Hi,
u.a. auf dieser Seite von Burkhard Kainka wird ein Pendelaudion
vorgestellt:
www.b-kainka.de/bastel61.htm
Ich habe mich zunächst mit dieser Schaltung beschäftigt gehabt:
pichub.de/Book/Kap8/Kap8_4.htm
liege ich mit dieser Erklärung der Pendelschwingungen richtig?
(nach mehreren Tagen Nachdenken)
Es wird ein Oszillator aufgebaut, der am Transistor einen
Basiswiderstand (sehr hochohmig) und einen Kondensator besitzt.
Ohne Kondensator würde der Transistor nicht ausreichend Energie in den
Schwingkreis rückkoppeln, aber mit Kondensator ist dies möglich.
Bis der Kondensator geladen ist.
Daraufhin stoppen die Schwingungen exponentiell (aufgrund der Verluste).
Dann entlädt sich der Kondensator über den Widerstand, bis die Spannung
soweit gesunken ist, dass der Basisstromfluss genug Energie rückkoppelt.
Allerdings verstehe ich nicht den Sinn dieser Schwingungen. Was bewirken
sie? Wozu wird dieses Verfahren angewendet? Außerdem sehe ich auf dem
Schaltplan der zweitgenannten Seite keinen Oszillator, es gibt nicht
einmal eine Gegenkopplung..
ich wäre für jede Erklärung dankbar. Vielleicht gibt es sogar ein Buch,
das sich nur mit dem Pendelaudion beschäftigt?!
Danke!
Pascal
Pascal schrieb:> Allerdings verstehe ich nicht den Sinn dieser Schwingungen
Eine Empfangsschaltung ist umso empfindlicher, je stärker die
Rückkopplung ist, allerdings schwingt sie bei zu starker Rückkopplung.
Ganz kurz vor dem Punkt, an dem das Schwingen beginnt, ist die
Empfindlichkeit aber am grössten. Die Idee des Pendelaudion ist es, die
Rückkopplung periodisch zu verändern, so dass in jeder Periode der Punkt
maximaler Empfindlichkeit durchlaufen wird. So ganz grob, aus der
Erinnerung, das ist wohl eine Technik aus der Zeit um den 2. Weltkrieg
herum, konnte man glaube ich mit 1 Röhre aufbauen. Wurde von
Superhet-Empfängern abgelöst.
Georg
Hi, Pascal,
im Pendelaudion hast Du zwei unverzichtbare Schwingungen:
a) Die Hochfrequenz, die noch moduliert ist.
b) Die Pendelfrequenz liegt weit oberhalb der höchsten
Modulationsfrequenz.
Die Pendelfrequenz ist an der Vorspannung des pendelnden Verstärkers zu
messen. Sie steigt kontinuierlich an. Damit auch die Verstärkung.
Übersteigt die Kreisverstärkung im Verstärker den Betrag "1", beginnt
der Verstärker zu schwingen. Damit wird "der Kondensator" für die
Vorspannung schlagartig entladen, der Empfänger ist wieder
unempfindlich. Der Pendelzyklus beginnt erneut.
Ist die Pendelfrequenz hoch genug, ist die Modulation des Senders zu
hören.
Niemand muss an der Verstärkung drehen, weil sie von selbst bis zum
Schwingeinsatz wächst.
Ich finde das Prinzip ganz niedlich, aber ein anständiger Superhet ist
mir lieber.
MfG
Wolfgang Horn
Georg schrieb:> Pascal schrieb:>> Allerdings verstehe ich nicht den Sinn dieser Schwingungen>> Eine Empfangsschaltung ist umso empfindlicher, je stärker die> Rückkopplung ist, allerdings schwingt sie bei zu starker Rückkopplung.
Das erscheint mir etwas zu sehr vereinfacht. Das gilt nämlich nur für
Empfangsschaltungen vom Audion-Typ.
> ... das ist wohl eine Technik aus der Zeit um den 2. Weltkrieg> herum, konnte man glaube ich mit 1 Röhre aufbauen. Wurde von> Superhet-Empfängern abgelöst.
Jain. Sowohl das Audion als auch der Superhet versuchen, das gleiche
Problem zu lösen. Aber mit verschiedenen Mitteln.
Das Grundproblem ist, daß der Eingangswiderstand des HF-Verstärkers den
(frequenzbestimmenden) Eingangskreis bedämpft und dadurch die
Trennschärfe des Empfängers verschlechtert. Das Audion behebt dieses
Manko dadurch, daß ein Teil der verstärkten HF phasenrichtig auf den
Eingang des Verstärkers (bzw. meist durch eine weitere Wicklung direkt
auf den Empfangskreis) rückgekoppelt wird. Der Grad der Rückkopplung ist
dabei kritisch. Ist die Rückkopplung zu stark, schwingt der
Vorverstärker und der Empfänger wird zum Sender. Das Pendelaudion ist
dabei ein Kniff, die Rückkopplung möglichst nah am kritischen Punkt zu
halten bzw. (daher der Name) sie um diesen Punkt pendeln zu lassen.
Der Superhet umgeht das Problem auf andere Weise. Durch das Herabmischen
der Empfangsfrequenz auf eine feste ZF kann er Filter mit sehr hoher
Güte (= Trennschärfe) verwenden und die Selektivität des Eingangskreises
muß lediglich gut genug für die Unterdrückung der Spiegelfrequenz sein.
Das schafft auch ein herkömmlicher (nicht entdämpfter) Schwingkreis.
Die Wikipedia-Artikel zu diesem Thema erscheinen mir unrichtig (bzw.
entsprechen nicht meinem Verständnis der Begriffe). So ist z.B. die
Demodulation der HF an der gekrümmten Kennlinie des HF-Verstärker-
elements keine Eigenschaft des Audions, sondern kennzeichnet die
sogenannte Reflex-Schaltung. Hier wird der gleiche Transistor einerseits
als HF-Verstärker für die Audion-Empfangsstufe und als Demodulator und
Verstärker für das NF-Signal verwendet (funktioniert natürlich nur für
AM). Damit habe ich als Stift schon heimlich abends unter der Bettdecke
ferne MW-Sender gehört.
Georgs Erklärung ist leider nicht richtig, aber es ist natürlich sehr
nett, dass er überhaupt eine Erklärung versucht. Es stimmt zwar, das man
lange Zeit annahm, dass das es um das Pendeln um den Punkt der grössten
Empfindlichkeit geht, aber die Wirkungsweise ist eine andere.
Paradoxerweise enthält gerade Kainkas Seite sehr gute Erklärungen dazu,
insbesondere darüber, warum das oben beschrieben gerade nicht vorliegt.
Aber wie es so mit Erklärungen ist: Wat dem eenen sin Uhl, is dem annern
sin Nachtigall. Es mag erhellend sein, wenn Du die Erklärung in
Wikipedia liest:
https://de.wikipedia.org/wiki/Superregenerativempf%C3%A4nger
Die ersten 27-MHz-Fernsteuerempfänger für Flugmodelle in den 1960ern
waren Röhren-Pendelaudions. Batterieröhren mit 1,2 V Heizung und 22,5 V
Anodenspannung aus einer Blitzbatterie (für Blitzbirnen).
Steuerbar war nur das Seitenruder. Ein Segelflugmodell konnte man schön
lange in der Luft halten, bis die Batterie halt leer war.
Alle anderen Empfänger wären viel zu schwer gewesen.
Gruß - Werner
Danke sehr.
Ich glaube, dass ich das Prinzip nun gut verstanden habe.
Ist es richtig, dass der 50pF-Kondensator als Koppelkondensator dient
bzw. für die Rückkopplung verantwortlich ist?
Axel S. schrieb:> So ist z.B. die> Demodulation der HF an der gekrümmten Kennlinie des HF-Verstärker-> elements keine Eigenschaft des Audions, sondern kennzeichnet die> sogenannte Reflex-Schaltung.
Doch. Die Audion-Schaltung dient der HF-Verstärkung und Demodulation.
Das Rückkopplungsaudion hat dazu noch eine Entdämpfung des
Eingangskreises. Die Reflexschaltung macht gleichzeitig noch eine
NF-Verstärkung in der Audionstufe.
Christoph K. schrieb:> um Störungen durch die Schwingung des Empfängers zu vermeiden
Es wäre ja schon mal interessant, ob so ein Pendelaudion heute die
Prüfungen für CE-Konformität (EMV) bestehen würde.
Georg
Georg schrieb:> Christoph K. schrieb:>> um Störungen durch die Schwingung des Empfängers zu vermeiden>> Es wäre ja schon mal interessant, ob so ein Pendelaudion heute die> Prüfungen für CE-Konformität (EMV) bestehen würde.>> Georg
Die werden immer noch in Millionen Stückzahl hergestellt. Z.B.:
(Billig) Wetterstationen mit Fernsensoren mit OOK
China 315/433/915MHZ Daten Empfänger mit OOK
Garagentüröffnerfernsteuerung mit OOK
Drahtlose Klingeln
Netz Fernsteuerungen (Lampen)
...
Mit einer HF Vorstufe versehen lassen sich die Breitband Störungen
weitgehend vermindern und Konformität ist durchaus erzielbar wenn so
gewollt.
Es wird vielleicht noch interessieren, dass die amerikanische Avionics
Firma NARCO in den 70er Jahren einen Glideslope/VOR Empfänger mit
Pendelaudion in der ZF einsetzte. In Spezialanwendungen haben
Pendelaudionschaltungen immer noch gewisse nützliche Eigenschaften wie
Impulsstörsicherheit und in LOG Modus einen weiten ausnutzbaren
Dynamikbereich.
Wahrscheinlich sind Pendelaudionschaltungen in Billigstprodukten immer
noch billiger herstellbar wie vergleichbare moderne
Datenempfängerkonzepte der einschlägigen Firmen. In Fernostprodukten im
315-433MHz Bereich sind sie überall eingesetzt.
> die Prüfungen für CE-Konformität (EMV) bestehen würde.
Die Funkthermometer tragen ein CE-Zeichen, also werden die Meisten die
Bestimmungen einhalten. Außerdem könnte ein HF-Verstärker vorgeschaltet
werden, um die Störungen von der Antenne fernzuhalten.
> immer noch billiger herstellbar
Ein Hauptvorteil ist der geringe Stromverbrauch.
Ich versuchs mal aus dem Kopf;-)
In früheren Heinz Richter Büchern wie "Fernsteuerung für Alle" und in
einigen anderen wurde das Prinzip ausführlich beschrieben und mit Oszi
Observationen belegt. Es gab s.v.w.i.w. ein DDR Fernsteuerbuch wo das
Thema auch ausführlich mit Bauanleitungenen behandelt wurde. Auch K.H.
Schultheiss brachte Fernsteuerungsbücher heraus. Das P.A. wurde in den
Anfangszeiten der Modellfernsteuerung wegen des sehr guenstigen
Leistungs/Gewichtsverhaeltnis sehr oft verwendet.
Ob ein PA mit Roehren oder Transistoren verwirklicht wird macht
prinzipiell keinen Unterschied.
Es gibt eigentlich zwei Arten von P.A. die sich im Empfangsverhalten
beträchtlich unterscheiden. Man unterscheidet hier zwischen dem linearen
und dem Logarithmischen gesteuerten P.A. Beim linear arbeitenden P.A.
wird die niederfrequente Arbeitspunktsteuerung meist durch einen
separaten Hilfsoszillator bewerkstelligt obwohl es auch
Spezialschaltunegn mit Hilfsschwingkreis gab (Trawid, Quenchkreis).
Logarithmische P.A. wie sie damals meist in den Fernsteuerungen
verwendet wurden, kombinieren die Hilfsschwingungserzeugung und die HF
Funktion in einer aktiven Stufe. In solchen Schaltungen wird durch
zweckmäßige Dimensionierung gewisser Komponenten werte erreicht, dass
eine stabile Dauerschwingung des HF Oszillators nicht möglich ist und
periodisch durch Arbeitspunktverschiebung abreißt. Dieses periodische
Verhalten ist dem eines Sperrschwingers etwas ähnlich und funktioniert
auch etwa so. Wichtig ist beim logarithmischen P.A. , dass nach Abreißen
der HF-Schwingung das Wiederaufbauen der Arbeitspunktverschiebung
langsam abläuft um die Zeitspanne bei dem die Schaltung ihre höchste
Empfindlichkeit hat, so lange wie möglich erhalten wird. Sobald die
Schaltung zum HF-Schwingen anfängt, verschiebt sich der Arbeitspunkt und
die HF Schwingung reißt ab und das Spiel wiederholt sich. Die
Komponentenwerte werden so eingestellt, dass diese Kippschwingung im
Bereich von 20-50kHz liegt. Ein Merkmal des logarithmischen P.A. ist,
ein starkes weißes Rauschen ohne Empfangssignal. Solche Schaltungen
haben einen sehr weiten Dynamikbereich. Z.B. Zwischen 5uV bis einigen
Volt Antennenspannung ändert sich die demodulierte Ausgangsspannung nur
um wenige Prozent. Auch Impulsstörungen werden weitgehend unterdrückt.
Ein Merkmal des P.A. ist, dass die Arbeitsfrequenz nicht unter 10MHz
liegen sollte. Da die Selektionsmittel nur begrenzte Güte haben, ist die
Bandbreite solcher Empfänger unverhältnismäßig groß. Die demodulierte
Ausgangsspannung muss in der Praxis durch ein zweckmäßig dimensionierte
Tiefpassfilter von der Pendelfrequenz befreit werden um eine Überlastung
der folgenden Verstärkerstufen zu verhindern.
Beim Linearen P.A. wird meist ein Hilfsoszillator mit zwischen 20-50kHz
verwendet welche den Arbeitspunkt gezielt beeinflusst. Da diese
Hilfsschwingung meist Sinusförmig ist, ist das Verhalten der Schaltung
grundlegend anders. Auch das Rauschverhalten ist beträchtlich
verschieden. Solche Schaltung rauschen vergleichsweise viel weniger. Das
lineare P.A. hat einen viel kleineren Dynamikbereich.
In Spezialanwendungen ist das P.A. durchaus immer noch recht nützlich
und es ist ein dankbares Studienobjekt.
Gerhard O. schrieb:> Ich versuchs mal aus dem Kopf;-)
Nicht übel, das ist doch mal was gehaltvolles.
Kürzlich habe ich mal ein Paar billigste Waklie Talkies geschlachtet.
Da war jeweils ein PA drin, der dann auch mit wenig Aufwand aber
trickreich als Sender umgeschaltet wurde.
Die Reichweite war allerdings bescheiden.
Eine Verbesserung konnte ich leider auch nicht erzielen.
Bei so einer low cost Schaltung führt jeder Bastelversuch zu
schlechteren Ergebnissen.
Sogar eine bessere ( angepasste? ) Antenne brachte nichts.
Respekt vor den Entwicklern solcher Schaltungen.
Normalerweise würde man das als nicht reproduzierbar einstufen.
Aber die Dinger funktionieren irgendwie doch... wenn auch schlecht.
Stefan M. schrieb:> Normalerweise würde man das als nicht reproduzierbar einstufen.> Aber die Dinger funktionieren irgendwie doch... wenn auch schlecht.
Anhand eigener Arbeiten kann ich das verneinen. Ich baute vor über 35
Jahren einige 315Mhz Garagentürsteuerungen. Mit DG-MOSFET Verstärker und
BP P.A. brachte es der RX auf immerhin 1uV Arbeits-Empfindlichkeit in
nur 2 Stufen. Alle drei Aufbauten funktionierten nach Abgleich auf
Anhieb über 20 Jahre zuverlässig und mit vergleichbarer Leistung. Die
Reichweite mit einem Handsender ohne richtige Antenne war immerhin über
100m vom Auto aus. Mit dem Kauf einer neuen Garagentüre wurden die
Anlage überflüssig. Die Tastung der Sender war OOK. Die übliche
Bit-Sliceschaltung konnte die Daten einwandfrei extrahieren.
Messtechnisch sind diese Schaltungen durchaus zugänglich. Es hilft
natuerlich einige HF-Messgeräte zur Verfügung haben.
Vor ganz langer Zeit in meiner Jugend baute ich den 60er Jahren noch
einige Röhrenschaltungen mit EF41 und EC92 für 2-m (144MHz) und UKW
Rundfunk. Die Schaltungen waren allesamt leicht zum Arbeiten bringen.
Damals hatte ich natuerlich keine Messgeräte.
> brachte es der RX auf immerhin 1uV Arbeits-Empfindlichkeit
Dazu sind zwei Maßnahmen erforderlich:
- Die Amplitude im Schwingkreis muss währen der Pausen auf <1µV
absinken.
Bei zu hoher Pendelfrequenz leidet deshalb die Empfindlichkeit.
Wird ein Quenchoszillator verwendet, kann der Schwingkreis aktiv
bedämpft werden, wodurch er schneller ausschwingt.
- Nach dem Ausschwingen muss sich die Verstärkung sanft erhöhen,
sonst wird der Schwingkreis durch die Pendelschwingung und nicht
vom Antennensignal angestossen.
Gerhard O. schrieb:> Es gab s.v.w.i.w. ein DDR Fernsteuerbuch wo das> Thema auch ausführlich mit Bauanleitungenen behandelt wurde.
In meiner Stadtbibliothek gab es solch ein großes DDR-Funk-Buch, der
Glosar war in Russisch und Deutsch.
Ich hatte dort die Seiten mit dem Superhet abgescannt und ein paar
Messtechnik-Seiten, da habe ich zufällig noch eine Seite vom
Pendelempfänger mit abgescannt.
Vielleicht ist es für jemanden interessant.
Ich habe das Bild auch noch in einer guten Qualität, ist dann aber
750kByte groß.
