UKW Stereo-Dekoder
- ein Gemeinschaftsprojekt von Kurt Schenk und Ernst Rößler


Wie auf der Hauptseite bereits erwähnte, hat Kurt Schenk die Spulen für den Dekoder entwickelt und perfektioniert; man kann diese über die Fa. Gerd Reinhöfer, www.roehrentechnik.de bestellen.
(Eine Dekoder-Version mit Röhre (1 x ECC81), auch von Ernst Rößler entwickelt (ebenfalls mit Spulen von Kurt Schenk) folgt später. Bilder davon sieht man bereits in den Fotos zum Röhrenbude-Stammtischtreff v. April 2007)

Es folgen die Fotos der inzwischen endgültigen, fertigen Dekoderversion, mit der von Sven hergestellten Platine (Mailadresse von Sven: platinen@gmx.net) :






- Zu der Platine ist unten ein weiteres Bild eingefügt worden, es muß eine zusätzliche Drahtbrücke eingebaut werden, was erst jetzt (leider) auffiel !

Es folgt das Schaltbild, Bestückungsplan und das Layout des Dekoders.

Dekoder-Schaltbild
(Mit der Maustaste das Schaltbild anklicken, es wird dann in voller Auflösung dargestellt.)

Dekoder-Platinenlayout
(Mit der Maustaste das Platinenlayout anklicken, er wird dann in voller Auflösung dargestellt.)

Dekoder-Bestückungsplan
(Mit der Maustaste den Bestückungsplan anklicken, er wird dann in voller Auflösung dargestellt.)

Es folgt das Layout der Platine als Postscript-Datei : Dekoder_Layout.PS


Es folgt die Beschreibung mit Abgleichanleitung, entworfen von Ernst Rößler:

Der Stereo-Dekoder zum UKW-Projekt

Die ersten Versuche zur Dekodierung eines MPX-Signals machte ich vor einigen Monaten, als ich das Glück hatte, von Kurt Schenk einen kommerziellen Loewe-Dekoder Typ 52941 zu bekommen. Dieser war ungebraucht und angeblich werksabgeglichen und wurde an die inzwischen fertiggestellte ZF-Baugruppe angeschlossen.
Leider war der zunächst erreichte Erfolg eher bescheiden, da bei der ersten Inbetriebnahme außer einem verdächtigen Rauschen und Kratzen nichts zu hören war. - Die Ursache für den Totalausfall war bald gefunden: Da sich der ursprünglich auf der Lötseite der Platine aufgeklebte Schaumstoff zur Isolierung gegen das Abschirmgehäuse im Laufe vieler Jahre aufgelöst hatte, wurde dieser von Kurt durch ein neues Stück Schaumstoff ersetzt. Leider handelte es sich bei dem verwendeten Material um einen Schaumstoff, wie er zur Lagerung und zum Versand von ICís verwendet wird und dieses war elektrisch leitend...
(Diese kleine Episode wurde von Kurt Schenk ausdrücklich zur Veröffentlichung freigegeben! J )
Ohne Abschirmbecher und ohne Schaumstoff wurde das Experiment wiederholt, und nun war tatsächlich ein dekodiertes Stereo-Signal hörbar, allerdings in mäßiger Audio-Qualität und mit einer Kanaltrennung, die sehr zu wünschen übrig ließ. Die Ursache hierfür konnte nach einiger Zeit dank der vorhandenen Schaltungsunterlagen gefunden werden. Es handelte sich um einen werksseitigen Bestückungsfehler auf der Platine! Erstaunlich, daß dieser bei der Endkontrolle nicht entdeckt wurde.
Nachdem ein Widerstand getauscht war, arbeitete der Dekoder schon sehr ordentlich. Durch einen Neuabgleich konnte die Kanaltrennung nochmals wesentlich verbessert werden. Jetzt war das Ergebnis sehr zufriedenstellend.
Da diese Dekoder heute kaum noch zu bekommen sind, entschloß ich mich zu einem Nachbau.
Ich habe mich gerade für diesen Loewe-Dekoder entschieden, weil er
  • mit 200V Gleichspannung betrieben wird und somit über einen Vorwiderstand von der auf der ZF-Platine vorhandenen Anodenspannung mitversorgt werden kann
  • eine automatische Mono-Stereo-Umschaltung mit einstellbarer Empfindlichkeit besitzt
  • über eine ausgezeichnete Audio-Qualität verfügt
  • die Stereo-Anzeige der EMM803 direkt ansteuern kann
  • Ein Problem war zunächst die Beschaffung der erforderlichen Induktivitäten. Hier fand ich in Kurt Schenk einen perfekten "Problemlöser", da er mir die benötigten Spulen mit Hilfe von Schalenkernen in ausgezeichneter Qualität herstellte. Alle anderen verwendeten Bauteile sind problemlos im einschlägigen Elektronik-Fachhandel erhältlich.

    Schaltungsbeschreibung:

    Das Eingangssignal gelangt über eine RC-Kombination auf die Basis von T1, in dessen Emitterzweig sich ein auf 19 kHz (Pilottonfrequenz) abgestimmtes Filter befindet. Hier wird der Pilotton aus dem Eingangssignal abgetrennt und T2 zur weiteren Verstärkung zugeführt.
    Das anschließende Filter ist ebenfalls auf 19 kHz resonant. Durch die beiden folgenden Dioden D1 und D2 findet eine Frequenzverdopplung statt. So wird der Hilfsträger von 38 kHz erzeugt, der zur Dekodierung erforderlich ist. Dieser wird in T3 auf den erforderlichen Pegel gebracht und über L3/L4 einer Diodenmatrix (Ringmischer) zugeführt, welche das MPX-Signal in die beiden Stereoinformationen trennt.
    Die Schaltung besitzt eine automatische Mono-Stereo-Umschaltung. Der Schwellwert für die Umschaltung wird über das Poti P2 eingestellt, mit dem die Dioden D1-D4 unterschiedlich stark vorgespannt werden können.
    Die beiden Dioden D3/D4 erzeugen bei Anliegen des Hilfsträgers an L3 eine negative Spannung, welche zur Stereoanzeige an der EMM803 genutzt wird.
    Mit Hilfe von C4 und P1 kann eine einstellbare Phasenverschiebung des Pilottonsignals erzeugt werden, die zum abschließenden Abgleich der maximalen Kanaltrennung erforderlich ist.
    Die beiden Kondensatoren C15/16 im Ringmischer dienen zur Gleichspannungstrennung, da die Dioden D5-D8 über die Kollektorspannung von T1 vorgespannt sein müssen. Nur so ist eine einwandfreie Mono-Wiedergabe möglich. Die Mono-Stereo-Umschaltung erfolgt ohne Pegelsprung. Im Anschluß an die Dekodierung wird durch R22/23 und C19/20 die Deemphasis für die beiden Stereokanäle durchgeführt.
    Der Zweck und die Funktion der 3 Parallel-Cís "Cp" an den Induktivitäten wird an anderer Stelle noch näher erläutert.

    Aufbauhinweise:

    Die Verbindung vom Dekoder zum ZF-Modul wird unter Verwendung von D-Sub-Steckverbindern bewerkstelligt. Für die Dekoderplatine wird die 9-polige Ausführung eines gewinkelten Steckers für Platinenmontage benötigt, eine gerade Ausführung als Buchse befindet sich auf der ZF-Platine.
    Die Induktivitäten sind in Schalenkernbauweise ausgeführt. Es ist dringend anzuraten, diese Bauteile sehr vorsichtig zu behandeln, da die Füße der Spulenkörper, an denen die Lötpins angebracht sind, aus extrem spröden Keramikmaterial gefertigt sind. Bitte die Bohrungen auf der Platine nicht zu knapp bemessen und punktgenau bohren, sonst ist beim Einbau schon bei kleinster mechanischer Belastung der erste "Beinbruch" vorprogrammiert! Wennís doch mal passiert, mit UHU-plus endfest 300 lassen sich Beinbrüche sehr gut reparieren, wenn das Drahtende nicht vom Lötpin abgerissen ist.

    Für die frequenzbestimmenden Kondensatoren (Parallel-Cís zu den Spulen) dürfen keine Vielschicht-Keramikkondensatoren eingesetzt werden. Der Temperatur-Koeffizient dieser Bauteile ist derart hoch, daß durch Temperaturschwankungen, wie sie besonders bei der ZF-Platine mit Endstufe auftreten, die Kreise sich derart verstimmen, daß kein Stereo-Empfang mehr möglich ist. Empfehlenswert und erfolgreich getestet sind an dieser Stelle Kondensatoren vom Typ Wima FKC-2 oder FKS-2 (RM 5mm, z. B. Reichelt Katalog S. 390).

    Die Transistoren T1-3 sind so einzulöten, daß die Position der auf dem Bestückungsplan gezeichneten Gehäuseform entspricht. Hierzu wird der mittige Basisanschluß etwas zur abgeflachten Seite des Gehäuses gebogen.
    Sechs der acht Dioden werden stehend eingelötet, die Kathode immer nach unten zur Platine hin und die Position so wie auf dem Bestückungsplan eingezeichnet. Die restlichen 2 sind liegend montiert, die Position der Kathode ist im Bestückungsplan angegeben.
    Bei den Elkos verwendet man sinnvollerweise 100V Typen. Diese sind heute in der benötigten kleinen Bauform problemlos erhältlich. Sie bieten einen mehr als ausreichenden Sicherheitsabstand zu den tatsächlich auftretenden Spannungen.

    An dieser Stelle noch ein weiterer wichtiger Hinweis zu den Spulen: Die verwendeten Schalenkerne besitzen einen hohen AL-Wert, der es erlaubt, die benötigte Induktivität mit einer vergleichsweise geringen Anzahl von Windung zu erreichen. Ein Nachteil dieser Bauform ist aber, dass sich die Induktivität der Spule durch den vorhandenen Abgleichkern nur in recht engen Grenzen variieren lässt. Dies hat zur Folge, daß sich die Resonanz des Kreises durch unvermeidbare Toleranzen von Spule und Parallel-C nicht immer mit dem im Schaltplan angegebenen Kapazitätswert (3,3 nF) erreichen läßt. Aus diesem Grund ist auf der Platine an jeder Spule noch ein zweiter, optionaler Kondensator (Cp) vorgesehen, dessen Kapazitätswert im Verlauf des Abgleichvorgangs ermittelt wird.

    Beim Einbau der Spulen L1 und L2 bitte unbedingt darauf achten, daß die Bezeichnung der Anschlüsse (auf der Unterseite der Spulenkörper neben den Lötpins) entsprechend der Anschlussnummern im Bestückungsplan eingesetzt werden! Bei L3/L4 sind die beiden Wicklungen identisch, hier ist die Einbaurichtung ohne Belang.
    Die beiden Trimmpotis auf der Platine sind vom Typ Piher PT6-S (Reichelt Katalog S. 380)
    Die drei Kondensatoren "Cp" werden noch nicht bestückt. Stattdessen lötet man an deren Lötaugen jeweils ca. 3 cm lange frei endende Drahtstücke ein (z. B. abgeschnittene Widerstandsdrähte), an denen man während des Abgleichs (wird im folgenden noch näher beschrieben) testweise Folienkondensatoren anlöten oder mittels Experimentierkabel anklemmen kann.
    Wenn der Dekoder an einem ZF-Modul mit integrierter NF-Endstufe benutzt werden soll, so kann man sicher auch über eine Verlagerung des Dekoders z. B. unter die Chassisplatte nachdenken, um ihn vor der nicht unerheblichen Strahlungswärme der beiden ECL86 zu schützen. In diesem Fall wäre eine Verbindung des Dekoders zur ZF-Platine mittels eines Kabelbaumes sinnvoll, wobei die MPX- und Tonleitungen abgeschirmt ausgeführt werden müssen.

    Nach vollständiger Bestückung der Platine sollten die Bauteilwerte und -positionen nochmals sorgfältigst mit dem Bestückungsplan verglichen werden. Nach erfolgtem Abgleich, wenn also eventuelle zusätzliche Kreiskapazitäten schon eingelötet sind, wird die Leiterbahnseite von Lötrückständen befreit und mit einem Schutzlack (z. B. Teslanol Uniplast) besprüht.

    Vorbereitungen zum Abgleich:

    Es wird eine Abgleich-Hilfsvorrichtung nach folgender Zeichnung hergestellt:


    An die auf der Lötseite der Dekoderplatine befindlichen Meßpunkte (Quadratische Kupferflächen) lötet man kleine Drahtbügel auf, an denen man die Kontaktfeder der Oszi-Prüfspitze anklemmen kann.

    Achtung!!!
    Während des Abgleichvorganges wird die Dekoderplatine von der ZF-Platine mit 200V Gleichspannung versorgt. Aus diesem Grund sind beim Abgleich entsprechende Vorsichtsmaßnahmen unerläßlich! Manipulationen am Dekoder sind immer in stromlosem Zustand durchzuführen!


    Abgleich:

    Ein perfekter Abgleich auf maximale Kanaltrennung ist bei einem Stereo-Dekoder nur mit geeigneten Meßmitteln möglich. Hierzu gehört auch ein Stereo-Coder, welcher ein perfektes Multiplex-Signal mit Pilotton zur Verfügung stellt. Da es sich bei diesem Gerät nicht gerade um ein haushaltsübliches Teil handelt, kann man nicht davon ausgehen, dass es überall zum Abgleich des Dekoders zur Verfügung steht. Allerdings kann man mit Hilfe eines Sinusgenerators und eines Oszilloskopes einen Grundabgleich durchführen, der in der Regel eine zumindestens ausreichende Funktion gewährleistet. Dieser Grundabgleich beschränkt sich auf den Abgleich der Filter auf ihre Sollfrequenzen und den Einsatzpunkt der Mono-Stereo Umschaltung.
    1.) Dekoder in die SUB-D9 Buchse der Abgleichhilfe einstecken und den SUB-D9-Stecker in die Buchse auf ZF-Patine..
    Sinusgenerator mit der Chynch-Buchse verbinden und die Frequenz des Generators bei mittlerem Pegel so genau wie möglich auf 19 kHz einstellen. Das 19 kHz Signal muß jetzt auf am Meßpunkt 1 der Dekoder-Platine mit den Oszilloskop nachweisbar sein. Trimmpoti P2 vom Platinenrand aus gesehen auf Rechtsanschlag stellen.
    P1 wird, von Platinenmitte aus gesehen, kurz vor den linken Anschlag eingestellt.

    Bei allen folgenden Messungen das Ausgangssignal des Sinusgenerators soweit reduzieren, dass keine Verzerrungen oder Begrenzungen am Sinus entstehen!

    2.) Oszi-Tastkopf an Messpunkt 2 anklemmen und Stromversorgung einschalten. Das 19 kHz Signal durch Drehen des Kerns von L1 auf Maximum einstellen. Wenn kein Maximum auftritt, Spannung abschalten und einen Kondensator von 220 pF an die vorbereiteten Drähte nahe L1 anklemmen. Abgleich solange wiederholen und dabei, wenn erforderlich, "Cp" im Wert verändern, bis mit dem angeklemmten Kondensator ein deutliches Maximum möglichst im mittleren Einstellbereich des Kernes zu beobachten ist. Den ermittelten "Cp" anstelle der Drahtenden auf die Platine einlöten.

    3.) Oszi-Tastkopf an Messpunkt 3 anklemmen, L2 nach dem gleichem Verfahren auf Maximum abgleichen und den ermittelten "Cp" einlöten.

    4.) Oszi-Tastkopf an Messpunkt 4 anklemmen, L3/4 in gleicher Weise abgleichen und den ermittelten "Cp" einlöten. Hier sollte jetzt ein Pegel von mindestens 20 Vss anstehen.
    Damit ist der Vorabgleich der Filter beendet. Nun kann man den Dekoder direkt in die auf der ZF-Platine vorhandene Buchse einstecken. Beim Empfang eines Senders mit Stereo-Signal muß die EMM803 im unteren Anzeigefeld aufleuchten. Die Empfindlichkeit der automatischen Mono-Stereo-Umschaltung lässt sich mit P2 in weiten Grenzen einstellen.

    Die optimale Kanaltrennung ist jetzt allerdings noch nicht erreicht. Hierzu benötigt man, wie schon erwähnt, einen Stereo-Coder. Wer im Besitz eines solchen Gerätes ist, kann sich an die Abgleichanweisung des Loewe-Dekoders 52941 halten, die unter folgendem Link zu finden ist: Loewe Opta Dekoder 52941.pdf (ca. 10 MByte)

    Gruss, Ernst Rößler

    Das folgende Foto zeigt die von Sven inzwischen fertiggestellte Platine. Sie kann über ihn bezogen werden; seine Mailadresse ist auf dieser und der Hauptseite, jeweils oben, angegeben:


    Hier das Foto mit der oben anbemerkten zusätzlichen Drahtbrücke und einer Beschreibung dazu:


    Leider hatte sich bei der abschließenden Bearbeitung des Layouts zur Decoder-Platine ein Fehler eingeschlichen. Die beiden 390k Widerstände an der Diodenmatrix (D5-D8) liegen nicht an Masse, da sie an einer "Masseinsel" enden.
    Es muß nach der vollständigen Bestückung der Platine noch eine Brücke, wie auf demBild gezeigt, auf der Lötseite ergänzt werden, damit diese Masseinsel mit der Gesamtmasse verbunden wird und der Decoder einwandfrei arbeitet.

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    Im Forum sind Fragen nach dem Dekoder aufgetaucht: Welche Amplitude des MPX-Signals braucht der Dekoder am Eingang (min/max)?
    Wie belastbar ist der Stereoindikatorausgang und welche Spannungen liegen da an?
    Wieviel Strom zieht der Dekoder?
    Ernst schrieb dazu die folgenden Angaben, die auch für andere von Interesse sein könnten:

    Die Empfindlichkeit ist von der Stellung des Potis P2 abhängig. Wird dieses auf maximale Empfindlichkeit der Mono-Stereo Umschaltung eingestellt (Rechtsanschlag), dann reichen 0,2 - 0,3 Vss zur Stereo-Umschaltung. Bei normalem Betrieb und Sendern mit guter Feldstärke hat das MPX-Signal einen Pegel von ca. 2 Vss.
    Der Stereoindikatorausgang ist relativ hochohmig und nur durch das 1M Einstellpoti belastet. Hier liegen Spannungen vom 0 bis ca. -7V an.
    Die Stromaufnahme des Dekoders beträgt 7,5 mA.


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    Hinweis !
    Wer das letzte Quentchen (Optimum) aus dem Dekoder herausholen möchte, der kann nachfolgend diesen Dekoder an die (etwas weiter unten) folgende Adresse, wo er seinen bereits funktionierenden (!!) Dekoder hinsenden kann und wo er dann für wenig Geld (!!) seinen Dekoder mit einem Stereo-Koder abgleichen lassen kann.

    Die Bedingungen werden die folgenden sein: 1. Es werden nur funktionierende Dekoder abgeglichen, es wird keine Fehlersuche gemacht!!
    2. Der Dekoder wird als Paket hin- und zurückgesandt, es wird kein Päckchenversand geben (die Post ist dabei zu unzuverlässig, nur bei einem Paket erhält man einen Beleg dass der Dekoder tatächlich aufgegeben wurde (wichtig bei Verlust!) und der Versand ist zudem auch versichert.
    3. Die noch abzuklärende Summe für die Arbeit plus Rückversand (7 Euro) muss sich bereits mit dem Dekoder im Paket befinden !!
    4. Es wird nur einmal pro Woche das/die Paket(e) zur Post gebracht, man kann nicht erwarten dass jeder Dekoder einzeln zur Post gebracht wird.
    Nur unter diesen Bedingungen wird der Dekoder auf Optimum abgeglichen.


    Die Adresse:

    Rainer Fredel
    Estermannstr. 124
    53117 Bonn
    Mail an Rainer Fredel

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    Wer sich den Dekoder-Abgleich ersparen will, kann das MPX-Signal auch mit Hilfe eines PLL-Chips decodieren.
    Es ist ein Stereo-Dekoder mit dem MC1310, welcher auch die Stereo-Anzeige der EMM803 ansteuern kann. Die -7 V lassen sich aus der Heizspannung generieren, die 12V Betriebsspannung muß man einem gesonderten Netzteil entnehmen (12 V/25 mA sind hierfür erforderlich).


    Die im folgenden beschriebene Platine wird, genau wie der weiter oben beschriebene Dekoder, in die SUB-9-Buchse der ZF-Platine eingesteckt.
    Zuvor muß aber der Vorwiderstand für die Betriebsspannung des Dekoders auf der ZF-Platine entfernt und die Betriebsspannung von 12V auf PIN 1 der SUB-9-Buchse geführt werden !




    Das Platinenlayout als PS-Datei: Dekoder_MC1310-EMM803.PS

    - Fotos der fertigen Platine werden noch nachgeliefert.

    Der Aufbau dieser Platine ist einfach und schnell durchgeführt. Einziger Hinweis zur Bestückung: Den 470pF Kondensator bitte eng tolerieren, da er frequenzbestimmend ist.

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    Eine weitere Version, ohne die Möglichkeit der Ansteuerbarkeit der EMM - dafür aber über eine LED als Anzeige, zeigt die folgende (ältere) Version:


    Auch diese Platine wird, genau wie der oben beschriebene Dekoder, in die SUB-9-Buchse der ZF-Platine eingesteckt.
    Zuvor muß, wie im vorhergehenden Fall, der Vorwiderstand für die Betriebsspannung des Dekoders auf der ZF-Platine entfernt und die Betriebsspannung von 12V auf PIN 1 der SUB-9-Buchse geführt werden !




    Das Platinenlayout als PS-Datei: Layout.PS

    Der Aufbau dieser Platine ist einfach und schnell durchgeführt. Einziger Hinweis zur Bestückung: Den 470pF Kondensator bitte eng tolerieren, da er frequenzbestimmend ist.

    Fotos der fertigen Platine dieses Dekoders:






    Der "Abgleich" wird folgendermaßen durchgeführt: Empfänger auf einen Sender mit Stereosignal und guter Feldstärke abstimmen. Das auf der Dekoderplatine befindliche Trimmpoti in die Mitte des Einstellbereiches drehen, bei dem die LED aufleuchtet. Das warís, hiermit ist der "Abgleich" beendet.

    Hier noch einige Daten zum MC1310, aus den Weiten des Internets : Betriebsspannung +Ub = 10 V bis 18 V,
    Verlustleistung 625 mW,
    Stereo-Anzeige Pin 6 max. 100 mA.
    Stromaufnahme 18 mA (ohne Stereo-Anzeige-LED)
    Pilotton-Pegel für Stereo-Anzeige "aus": < 7 mV, für Anzeige "an": > 15 mV
    Kanal-Trennung 40 dB, Klirrfaktor 0,3 %,
    Eingangswiderstand 20 kOhm,
    NF-Ausgangsspannung 485 mV.

    Gruß, Ernst Rößler

    Hinweis: Das hier verwendete IC hat die Bezeichnung MC1310 und ist identisch mit dem HA1156W.
    Sowohl die verwendete EMM803 als auch die IC HA1156W kann über eine von Ernst Rößler zu erfragende Bezugsquelle zu äusserst gü,nstigen Preisen bezogen werden. (Von der EMM sind jedoch nur noch etwas über 15 Stück vorhanden, zu einem Preis von unter 25 Euro, es ist NOS-Ware...!

    Die beiden folgenden Fotos zeigen eindrucksvoll, wie sauber der Transistordekoder im Vergleich zum IC-Dekoder arbeitet...:





    Es gab einige, die behaupteten der IC-Dekoder TDA1591 (es wurde mal im Forum über ihn diskutiert) wäre so viel besser als der Transistordekoder oder das IC MC1310.
    Rene (Kahlo) sandte mir das folgende Foto zu, welches eindrucksvoll zeigt dass auch das IC TDA1591 nicht an die Qualität des Transistor-Dekoders heranreicht...: