Die genaue Justierung der Bandgrenzen ist of nicht einfach. Bei ganz eingedrehtem Ferritkern wird zwar 3,5 MHz erreicht. Die obere Frequenzgrenze liegt dann aber bei einigen Geräten zu tief. Manchmal kommt man auch mit ganz herausgedrehtem Trimmer nur bis 9 MHz oder sogar nur bis 8,5 MHz. Das Problem wird durch Bauteiletoleranzen verursacht. Leider wurde die Skala mit zu viel Optimismus an einem Prototyp bis 9,5 MHz kalibriert und nicht genügend Spielraum für die Trimmereinstellung gelassen.
Aber warum ist das eigentlich so knapp? Mit genau derselben Spule von 8 µH und demselben Drehko erreicht das Röhrenaudion locker seine 12 MHz. Es muss also an der Kapazität der Transistorschaltung liegen. Man kann nachrechnen, dass die minimale Kreiskapazität bei ca. 40 pF liegen muss (8 µH und 40 pF ergeben 8,9 MHz). Üblicherweise hat ein Kleinsignaltransistor eine Eingangskapazität von nur ca. 10 pF. Der Verdacht richtet sich auf C2 mit 100 pF. Dieser Kondensator liegt in Reihe zum Eingangswiderstand des Transistors am Schwingkreis. Bei der Entwicklung des Empfängers habe ich an dieser Stelle auch mal mit 22 pF und 47 pF experimentiert. Allerdings war damit am unteren Bandende die Rückkopplung zu knapp. 100 pF war ein brauchbarer Kompromiss. Eine andere Möglichkeit ist es, die Basis an eine tiefere Anzapfung des Schwingkreises zu legen. Das funktioniert auch, allerdings reicht die Rückkopplung im unteren Bereich nicht mehr aus.
Ein neuer Test mit den endgültigen Bauteilen zeigte nun: C2 zu verkleinern löst das Problem der oberen Frequenzgrenze. Allerdings wird dann bei 3,5 MHz kein Schwingungseinsatz mehr erreicht. Eigentlich braucht man einen größeren Kondensator am unteren Ende und einen kleineren am oberen. Aber die zweite Drehkohälfte ist ja noch frei! Das ist die Lösung: C2 (100 pF) fliegt raus, und dafür wird der Drehko angeschlossen. Ein Test zeigt: Man kann nun mühelos das obere Ende der Skala erreichen und im 80-m-Band hat man genügend Rückkopplung auch für etwas fester angekoppelte Antennen.
Der Trimmer der zweiten Drehkohälfte soll auf maximale Kapazität (ca. 10 pf) eingestellt werden. Der Drehko überstreicht dann ca. 15 pF bis 275 pF. Im mittleren Bereich bei 6 MHz hat der Emitterkondensator seine bisherige Kapazität von 100 pF, an den Grenzen ist sie größer bzw. kleiner.
Mit dieser Änderung ist die Einstellung der Bandgrenzen kein Problem mehr. Bei 3,5 MHz ist der Empfänger nun besser als vorher. Mein Eindruck ist, dass die Stabilität besser geworden ist, was sich positiv auf den SSB-Empfang auswirkt.
Die Schaltung mit zwei Drehkos sieht ungewöhnlich aus. Warum funktioniert das eigentlich? Wenn man die Schaltung etwas anders zeichnet ist das Prinzip des Oszillators besser erkennbar. Cbe kann mit etwa 10 pF angenommen werden.
Dazu kommt noch der Innenwiderstand des Transistors, also der der Eingangswiderstand zwischen B und E. Der relativ große Emitterkondensator liegt über den Innenwiderstand am Schwingkreis und wirkt sich dort wie eine kleinere Parallelkapazität aus. Eine RC-Reihenschaltung kann durch eine gleichwertige Parallelschaltung übersetzt werden. Die genauen Verhältnisse sind schwer zu berechnen, weil der Innenwiderstand und die BE-Kapazität nicht genau bekannt sind. Das Prinzip kann man aber an einem Zahlenbeispiel zeigen. Bei 1,6 MHz hat einen Kondensator mit 100 pF einen kapazitiven Widerstand von 1 kΩ. In Reihe mit einem ohmschen Widerstand von 1 kΩ ergibt sich ein Scheinwiderstand von 1,4 kΩ. Genau das gleiche erreicht man mit 2 kΩ parallel zu 50 pF.
Der Serienwiderstand ist von den Transistoreigenschaften abhängig. Je größer der Stromverstärkungsfaktor desto höher der Innenwiderstand und desto geringer wirkt sich der Emitterkondensator auf den Schwingkreis aus. Die Streuung des Stromverstärkungsfaktors wirkt sich also auf die höchste erreichbare Frequenz aus. Die jetzt gefundene Lösung entschärft das Problem durch den bei hohen Frequenzen kleineren Emitterkondensator.
Siehe auch: Franzis Röhrenradio
Eine Rückmeldung von Dietmar Laaser:
Danke für den Tipp, der auch bei meinem Radio funktioniert. An den 100pF-Kondensator hatte ich auch schon gedacht, aber auf die Idee,
ihn gegen C2 auszutauschen, wäre ich wohl nie gekommen... Mit der Skaleneinstellung habe ich etwas experimentiert und habe sie jetzt
so eingestellt, dass bei Rechtsanschlag der Zeigerstrich etwa bei "kHz" steht. Nach einem Abgleich mit dem Spulenkern bei 9,5 MHz stimmt dann die obere Skalenhälfte ziemlich genau, nur darunter sind dann die Abweichungen größer. Aber vielleicht sollte man sowieso eine neue Skale anfertigen, da bei einem Abgleich am Linksanschlag auf 3,5 MHz die obere Frequenzgrenze noch deutlich über 9,5 MHz steigen kann: ich habe da auf meinem Frequenzzähler Werte bis zu 13 MHz gesehen.
Winfried Zielonkowski.schrieb:
Auch der Ersatz von C2 durch die andere Dreko-Hälfte hat das Problem des Skalenabgleichs bei meinem Empfänger nicht lösen können. Ich habe T1 ausgelötet und durch einen beliebigen BC557C ersetzt. (Der ausgelötete T1 hat eine Cbe = 27 pF, und Cbc = 17 pF, das weicht doch sicherlich sehr vom üblichen Wert ab. ) Jetzt stimmt die Skala. Leider war dann die Rückkopplung ungenügend. Durch zwei Dioden 1N4148, mit der LED in Reihe geschaltet, beträgt jetzt die Spannung an C5 ca. 3,2 Volt. Die Rückkopplung arbeitet jetzt einwandfrei, und dem Hörvergnügen steht nun nichts mehr im Wege.
Nachgefragt:
Das unterstützt meine Vermutung, dass es insgesamt an abweichenden Transistordaten lag. Die Kapazitäten sind auch im Normalfall sehr von der Sperrspannung abhängig und vermutlich mit einem normalen C-Meter kaum zu messen. Können Sie mit Ihrer Messmethode feststellen, dass die Kapazität bei anderen BC557 geringer ist?
Winfried Zielonkowski:
Alle acht in meiner Bastelkiste befindlichen BC557C haben Cbe = 11 pF, und Cbc = 6,5 pF. Der BC557 vom Bausatz hat Cbe = 26,3 pF, und Cbc = 15,3 pF.
