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Warum Superhet ?

Der Anfang: Die Geradeaus- Empfänger- Konzeption
Die Geradeaus- Konzeption war vom Anfang der Rundfunktechnik bis in die 30er Jahre, bestens bewährte Technik.

Genau EINE Empfangsfrequenz wurde - aus dem Angebot der Antenne mit 1 oder mehreren Schwingkreisen ausgesiebt- empfangen, ggf. verstärkt und demoduliert, die wiedergewonnene Niederfrequenz konnte nun einem Kopfhörer oder weiteren Verstärkerstufen und einem Lautsprecher zugeführt werden.

Geradeaus- Detektor- Empfänger:  1- Kreis- Detektor- Empfänger = Primär- Empfänger


1- kreisiger Detektorempfänger, Quelle Wikimedia.
Telefunken"Primär- Empfänger E40
" ca. 1915 bis 1920, Telefunken"Primär- Empfänger E5b", 1908, die Telefunken- Geräte sehen nicht wie ein Empfänger aus.
Fotos: Telefunken- Zeitschrift.


Geradeaus- Empfang geht schon mit einem einzigen Schwingkreis und einem Detektor- Kristall- ohne Verstärkung, aber mit Kopfhörern konnte man eine Anzahl Sender empfangen. Starke Ortssender störten jedoch ferne Stationen, oder überdeckten sie.


Prinzipschaltung eines Primär- Detektorempfängers.
Das war in den vorgenannten Geräten drin, dazu aber noch jede Menge Umschalter für Spulen, darum die vollgepackten Frontplatten.



Geradeaus- Detektor- Empfänger:  2- Kreis- Detektorempfänger = Primär- Sekundär-  Empfänger


Telefunken"Primär- Sekundär-Empfänger E5c", 1908, 2 Kreise, das rechte Bild zeigt, daß die ersten Detektor- Apparate nicht gerade klein waren !
Wahrscheinlich wird hier ein solches Gerät als Schiffsempfänger gezeigt.Fotos: Telefunken- Zeitschrift und Wireless World


Telefunken"Primär- Sekundär-Empfänger E225a", 1917, 2 Kreise, Foto: Seenfunknetz


Prinzipschaltung eines Primär- Sekundär- Detektorempfängers.
Das war in den vorgenannten Geräten drin, dazu aber noch jede Menge Umschalter für Spulen, darum die vollgepackten Frontplatten.


Geradeaus- Detektor- Empfänger:  3- Kreis- Detektorempfänger = Primär- Sekundär- Tertiär- Empfänger

   
Telefunken- Primär- Sekundär- Tertiär- Detektorempfänger E82, 1918, und  E183b Fotos: Telefunken- Zeitschrift


Prinzipschaltung eines Primär- Sekundär- Tertiär- Detektorempfängers.
Das war in den vorgenannten Geräten drin, dazu aber noch jede Menge Umschalter für Spulen, darum die vollgepackten Frontplatten.


Es gab aber auch komplizierte Detektorempfänger mit mehreren Kreisen und hochtrabenden Namen, etwa "Telefunken- Primär- Sekundär- Tertiär- Detektorempfänger", also mit 3 Schwingkreisen, die einzeln eingestellt wurden.

Der Röhrenempfänger
Mit den Röhren kamen nun Empfänger auf, die nun hoch verstärken konnten, Fernempfang wurde selbstverständlich, und oft enthusiastisch beworben.

 
Frühe Röhrenempfänger
mit 1 Kreis: Telefunken "E258" mit 2 Röhren, 1920 und  Empfänger "Loewe Ortsempfänger OE333", 1926- 1931, 1 Röhre, diese enthält aber 3 Röhrensysteme inklusive aller Beschaltung ! Bild Wikimedia


Der Empfänger E258 als Schiffsempfänger, mit drehbarer Rahmenantenne, die vom Funktisch aus gedrehtt werden kann (das Bild zeigt keinen E258, ist aber aus der Zeit).

"Rückkopplung": Hohe Empfindlichkeit, Fernempfang wird möglich
Die ersten Geradeausempfänger könnten die Empfindlichkeit und Trennschärfe damit erhöhen, daß ein Teil der verstärkten Empfangsfrequenz an den Eingang geführt wurde, was die Verluste im Schwingkreis ausglich, und der Schwingkreis viel effektiver, damit empfindlicher und trennschärfer arbeiten konnte, die sogenannte Rückkopplung.

Die Rückkopplung ermöglichte mit geringem Aufwand guten, trennscharfen Empfang, solche Empfänger wurden oft als "Fernempfänger" beworben.


Westinnghouse "RC", 1921, links oben Abstimmung, links unten Feinabstimmung ("Vernier"), daneben Rückkopplung, rechte Front oben Guckloch mit Drahtsieb, um die Helligkeit der Röhrenheizung beurteilen zu können, unten die Heizungssteller Audion, Heizungssteller Audioverstärker, darunter Anschlußbuchsen für Kopfhörer oder Lautsprecher

Bediener als Maschinist: Einstell- Orgien

Die ersten Empfänger hatten eine Anzahl Schalter, Stellknöpfe und Bedienhebel auf den Frontplatten, die sehr viele Einstellungen ermöglichten-  siehe auch oben die "Primär- bis Tertiär- Empfänger".

Mit den Röhrenempfängern wurden es noch nicht weniger Bedienelemente !

Was konnte man einstellen ?
Wellenbereiche, Spulen/ Spulenbereiche ("Anzapfungen"), manche Spulen hatten einen stufenlosen Abgriff, oder waren drehbar ("Variometer").
Detektoren waren einstellbar.
Kopplungs- und Rückkopplungssteller beeinflußten Empfindlichkeit und Trennschärfe.
Andete Steller waren beeinflußten die Röhrenheizung, und damit auch den Stromverbrauch (Batterieschonung, die ersten Geräte waren Batterie- betrieben) und Lebensdauer.
So waren bei den ersten Geräten oft die Röhren frei sichtbar, damit man die sehr hell glühenden Heizfäden sehen konnte ! Die Einstellung der Heizung erfolgte tatsächlich auch nach der Glüh- Helligkeit- und tatsächlich waren durchgebrannte Heizfäden damals oft das Ende einer Röhre, und Röhren waren teuer !

Die Besitzer bemühten sich also, die Glüh- Helligkeit so gering wie möglich zu halten.

Für den Empfang mit empfindlichen Rückkopplungsempfängern waren immer mindestens 2 Steller zu betätigen, die Empfangsfrequenz UND die Rückkopplung.
Diese Einstellungen beeinflußten sich oft auch noch gegenseitig.
Den besten Empfang einzustellen- oft war das eine feinfühlige Einstellerei.

Ganz kompliziert wurde es bei Geräten, die viele Schwingkreise hatten, die nicht miteinander mechanisch gekoppelt waren, aber alle auf die gleiche Resonanzfrequenz abgestimmt werden mußten, sowie die Rückkopplung eingestellt werden mußte.

Das ging mit Stellknöpfen, die eigene Zahlen- Skalenteilungen hatten, und man mußte die Einstellungen für die einzelnen Sender jeweils sorgfältig notieren.

 
Amateurempfänger des Rundfunkpioniers Eugen Nesper, 1925, mit 7 (!) Röhren, mit Notiztafel zum Festhalten von Empfangseinstellungen,
Siemens "rfe12", 1926, mit 4 Röhren

Radio als Störquelle
Die "Rückkopplung" konnte aber auch soweit "hochgedreht" werden, daß zuviel der Empfangsenergie "zurückgekoppelt" wurde, und sich der Verstärker zum Selbstschwingen "aufschaukelte", ein Empfang war dann nicht möglich.     
Der Empfangsverstärker war zum "Sender" geworden.
Bei einfachen Geräten konnte die erzeugte "Sendefrequenz", die ja die Empfangsfrequenz war, sogar den Empfang in benachbarten Empfänger stören oder unmöglich machen !

Erlaubnisse
Das war in der Rundfunk-Anfangszeit tatsächlich ein Problem, besonders in Städten, mit sder möglichen hohen Dichte an Geräten. Ganz zum Anfang gab es darum eine "Audion- Versuchserlaubnis", eine Art Empfangslizenz, wie später bei den Funkamateuren.  Später gab es eine "Rundfunk- Genehmigung", diese aber eher wegen der nun möglichen Gebühren- Erhebnung.

Kampf gegen Störungen
Abhilfe gegen solche selbsterzeugten Störungen schafften "Vorstufen", die aber meist auch abgestimmt werden mußten. Während einfache Empfänger 1 Schwingkreis und Rückkopplung besaßen, hatten bessere Geräte dnn 2 oder 3 gleichlaufende Schwingkreise und wurden dementsprechend "Zweikreiser" und "Dreikreiser" genannt.

Vorteil: Die zusätzlichen Stufen brachten einen Gewinn an Empfindlichkeit und Trennschärfe.

Der "Einkreiser", preiswert, einfach und gut

Ab den 30er Jahren kamen billige und leicht bedienbare "Einkreiser" auf. Nur 1 Empfangskreis, und 1- 4 Röhren, die bis auf Lautsprecher- Lautstärke verstärkten. Billig mußte dabei nicht einmal schlecht sein- selbst die einfachen Geräte waren fernempfangsfähig.

Die Zeit der "Maschinisten" war vorbei.

    
Typische "Einkreiser": Seibt "Tannenberg", 1934,  AEG "Deutschlandmeister", 1935

Das Massenradio- ein Einkreiser: Der "Volksempfänger"


Volksempfänger VE301 W (Bildquelle: Wikipedia)

Die nicht gerade besten, aber in Deutschland bekanntesten Einkreiser mit Rückkopplung sind die "Volksempfänger" der 30er Jahre.

Aus politischen Gründen billig, wurden sie von etlichen Firmen baugleich produziert, und in Massen auf den Markt geworfen.
Sie sollten einfach die Meinung der herrschenden Nationalsozialisten in jede Stube bringen, jeder sollte sie sich leisten können, und selbst den Ärmsten wurden Möglichkeiten geschaffen, einen solchen Empfänger anzuschaffen.

Dioe Volksempfänger waren einfach-"Propaganda- Brüller".

Wenn es auch einfache Geräte waren- diese Radios konnten trotzdem mit einer guten Antenne Fernempfang gewährleisten- für den sie eigentlich gar nicht gedacht waren.
Zudem wurden jede Menge Zubehörteile und Aufrüstgeräte für die Volksempfänger entwickelt, mit denen man dieses Radio erheblich verbessern und aufwerten konnte.

"Jürg- Sperrkreis", Aufrüstgerät für den VE301- unterdrückt Störungen schwacher Stationen durch sehr starke Ortssender


Die Krönung des VE301: Körting- Aufrüstgerät "Supervorsatz" VS1220W, damit ist der VE301 eigentlich kein Einkreis- Empfänger mehr, sondern- nachgesetzter ZF- Verstärker eines... Superhets ! Damit wurde aus dem Billigradio ein sehr gutes Mittelklasse- Gerät.!

"Zweikreiser" und "Dreikreiser"


Dreikreiser AEG "Ultra Geadem", 1932 , Dreikreiser SABA 335WL, 1935

Einen besseren Empfang erreichten man durch mehrere gleichlaufende Schwingkreise,
die auf die gleiche Resonanzfrequenz, nämlich die eigentliche Empfangsfrequenz,
abgestimmt waren. So wurde der Empfang von Störungen durch andere Sender befreit.

Je mehr gleiche Schwingkreise mitarbeiteten, um so besser funktionierte der Empfang.
Üblich waren Zwei- und Dreikreis- Empfänger. Spitzengeräte diese Klasse waren in der Empfangsleistung schon beachtlich- und gleichwertig den Superhets.

Geradeausempfänger durften nunn auch schick aussehen.

Immer mehr Aufwand
Es gab jedoch auch Konzeptionen mit fest eingestellter Rückkopplung, was jedoch lediglich einen Kompromiß darstellte.

Und es gab Empfänger mit vielen gleichen, gemeinsam abgestimmten Schwingkreisen.

Das ist aber mechanisch und elektrisch anspruchsvoll, weil bereits geringe mechanische Differenzen in den Teileabmessungen, sowie die immer bestehenden Schaltkapazitäten Ungenauigkeiten der Resonanzfrequenzen der einzelnen Kreise verursachen, was sich dann entsprechend auswirkt.

Dazu gab es dann den "Abgleich", eine bei der Herstellung mnötige, zeitaufwendige Einstellprozedur.

Die Fa. Lange baute einen Empfänger mit 4 gleichlaufenden Schwingkreisen (Imperator L70T).
Lorenz mit 6 Kreisen (6LoK39), allerdings war das ein militärisches Gerät.
Hier spielte auch die Forderung eine Rolle, eine hohe Trenschärfe zu erreichen, um möglichst die Rückkopplung NICHT nutzen zu müssen, denn wenn der Empfangsverstärker durch "Hochdrehen der Rückkopplung" versehentlich selbst zun Sender wird, ist der Empfänger ein Sender, und kann vom Feind angepeilt werden- z. B. für Schiffe und U- Boote, die nicht besonders schnell und wendig sind, wäre das das Todesurteil.

Geradeausempfänger dieser Art waren die absolute Spitze dieser Empfängerklasse, hatten aber keine Bedeutung mehr- der Aufwand bei der Herstellung war einfach zu groß für hohe Stückzahlen.

Tricks und Kniffe
In den Anfangsjahren wurden eine Vielzahl technischer Tricks und Schaltungen erdacht, die den Empfang verbessern sollten, etwa Vorsatz- Vorstufen, die jedoch auch wieder zusätzliche Einstellungen erforderten, und das bei jeden zu empfangenden Sender.
Es gab "aperiodische Vorstufen", die Störungen anderer >Empfänger verminderten, auch die Empfindlichkeit leicht erhöhten, aber auch Störungen verstärkten, somit leider keine Trennschärfeerhöhung ermöglichten.
Es gab das "Pendelempfänger"- Prinzip, hier wurde das "Aufschaukeln" zum Selbstschwingen mit einer niedrigen Eigenfrequenz zur Erhöhung der Empfindlichkeit und Trennschärfe genutzt- aber ohne aufwendige Maßmnahmen stört das benachbarte Empfänger- so wurde dieses Prinzip nie für industriell hergestellte Radios auf Lang- bis Kurzwelle genutzt, nur für Funkübertragung auf Kurzstrecken und Fernsteuer- Funk (Fahrzeug- Modellbau).

Später allerdings nutzte man kurzzzeitig das Pendelempfänger- Geradeaus- Prinzip für UKW, das waren anfangs Frequenzen oberhalb Kurzwelle, später in heutigen UKW- Rundfunkbereich, da konnte dieses Prinzip noch etwas punkten. Meist waren die "Pendler" kleine Baugruppen, oft als "Nachrüst- Gerät", zum Erweitern von Empfängern, die nur Kurz- Mittel- und Langwelle besaßen.

Die letzten Geradeaus- Empfänger

 

Ein
Eigenbau Anfang der 50er Jahre und ein
DDR- Gerät "1U11" von 1951

Geradeaus- Empfänger hielten sich noch bis Anfang der 50er Jahre als Billig- Zweitgeräte, diese Geräte waren aber nur noch einfache Einkreis- Empfänger, und hatten keine wesentlichen Besonderheiten mehr.

Das Superhet- Prinzip

Anfang der 30er Jahre kam dann das Superhet- Prinzip auf- lange Zeit gab es Geradeaus- Empfänger und Superhets gleichzeitig- die Superhets waren meist die teurere Wahl.

Das Superhet- Prinzip beruht auf der Erkenntnis, daß es einfacher ist, nur 1 feste Frequenz zu verarbeiten.

So bildete man aus der Empfangsfrequenz und eine im Empfänger erezugten Frequenz eine Differenzfrequenz, die konstante Zwischenfrequenz.

Diese Zwischenfrequenz übernimmt die Eigenschaften der Empfangsfrequenz- die Modulation, sie kann genau wie die Eingangsfrequenz verarbeitet werden.

Für den Empfang von Sendern innerhalb eines ganzen Frequenzbandes benötigt man also eine Eingangsschaltung, die ermöglicht, daß immer diese gleiche Differenzfrequenz gebildet wird.

Im einfachsten Falle gibt es nur noch 1 Abstimmelement.

Es wird weiterhin nur noch die Zwischenfrequenz verstärkt und verarbeitet.

Es ist nicht mehr nötig, mechanisch aufwendig bis zu 6 präzise gleichlaufende Abstimm- Bauelemente bewegen zu müssen. 

Die eine Zwischenfrequenz kann  mühelos durch Verstärkerketten getrieben werden, die nun auch sehr hohe Verstärkungen ermöglichen, weil sie auf das letzte Mikrovöltchen getrimmt werden können.
Eine eventuelle Schwingneigung kann durch Schaltungsmaßnahmen recht einfach beseitigt werden ("Neutralisation").
Baugruppen können bereits für die eine Frequenz gefertigt und voreingestellt werden.

Der größte Vorteil:
Empfindlichkeit und Trennschärfe können bis an die Grenze des physikalisch Möglichen gesteigert werden.
Das ging übrigens auf den Rundfunkbereichen bereits in den 30er Jahren, als man rauscharme HF- Vorverstärkerröhren entwickeln konnte.

Der Superhet benötigt meist etwas mehr Aufwand gegenüber einfacheren Geradeaus- Konzeptionen.
Mehrkreis- Geradeausempfänger wurden jedoch schnell so aufwendig in der Mechanik und im Abgleich- daß dieses Konzept nicht mehr wirtschaftlich sinnvoll war.
Der Superhet ermöglichte hohe Anzahlen von Schwingkreisen, die problemlos abgeglichen werden können.

Dem geringen Nachteil, daß man im Superhet eine Schwingung selbst erzeugen muß, steht gegenüber, daß man diese nur an einer Stelle hat, die man gut separieren kann- die Schwingung kann man gut hindern, den Empfänger zu verlassen, damit gibt es keine Störungen anderer Empfänger in der Nachbarschaft. Der sogenannte Gleichlauf der wenigen Abstimm- Kreise war gut beherrschbar.

Was bringt das Superhet- Prinzip noch ?
Das Superhet- Prinzip kann vereinfacht, aber auch erweitert werden.
Vereinfachung:
- "Direktmisch- Empfänger": Die Zwischenfrequenz ist bereits die Niederfrequenz.
   Das vereinfacht den Empfängeraufbau, es gibt keine abzuistimmenden Bauelemente
   für die Zwischenfrequenz.
- "Einbereichssuper": Eine hohe Zwischenfrequenz ermöglicht es,  mit nur 1
   Abstimmelement (Drehkondensator) auszukommen, und dabei noch den gesamten
   Mittel- und Langwellenbereich lückenlos zu überstreichen.

Erweiterung:
- "Doppelsuper": Es wird eine Zwischenfrequenz gebildet, und diese in einer weiteren  
   Stufe nochmal zu einer noch niedrigeren Zwischenfrequenz umgewandelt.
   Damit kann die Trennschärfe erhöht werden.
   Aufgrund des Aufwands wird das Verfahren für kommerzielle und Amateur-
   Empfänger verwendet.
- "Synchrondemodulator": Eine spezielle Art eines Demodulators ermöglicht eine höhere
   Trennschärfe. Auf Kurz- Mittel- und Langwelle kaum angewandt, auf UKW wurde  
   es einst in Spitzenempfängern angewandt.

Alle diese Schaltungsmöglichkeiten haben Vor- und Nachteile, wobei die Nachteile durch erhöhten Aufwand wettgemacht werden können.
So wurde der Superhet bis zur Digitalisierung das vorherrschende Empfangsprinzip.

Als Nächstes: Schaltungstechnik.
Wird fortgesetzt...

 

 

 

 

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