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Zitieren:The 2024 Alexanderson Day will take place on Sunday, June 30th. The program for the day is not confirmed yet, but we will make sure to fill the whole day with interesting activities for all visitors.
Gehe mal davon aus, das die Maschine zum 100-jährigen Geburtstag nicht stillstehen bleibt. Da heißt es : Der Empfänger muß betriebsklar sein ! Wer jetzt noch keinen hat, und sich wenig mit dem Thema beschäftigt hat, für den sollen hier beispielhaft meine "SAQ-Maschine" vorgestellt und Dinge beschrieben werden, die in dem einen oder anderem Punkt hilfreich sein könnten.
Allgemeines:
Der Empfang des historischen Maschinensenders von 1924 mit dem Rufzeichen "SAQ" in Schweden, Grimeton hat Kultstatus. https://alexander.n.se/en/
Im Netz finden sich viele Anleitungen zum Empfang
Mich selbst hält der Sender seit etwa 3 Jahren in seinem Bann, habe da Verschiedenes probiert, um den Empfang mit möglichst geringem Aufwand und trotzdem angelehnt an alte Schaltungstechnik zu realisieren.
PC-Lösungen sind wahrscheinlich die effizientesten, aber nicht so mein Ding.
Meist wird ein "up-converter" irgendeiner Art benutzt. Der macht aber nur dann Sinn, wenn der nachgeschaltete Empfänger eine sehr schmale Bandbreite mit steilen Flanken besitzt: Selbst bei einem 100 Hz-Quarzfilter beispielsweise sind die Zeichen ("Punkte" und "Striche") noch gut auseinanderzuhalten.
Zum Vergleich: Ein "schmaler" Amateurfunk-SSB-Empfänger hat eine Bandbreite von 2500 Hz, Und jetzt die harte Realität: Glücklicherweise "worst case"-Szenario, der auf 16,9 kHz sendet extrem selten.
Auf Kurzwelle kann man mit einem Rückkopplungs-Audionempfänger eine Station dadurch hörbar machen, dass man es leicht schwingen lässt. Wenn dann der SAQ-Sender Leistung abgibt ("getastet" wird") wird ein Schwebungston von meist 1000 Hz erzeugt (Es gab da historische Kopfhörer für Telegrafie, die diesen Bereich bevorzugt wiedergaben)
Nur: Auf Kurzwelle hat der Eingangskreis eine breite Resonanzkurve; Schwingt das Audion auf beispielsweise 9001 kHz um einen Telegrafie ("CW")-Sender auf 9000kHz zu empfangen, spielt die Verstimmung keine Rolle, da das Nutzsignal kaum leiser wird. Anders bei SAQ auf 17,2 kHz: Hier müsste man das Audion mit sehr stark angezogener Rückkopplung auf 16,2 kHz schwingen lassen, um die 1000 Hz zu hören. Es zeigte sich in zahlreichen Aufbauten, dass selbst bei Verwendung "schlechter" Ferritkern-Spulen das SAQ Signal auf etwa 1/8 reduziert wird.
Die "Entdämpfung" des Audion-Kreises findet also anders als bei KW weit außerhalb der gewünschten Empfangsfrequenz statt ! Es ergab sich daraus, dass man entweder das Audion genau auf die Empfangsfrequenz einstellt und die Schwebungen mit einem externen Oszillator erzeugt, oder auf die Selektion des Audions verzichtet und es nur zur Erzeugung des Überlagerungs-Tones verwendet.
Die Entdämpfung durch Rückkopplung hat auf 17,2kHz auch noch Nachteile: -Die starken Atmosphärischen Störungen in diesem Frequenzbereich erscheinen überproportional lauter -Die Schwingungen im Empfangskreis klingen nur langsam ab. die "Striche" und "Punkte" verschwimmen ineinander und sind nicht besser auseinanderzuhalten, als wenn ohne Rückkopplung gearbeitet wird. Daher entfällt sie hier ganz.
Die Art des Telegraphie-Empfanges mit (mechanischem) Hilfsoszillator wurde von R. Fessenden erfunden und "Heterodyne" genannt, es erlangte mit Erfindung der Verstärkerröhre große Bedeutung
Der hier vorgestellte Empfänger ist aber kein "Heterodyne"[1], sondern ein Direktmischer, in dem wie beim Radio die Eingangsspannung mit der Spannung des Oszillators an der gekrümmten Kennlinie eines Transistors gemischt wird.
Die Oszillatoramplitude ist dabei wesentlich größer als die Empfangsspannung. Wo sich im Radio die übliche unhörbare Zwischenfrequnez von 470 kHz bildet, wird hier ein hörbarer 1200 Hz-Ton erzeugt.
Dieser Ton kann NF-mäßig noch weiter gefiltert werden. Der Vorteil ist, dass sich Temperatur-Schwankungen nur wenig auf die Durchlaßkurve auswirken. Man kann sie also schmal halten, denn SAQ war in den vergangenen Jahren mindestens immer im Bereich +-20 Hz. - [1] Der Unterschied zwischen Überlagerung und Mischung ist an dieser Stelle von HB9 erläutert: https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...=400&page=6
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-Hallo, Am Anfang jeden Bastel-Projektes steht ja immer das Konzept. Es stellen sich die üblichen W-Fragen: Was will man erreichen? Wie kann man es erzielen ? Wo liegen die Probleme?
Die Antenne soll raus aus dem häuslichen Störnebel, da bietet sich ein externer Antennen-Verstärker an. Das Problem der Spannungsversorgung kann durch Fremdspeisung gelöst werden.
Der Empfänger soll klein und auch mobil sein, also ein Transistor-Gerät. Ein Pedelec-Akku steht hier zur Verfügung, es ergibt sich eine Versorgungsspannung von 36Volt (24V). Die Bedienung soll möglichst einfach sein. Im mobilen Betrieb sollen keine Frequenzeinstellungen notwendig werden, die Einstellun soll von Anfang an "sitzen". Ein Problem stellt die Veränderung der Eingangskreis-Frequenz durch unterschiedliche Leitungslängen und Antennen dar. Es wird daher nur ein abstimmbarer Eingangskreis eingebaut. Es wird ein eingebauter Quarz-Oszillator für die Hilfsoszillator-Frequenz verwendet. Spiegelfrequenz: Wie beim gewöhnlichen Superhet gibt es auch hier eine Spiegelfrequenz die sich ergibt, wenn man von der Hilfsoszillatorfrequenz die NF-Selektionsfrequenz abzieht. Die Hörfrequenz ist daher nicht zu tief gewählt und der vorhandene Quarz passte von dieser Seite betrachtet gut.
So ergab sich dann in etwa folgender Entwurf:
Bei den ersten Versuchen ergab der mit kleinem NF-Übertrager aufgebaute Selektionskreis eine scharfe Resonanz. Da aber der Maschinensender in der Frequenz etwas variiert und eine spitze Resonanzkurve erzeugt, entstand ein Bandfilter-Konzept. Das Problem der Temperaturabhängigkeit, dass auf 17,2 kHz fest abgestimmte Kreise bisher nur nit hochwertigen Schalenkernen zu lösen war, tritt bei 1000 oder 1200 Hz auch bei den kleinen NF-Übertragern mit N27 oder N87-Material praktisch nicht in Erscheinung.
Weitere allgemeine Aspekte sind in einem Beirtag weiter unten genannt, so ist z.B. die Oszillator-Frequenz gezielt unterhalb der Empfangsfrquenz.
Die Antenne Als Antenne wird eine Rahmenantenne verwendet, deren starkes Signal von einer kleineren Ferritstabantenne abgenommen wir.
1. Rahmen: Seine Aufgabe besteht darin, möglichst viele magnetische Feldllinien einzufangen, wobei der Durchmesser mehr Einfluß hat als die Windungszahl.
Bei mir eine wetterfeste Ausführung, die Wicklungen (Installationsleitung 1,5mm²) ist zwischen die Wandungen von zwei Mörteleimern geklemmt.
De Wicklungen sind in Kammerspulen-Form gewickelt, es ist eine dünne Backpapier-Zwischenlage zwischen dem Stab und den Wicklungen eingefügt. Bei nochmaligem Aufbau würdeich die äußeren Scheibenwicklungen weglassen und 4x400 Wdg wickeln. Der draht ist etwa 0,1mm Cul. von einem alten Schütz. Denn es gibt eine gewisse Temperaturabhängigkeit des Ferrit-Materials, mit einer Parallel-Kapazität um die 1000pF - 2200 pF wurden immer gute Ergebnisse erzielt und die Resonanzkurve ist nicht allzu spitz.
Antennenverstärker
Seine Aufgabe: Die aufgenommene HF-Spannung so hochzuhalten, dass auch bei größeren Längen der 75-Ohm Koax-Zuleitung die Signalspannung am Empfänger wesentlich höher ist als die aufgenommenen Störspannungen auf dem Weg dahin. Mt der hohen Signalspannung, die der Rahmen abgibt, war keine 'Spannungsverstärkung notwendig. Ein simpler Impedanzwandler mit PNP-Universaltransistoren ist ausreichend. Gleiches Prinzip wie bei einem Mikrofonverstärker mit Fremdspeisung ("Phantomspeisung"): Der Arbeitswiderstand sitzt im Empfänger, er ist gerade so klein, dass die Kapazitäten der Koax-Leitung die Grenzfrequenz nicht zu weit nach unten ziehen. Feinheiten wie Wellenwiderstand etc. wurden vernachlässigt, die Wellenlänge ist bei 17,2 kHz etwa 17,4 km.
Empfänger Besteht aus abstimmbarem Vorverstärker, Mischer, NF-Selektionskreisen und Kopfhörer-Endstufe Die Vorselektion würde hier am Standord bereits ausreichen, um SAQ gut zu hören, auch wenn im Hintergrund immer noch der starke RDL (18,2 kHz) aus Russland und ein noch weit stärkerer (Frankreich?) zu hören sind.
Es soll aber ein verhältnismäßig einfacher, aber auch leistungsfähiger Empfänger für SAQ werden.
Vorverstärker: Enthält den einzig abstimmbaren Kreis. Das ist zum einen wegen der Temperaturabhängigkeit des Kreises, zum anderen wegen der unterschiedlichen Kapaztät der Koax-Leitung bei verschiedenen Längen.
Man könnte auch auf den abstimmbaren Kreis verzichten, wegen der selektiven Spulenantenne. Aber es soll aber auch mal nur eine Drahtantenne getestet werden, und irgendwas muß man ja zum Rumdrehen beim Empfang von SAQ haben. Mischer
Der Mischtransistor erhält das Empfangssignal über die Basis, das Oszillator-Signal ist in den Emitter eingekoppelt. Die Höhe des Oszillator-Signals ist recht unkritisch, man kann gut einen Sinus-Generator benutzen, der eine genaue Frequenz-Anzeige besitzt. Hier wurde ein Quarz-Oszillator eingebaut, da kein passender Quarz zur Verfügung stand, wurde ein 8kHz- Exemplar genommen, Die Mischung erfolgt dann auf einer Oberwelle, die an der gekrümmten Kennlinie des Transistors ebenfalls erzeugt wird.
NF-Selektion Zunächst wurde der bewährte 2-Kreis-Bandfilter aufgebaut, es ergab sich die übliche Einsattelung in der Mittenfrequenz, die durch einen zusätzlichen Selektionskreis nach dem Mischer ausgebügelt wird. Die Bandfilterkurve wurde nicht aufgenommen. Alle Kreise sind auf 17,2 kHz abgeglichen mittels zugeschalteter Festkapazitäten.
In diesem Projekt wurde ein 8 kHz-Glasquarz eingesetzt. Es wäre aber wünschenswert, einen leicht erhältlichen Quarz zu verwenden, und mit möglichst einfacher Teilerschaltung einen Überlagerer zu bauen, der eine "runde" Frequenz erzeugt, 16,2 / 16,2 usw.
Überlagerer Hier wurde die 16 kHz Oberwelle eines 8 kHz-Quarzes zur Nischung benutzt Möglich ebenfalls, mit dem binären Teiler 4060 und einem 4,096 MHz Quarz 16 kHz zu erzeugen Ein Vorversuch Ist hier beschrieben: wumpus-gollum-forum.de/forum/thread.php?board=58&thread=441#1
-Ergänzungen "Ferritstabantenne"- Geplant ist, die größere "Mörtelkübel-Antenne" bei der nächsten SAQ-Ausstrahlung mit einer aktiven 14cm-Ferritstabantenne direkt zu vergleichen, in den Vortests fielen keine großen Unterschiede auf.
Um den fertgen Empfänger zu testen, wurde in ... nicht zu geringer Entfernung ein Testrahmen (16 Wdg, Durchmesser 60 cm, Cp=3x86n) plaziert und über Taster an den 50 Ohm-Ausgang des Sinuns-Generators angeschlossen.
Die Rahmen waren war so ausgerichtet, dass der Testrahmen auf den Empfangsrahmen induktiv koppeln kann:
Mit dieser Anordnung wurde noch eine zweite Aufnahme gemacht, und zwar wurde einmal ein E566-Empfänger an einer anderen Ferritstabantenne mit dem Direktmischer verglichen, wobei der Direktmischer noch 2 weitere 17,2 kHz-Selektionskreise vorgeschaltet bekam.
Es zeigt sich aber, dass die Zunahme der Verbesserung immer weniger wird, je mehr Kreise man benutzt.
Ein kleines SAQ-Empfangssystem : Aspekte beim Entwurf eines eigenen Empfängers
Hallo, Es gibt einige Aspekte, die man beim Bau eines eigenen Empfängers für SAQ, aber auch ganz allgemein im Die verwendete Antenne:
Selbst verwende ich eine abgestimmte Spulenantenne irgendeiner Art, weil sie durch ihre Resonanz sehr viel stärkeres Signal liefert als eine einfache Schleife. Aber natürlch gibt es auch die Lösung mit der nichtabgestimmten Antenne. Wenn man weiß, wie das korrekt gemacht wird: https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...=400&page=3
Das Prinzip, wie man die Signale von SAQ hörbar macht. Hier ist das Direktmischer-Prinzip angewendet. {später Verweis einfügen auf Heterodyne}
Überlagerungston: An Anfang meiner ersten "Gehversuche" mit dem Röhren-Audion hatte ich eine sehr tiefe Hörfrequenz (100 Hz bis 200) Hz genommen, weil da SAQ schön tief wummert, was für mich sehr gut zu der schweren Alexanderson-Maschine passt. Das setzt aber eine gewisse Signalstärke am Empfangsort vorraus. Außerdem die einzige Möglichkeit, die erhöhte Güte des Audionkreises des schwingenden Audion noch halbwegs ausnuzen zu können. Walter schrieb folgerichtig mal:
Zitieren:...da wirst Du ziemlich alleine sein mit deiner Meinung. Ich kenne eine ganze Menge "CWisten" und einige bevorzugen sehr niedrige Mithör-BFO-Töne zwischen 400 und 600 Hertz. Ich gehöre auch dazu. Aber 100 oder 200 Hz ist deiner Technik geschuldet und wird kaum jemanden glücklich machen. Der legendäre K2 lässt beispielsweise eine Einstellung nur zwischen 400 und 800 Hertz zu.
...Ein BFO (Beat Frequency Oscillator) erzeugt aus der Zwischenfrequenz durch weitere Überlagerung einen hörbaren, einstellbaren Ton, ohne die Selektivität des Empfängers zu verändern. Bei Empfängern ohne Frequenzumsetzung wird am Empfängereingang ein um 400 bis 800 Hz gegenüber der Empfangsfrequenz versetzter Träger zugesetzt. So machte es einst auch die Empfangsstation SAK (Röhren vermutlich RE11 bzw. RE83).
https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...=400&page=2 mit Eingangsschaltung SAK (Der Maschinensender mit dem Rufzeichen "SAQ" war Teil eines verzweigten Systems, "SAK" ist in diesem die Empfangsstation in Kungsbacka, die mit zwei Beverage-Antennen (USA / Europa) ausgestattet war)
Als Fazit würde ich sagen: Bei niedrig gewähltem Hörton kann man die Frequenzabweichungen des Maschinensenders besser erkennen. Bei Hörton im mittleren Frequenzbereich sind die gegebenen Zeichen besser wahrzunehmen.
Im ersten Fall braucht man aber eine bessere HF-Vorselektion als im zweiten Fall, wegen der Spiegelfreqeuenz.
Wahl der Hilfsoszillator-Frequenz: Die Oszillator-Frequenz kann um den gewünschten Hörton entweder unter oder über der Empfangsfrequenz liegen. Oszillator unter Empfangsfrequenz: Hörfrequenz steigt, wenn der Alexanderson Alternator seine Frequenz erhöht (Drehzahl des Motors erhöht sich, Maschinenfrequenz entfernt sich von der Oszillatorfrequenz.) Oszillator über der Empfangsfrequenz : Hörfrequenz sinkt, wenn der Alexanderson-Alternator Frequenz erhöht (Maschinenfrequenz nähert sich der Oszillatorfrequenz)ö
Macht man den Oszillator durchstimmbar, kann ein alter Funker-Trick angewendet werden: Hilfsoszillator auf Störsender legen, der erzeugt dann keinen störenden Ton mehr Das könnte, auf SAQ-Empfang mit mäßiger Vorselekton übertragen, die RDL-Frequenz 18,2 kHz sein. Daher auch variabler BFO(+/-3000 Hz) bei den alten kommerziellen Röhrengeräten.
Hier ist das unnötig, man ist mit Knistern und Knacken und eventuellen Störungen allein- bis die SAQ-Antenne angeschaltet wird und die ersten Tests stattfinden.
Ein kleines SAQ-Empfangssystem Aspekte beim Entwurf eines eigenen Empfängers
Hallo, Resonanzkreise Die historischen Empfänger waren mit hochwertigen Selektionskreisen ausgerüstet. Optimal wären hochwertige Schalen- oder Topfkerne, HB9 schrieb mal dazu:
Zitieren:für HF gibt es gute Topfkerne zu kaufen, z.B. die Siferrit-Materialien N48 bis etwa 500kHz, M33 für Mittelwelle und K1 für Kurzwelle. Diese gibt es in den Formen RM und P z.B. von Epcos. Nimmt man die Variantem mit Luftspalt, kann man mit einem Abgleichkern auch die Induktivität abgleichen. Durch die hohe Permeabilität von N48 hält sich die Anzahl Windungen auch bei tiefen Frequenzen in erträglichen Grenzen, ein RM6-Kern mit kleinem Luftspalt hat z.B. ein AL von 400nH. Durch den magnetisch geschlossenen Kern ist eine zusätzliche Abschirmung meistens überflüssig und die Güte ist sehr hoch. Die Kerne sind auch sehr temperaturstabil, die Induktivität bleibt konstant. Insbesondere die RM-Spulensätze haben für Bastler noch den Vorteil, dass man sie zerstörungsfrei wieder zerlegen kann, falls die Windungszahl nicht stimmt oder man sie anderweitig wiederverwenden will.
Zitieren:Die Erhältlichkeit wird immer mehr zum Problem, ... , bei meinem Hauslieferant ist das Angebot schon zu dünn Bei RM-Kernen gehört zu einem vollständigen Satz: - Spulenkörper (wahlweise 1 oder 2 Kammern, verschiedene Pin-Anordnungen) - zwei Kernhälften, mit oder ohne Luftspalt - Kunststoffscheibe zur Fixierung des Spulenkörpers im Kern - zwei Befestigungs-Klemmbügel - optional Abgleichstift (nur bei Kernen mit Luftspalt)
Für Resonanzkreise sollte man immer Kerne mit Luftspalt verwenden, weil sonst das AL grosse Toleranzen hat und auch nicht besonders stabil ist.
Um diese Problematik zu umgehen, wurden in diesem Empfänger die gängigen kleinen M-Kerne verwendet. Als Beispiel soll meine "SAQ-Box-2" dienen, in der einer dieser Kerne verwendet ist: (Sie dient jetzt zur Verbesserung der Selektivität meines Siemens-E566-Röhrenempfängers.)
Dieser Kern (links) stammt aus einer Handvoll kleiner Notlicht-Ladegeräte, die ich mal bekommen habe. Die wurden im Werkstattofen auf 140°C erwärmt, dann die Kernhälften mit zwei Zangen auseinandergezogen. (Den link zu dem Tipp hier im WGF konnte ich nicht mehr wiederfinden)
Bei dem rechten Kern (NF-Übertrager?) ging das nicht. Da seine Resonanzfrequenz unter 17,2 kHz lag, wurde eine Ecke abgebrochen und so ein Luftspalt erzeugt.
Die Temperaturabhängigkeit ist aber recht groß, die Kreise müssen bei 17,2 kHz abstimmbar gemacht werden. Bei 1000 Hz. war das nicht notwendig, deshalb dieses oKonzept mit der NF-Selektion. Die Windungszahl aller Kerne beträgt 2x 300 Wdg, der Luftspalt so eingestellt, dass mit ungefähr 500 pF Parallelkapazität die 17,2 kHz erzielt wurden. Die Kerne sind seinerzeit in den Spulenkörper eingeklebt worden.
Abstimmdrehko Wurde durch Anlöten von Platten "selbstgebaut". Es gibt auch zahlreiche Schaltungen im Netz, wo Kapazitätsdioden die Funktiion übernehmen.
Damit sind auch in der heutigen digitalen Welt Bauteile greifbar, mit der man sich an historische Schaltungskozepte anlehnen kann.
Um Antenne und Empfänger testen zu können, wurde mit dem 4060-Zähler eine 17,2 kHz-Bake gebaut. Da die Bandbreite des Empfängers sehr schmal ist, kam nur ein Quarzoszillator in Frage.
Zunächst wurde ein Quarz im Glasgehäuse aus dem Bestand gesucht, der etwas unter einer möglichen Teiler-Frequenz lag. Das Quarzplättchen wurde dann vorsichtig mit Schmirgelpapier in Längsrichtung gekürzt, bis die gewünschte Frequenz erreicht war.
Es ergibt sich ein Teilerfrequenz von 4,4400 kHz. Das Rechteck-Signal des Teilers wird sehr lose auf einen Ferritstab-Resonanzkreis gegeben, der dadurch auf der Oberwelle 17,2 kHz schwingt.
Um das Quarzplättchen vor der Luftfeuchtigkeit zu schützen, wurde es mit der Elektronik im luftdicht eingebaut, Ein Päckchen Trockenmittel entzieht noch Luftfeuchtigkeit, wie im Schuhkarton oder in diesem DEBEG-Notsendeempfänger: https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...&thread=200
Die Taktung des Signals ist etwas unsauber gemacht, die gleichgerichtete Spannung eines Ausgangs setzt den Master-Rest. Aber funktioniert, auch wenn die Taktfrequenz von der Versorgungs-Spannung abhängig ist. ---- Ein Datenblatt für die hier verwendete 4060-Variante (SCL4060BE) ist hier zu finden: https://www.digchip.com/datasheets/parts...L4060BE-pdf.php Würde eventuell bei 9V bis 9 MHz schwingen. ---- An einer einfachen Schaltung wird derzeit experimentiert: https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...1&page=2#13
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