radiomuseum.org

 
Please click your language flag. Bitte Sprachflagge klicken.
  The thread rating is reflecting the best post rating. Have you rated this thread (best post)?

Fading-Regulierungen ohne Dioden

Moderators:
Ernst Erb Otmar Jung 
 
Please click the blue info button to read more about this page.
Papers » Basic principles of radio technique » Fading-Regulierungen ohne Dioden
           
Dietmar Rudolph
Dietmar Rudolph
Editor
D  Articles: 2055
Schem.: 776
Pict.: 438
07.Jan.19 16:56
 
Reply  |  You aren't logged in. (Guest)   1

Die Fading-Regulierung arbeitet seit ca. Mitte der '30er Jahre mit einer Regelspannung, die mit Hilfe einer mit einer Diode gleichgerichteten HF- bzw. ZF-Spannung gewonnen wird. Die erste verfügbare Signal-Diode war 1935 die AB1 .

Bild 2.4-3 zeigt ein Beispiel für eine AM-Demodulation und Regelspannungs-Gewinnung mit Hilfe von Dioden (B-Systeme der Verbundröhre), wie es in "modernen" AM Empfängern realisiert wurde.

Als Regel-Charakteristik ergeben sich damit Kennlinien, wie sie nebenstehend dargestellt sind.

In Bild 2.4-3 ist eine "verzögerte" Regelung realisiert, auf Englisch mit A.V.C. (automatic volume control) bezeichnet. Eine alternative Bezeichnung ist AGC (automatic gain control). Das ergibt Kennlinien mit den Formen (c) oder (d), abhängig davon wie viele HF- bzw. ZF-Stufen in die Schwund-Regelung einbezogen sind. Wird die NF-Stufe zusätzlich gesteuert (als "Vorwärts-Regelung" bezeichnet), ergibt sich eine Charakteristik gemäß (e). Die Kurve (a) ist der theoretische Grenzfall einer Regelung.

Die Kurve (b) ergibt sich für eine "simple", nicht "verzögerte" Regelung. Und genau eine Regelung dieser Art war zu Zeiten möglich, als es noch keine "Signal"-Dioden gab, also zu Beginn der '30er Jahre.

Viele Radio-Geräte aus dieser Zeit, speziell Mehrkreiser, nutzen diese Methode ohne Diode.

Prinzipschaltbild

Die Funktionsweise ist am Einfachsten an einem Prinzipschaltbild zu erkennen, das im "Funk-Bastler 1932" als Vorschlag zur Nachrüstung früherer Geräte veröffentlicht wurde.

 

"Röhrenlos" bedeutet hierbei, daß zur Nachrüstung keine zusätzliche Röhre benötigt wird. Zusätzlich gebraucht wird allerdings eine weitere Batterie "B" z.B. von 100V und ein Potentiometer "P". Die notwendigen Zusätze bzw. Änderungen sind in Abb. 1 in dickerer Strichstärke eingezeichnet. Nachträglich farbig markiert ist der Spannungsteiler, gebildet aus dem Anodenwiderstand der Röhre "D" und dem Potentiometer "P" (grün), sowie die für den Anodengleichrichter (= Richtverstärker) erforderliche negative Gittervorspannung "-G" . Diese (magenta) Leitung geht ebenfalls an einen Spannungsteiler über die Spannung "B" (nicht gezeichnet).

 

 

Diese Schaltung funktioniert "ohne zusätzliche Röhre" nur dann, wenn als HF-Demodulator ein Anodengleichrichter verwendet wird. (Bei Demodulation mit einem Audion ist eine zusätzliche Röhre zur Phasen-Umkehr der Regelspannung erforderlich.)

 

Der Arbeitspunkt eines Anodengleichrichters ist im unteren Knick der Steuerkennlinie (Fig. 3-13, 3-14), weshalb ohne HF-Ansteuerung ein sehr kleiner Anodenstrom fließt. Je größer aber die HF-Spannung am Gitter wird, um so mehr steigt der Anodenstrom, wodurch das Potential (also die Gleichspannung) an der Anode der Röhre "D" absinkt.

Dadurch sinkt nun aber auch die Spannung am Schleifer (b) des Potentiometers "P" ab, wodurch die zu steuernde HF-Röhre "H" eine negativere Gittervorspannung erhält, weshalb diese dann weniger verstärkt - und in der weiteren Folge dem Anodengleichrichter eine geringere HF-Spannung zugeführt wird. Damit ist dann der Regelkreis geschlossen.

Warum soll die negative "Hilfs-Spannung" "B" mit 100V so hoch sein?

Dazu betrachtet man 2 Grenzfälle:

  1. UB => 0V , z.B. 1,5V : Ja dann wird die Steuerspannung für die zu steuernde HF-Röhre "H" auch verschwindend gering und damit die Wirkung der Schwundregelung.
  2. UB => ∞ , also sehr groß. Dann muß in Abb. 1 das Potentiometer entsprechend hochohmig werden. Das wirkt sich dann so aus, als ob die negative Vorspannung über eine Stromquelle (∞ hoher Innenwiderstand) eingespeist würde. Damit hat man dann (im Grenzfall) den gesamten Spannungshub von der Anode des Anodengleichrichters auf den Schleifer (b) des Potentiometers "P" übertragen.

Folglich gilt:

  • Je höher die Spannung "B" gewählt wird, um so größer wird dadurch die Schleifen-Verstärkung des AGC Regelkreises.  Eine ausreichend hohe Spannung "B" ist also der Preis, den man hier "zu zahlen" hat.

Der Siemens 47W/47WL

Als erstes Beispiel für die Anwendung dieser Art der Fading-Regelung soll der Siemens "Länderband 47W/47WL, Ätherzepp" dienen. Eine zeitgenössische Beschreibung des Gerätes ist im "Funk-Bastler 1933" zu finden. In dieser Beschreibung findet man folgende Aussage:

"Die automatische Fadingregelung wird vom Anodenkreis der Gleichrichterröhre aus gesteuert, und zwar werden die hier an einem Parallelwiderstand R zum Kopplungswiderstand entstehenden Spannungsschwankungen an das erste und dritte Gitter der ersten Hexode übertragen. Da nur eine Röhre geregelt wird, kann sich natürlich nicht ein so großer Regelbereich ergeben, wie z. B. bei einem Superhet mit zwei geregelten Stufen; aus diesem Grunde kann man hier nicht von einem automatischen Lautstärken‑Ausgleich sprechen, sondern nur von einem automatischen Schwundausgleich. Die Automatik hat also nicht die Aufgabe die Lautstärkenunterschiede zwischen den verschiedenen Sendern auszugleichen, sondern den Empfangsschwund, der innerhalb eines Senders vorhanden ist. In dieser Hinsicht hat die Automatik allerdings als „überdimensioniert“ zu gelten, d. h. alle Schwankungen, die bei einer Station auftreten, werden restlos ausgeglichen."

Im Schaltbild des 47W/47WL sind die entsprechenden Teile in gleichen Farben wie in Abb. 1 markiert. Dadurch ist es einfacher, die Funktionsweise zu erkennen.

Nach den Informationen im Datenblatt beim Modell ist die Spannung am Lade-Elko 430V. Dadurch ergeben sich die in grün eingetragenen Spannungen oben und unten am Spannungsteiler. Da der 47W/WL ein Netzempfänger ist, hat er keine Batterie "B". Die erforderliche Spannung ensteht vielmehr als Spannungsfall am Erreger-Magnet des Lautsprechers (beim 47WL; beim 47W ist es ein 2,5 kΩ Widerstand). Der in Serie geschaltete Trimmer (100 Ω) dient der Einstellung des Arbeitspunktes für den Anodengleichrichter REN914. 

Parallel-Geräte (gleiche Schaltung, anderes Design) sind:

Der Siemens 47WL ist, wie der nachfolgende 47aWL, ein Beispiel für eine unverzögerte Fading-Regelung, bei der die Lautstärke-Regelung (L) nicht in den Regelkreis für die Fading-Regelung eingreift - im Unterschied z.B. zum Saba 41W (siehe weiter unten).

Siemens 47aWL

Beim Siemens 47aWL, einem Nachfolgemodell des 47W/WL, wurden die Fading-Hexoden RENS1234 durch die Regel-Tetroden RENS1214 ersetzt. An der Fading-Regelung ergibt sich dadurch (praktisch) keine Änderung.

Saba 41W

Der Saba 41W ist ein Beispiel dafür, wie die Fading-Regelung und die Lautstärke-Regelung mit einander verquickt sind.

Der Spannungs-Teiler (grün) zur Gewinnung der AGC aus der Änderung der Spannung an der Anode der 2. RENS1204, die auch hier als Anodengleichrichter geschaltet ist, endet nicht direkt auf der maximalen negativen Spannung. Mit dem Potentiometer (L) = 800Ω, das zur Einstellung der Lautstärke dient, wird die negative Gitterspannung für die Tetroden RENS1204 vor-eingestellt (Ruhe-Arbeitspunkt). Eine Feldstärke-Änderung des Empfangs-Signals bewirkt nun eine Verschiebung des eingestellten Ruhe-Arbeitspunktes in dem Sinne, daß das demodulierte Signal (einigermaßen) konstant bleibt. Da die Änderungen der Regel-Spannung hier gering ausfallen, wird die RENS1204, die keine Regel-Röhre ist, anstatt der RENS1214 (Regel-Röhre) verwendet. Die RENS1204 hat eine viel "kürzere" Kennlinie als die RENS1214.

Saba 520W

Beim Saba 520W wird zur Realisierung der Fading-Regulierung der Aufwand nicht in eine hohe "B" Spannung gesteckt. Man kommt mit insgesamt 290V am Lade-Kondensator aus. Dafür ist nun der Aufwand für die zur Fading-Regulierung erforderlichen Spannungsteiler um so größer, was - je nach Darstellung im Schaltbild - die Übersichtlichkeit erschwert.

Die Lösung besteht hier darin, daß im Gegensatz zu den vorhergehend gezeigten Beispielen nicht die Gitterpotentiale sondern die Kathodenpotentiale der zu steuernden Röhren beeinflusst werden. Das wird folgendermaßen umgesetzt: Die Kathodenpotentiale der beiden zu regelnden HF-Röhren RENS1214 werden mit Hilfe des in magenta markierten Spannungsteilers sehr stark angehoben, damit diese immer noch positiver ausfallen, als die AGC Spannung, die ja auch leicht positives Potential hat.

Die negative Gittervorspannung für den Anodengleichrichter mit der RENS1204 (Röhre IV) wird erzeugt und einreguliert mit Hilfe eines 300Ω Trimmers in Serie mit 35Ω. Diese beiden Widerstände liegen in Serie mit 2kΩ und weiteren 4kΩ. Dieser 4kΩ Widerstand ist dann mit dem magenta gezeichneten Spannungsteiler verbunden. Gleichzeitig liefert dieser Verbindungspunkt die Schirmgitterspannung für den Mischer RENS1204 (Röhre II). Das Potential der Kathoden der geregelten Röhren I & III ist dann noch etwas höher. An den Isolationswiderstand Heizfaden - Kathode der Röhren I & III sind dadurch entsprechende Anforderungen gestellt.

Lumophon W76

Beim Lumophon W76 werden - ähnlich wie beim Saba 520W - die Kathoden der zu regelnden HF/ZF Röhren mit Hilfe eines Spannungsteilers (magenta) auf hohes Potential angehoben. Dieses Potential muß höher sein als die Spannung an der Anode der Röhre IV, die mit 160V angegeben ist. Dann hat die grün markierte Regel-Leitung zu den Gittern der Röhren I & IV gegenüber deren Kathoden ein negatives Potential, wie es für eine AGC sein muß.

 

Stassfurt 5W/5WL

Beim Staßfurt 5W/5WL wird eine andere Strategie angewendet. Hier wird die negative Spannung für die AGC dadurch erzeugt, daß die ZF-Spannung am Steuergitter der Demodulator-Röhre (bei ausreichender Größe) eine Spitzengleichrichtung erfährt. Das ist im Prinzip genau wie bei einem Audion. Tatsächlich entspricht die Schaltung dem Kraftaudion vom "Imperial Junior".  Die hier entstehende Regelspannung ist nicht sehr groß, weshalb mit der RENS1264 auch hier Röhren mit kurzer Kennlinie notwendig sind.

Die gezeigten Beispiele lassen deutlich erkennen, daß diese frühe Fading-Regulierungen (ohne Dioden) zu teilweise recht aufwändigen und schwer durchschaubaren Schaltungen geführt haben. Und dabei ist der Regelungs-Effekt gegenüber den späteren AGC Schaltungen mit Dioden-Gleichrichtung meist recht bescheiden.

Als kritische Bauelemente stellen sich die sehr hochohmigen Widerstände von z.B 6 MΩ heraus, weil diese frühen Hochohmwiderstände häufig Unterbrechungen zeigen. Dadurch stimmen die Potentialverhältnisse nicht mehr und die Funktion der AGC ist nicht mehr gegeben. In vielen Fällen kann ein solches Radio trotzdem noch empfangen.


Mit Dank an Hans Knoll und Harald Giese für Korrekturen.

MfG DR

  
rmXorg