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Detektor-Fernempfänger - preisgekrönte Bauanleitung

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Papers » Tube Radio kits and kits without tubes » Detektor-Fernempfänger - preisgekrönte Bauanleitung
           
Berthold Bosch † 13.2.19
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13.Sep.04 12:21
 
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Die beiden PDF in der Anlage (unten) zeigen Prinzip, Bauvorschlag und Erfahrungen zu einem besonders leistungsfähigen Detektor-Fernempfänger. Es handelt sich um einen sehr modernen, aufwändigen Detektorempfänger mit Diode(n).

Zusammenfassung:
Empfindlicher und trennscharfer Detektor-Fernempfänger, mit dem bei Dunkelheit mehr als 190 verschiedene MW-Stationen gehört werden konnten (innerhalb von 10 Tagen), mit Entfernungen bis über 4000 km (z.B. Ägypten, Saudi-Arabien). Große Empfindlichkeit wird erreicht durch Verwendung von Spulen mit extrem hoher Güte, leistungsfähiger Antenne und empfindlichem Kopfhörer (sound-powered). Auf Anpassung sowohl auf der HF- als auf der NF-Seite und Wahl einer impedanzmäßig passenden Diode (Si-Schottky-D.) ist strikt zu achten. Die hohe Trennschärfe ergibt sich bei Verwendung von 2-Kreis- bzw. 3-Kreis-Bandfiltern. Zur Optimierung des Empfindlichkeits/Trennschärfe-Verhältnisses sind die MW- und KW-Bereiche in mehrere Teilbänder mit jeweils eigenen Spulen unterteilt. Dieses Gerät erzielte das beste Ergebnis im 2003 Xtal Set DX Contest der U.S. Xtal Set Society.

Stichwörter:
Detektor-Empfänger, Detektor-Fernempfänger, Antennenankopplung, L-Antenne, Schleifen-Antenne, Ballon-Antenne, HF-Anpassung , NF-Anpassung, NF-Übertrager, Schottky-Dioden, Nullpunkt-Dioden-Wechselstromwiderstand, Dioden-Anpassung, Kopfhörer-Empfindlichkeit, Sound-powered-Kopfhörer, MW-KW-Teilbereiche, Ferrit-Topfspulen, höchste Spulengüte, Zweifach-Bandfilter, Dreifach-Bandfilter, Saugkreis 191 verschiedene MW-Sender, Ägypten, Saudi-Arabien, U.S. Xtal Set Contest

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Ernst Erb
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16.Jan.13 11:02

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Dieser Beitrag zeigt in eindrücklicher Weise was man mit einem besonders gut gebauten Detektor-Empfänger erwarten kann, also z.B. nahezu 200 Sender sind damit aufspürbar.

Etwas schade, dass nahezu alles in einem PDF verpackt ist und darum die Aufmerksamkeit von Lesern und Suchmaschinen stark reduziert ist. Darum wohl auch bis jetzt nur vier Bewertungen - dabei zeigen sich Bewertungen (Sterne) erst wenn mehr als 6 vorhanden sind. Es lohnt sich, einen solchen Beitrag direkt mit integrierten Bildern zu schreiben oder einen längeren Erklärungstext mit möglichst allen Stichworten.

Dieser Beitrag hätte es sehr verdient, mehr bewertet zu werden. Bitte nachholen, damit wir dem Beitrag gerecht werden. Immerhin hat er von Gästen 42 Dankeschön erhalten. Normalerweise rufe ich nicht zu so etwas auf, doch wurde der Beitrag zu einer Zeit geschrieben als wir diese Bewertungsmöglichkeit noch nicht programmiert hatten.

Es gibt eine ganze Menge ausgezeichneter Beiträge unter dem Reiter "Texte", die noch nicht bewertet wurden!

This article was edited 16.Jan.13 11:03 by Ernst Erb .

Ernst Erb
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11.Jul.20 21:18
 
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Leider ist Berthold Bosch seit dem Februar 2019 nicht mehr unter uns. Im Nachruf weise ich auf seine Ansichten und Bewertungen über Radiomuseum.org und über das Buch "Radios von gestern" hin. Dank Heinrich Stummer's Hilfe (zeitlicher Aufwand) ist das Buch übrigens in ca. einem Monat in der 6. Auflage über "Book on Demand" (BoD) wieder erhältlich. Es war während Jahren vergriffen und leider konnte man es meist nur mit überhöhten Preisen gebraucht kaufen.

Berthold war ein überragender HF-Universitätsprofessor. Die Konstruktion seines Detektors und seine Antennen- und Erdungsanlagen waren hervorragend. Er versprach mir, dass ich den Detektor erhalten werde, wenn er ihn nicht mehr benötige oder einen zweiten bauen würde.

Tatsächlich haben seine Erben ihn mir per Post zugestellt und ich bekam ihn vor einigen Monaten. Schon als ich das zu grosse Paket in die Hand nahm und das Scheppern hörte, wusste ich, dass das eine Ruine war. Nach dem Öffnen war ich zutiefst betroffen. Ich konnte nur teilweise aneinander hängende Teile in eine Schachtel verstauen, die dann so aussah:

Ich dachte, dass mein "Traum" für immer zerschellt sei. Als Ralph Oppelt bei einem Besuch bei mir das Elend sah, sagte er mir spontan: "Den nehme ich mit und baue ihn wieder für Dich zurück." Seine solide Konstruktion zeigte er anlässlich einer Ausstellung. Er führte ihn auch vor und verwendete dabei einen besonders hochohmigen Kopfhörer, den mir vor vielen Jahren ein Mitglied erstellt hatte.

Vom Kopfhörer war Ralph so begeistert, dass ich dafür sorgte, dass das Mitglied noch einen für ihn anfertigte. Auch der ist eine ausserordentliche Leistung.


Hier das Werk von Ralph Oppelt, der u.a. auch diesen Mittelwellen-Sender konstruierte und hilft, ihn auf 1485 kHz zu betreiben. Dies nach ersten Versuchen auf 1476 kHz. So schliesst sich der Kreis. Interessierte können wieder Detektoren bauen und auch betreiben -  und wir können hoffen, dass das auch die Jugend anspornen kann, versuche mit AM-Radios zu starten.

Eine Suche bei uns ergibt nicht nur diesen interessanten Thread darüber.

Als Nachtrag die speziellen Kopfhörer:

Eine Warnung: Die Kopfhörer vertragen max. 3 mW! Man sollte ihn nie mit einer Stromquelle betreiben und wohl auch nicht in Gewitterstimmung mit einem reinen Detektorgerät oder gar ständig in Betrieb lassen.

Gerne fübe ich noch an, was mir Ralph am 10. September 2019 zum Detektor geschrieben hatte, denn es kann anderen helfen:

  1. Laut Bericht ist der Dreikreiser nur manchmal bei starken Ortssendern erforderlich. Da es hier keine solchen mehr gibt, habe ich nur die Zweikreiserversion rekonstruiert. Es war auch der dritte Spulensatz für den Dreikreiser nicht im Trümmerhaufen zu finden. Er waren vermutlich in einer extra Schachtel.
  2. Von den verschiedenen NF-Trafos habe ich nur den Hammond-Typ eingebaut, da dieser mit Abstand die besten Ergebnisse lieferte. Da ich einen guten HF-Generator habe (HP8656B), kann ich auch exakt messen, wieviel NF bei welchem HF-pegel am Ende rauskommt und das war eben bei diesem Typ.
  3. Im Bericht ist erwähnt, dass die magnetische Kopplung bei starker Annäherung der Spulen reicht. Ich konnte das so nicht verifizieren. Man muss ja mindestens die kritische Kopplung erreichen, wo aus einem Höcker zwei werden wollen aber noch mit flachem Verlauf, d.h. genau den Punkt, wo sich gerade noch nicht zwei Höcker bilden aber der eine sich mit flachem Sattel aufweitet. Andernfalls läuft man Gefahr, unnötig Signaldämpfung in das System zu bringen. Ich konnte das mit dem Networkanalyzer HP3577B schön nachmessen (s. Filterkurvenbeispiel). Einkopplung war von 50 Ohm über variables Koppel-C (ganz links im Bild), Auskopplung per aktivem Tastkopf ganz schwach kapazitiv über die Luft, so dass kaum eine Güteeinbuße stattfindet. Allerdings benötigte ich nur so 0,5 ... 1pF als kapazitive Zusatzkopplung. Bei dem Koppel-C-Drehko muss das Gehäuse (Rotoren) unbedingt an die kalte 50 Ohm Seite, sonst bringt man über die Holzfrontplatte Verluste ein.
  4. Die erwähnte Schwingkreisgüte von max. 500 konnte im Wesentlichen bestätigen. Ich erreicht zwar nur 440, aber im Rahmen der Messgenauigkeit ist das schon ok. Wobei ich nicht die im Bericht erwähnte Transmissionsmessung mit Auswertung der -3 dB Punkte wählte, sondern die Güte per Reflexion unter Auswertung der 1/sqr(5) = 0,447 Punkte (= -7 dB) gemessen hatte. Dieses Verfahren ist evtl. etwas genauer, da man nicht die Ankoppelverluste mit misst. Allerdings ist es vermutlich weitgehend unbekannt. Naja, Dietmar wird es sicherlich kennen....
  5. Herr Bosch behauptete in seinem Bericht, dass bereits Wellenschalter die Güte reduzieren, weshalb er eher auf Klemmen etc. zurück griff. Ich wollte das nicht glauben, denn wenn man z.B. den gütebedingten Serienwiderstand eines Schwingkreises mit dem Übergangswiderstand eines üblichen Wellenschalters vergleicht, dann ist letzterer immer noch um Zehnerpotenzen niedriger. Aber Herr Bosch hatte trotzdem Recht: Es waren die dielektrischen Verluste, wenn z.B. Pertinaxkontaktplatten im Drehschalter ein paar „schlechte Picofarad“ beisteuerten. Ich habe dann alles auf zwei getrennte Ebenen gelegt und einen größeren Drehwinkel (60° statt 30°) gewählt. Dann waren die wellenschalterbedingten Verluste nur noch im Bereich 1 -2 %.
  6. Herr Bosch hatte einen kleinen HF-Generator bei sich, um vorab die Frequenz eines gewünschten Senders am Detektorradio einzustellen. Da kann man ja viel Pegel einkoppeln, um diesen zu finden. Ohne diese Hilfe ist es nahezu unmöglich, einen schwachen Sender aufzuspüren. Eine gute Skala würde etwas helfen, aber jede Antenne ist anders und verwirft je nach Ankopplung die Skala des ersten Schwingkreises. Nun hat nicht jedermann so ein schönes Hilfsgerät. Deshalb dachte ich, wäre es schön, wenigstens einen 9 kHz Eichmarkengenerator bei sich zu haben, denn die Sender sind ja im 9 kHz Raster. Ich habe mir so etwas ausgedacht und aufgebaut. Wie man im Foto sieht, genügen hierfür drei ultra-billig-ICs aus der SN74-er Reihe, ein handelsübliches 9 MHz (oder in meinem Fall ein 4,5 MHz) Quarz und ein paar Rs und Cs. Damit man grob weiß, welche 9 kHz Linie man hört, kann man das auch auf 90 kHz Abstand umschalten und muss dann eben die 9 kHz Schritte abzählen. Das kleine Kästchen hat jedenfalls gut funktioniert (jede Linie ist mit 1 kHz amplitudenmoduliert) und falls die verwendetet Hochantenne auch eine 50 Ohm Schnittstelle hat (oder in der Umgebung davon liegt) findet man den Sender sofort und braucht nicht mehr nachregeln.

Und das Ende vom Lied: Es ist faszinierend, was man mit dem Ding nach Sonnenuntergang raus holen kann. Hinzu kommt natürlich der Spezialkopfhörer von dir, der einfach unschlagbar empfindlich ist. Mein MW-Sender auf 1476 kHz ist hier 8,2 km Luftlinie entfernt und sendet nur mit 6 W emrp (per Messung bestätigt!). Mit meinem Klorollendetektorradio war da praktisch nichts zu hören, die 1 kHz Töne nachts so gerade noch, wenn alles mucksmäuschenstill war. Und jetzt? Jetzt höre ich den Sender tagsüber klar und deutlich. Ohne Hilfsenergie einfach so aus der Luft!!!

This article was edited 13.Jul.20 13:33 by Ernst Erb .

Ernst Erb
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13.Jul.20 12:16
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Wahrscheinlich kennen die Leser die ersten Versuche als Knabe, zwei Metallbüchsen am Büchsen-Boden mit einer Schur, die man straff zieht. Das kann auch durch z.B. ein Schlüsselloch gehen, um aus zwei Räumen zu sprechen und zu hören. Besser geht das aber mit zwei permanentdynamischen Lautsprechern mit Kabelverbindung. Das gleiche Prinzip gilt für die "sound powered" Kopfhörer mit einem dynamischen Mikrophon, was die US-Army vor allem auf Schiffen verwendeten, um den Kontakt auch bei Stromausfall halten zu können. Hier das Bild, das mir Dietmar Rudolph zustellte:

 

Lit: "Cooke, N.M.; Markus, J.: Electronics Dictionary, McGraw-Hill, 1945"

Der oben beschrieben Kopfhörer verwendet dieses Prinzip, doch ist er neu mit einem Draht von 0,05 mm mit 5000 bis 5300 Windungen bewickelt. was einen Gleichstromwiederstand von 5180 Ohm ergibt oder eine Impedanz von 83,5 kOhm bei 1 kHz. Die Hörschwelle liegt bei 0,01 pW und die Empfindlichkeit bei 110 dB/mW. Man nennt das System auch "balanced armature". Wenn genau im Magnetfeld zentriert, gibt es keine Nettokraft auf den Anker, daher der Begriff "ausgeglichen". Davor verwendete man symmetrische Ankertreiber.

Den realen Kopfhörer könnte man mit Draht von 0,04 mm noch hochohmiger bauen, doch dann sinkt die Empfindlichkeit. Sie sinkt auf unter 100 dB/mW bei Impedanz bei 1 kHz von 380 kOhm bei etwa der doppelten Anzahl Windungen.

Beim gezeigten Kopfhörer hat Ralph Oppelt einen 10 nF Kondensator parallel geschaltet, was 475 Hz Resonanz ergab, was einer Gesamt-Induktivität von 11 H entspricht. Dabei schrieb er mir:

"Nun ist das ja keine Empfindlichkeitsmessung. Dazu bräuchte ich einen kalibrierten Schallpegelmesser. Stattdessen habe ich einen 1 kHz Ton mit Dämpfungsgliedern vom Signalgenerator soweit abgeschwächt bis ich ihn gerade noch bei Ein/Austastung wahrnehmen konnte (ist natürlich subjektiv, da von meinem Hörvermögen abhängig). Die NF-Spannung wäre unmessbar klein aber die habe ich direkt am 50 Ohm Ausgang des Generators gemessen und dann über die Werte der Dämpfungsglieder rückgerechnet. Über die Impedanz bei 1 kHz kommt man dann auf die Leistung, wobei ich hier der Einfachheit halber den DC-Widerstand hergenommen habe. Da ist ja noch nichts resonant (wie gesagt, 10 nF extern zugeschaltete Kapazität ergaben die 475 Hz), bei 1000 Hz wäre dazu noch  ca. 2,5 nF erforderlich. Ein 8 Ohm Lautsprecher hat z.B. bei DC auch ziemlich genau die 8 Ohm. Und da kam ich dann auf die 200 fW, die ich absolut nicht glauben wollte."

This article was edited 13.Jul.20 13:37 by Ernst Erb .

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