Einfacher Direktmischempfänger für Lang- und Kurzwelle
( in Bearbeitung )
Version vom 27.7.2022
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YOUTUBE-VIDEOs
1, Video von Peter, DG3SMA : https://youtu.be/AZNedjsJ1WI
2. Video von Klaus, DJ7OO zeigt Beispiele für die Nutzung der Memory-Kanäle: https://youtu.be/WKzhKPmMIGg ( Antenne war MLA-30+ Indoor )
3. Video von Manuel, DO3MLA mit Beispielen von FAX, RTTY und SSTV-Empfang: https://www.youtube.com/watch?v=-8RGonfTXw4
4. NEU ist ein Video von Bernd, DF8ZR. Darin werden auch interessante Erweiterungen
wie z.B. CW-Filter und TX-Nutzung vorgestellt:
https://www.youtube.com/watch?v=yyLO3i4jlog
Abb.1 Musteraufbau des kompletten UNI-RX
In der letzten Zeit hatte ich mich schon mehrfach mit einfach aufbaubaren
Direktmischempfängern für einen oder nur wenige Empfangskanäle
beschäftigt. Das ermöglichte eine unkomplizierte Empfangsmöglichkeit
für z.B. kommerzielle RTTY- oder FAX-Aussendungen [1], [2]. Inzwischen
wurde ich nun aber mehrfach gefragt, ob sich unter Verwendung des gleichen Prinzips
nicht auch eine durchstimmbare Version würde realisieren lassen und
so entstand das auf dieser Seite vorzustellende Konzept. Im Laufe seiner Entstehung waren noch jede Menge
neuer Ideen eingeflossen, wofür ich mich besonders auch bei meinem Funkfreund
Peter, DG3SMA bedanken möchte.
Das realisierte Empfängerkonzept
Das Grundkonzept basiert im Wesentlichen auf
den in [1] und [2] vorgestellten Empfängerbaustufen, verwendet zum
Unterschied hiervon aber den schon in [3] beschriebenen durchstimmbaren
Masteroszillator, dessen möglicher Abstimmbereich dabei allerdings
nur teilweise genutzt wird. Das Ziel bestand in einer durchgehenden Empfängerabdeckung
wichtiger Teile des Langwellen- und des unteren Kurzwellenbereiches. Das
daraufhin entstandene Empfängerkonzept zeigt Abb.2. Erkennbar sind dabei
die über Relaiskontakte schaltbaren Vorkreisinduktivitäten für
die beiden Empfangsbereiche. Ein separat von der Oszillatorabstimmung zu
bedienender Drehkondensator dient ihrer Abstimmung. Gewählt wurde dazu
ein Typ, dessen Kapazitätsvariation nach Parallelschaltung von
zwei der verfügbaren Abstimmpakete im Bereich von etwa 30-550pF liegt,
was ein mögliches Frequenzverhältnis zwischen niedrigster und höchstmöglicher
abstimmbarer Frequenz von etwas mehr als 1:4 erlaubt. Auf diese Weise lässt
sich dabei ein Langwellenbereich von etwa 135-520 KHz und ein Kurzwellenbereich
von etwa 3.5-14.5 MHz überstreichen. Die realisierte Schaltanordnung
für den Eingangssignalverstärker, die Mischanordnung und die Verarbeitung
der NF-Signale ist ansonsten weitgehend identisch mit dem schon in [1] und
[2] benutzten und beschriebenen Konzept.
Abb.2 Schaltbild des UNI-RX-Teils ( Bezeichnungen von R1 und R4 korrigiert am 1.7.2022 )
Der abstimmbare Oszillator [3] überstreicht einen sehr weiten Bereich
( derzeit 100 KHz bis 160 MHz ), von dem für vorliegende Empfängeranwendung
allerdings nur der auch durch die Vorkreisabstimmung abgedeckte kleine Teil
genutzt wird. Einzelheiten zu den Zusatzfunktionen des Oszillators, wie Auswahl
der Abstimmschritte, Aufruf von Memory-Kanälen und Abspeicherung der
aktuell eingestellten Frequenz für spätere Inbetriebnahmen können dabei wiederum der Seite [3] entnommen werden.
Als Besonderheit wurde noch eine automatische Bandumschaltung realisiert.
An ESP32-Portausgang 4 des VFO-Bausteins werden dazu Schaltsignale bereitgestellt,
die zur Steuerung des auf dem Empfängerbaustein befindlichen Relais
benutzt werden. Abghängig davon, ob eine VFO-Frequenz unter- oder oberhalb von 2 MHz
eingestellt wurde, werden damit die Vorkreise für die Langwellen- oder die Kurzwellenfrequenzen angewählt.
Besonderheiten des Direktmischprinzips
Obwohl ich mich schon mehrfach zu den systembedingten
Vor- und Nachteilen des Direktmischprinzips ausgelassen hatte, möchte
ich hier doch noch einmal die wichtigsten Punkte wiederholen. Geeignet ist
es zum Empfang von z.B. CW-, SSB-, sowie FAX und RTTY-Signalen. Bei
AM-Stationen ( Rundfunksender ) ist dagegen eine Einstellung auf Schwebungsnull
erforderlich, was in der Regel eine qualitiv nur wenig zufriedenstellende
Empfangqualität ergibt. Kommen wir zu den sonstigen Nachteilen. Durch
Direktumsetzung der Eingangsfrequenzen in den Niederfrequenzbereich ergeben
sich jeweils zwei gleichwertige Empfangskanäle. Ist der gespiegelte Bereich dabei ebenfalls belegt, so kann
es verständlicherweise leicht zu gegenseitigen Störungen kommen.
Allerdings wirkt sich das in der Praxis erstaunlicherweise deutlich geringer
als zu befürchten aus, woran die Selektionsfähigkeit des menschlichen
Ohres durchaus auch ihren Anteil haben dürfte. Nachdem der Hauptvorteil
des Direktmischprinzips aber in seiner Einfachheit liegt, sollte ein praktischer
Anwendungsversuch in vielen Fällen dennoch reizvoll sein.
Nachbau
Abb.3 noch mit alter Platinenversion: Musteraufbau UNI-RX-Teil ( zur Grossdarstellung anklicken )
Abb.4 neue ( durchkontaktierte ) Platine "V5c" des UNI-RX-Teils
( Anm.: ehemals erforderliche Drahtbrücken sind jetzt entfallen )
Es folgt eine Liste mit Aufstellung
der wichtigsten Bauteile des UNI-Empfängers mit Angaben zu möglichen
Bezugsquellen.
BEZ.
|
BAUTEILEBEZEICHNUNGEN
|
BEMERKUNGEN
|
C19
|
Drehkondensator VCAP4 *
|
ak-modul-bus
|
|
Verlängerungsachse für 6mm-Knopf
|
ak-modul-bus
|
| T1 |
Induktivität TOKO 3334R 5.5uH ( 4uH )
|
Ebay / DJ7OO
|
T2
|
Induktivität 2.5mH
|
Ebay / DJ7OO
|
Rel 1
|
Relais 2xUm Omron G6K-2P 5V ** |
Reichelt / DJ7OO |
IC2
|
Schaltkreis MCP2036 14pin DIL
|
Reichelt / DJ7OO
|
IC3
|
dto. LM741 8pin DIL
|
div.
|
IC4
|
dto. LM386 8Pin DIL
|
div.
|
Tr1
|
Transistor J310
|
div. / DJ7OO
|
Tr2
|
Transsistor 2N2222
|
div.
|
Tr3
|
Transistor BC547
|
div. |
IC1
|
Spannungsregler 7805
|
div.
|
| J2
|
Hörerbuchse EBS 35
|
Reichelt
|
J1
|
Powerbuchse DC-BU 072752
|
Reichelt
|
P1
|
Potentiometer 10k log. 4mm-Achse
|
Reichelt
|
V5c
|
Platine DJ7OO_UNI-RX_V5c
|
DH4YM
|
D1
|
Diode 1N4148
|
div.
|
D2
|
Diode 1N4001 |
div.
|
Tabelle 1 Liste der spezielleren Bauteile
| BEZ. |
WERT
|
BEM.
|
BEZ.
|
WERT
|
BEM. |
R1
|
3K9
|
0.1-0.25W
|
C1
|
100n
|
2.5mm ceram.
|
R2
|
1M
|
"
|
C2
|
100u
|
2.5mm Elko 16V
|
R3
|
1M
|
"
|
C3
|
100n
|
2.5mm ceram.
|
R4
|
6K8
|
"
|
C4
|
100u
|
2.5mm Elko 16V
|
R5
|
68K
|
"
|
C5
|
100n
|
2.5/5mm ceram.
|
R6
|
10K
|
"
|
C6
|
100n
|
5mm Folie
|
R7
|
47K
|
"
|
C7
|
100n
|
2.5/5mm ceram.
|
R8
|
100K
|
"
|
C8
|
100pF
|
2.5/5mm ceram.
|
R9
|
10K
|
"
|
C9
|
100pF
|
2.5/5mm ceram.
|
R10
|
10K
|
"
|
C10
|
1nF
|
2.5mm ceram.
|
R11
|
10 Ohm
|
"
|
C11
|
100n
|
2.5/5mm ceram.
|
R12
|
100K
|
"
|
C12
|
10u
|
2.5mm Elko 16V
|
R13
|
1K
|
"
|
C13
|
1nF
|
2.5mm ceram.
|
R14
|
100K
|
"
|
C14
|
100n
|
5mm Folie
|
|
|
|
C15
|
100n
|
5mm Folie
|
|
|
|
C16
|
100n
|
5mm Folie
|
|
|
|
C17
|
100u
|
2.5mm Elko 16V
|
|
|
|
C18
|
100u
|
2.5mm Elko 16V
|
Tabelle 2 Standardbauteile ( Werte von R1, R4 korrigiert am 1.7.2022 )
Die aktuelle Version der ESP32-Software für den durchstimmbaren Oszillator ( VFO ) kann in [3] heruntergeladen werden.
* Der Drehkondensator "VCAP4" besitzt mehrere, ursprünglich zur Nutzung
mit AM/FM-Empfängern gedachte Abstimmpakete. Von ihnen werden für
vorliegende Anwendung allerdings nur die beiden für die AM-Bereiche gedachten Pakete
benutzt. Durch ihre Parallelschaltung ergeben sich Endkapazitäten von
etwa 2x 265pF. Details zu ihren Anschlüssen findet man hier [5]. Die
Original ( China-) Bezeichnung für diesen Artikel ist: "CBM-443BF".
** Zur Verwendung ist die Relaisversion OMRON "G6K-2P 5V" vorgesehen
( VORSICHT ! Der Typ "G6K-2P-Y" besitzt eine hiervon abweichende Pinanordnung
). Das zum Einsatz vorgesehene Platinenlayout sieht alternativ aber auch
noch die Nutzbarkeit eines weiteren Relaistyps vor. Dabei handelt es sich
um den Typ PANASONIC ATN-209 TN2-5V.
Abb.5 UNI-RX-Musteraufbau in Gehäuse: KEMO G010
TIPP: Baugleiche Gehäuse gibt es in verschiedenen Farben auch bei z.B. REICHELT ( Bez.: "EUROBOX" ) und POLLIN.
