FM-3003 UKW Tuner
FM-3003 UKW Tuner
Zum Modell
Literatur zum FM-3003
In der Funkschau 25/1986 wird ein "UKW-Tuner der Spitzenklasse" vorgestellt. Es sind leider nur die Scans von einer Xerox-Kopie verfügbar, weshalb die Fotos eher bescheiden ausfallen.
Der Tuner wird mit "FM-3003" bezeichnet. Da er mit DM 8000,-- auch recht teuer war, dürfte er nur selten gekauft worden sein.
Zeit der HiFi Geräte
Um den FM 3003 richtig beurteilen zu können, muß man sich in die damalige Zeit zurückversetzen. Es war die Zeit der HiFi Geräte. Möglichst NF Grenzfrequenzen oberhalb der 15 kHz, wie es für den UKW Rundfunk international festgelegt ist. Und Linearitäten, ausgedrückt in Klirrfaktoren, die im Promille-Bereich lagen, sowie Signal-zu-Geräusch Abstände von bis zu 75 dB. Die Firmen haben sich gegenseitig überboten, daß ihre Geräte noch etwas besser bezüglich der HiFi Eigenschaften wurden als die der Konkurrenz.
Und alles war noch analog, auch die Programm-Zuführung - bis auf die CD. Aber die CD arbeitet mit hoher Bit-Auflösung und ohne Datenreduktion, so daß sie sogar 96 dB Dynamikumfang hat.
Zeit der Digital-Geräte
Auch Rundfunk-Systeme haben ihre "Lebensdauer" und "leben" nicht ewig. Man darf also nicht heutige Maßstäbe an diese UKW-Tuner anlegen. Die heutige "Mode" der Radio-Geräte geht bekanntlich in eine ganz andere Richtung. Heute ist "digital" modern und damit verbunden eine (starke) Datenreduktion. Daß da Quantisierungs-Geräusche entstehen, muß man eben in Kauf nehmen. Genau so, wie die Artfakte, die durch verlustbehaftete Codierungs-Verfahren und Dynamik-Begrenzung zustande kommen.
Da manche Rundfunkanstalten Kosten sparen wollen, möchten diese ihre (analogen) UKW Sender möglichst bald abschalten und bestenfalls ihre Programme noch digital über DAB+ (warum eigentlich nicht über DAB++?) verbreiten. Man soll ja eigentlich gar nicht mehr "linear" Radio hören, wie es von einem Sender angeboten wird, sondern aus dem Internet sich sein eigenes Programm z.B. per App zusammenstellen. Das hört man sich dann mit Hilfe des Smartphones an, entweder direkt und quäkend oder über Ohrstöpsel mit Bluetooth Anbindung an das Smartphone. Von HiFi spricht dabei niemand mehr. Aber so es ist heute eben "modern". Weitere Hintergrundinformationen siehe die Links am Ende des Posts#1.
Anmerkung:
Es dürfte heute eine Ausnahme darstellen, im Radio keine MPEG datenreduzierte Sendung zu finden. Die Signalzuführung für die Sender geht aus Kostengründen meist über Satellit. Und da werden datenreduzierte "Leitungen" verwendet. Aber auch die terrestrischen Zuführungen sind aus dem gleichen Grund datenreduziert und damit audiocodiert.
An der Übergabepunkten wird i.a. wieder decodiert um ein CD Format zu erhalten. Geht aber die Leitung weiter, wird erneut audiocodiert. usw. usw. ... Dann geht das Signal zu einem UKW-Sender, wird dort aber noch i.a. mit Hilfe eines Optimod Audioprozessors erstens in seiner Dynamik eingeschränkt und zweitens werden die Phasenlagen der Obertöne so verändert, daß der Crestfaktor klein wird, weil bei UKW FM der maximal zulässige Hub begrenzt ist. Solche Sendungen sind dann lauter als nicht komprimierte.
Und vor dem schönen UKW-Radio mit Röhren sitzt dann der Genießer und freut sich über den ausgewogenen Klang dieser "analogen" Sendung.
Klang ist eben eine rein subjektive Empfindung, dem einen gefällts, dem anderen weniger, so ist es eben.
Der FM-3003
Restek ist die Firma, die den FM 3003 gebaut und vermarktet hat. Der CIO von Restek hat auf eine Mailanfrage dankenswerter Weise Informationen zum FM 3003 zur Verfügung gestellt.
Hier ein Foto des FM 3003 mit einem Chamäleon im Vordergrund.
Wie auch schon in dem Artikel der Funkschau angesprochen, handelt es sich um ein "edles" und handgefertigtes Gerät, das speziell für eine ewas "betuchtere" Kundschaft gedacht war. Denn es war "schon immer etwas teurer, einen besonderen Geschmack" zu haben. Kundschaft waren auch solche Leute, die "goldene Ohren" hatten und Feinheiten hören konnten, die der normale Hörer eben nicht hören konnte.
Die Entwicklung der Tuners - und deren individueller (!) Endabgleich - besorgte Wieschhoff van Rijn, während die Fertigung bei der Fa. Restek erfolgte. Viele Zulieferer steuerten "zum Teil in liebevoller Handarbeit gefertigte Präzisionsteile" bei.
Zur Vita von Wieschhoff van Rijn
Reinhard Wieschhoff-van Rijn war von 1973 bis 1980 bei Klein + Hummel beschäftigt und entwickelte dort den legendären Tuner FM 2002. Weil Klein + Hummel das Nachfolgemodell, das dann später FM 3003 hieß, nicht mehr bauen wollte, brachte er es in einer Kooperation mit Restek auf den Markt. Mit dem Scalar und dem Ergo entstanden weitere Tuner für Restek, auch an der Entwicklung des größten Tuners von Burmester war Reinhard Wieschhoff-van Rijn beteiligt. Vor allem aber hat er in der Autoradio-Branche gearbeitet, wo unter seiner Federführung unter anderem das Hifi-Autoradio Blaupunkt “New York” entstand. Reinhard Wieschoff-van Rijn starb am 3. September 2010 in Paris.
Die Arbeitsweise des Tuners FM-3003 ist seiner Beschreibung entnommen.
Bemerkungen von Hans Knoll dazu: Der FM-3003 Tuner hat offensichtlich alle guten Features "gebündelt", die zum Teil bei anderen UKW Radios aber auch schon realisiert waren, so z.B.
- neuartige Chopper - Muting „weltweit“ ohne Relais im RPC500 von 1976
- oder mit hochwertigem NF - Relais im T5000 von 1980,
- sowie mit-abgestimmte Trennstufe zwischen Oszillator und Mischstufe, „weltweit“ im RT100A 1970.
Wir haben das ja alles in den TIs (Technische Informationen von GRUNDIG) öffentlich erklärt. Der Entwickler hat logischerweise, was ganz normal war, alles was nachweislich gut war, übernommen.
[Das Styling der Gehäuse dieser Geräte ist "Max Grundig", aber die Technik ist echt "Hans Knoll"!]
Die Daten des FM-3003 Tuners gemäß der Beschreibung des Gerätes:
Die Geräte waren auch in einem schwarzen Design erhältlich.
Informationen aus einem Interview
Im Herbst 2008 äußerte Reinhard Wieschhoff van Rijn sich in einem Interview zu den Geräten, die als Maßstab bei der Entwicklung des FM-2002 eine Rolle spielten. Der FM-2002 wurde bei Klein & Hummel gefertigt und war der Vorläufer des FM-3003, den Herr Wieschhoff dann bei Restek fertigen ließ.
"Eine Orientierungsmarke bei der Entwicklung des FM 2002 war der Revox A 76. Dessen Empfangseigenschaften und Klang wollten wir mindestens erreichen. Wir haben den Revox dann doch ziemlich klar übertroffen. Auch an anderen Top-Tunern, zum Beispiel dem Marantz 10 B, dem wohl besten Röhren-Tuner, haben wir uns orientiert."
- Auf die Frage nach der gebauten Stückzahl des FM-2002 antwortete Herr Wieschhoff folgendes.
"Rund 850 Stück. Der Listenpreis betrug anfangs 2800 DM."
Man kann somit davon ausgehen, daß vom FM-3003 deutlich weniger Geräte produziert wurden - bei einem Preis von 8000 DM.
- Zum Front-End, also dem Eingangs-Teil mit der 7-fach Drehko-Abstimmung:
"Es wurde von mir entwickelt und bei Alps gebaut".
Das sind 2 Fotos eines Alps-Tuners "von unten", bei denen die 7 Teile des UKW-Drehkos zu sehen sind. Das linke Foto ist zwar etwas unscharf, jedoch ist darauf ein Teil der Schaltung des Tuners auf dem an den Drehko angeflanschten Blechwinkel zu sehen. Der Tuner hat hier keine (extra) Schirm-Box.
Dieses Foto zeigt den Alps-Tuner von oben, (welcher dann von Herrn Wieschhoff "weiter-entwickelt" wurde). In dieser gezeigten Ausführung ist er schon früher als 1968 von Alps vermarktet worden. Das gezeigte Exemplar hat keine Gegentakt-Mosfet Stufen, sondern "nur" einfache Mosfet Stufen. Zwischen den Stufen sind hier oben Trennbleche angebracht. Die 7 Schwingkreis-Spulen sind gut zu sehen, ebenso einige der MOS-FETs. Ganz links befindet sich der Oszillator. Man erkennt die dickere Spule, die einen Abstand vom (Alu-)Kern hat, ebenso auf dem Drehko den Luft-Trimmer zum Feinabgleich. Beide Maßnahmen sind notwendig, um die Frequenz des Oszillators temperatur-stabil zu machen. Bei den anderen Kreisen genügen Ferrit-Kerne in den Spulen und Keramik-Trimmer zum Feinabgleich.
- Zu den ZF-Filtern:
"In der ZF-Stufe kommen drei Sechspolfilter von Toko zum Einsatz."
Hier sind insgesamt 3 Sechs-Pol Filter von Toko zu sehen. In einem schwarzen Plastik-Gehäuse befinden sich insgesamt 6 Miniatur-Filter (Einzel-Kreise), von der Art, wie sie in der Mitte unten zu sehen sind. Montiert sind sie auf einer kleinen Print-Platine, wie man am Filter oben mittig sieht. Die lineare Phase wird dadurch realisiert, daß die Kopplung der Einzelkreise unterkritisch eingestellt wird, wodurch eine mehrhöckrige Durchlaßkurve vermieden wird.
Das Bild links von der Unterseite eines Filter-Moduls zeigt die kleine Print-Platine, auf der die 6 Einzelkreise montiert sind. Zur Montage auf der Printplatine des Empfängers ragen 4 Drahtenden hervor. Diese dienen zum Anschluß und zur Befestigung.
Im rechten Bild ist ein geöffneter derartiger Modul zu sehen. Oben ist sein Deckel, der 6 Löcher hat, durch die die Einzelkreise abgegelichen werden. Nach erfolgtem Abgleich (bei Toko) wird oben auf das schwarze Gehäuse das Typenschild geklebt. Es kann nicht zerstörungsfrei entfernt und wieder verwendet werden. Der Anwender braucht also selbst keinerlei Abgleich vorzunehmen. (Toko gehört mittlerweile zu Murata.)
Diese Toko Filter-Module erreichen ihre per Datenblatt angegebenen Werte für die Durchlaß-Kurve (ohne Welligkeit) und ihre lineare Phase bzw. konstante Gruppen-Laufzeit dann und nur dann, wenn sie am Eingang und am Ausgang jeweils mit dem spezifizierten Widerstand abgeschlossen, also angepaßt werden.
Man kann deshalb nicht 2 derartige Module "einfach" in Serie schalten, ohne die Werte bzw. Eigenschaften total zu verschlechtern. Das hat zur Folge, daß im ZF-Verstärker des FM-3003 zwischen den Filter-Modulen stets Trenn-Verstärker eingefügt werden müssen, die dann für Anpassung sorgen. Da die Module auch gewisse Toleranzen haben, müssen zu einander passende ausgesucht werden.
Im Blockschaltbild (3) ist zu sehen, daß dadurch die Schaltung des ZF-Verstärkers insgesamt "mächtig - gewaltig" wird.
- Zum Oszillographen-Anschluß:
"Der Oszi-Anschluss ist beim Ausrichten einer Antenne nützlich, wendet sich allerdings tatsächlich eher an den Fachmann als an Privatanwender."
Ein Oszilloskop Bild gemäß Abb. 1 zeigt sich, wenn es zwischn Sender und Empfänger zur Mehrwege-Ausbreitung (mit Reflexionen) kommt. Das Schirmbild ist dann unsymmetrisch.
Ist die drehbare Antenne korrekt auf den Sender ausgerichtet, erhält man ein spiegel-symmetrisches Schirmbild, wie es in Abb. 2 zu sehen ist.
Im Grunde ist eine solche Messung nur einmal erforderlich, wenn auf dem Steuergerät für den Antennen-Rotor die Positionen für die betreffenden Radio Stationen markiert werden. Der Anschluß für ein Oszilloskop ist daher eher ein "Luxus".
Die '70er und '80er: UKW Fernempfang
In Jahr 1986 war ich schon einige Zeit in Berlin. Da die Klassik-Radioprogramme auch damals in Berlin "sehr überschaubar" waren (SFB3, RIAS und DDR2) konnte man nur durch UKW-Fernempfang weitere Kultur- und Klassik-Programme hören. Mit dem bereits 1969 angeschafften Tuner A76 von Revox war es so möglich, die (damaligen) Kulturprogramme NDR3, HR2 und BR2 zu empfangen.
UKW Fernempfang (mit Überreichweiten) habe ich von den '70er Jahren bis in die '90er Jahre betrieben. Dabei ging es um den Programm-Inhalt, nicht um die reine Freude am Fernempfang. Schließlich gab es in Berlin in den '70er Jahren mehrere Jahre kein Kultur-Programm, was man sich heute eigentlich kaum noch vorstellen kann. (Aber, wenn "gespart werden muß", dann ganz sicher am Kultur-Programm. Dort gibt es den geringsten Aufschrei. Beim RBB Kultur-Programm gibt es heute wieder entsprechende "Spar-Tendenzen": Statt Klassik gibt es ein Potpourri aus Klassik und Film-Musiken o.ä.!)
Nachdem aber heute praktisch alle "Kulturprogramme" über Satelliten-Radio oder im Internet zu empfangen gehen, ist der UKW-Fernempfang nicht mehr so "lebensnotwendig" wie früher.
Und der FM-3003 war preislich zu hoch angesiedelt, als daß er 1986 in Frage gekommen wäre.
Satelliten-Radio
Es gab damals noch kein Satelliten-Radio: DSR startete erst im August 1989 also kurz vor der Öffnung der "Mauer". DSR verwendete eine lineare Quantisierung, ähnlich wie die CD, jedoch mit 14 Bit statt mit 16 Bit wie bei der CD. Allerdings wurden für laute Passagen nur die oberen 14 Bits (von den 16 Bits der CD) übertragen, während für leise Stellen nur die unteren 14 Bits übertragen wurden. Gehörmäßig war gegenüber der CD kein Unterschied hörbar. Dem DSR wurde jedoch nur eine kurze "Lebenszeit" (1989 - 1994) zugestanden. Am 1. Januar 1995 war nichts mehr zu empfangen und der Satellit "verhökert" - ohne daß die Telekom das zuvor angekündigt hatte.
Dadurch ergab sich in der interessierten Hörerschaft großer Ärger und ein wohlbegründetes Mißtrauen gegen alle digitalen Radio-Aussendungen, das sich bis heute zu DAB+ erhalten hat. (Wann kommt DAB++?) Auch die Androhung, UKW abzuschalten wird kein Vertrauen fördern. Und dabei wird auch schon wieder über eine Abschaltung von DAB+ spekuliert.
Revox A76
Der Revox A76 (1968 - 1971) war ja "Vorbild" für FM-2002 und FM-3003, wie Herr Wieschhoff im Interview sagt.
Er hat zwar keinen Anschluß für ein Oszilloskop um die Antennen-Richtung bezüglich Mehrwege-Empfang zu optimieren, aber er hat dafür einen Multipath-Indikator.
Die Daten des Revox A76 sind seiner technischen Beschreibung entnommen.
Der A76 besticht durch sein klares Konzept. Auf den Tuner mit 4-fach Abstimmung folgt ein 8-kreisiges passives Gauß-Filter mit konstnter Gruppenlaufzeit (zur Kanal-Trennung). Dann folgt ein (breitbandiger) 5-stufiger Begrenzer-Verstärker und ein (sehr breitbandiger) FM-Diskriminator, der mit Hilfe von λ/8 (bei 10,7MHz) langen Leitungen realisiert ist. Es sind hier somit alle für den FM-Empfang aus der Theorie bekannten Features realisiert.
Zur Übertragungs-Kette: Studio ⇒ Hörer
Mit der Fragestellung der Übertragungs-Kette befaßt sich der Beitrag "Audio-Verarbeitung im Rundfunk", hier insbesondere das Kapitel 3 "Kaskadierung von Strecken mit MPEG Codierung". Die "Verlust-behaftete" MPEG Codierung (Kapitel 2) wird heute grundsätzlich immer bei Zubringer-Strecken für den Hörrundfunk angewendet. Die Verluste bei der Codierung sind relativ gering, so daß der "normale Hörer" diese nicht bemerkt. Es gibt jedoch auch Musik geschulte Hörer mit "feinem Gehör", die solche Unterschiede wahrnehmen.
Das Kapitel 4 befaßt sich mit der heute sehr oft im UKW Rundfunk angewendeten Dynamik-Kompression nach dem "Optimod"-Verfahren.
- Von der Schallquelle über das Mikrophon, die Verstärker, die Programm-Zuführung zu den Sendern, die FM-Sender, die Funkstrecke, den UKW-Tuner, den Verstärker, die Lautsprecher besteht also eine ganze Kette von Übertragungs-Einheiten.
- Der UKW-Tuner ist nur eine daraus. Die Übertragungs-Qualität dieser Kette wird bestimmt durch diejenige des "schwächsten Gliedes" aus dieser Kette.
Wieviel vermochte da ein "High-End Tuner" gegenüber einem "HiFi-Tuner" tatsächlich verbessern?
Heute ist beim Rundfunk auch in den Ton-Archiven alles MPEG codiert gespeichert und wird dann ebenfalls MPEG codiert zu den Sendern übertragen wird, wobei an jeder Schnittstelle der Übertragungs-Kette aus Gründen der Kompatibilität in das Format für die CD rückgewandelt wird - um dann für das nächste Glied der Übertragungs-Kette erneut MPEG codiert zu werden. So kommen auf einem Übertragungs-Weg mehrere Codierungs- Decodierungs-Vorgänge zustande. Für den Fall, daß die Coder/Decoder von der gleichen Firma stammen, halten sich die Verluste in Grenzen. In der Praxis sind jedoch die Coder bzw. Decoder häufig von unterschiedlichen Firmen. Die EBU hat aber nur den Decoder genormt und damit vorgegeben. Die Encoder mit ihrem "Modell" für das Gehör sind firmenspezifisch. Dadurch können in einer Übertragungs-Kette zusätzliche Verluste entstehen, die abhängig vom Audio-Signal stärker ausfallen können.
Man kann heute also nur mit einer gewissen Wehmut auf die Zeiten zurückblicken, als es noch keine Verluste durch Codierung gab.
Hans Knoll hat wertvolle Informationen und Fotos zur Verfügung gestellt, wofür ich ihm herzlich danke.
Anlagen:Für diesen Post bedanken, weil hilfreich und/oder fachlich fundiert.