Einfacher Direktmischempfänger für Lang- und Kurzwelle
( in Bearbeitung )
  Version vom 18. Mai 2022
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YOUTUBE-VIDEOs
1, Video von Peter, DG3SMA : https://youtu.be/AZNedjsJ1WI
 
2. Video von Klaus, DJ7OO zeigt Beispiele für die Nutzung der Memory-Kanäle: https://youtu.be/WKzhKPmMIGg  ( Antenne war MLA-30+ Indoor )
3. Video von Manuel, DO3MLA mit Beispielen von FAX, RTTY und SSTV-Empfang:  https://www.youtube.com/watch?v=-8RGonfTXw4



Abb.1   Musteraufbau des kompletten UNI-RX

In der letzten Zeit hatte ich mich schon mehrfach mit einfach aufbaubaren Direktmischempfängern für einen oder nur wenige Empfangskanäle beschäftigt. Das ermöglichte eine unkomplizierte Empfangsmöglichkeit für z.B. kommerzielle RTTY- oder FAX-Aussendungen [1], [2]. Inzwischen wurde ich nun aber mehrfach gefragt, ob sich unter Verwendung des gleichen Prinzips nicht auch eine durchstimmbare Version würde realisieren lassen und so entstand das auf dieser Seite vorzustellende Konzept. Im Laufe seiner Entstehung waren noch jede Menge neuer Ideen eingeflossen, wofür ich mich besonders auch bei meinem Funkfreund Peter, DG3SMA bedanken möchte.
Das realisierte Empfängerkonzept

Das Grundkonzept basiert im Wesentlichen auf den in [1] und [2] vorgestellten Empfängerbaustufen, verwendet zum Unterschied hiervon aber den schon in [3] beschriebenen durchstimmbaren Masteroszillator, dessen möglicher Abstimmbereich dabei allerdings nur teilweise genutzt wird. Das Ziel bestand in einer durchgehenden Empfängerabdeckung wichtiger Teile des Langwellen- und des unteren Kurzwellenbereiches. Das daraufhin entstandene Empfängerkonzept zeigt Abb.2. Erkennbar sind dabei die über Relaiskontakte schaltbaren Vorkreisinduktivitäten für die beiden Empfangsbereiche. Ein separat von der Oszillatorabstimmung zu bedienender Drehkondensator dient ihrer Abstimmung. Gewählt wurde dazu ein Typ, dessen Kapazitätsvariation nach Parallelschaltung  von zwei der verfügbaren Abstimmpakete im Bereich von etwa 30-550pF liegt, was ein mögliches Frequenzverhältnis zwischen niedrigster und höchstmöglicher abstimmbarer Frequenz von etwas mehr als 1:4 erlaubt. Auf diese Weise lässt sich dabei ein Langwellenbereich von etwa 135-520 KHz und ein Kurzwellenbereich von etwa 3.5-14.5 MHz überstreichen. Die realisierte Schaltanordnung für den Eingangssignalverstärker, die Mischanordnung und die Verarbeitung der NF-Signale ist ansonsten weitgehend identisch mit dem schon in [1] und [2] benutzten und beschriebenen Konzept.     


Abb.2   Schaltbild des UNI-RX-Teils

Der abstimmbare Oszillator [3] überstreicht einen sehr weiten Bereich ( derzeit 100 KHz bis 160 MHz ), von dem für vorliegende Empfängeranwendung allerdings nur der auch durch die Vorkreisabstimmung abgedeckte kleine Teil genutzt wird. Einzelheiten zu den Zusatzfunktionen des Oszillators, wie Auswahl der Abstimmschritte, Aufruf von Memory-Kanälen und Abspeicherung der aktuell eingestellten Frequenz für spätere Inbetriebnahmen können dabei wiederum der Seite [3] entnommen werden.
Als Besonderheit wurde noch eine automatische Bandumschaltung realisiert. An ESP32-Portausgang 4 des VFO-Bausteins werden dazu Schaltsignale bereitgestellt, die zur Steuerung des auf dem Empfängerbaustein befindlichen Relais benutzt werden. Abghängig davon, ob eine VFO-Frequenz unter- oder oberhalb von 2 MHz eingestellt wurde, werden damit die Vorkreise für die Langwellen- oder die Kurzwellenfrequenzen angewählt.

Besonderheiten des Direktmischprinzips 
Obwohl ich mich schon mehrfach über die systembedingten Vor- und Nachteile des Direktmischprinzips ausgelassen hatte, möchte ich die wichtigsten Punkte hier doch noch einmal wiederholen. Geeignet ist es zum Empfang von z.B. CW-, SSB-,  sowie FAX und RTTY-Signalen. Bei AM-Stationen ( Rundfunksender ) ist dagegen eine Einstellung auf Schwebungsnull erforderlich, was in der Regel eine qualitiv nur wenig zufriedenstellende Empfangqualität ergibt. Kommen wir zu den sonstigen Nachteilen. Durch Direktumsetzung der Eingangsfrequenzen in den Niederfrequenzbereich ergeben sich jeweils zwei gleichwertige Empfangskanäle. Ist der gespiegelte Bereich dabei ebenfalls belegt, so kann es verständlicherweise leicht zu gegenseitigen Störungen kommen. Allerdings wirkt sich das in der Praxis erstaunlicherweise deutlich geringer als zu befürchten aus, woran die Selektionsfähigkeit des menschlichen Ohres durchaus auch ihren Anteil haben dürfte. Nachdem der Hauptvorteil des Direktmischprinzips aber in seiner Einfachheit liegt, dürfte sich ein praktischer Anwendungsversuch in vielen Fällen somit dennoch lohnen.

Nachbau


     
Abb.3   Musteraufbau UNI-RX-Teil ( zur Grossdarstellung anklicken )


Abb.4   Platine des UNI-RX-Teils

Es folgt eine Liste mit Aufstellung der wichtigsten Bauteile für den UNI-Empfänger mit Angaben zu möglichen Bezugsquellen.

ANZAHL
BAUTEILEBEZEICHNUNGEN
BEMERKUNGEN
1x
Drehkondensator VCAP4
ak-modul-bus
1x
Verlängerungsachse für 6mm-Knopf
ak-modul-bus
1x Induktivität TOKO 3334R 5.5uH ( 4uH )
Ebay / DJ7OO
1x
Induktivität 2.5mH
Ebay / DJ7OO
1x
Relais 2xUm Omron G6K-2P 5V * Reichelt / DJ7OO 
1x
  Schaltkreis MCP2036   14pin DIL
Reichelt / DJ7OO
1x
dto. LM741  8pin DIL
div.
1x
dto. LM386   8Pin DIL
div.
1x
Transistor  J310
div.  / DJ7OO
1x
Transsistor 2N2222
div.
1x
Transistor BC547
div.
1x
Spannungsregler 7805
div.
1x
Hörerbuchse EBS 35
Reichelt
1x
Powerbuchse  DC-BU 072752
Reichelt
1x
Potentiometer 10k log.   4mm-Achse
Reichelt
1x
Platine DJ7OO_UNI-RX_V5b **
DH4YM
1x
Diode 1N4148
div.
1x
Diode 1N4001 div.



Tabelle 1   Liste der spezielleren Bauteile

Die aktuelle Version der ESP32-Software für den durchstimmbaren Oszillator ( VFO ) kann in [3] heruntergeladen werden.

Der Drehkondensator "VCAP4" besitzt mehrere, ursprünglich zur Nutzung mit AM/FM-Empfängern gedachte Abstimmpakete. Von ihnen werden für vorliegende Anwendung nur die beiden für die AM-Bereiche gedachten Pakete benutzt. Durch ihre Parallelschaltung ergeben sich Endkapazitäten von etwa 2x 265pF. Details zu ihren Anschlüssen findet man hier [5]. Die Original ( China-) Bezeichnung für diesen Artikel ist: "CBM-443BF".

* Anmerkung: Zur Verwendung ist die Version OMRON "G6K-2P 5V" vorgesehen ( VORSICHT ! Der Typ "G6K-2P-Y" besitzt eine hiervon abweichende Pinanordnung ). Das zum Einsatz vorgesehene Platinenlayout sieht alternativ aber auch noch die Nutzbarkeit eines weiteren Relaistyps vor. Dabei handelt es sich um den Typ PANASONIC ATN-209 TN2-5V.    

** Anmerkung: Sich eventuell noch ergebende kleinere Layoutänderungen können nicht ausgeschlossen werden und würden durch fortgeschriebene Versionsnummern ( hier also z.B.: "V5c" ) gekennzeichet werden.

 
Abb.5   UNI-RX-Musteraufbau in Gehäuse: KEMO G010  
TIPP: Unter der Bezeichnung "EUROBOX" gibt es bei Fa. Reichelt baugleiche Gehäuse in unterschiedlichen Farben.


Linkliste

[1]  http://www.kh-gps.de/lw-rx.htm
[2]  http://www.kh-gps.de/fax-rx.htm
[3]  http://www.kh-gps.de/vfo.htm
[4]  https://www.ak-modul-bus.de/stat/vcap4_drehkondensator_am_fm.html

[5]  https://www.ak-modul-bus.de/cat/documentation/vcap4.pdf
[6]  https://www.sv2czf.com/mwc30.html


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