Hallo Hajo, So wie es derzeit aussieht werde ich versuchen, eine bewährte Kombination zu bauen: Geregelte HF-Vorstufe- Audion - Endstufe. Eventuell HF-Stufe auch noch als Reflex-NF-Stufe. Eine besondere "Schaltungsaufgabe" wird der Versuch sein, die Überlagerung mittels eines Quarzoszillators zu machen, es müsste die 2.Oberwelle eines 8,5 kHz-Quarzes benutzt werden. Allerdings geht die Lautstärke einer NF-Endstufe zurück, wenn sie gleichzeitig HF-mäßig als Oszillator schwingt. Wenn möglich, will ich mit den genannten 3 Stk. 12V-Röhren auskommen, weil ich die mit meinem 36V-Pedelec-Akku heizen könnte. Als Bezeichnung wäre "Konfusiodyn" noch frei, glaube ich. Einen wichtigen Punkt hat HB9 erwähnt: dass auch ein magnetisches System Nichtlinearitäten aufweisen kann. An die Testschaltung hatte ich auch einen hochohmigen Kopfhörer über 1N4007 angeschlossen. Wie zu erwarten, war ein lauter Ton zu hören. Aber auch bei Überbrückung der Gleichrichter-Diode war leise der Überlagerungston zu vernehmen. Obwohl ich glaube, das in dem angeführten Fessenden-Patent alles sehr vereinfacht dargestellt ist und man in der Praxis einen "Detektor" vorgeschaltet hat.
Zitieren:Fessenden’s greatest triumph was soon to come. On the 24th December, 1906, Fessenden and his assistants presented the world’s first radio broadcast. The transmission included a speech by Fessenden and selected music for Christmas. Fessenden played Handel’s Largo on the violin. That first broadcast, from his transmitter at Brant Rock, MA, was heard by radio operators on board US Navy and United Fruit Company ships equipped with Fessenden wireless receivers at various distances over the South and North Atlantic, as far away as the West Indies.
Ob ihn wohl seine Violine auf den Gedanken gebracht hat, ein akustisches Phänomen elektrisch umzusetzen? (Durch die "Mischung" zweier fast gleich hoher Töne einen Schwebungston mit tiefer Frequenz zu erzeugen)
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basteljero: Ob ihn wohl seine Violine auf den Gedanken gebracht hat, ein akustisches Phänomen elektrisch umzusetzen? (Durch die "Mischung" zweier fast gleich hoher Töne einen Schwebungston mit tiefer Frequenz zu erzeugen)
Schon möglich, obwohl ein Violinist heraushören müßte, daß es sich eigentlich nicht um einen Schwebungston-, sondern eher um eine Art Tremoloeffekt handelt, denn in Wirklichkeit sind es ja lediglich Amplitudenschwankungen.
"Konfusiodyn" - auch nicht schlecht oder wie wär's mit Qmultidyne
basteljero:@ Hajo Das vorherstehende beantwortet vielleicht die Frage: Geklärt ist ja nun, dass eine Nichtlinearität zwingend erforderlich ist. Es schließt sich dann speziell beim Audion gleich eine weitere Frage an. Wie sagte schon Shakespeare: Demodulation an der Gitter-Katoden-Diodenstrecke ? oder and der gekrümmten Gitterkennlinie der Röhre? Das ist doch hier die Frage !
Wenn letzeres der Fall wäre, sollte es günstiger sein, eine hohe Vorspannung zu benutzen und keinen Gitterstrom zu haben. Dann müsste ich die Rückkopplung in die HF-Stufe legen und eine additive Mischstufe mit Einkopplung an g1 oder Kathode bauen. Sollte aber der Erste Fall zutreffen und vor allem höheres Signals liefern, würde ich beim Audion bleiben und den Oszillator an g2 oder g3 einkoppeln. (Es werden übrigens 3 Stk. UF5 zur Anwendung kommen)
Gruß Jens
Zur Demodulation beim Audion: Beim weit verbreiteten 'Gitter-Audion', also wenn man die Röhre ohne negative Gittervorspannung betreibt und das HF-Signal über einen kleinen Kondensator an das Gitter führt (und ein Ableitwiderstand vorhanden ist), findet die Demodulation an der 'Gitter-Diode' statt, während den positiven Halbwellen fliesst Gitterstrom, der den Kondensator auflädt, so dass am Kondensator das demodulierte NF-Signal anliegt, das dann durch die Röhre verstärkt wird. Mit einem Oszilloskop kann man das schön sehen, wenn man am Gitter misst (von Vorteil mit einer 10:1-Sonde). Daneben gab es auch die Audion-Variante 'Anoden-Gleichrichter'. Hier wird das Gitter so weit negativ vorgespannt, dass praktisch kein Anodenstrom fliesst, also die Röhre im 'B'-Betrieb arbeitet. Das Gitter ist jetzt für die HF hochohmig, es fliesst kein Gitterstrom und damit ist die Art der HF-Einkopplung egal. Die negativen Halbwellen der HF werden kaum verstärkt, während die positiven verstärkt werden. Da die Eingangskennlinie einer Röhre keinen scharfen Knick hat, wo der Anodenstrom zu fliessen beginnt, braucht es relativ viel HF-Spannung, damit die Demodulation befriedigend ist, dafür arbeitet diees Schaltung auch bei sehr hohen HF-Pegeln noch sauber. Bedingung ist die Verwendung einer Röhre mit 'gerader' Kennlinie, also keine Regelröhre. Industriell fand die Schaltung z.B. im RCA Model 110 Verwendung: https://www.wumpus-gollum-forum.de/forum...&thread=281
Somit hat also das Gitter-Audion eine recht hohe Empfindlichkeit, kann aber leicht übersteuert werden (die gleichgerichtete HF verschiebt den Arbeitspunkt und damit die Aussteuerfähigkeit) und dämpft durch den Gitterstrom den Schwingkreis, ähnlich wie beim Diodengleichrichter. Der 'Anodengleichrichter' ist unempfindlich und daher nur für grosse Signale geeignet, er dämpft aber den Schwingkreis nicht, dazu ist eine möglichst gerade und möglichst steile Eingangskennlinie der Röhre entscheidend für die Funktion, während das Gitter-Audion mit jeder Röhre funktioniert.
HB9: Der 'Anodengleichrichter' ist unempfindlich und daher nur für grosse Signale geeignet, er dämpft aber den Schwingkreis nicht, dazu ist eine möglichst gerade und möglichst steile Eingangskennlinie der Röhre entscheidend für die Funktion, während das Gitter-Audion mit jeder Röhre funktioniert.
Hallo HB9,
diese zweifellos richtige Aussage muss man aber auch relativieren. Ich habe vor 2 Wochen am frühen Vormittag meinen OE333-Nachbau mit einer Original 3NF Röhre und Spulen bester Qualität (Reinhöfer Spulenkörper mit hoher Güte) kombiniert. Diese Kombination habe ich in der Vergangenheit noch nicht ausprobiert gehabt. Bekanntlich arbeitet der OE333 als Anodengleichrichter ohne Rückkopplung. Die erste Eingangsstufe hat einen Anodenwiderstand von nominell 3 Megohm. Dieser Widerstand ist in meinem Exemplar noch wesentlich hochohmiger geworden. Der Eingangsstrom liegt im zweistelligen Mikroamperebereich. Die Steilheit liegt unter 1mA/V.
Ohne Rückkopplung war es möglich, alle an diesem Ort verfügbaren Fernsender in guter Kopfhörerlautstärke zu empfangen. Das schloss auch Orfordness auf 648 kHz mit ein. Dieser Sender ist hier grenzwertig (FTdx3000 = S5, in diversen anderen Radios gerade so zu empfangen *)). Meine Antenne ist freilich keine Behelfsantenne, würde aber aus damaliger Sicht als Durchschnitt durchgehen.
Gruss Walter
*) Dieser Sender läuft seit dem 01.04.2022 nach einer Woche wieder mit 4 statt 2kW Ausgangsleistung. Eine defekte Zenerdiode in der Endstufen-Temperaturschutzschaltung war die Ursache.
Moin, Zeit für eine Schlussfolgerung zum Theme "Heterodyn im VLF-Bereich" mit Bezug zum Rückgekoppelten Audion: Das Audion arbeitet wie gewohnt als Detektor (HF- Gleichrichter) für eine Hüllkurve, die sich aus dem Träger des Senders (z.B. SAQ) und einem seperaten Oszillator ergibt. (Überlagerung, nicht Mischung !) Der Oszillator ist geringfügig gegen die Empfangsfrequenz verstimmt Dabei entsteht ein etwas "unsauberer" NF-Ton mit Oberwellen, ähnlich dem Signal eines Zweiweg-Gleichrichters. ("Hochgeklappte Halbwellen").
Das Audion ist genau auf die Empfangsfrequenz abzustimmen[*1] und da das Audion nicht als Mischer arbeitet, kann die Rückkopplung wie gewohnt benutzt werden. Also bis kurz vor den Schwingungseinsatz, wo seine Bandbreite klein und die Empfindlichkeit am größten ist. Besonders der erste Punkt dürfte von entscheidender Bedeutung für den Empfang im VLF-Bereich sein: Weil ein Audion, wenn es einen Überlagerungston erzeugen soll, neben der eigentlichen Empfangsfrequenz arbeitet und dann auch noch die Rückkopplung über den optimalen Punkt hinaus angezogen werden muss.
Ganz anders arbeitet das sehr viel spätere "Superheterodyn" von Armstrong, im Deutschen als "Überlagerungsempfänger" bezeichnet: https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberl...ationiert%20war. Hier findet wirkliche Mischung statt und eine gleichbleibende und zu verstärkende Zwischenfrequenz wird erzeugt, der das Nutzsignal überlagert ist.
Fessenden aber standen keine verstärkenden Röhren zur Verfügung. Aber schon die Erhöhung der HF-Amplitude durch die sich addierenden Momentanwerte beider Schwingungen dürfte ein großer Fortschitt für die damals verwendeten recht unempfindlichen Detektoren gewesen sein.
Die entstehende Schwebung hat tatsächlich exakt eine Frequenz der Differenz der beiden Schwingungen, mit Tabellenkalkulation gafisch dargestellt für den geplanten 17 kHz Quarzoszillator: Wenn der Überlagerer frequenzstabil ist und das Audion schwingt, kann man nämlich das Audion nach Gehör anhand der Tonhöhe der entstehenden Schwebung schon recht genau auf SAQ-Frequenz einstellen.
@ HB9 Danke für die kurze und präzise Erklärungen zur Funktionsweise des Audion.
Nach dem kleinen Versuchsaufbau finde ich den Begriff "Schwebung" als Oberbegriff in den alten Büchern sehr passend, weil die Hüllkurve ja anschaulich über der HF-Schwingung schwebt.
Und eine Hüllkurve kann man auch unter bestimmten Bedingungen ohne Mischung zweier Frequenzen, durch Überlagerung ohne Nichtlinearitäten erzeugen. So verstehe ich derzeit das "Herterodyn-Prinzip" von Fessenden. Und tatsächlich zeigen die Zeichnungen in dem Nesper-Buch "Handbuch der Drahtlosen Telegraphie" auf s. 516 eine Überlagerung, keine Mischung zweier Wellenzüge.
In dem Sinne passt auch die alte Bezeichnung "Detektor" ganz gut als allgemeiner Begriff im Sinne eines gerätes, das diese Schwebung erkennbar macht.
Denn wenn ich "Demodulation" als eine Art Umkehrung der Modulation betrachte würde das ganz konkret bedeuten, dass der Operator den SAQ-Alternator mit seiner Morse-Taste moduliert: Taste gedrückt: 17kHz Hochfrequenz. Taste nicht gedrückt: kein Signal. Demodulation bedeutet für mich streng genommen, dieses Nutzsignal zurückzugewinnen, also "1" und "0"- Rechteck-Information. Da hört man dann aber nur ein Knacken bei Zustandsänderung, das schwingende Audion erzeugt mir zusätzlich einen Ton bei Zustand "1", so dass der Begriff "Audion-Detektor" für mich besser passt als "Audion-Demodulator".
[*1] Bei dem Kommerziellen "High-End" Audion-Empfängern Lo6K39 und Lo6L39 von Lorenz war es möglich, die Audion-Stufe gezielt stufenlos um +- 3Khz neben die 5 (!) Vorkreise zu verstimmen. (Knopf "Tonhöhe") h t t p s://www.kriegsfunker.com/radios/lo6k39a.html
dann verwendest Du das Prinzip des Schwebungssummers. Zwei hohe Frequenzen werden überlagert. Eine ist fest und eine einstellbar. Die Frequenzdifferenz ist die Schwebung und kann meinetwegen von 0 bis 20kHz betragen Die hohen Frequenzen betragen dann über 100kHz. Nun braucht man nur die hohen Frequenzen herausfiltern und man erhält eine saubere NF. Das funktioniert dann wie der mechanische SAQ-Empfänger.
Viele Grüße Bernd
Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher. (Albert Einstein)
Zitieren:dann verwendest Du das Prinzip des Schwebungssummers
Ich glaube, der "Schwebungssummer" ist ein Mischer und die "Überlagerung" ind diesem Sinne gemeint:
Zitieren:Überlagerung : Die Addition zweier Schwingungen nennt man Überlagerung. Für den Überlagerungsempfänger ist der Begriff also eigentlich nicht richtig, da hier eine Mischung (also eine Multiplikation) stattfindet. Gemeint ist allerdings die Addition des Betrags in Dezibel, was gleichbedeutend mit einer Multiplikation ist. https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%9Cberl...sempf%C3%A4nger
So müsste auch bei Deiner Schaltung eine richtige Mischung stattfinden und eine neu entstandene (NF)-Frequenz direkt hörbar sein. Es würde mich brennend interessieren, ob der letzte Transistor in Deiner "Drahtigel-Schaltung" als Transistor-Mischer arbeitet und aus dem 17,2 kHz Eingangs-Signal und dem "BFO" ein neues Differenz-Sinus Signal ausgefiltert werden kann. In dem Fall würde ich die Stufe bei meinem Transistor-SAQ-Empfänger übernehmen.
Bei der reinen Addition von zwei Sinus-Schwingungen entsteht aber keine neue Schwingung. Reine Addition, Punkt für Punkt: Am Anfang sind beide Schwingungen Synchron, positive und negative Amplituden addieren sich. (1+1=2). Dann verschieben sie sich gegeneinander und heben sich irgendwann auf (1-1=0) Das ist in meinem Beispiel bei 2,5 ms Der Fall. Dann laufen sie zunehmend wieder zusammen, bis der Ausgangszustand erreicht ist (5 ms = 5000µs). Das Spiel beginnt von neuem. Man hat also keine neue Sinus-Schwingung von 200 Hz wie beim Mischer, sondern "nur" eine Hüllkurve mit der Frequenz 200 Hz, die erst noch von einem Detektor verarbeitet werden muss, und da ist ein Audion ganz wunderbar geeignet, weil empfindlich und mit Heterodyn-Prinzip recht trennscharf.
Zitieren:Das funktioniert dann wie der mechanische SAQ-Empfänger.
Da hatte ich mal ein geniales Video gefunden, wo jemand in England SAQ auf diese Weise empfangen hat. aber leider nicht mehr wiedergefunden.
die Stufe mischt auf NF herunter. Dahinter gehört noch ein NF-Filter. Hier im Forum hatte mal Jemand ein Einstellbares mit vier OPVs gezeigt . Das wollte ich bauen, ist aber immer wieder verschoben worden , so wie das ganze Projekt. Als BFO habe ich meinen Sinusgenerator genommen. Da kann man schön suchen, wo die beste Hörbarkeit entsteht.
Ja Walter, den meinte ich. Ist schon zu lange her und habe schon vergessen, daß der auch einen Mischer hat.
Das Thema Mischen und Überlagern mit seinen teils unglücklichen Bezeichnungen, die irritieren, ist für mich hoch interessant.
Viele Grüße Bernd
Zwei Dinge sind unendlich, das Universum und die menschliche Dummheit, aber bei dem Universum bin ich mir noch nicht ganz sicher. (Albert Einstein)
Moin Walter, Ja genau. Auf der Seite ist auch ein Tonmitschnitt. http://www.wireless.org.uk/mechrx.htm Sieht irgendwie nach einem "Mischer über Sättigung" aus.
das Patent von Fessenden ist für mich schwer zu lesen, der Hauptschwerpunkt liegt in naturgemäß in der Anwendung des zusätzlichen Oszillators und und dient natürlich auch, möglichen Umgehungen des Patentes möglichst umfangreich vorzubeugen. Zu sehen ist in seinem Patent (https://patentimages.storage.googleapis....c/US1050441.pdf) lediglich ein Hörer, auf den zwei Spulen koppeln: eine mit dem Signal von der Antennen, eine mit dem Überlagerungssignal. Vorstellbar aber, das "in Wirklichkeit" noch ein "Barretter" - Demodulator vorgeschaltet war, in der Patentskizze aber weggelassen, da für die Verdeutlichung des Patentgedankens unerheblich. https://en.wikipedia.org/wiki/Hot-wire_barretter Was der so alles erfunden hat...
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