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UKW-Detektor mit Flankengleichrichtung. Bauprojekt

 

Copyright (C) Rainer Steinführ, Berlin, Deutschland.

Version 1 und 2 und 3 und 4

FM-crystal setSeit Jahren gehört diese Seite zu den am meist aufgerufenen Seiten vom Gollums Kristall-Empfänger-Welt . Auch heute (2015) lohnt es noch einen UKW-Detektor zu bauen, da UKW-FM wahrscheinlich noch bis 2024 in Deutschland genutzt wird.

Detektor für UKW-FM-Empfang. Arbeitet nur in der Nähe eines Senders. Empfangs-Reichweite ca 6-12 Km bei Nutzung einer 3 Ele. Yagi-Antenne (... mehr dazu weiter unten). Erwarten Sie keine Lautstärke-Wunder. Sie müssen sich schon etwas mit leisen Signalen quälen. Eine 5 Ele Yagi würde die Reichweite fast verdoppeln.

 

Wenn Sie eine Yagi-Antenne benutzen, muss diese Antenne einen Impedanz- und Symmetrier-Trafo (Balun 240 / 75 Ohm) haben, wenn Sie Koax-Kabel nutzen. Der Antennen-Eingang des Empfängers hat eine Impedanz von 52-75 OHM. Für Gebrauch von 240 Ohm-Flachbandkabel siehe Anmerkungen zu Version 2.

 

Wichtig! Sie brauchen eine gute Antenne. Ein Stück Draht hilft Ihnen nicht! Sehen Sie sich weiter unten die Bauvorschläge für die Antennen und Anpass-Teile und Antennenkabel an. Bevor Sie einen UKW-Detektor aufbauen, sollten Sie eine gut funktionierende Antennen-Anlage haben. Die Antenne ist der beste Hochfrequenz-Verstärker ! Die Sender-Energie einer UKW-Antenne ist viel geringer als bei einer Mittelwellen-Antenne. Sie haben nichts davon zu verschenken.

Schwingkreis: Verwenden Sie nur blanken versilberten Draht mit dem hier weiter unter genannten Querschnitt.

 

Dieser UKW-Detektor-Empfänger nutzt hier das Prinzip der Flankendemodulation. Stimmen Sie auf beste Klangqualität ab. Die Flanken-Demodulation ist etwas kritisch einzustellen, mit einem gewissen Klirrgrad müssen Sie rechnen. Eventuell muss etwas neben die Frequenz abgestimmt werden, um die Modulation akzeptabel zu empfangen.

Ein Blick in die Rundfunk-Historie: Die ersten UKW-Radios waren Pendel-Empfänger, die ebenfalls die Flankengleichrichtung benutzten.

 

Bauen Sie den Empfänger so zusammen, dass alle Zuleitungen kurz sind. Die Spule ist besonders sorgfältig zu bauen und sollte nur aus versilberten Draht mit einem Durchmesser von 1,5 mm bestehen. Sie brauchen für beide Spulen ca. 40 cm Draht.

 

Verwenden Sie kein Metallgehäuse. Das ist zwar dann nachteilig, wenn Sie einen NF-Verstärker statt einen Kopfhörer anschließen wollen (das macht aber ein "echter" UKW-Detektor-Freak nicht), aber die Umgebung der Schwingkreisspule wird weniger Dämpfung erfahren.

 

Die Art der Ankopplung der Antenne über L1 an L2 entscheidet über die Empfindlichkeit, aber auch über die Übersteuerung des Empfängers bei starken Stationen. Sie müssen hier für sich den besten Kompromiss wählen, oder Sie machen den Kopplungsabstand variabel. Je loser die Kopplung desto besser die Tonqualität (aber auch um so leiser der Empfang).

 

Die UKW Drossel (VHF choke) kann mit 3-5 Windungen auf ein kleines Stück UKW-Ferrit gewickelt werden. Ich verwende Kristall-Ohrhörer, weil diese Hörer noch beschaffbar sind. Wenn Sie noch einen alten 2000/4000 Ohm-Magnet-Kopfhörer haben, können Sie ihn gut verwenden. Sie lassen dann einfach den 68/140 KOhm-Widerstand weg. Auch sogenannte sound-powered Kopfhörer können über einen Transformator (Primärseite ca 20-80 kOhm) angeschlossen werden (ebenfalls den Widerstand entfernen).

 

Version 2: Wenn Sie noch altes 240 Ohm Flachband-Antennen-Kabel haben: Ändern Sie die Spule L1 in 1 3/4 Windungen. Entfernen Sie die Verbindung von L1 zur Masse (Punkt c). Nutzen Sie eine symmetrische Antennen-Buchse. Vorteil: Yagi- und Dipolantennen haben 240 Ohm Impedanz.

 

Vorteil: Sie brauchen keinen Balun-Trafo, um auf 75 Ohm zu transformieren. Weniger Verluste, grössere Reichweite. Die Diode ist bei Version ohne Anzapfung angeschlossen, siehe Schaltbild. (Keine Photos).

 

Version 3: Verwendung eines Luft-Drehkos mit 6,3 pF. Dieser Drehko hat eine geringere Dämpfung und erhöht die Empfindlichkeit des Empfängers! Eventuell müssen Sie aber die Windungszahl von L2 auf 3 - 3,5 Windungen erhöhen! Es ist etwas schwieriger, durch Anpassung der Windungszahl von L2 den Rundfunkempfangs-Bereich zu treffen. Sie können auch die unsymmetrische Antennenankopplung wie bei Version 1 verwenden. (Keine Photos)

 

Version 4, 4a: Es wird ein luftisolierter Drehko mit einem 35 pF-Teil genutzt. Der Widerstand ist auf 140 kOhm erhöht worden. Es wird bei diesem Modell eine unsymmetrische Antennenkopplung (Version 4) verwendet, aber Sie können natürlich auch symmetrisch einkoppeln (Version 4a). Der Frequenzbereich liegt zwischen 80 MHZ und 130 Mhz. Die Masse-Verbindung zwischen Spule 1 und 2 können Sie auch eventuell weglassen. Die UKW-Drossel ist jetzt vor dem 140 kOhm-Widerstand angebracht.

 

 


Version 1:

   FM crystal receiver

 


Version 2:

Version 2

 


Version 3:

 


Version 4:
(Unsymmetrische Antennenkopplung)

 


Version 4a:
(Symmetrische Antennenkopplung)

 

Die Dioden-Ankopplung an den Schwingkreis erfolgt teilweise über eine Spulenanzapfung. Machen Sie hier doch eigene Versuche, ob es mit oder ohne Anzapfung besser geht. Hängt auch vom verwendeten Dioden-Typ ab.

 

FM crystal receiver

 


Version 1, Version 2, Version 4:

Das Versuchsmodell hat neben dem Anschluss für einen Kristall-Hörer noch Kontakte für alte 2000 Ohm-Hörer. Diese 2000 Ohm-Hörer sind weniger gut geeignet, da sie den Schwingkreis stärker belasten. Dadurch stimmt die Durchlasskurve nicht mehr gut zur Flanken-Demodulation. Als Antennenbuchse benutze ich eine SO239 (PL) Buchse. Sie können aber auch eine BNC-Buchse verwenden.

 

Version 1

 

Die UKW-Drossel brauchen Sie nur, wenn die Leitung zur Ohrhörer-Buchse weit von der Diode entfernt ist. Der 47pF Kondensator, der 68k Ohm-Widerstand müssen kurz mit der "Masse" der Schaltung (Punkt c) verbunden werden.

Version 1

 

Die beiden Spulen L1 und L2 liegen dicht nebeneinander. Beide "Masse"-Seiten direkt mit dem "Masse"-Punkt (Rotor) des Drehkondensators (Punkt c) verbinden. Die einzelnen Windungen der Spulen dürfen sich nicht berühren!

 

Version 1

 

Die Diode AA112 wird direkt an die Anzapfung (Punkt a ) gelötet. Die Diode darf beim Löten nicht zu heiss werden!


Nachtrag 2011:" Joeberesf " aus dem Wumpus-Gollum-Forum hat gute Erfahrungen mit der Schottky-Diode 5082-2835 gemacht. Diese Erfahrungen kann ich bestätigen. Wer also noch diese seltenen Diode beschaffen kann, sollte es versuchen.

 

Nachtrag 2012: "Joeberesf" : Auch die  BAT15 und die HSMS-2850 sind geeignet. Die BAT15 ist eine sehr gute SMD Dode, (allerdings etwas fippsig), preiswert und gut zu bekommen. Bei der HSMS- 2850 sollte ein niederohmiger Sound-powered - Hörer genutzt werden.

 

Version 4:

 

Version 4:

Anmerkung zur Praxis:

Bei der Windungsrichtung der Koppelspule in Bezug zur Schwingkreisspule,

insbesondere wenn die Koppelspule mit Masse verbunden ist, sollte gleich sein.

Ich habe aber trotz Bemühungen keinen Unterschied erkannt, wenn eben diese

Windungsrichtung "falsch" herum liegt.

 

Version 4:

Beispiel für eine feste Kopplung von L1 zu L2.

 

 

 

Antennen, Antennenkopplung:

Das ist eine EINFACHE Antenne, vielleicht für Ihre ersten Versuche und nicht für Weit-Empfang!

dipole antenna

 

240 ohms flat twinlead cable

 

Nochmals. Warum ist eine gute UKW-Antennne für einen Detektor so wichtig? Weil die erreichbaren Feldstärken auf UKW gering sind. Bei einem Mittellwellen-Detektor reichen im Allgemeinen ein paar Meter Draht und schon hört man Sender. Bei UKW muß man zumeist höheren Aufwand treiben. Ein paar Meter Draht spannen geht nicht. Eine UKW Antenne  muß als Stab oder Draht ca. 75 cm lang sein (Lambda 1/4), als Dipol 1,5 Meter (Lambda 1/2).

 

Eine  Lambda 1/4 Antenne hat eine typsche Reichweite zum Sender von 2 - 5 Km oder weniger, ein Dipol ca. 5 - 8 km, eine 3 Ele Yagi um 10 - 12 km, eine 5 Ele Yagi 12 - 15 km und mehr. Das sind nur ungefähre Werte, es kommt immer auf die Lage (Höhe) und Freiheit der Sende- und Empfangsantenne an. So kann es sein, daß mit einer 3 Element - Yagi sogar 20 km überbrückt werden können. Versuch macht klug.

 

 

Vorwort zu den Antennen auf Grund von Nachfragen:
UKW-Sender strahlen in der Regel das Signal ungerichtet kreisförmig aus. Bei der richtigen Ausrichtung der Antenne auf den Sender ist UNBEDINGT  auf die Polarität der Sender-Antenne zu achten.

 

Ihre Antenne muss die gleiche Polarität haben. UKW-Detektoren brauchen jedes Milli-Volt, Sie haben nichts, aber auch garnichts, an Feldstärke zu verschenken. Der Sender sendet entweder horizontal oder vertikal polarisiert. Wenn Ihnen die Sender-Polarität nicht bekannt ist, testen sie es aus:

 

Beispiel einer 3 Element Yagi (gilt aber sinngemäß auch für einen Dipol): Dazu richten Sie Ihre Antenne so gut wie möglich auf den Sender aus (höchste Lautstärke), am Besten im Freien. Dabei soll die Mittelachse der Antenne (das Tragrohr) zum Sender zeigen, während der Direktor (das ist der kurze Stab) dabei vorn in Richtung Sender plaziert ist. Der Reflektor (das ist der lange Stab) zeigt vom Sender weg. Dabei wird die Antenne horizontal zum Boden gehalten. Anschließend kippen Sie die Antenne der Längsachse folgend um 90 Grad nach rechts.

 

Wenn der Empfang nach dem Rechtskippen besser wird, sendet der Sender vertikal. Natürlich können auch bessere Antennen benutzt werden. Yagis mit 5 oder 7 oder 9 Elementen kämen in Frage, allerdings sind die nicht gerade kompakt. Nicht jeder kann diese grossen Yagis aus Platzgründen aufbauen. Auch gestockte Systeme wären denkbar. Dadurch würde sich die Reichweite deutlich erweiteren.

 

Für Insider: Der Empfangspegel-Unterschied bei falscher Polarisation beträgt 20 dB.

 

Bauplan für einen einfachen Dipol und / oder einer 240-Ohm-Antennenleitung.

Beachten Sie bei Aussenmontage die eventuellen gesetzlichen Sicherheits-Bestimmungen (Blitzschutz, etc.). Mit einer 240 Ohm-Antennenleitung kann ein guter UKW-Dipol gebaut werden. Befestigen Sie den horizontalen Dipol möglichst frei.

 

Die Länge der Zuleitung kann bis zu 10 Meter betragen. Wenn Sie kein Flachbandkabel haben, können Sie es auch selber herstellen: Kleben Sie zwei isolierte Kupfer-Drähte im Abstand von 8 mm auf Pappstreifen. Drahtdurchmesser 1,2 mm.

 

Extrem dämpfungsarmes 240-Ohm Flachbandkabel ist kaum noch zu beschaffen. Dieses Kabel hat eine noch geringere Dämpfung als Koaxialkabel, eine wichtige Erkenntnis, denn Sie wissen schon: Ein UKW-Detektor braucht jedes Milli-Volt.  Für ein selbstgebautes 240-Ohm-Antennenkabel verwenden Sie als Abstandshalter Tesafilmstreifen. Bei dem gezeigten Kabel habe ich ein Nyfaz-Kabel aufgetrennt und die beiden Leiter (Mitte zu Mitte) im Abstand von 4,8 mm mit Tesafilm fixiert. Es reicht aus, wenn alle 4-5 cm ein Tesafilm-Steg angebracht wird.

 

Sieht nicht besonders schön aus, funktioniert aber bestens, vorsichtiges Verlegen des Kabels mit mindestens 2 cm Abstand zur Wand vorausgesetzt. Achten Sie darauf, dass die beiden Leiter sich nicht zu nahe kommen. Es ist wichtig, dass der Drahtabstand über die gesamte Leitungslänge KONSTANT GLEICH bleibt.

 

Nachtrag aufgrund von Nachfragen: Versuchen Sie in jedem Fall noch originales 240-Ohm-Flachbandkabel zu bekommen. Versuchen Sie es auf Flohmärkten oder Sammlertreffen. Fragen sie Funkamateure. Beobachten Sie Internet-Auktionen. Es kann auch die etwas modernere Variante des Flachbandkabels, das 240 Ohm-Schaumstoffkabel mit O -förmigen Querschnitt gut genutzt werden. Diese alten Kabel hatten eine weiße Farben, waren aber auch durchsichtig zu finden. Die Dämpfung ist geringer als bei modernen Koaxkabeln, ausserdem kann der Baluntrafo eingespart werden.

 

--_yagi.gif

Bauplan für eine 3 Element Yagi-Antenne

Das Material für die Yagi sollte aus Kupferrohr sein. Durchmesser der Rohre 1 - 1,5 cm. Die obere Mitte des Dipols (C) wird mit dem Mittel-Träger-Rohr verlötet. Der Reflektor (A) und der Direktor (B) ebenfalls. Längen: A 174 cm, C 143 cm, B 128 cm, D 6 cm, Reflektor (A) - Dipol (C) 85,5 cm, Direktor (B) - Dipol (C) 51 cm, Dipol-Antennen-Anschluss Unterbrechung (E,E) 5 cm. An Punkt E wird entweder das 240 Ohm- Antennen- Kabel oder der Baluntrafo angeschlossen. Wiederholung meiner obigen Vorbemerkungen: Beachten Sie die Polarität der Antenne. Wenn Ihr Ortssender horizontal polarisiert ist, muss auch die Antennen horizontal (nicht vertikal) angebracht werden. Das Tragrohr muss zum Sender zeigen, wobei der Direktor vorn ist. Beachten Sie bei Aussenmontage die gesetzlichen Sicherheitsvorschriften!

 

Balun transformer

Bauplan für einen Balun-Trafo

Wenn Sie ein heute übliches Koaxial-Kabel an die Antenne anschliessen wollen, muss der 240 Ohm-Ausgang der Antenne auf die 52-75 Ohm des Antennen-Kabels angepasst werden. Besorgen Sie sich bitte ein RG58 Ohm Koaxial- Antennen-Kabel (Länge 1 Meter). Löten Sie dieses Kabel wie in der Zeichnung gezeigt zusammen. Sie können die sich bildende Schleife in zwei oder drei Windungen aufrollen, um weniger Platz einzunehmen. An A und B wird direkt der Dipol angeschlossen. Für das Antennen-Kabel können Sie ein übliches 52-75 Ohm Kabel verwenden. Leider ist dieses Konzept etwas schmalbandig. Wenn Sie das Letzte herausholen wollen für eine bestimmte UKW-Frequenz, stellen sie 5 Stücke her mit den Längen: 90, 95, 100, 105, 110 cm. Dann testen Sie die beste Länge aus.

Projekt-Historie

  • Version 1: 10/2000.
  • Version 2: 4/2003
  • Version 3: 11/2003
  • Version 4: 09/2004

 Ich bin an Ihren Bauergebnissen interessiert. Was halten Sie davon, wenn Sie ihr UKW-Detektor-Radio auf der "Empfänger meiner Gäste-Seite vorstellen?

 

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Eine Hochleistungs-UKW-FM-Band-Yagi als 5 Elemente-Antenne:

 

ukw-5-ele-yagi.jpg

Beispiel einer 5 - Elemente - Yagi.

 

Wer Platz für eine Dipol-, 3 Elemente Yagi oder gar eine 5 Elemente Yagi hat, sollte das mal wagen. Der Empfang

wird deutlich stärker. Vielleicht auch nur eine "Expedition" mit dem Detektor, der Yagi und Mast in Freie,

um die Anlage weiter weg vom Rundfunksender zu testen. Der mast sollte die Antenne zumindest 2 Meter über Grund heben. Es gibt auch Teleskop-Portabel-Masten (z.B. den Brunner Campingbedarf Frankana mit 3,6 Meter / 3 Teile).

 

Zur Not kann man einen wasserbefüllbaren Sonnenschirm-Fuß zum Stand verwenden.

Diese Antennen lassen sich gut demontieren und im PKW transportieren.

 

Sogar heute gibt es noch solche UKW-FM-Yagis für 87 - 108 MHz:

 

Beispiele:


UKW Antenne Radio Dachantenne 3 Elemente 

Beim großen "C" eine Drei-Elemente Yagi mit der Bestell-Nr. 549691 - 62 mit

Abmessungen 1,5 m x 0,83 m. Gewinn gegenüber Dipol 5 dB. 75 Ohm - F-Stecker (unsymmetrisch) .

Der F-Anschluß erscheint mir  etwas fummelig und instabil.

 

... oder

 

Wittenberg WB205

(5 Elemente) auch beim großen "C" mit der Bestell-Nr. 277819 - 62  mit den

stolzen Abmessungen 1,5  x  1,43 m. Gewinn über Dipol 7 dB. 75 / 240 Ohm !!! Mit Symmetrie-Übertrager!

 

 

Eine leistungsstärkere UKW-Detektor-Schaltung mit Helix-Resonator und Phasendiskriminator ist auf der "Detektoren meiner Gäste"-Seite (Thema 29 von Joerg Beresford) zu finden.

 

 

1997 / 03.05.2015

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