskala. Schaut man sich den mit dem Drehko erzielbaren Kapazitätshub an, so findet man bei mittlerer Stellung des Eichdrehkos die Kreis-C-Werte 2735pF / 1835pF = 1,49. Der resultierende mögliche Frequenzhub ergibt sich mit Wurzel(1,49) = 1,22 zu 47 -> 57,4KHz.
Auf der rechten Seite sieht man den von 57 auf 67 KHz umschaltbaren Festfrequenzoszillator. Im wesentlichen entspricht dessen Schaltung der des variablen Oszillators, jedoch wird beim Übergang von 57 auf 67 KHz nicht nicht nur der Schwingkreiskondensator sondern auch der Anodenvorwiderstand von 15 auf 35 KOhm umgeschaltet.
Der Schwingkreis verwendet eine ähnliche Spulenanordnung (RelBv 51/17) wie der variable Oszillator. Die Auskopplung erfolgt -wahlweise durch ein Potentiometer abgeschwächt - ebenfalls symmetrisch (auch wenn das in der Schaltung schwer zu erkennen ist) auf den Mittelpunkt der Einkopplung des variablen Oszillators und auf den Mittelpunkt der Spulenanordnung RelBv463/5 oberhalb des Ringmischers.
Der Ringmischer verwendet ein Kupferoxydul-Diodenquartett von 4 x Rel gl 32a in einem Gehäuse RelBv 51/90.
Zwischen dem Ringmischer und dem in der Zeichnung nach oben zeigenden Signal - Ausgang liegen 2 kaskadierte, mit Kondensatoren gebrückte Tiefpass-Filter mit Polstellen bei 20,15 KHz und 27,7KHz. Die zugehörigen Induktivitäten befinden sich in den Spuleneinheiten RelBv51/22 und RelBv51/23.
Die symmetrische Auskopplung des Signals erfolgt über den Ausgangstransformator RelBv463/6.
Wie man später noch sehen wird, fehlt in diesem Schaltbild ein Abschwächer, der beim Umschalten des Frequenzbereiches für gleiche Ausgangspegel sorgt. Dieser Abschwächer fehlt in meinem Gerät. Die Verdrahtung könnte ich nur erraten. Hier hoffe ich auf die Mithilfe von unserem Forumsmitglied Matt, der ebenfalls einen "Rel sum 31b" besitzt.
Der Aufbau des "Rel sum 31b"
Zunächst ein Blick von oben auf das sehr übersichtliche Chassis:
Zunächst fragt man sich, wo eigentlich die ganzen Bauteile sind, die man im Schaltbild sieht. Die Antwort: Sie sind alle in den kleinen Metallkästchen untergebracht, nicht nur die Spulen und Kondensatoren sondern auch die Dioden des Ringmischers.
Ganz links im Bild sieht man den als Ringkerntrafo ausgeführten Netztrafo (Ich wusste garnicht, dass es 1940 schon Ringkern-Transformatoren gab)
Gleich rechts daneben die Komponenten des variablen Oszillators. Hier eine Nahaufnahme des kleinen Drehkos zur Frequenzeichung (20 - 70 pF) mit zweifacher Friktionsuntersetzung.
Das Ringmischer-Kästchen RelBv51/90 habe ich geöffnet. So sieht das Innenleben aus:
Es enthät ein Quartett von Kupferoxydul-Gleixchrichtern vom Typ "Rel gl 32a"
Die ungewöhnlichste Komponente in diesem Gerät ist der Drehkondensator. So sieht er im halb eingedrehten Zustand aus:
Und so im vollkommen ausgedrehten Zustand
Beim Eindrehen des Rotors in den Stator tauchen nicht alle Rotorplatten gleichzeitig ein, sondern drehwinkel-versetzt. So erreichte man die gewünschte Spreizung der Skala. Diesen Plattenschnitt habe ich zuvor bei keinem Gerät gesehen.
Bei den Induktivitäten hat man im "Rel sum 31b" zwei verschiedene Bauformen verwendet. Der Wissensdurst trieb mich dazu, sämtliche Schachteln zu öffnen.
Die Kreisspulen RelBv51/13 und RelBv51/17 sowie die Tiefpassfilter RelBv51/22 und RelBv51/23 verwenden Spulen auf Haspelkernen:
Die Transformatoren RelBv463/5 (Mischerankopplung des festen Oszillators) und RelBv364/6 (Asgangstrafo) verwenden M-Kerne.
Auf dem folgenden Bild sieht man das von mir für die Feinregelung der Ausgangsspannung eingesetzte 200 Ohm Potentiometer mit 200 Ohm Parallelwiderstand. Mit diesen Werten wurde erreicht, dass bei Mittelstellung des Reglers die Ausgangsspannung auf ungefähr die Hälfte zurückging. Im Fundzustand war hier ein offensichtlich nicht zur Originalbestückung gehörendes 10kOhm Poti eingesetzt, mit dem keine sinnreiche Regelung möglich war.
Ebenfalls sieht man auf dem Bild die Sektion des Kellogschalters mit der am Festfrequenzoszillator die Gitterkreiskondensatoren und Anodenwiderstände umgeschaltet werden.
Hier noch einmal der Ausgangstrafo, der auf dem Übersichtsbild durch eine Chassis-Strebe halb verdeckt war:
Wie man sieht, wurden auf dieser, von der Oszillatorseite durch ein Abschirmblech getrennten Sektion des Kellogschalters Bauteile entfernt. Ich vermute, dass hier die Ausgangsspannung reduziert wurde und zwar unterschiedlich in den Bereichen 10 HZ - 10 KHz und 10KHz - 20 KHz. Die Ausgangsspannung des Gerätes ist im Original-Datenblatt mit etwa 0,3V angegeben. Mein Gerät liefert im Leerlauf im unteren Bereich ca. 1,4 Veff, im oberen Bereich etwa 1,6 Veff. Die Ausgangsspannungen liegen also bei meinem Gerät um etwa einen Faktor 5 über den Werten des Datenblatts.
---------------------------------------------
Schlussbemerkungen
Nach Neubefüllung der Blockkondensatoren (8µF und 2 Stück 2µF) lief das Gerät einwandfrei mit sehr guter Kurz- und Langzeitstabilität der Frequenz und Amplitude des Ausgangssignals.
Einmal geeicht stimmt die Frequenzgenauigkeit der Skala sehr gut.
Die Kurvenform des gelieferten Ausgangssignals sieht sehr sauber aus - für eine bessere Beurteilung müsste man Messungen mit einem Klirrfaktor-Analysator durchführen.
Generell also ein sehr zufriedenstellendes Ergebnis; es bleiben aber noch einige Fragen offen:
Hier die technischen Daten des Gerätes.
Hersteller: SIEMENS
Typ: Tongenerator
Modell: Rel sum 31b
Baujahr: ca.1941
Röhrenbestückung: Bi, Bi, RGN564
Stromversorgung: stabilisierte Netzspannung
Frequenzbereiche: 20 Hz - 10 KHz und 10 KHz - 20KHz
Bedienelemente: Links: Amplituden -Feinregelung
Mitte: Frequenzeinstellung
Rechts: Frequenzeichung
Gehäuse: Holzgehäuse mit Kupferblech ausgekleidet
Abmessungen (BxHxT): 51 x 27 x 27 cm
Gewicht: 16 kg
Hier die Originalbeschreibung:
Verwendet wurde der "Rel sum 31" z.B. als Komponente in Prüfaufbauten für Fernsprechanlagen:
Einige Bilder des Gerätes:
Die Skala ist annähernd logarithmisch geteilt - sonst wäre bei niedrigen Frequenzen keine zuverlässige Frequenzeinstellung möglich.
Bei meinem Gerät gab es leider einige Umbauten, sowohl auf der Frontplatte als auch im Innern. Den Fundzustand sieht man hier.
Die zusätzlichen Bedienelemente in der Frontplatte habe ich wieder entfernt, die Löcher mit Epoxidharz vergossen und notdürftig überlackert. Wenn mich mal der Ehrgeiz packt, werde ich die Frontplatte demontieren, spachteln und ordentlich lackieren.
Die Umbauten im Innern habe ich entfernt und soweit möglich den Originalzustand hergestellt.
Der Schwebungssummer
Zunächst ein paar Worte zur grundsätzlichen Funktion eines Schwebungssummers:
Kurz gesagt handelt es sich bei einem Schwebungssummer um einen Signalgenerator, der eine sinusförmige Ausgangsspannung abgibt, die durch Überlagerung der Schwingungen von 2 individuellen Sinusoszillatoren erzeugt wird. Warum erzeugt man die Sinusschwingung so kompliziert, wo es doch so viele andere Möglichkeiten gibt, z.B. RC-Phasenschieber, Wienbrücken, rückgekoppelte Audionschaltungen (LC-Generatoren) uvam?
Die Antwort: Das Überlagerungsverfahren hat den Vorteil, dass ein solcher Signalgenerator ohne irgendwelche Umschaltungen einen sehr großen Frequenzbereich überstreichen kann. Das ist insofern vorteilhaft, als Umschalter immer die Bedienung eines Gerätes erschweren und darüber hinaus potentielle Fehlerquellen darstellen.
Gehen wir mal von einem LC-Generator aus, so wie ihn man ihn von üblichen Signalgeneratoren kennt. Wird die Frequenz dieses Generators mit einem Drehkondensator abgestimmt - was in den meisten Fällen zutrifft - , so richtet sich die erzielbare Frequenzvariation nach der Quadratwurzel der Kapazitätsvariation ( Thomson'sche Schwingungsformel: f = 1 / [2 *pi* Wurzel (L*C)].
Soll dieser Generator in einem Bereich die ganze Mittelwelle (550 - 1600 KHz) überstreichen, so genügt dafür ein üblicher Drehko mit 500pF Endkapazität.
Es reicht aus, wenn der Drehko einen Kapazitätshub von ca. einem Faktor 1 : 10 hat, also 50 pF - 500pF um die erforderliche Frequenzvariation von etwa einem Faktor 1 : 3 zu erreichen. (die Schaltungskapazitäten lasse ich jetzt mal aus dem Spiel)
Das Problem stellt sich aber ganz anders dar, wenn man von einem Signalgenerator erwartet, dass er in einem Bereich - also ohne Umschaltung - Tonfrequenzen in einen Bereich von 10 Hz bis 10KHz abgibt, also einen Frequenzbereich mit einem Faktor 1:1000 zwischen der höchsten und der tiefsten Frequenz überstreicht. In diesem Fall bräuchte man ja einen Faktor 1: (1000 * 1000) im Kapazitätshub des Drehkondensators. Selbst wenn man einen Drehko mit einer Endkapazität von 1 µF (2000 normale MW-Drehkos parallel) hätte, müsste der ja bei 1 pF beginnen. Offensichtlich eine unrealistische Forderung.
Es geht aber viel einfacher, und hier kommt der Schwebungssummer ins Spiel: Man überlagert (mischt) die Schwingungen von 2 Sinusoszillatoren, wobei einer auf einer festen Frequenz schwingt (beim "Rel sum 31" auf 57 KHz (bzw. 67KHz) ) und die Frequenz des anderen variiert werden kann: beim "Rel sum 31" zwischen 47 KHz und 57 KHz. Die Mischung der beiden Sinusschwingungen resultiert in einer Schwingung zwischen (theoretisch) 0 Hz und 10 KHz (bzw. 10 KHz und 20 KHZ wenn der feste Oszillator auf 67 KHz gestellt wird.)
Für den variablen Oszillator benötigt man nun nicht einmal exotische Bauteile, da der Frequenzhub von 47 KHz auf 57 KHz nur 1: 1,2 beträgt. Der Drehko muss also nur eine Kapazitätsvariation von etwa 1 : 1,5 aufweisen.
Natürlich muss man bei der Auslegung der Oszillatoren einige Dimensionierungsvorschriften beachten, um am Ende eine klirrarme, und zeitlich stabile Sinusschwingung zu erhalten, aber man hat die Schwebungssummer so lange optimiert, bis man mit ihnen über sehr hochwertige Signalgeneratoren verfügte.
Unglücklicherweise entstehen bei der Mischung der beiden Oszillatorschwingungen nicht nur die Summen - und Differenzfrequenzen sondern auch höherfrequente Mischprodukte, die man aber durch entsprechend dimensionierte Tiefpassfilter abtrennen kann.
Die ganze Liste von speziellen Anforderungen, die an die Bausteine von Schwebungssummern gestellt werden, kann man im RPB Büchlein Nr. 78 von Lennartz "Schwebungssummer" nachlesen, aus dem ich hier einige Seiten eingescannt habe.
Übrigens denkt man bei diesem Überlagerungsprinzip von 2 Schwingungen natürlich sofort an einen Superhetempfänger, bei dem ja auch ein 1. Signal, das ankommende Antennensignal, in einem Mischer mit einem 2. Signal, dem Oszillatorsignal, überlagert wird, um ein 3. Signal, die Zwischenfrequenz zu erzeugen. Die Zwischenfrequenzfilter sieben dann die ungewünschten Mischprodukte heraus. In der Tat ist das Prinzip ganz ähnlich, nur dass beim Superhet der Oszillator synchron mit der Empfangsfrequenz verstimmt wird, um dann eine konstante Zwischenfrequenz zu produzieren, während beim Schwebungssummer eine der beiden Eingangsfrequenzen festgehalten wird und sich die aus der Mischung resultierende Frequenz ändert.
Die Schaltung des "Rel sum 31b"
Im Internet sucht man leider vergeblich nach detaillierten Schaltbildern für dieses Gerät. Auch in den DiRu zur Verfügungs stehenden originalen SIEMENS - Unterlagen findet man nur die vereinfachte Prinzipschaltung:
Da in meinem Gerät einiges umgebaut worden war, habe ich die Schaltung der verbliebenen, mit großer Sicherheit originalen Komponenten detailliert aufgenommen. daraus ergibt sich folgendes Schaltbild:
Man erkennt auf der linken Seite den mit der Röhre "Bi" in einer normalen Rückkopplungsschaltung arbeitetenden variablen LC-Oszillator. Der Spulensatz vom Typ RelBv 51/13 verwendet einen Haspelkern mit 3 Wicklungen: Kreiswicklung (ca. 4,6 mH), RK-Wicklung und symmetrische Auskoppelwicklung für die Ansteuerung des Ringmischers (Ringmodulators).
In der Anodenleitung der "Bi" liegt ein ungewöhnlich hoher Widerstand von 15KOhm, der dafür sorgt, dass der Ringmischer im Stromquellen-Modus gesteuert wird.
Im Gitterkreis sieht man eine audiontypische RC-Kombination (500K par. 1nF), den Abstimmdrehko (40 - 940 pF) und parallel dazu einen Festkondensator von 1750 pF sowie einen kleinen Drehko (20 - 70 pF) zur Eichung der Frequenzskala. Schaut man sich den mit dem Drehko erzielbaren Kapazitätshub an, so findet man bei mittlerer Stellung des Eichdrehkos die Kreis-C-Werte 2735pF / 1835pF = 1,49. Der resultierende mögliche Frequenzhub ergibt sich mit Wurzel(1,49) = 1,22 zu 47 -> 57,4KHz.
Auf der rechten Seite sieht man den von 57 auf 67 KHz umschaltbaren Festfrequenzoszillator. Im wesentlichen entspricht dessen Schaltung der des variablen Oszillators, jedoch wird beim Übergang von 57 auf 67 KHz nicht nicht nur der Schwingkreiskondensator sondern auch der Anodenvorwiderstand von 15 auf 35 KOhm umgeschaltet.
Der Schwingkreis verwendet eine ähnliche Spulenanordnung (RelBv 51/17) wie der variable Oszillator. Die Auskopplung erfolgt -wahlweise durch ein Potentiometer abgeschwächt - ebenfalls symmetrisch (auch wenn das in der Schaltung schwer zu erkennen ist) auf den Mittelpunkt der Einkopplung des variablen Oszillators und auf den Mittelpunkt der Spulenanordnung RelBv463/5 oberhalb des Ringmischers.
Der Ringmischer verwendet ein Kupferoxydul-Diodenquartett von 4 x Rel gl 32a in einem Gehäuse RelBv 51/90.
Zwischen dem Ringmischer und dem in der Zeichnung nach oben zeigenden Signal - Ausgang liegen 2 kaskadierte, mit Kondensatoren gebrückte Tiefpass-Filter mit Polstellen bei 20,15 KHz und 27,7KHz. Die zugehörigen Induktivitäten befinden sich in den Spuleneinheiten RelBv51/22 und RelBv51/23.
Die symmetrische Auskopplung des Signals erfolgt über den Ausgangstransformator RelBv463/6.
Wie man später noch sehen wird, fehlt in diesem Schaltbild ein Abschwächer, der beim Umschalten des Frequenzbereiches für gleiche Ausgangspegel sorgt. Dieser Abschwächer fehlt in meinem Gerät. Die Verdrahtung könnte ich nur erraten. Hier hoffe ich auf die Mithilfe von unserem Forumsmitglied Matt, der ebenfalls einen "Rel sum 31b" besitzt.
Der Aufbau des "Rel sum 31b"
Zunächst ein Blick von oben auf das sehr übersichtliche Chassis:
Zunächst fragt man sich, wo eigentlich die ganzen Bauteile sind, die man im Schaltbild sieht. Die Antwort: Sie sind alle in den kleinen Metallkästchen untergebracht, nicht nur die Spulen und Kondensatoren sondern auch die Dioden des Ringmischers.
Ganz links im Bild sieht man den als Ringkerntrafo ausgeführten Netztrafo (Ich wusste garnicht, dass es 1940 schon Ringkern-Transformatoren gab)
Gleich rechts daneben die Komponenten des variablen Oszillators. Hier eine Nahaufnahme des kleinen Drehkos zur Frequenzeichung (20 - 70 pF) mit zweifacher Friktionsuntersetzung.
Das Ringmischer-Kästchen RelBv51/90 habe ich geöffnet. So sieht das Innenleben aus:
Es enthät ein Quartett von Kupferoxydul-Gleixchrichtern vom Typ "Rel gl 32a"
Die ungewöhnlichste Komponente in diesem Gerät ist der Drehkondensator. So sieht er im halb eingedrehten Zustand aus:
Und so im vollkommen ausgedrehten Zustand
Beim Eindrehen des Rotors in den Stator tauchen nicht alle Rotorplatten gleichzeitig ein, sondern drehwinkel-versetzt. So erreichte man die gewünschte Spreizung der Skala. Diesen Plattenschnitt habe ich zuvor bei keinem Gerät gesehen.
Bei den Induktivitäten hat man im "Rel sum 31b" zwei verschiedene Bauformen verwendet. Der Wissensdurst trieb mich dazu, sämtliche Schachteln zu öffnen.
Die Kreisspulen RelBv51/13 und RelBv51/17 sowie die Tiefpassfilter RelBv51/22 und RelBv51/23 verwenden Spulen auf Haspelkernen:
Die Transformatoren RelBv463/5 (Mischerankopplung des festen Oszillators) und RelBv364/6 (Asgangstrafo) verwenden M-Kerne.
Auf dem folgenden Bild sieht man das von mir für die Feinregelung der Ausgangsspannung eingesetzte 200 Ohm Potentiometer mit 200 Ohm Parallelwiderstand. Mit diesen Werten wurde erreicht, dass bei Mittelstellung des Reglers die Ausgangsspannung auf ungefähr die Hälfte zurückging. Im Fundzustand war hier ein offensichtlich nicht zur Originalbestückung gehörendes 10kOhm Poti eingesetzt, mit dem keine sinnreiche Regelung möglich war.
Ebenfalls sieht man auf dem Bild die Sektion des Kellogschalters mit der am Festfrequenzoszillator die Gitterkreiskondensatoren und Anodenwiderstände umgeschaltet werden.
Hier noch einmal der Ausgangstrafo, der auf dem Übersichtsbild durch eine Chassis-Strebe halb verdeckt war:
Wie man sieht, wurden auf dieser, von der Oszillatorseite durch ein Abschirmblech getrennten Sektion des Kellogschalters Bauteile entfernt. Ich vermute, dass hier die Ausgangsspannung reduziert wurde und zwar unterschiedlich in den Bereichen 10 HZ - 10 KHz und 10KHz - 20 KHz. Die Ausgangsspannung des Gerätes ist im Original-Datenblatt mit etwa 0,3V angegeben. Mein Gerät liefert im Leerlauf im unteren Bereich ca. 1,4 Veff, im oberen Bereich etwa 1,6 Veff. Die Ausgangsspannungen liegen also bei meinem Gerät um etwa einen Faktor 5 über den Werten des Datenblatts.
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Schlussbemerkungen
Nach Neubefüllung der Blockkondensatoren (8µF und 2 Stück 2µF) lief das Gerät einwandfrei mit sehr guter Kurz- und Langzeitstabilität der Frequenz und Amplitude des Ausgangssignals.
Einmal geeicht stimmt die Frequenzgenauigkeit der Skala sehr gut.
Die Kurvenform des gelieferten Ausgangssignals sieht sehr sauber aus - für eine bessere Beurteilung müsste man Messungen mit einem Klirrfaktor-Analysator durchführen.
Generell also ein sehr zufriedenstellendes Ergebnis; es bleiben aber noch einige Fragen offen:
- An der rechten Oberseite der Frontplatte war offensichtlich einmal ein Bauelement befestigt. Möglicherweise nur mit einem Schraubenzieher einzustellen - vielleicht ein Trimmkondensator oder - Widerstand - aber wofür? Bei meinem Gerät war im Fundzustand eine Abdeckklappe darüber geschraubt.
- Welche Bauelemente wurden enfernt, wodurch die Ausgangsspannung meines Gerätes um einen Faktor 5 zu hoch liegt.
- Wie war die Beschaltung der ausgangsseitigen Lötfahnen des Kellogschalters?
- Welchen Wert hatte das originale Poti zur Fein-Einstellung der Ausgangsspannung?
- An meinem Kurbelknopf ist die Führung des kleinen Knopfes weggerostet. Wie sah das Original aus?
Grüsse aus Karlsruhe,
Harald
Harald