Transistor-Kurzwellenaudion
Mal
wieder ein Kurzwellenaudion bauen, dafür gab es eine doppelte Motivation. Zum einen
wollte ich eine Schaltung testen, die wirklich nachbausicher ist. Und zum anderen
überlege ich seit längerem, ein Audion so weit zu optimieren, dass es für den
echten Funkbetrieb auf den Amateurfunkbändern taugt, so wie es damals in der
Anfangszeit gemacht wurde. Der Gedanke ist, wenn ein stabiler und gut
abgeschirmter Schwingkries mit höchster Leerlaufgüte extrem löse angekoppelt
wird, müsste man damit ein sehr stabiles und empfindliches Audion bauen können.
Mein offener Testaufbau erfüllt diese Anforderungen zwar noch nicht, aber er
erlaubt es, beliebige andere Schwingkreise anzuschließen.
Das Radio war ein Sonntagmorgen-Bastelprojekt. Ich wollte um 11 Uhr fertig
sein, um Radio DARC im 49m-Band damit zu empfangen. Weil ich nicht rechtzeitig
fertig geworden bin, kam ein altes Blaupunkt-Kofferradio mit Teleskopantenne
zum Einsatz. Erst danach war das Audion einsatzbereit. Was mir dabei besonders
auffiel, war der sehr viel angenehmere Klang des Audions. Das liegt nicht nur
an der langen Außenantenne, sondern auch an der spitzen, glockenförmigen Selektionskurve
des Audions.
Im Laufe der Jahre haben sich zwei Audionschaltungen besonders bewährt. Die
einfache Variante wird im Franzis Kurzwellenradio verwendet. Ein einzelner
PNP-Transistor sorgt für die Entdämpfung und für die Modulation.
Die Schaltung funktioniert bei korrekter Bedienung zwar sehr gut, aber sie hat
einige Nachteile für die Nachbausicherheit. Der Transistor ist sehr fest an den
Kreis gekoppelt. Deshalb beeinflusst der Rückkopplungsregler die Frequenz. Das
kann auch ein Vorteil sein, wenn man es geschickt für eine Feineinstellung
nutzt. Insgesamt die die Verstärkung der Entdämpfungsschaltung gering. Deshalb
darf man die Antenne nur lose ankoppeln. Viele haben das nicht beachtet und
konnten dann zunächst keinen Mucks aus dem Radio hören. Die korrekte
Einstellung ist also nicht ganz einfach. Ein weiterer Nachteil ist, dass die
Audionstufe keine Verstärkung hat. Man muss daher eine große NF-Verstärkung
einsetzen.
Die zweite bewährte Schaltung steht in der Bastelecke. Hier arbeitet die
eigentliche Audionstufe in Emitterschaltung und hat bereits eine große
Verstärkung. Die Entdämpfung ist davon getrennt und verwendet zwei
PNP-Transistoren in Differenzverstärkerschaltung.
An dieser Variante habe ich mich bei dem aktuellen Aufbau orientiert. Die
Entdämpfung hat so viel Verstärkung, dass man damit praktisch jeden
Schwingkreis an den Schwingungseinsatz bringt. Die Schaltung eignet sich daher
gut für Experimente mit unterschiedlichen Schwingkreisen und auch für eine
Bandumschaltung. Anders als beim Radio aus der Bastelecke habe ich diesmal
alles mit 9 V betrieben und einen LM386 in der Endstufe verwendet. Außerdem
gibt es einen 5V-Spannungsregler für das Audion.
Die freitragende Spule wurde aus einem Meter Schaltdraht gewickelt.
Diese Bauweise ist zwar das komplette Gegenteil einer stabilen Spule,
aber der isolierte Draht kommt der Nachbausicherheit entgegen, weil
jeder so etwas hat. Die Stabilität reicht für den Empfang von
Rundfunksendern aus. Anzapfungen lassen sich mit dem heißen Lötkolben
leicht erzeugen. Bei der fünften Windung ist die Audionstufe
angeschlossen, bei der ersten Windung die Antenne. Weil hier eine lange
Antenne verwendet wurde, musste sie extrem lose angekoppelt werden.
Alternativ kann man auch eine große Drahtschleife als Antenne
verwenden.
Das Radio wurde auf einer durchgehenden Kupferplatine aufgebaut. Die
einzelnen Baugruppen sind auf kurze Abschnitte einer Streifenplatine gelötet.
Das Foto zeigt die NPN-Audionstufe und die beiden PNP-Transistoren für die
Entdämpfung Die durchgehende Kupferfläche nützt der Stabilität und
Störsicherheit. Ich benutze diese Technik gern, weil das Material immer zur
Hand ist und wenig Aufwand bedeutet. Der Nachbausicherheit ist damit allerdings
nicht gedient, weil man leicht Kurschlüsse zwischen den Bahnen baut, die dann
nur schwer zu finden sind. Das hat den Aufbau des Radios deutlich
verzögert, sodass es seine erste Bewährungsprobe mit Radio DARC knapp verpasst
hat.
Am Abend konnte ich noch viele Rundfunksender im
49m- und 41m-Band empfangen. Dazu reiche eine Drahtschliefe aus 2 m
Netzkabellitze. Und sogar den SSB-Flugwettersender Shannon Radio oberhalb 5 MHz
konnte ich damit klar hören.
Loopantenne als Schwingkreis
Dieses Audion ist dafür ausgelegt, ganz unterschiedliche
Kreise zu entdämpfen. Dabei kann die Schaltung im Interesse einer losen
Kopplung an eine tiefe Anzapfung oder im Interesse einer großen Signalspannung
an das heiße Ende des Kreises gelegt werden. Beim Anschluss einer langen
Außenantenne arbeitet man mit tiefen Anzapfungen für das Audion und besonders
für die Antenne. Dagegen kann eine kleine Loop-Antenne direkt am heißen Ende
angeschlossen werden. Beide Varianten wurden mit den beiden Drekohälften
ausprobiert. Die Loop besteht aus insgesamt zwei Meter Litze, die einfach
irgendwie über einen Stuhl gehängt wird. Damit hat man in Innenräumen einen
recht guten Empfang, weil im Schwerpunkt die magnetische Komponente der Signale
empfangen wird. Durch die künstliche Entdämpfung erreicht die Loop die Wirkung
einer wesentlich größeren Schleife. Für die einfache Umschaltung verwende ich
eine Krokoklemme. Damit lassen sich auch weitere Kreise austesten.
Ringkern, Bandspreizung und JFET-Audion
Der Drehko hat vier Pakete, zwei waren bisher noch frei. Da wollte
ich mal ausprobieren, wie stabil ein Eisenpulver-Ringkern sein kann.
Deshalb habe ich einen T50-2-Kern bewickelt und einige Anzapfungen
eingefügt. Parallel liegen zwei keramische Kondensatoren mit je 56 pF
und eine Hälfte des UKW-Drehkos mit ca. 20 pF. Beim ersten Versuch bin
ich im 49m-Band gelandet, wo viele Rundfunksender sehr klar zu
empfangen waren. Bei Insgesamt 112 pF bis 132 pF hat man ein
Kapazitätsverhältnis von 1 zu 1,18. Das Frequenzverhältnis ist die
Wurzel daraus, also 1,085. Im 49m-Band werden daher ca. 500 kHz
überstrichen.
Um das 40m-Band zu erreichen, habe ich dann vorsichtig Windungen
abgewickelt. Damit kam ich dann ungefähr an den Bandanfang 7 MHz. Der
Empfänger überstreicht nun das 40m-Band und einen Teil des 41m-Bands.
Das Audion muss ungefähr bei der halben Windungszahl angeschlossen
werden. SSB- und CW-Stationen können dank der Bandspreizung problemlos
genau genug abgestimmt werden. Die Frequenzstabilität ist recht gut,
allerdings gibt es wegen des offenen Aufbaus immer noch eine geringe
Handempfindlichkeit. In einem abgeschirmten Gehäuse dürfte aber ein
brauchbares Audion für den Amateurfunk mit einem Ringkern machbar sein.
Das FET-Audion von Günther hat mich dazu gebracht, es doch noch mal mit
einem JFET zu versuchen. Bisherige Versuche waren wenig erfolgreich
gewesen, was ich darauf zurückgeführt hatte, dass ein JFET im Vergleich
zu einem bipolaren Transistor eine zu schwach gekrümmte Kennlinie hat.
Direkte Vergleiche haben tatsächlich ergeben, dass eine JFET-Schaltung
weniger NF-Spannung liefert.
Nach den Erfahrungen von Günther habe ich nun in einem neuen Versuch
einfach eine weitere NF-Stufe eingefügt. Der JFET wird mit sehr wenig
Source-Strom betrieben und hat auch nur sehr kleine Kondensatoren am
Eingang. Trotzdem reicht die Verstärkung für eine aktive Entdämpfung
aus. Am Anfang etwas ungewohnt: Der Rückkopplungsregler funktioniert
jetzt invertiert. Bei kleiner Spannung ist die Rückkopplung groß.
Zuerst habe ich die neue Audionschaltung auf einem Streifen aufgebaut.
Sieht jemand den Fehler? Vertauschte Ringe, statt 1 M habe ich 15 Ohm
erwischt und mich dann natürlich nach dem Einbau gewundert, warum
nichts zu hören war. Jetzt ist der richtige Widerstand drin, und die
Schaltung wird mit zwei Krokoklemmen an den gewünschten Schwingkreis
und an das Lautstärkepoti geklemmt. So kann ich immer noch auf die alte
bipolare Schaltung umschalten.
Der Vergleich zeigt deutlich, dass das FET-Audion tatsächlich die
bessere Schaltung ist! Die Frequenzstabilität ist wesentlich höher und
auch die fast ganz fehlende Abhängigkeit der Frequenz von der
Rückkopplungseinstellung ist überzeugend. Und beim CW- und SSB-Empfang
kann die Rückkopplung auch stärker überzogen werden, ohne an
NF-Lautstärke zu verlieren. Hier wird die schwächer gekrümmte Kennlinie
zum Vorteil. Insgesamt hat die Schaltung einen sehr großen
Dynamikbereich und verarbeitet schwache CW-Stationen so gut wie starke
Rundfunksender. Hut ab vor dem JFET!
