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Schaltung und historische Schaltungen

 
Ursprüngliche Schaltung, 30er Jahre


Dies ist eine Schaltung, die ein Funkfreund in den 30er Jahren an den Amateurfunkverband schickte, mit der Bitte um Zuteilung einer Funkfrequenz und eines Stations- Rufzeichens, der Plan wurde mit einer nicht so netten Überschrift "O sancta simplicitas = Oh heilige Einfalt" in der Verbandszeitschrift veröffentlicht.

Nun- die Schaltung war veraltet, und der Betrieb solcher Geräte -außer als Schiffs- Notfunksender- schon lange verboten, so daß das Ansinnen des Funkfreunds damals auf Kopfschütteln stieß... war doch die Funktechnik schon recht weit entwickelt.

Woher der Funkfreund die Schaltung hat, kann man heute nicht mehr sagen- es ist jedoch eine Schaltung, die tatsächlich Verwendung fand, das erwähnte Ausstellungsgerät im "Museum Norddeich- Radio" enthält sie.

Ich habe übrigens die Schaltung mit gleichem Ansinnen am 1. April an den Amateurfunkverband geschickt... aber in Zeiten elektronischer Post wird sofort ein Textbaustein als Antwort verschickt, daß ohne Lizenz/Rufzeichen so etwas nicht in Betrieb genommen werden darf...

Leider hat nicht mal jemand die Schaltung besichtigt...

:-(


Ich tue dem unbekannten Funkfreund von damals die Ehre, seine Schaltung zu testen- diese Schaltung werde ich realisieren, nur anstelle von Variometern werde ich Spulen mit vielen Abgriffen verwenden, die Funktion ist die gleiche.

Für den extrem hochspannungsfesten Schwingkreiskondensator werde ich entweder "Leidener Flaschen" verwenden, alternativ eine andere sinnreiche Konstruktion von damals, oder eine Eigenkonstruktion.
Übliche Drehkondensatoren scheiden hier aus, die Spannungen sind viel zu hoch (ein Funkeninduktor liefert bis 30000 V), Überschläge und Kriechstrecken wären die Folge.

Wenn es Drehkondensatoren gibt, die solche Spannungen aushalten, sind es solche aus Rundfunk- Großsendern, und die dürften die Abmessungen des gesamten bisherigen Senderaufbaus haben, das verbietet sich von selbst.


Schaltplan Projektgerät, in heutiger Zeichnungsweise


Die Werte sind noch nicht festgelegt- ich möchte die Schaltung in Langwellen- oder niedrigen Mittelwellenbereich in Gang setzen, ich fand verschiedene Bemessungen zu diesem Frequenzbereich, ich werde diese testen.

Historische Schaltungen


Frühe Funkensender ohne Abstimmung, Marconi


Der erste Marconi- Funkensender, nicht abgestimmt, extrem breitbandig


Funkenstrecke, gekühlt.

Grundschaltungen Funkensender mit Abstimmung

 Bild: Wikipedia
In der vereinfachten Prinzipschaltung wird der Kondensator C1 über den Vorwiderstand R zur Strombegrenzung auf Hochspannung von einigen kV bis zu 100 kV aufgeladen. Der Ladevorgang wird durch das Zünden der Funkenstrecke beendet, es findet über den Lichtbogen eine Entladung in den Parallelschwingkreis bestehend aus C2 und einer Spule L statt. Der auf eine bestimmte Resonanzfrequenz über die Werte von C2 und L abgeglichene Schwingkreis gibt einen Teil der Energie als gedämpfte Schwingung an die Antenne ab.

Bild: Seefunknetz
Der Braun'sche gekoppelte Sender, bei dem die Funkenstrecke in einem primären Schwingkreis liegt, der induktiv an den Antennenkreis gekoppelt ist. Dadurch erreicht man geringere Spannungen an der Funkenstrecke und der Antennenkreis bekommt nur noch Hochfrequenz (HF) induziert.
Diese Sendertyp wurde auch "Knallfunkensender" genannt, weil normale Lichtfunkenstrecken aus Kugelsektoren benutzt werden.
Nachteilig beim Braunschen Sender ist, dass er je nach Stärke der Kopplung zwischen dem primären Erregerkreis und dem Antennenkreis gleichzeitig zwei je nach Kopplungsgrad mehr oder weniger in der Frequenz unterschiedene Wellen abstrahlt. Dies ist eine grundsätzliche Erscheinung bei gekoppelten elektrischen Schwingkreisen.

Ein Vorteil, den man tatsächlich mit dem gekoppelten Sender erreichte und der unter den damaligen Verhältnissen viel wichtiger war, als man heute denkt, waren die viel geringeren Isolationsschwierigkeiten. Beim gekoppelten Sender bekommt nur der Primärkreis, der leicht zu isolieren ist, statische Ladung z.B. durch einen Funkeninduktor. Die Antenne erhält Hochfrequenzspannung, und zwar nur während der kurzen Zeit des Ablaufs einer Schwingung. Der Energieverlust bei mangelhafter Isolation ist also nur gering. Beim einfachen Sender führte damals die Isolation der Antenne, z. B. auf einem regen- oder seewassertriefenden Schiff, zu ganz großen Schwierigkeiten, die beim gekoppelten Sender beinahe wegfallen.
Dass der Braunsche Sender dem einfachen Marconi-Sender in jeder Beziehung überlegen war, wurde im Anschluss an die Versuche auf der Straßburger Universität durch praktische Versuche an und auf der Nordsee im Sommer 1899 von M. Cantor, dem 1. Assistenten von Braun, im Herbst 1899 und im Jahre 1900 von mir außer Zweifel gestellt. Telefunken hat den Braunschen Sender in allen Arten von Stationen bis 1907 benutzt. Braun hat zusammen mit Marconi den Nobel-Preis erhalten..


Bild: Seefunknetz
Mit einer Löschfunkenstrecke (Erfinder: Max Wien / 1906) vermeidet man die nochmalige Zündung und erhöht so die Leistungsbilanz. Sie besteht aus Ringfunkenstrecken mit geringem Abstand und guter Wärmeableitung. Dadurch wird erreicht, dass der Funken vor Beendigung jeder Halbperiode der Speisewechselspannung erlischt und es kann keine Energie zurück in den Primärschwingkreis reflektiert werden.
Diese "Löschfunkensender" erlaubten gegenüber den Knallfunkensendern eine Erhöhung der Funkenzahl auf bis zu 500. Während sich bei einem Knallfunkensender die Schwingungsenergie des Primärkreises nur etwa zu 20 Prozent in HF-Abstrahlung umsetzt, sind es beim Löschfunkensender 50 bis 70 Prozent.
Da hier der Primärkreis den auf die gleiche Frequenz abgestimmten Antennenkreis zur Abstrahlung anstösst, wird er auch als Stoßkreis bezeichnet.
Gespeist von einer 500 Hz-Maschine kann man den Ton der Löschfunkensender im Empfänger viel besser hören als das bisherige  Knacken der Knallfunkensender. Man nannte diesen Typ daher auch "Tonfunkensender" oder "System der tönenden Funken". Wegen der fast einhöckrigen Abstimmkurve wird nur eine Frequenz abgestrahlt und der Wirkungsgrad des Senders steigt auf bis zu 70 Prozent. Ausserdem ist auf der Empfängerseite eine viel genauere Abstimmung auf den gewünschten Sender möglich.


"Schaltung zur Erzeugung starker Radiofrequenter Wellen. Der Kondensator C wird vom Hochspannungskondensator aufgeladen. Der Schwingkreis L/ C/ S ist in der Radiotelegraphie als geschlossener Schwingungskreis bekannt."
Anmerkung: Die Funkenstrecke zählt man eigentlich nicht zum geschlossenen Schwingkreis, sie wirkt jedoch als Schalter zwischen Kondensator und Spule. 

Frühe Funkensender mit Abstimmung, Marconi


Weiterer, früher Marconi- Funkensender, hier ist schon eine Abstimmspule vorhanden, die zusamman mit der Antenne eine einfache Abstimmung des Senders gestattet. Dennoch ist der Sender noch sehr breitbandig.

Funkensender mit Abstimmung, Braun





Funkensender mit Abstimmung, Marconi

Marconi- Funkensender mit mehreren Schwingkreisen und Abstimmelementen abstimmbar, und an die Antenne anpaßbar.

Diese Variante ist sicherer, da nicht die extrem hohe Funkenspannung an der Antenne liegen kann.

Die Drossel im Primärkreis ist eigentlich üblich für die Verwendung von Mehrfach- Funkenstrecken (Löschfunkenstrecke), dies ist zu dieser Zeichnung nicht erwähnt.
(aus Buch: "The Wireless Experimenters Manual, 1920".


Die Schaltung davor, ich habe die Angaben aus dem Text eingefügt.

Löschfunkensender = Tonfunkensender
Löschfunkensender besitzen eine unterteilte Funkenstrecke aus Platten im Abstand von etwa 0,2mm, die Platten haben zwecks Kühlung eine große Oberfläche, dies bewirkt einen rachen Abriß des Funkens, und eine Funkenfolge, die einen Summton hören läßt.


Grundschaltung eines Löschfunkensenders (aus E. Erb: "Radios von gestern")

 
Nahezu gleiche Schaltung wie vorher, aber nun ist eine Löschfunkenstrecke eingesetzt, diese ermöglicht einen summenden Ton- einen "Tonfunkensender".


Ähnliche Darstellung wie vorher, mit Auskoppelspule- sicherer, da keine Hochspannung an der Antenne



Löschfunkensender mit mehreren Meßvorrichtungen

 

 
Löschfunkenstrecke Telefunken, 1900 (Bild: Deutsche Fotothek)


Löschfunkenstrecke Telefunkern 1905, andere Bauart

Ausgangsleistungsmessung

 Ausgangsleistungsmessung, hier wird ein Hitzdraht- Meßwerk verwendet, welches immer die effektive Leistung anzeigt, egal, ob Gleichstrom, Wechsel- oder Impulsstrom.

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