04.07.2020, 22:19
Für den 5/7/2020 ist die erste diesjährige Aussendung des schwedischen Längstwellensenders SAQ aus Grimeton angekündigt. Da ich diesmal die Aussendung nicht aus "zweiter Hand", dh. übers Internet oder entsprechende Programme aufbereitet, hören wollte, habe ich mit Teilen aus der Bastelkiste einen entsprechenden analogen Empfänger gebaut, den ich kurz vorstellen möchte.
SAQ und Zeitzeichensender strahlen einen unmodulierten getasteten Träger aus, der mit einem einfachen Demodulator nicht zu hören ist. Der Empfänger ist daher als Direktmischer ausgeführt, der das HF-Signal in eine niederfrequente Spannung umwandelt und nach Aufbereitung und Verstärkung im Lautsprecher wiedergibt.
Blockschaltbild
Von der abgestimmten Ferritantenne gelangt das Hf-Signal über einen Verstärker zum Mischer, der es in die Nf-Lage umsetzt. Der Mischer ist als Gegentaktmischer ausgeführt, seine Überlagerungsspannung erhält er von einem Flipflop, das von einem externen Generator mit einem Signal doppelter Frequenz gespeist wird. Der Mischer erzeugt zwei Nf-Frequenzen, die gegeneinander um 180 Grad phasenverschoben sind. Diese werden zwei identischen Niederfrequenzbandpässen, Mittenfrequenz 800Hz, zugeleitet, dort gefiltert und verstärkt. Ein Differenzverstärker fasst die beiden Nf-Signale zusammen und stellt sie der Endstufe zur Verfügung. Eine frequenzselektive Schaltung, die auf 800Hz plus/minus 10Hz anspricht, dient als Abstimmhilfe.
Der Empfänger (ohne externen Oszillator und ohne Spannungsversorgung)
Das Radio ist, wie üblich, auf einer Hf-tauglichen, erneut verwendeten Lochrasterplatte aufgebaut. Die Anordnung der Funktionsgruppen folgt dem Blockschaltbild und es ist nur eine Betriebsspannung erforderlich, die allerdings heftig verblockt werden muß, da es sonst zu Selbsterregung über die Spannungszuführung kommt. Zu Testzwecken kann die Resonanzfrequenz der Antenne (und natürlich auch die Überlagerungsfrequenz) verändert werden, so dass die Funktion des Radios mit Hilfe einiger stets empfangbarer Zeitzeichensender überprüft werden kann.
Detailierte Radioansicht
Die spannenste Komponente des Radios ist sicherlich die Antenne. Wegen der Baugrösse habe ich mich für eine Ferritantenne entschieden, obwohl die (öffentlich) zugänglichen Informationen zum Aufbau spärlich und zT widersprüchlich sind. Der einzig gehaltvolle Artikel über Ferritantennen, den ich kenne, ist in den 80ziger Jahren in den UKW-Berichten erschienen. Allerdings gibt es auch hier einen Wermutstropfen: in diesem Artikel wird davon ausgegangen, dass die magnetischen Eigenschaften der eingesetzten Ferritmaterialen bekannt sind, was wohl in den allerwenigsten Fällen zutrifft.
Wegen der vielen Unbekannten habe ich daher einfach drei vorhandene Ferritstäbe genommen und mechanisch zusammengefasst. Der so entstandene Spulenkern hat eine Querschnittsfläche von 220mm^2 und ist mit einer Lage CuL-Draht D=0,25, 330Wdg, bewickelt. Die Induktivität der Spule beträgt 11,9mH. Die Abstimmung der Antenne auf die jeweilige Empfangsfrequenz erfolgt durch passend gewählte Kondensatorkombinationen.
Die Ferritstäbe in ihrem "Gehäuse"
Um eine Vorstellung von der zu erwartenden Empfangsleistung der Antenne zu bekommen habe ich ihre Güte in der Schaltung mit dem Impulsverfahren vermessen, dh. ich habe eigentlich die Betriebsgüte der Antenne ermittelt.
SCR01.PNG (Größe: 15,95 KB / Downloads: 601)
Frequenz 77,5kHz, Betriebsgüte ca 35. Sie bewegt sich Rahmen der für diesen Frequenzbereich im oben erwähnten Artikel vorgeschlagenen Werte. Die gleiche Güte habe ich für 60kHz gefunden.
SCR02.PNG (Größe: 25,77 KB / Downloads: 600)
Frequenz 17,2kHz, Betriebsgüte ca 115!!! Es ist kaum zu glauben, aber ich denke, ein Messfehler liegt nicht vor. Diese hohe Güte könnte die Abstimmung auf SAQ erschweren, was sich aber erst am kommenden Sonntag zeigen wird. Dämpfungswiderstände liegen jedenfalls bereit
Wie schon erwähnt, kann der Empfänger auch auf andere Sender als SAQ abgestimmt werden. Da ist zum einen DCF77 und zum anderen MSF, beides europäische Zeitzeichensender, die sich neben der Frequenz auch durch die Art der Kodierung der Zeitaussendung akustisch unterscheiden lassen. Ich habe ein paar Hörproben dieser Sender aufgenommen:
SAQ und Zeitzeichensender strahlen einen unmodulierten getasteten Träger aus, der mit einem einfachen Demodulator nicht zu hören ist. Der Empfänger ist daher als Direktmischer ausgeführt, der das HF-Signal in eine niederfrequente Spannung umwandelt und nach Aufbereitung und Verstärkung im Lautsprecher wiedergibt.
Blockschaltbild
Von der abgestimmten Ferritantenne gelangt das Hf-Signal über einen Verstärker zum Mischer, der es in die Nf-Lage umsetzt. Der Mischer ist als Gegentaktmischer ausgeführt, seine Überlagerungsspannung erhält er von einem Flipflop, das von einem externen Generator mit einem Signal doppelter Frequenz gespeist wird. Der Mischer erzeugt zwei Nf-Frequenzen, die gegeneinander um 180 Grad phasenverschoben sind. Diese werden zwei identischen Niederfrequenzbandpässen, Mittenfrequenz 800Hz, zugeleitet, dort gefiltert und verstärkt. Ein Differenzverstärker fasst die beiden Nf-Signale zusammen und stellt sie der Endstufe zur Verfügung. Eine frequenzselektive Schaltung, die auf 800Hz plus/minus 10Hz anspricht, dient als Abstimmhilfe.
Der Empfänger (ohne externen Oszillator und ohne Spannungsversorgung)
Das Radio ist, wie üblich, auf einer Hf-tauglichen, erneut verwendeten Lochrasterplatte aufgebaut. Die Anordnung der Funktionsgruppen folgt dem Blockschaltbild und es ist nur eine Betriebsspannung erforderlich, die allerdings heftig verblockt werden muß, da es sonst zu Selbsterregung über die Spannungszuführung kommt. Zu Testzwecken kann die Resonanzfrequenz der Antenne (und natürlich auch die Überlagerungsfrequenz) verändert werden, so dass die Funktion des Radios mit Hilfe einiger stets empfangbarer Zeitzeichensender überprüft werden kann.
Detailierte Radioansicht
Die spannenste Komponente des Radios ist sicherlich die Antenne. Wegen der Baugrösse habe ich mich für eine Ferritantenne entschieden, obwohl die (öffentlich) zugänglichen Informationen zum Aufbau spärlich und zT widersprüchlich sind. Der einzig gehaltvolle Artikel über Ferritantennen, den ich kenne, ist in den 80ziger Jahren in den UKW-Berichten erschienen. Allerdings gibt es auch hier einen Wermutstropfen: in diesem Artikel wird davon ausgegangen, dass die magnetischen Eigenschaften der eingesetzten Ferritmaterialen bekannt sind, was wohl in den allerwenigsten Fällen zutrifft.
Wegen der vielen Unbekannten habe ich daher einfach drei vorhandene Ferritstäbe genommen und mechanisch zusammengefasst. Der so entstandene Spulenkern hat eine Querschnittsfläche von 220mm^2 und ist mit einer Lage CuL-Draht D=0,25, 330Wdg, bewickelt. Die Induktivität der Spule beträgt 11,9mH. Die Abstimmung der Antenne auf die jeweilige Empfangsfrequenz erfolgt durch passend gewählte Kondensatorkombinationen.
Die Ferritstäbe in ihrem "Gehäuse"
Um eine Vorstellung von der zu erwartenden Empfangsleistung der Antenne zu bekommen habe ich ihre Güte in der Schaltung mit dem Impulsverfahren vermessen, dh. ich habe eigentlich die Betriebsgüte der Antenne ermittelt.
SCR01.PNG (Größe: 15,95 KB / Downloads: 601)
Frequenz 77,5kHz, Betriebsgüte ca 35. Sie bewegt sich Rahmen der für diesen Frequenzbereich im oben erwähnten Artikel vorgeschlagenen Werte. Die gleiche Güte habe ich für 60kHz gefunden.
SCR02.PNG (Größe: 25,77 KB / Downloads: 600)
Frequenz 17,2kHz, Betriebsgüte ca 115!!! Es ist kaum zu glauben, aber ich denke, ein Messfehler liegt nicht vor. Diese hohe Güte könnte die Abstimmung auf SAQ erschweren, was sich aber erst am kommenden Sonntag zeigen wird. Dämpfungswiderstände liegen jedenfalls bereit
Wie schon erwähnt, kann der Empfänger auch auf andere Sender als SAQ abgestimmt werden. Da ist zum einen DCF77 und zum anderen MSF, beides europäische Zeitzeichensender, die sich neben der Frequenz auch durch die Art der Kodierung der Zeitaussendung akustisch unterscheiden lassen. Ich habe ein paar Hörproben dieser Sender aufgenommen:
- DCF77: Frequenz 77,5kHz, ungerichtet abgestrahlte Leistung ca 35kW, Entfernung vom Standort knapp 100km
https://www.youtube.com/watch?v=Lf_Ix2VhubI
- MSF: Frequenz 60kHz, ungerichtet abgestrahlte Leistung ca 15kW, Entfernung vom Standort gut 1000km
https://www.youtube.com/watch?v=DfKzAFyY3NE
- Zufallsfund: Frequenz 17,45kHz, keine weiteren Daten
https://www.youtube.com/watch?v=CwV0bKJ4gdA