Kurzwellenaudion mit Bandwechsel
von Edgar, HB9TRU
Auf der Suche nach einer geeigneten Schaltung für die Nachwuchsförderung habe ich das Kurzwellen-Audion
aufgegriffen und etwas zurechtgemöbelt. Die Spule ist auswechselbar
(«Bandwechsel»), über einen 5-Pol 5,08mm Terminal Block Stecker &
Buchse. Am besten arbeitet man mit Rahmenantennen-Spulen, denn die sind
nicht anfällig gegenüber Störungen und in der elektrisch verseuchten
urbanen Umgebung die beste Lösung; man kann sie zudem noch in die
günstigste Richtung drehen. Der Drehkondensator ist ein 443BF mit
Stellrad, mit zwei AM und zwei FM-Paketen; je ein AM und ein FM-Paket
sind zusammengeschaltet, und die beiden Kombi-Pakete sind gegeneinander
geschaltet. Der so resultierende, symmetrische Drehkondensator
überstreicht 30pF bis 120pF.
Als Verstärker habe ich meine «daisy-chain» npn-pnp-npn-Kette
eingesetzt, mit einem RC-Netzwerk zur Festlegung des korrekten
Arbeitspunkts, und einem zusätzlichen 10K-Kollektorwiderstand am ersten
Transistor, zur Herabsetzung seines Eingangswiderstands (wird über das
RC-Netzwerk geregelt). Das Ganze läuft an einer 1.2 bis 1.5V
AAA-Batterie. Am Audion-Ausgang war eine doppelte RC-Filterung
(7.2kHz) nötig um auch SSB-Stationen hören zu können; die HF verstopft
sonst den NF-Verstärkereingang. Der Aufbau auf einer verkupferten
Basisplatte (Gnd) in «Oberflächenmontage», gegen streunende HF, ist der
Schlüssel zum Erfolg. Die Veroboards sind darauf mit Sekundenkleber
befestigt.
Ich habe auch auf genügend Platz zwischen den Bauteilen geachtet, damit
die Schaltung ohne besondere Probleme von Jugendlichen nachgebaut
werden kann. Jetzt werde ich noch den Beta-Test mit einer FabLab-Gruppe
machen.
HBradio war sehr interessiert an meiner Schaltung, denn die USKA hat
jetzt eine Kampagne zur Jugendförderung lanciert. Der neue technische Redaktor,
Mathias Weyland, HB9FRV, (Professor an der technischen Fachhochschule
Winterthur) trat mit mir in Kontakt und schlug mir vor, das Ganze noch etwas
professioneller zu gestalten, damit wir es als Kit herausgeben können.
Nun ist es soweit: das Kurzwellen-Audion existiert als SMD-Kit mit
einigen TH-komponenten, und ist als Github-Projekt unter CC0-Lizenz publik
gemacht!
GitHub - USKA-FOS/HB9TRU-Transistor-Audion: Transistor-based
Audion radio for shortwave reception
Die Publikation in HBradio ist Ende Mai in Heft 3/2023 erscheinen. Das
Kit wird offiziell mit der Publikation in HBradio lanciert.
Aufbau und Betrieb, B.K.
Edgar war so freundlich, mir einen Bausatz zu schicken. Auf der leeren
Platine muss man zuerst die SMD-Teile bestücken. Die Bauteile waren in
einer sinnvollen Reihenfolge auf einem Blatt aufgeklebt und konnten mit
der vorbildlich klaren Anleitung leicht zugeordnet werden. Nach den
SMD-Teilen habe ich die bedrahteten Bauteile und die Anschlüsse
eingelötet. Die ganze Arbeit hat etwa eine Stunde gedauert.
Beim ersten Test fiel mir auf, dass es zu NF-Schwingungen kommen kann,
wenn man das Poti voll aufdreht. Das hängt aber stark vom
Innenwiderstand der Batterie ab. Mit einer frischen Alkali-Batterie
wurde es besser. Außerdem liegt der Rückkopplungseinsatz weit davor.
Man hört den typischen Anstieg des Rauschens, wenn das Audion gerade
überkritisch eingestellt ist.
Statt einer ordentlichen Empfangsspule lief der erste Test sehr
erfolgreich mit einem vorhandenen Kabel aus einer weichen Netzleitung.
Teilweise habe ich zwei oder drei Windungen geformt, am Ende aber meist
nur eine große Schleife ausgelegt. Die Spule lag horizontal auf dem
Tisch. Nachmittags gegen 17 Uhr konnten zahlreiche Sender laut und klar
empfangen werden.
Ein Problem meines Standorts ist die Nähe zur Straßenbahn. Der
Fahrdraht läuft etwa im Abstand 10 m von der Antenne und auf gleicher
Höhe. Die Schaltregler der Straßenbahn erzeugen ein 300-Hz-Signal, das
direkt in die Empfangsschleife induziert wird und häufig laut zu hören
ist. Ein Test auf dem Gartentisch verlief besser, aber das Summen war
auch dort noch leiste zu hören. Später am Abend habe ich wieder im
Zimmer mit anderen Antennenpositionen experimentiert. Wenn ich die
Schleife über eine Stuhllehne hänge, ist eine vertikale Position zu
finden, wo die Störungen der Straßenbahn komplett ausgeblendet werden.
Die Lautstärke der Kurzwellensender ändert sich übrigens nicht merklich
mit der Ausrichtung der Antenne.
Inzwischen verwende ich einen Amidon-Rinkern T80-2 für den
Schwingkreis, der die Störfelder von der Straßenbahn nicht aufnehmen
kann. Die Antenne ist weiterhin die große Drahtschleife, in der auch
die 300-Hz-Signale induziert werden. Aber sie ist über den
Koppelkondensator mit 10 pF angeschlossen. Dadurch habe ich einen
Hochpass, der nur die Kurzwellensignale durchlässt. Im
Kurzwellenbereich ist die Drahtschleife immer noch Teil den entdämpften
Eingangskreises, sodass sie eine sehr leistungsstarke Antenne
darstellt. Mit der separaten Ringkernspule lassen sich leicht die
Wunschfrequenzen erreichen. Hier ging es mir vor allem um das 49- und
41-m-Band, wo am Abend viele interessante Sender zu hören sind. Mit dem
Kopfhörer hat man einen richtig guten Klang mit starker
Tiefenwiedergabe. So macht die Kurzwelle Spaß.
Antennenkreis-Variationen
Die
wunderbare Audion-Platine reizt zu weiteren Experimenten. Beim Empfang starker
Rundfunksender am Abend hatte ich manchmal den Eindruck, dass das Audion eine
zu große Empfindlichkeit hatte. Da müsste man doch auch mit einer kleineren
Antennenschleife auskommen. Sie liegt nun in Reihe zur Ringkernspule. So komme
ich genau in den gewünschten Bereich. 7 MHz liegt in der Mitte, und man kann
auch Amateurfunk im 40m-Band hören.
Manchmal war es schwierig, mehr als einen Draht gemeinsam anzuklemmen.
Deshalb habe ich zwei der leeren Klemmen auf der Unterseite verbunden.
Für
den gewünschten Abstimmbereich brauchte ich etwas mehr Kapazität. Original sind
beide Drehkoseiten in Reihe geschaltet. Jetzt habe ich die untere Seite
kurzgeschlossen. Damit hat der Drehko die doppelte Kapazität. Außerdem liegt
jetzt die Achse an GND, was die Handempfindlichkeit reduziert. Auch in der Nähe
der Antennenschleife hat man nun weniger Handempfindlichkeit, weil nur ein
kleiner Teil der Schwingkreisspannung an der Antenne liegt. Durch vorsichtige
Annäherung kann ich einige 100 Hz verstimmen, was zur Feinabstimmung von CW-
und SSB-Stationen ideal ist.
Auf den Drehknopf habe ich eine Skala aufgeklebt und durch
Vergleich mit meinem SDR beschriftet. Damit fällt es leichter,
bestimmte Bänder oder Stationen wiederzufinden. Gerade konnte ich mit
der kleinen Loop nahe 7 MHz mehrere CW-Stationen empfangen. Nach
Sonnenuntergang dominieren dann wieder die Rundfunksender aus aller
Welt. Und alles mit nur 1,5 V!
