Forum: HF, Funk und Felder Magic capacitor


von Karl B. (gustav)


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Hi,
die Frage kam auf, was der Begriff "magic capacitor" zu bedeuten hätte.
Da der diesbezügliche Thread geschlossen wurde, hier meine Antwort an 
alle diejenigen, die sich für Empfängertechnik, insbesondere 
Demodulation von AM-Signalen herkömmlicher Zweiseitenbandrundfunksender 
interessieren.
Dazu möchte ich kurz und bündig vorausschicken:
Die Wiedergewinnung der Niederfrequenz, die das zu Gehör bringende 
Signal, Sprache, Musik, Morsezeichen liefert, wird für gewöhnlich so 
erklärt, dass die hochfrequente Schwingung, die im Empfänger hinreichend 
verstärkt und umgesetzt wurde auf eine feste Frequenz, die sogenannte 
Zwischenfrequenz, meistens 455 kHz, mit Hilfe einer Diode 
gleichgerichtet wird.
Dabei ist in der so entstehenden mit der Information, der Modulation 
schwankenden Gleichspannung, die Information wiedergewonnen.

Das Prinzip der Gleichrichtung gilt aber hier genau so wie bei einem 
Gleichrichter für ein Netzteil:
Die Gleichspannung enthält Anteile der gleichzurichtenden 
Wechselspannung.
Das heißt also hier, 455 kHz.
Will man also diesen Anteil so klein wie möglich halten, benötigt man 
noch eine Kapazität mit angepasster Lade/Entladezeitkonastante.
Bei Detektorempfängern ist dieser Kondensator entbehrlich (Zitat Edi-m).
Da aber bei Superhetempfängern vor allem die Empfindlichkeit über den 
Verstärkungsfaktor des Zwischenfrequenzverstärkers geregelt werden muss, 
um
Übersteuerungen zu vermeiden, ist die Bereitstellung einer geeigneten 
Regelspannung nötig.
Diese Regelspannung wird im einfachsten Falle ebenfalls von der über die 
Demodulatordiode gelieferten Gleichspannung abgeleitet.
Hier kommt die Größe des Kondensators ins Spiel.
Wird er zu groß gewählt, hat das Einfluss auf die Tonqualität, den 
Frequenzumfang der wiederzugewinnenden Niederfrequenz, ist er zu klein,
ist die Regelung zu zappelig.

Der Modulationsgrad wird ebenfalls als beeinflussende Größe genannt.
Bei dynamischer Trägerwertanpassung, bei der in Modulationspausen die 
Sendeleistung reduziert wurde, konnte beobachtet werden, dass es zum 
Verreissen der Empfänger Oszillatorfrequenz eben durch die Änderung der 
Regelspannung kommen konnte, so dass es zu mit der Modulation 
schwankenden Pfeifstörungen und ähnlichen Effekten kommen konnte.

Was man in diesem Zusammenhang mit einem geeigneten Demodulatorprinzip 
unter Verwendung des sogenannten "magischen Kondensators" alles 
erreichen kann, ist in diesem Beitrag sehr ausführlich beschrieben:

http://www.valveradio.net/radio/low-distortion-am-detector.html

Und Abbildung 4 in folgendem Beitrag:
Für Detektorempfänger Vorspannungseinstellung der "Diode":
http://www.valveradio.net/radio/high-sensitivity-am-detector.html
Zitat:
"...Sogar eine Germaniumdiode würde eine gewisse Vorwärtsspannung 
benötigen, um einen so niedrigen Rd zu erreichen, geschweige denn 
Schottky- oder Silizium-p-n-Dioden..."
/Zitat

Better detectors make better receivers - bessere Detektoren liefern 
bessere Empfänger -  lautete die in der älteren Literatur erhobene 
Maxime.
(Meinte natürlich die Entwicklung in Richtung Synchrondemodulator bei 
AM.)

Soweit die Infos noch von mir.

ciao
gustav

: Bearbeitet durch User
von Marc-Oni (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Sogar eine Germaniumdiode würde eine gewisse Vorwärtsspannung
> benötigen, um einen so niedrigen Rd zu erreichen

Aus diesem Grunde haben ja die zeitgenössischen Crysta-Radio Bauer nach 
Möglichkeiten gesucht, das Problem der Dioden-Schwellenspannung mit 
"zero-Threashold Devices" zu optimieren. Die haben zwar keine wirkliche 
Null-Volt Schwellenspannung, sind aber diesbezüglich immer noch besser 
als eine Diode. Eine Variante davon verwendet das EPAD MOSFET  Array 
ALD110900 oder den 3SK143 MOSFET.

http://www.arrl.org/files/file/Technology/tis/info/pdf/culter.pdf

von Detectorempfänger (Gast)


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Hallo zusammen,

hat jemand Erfahrungen mit diesem Aufbau.

von Marc-Oni (Gast)16.08.2021 12:15
> Eine Variante davon verwendet das EPAD MOSFET  Array
> oder den 3SK143 MOSFET.

Habe dazu folgendes gefunden.In einem anderen Forum.

http://theradioboard.com/rb/download/file.php?id=2541&sid=c6f464ec1f820d291cdca91dbb53742f

http://theradioboard.com/rb/viewtopic.php?t=6082

von Marc-Oni (Gast)


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von Detectorempfänger (Gast)


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Marc-Oni schrieb:
> Der hier zum Beispiel:
>
> http://www.creative-science.org.uk/epadmosfets.html

Danke werde ich mir anschauen.

von FrankB (Gast)


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Geht es darum, stromlos gleichzurichten?

Wenn nein:

-TA7642 = MK484 = ZN414

von FrankB (Gast)


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von FrankB (Gast)


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Ein Logarithmischer Detektor wie der AD8307 sollte auch gute Dienste 
leisten.


Und mit einer Doppeldiode EAA91 geht es erst recht ohne 
Schwellenspannung:
http://www.jogis-roehrenbude.de/Detektor/Roehren-Detektor.htm

von Heli (Gast)


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FrankB schrieb:
> Ein Logarithmischer Detektor wie der AD8307 sollte auch gute Dienste
> leisten.

Falls es manche noch nicht gemerkt haben sollten:
Es geht hier vornehmlich um AM-Detektoren für passive Detektorempfänger!

Nicht um ZN414 oder andere Empfänger ICs und schon gar nicht um 
logarithmische Pegel-Detektoren wie den AD8307

von FrankB (Gast)


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Heli schrieb:
> Es geht hier vornehmlich um AM-Detektoren für passive Detektorempfänger!

In dem Fall sei gesagt, dass man auch mehrere Gleichrichter-Dioden 
parallel schalten kann.
Am besten, man misst möglichst gleiche Germaniumdioden aus und schaltet 
die dann parallel.
Die Verbesserung sollte deutlich hörbar sein, sonst stimmt etwas nicht.


Angeblich kann man die Schwellenspannung für besseren Empfang auch 
weiter drücken, indem man die Gleichrichter-Diode beheizt (habe ich aber 
selber noch nie ausprobiert).
Aber bitte nicht mit Strom beheizen, sonst schimpft Heli ;)

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Dioden sind logarithmisch. Parallelschalten erhöht linear die 
Strombelastbarkeit und Eigenkapazität, die Schwellspannng kann man so 
nur inrelevant senken!

von Willi (Gast)


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Karl B. schrieb:
> Hier kommt die Größe des Kondensators ins Spiel.
> Wird er zu groß gewählt, hat das Einfluss auf die Tonqualität, den
> Frequenzumfang der wiederzugewinnenden Niederfrequenz, ist er zu klein,
> ist die Regelung zu zappelig.

Naja. Meistens hat man für die Regelspannung zusätzliche Siebglieder 
passender Zeitkonstante.

Karl B. schrieb:
> Bei dynamischer Trägerwertanpassung, bei der in Modulationspausen die
> Sendeleistung reduziert wurde, konnte beobachtet werden, dass es zum
> Verreissen der Empfänger Oszillatorfrequenz eben durch die Änderung der
> Regelspannung kommen konnte, so dass es zu mit der Modulation
> schwankenden Pfeifstörungen und ähnlichen Effekten kommen konnte.

Kann, muß nicht.

Die Schaltungen Fig.1 und 2
http://www.valveradio.net/radio/low-distortion-am-detector.html
sind so aber auch rudimentär.

Schaltung AM-Neunkreiser ganz einfach:
https://nvhrbiblio.nl/schema/Jennen_9R4J.pdf
Die Mischstufe wird nicht geregelt, weil dabei bei hohen Frequenzen (um 
die 30MHz) Verwerfungen auftreten. Dafür hat die Kiste ein ganz anderes 
Problem: die Anodenspannung des Oszillators wächst bei starken Sendern 
um etwa 30V, was ein sehr deutliches Weglaufen der Frequenz zur Folge 
hat.

Etwas komplizierter:
https://nvhrbiblio.nl/schema/Goldpfeil_6401Capri.pdf
Hier hat man sich mit der Regelspannung etwas mehr Mühe gegeben und 
diese verzögert, so daß für kleinste Signale volle Empfindlichkeit 
vorliegt.
Hier regelt man die Mischstufe mit, trotz einer langen Kurzwelle bis 
26,4MHz. Eventuell ist das Problem bei der ECH81 aber auch nicht so 
gravierend.


MfG
Willi

von FrankB (Gast)


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Abdul K. schrieb:
> Dioden sind logarithmisch. Parallelschalten erhöht linear die
> Strombelastbarkeit und Eigenkapazität, die Schwellspannng kann man so
> nur inrelevant senken!

Dioden parallel schalten verdoppelt nicht den Effekt, bringt aber ein 
hörbar besseres Ergebnis in einem Detektor, wenn die Dioden 
zusammenpassen.
Teste es!

von Hp M. (nachtmix)


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Karl B. schrieb:
> Bei Detektorempfängern ist dieser Kondensator entbehrlich (Zitat Edi-m).

Es gibt eben kaum etwas, das man nicht noch schlechter machen könnte.

Wenn man den Kondensator weglässt, gerät über die Diodenkapazität ein 
Teil der HF auf die Kopfhörerzuleitung, wo sie keinerlei sinnvollen 
Effekt hat.
Aber der Schwingkreis wird durch diesen Energieverlust bedämpft.
Daraus folgt schlechtere Trennschärfe und weniger Spannung an der Diode, 
letztlich eine schlechtee Empfindlichkeit bzw. geringere Lautstärke.

Falls noch ein verstärkendes Element im Spiel ist, wie etwa bei einem 
Audion, riskiert man durch solche "Vereinfachung" eine Schwingneigung, 
wenn die von der Kopfhörerleitung abgestrahlte HF auf die Antenne 
rückkoppelt.

von Hp M. (nachtmix)


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Karl B. schrieb:
> Bei dynamischer Trägerwertanpassung, bei der in Modulationspausen die
> Sendeleistung reduziert wurde, konnte beobachtet werden, dass es zum
> Verreissen der Empfänger Oszillatorfrequenz eben durch die Änderung der
> Regelspannung kommen konnte, so dass es zu mit der Modulation
> schwankenden Pfeifstörungen und ähnlichen Effekten kommen konnte.

Dieser Konstrukteur, der das abgeliefert hat, ist sofort zu entlassen!

Man braucht nicht einmal solche Massnahmen, die Propagandasender (heute: 
Werbesendungen) besonders laut erscheinen lassen, sondern normale bei 
Fernempfang auftretende Felstärkeänderungen reichen für die Verwendung 
einer Schwundregelung aus.
Schon in den 1930er Jahren war es bei gewöhnlichen Rundfunkempfängern 
Stand der Technik derartige Feldstärkeänderungen ohne merkliche 
Frequenzverwerfung auszuregeln.

von Hp M. (nachtmix)


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Karl B. schrieb:
> Zitat:
> "...Sogar eine Germaniumdiode würde eine gewisse Vorwärtsspannung
> benötigen, um einen so niedrigen Rd zu erreichen, geschweige denn
> Schottky- oder Silizium-p-n-Dioden...

Na ja, will man das denn wirklich?
Früher verwendete man eben hochohmige Kopfhörer um eine 
Leistungsanpassung an hochohmige Dioden zu erreichen. *)
Zero-Bias-Dioden oder mit Vorstrom betriebene (Schottky-) Dioden haben 
nicht wirklich einen besseren Wirkungsgrad, aber sie sind schon bei 
kleinen Signalspannungen niederohmiger, was hauptsächlich dem 
Frequenzgang der NF zugute kommt. Bei Radar- oder Fensehempfängern ist 
das sicherlich wichtig, aber für ein paar kHz Audio und hochohmigen 
Schwingkreisen?

*) P.S.:
Ich habe vor längerem mal Kennlinien von solch einem typischen 
Detektorkristall aus (natürlichem) Bleiglanz, PbS, aufgenommen.
Das ist natürlich eine fummelige Arbeit, bis man mal eine Stelle 
gefunden hat, bei der die Kennlinie so aussieht, wie es bei einer Diode 
sein sollte.
Zum Vergleich habe ich dann noch Zero-Bias X-Band Diode von alpha 
Industries (jetzt Skyworks) gemessen, die mich immerhin um 30DM gekostet 
hat, und mich über die geringen Unterschiede gewundert.

: Bearbeitet durch User
von Josef L. (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Es gibt eben kaum etwas, das man nicht noch schlechter machen könnte.

Wenn du wie Edi einen dicken Ausgangsübertrager in M65 Größe oder dicker 
ranhängst, hat der bei der betreffenden Impedanz genügend 
Eigenkapazität, mehrere hundert pF. Das sollte bei einem 16k-Kopfhörer 
auch der Fall sein. Bei 4k sind es vielleicht zu wenig. Wenn man C zu 
hoch macht, wird auch die NF bedämpft: Das ist ja grade das Prinzip des 
"Magic Capacitors", das zu verhindern (siehe erste Posts).

von FrankB (Gast)


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Hp M. schrieb:
> Zero-Bias X-Band Diode

Was ist das?

von Heli (Gast)


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FrankB schrieb:
>> Zero-Bias X-Band Diode
>
> Was ist das?

Oben gibst du den Dioden-Fachmann und jetzt stellst so eine Frage?

Zero-Bias-diode = Null Vorspannung Diode. Eine low barrier Schottky 
Diode mit sehr geriner Schwellenspannung als Detektor bis in den GHZ 
Bereich

X ist das lateinische Zeichen für 10. Eine X-Band Diode ist also eine 
Schottky Diode, die für Frequenzen bis um die 10 GHZ tauglich ist. Das 
X-Band umfaßt in etwa den Bereich von 8 bis 12 GHz

von Phrasenschieber (Gast)


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Josef L. schrieb:
> Wenn du wie Edi einen dicken Ausgangsübertrager in M65 Größe oder dicker
> ranhängst

Wer ist Edi?

von Josef L. (Gast)


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Phrasenschieber schrieb:
> Wer ist Edi?

https://www.mikrocontroller.net/user/show/edi-mv

Aber rein thematisch ist der Name hier doch Schall und Rauch - die 
Information, dass ein Ausgangsübertrager als Last bereits genügend 
Kapazität mitbringen kann ist hier wichtig. Allerdings keiner der 
Miniübertrager aus den ersten Transistorradios der 50/60er Jahre.

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