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Realisierung, Bericht und Fotoserie (Fotos unten)

Aufbau


"Fliegender Aufbau".

 

Ich entschied mich für einenAufbau auf eine 2- reihige Lötösenplatte, Poti P1, R1 - R3 "fliegend" angeschlossen, da soll dann später ein Umschalter mit den Bereichs- Kondensatoren ran.
Die Lötösenplatte ist für NF- Schaltungen i. d. R. ausreichend, und kann nach Erfolg und Abgleich direkt so auf ein Chassis montiert werden.

Die Bauteile- Anschlüssen sind zum Teil verlängert.


Und über alle Anschlußdrähte ziehe ich superweichen Silikonschlauch, den ziehe ich von Drähten herunter, die in
brandfesten, orangefarbenen Kabeln von Sicherheitsbeleuchtungsanlagen drin sind, davon habe ich einige Meter.
Tolles Zeug, kann man mit dem Fingernagel trennen, weicjh, flexibel, und absolut lötfest.


Die Verlängerung ist vorteilhaft, weil man nicht direkt die Bauteildrähte verschleißt.
Und für NF- Schaltungen ist das hinnehmbar, die alten Germaniumtransistoren haben niedrige HF- Grenzfrequenzen, und normal keine UKW- Schwingneigung, die man sonst befürchten könnte.

Die Bauteile sind sehr leicht erreichbar und wechselbar.

Bericht

Haut nicht hin, die Schaltung, gar nicht.
So kam erst mal nichts raus.
R7 (130 K) habe ich durch einen Regel- R ersetzen müssen, (inzwischen mit einem Schutzwiderstand in Reihe)
Bei R7 um 30-40 K kommt hinten was raus.
Aber... Rechteck.

Die Regelschaltung T4 am Emitter- R von T3 funktioniert ebenfalls nicht..
Die regelt gar nicht die Amplitude ! C3 ablöten verändert die Frequenz.
Transi ablöten (C3 und R6 dran)- gesperrt, nichts mehr.
Ebenfalls bei Basis T4 an Emitter.
Transi E-K- kurzschließen: geringer Amplitudenanstieg, Frequenz geringer.

An Kathode D1 = +C5 liegen immerhin Minus 4,5 V
C5 überbrückt, also Regelspannung kurzgeschlossen: Geringer Amplitudenabfall.
Die Regelschaltung funktioniert also nicht.

Kollektor Darlingtonschaltung T1/T2 hat um 4,2 V, Kollektor T3 8,2 V, wie im Plan.
Bei R7 um 30K ist an Koll. T4 fast gar nichts, an Basis 0,2 V, da kommt über den 39K kaum was an.

Immer Rechteck, mit oder ohne Regelschaltung.
Ich habe auch mal statt Darlington nur 1 Transi genommen- dasselbe.

Ich dachte erst, Elko und Regelschaltung wären eher richtig an Kollektor der Darlings, ähnlich der Aussteuerungsregelung bei DDR- Kassettenrecordern... aber das funktioniert nicht, und der Autor beschreibt ja auch explizit die GALVANISCHE Kopplung zw. Darling und  T3.

Schon merkwürdig- die alten Germaniumschaltungen in Zeitschriften funktionieren sehr oft nicht- hatte ähnliches mal mit einer als extrem frequenzstabil bezeichneten Schaltung aus einem Funkamateur- Handbuch.

Ich habe es mit GF100 versucht- dasselbe.
Also die GC100 wieder rein.

Ein Radiofreund simulierte nebenbei in PSpice die Schaltung, die Ergebnisse waren ähnlich- volle Übersteuerung, Rechteck !

Aber jetzt habe ich mit Setzen von Einstellern "Nach Gefühl" den Wien- Sinus hinbekommen !

Ich habe für den Emitter- R der Darlings (R5) einen 4,7K- Einsteller eingebaut, der beeinflußt die Gesamtverstärkung des Darlings durch Stromgegenkopplung, und für den -Ub- seitigen Basisvorwiderstand 130 K einen 250K- Steller in Reihe mit 10 K (als Schutz, sonst kriegt am Anschlag die Basis voll Minus UB -> Transi und Regler kaputt, das war mir zwischendurch passiert.

Wenn ich den Darling- Steller von Null Ohm höher drehe, kommen erst übersteuerte Schwingungen, dann reißen die Schwingungen ab, und setzen einige Grad weiter wieder ein, mit sauberem Sinus !

Dann muß ich noch die Basisvorspannung am Regeltransistor T4 einstellen, da gibt es über einen großen Bereich Übersteuerung und eine 2Hz- Eigenschwingung !
Aber- es gibt einen Punkt, an dem die Regelung einwandfrei regelt.

Wie bei der Uralt- Schaltung der "FT" läßt sich die Regelung etwas Zeit, und liefert die korrekte Amplitude nach einigen Zehntelsekunden "Nachdenken" dann nach, der Sinus "schwappert etwas hin und her", aber dann steht die Ausgangsspannung, ok.

Beide Einstellungen sind sehr eng auf dem Stellerkreis einzustellen, es sind sehr kritische Einstellungen.
Ein Abgleich mittels Darling- Emitterwiderstand ist vom Autor nicht erwähnt, aber angegeben sind  Abgleichmöglichkeiten R7 (Basisvorwiderstand des Regeltransistors, wie ich das "nach Gefühl" machte), aber auch noch R6 (Kollektorwiderstand Regeltransi) und R9 (über den kommt die Regelspannung an den Transi).

Die Spannungen sind jetzt anders, als im Schaltplan, ich habe die Werte erst einmal festgehalten.

So etwas nennt man "reverse Engineering", also Nachvollziehen der Entwicklung.

Zum Schluß: Stabilität:
Die Regelung sieht schon beim kleinsten Änderung der Betriebsspannung Anlaß, nachzuregeln, deutlich sichtbar am "Schwappern" der Regelung..
Wie der Autor schon beschreibt, benötigt die Wien- Brücken- Generatorschaltung eine absolut stabile Betriebsspannung. Das sollte bei Generatoren für Meß- und Prüfzwecke sowieso selbstverständlich sein.

Die Schaltung enthält einen Thermiostor, dieser ist aber nur zur Stabilisierung aufgrund der Schwankungen der Umgebungstemperatur, notfalls geht es mit einem Festwiderstand, wie hier noch auf der Lötösenleiste, ich muß einen geeigneten Thermistor noch beschaffen.

Fazit:

Die Schaltung ist kritisch, und ohne weiteres funktioniert sie nicht mit normalen, typisierten Transistoren.
Der Autor hatte ja auch aussortierte, sog. Bastlertypen/ Amateurtypen angegeben, er muß ganz miese Transistoren erwischt haben, mit unterirdisch niedrigen Verstärkungswerten, daß er sich genötigt sah, die Verstärkung mit einer Darlington- Schaltung aufzupeppen.

Transis mit so extrem geringen Verstärkungswerten, daß die Schaltung mit den angegebenen Werten einen Sinus macht, habe ich nicht.

Mit geringen Änderungen einiger Wertangaben ist die Schaltung aber einwandfrei funktionstüchtig.

Wie schon ein Radiofreund bemerkte... eigentlich betreibe ich "experimentelle Archäologie" mit den uralten, aber unbenutzten Germanium- Bauelementen... aber ich habe jede Menge, und möchte die auch nutzbringend verbauen.
Klar gibt es Funktionsgenerator- ICs... aber damit kann ja jeder.
:-)


Die Schaltung nach Änderungen

Fotoserie

Endgültiger Aufbau, mit 2 Stellwiderständen (Jaaaa.... Einstellregler...)


Detail.

 

Test am Oszillographen

Oszillogramm, 10:1- Teilerkopf am Generator
Der Oszi ist ein Vierstrahler, 2 Strahlen habe ich auf die Y- Positionen für 3Vss eingestellt
Eingestellt: 100 mV/ Teil, 1,5 Teile werden angezeigt = 3Vss = 1,5V NFspitze = 1,05 Veff.
Das ist ein guter Wert.

Und hier ist die Wirkung der Regelung zu sehen.
Die Regelung läßt sich bei Veränderungen der Frequenz oder der Betriebsspannung etwas Zeit, und liefert die korrekte Amplitude nach einigen Zehntelsekunden "Nachdenken" dann nach.
Der Sinus "schwappert also bei jeder Veränderung etwas hin und her", aber dann steht die Spannung.



Das Video ist auch hier zu finden: https://vimeo.com/265969422


Simulation  mit PSpice

Hier ist eine PSpice- Simulation von Radiofreund Frank.
Sein  Kommentar zu den Ergebnissen der Simulation:
"R3, den Basisvorwiderstand für T1, mußte ich hochsetzen.
Der empfindlichste Widerstand ist R5. Unterhalb von 970 Ω beginnt der Ausgangssinus zu verzerren, und ab 1040 Ω kommen wieder diese intermittierenden Schwingungen.
Mit R7, dem Basisvorwiderstand für den Regeltransistor, kann man die Nachregelschwelle einstellen. 100k ist bei dieser Simulation der optimale Wert. Bei "Linksanschlag" des Potis wird die Ausgangsspannung auf 2,6 Vss geregelt, bei "Rechtsanschlag" auf 2,3 Vss. Der Unterschied rührt möglicherweise daher, daß mit dem unteren Poti auch der Arbeitspunkt des ersten Transistors verstellt wird.
...
Das Überschwingen der Amplitude nach einem Frequenzwechsel konnte ich nicht beobachten. Die Amplitude wurde relativ schnell nachgeregelt; allerdings nicht immer auf den gleichen Wert wie bei Dir. Und: Ich muß die Amplitude nicht so feinfühlig einstellen wie Du
Alle drei Indizien deuten darauf hin, daß der Proportionalanteil Deines Reglers wesentlich höher (= besser) ist.
"

Damit bestätigt die Simulation die Eigenschaften der Schaltung. Der Wert um 1 KOhm für R5 ist auch in der realen Schaltung richtig, nur für R7 habe ich 75 KOhm einzustellen.
Abweichungen sind sicher den Unterschieden der Stromverstärkungen der realen und den simulierten Transistoren geschuldet.

Das beobachtete Verzerren in einer Richtung der Arbeitspunktverstellung, die 2Hz- Eigenschwingung in die andere Richtung- genau wie in der Realität- alle Achtung !

Nur das "Nachschwappern" der Amplitude bei schnellen Veränderungen der Frequenz -oder auch der Betriebsspannung-  ("Sprungantwort") bildet die Simulation nicht so ab, sie simuliert eine sehr langsame Veränderung, hält aber die Amplitude konstant, wie die reale Schaltung. Das ist aber vielleicht auch speziell programmierbar.

Wie geht es weiter ?

Als nächste Arbeit ist die Bereitstellung eines Chassis und Gehäuses in Vorbereitung.

 

 

 

 

 

 

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