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Universal Modulator LW / MW / KW ganz einfach aufgebaut
#1
Hallo miteinander   Smiley58

Dem aktuellen Trend der "Modulator Vorstellungen" folgend, möchte ich auch hier eine einfach nachbaubare Schaltung zeigen, welche ich vor einiger Zeit entwickelt habe.

Worum geht´s?
Es ist ja so, dass viele hier nicht nur einen Radio sammeln, sondern verschiedene Geräte besitzen. Oftmals haben die Geräte in einer "vielfältigen Radiosammlung" auch verschiedene 
Funktionen, wichtiger aber... verschiedene Frequenzen. So habe ich mal einen Taschenradio gesehen, der explizit Langwelle und keine andere Frequenz empfängt. Bei dem Radio
handelte es sich aber um ein neues Gerät mit moderner IC Technik... es stand wohl - so wie ich mich daran erinnern kann - mit dem DLF in Verbindung.

Viele der Taschenradios aus den 1970er-Jahren verfügen auch oft über 1 Band... nämlich die Mittelwelle, da dieser Frequenzbereich in der Vergangenheit hier sehr aktiv genutzt
worden ist, und in Teilen der Welt (insbesondere den USA) selbst Heute noch aktiv verwendet wird.

Kofferradios verfügen oft über Kurzwelle. Das bekannte Europaband, welches in der Vergangenheit sehr voll war mit allerlei offiziellen Radiostationen, und auch Heute nach wie vor
zu manchen Tageszeiten über Deutschsprachige Programme verfügt.

Generell ist´s aber so, dass die Aktivitäten stark nachgelassen haben, und man seinen "Radiohörplan" den Stationen nach ausrichten muss... dann auch noch den Faktor hat, dass die
Stationen unter Umständen nicht automatisch das "perfekte" Radioprogram spielen... oder es hat andere Gründe wie schlechter Empfang einer Radiostation.

Hier nutzen Radiosammler oft schwache "transmitter", welche man aufgrund ihrer sehr geringen Leistung / dem Anschluss an´s Radio oft als Modulatoren bezeichnet, da sie ein
Signal wegen ihrer geringen Leistung ja eher in einen Empfänger modulieren, statt es tatsächlich über große Distanz zu senden. Vergleichbar ist das mit den Modulatoren, wie sie in
(Analogen) Sat Receivern, VCR und DvD Geräten gerne verwendet wurden. Auch das sind schwache Sender, doch durch ihren Direktanschluss am Tv werden sie als Modulator bezeichnet.

Wenn man über Radios verfügt, wo jeder eine andere Frequenz empfängt benötigt man ja auch 3 Modulatoren. Einen für jede Frequenz... und genau hier möchte ich mit diesem
Projekt ansetzen. Einen Modulator vorstellen, der alle 3 Frequenzen kann, und das, ohne, dass viel umgebaut werden muss.

Vorstellen der Schaltung:


.png   uebersichtplatine.png (Größe: 440,4 KB / Downloads: 187)

Diese kleine Platine ist die Lösung, mit der ich aufgekommen bin. Sie beinhaltet eine Schaltung, mit der es möglich ist, sowohl eine Frequenz auf Langwelle, Mittelwelle oder Kurzwelle zu generieren. Dabei ist die Frequenz durch Quarze vorgegeben, und absolut stabiel. Sicher, es mag einen Frequenzdrift von wenigen "Hertz" geben, doch die Frequenz
ist so stabiel, dass man den Radio nicht nachstellen muss. Ferner war es mir wichtig, die Schaltung in ihrer Sendeleistung "schwach" zu halten, und dafür auch den Stromverbrauch gering
zu halten. Beides ist mir gelungen.

Beschreiben der Schaltung

   

Das Blockschaltbild ist ersichtlich. Die Schaltung verwendet 2 Oszillatoren, und einen Mischer, einen Filter und einen Ausgangstrafo. Ähnlich wie bei einem "Superhet Radio" werden die Frequenzen hier gemischt, und die neu entstandene Frequenz herausgefiltert. Der HF Trenntrafo sorgt für Sicherheit, sodass der Modulator auch an "Allstromradios" bzw. "Spartrafo Radios"
verwendet werden kann, ohne, dass es eine direkte Verbindung von Tonquelle zu Radio gibt.

Steckt man in den "Oszillator 1" beispielsweise ein 4,194MHz Quarz, so kann man die Frequenz 4,194MHz am Ausgang des 1. Oszillators messen. Das ist der Grüne Kreis im Bild. 
Nun steckt man in den "Oszillator 2" einen 4MHz Quarz. Auch hier können die 4MHz am Oszillatorausgang gemessen werden. Die Messung geschieht in der Zeichnung am Blauen Kreis.

Natürlich wären dort nicht nur die beiden Frequenzen 4,194 und 4MHz Messbar, sondern auch die Oberwellen der Frequenzen. 

Beide Signale werden nun in den "Mischer" geleitet. Am Mischer Ausgang ist nun der reinste Frequenz Salat. Nicht nur die Differenzfrequenzen, also 4,194MHz + 4MHz = 8,194MHz und 4,194MHz - 4MHz = 194KHz (Welche für uns Interessant ist, da es eine Frequenz auf Langwelle ist)... auch die Oberwellen, und die Mischfrequenzen, und die
Oberwellen der Mischfrequenzen kommen aus dem Ausgang des Mischers raus. Würde man also hier ... am Mischer Ausgang, dem Orangen Kreisel in der Zeichnung, einen Empfänger
anschließen, würde dieser sehr oft die Frequenzen des Modulators empfangen. Wir benötigen also einen Filter.

Dieser Filter ist nun der Schwingkreis, der im Blockschaltbild als "Bandpass" betitelt ist. Dieser Filter sperrt alle Frequenzen, die wir nicht benötigen. Das wären die oben erwähnten 8,194MHz, und die vielen Mischfrequenzen, Oberwellen und so weiter, und so weiter. Durch die Auswahl der Bauteile erlaubt der Bandpass aber unsere nützlichen 194KHz, und ... da der Bandpass aus einer Spule, so wie einem Kondensator besteht ... sendet er gleich das 194KHz Signal mit schwacher Sendeleistung induktiv aus.

Misst man also nun das Ausgangssignal hinter dem Bandpass, der Gelbe Kreis, so findet man dort hauptsächlich 194KHz. Die anderen Frequenzen sind natürlich auch noch vorhanden,
wurden aber so stark abgeschwächt, dass sie nicht mehr relevant sind.

Der "HF Trenntrafo" trennt den Ausgang des Modulators galvanisch, und sorgt dafür, dass man Allstrom Radios sicher am Modulator verwenden kann. Zusätzlich hat er noch mal eine Filterwirkung, denn durch die Auswahl der Koppelinduktivität erhalten wir so etwas wie einen einfachen Tiefpass. Für hohe Frequenzen ist die Induktivität der Koppelspule sehr groß,
blockt sie also eher, anstatt sie weiterzuleiten. Für Lang und Mittelwellenfrequenzen stellt sie aber eine "gute Induktivität" dar, und leitet diese weiter.

Am Ausgang - Dunkel Orange Kreis im Bild - messen wir also erneut die 194KHz aus unserem Beispiel... jedoch mit einem höheren Spannungspegel als an der "Bandpass Spule", da in meiner Schaltung die Spulen auch als Trafo verschalten sind, welcher "herauf transformiert" (Weniger Strom, dafür mehr Spannung).

Schaltplan und eine kurze Besprechung von selbrigem

   

Die Schaltung ist relativ einfach aufgebaut. Wir haben 2 Pierce Oszillatoren, die sich um die Transistoren "T1" und "T2" einfinden. Auffällig ist der fehlende Kondensator von Basis nach Masse, welcher in der Pierce Oszillatorschaltung idr. zu finden ist. Der verwendete Transistortyp "BC547" hat jedoch genug Basis-Emitter Kapazität (intern) sodass der Oszillator auch ohne diesen Kondensator stabil schwingt. Die Oszillatorsignale werden über je 56pF an die Basis des Mischertransistors "T3, S9014" weitergeleitet. Dieser arbeitet in Kollektorschaltung, sein Arbeitspunkt wird durch den 750R / 1k Widerstand definiert. Da der Sender für 1,1...1,7V entwickelt wurde, wird zur AM Modulation die NF Wechselspannung über eine R-C Kombi am Emitter des Transistors eingespeißt. In der Praxis reicht das aus, um auch bei "leiseren Tonquellen" eine gute Modulation zu erreichen. Die Spule "L1" bildet zusammen mit "Cx" den Bandpass, welcher im Kollektor des Mischertransistors "T3" liegt. "L2" koppelt das Signal induktiv aus, und stellt es an den Anschlüssen "L/M" bereit, sofern ein Radio am Modulator angeschlossen werden soll. Soll die Kurzwellen Modulator Funktion verwendet werden, wird das Signal am Kollektor von "T3" ausgekoppelt. Hier findet sich ein "Sicherheitskondensator", mit einer Prüfspannung von > / =1kV, und einer Kapazität von 100pF. 

Die Gesamte Schaltung wurde so designed, dass sie eine Stromaufnahme von < / = 10mW (1,4V 5mA Durchschnitt) besitzt. Dadurch wird nicht nur die Batterie geschont, auch die Sendeleistung ist wirklich sehr klein, wodurch es keine Probleme mit den Behörden bezüglich "unerlaubter Aussendungen" geben dürfte. Überhaupt ist das induktive Aussenden erlaubt, dazu hatte ich aber, wenn ich mich richtig erinnere, an anderen Stellen im Forum schon einiges geschrieben.

Hier findet sich ein Video, das den Modulator in Aktion zeigt https://www.youtube.com/watch?v=eIPT6R-F...e=youtu.be

Zusätzliches, Kommentar

Die Modulator Schaltung ist relativ einfach, sowohl als Schaltung selbst, als auch für den Nachbau. Sie ist nicht vergleichbar mit einer "aufwendigen" Schaltung. Zwar funktioniert das Mischerprinzip... aber um ein wirklich sauberes Signal zu bekommen, müsste man mehrere "Bandpässe" einbauen, mehrere Stufen, und immer wieder die "ungewollten" Frequenzen ab
blocken, die gewünschte herausfiltern... ähnlich wurde es ja z.B. in drahtlosen Mikrofonen gemacht, welcher Quarzbestückt waren, und auf ca. 37MHz arbeiteten... vor vielen vielen Jahren.

Der Modulator funktioniert aber, und liefert einen guten Klang. Auch die Filterung des gewünschten Signals funktioniert in der Praxis zumindest "genügend gut", dass es nicht zu Störungen von Funkfrequenzen kommt.

Über einen Nachbau des Modulators würde ich mich freuen.

Als ich die Platine erstellt habe, habe ich weitere erstellt. Wer also so eine Modulator Platine haben möchte, mit ein paar Quarzen für 1 Frequenz je Band, der kann mich anschreiben. Ich würde so eine Platine als Bausatz herausgeben, Gesamtkosten gerade mal 10€ für alles -- auch den Versand. Die Platine ist im nu aufgebaut, und ich gebe gleich eine gute Anleitung mit. Die Platinen sind handgefertigt, aber brauchbar ordentlich. Ich habe 5 Stück aktuell abzugeben.

Ansonsten bedanke ich mich, für die Person, die sich die Zeit nahm, das alles durch zu lesen.

Danke,

Stefan02  Smiley53
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