Elektronik Experimente

Die Kurzwelle bietet Aufgrund Ihrer Ausbreitungsbedingungen einen weltweiten Empfang von Rundfunksendungen. Mit ihr können Sendungen und Nachrichten empfangen werden, die auf dem heimischen Rundfunktmarkt weniger Relevanz und Nachfrage haben. Die Empfangsqualität ist mit den hier aufgebauten Schaltungen nicht mit kommerziellen Geräten vergleichbar. Der Reiz am Nachbau dieser einfachen Geräte liegt vorallem im Verstehen von einfachen Empfangstechniken aus den Anfängen der Radiogeschichte und bei der Aufspürung von internationalen Rundfunksendern, die noch per terrestischer Übertragung auch mit einfachen Antennen empfangbar sind. Auch ist mit den meisten heutzutage im Haushalt vorhandenen Radioempfängern kein Kurzwellenempfang möglich.

Im Kurzwellenbereich gibt es auch in der heutigen Zeit noch eine ganze Reihe an ausländischen Sendern, die regelmäßig Informationen in deutscher Sprache aussenden. In meinen ersten Versuchen konnte ich gut und ohne besonderen Aufwand RRI (Radio Romania International) empfangen. Auch der Senders "Stimme Koreas" (ehemals Radio Pjönjang) sendet in deutscher Sprache und ist, von der Tageszeit abhängig, gut zu empfangen obwohl die Entfernung zu diesen Sender mehrere tausend Kilometer beträgt. Über den Informationsinhalt verschiedener Sender darf sich selbstverständlich jeder seine eigenen Gedanken machen. Besonders spannend finde ich jedenfalls, das es jenseits der modernen Empfangs- und Kommunikationsmöglichkeiten noch eine ganze Menge zu entdecken gibt.

Ohne Antenne geht nicht viel

Es ist eine alte Weisheit, die besagt: "eine gute Antenne ist der beste Empfangsverstärker". Dabei stellte sich für mich gleich anfangs die Frage, was ist eine gute Antenne? Und das ist im Zusammenhang dieser einfachen Experimente gar nicht so leicht zu beantworten, da die Antennentechnik selbst ein komplexes Themengebiet ist. Zum Empfang von Lang,- Mittel- und Kurzwellen eignet sich für erste Experimente einfache Langdrahtantennen, die möglichst hoch über der Erde gespannt werden. Die Drahtlänge ist dabei abhängig von der Wellenlänge der zu empfangenen Frequenz und könnte für optimalen Empfang im Kurzwellen Bereich auch beispielweise 10 m bis 90 m betragen. Die Kurzwelle ist in sogenannten Meterbändern eingeteilt. Als Faustformel kann für einen guten Empfang die halbe Meterlänge veranschlagt werden. Ein weiteres Kriterium für guten Empfang ist die Ausrichtung der Antenne zum Sender und eine gute Erdung. Das sind natürlich Rahmenbedingungen, die sich nicht ohne weiteres in einer Stadtwohnung realisieren lassen. Auch eine direkte Verbindung zur Erde lässt sich in einer Wohnanlage nicht ohne weiteres realisieren. Erdungen über die Zentralheizung oder auch Dachrinne sind zudem heutzutage mit den unterschiedlichsten Störsignalen verseucht und eignen sich nicht besonders.

Ist dann das Experimentieren mit den folgenden Radioschaltungen noch sinnvoll? Ja, natürlich ... und es macht auch in der heutigen Zeit noch jede Menge Spaß. Für meine Versuche verwende ich einen 10 und 15 Meter langen isolierten Draht als Antenne, den ich quer durch die Wohnung hoch spanne. Dabei vermeide ich die Nähe zu Störquellen wie, WLAN Router, Energiesparlampen und sonstigen eingeschalteten Geräten mit Netztransformatoren. Als Gegenpol für die Erdung lege ich auf den Fußboden ein langen Draht mit unterschiedlicher Länge. Ich war erstaunt, wie viele Sender ich auch tagsüber ohne großen Aufwand mit diesen einfachen Konstrukt empfangen konnte. Einen ersten Überblick, in welche Bänder die Kurzwelle eingeteilt ist und welche Sender wo und wie am besten zu empfangen sind, bietet die Seite www.fading.de.

In beiden folgenden Schaltungen ist eine Ferritantenne zur Verstärkung des Schwingkreises verbaut. Diese verfügt über eine Richtwirkung, d. h. wird die Längsseite des Ferritstabes in Richtung des Senders gedreht, verbessert sich der Empfang und auch die Trennschärfe zu benachbarten Sendern.

Der Reflexempfänger auf Kurzwelle getrimmt

Bei einem Reflexempfänger handelt es sich um eine Schaltung, die das eingangsseitig empfangene Signal, bestehend aus der Hochfrequenz (HF) und der aufgeprägten Niederfrequenz (NF), zweifach in einer einzelnen Verstärkerstufe verarbeitet. Dabei wird im ersten Durchgang die HF samt NF verstärkt, durch einen Diodengleichrichter demoduliert und anschließend durch Siebung von der HF getrennt. Die NF wird nun ein zweites mal der Verstärkerstufe zugeführt und das verstärkte Signal direkt über einen Koppelkondensator dem zweistufigen NF-Verstärker zugeführt. Die Reflexschaltung ermöglicht durch die Mehrfachnutzung eines Elements (z.B. Transistor), das Einsparen von Bauteilen. Wegen der geringen Trennschärfe ist es jedoch nicht möglich, schwache Sender, die neben einem starken Sender liegen, einwandfrei einzustellen.

Für den Empfang der Kurzwelle wurde die Schwingkreisspule des Mittelwellenempfängers (Schaltung 5.02), gemäß Anleitung angepasst. Dafür wurde mit einem isolierten Draht 28 Windungen auf den Ferritstab gewickelt. Für die Transformationsspule des Empfängereingangs sind zwei Windungen notwendig. Die Empfangsfrequenz liegt mit dieser Anpassung im Bereich von ca. 2 - 5 MHz. Damit sind theoretisch das 90, 75 und 60 Meter-Band sowie der Amateurfunkt empfangbar. Für die Empfangsqualität ist, je nach Örtlichkeit, eine gute Antenne allerdings Voraussetzung. Schaltet man parallel zum Drehkondensator einen weiteren Kondensator (z.B. 100 pF), kann die Empfangsfrequenz in einen höheren Bereich verschoben werden. Damit wird aber die Güte des Schwingkreises verschlechtert, was nicht immer zu einen befriedigenden Ergebnis führt. Besser ist es, neben der Erhöhung der Kapazität des Schwingkreises, auch die Windungszahl (Induktivität) der Schwingkreisspule zu reduzieren.

Der Verdrahtungsplan für den Reflexempfänger kann über die Seite von Norbert Schneider als PDF-Datei herunter geladen werden.

Trennschärfe mit dem Pendelempfänger

Der Vorteil dieser Schaltung ist neben, der besseren Trennschärfe nahe beieinander liegender Sender, die Möglichkeit, sowohl amplitudenmodulierte Empfangssignale (z.B. Kurzwellen-Rundfunk), als auch frequenzmodulierte Signale (Verwendung bei UKW-Rundfunk) zu empfangen. Im Prinzip handelt es sich bei einem Pendelempfänger um einen rückgekoppelten Empfänger, bei dem die Rückkopplung zu einer Verstärkung des Empfangsignales führt. Ist diese Rückkopplung zu stark, so neigt diese Schaltung zum Schwingen, wodurch ein lautes Pfeifen im Lautsprecher zu vernehmen ist. Um dies entgegen zu wirken, wird mit der Pendelfrequenz kurz vor dem Schwingeinsatz, die Rückkopplung unterbrochen.

Der Empfangsteil (Parallelschwingkreis - bestehend aus Spule und Drehkondensator) liegt bei dieser Schaltung, im Kollektorkreis des ersten Transistors (rot). Die Rückkopplung erfolgt über einen Kondensator, der zwischen Emitter und Kollektor des Transistors geschalten ist. Die Frequenz der Pendelschwingung, wird hauptsächlich durch den Kondensator C5 und Widerstand R4 am Emitter-Ausgang des Transitors bestimmt. Das eingangsseitig über den Schwingkreis selektierte Empfangssignal, wird anschließend über einen Koppelkondensator dem nachgelagerten zweistufigen NF-Verstärker zugeführt. Der Verdrahtungsplan des Pendelempfängers, ist auf der Seite von Norbert Schneider, als Download verfügbar.

Jurhen Kranenborg stellt auf seiner Seite eine Erweiterung und Verbesserung dieser Schaltung vor. Das Schaltungsdesign wurde u.a. bezüglich der Pendelfrequenz und des empfangbaren Frequenzbereiches (Schwingkreis) angepasst.

Im beiliegendem Verdrahtungsplan des Pendelaudions hat sich ein Fehler eingeschlichen. Der Kondensator C1 ist hier fälschlicherweise als Polyester-Kondensator eingezeichnet. Richtig ist ein Elko mit 100 μF. Der Pluspol des Elektrolyt-Kondensators wird dabei mit der Basis des roten Transistors T1 verbunden.