Bauanleitung für einen Superhetempfänger
mit MW und KW
Grundlagen
Eine Leistungssteigerung ist mit dem Geradeausprinzip nur durch die Anwendung von mindestens drei abgestimmten Kreisen
möglich. Probleme dabei: 3-fach-Drehko (oder noch mehr), Schwingneigung in den Stufen ist schwer zu beherrschen.
Deshalb: der Superhetempfänger
Die Funktionsweise des Superhets:
Von der Antenne gelangt das Eingangssignal in den Eingangsschwingkreis (Vorkreis) und wird dort ausgesiebt (im Beispiel 600
kHz) und an den Mischer weitergeleitet. Gleichzeitig hat der Super einen Oszillator, der eine Hilfsspannung mit einer
Frequenz von 1068 kHz (in diesem Beispiel) erzeugt. Dieses Signal gelangt ebenfalls an den Mischer. Beide Frequenzen werden
gemischt.
Es entstehen zwei Mischprodukte:
1068 kHz - 600 kHz = 468 kHz
und
1068 kHz + 600 kHz = 1668 kHz
Da an den Ausgang des Mischers ein Schwingkreis mit einer Frequenz von 468 kHz geschaltet ist, wird das Mischprodukt von
1668 kHz unterdrückt.
Bei anderen Frequenzen funktioniert das genauso:
978 kHz - 510 kHz = 468 kHz
oder
2088 kHz - 1620 kHz = 468 kHz
oder
6,368 MHz - 5,9 MHz = 468 kHz
Es muß natürlich immer ein möglichst guter Gleichlauf zwischen Oszillator- und Eingangskreis gegeben sein.
Das am Ausgang des Mischers ausgefilterte ZF-Signal (Zwischenfrequenz) wird dann in einem HF-Verstärker, der auf die ZF
abgestimmt ist, verstärkt. Je mehr Kreise und Stufen, um so besser die Trennschärfe und Empfindlichkeit des
Empfängers.
Das verstärkte HF-Signal wird gleichgerichtet, die daraus entstehende NF verstärkt und dem Lautsprecher
zugeführt.
Oftmals wird aus der verstärkten HF noch zusätzlich eine Gleichspannung gewonnen, die proportional zur Stärke
des empfangenen Senders ist. Diese Gleichspannung wird dann zur Verstärkungsregelung der HF-Stufen benutzt. Das
Ergebnis: alle Sender sind in etwa gleich laut zu empfangen.
Ein weiterer Vorteil des Supers, der oft übersehen wird, soll noch genannt werden:
Die Schwingkreisgüte im KW-Bereich bei z.B. 10 MHz ist wesentlich geringer als bei 468 kHz, so daß ein
Geradeausempfänger mit drei Kreisen nie die Trennschärfe eines Supers mit zwei ZF-Kreisen (und einem Eingangskreis,
der noch nicht mal eine überragende Güte braucht) haben wird.
Schaltungsbeschreibung
Aufgrund der großen Datenmenge des Schaltbildes habe
ich es hier, mit Rücksicht auf die Ladezeit, sehr stark verkleinert und komprimiert dargestellt. Mit einem Mausklick
kann man es sich in der Originalgröße (100,498 kByte) anzeigen lassen.
Von der Antenne gelangt das Eingangssignal über eine Antennenspule an den Vorkreis. Ein Schalter schaltet zwischen
MW und KW um. Die Trimmer C2, C3 dienen zum Abgleich am oberen Bandende. Über den Kondensator C5 gelangt das selektierte
Signal an das 1. Gitter der Mischröhre ECH 81. Gleichzeitig erzeugt das Triodensystem der ECH 81, welches als Oszillator
geschaltet ist, die benötigte Hilfsspannung, welche an das 3. Gitter der ECH 81 gelegt wird. Auch hier schaltet der
Schalter zwei Oszillatorspulen um (MW und KW). Die Trimmer C12 und C13 dienen zum Abgleich am oberen Bandende.
Der Kondensator C 11 ist der Verkürzungskondensator für den MW-Bereich, da der Oszillatorkreis nur im
Verhältnis von etwas über 2 : 1 verändert wird, der Eingangskreis aber im Verhältnis 3 : 1 abgestimmt
wird.
Im Anodenkreis der ECH 81 liegt das ZF-Filter, welches auf eine Frequenz um 460 kHz abgestimmt ist (nicht so kritisch).
Der zweite Kreis des ZF-Filters ist über den Kondensator C 16 an das Steuergitter der ZF-Röhre EF 183 angeschlossen.
Diese Röhre ist eine sehr steile regelbare Spanngitterröhre, welche früher im Fernseher als ZF bei 36 MHz
eingesetzt war. Sie eignet sich sehr gut für diese Schaltung , da sie auch bei der geringen Betriebsspannung von 70 V
in dieser Schaltung befriedigend arbeitet.
An der Anode der EF 183 liegt nicht, wie sonst üblich, ein weiterer ZF-Kreis, sondern ein Anodenwiderstand (R 6). Durch
diese Schaltung ist es möglich, das ZF-Filter ohne Abschirmung zu betreiben, weil es in Gitter- und Anodenkreis keine
Schwingkreise gleicher Frequenz gibt. Schwingneigung tritt also nicht auf. An diesemWiderstand fällt die verstärkte
HF ab und gelangt uber einen Koppelkondensator C 17 an den Kaskadengleichrichter D1, D2.
Dieser arbeitet direkt auf das Lautstärkepotie R 10 welches zur Unterdrückung von NF-Schwingneigung mit 220 pF
überbrückt ist.
Gleichzeitig wird über einen Widerstand R9 (470 kOhm) an einem Kondensator von 0,1 µF (C 19) eine negative
Gleichspannung gewonnen, welche proportional zur Senderstärke ist. Diese Spannung wird dem Steuergitter der ECH 81 und
der EF 183 zugeführt und regelt damit die Verstärkung des Empfängers.
Als NF-Verstärker fungiert die Röhre EF 184, welche der 183 ähnlich ist, aber nicht regelbar ist und eine
etwas höhere Steilheit besitzt. Sie arbeitet auf einen Ausgangsübertrager mit 6 kOhm zu 5 Ohm.
Das Netzteil besteht aus dem Trafo 220 V / 2 x 6 V und 1 x 12 V.
Die beiden 6 V-Wicklungen und die 12 V-Wicklung sind in Reihe geschaltet, ergibt 24 V.
Die Heizungen der Röhren sind an die 6 V-Wicklungen angeschlossen.
Die 24 V werden über eine Kaskade gleichgerichtet und es entsteht die Betriebsspannung von ca. 70 V.
Es ist auch möglich, einen Trafo 2x 6V zu verwenden, die Betriebsspannung muß dann über eine Vervierfachung gewonnen werden.
3. Aufbau
- So könnte der Aufbau in etwa aussehen.
4. Spulen
Für die Herstellung der ZF-Spulen und der MW-Oszillator- und Vorkreisspule wurde der Ferritstab von Conrad-Electronic
verwendet. Die Spule wird durch Hin- und Herschieben auf dem Ferritstab abgestimmt.
Dieser Ferritstab hat den AL-Wert 0,039 µH / Wdg (ausgemessen). Der Stab wird in einer Hülle aus irgend einem Plastik
geliefert. Diese besteht aus zwei Teilen, welche sich zusammenschieben und auseinanderziehen lassen, daraus lassen sich
hervorragend für den KW-Bereich geeignete abstimmbare Luftspulen anfertigen.
Das dickere Teil (14mm Durchmesser) muß auf eine Länge von 38 mm zurechtgeschnitten werden, dies geht mit einer
Schere ganz gut. Dann läßt sich das dünnere Teil im dickeren leicht hin und herbewegen (also gut abstimmen).
ZF-Filter:
Mit diesen Angaben sollten sich die Spulen herstellen lassen. Zweilagig bedeutet, die 82 Windungen werden in zwei Lagen zu
je 42 (untere) bzw. 40 Windungen (obere Lage )gewickelt.
Eingangsspulensatz:
Der genaue Abstand der Spulen zueinander ist nicht kritisch, sollte aber nicht wesentlich kleiner als in der Zeichnung sein.
Damit müßte auch der Eingangsspulensatz ohne Schwierigkeiten herstellbar sein.
Wenn nun alles gut aufgebaut und verdrahtet ist, kann die Inbetriebnahme und der Abgleich des Radios erfolgen.
Wer einen Meßsender hat, wird wissen, wie der Abgleich vor sich geht. - Deshalb hier der Abgleich ohne
Meßsender:
R4 (22 kOhm) vom Plus abtrennen,
Antenne (irgend einen Draht) an das Steuergitter der ECH 81 hängen,
die beiden ZF-Spulen auf maximale Geräusche (können auch Funkzeichen sein) abstimmen.
(Die beiden ZF-Spulen beeinflussen sich in geringem Maße gegenseitig.)
Wenn nichts zu hören ist, nachschaun, ob der Stecker drin ist...
Brummtest am Lautstärkepotie durchführen,- wenn Brumm vorhanden, dann Antenne an das Steuergitter der EF 183
anschließen. Es muß irgend was zu hören sein (mehrere Sender durcheinander).
Wenn soweit alles in Ordnung ist, R 4 wieder an den Plus anschließen und das Radio auf den MW-Bereich schalten.
Gut ist jetzt ein zweites Radio zum Vergleich der Bereichsober- und Untergrenzen.
Antenne anschließen, Drehko durchdrehen.
Es muß etwas zu hören sein. Wenn nicht, Rückkopplungswicklung umpolen, dann wird’s gehen.
Die untere Bereichsgrenze wird mit der Oszillatorspule (obere verschiebbare Wicklung) L 4 eingestellt, die obere
Bereichsgrenze mit dem dazugehörigen Trimmkondensator (C 13).
Wenn der Bereich stimmt, kann jetzt der Vorkreis abgestimmt werden unterer Bereich bei 600 kHz mit der Spule L 2, oberer
Bereich mit dem Trimmer C 3. (Natürlich nur am Abend)
In der Praxis erfolgt die Abstimmung von Vor- und Oszillatorkreis teilweise gleichzeitig, das heißt, um einen schwachen
Sender um 550 Khz zu hören (Einstellung der Bereichsuntergrenze) muß naturlich auch der Vorkreis nachgestimmt
werden. Im KW Bereich ist der Abgleich nicht anders, nur das die Bereichsuntergrenze bei ca. 5,7 MHz und die Obergrenze bei
ca. 14 MHz liegt. Danach R7 bei schwachem Sender auf saubersten Empfang abgleichen.
Ein paar Spannungswerte als Anhaltspunkt zur Fehlersuche:
Anode ECH 81: 68 V (Multimeter mit 100 kOhm Vorwiderstand)
Schirmgitter ECH 81: 58 V
Anode Triode ECH 81: 34 V(Multimeter mit 100 kOhm Vorwiderstand)
Anode EF 183: 14 V/42 V (Multimeter mit 100 kOhm Vorwiderstand)
Schirmgitter EF 183: 15 V/44 V
An C 19: -0,3 V bei schwachem Sender, -6 V bei starkem Sender
Anodenstrom der EF 184: ca. 14 mA
Empfangsbereiche des Radios: MW 510-1620 kHz, KW 49m -25m
Zum Schluß noch ein paar Formeln zur Berechnung der Spulen mit anderen Drehkos oder anderen Ferriten oder anderen
Frequenzen:
Damit lassen sich für alle möglichen Frequenzen die Induktivitäten berechnen.
Windungszahlen:
L in µH; AL in µH
Damit lassen sich bei bekanntem AL-Wert eines Kernes die Windungszahlen berechnen.
Man wickle eine bestimmte Anzahl Windungen auf einen Kern, messe die Induktivität aus (z.B. auf der Arbeit, wer hat
schon ein LCR-Meter zu Hause) und kann sich daraus den AL-Wert errechnen.
Daraus kann man sich die Induktivität von Luftspulen berechnen.
L in µH; D - Spulendurchmesser in cm; l - Länge der Wicklung in cm; w - Anzahl der Windungen.
Viel Spaß beim Nachbauen!
Heute erhielt ich mit der Post den oben beschrieben Empfänger, Uwe Thomas hatte ein Modell
für mich aufgebaut - ich bat ihn darum. Und ich bat Uwe auch noch, den Empfänger für mich in offener Brettbauweise
aufzubauen damit ich gut erkennbare Fotos davon machen kann für diese Seite - aber auch damit ich die einzelnen
Bauteile mit ihren Funktionen leichter erkennen und auch verstehen kann. - Ich habe keine Ahnung vom Bau und Funktion eines
Superhets, wie ich bereits öfter bemerkt hatte auf meinen Seiten.
Zu den Funktionen kann ich nur all das bestätigen was Uwe in seinem Artikel bereits schrieb. Hervorragende
Trennschärfe, hervorragender Schwundausgleich, hervoragende Empfindlichkeit! Ich bin sehr überrascht wie man mit
doch solch einfachen Mitteln einen solch guten Empfänger bauen kann. Selbst die Lautstärke, an einem ganz normalen
Lautsprecher (aus einer alten defekten Philetta stammend) angeschlossen, ist mehr als ausreichend, war eine große
Überraschung für mich.
Hier nun die Fotos des fertigen Aufbaus.
Vom Uwe bekam ich, auf mein Bitten hin, eine hierfür passende HF-Verstärkerstufenschaltung :
Ein Besucher meiner Homepage, Hans-Peter Engel, baute sich diesen Empfänger nach. Hans-Peter schrieb
mir dazu nun folgendes:
Der Super von Uwe Thomas macht seinem Namen wahrhaftig alle Ehre. Als Wieder-Einsteiger beim Radiobasteln wollte ich mich
eigentlich nicht über einen einfachen Geradeaus-Empfänger hinauswagen, - bis ich Uwe's Schaltung mit der tollen
Anleitung sah. Also ran an den Feind, - immer noch mit viel Skepsis. Und dann? Nach der Fertigstellung hatte ich erst einmal
nur Brummen - bis ich merkte, dass die Dioden verkehrt herum saßen. Danach war ich aber hin und weg.
Ich gebe zerknirscht zu, dass ich hinter Jogis Lobeshymne etwas Übertreibung vermutet hatte, aber ich kann nur
bestätigen: Empfindlich, trennscharf und dabei mit einer Klasse-NF-Leistung. Hätte ich nicht für möglich
gehalten, vor allem bei meinen kleinen 2 x 15 V-Trafo (ergibt 80 V Anodenspannung unter Last).
Auch der Abgleich (ohne jegliche Spezialgeräte) war nach Uwe's Fahrplan kein Problem.
