Die UKW FM ZF mit EF89 2x 6BN6 und EF91

Darius UKW Tuner Schaltung und Bilder
Beschreibung des EC900 EF95 Eingangs- und Mischteils
Ein paar Worte zum Ratiodetektor
Röhren Stereodekoder Einführung mit Beispiel
Die UKW FM ZF mit EF89 2x 6BN6 und EF91
Wenig Phasenrauschen - Gegentakt Eingangsteil mit ECC91/6J6

Beim Bau einer FM Röhren ZF sind die Radios aus den 50ger und 60ger Jahren kein geeignetes Vorbild. Die ZF Stufen dieser Radios können nur unzureichend für die speziellen Anforderungen, die eine FM ZF erfordert, eingerichtet werden da sie auch die AM ZF verarbeiten können müssen. In einer AM ZF können Selektion und Verstärkung über mehrere Stufen hinweg erfolgen. Allerdings hat man auch hier erkannt, dass eine Selektion die unmittelbar hinter der Mischstufe erfolgt, der Königsweg ist. In einem guten FM Empfänger erfolgen Selektion und Begrenzung immer hintereinander in der Reihenfolge: Filter-Begrenzer-Demodulator.
Die Selektion hat ausschliesslich durch das Filter zu erfolgen, keinesfalls in den Begrenzerstufen oder gar im Demodulator. Der Demodulator ist so breitbandig auszulegen, dass mindestens der Filterdurchlassbereich im linearen Teil der Demodulator S- Kurve liegt. Zum Aufbau einer Begrenzerstufe muss man die Röhren dazu bringen das Eingangssignal zu begrenzen. Nun sind Röhren allgemein für ihre Fähigkeit bekannt besonders linear zu verstärken. Entsprechend schwierig ist es darum mit den üblichen Verstärkerröhren Begrenzer zu bauen. Deshalb gibt es speziell für diesen Zweck die gated beam tube (6BN6). Informationen zur 6BN6 könnt Ihr von da downloaden. Beim üblicherweise verwendeten Pentodenbegrenzer wird eine steile Pentode mit niedriger g2 Spannung betrieben. Das g1 wird wie beim Audion über eine RC- Kombination angeschlossen. So wird eine Klemmung an der g-k Diode erreicht. Durch die hohe Steilheit und die niedrige g2 Spannung sperrt die Röhre bereits bei geringer negativer Gitterspannung. Der lineare Aussteuerungsbereich ist also nur klein. So sollen Amplitudenschwankungen begrenzt werden.

Die Begrenzung nach "unten" ist nicht so stark wie nach "oben" weil der Kennlinienknick nicht scharf ist. Dies versucht man durch eine zweite Stufe auszugleichen. Die Spannung am Gitterkondensator muss wie beim Audion der Amplitudenmodulation folgen können. Dies ist bei schnellem Wechsel von grossen auf kleine Signalamplituden schwer möglich, da der Widerstand den Kondensator nicht unendlich schnell entladen kann. Es kommt dann zu Empfangsaussetzern. Anders bei der 6BN6, ihr Gitterkreis ist zeitkonstantenfrei.

Ein nicht beachteter Aspekt beim Pentodenbegrenzer ist, das der kleine lineare Bereich in der Hauptsache die oberen Spitzen der Signalschwingung erfasst. Im linearen Bereich "sieht" die Pentode nur trapezförmige Ausschnitte aus dem sinusförmigen ZF- Signal. Die Fläche dieser Trapeze wird mit grösserer ZF- Amplitude kleiner. Das hat zur Folge, das die Anodenstrompulse Pulsweitenmoduliert werden. Diese PWM wird im folgenden Kreis in AM umgewandelt. Man braucht also theoretisch unendlich viele Pentodenbegrenzer um ein AM- freies Signal zu erhalten.
Bei der 6BN6 wird die Katodenspannung so eingestellt, dass eine vom Tastgrad symmetrische Begrenzung stattfindet. Die 6BN6 gated beam tube ist der Schlüssel zu erstklassigen FM- ZF- Begrenzerstufen und somit eine der wichtigsten Röhrenentwicklungen im Bereich der FM-Radiotechnik.
Hier beschreibe ich die FM ZF mit der 6BN6 aus diesem Empfänger genauer. An der Anode der selbstschwingenden Mischstufe mit der EF95 ist ein Koppelfilter mit drei Kreisen angeschlossen.

Nach einer Verstärkerstufe mit der EF89 folgt ein zweikreisiges Koppelfilter. Beide Filter dienen der Selektion des Frequenzbandes. Die gemischt induktive und kapazitive Kopplung ermöglicht es die Filterflanken exakt spiegelsymmetrisch zur Mittenfrequenz (10,7MHz) abzugleichen. Die ZF Verstärkerstufe mit der EF89 arbeitet linear. Über die Schirmgitterspannung wird die Maximale Verstärkung dieser Stufe eingestellt. Überschreitet der Spitzenwert der ZF am Gitter den Wert der Katodenvorspannung, wird durch Klemmung am g1 eine verzögerte Regelspannung für die EC900 im Tuner erzeugt. Die EF89 ist über das Schirmgitter neutralisiert. An das zweikreisige Koppelfilter schliesst sich ein zweistufiger Begrenzer mit den gated beam tubes 6BN6 an.

Ihre Steuergitter liegen gleichstrommässig über die Kreisinduktivitäten unmittelbar an Masse. Das Koppelfilter zwischen den gated beam tubes ist sehr breitbandig und trägt nicht zur Selektion bei, ist also kein Bandfilter. Es dient nur zur Kopplung der Begrenzerstufen. Damit die Begrenzung symmetrisch zur Nulllinie erfolgt, sind die Katodenwiderstände der 6BN6 Begrenzerstufen einzeln einstellbar. Nach der zweiten Begrenzerstufe folgt noch eine Verstärkerstufe mit der EF91 um genügend ZF Leistung für den Ratiodetektor zu bekommen. Diese Stufe ist kpazitiv an die Anode der 6BN6 gekoppelt. Die 6BN6 erhält eine breitbandige Parallelspeisung mit Resonanzdrossel (RFC). Die Verstärkung der EF89 wird so eingestellt, dass die Begrenzer ab einer Antennenspannung von 50dBµV sicher begrenzen. Die Einstellung der symmetrischen Begrenzung erfolgt mit den Einstellern an den Katodenwiderständen der 6BN6 ohne Signal auf maximales Rauschen.

Diese Einstellung ist für ein perfektes Arbeiten der Begrenzer sehr wichtig. Beim Röhrenwechsel ist sie zwingend erforderlich. Die gated beam tubes 6BN6 sind empfindlich gegen Magnetfelder vom Netzteil. Deshalb sind sie mit dickwandigem Eisen gegen Magnetfelder geschirmt.

Glossar:

Koppelfilter ist ein Bandfilter dessen Bandbreite durch den Kopplungsgrad der auf die gleiche Resonanzfrequenz eingestellten Einzelkreise bestimmt wird. Beachte: Kapazitive Kopplung hat Hochpasswirkung, induktive Kopplung Tiefpasswirkung. Eine zusätzliche kapazitive Kopplung kann je nach Phasenlage die Kopplung entweder fester oder loser machen. Im Gegensatz dazu wird beim Verstimmungsfilter der Durchlassbereich durch gegeneinander verstimmte (Einzel-) Kreise bestimmt.

Demodulator S-Kurve Ergibt sich beim Wobbeln des Demodulators. Zeichnet man die Ausgangsspannung des FM Demodulators, hier Ratiodetektor, als Funktion der Frequenz bei linearer Teilung auf, ergibt sich etwa ein liegendes S. Auf dem Mittelpunkt der Strecke zwischen den beiden Bögen liegt die Mittenfrequenz. Zur richtigen Abstimmung dient die Mittenanzeige am Empfänger.

Letzte Bearbeitung am 1.Oktober 2008





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