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Ein logarithmischer Verstärker für Wobbelsichtgeräte

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Thomas Nickel
Thomas Nickel
 
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09.Nov.15 15:38
 
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Mit einem Oszillographen als Wobbelsichtgerät kann man auf Grund der linearen Anzeige beim Wobbeln kaum mehr als den Faktor 30 an Meßdynamik erfassen. Um die Trennschärfe von Radios oder auch nur von einzelnen Bandfiltern optisch darstellen zu können, ist aber ein Faktor von 1000 bis 100000 (also 60 - 100 dB) sinnvoll.
Ein Lin/Log-Konverter, der die am Prüflingsausgang abgegriffene HF-Spannung logarithmiert, erweitert den Y-Darstellungsbereich des Oszillographen erheblich. Ich habe mit dem IC AD8310 von Analog Devices eine Schaltung aufgebaut, die HF-Eingangsspannungen zwischen 100 Mikrovolt und 1 Volt in eine Gleichspannung zwischen 0,5 und 2,1V umwandelt. Das bedeutet: bei einer Meßdynamik von 80 dB beträgt die Ausgangsspannungsänderung 20 mV pro dB Eingangsspannungsänderung.
Die folgende Beschreibung soll keine Bauanleitung sein, sondern Anregung zu eigenen Experimenten geben.
Hier 2 Aufbaubeispiele, in freier Verdrahtung vorwiegend mit Bauteilen aus der Bastelkiste bestückt:
einmal in einem Teko-Blechgehäuse, das ich in das DDS-Heimsenderlein-Gehäuse zusätzlich eingebaut habe und einmal (eigentlich sinnvoller) als Oszillographentastkopf im Aluminiumgehäuse.

Leider gibt es das IC nur im winzigen MSOP-Gehäuse. Deshalb habe ich es auf eine DIL8-Adapterplatine gelötet. Geeigneter Lötkolben und 0,5 mm Lötdraht sind unabdingbar. Außerdem ist der Aufbau sehr kritisch, da der Baustein eine sehr hohe Grenzfrequenz hat. Kurze Leitungen der Abblock-Cs und induktivitätsarme Kondensatoren sind erforderlich, sonst liegt die Ausgangsspannung bereits ohne HF-Signal über 0,5 V und die 80 dB werden nicht erreicht.
Als Elkos habe ich vorsichtshalber Tantalausführungen verwendet. Die Eingangs-Kondensatoren müssen ausreichend spannungsfest sein - am besten 400V-Typen nehmen.
Bei meinem Teko-Aufbau mit der gezeigten Schaltung betrug die untere Grenzfrequenz 450 Hz und die obere 200 MHz.
Die niedrige untere Grenzfrequenz wurde gewählt, um den Log-Konverter auch NF-seitg ankoppeln zu können. Der  Eingangswiderstand beträgt ca. 500 Ohm.
Vor den Eingang habe ich ein 50kOhm-Poti zur Pegelanpassung geschaltet. Die Größe des ausgangsseitigen Siebkondensators ist anwendungsabhängig. Wird er zu groß gewählt wird die Durchlaßkurve verformt, ist er zu klein, werden Brumm- oder Rauschspannungen nicht ausreichend weggefiltert. Am besten einen Umschalter einbauen. Mit dem Trimmer wird die Schaltung bei 1V HF-Eingangsspannung auf 1 V Ausgangsgleichspannung abgeglichen.

Y-Kanal-Einstellung des angeschlossenen Oszillographen für 80 dB-Darstellung: 0,2 V/div und 1,3 V Offset.

Zur Darstellung der Selektion eines Radios wird der unmodulierte Wobbelgenerator an den Antennen- oder ZF-Eingang des Prüflings angeschlossen und der Konverter am Filterausgang über einen kleinen Kondensator (1 - 3 pF) angekoppelt, um den letzten Kreis nicht zu verstimmen. Das Verbindungskabel darf wegen der erforderlichen niedrigen Eingangskapazität nur wenige cm lang sein; das geht mit der Tastkopfbauweise besser. Sehr kritisch ist die Masseverbindung, hier sind Experimente erforderlich. Hat man das geschafft, wird man mit einer sehr transparenten Darstellung der Radioselektion belohnt und kann auch schnell und genau abgleichen.
Die Empfänger-Regelung muß außer Betrieb genommen werden (hier einfach durch Herausziehen der AB1), sonst sieht man die Durchlaßkurve gestaucht.



Hier ist die Gesamtdurchlaßkurve eines Superhets zu sehen (X-Achse 2,5 kHz/div, Y-Achse 10dB/div.
Aus dem Bild ist ersichtlich, daß bei der mit 2 pF recht schwachen Ankopplung nur maximal 0,1 V am Logarithmierer anlagen, was zur Einschränkung des Darstellungsbereiches führte.


Notfalls kann man den Konverter aber auch an den Lautsprecher oder an eine NF-Röhren-Anode anschließen und den Generator mit ca. 1 kHz modulieren (80-100% Modulationsgrad), wie hier im Bild zu sehen:


Dies ist aber eine Notlösung, da die Meßdynamik durch Brummstörungen hier noch mehr eingeschränkt wird. Um Regelungseinflüsse in Grenzen zu halten, wurde bei voller NF-Verstärkung und möglichst geringem HF-Pegel gemessen.
Es ist zu beachten, daß  wegen der 2 AM-Seitenbänder die Bandbreite in der HF-Ebene doppelt so hoch wie in der NF-Ebene ist. Durch Einsetzen der Verstärkungsregelung erscheint sie im 5. Bild allerdings etwas breiter.
Als Beispiel habe ich den Blaupunkt 4W9 von 1934 gewählt, weil er mit seinen 10 Kreisen eines der trennschärfsten Geräte der dreißiger Jahre war. Man sieht aber auch, daß bei Abgleich gemäß Serviceunterlagen die Bandbreite eigentlich für gute Musikübertragung zu niedrig ist.





Auf dem letzten Bild ist die Durchlaßkurve eines mit dem DDS-Heimsenderlein gewobbelten 10,7MHz-Quarzfilters zu sehen (25kHz/div, 80dB Darstellungsbereich). Da zur Vollaussteuerung des Logarithmiermoduls 1 Volt HF erforderlich ist, mußte ein rauscharmer 13dB-Verstärker zwischen Generator und Quarzfilter geschaltet werden, um die 80 dB Meßdynamik zu erreichen.
 

Fazit:
Der beschriebene Konverter ist eine sinnvolle Ergänzung zum DDS-Heimsenderlein, da dieses hervorragend wobbeln kann. Er funktioniert aber natürlich auch mit anderen Wobbelgeneratoren.
Für manche Anwendungen ist allerdings zusätzlich ein hochohmiger aktiver Tastkopf bzw. ein Zusatzverstärker hilfreich.

This article was edited 09.Nov.15 21:33 by Thomas Nickel .

  
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