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UKW-Radio
#1
Hallo zusammen,
ich beschäftige mich schon lange mit dem Radioselbstbau und möchte in diesem Forum meinen ersten (beinahe
lupenreinen) Röhrenempfänger vorstellen.
Anstoss zu diesem Projekt gab ein langer Thread in einem anderen Forum, bei dem es ebenfalls um ein Röhrenradio ging. Ich habe also meine Bastelkiste durchforstet und tatsächlich viele zum geplanten Projekt passende Bauteile  ausgegraben. Bauteile bzw Baugruppen, die ich nicht hatte,
die aber für die Funktion eines Röhrenradios unerlässlich sind, habe ich durch ihr Halbleiteräquivalent ersetzt, daher ist das Radio gemischt bestückt,
sozusagen ein Hybridradio.


.jpg   Chassis_Front.jpg (Größe: 227,97 KB / Downloads: 422)
Foto der Frontansicht

Das Gerät ist für den Empfangsbereich von 87,5MHz bis 107MHz ausgelegt und als Einfachsuper aufgebaut. In
einer selbstschwingenden Mischstufe wird die Hf auf die standartisierte Zf von 10,7MHz umgesetzt, danach
verstärkt und demoduliert. Ein einfacher Nf-Verstärker versorgt den Lautsprecher.
Die aktiven Bauteile des Radios sind Batterieröhren (und Halbleiter). Allerdings wollte ich es mir einerseits nicht
antun, ständig mit Unmengen von Batterien zu hantieren und andererseits war mir eine "künstliche
Anodenbatterie" wegen des zu erwartenden Störnebels zu riskant. Daher wird das Radio ganz konventionell
aus dem Stromnetz versorgt und ein, für Röhrengeräte umfangreiches, Netzteil stellt die Betriebsspannungen
bereit.


.jpg   Blockschaltbild.jpg (Größe: 58,67 KB / Downloads: 420)

Das Blockschaltbild spiegelt den modularen Aufbau des Radios wider.

Das Hf-Frontend besteht aus zwei Funktionseinheiten, Hf-Vorverstärker und selbstschwingender Mischstufe.
Der Vorkreis ist fest auf Bandmitte eingestellt, Zwischenkreis und Oszillator werden kapazitiv abgestimmt.Der
Vorverstärker ist mit einem !originalen! OC615 von Telefunken, er wird in Basisschaltung betrieben, bestückt.
Die Misch- und Oszillatorstufe ist mit einer DC96 aufgebaut. Um diese Röhre sind zwei Brückenschaltungen
angeordnet: die erste Brücke minimiert die Ausbreitung der Oszillatorspannung in Richtung der Hf-Vorstufe,
die zweite Brücke erhöht durch !Zf-Mitkkopplung! den Innenwiderstand für die Zf-Spannung und verringt damit
die Belastung des 1.Zf-Filters. Die Beschaltung von Vorstufe und Mischer habe ich auf rainers-elektronik-
page gefunden und für meine Zwecke abgewandelt.


.jpg   Tuner.jpg (Größe: 258,44 KB / Downloads: 418)
Foto des Tuner-Innenlebens



Das Tunergehäuse ist aus Leiterplattenmaterial gefertigt und so bemessen, dass es mit dem Deckel eines
alten Fernsehtuners verschlossen werden kann. Vorstufe und Mischer sind in getrennten Kammern
untergebracht, so dass Verkopplungen der Spulen untereinander ausgeschlossen sind. In der Mischerkammer
sind die Spulen rechtwinklig zueinander angeordnet, so ist ein kompakter und funktionierender Aufbau möglich.
Alle Spulen sind aus dickem Schaltdraht bzw CuL-Draht (ausgenommen das Zf-Filter) hergestellt, was
mechanische Stabilität gewährleistet und gute Hf-Eigenschaften ergibt.


.jpg   HF_Durchlass.jpg (Größe: 101,41 KB / Downloads: 414)
Die Durchlasskurven des Tuners

Beim Aufbau des Zf-Verstärkers habe ich keine Bandfilter(hatte ich nicht) sondern Einzelkreise (hatte ich) verwendet, die durch mehrere Batterieröhren vom Typ 1AD4 entkoppelt werden. Allerdings verringert sich die Bandbreite des Zf-Verstärkers durch das Kaskadieren der Schwingkreise. Um die erforderliche Durchlasskurve zu erhalten sind die Kreise daher leicht um die Mittenfrequenz verstimmt und unterschiedlich bedämpft, eine Methode die zB im Zf_Teil von Fernsehempfängern vor der Einführung von Oberflächenwellenfiltern üblich war.


.jpg   Chassis_oben.jpg (Größe: 295,22 KB / Downloads: 412)
Foto des Zf_Verstärkers

Die einzelnen Stufen des Verstärkers sind hochpunktgekoppelt, dh die Anode der Vorgängerröhre und Gitter
der Folgeröhre sind am heißen Ende des verbindenden Schwingkreises direkt miteinander kontaktiert. Dadurch
wird die mögliche Stufenverstärkung maximal, aber auch die Dämpfung; die Neigung zur Selbsterregung
verringert sich. Zur weiteren Verstärkungsstabilisierung ist jede Zf-Röhre mit Schirmgitterneutralisation
versehen. Die Schaltung des Ratiodetektors habe ich ebenfalls  rainers-elektronik-page entnommen und
angepasst.


.jpg   ZF_Durchlasskurve_Ratiodetektor.jpg (Größe: 83,64 KB / Downloads: 410)
Die Durchlasskurven des Zf-Verstärkers

Der Verstärker ist im Manhatten-Style (die niedrige Anodenspannung machst möglich) auf
Leiterplattenmaterial, deren Kupferbelag die Hf-Masse bildet, aufgebaut. Die Lötstützpunkte habe ich aus
einer Experimentierplatte hergestellt und diese umgekehrt aufgeklebt.

Die Schaltung des Nf-Verstärkers habe ich irgendwo im Internet gefunden. Sie besteht aus einer DF96, der
Vorverstärker, und einer DL96 als Endverstärker. Einen "echten" Ausgangstrafo besitzt der Verstärker nicht;
ich hatte keinen und einen neuen wollte ich, für dieses Projekt jedenfalls, nicht besorgen. Daher stellt ein
"elektronischer Ausgangstrafo" die Verbindung zum Lautsprecher her. Hinter dieser Lösung steht folgende
Überlegung: am (passend gewählten, da ja kein Trafo vorhanden) Anodenwiderstand der Endröhre steht die
volle Nf-Spannung  an. Es ist also nur noch eine Leistungsanpassung erforderlich, was sich mit einem
Emitterfolger bekanntlich gut verwirklichen lässt. Im vorliegenden Fall kommt ein Emitterfolger mit "aktivem"
Emitterwiderstand , der den Wirkungsgrad enorm steigert und die Anpassung an die Röhre verbessert, zur
Anwendung. Eine lokale Gegenkopplung der Endröhre optimiert die Anpassung an den "Trafo" weiter.
Der Nf_Verstärker und der "elektronische Trafo" sind in freier Verdrahtung aufgebaut.

Ein uralter "Röhren-Trafo", für den ich wegen der (weit zurückliegenden) Umstellung der Netzspannung keine
rechte Verwendung mehr hatte, speist das Netzteil. Dieses  passt die verschiedenen Betriebsspannungen an
die Röhrendaten an und stellt sie stabilisiert zur Verfügung.


.jpg   Chassis_unten.jpg (Größe: 330,62 KB / Downloads: 407)
Foto der Chassisunterseite. Die Bauteile zur Aufbereitung der Betriebsspannungen sind rund um den Netztrafo angeordnet. Rechts im Hintergrund ist die "Oberseite" des Tuners zu erkennen. Unterhalb des Potis, links, befindet sich die Verdrahtung des Nf-Verstärkers.

Alle Module des Radios sind auf einer einzigen Metallplatte unter Beachtung excellenter Masseverbindung
montiert. Sie gewährleistet die mechanische Festigkeit und bildet den elektrischen Bezug für alle Ströme und
Spannungen, deren zentraler Punkt der erste Siebkondensator ist. Separate Massekabel fehlen völlig.
Die  Skalenmechanik ist als vorgespanntes, spielfreies Seilgetriebe gestaltet. Fünf Umdrehungen der
Sendereinstellung bewirken eine 180-Grad-Drehung des Abstimmkondensators.  Um die Skalenteilung zu
bestimmen habe ich für verschiedene Zeigerpositionen die zugehörige Oszillatorfrequenz gemessen und aus
diesem Zusammenhang mit Hilfe von Calc die Abstände der Frequenzmarken berechnet. Die Übereinstimmung
zwischen angezeigter Frequenz und empfangenem Sender ist, wie ich finde,  ausreichend genau.
Das Radio arbeitet stabil, zeigt weder Handempfindlichkeit noch Brummstörungen und der Empfang ist mMn
recht ordentlich.

Es hat mich natürlich interessiert, wie "empfindlich" das Radio eigentlich ist. Da ich weder über einen
Rauschmessplatz noch sonstige geeichte Geräte verfüge, habe ich meinen persönlichen Höreindruck einfach
mit einem modernen Empfänger, einem RSP1A, verglichen und in das Empfangsspektrum des SDR eingetragen.

   
Spektrumdisplay des RSP1A

Bei der anschließenden Auswertung  habe ich mich darauf verlassen, dass die dB-Skalen im Spektrum des RSP
einigermaßen stimmen.
Ergebnis: Unterhalb der roten Linie befinden sich die Radiostationen, die ich mit meinem Neubau nicht hören
kann, jedoch mit dem SDR. Diese Linie entspricht einer Eingangsspannung von etwa 1,4uV an 60 Ohm .  Die
grüne Linie markiert die Hf-Spannung, oberhalb derer mein Radio klaren, jedoch leicht verrauschten Empfang
zeigt. Sie entspricht einer Eingangsspannung von etwa 3,1uV an 60 Ohm.
Diese Zahlen legen nahe, dass die Empfangsleistung des Radios eher dem unteren Durchschnitt zuzuordnen
ist, es gibt also Verbesserungspotential.
Ohne gravierend in den Aufbau des Radios einzugreifen ergeben sich folgende Möglichkeiten: Der Austausch
der Mischröhre gegen eine DC90 würde die Mischverstärkung um ca 30% erhöhen. Ersatz der Einzelkreise
durch Bandfilter im Zf-Verstärker könnte dessen Verstärkung, aktuell ca 22000-fach, um das 1,3-fache
steigern. Da ich allerdings die Teile nicht habe, werde ich diese Veränderungen nicht durchführen.

Für alle, die das Radio in Aktion erleben wollen, gibt es hier ein kurzes Video:

https://youtu.be/4ieoOJsJzdo

Mit diesem Projekt habe ich versucht, ein Röhrenradio mit Teilen aus der Bastelkiste zu bauen. Das Radio funktioniert.
That´s it.
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#2
Hallo,

das gefällt mir außerordentlich ! Ist aber viel Stoff, muß ich mir mal alles reinziehen...
Schon der mechanische Aufbau ist eine Augenweide, die Elektronik sieht auch gut aus..

Gruß Ingo
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#3
Hallo,
tolle Arbeit, da kann ich dem Ingo nur beiplichten.
Mich würde mal die Schaltung des NF-Verstärkers interessieren,
vielleicht kannst Du sie hier ja einmal einstellen...

Viele Grüße,
Rolf
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#4
Hallo,
das ist ein sehr bewunderswertes Projekt. Es gefällt mir ausserordentlich. Wenn ich es mit meinem UKW Proj. von 2013 vergleiche, werde ich ganz neidisch. So etwas hätte ich nie hinbekommen. Gratulation
Gruß Franz
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#5
(27.04.2020, 14:05)aminox86 schrieb: ...
Der Verstärker ist im Manhatten-Style (die niedrige Anodenspannung machst möglich) auf
Leiterplattenmaterial, deren Kupferbelag die Hf-Masse bildet, aufgebaut. Die Lötstützpunkte habe ich aus
einer Experimentierplatte hergestellt und diese umgekehrt aufgeklebt.
...

Diese Idee gefällt mir außerordentlich gut! Muss ich unbedingt auch mal so versuchen.

Gruß

(Reflex-)Kalle
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#6
Tolle Leistung, umso mehr, als es sich um ein "Recyclingradio" handelt.
Hut ab!
Gruß,
Uli
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#7
Zunächst vielen Dank für vielen die positiven Rückmeldungen.


Bastelbube
..Mich würde mal die Schaltung des NF-Verstärkers interessieren,
vielleicht kannst Du sie hier ja einmal einstellen...

Viele Grüße,
Rolf

Hallo Rolf, zu Deiner Nachfrage:
Wie schon geschrieben, ich habe viele Anregungen im Internet gefunden, darunter den Schaltplan des Nf_Verstärkers:
http://www.jogis-roehrenbude.de/Bastelsc...rradio.htm
Abgesehen von Spannungsversorgung und Ausgangstrafo passte er genau zu den vorhandenen Röhren. Den Ausgangstrafo habe
ich durch die unten angegebene Schaltung ersetzt:

   
Es handelt sich hierbei um einen Emitterfolger , T1, mit "aktivem Emitterwiderstand", an die Stelle des üblichen Emitterwiderstandes ist eine
Konstantstromquelle, T2, getreten. Die Konstantstromquelle bewirkt durch ihre Hochohmigkeit zwei Effekte: a)Der Eingangswiderstand von
T1 erhöht sich, so dass die Anpassung an die Enstufenröhre verbessert wird und b) wegen des hohen (Wechselstrom)Widerstandes am Kollektor von T2
steht der Nf-Wechselstrom von T1 in (beinahe) voller Höhe am Lastwiderstand (Lautsprecher) an.
Mit Hilfe der optionalen Gegenkopplung der Endröhre kann die Anpassung weiter verbessert werden, denn sie verringert den Innenwiderstand der Röhre,
allerdings auch ihre Verstärkung, und senkt deren Klirrfaktor.
Der Emitterfolger T1 ist am Kollektor direkt mit der rohen, geglätteten Anodenspannung verbunden, daher der Hochspannungstransistor an dieser Stelle.
Der Einfachheit halber ist seine Basis galvanisch mit der Endröhrenanode verbunden (Angsthasen können natürlich einen Basiswiderstand in die Verbindung
einfügen oder sie komplett durch einen Basisspannungsteiler mit entsprechend spannungsfestem Koppelkondensator ersetzen).
Meine ausgeführten Schaltung ist, da ich mit der Leistung des Netztrafos ziemlich am Anschlag war, für eine effektive Nf-Leistung von ca 25 mW ausgelegt.

Den einen oder anderen mag der vorgestellte Schaltplan entfernt an eine besondere Röhrenschaltung erinnern, den sogenannten White-Kathodenfolger.
Seine Stärke und Anwendung lag darin, dass er sich von großen kapazitiven Lasten ( in Relation zu den bei Röhrenschaltungen damals
vorkommenden Lasten) nicht  beeindrucken ließ, genauso wie sein Halbleiteräquivalent heute.
mfg
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