26.8.16: Aufbau eines Ultraschallmikrofons
Ich habe mich immer schon gefragt, wie diese Ultraschallkapseln innen aussehen. Beim Aufräumen ist mir ein stark verbeultes Mikrofon untergekommen, das ich geöffnet habe.
Innen findet man eine doppelte Piezo-Scheibe mit einer aufgesetzten Membran. Der Haltedraht ist oben abgekniffen. Es könnte sein, dass mit seiner Länge die Resonanzfrequenz abgeglichen wird.
Die Piezoscheibe ist auf einen kleinen Hohlraum geklebt. Sie kann sich daher nach innen wölben. Das eingeschlossene Luftvolumen ist vermutlich ebenfalls mitbestimmend für die Resonanz. Insgesamt ist es ein wohlabgestimmtes System mir guter Anpassung der akustischen Impedanz. Beim Fledermausdetektor wird damit eine hohe Empfindlichkeit erreicht. Man kört eine deutliche Zunahme des Eigenrauschens bei 40 kHz, weil hier vermutlich schon das thermische Rauschen übertragen wird.
Aus Neugier habe ich mal versucht, selbst ein Ultraschallmikrofon zu bauen. Ein Chipkondensator mit 10 nF wurde mit 30 V vorgespannt und mit einer Membran aus Kupferblech versehen. Im Prinzip hat es funktioniert. Allerdings lag die Resonanz nur bei 4 kHz, und die akustische Anpassung war sehr schlecht. Das eigene Mikro war nicht empfindlich genug.
Ich habe mich immer schon gefragt, wie diese Ultraschallkapseln innen aussehen. Beim Aufräumen ist mir ein stark verbeultes Mikrofon untergekommen, das ich geöffnet habe.
Innen findet man eine doppelte Piezo-Scheibe mit einer aufgesetzten Membran. Der Haltedraht ist oben abgekniffen. Es könnte sein, dass mit seiner Länge die Resonanzfrequenz abgeglichen wird.
Die Piezoscheibe ist auf einen kleinen Hohlraum geklebt. Sie kann sich daher nach innen wölben. Das eingeschlossene Luftvolumen ist vermutlich ebenfalls mitbestimmend für die Resonanz. Insgesamt ist es ein wohlabgestimmtes System mir guter Anpassung der akustischen Impedanz. Beim Fledermausdetektor wird damit eine hohe Empfindlichkeit erreicht. Man kört eine deutliche Zunahme des Eigenrauschens bei 40 kHz, weil hier vermutlich schon das thermische Rauschen übertragen wird.
Aus Neugier habe ich mal versucht, selbst ein Ultraschallmikrofon zu bauen. Ein Chipkondensator mit 10 nF wurde mit 30 V vorgespannt und mit einer Membran aus Kupferblech versehen. Im Prinzip hat es funktioniert. Allerdings lag die Resonanz nur bei 4 kHz, und die akustische Anpassung war sehr schlecht. Das eigene Mikro war nicht empfindlich genug.
24.6.18: Röhrenradio Telefunken Gavotte 6
Dieses Radio aus den 1950er Jahren blieb ganz dunkel und still. Zuerst schaue ich immer auf die Sicherung, tatsächlich durchgebrannt. Nach dem Einsatz einer neuen Sicherung zeigte das Ohmmeter aber immer noch keinen Durchgang am Stecker. Der Sicherungshalter war stark oxidiert. Das habe ich bei alten Radios schon oft beobachtet. Ich vermute, es liegt an dem säurehaltigen Flussmittel des Lötzinns aus der Zeit, eventuell das der Sicherung. Gründliches Säubern der Kontakte brachte den Erfolg.
Zur Sicherheit wollte ich die Trafospannung von 220 V auf 240 V umschalten. Aber der Drehschalter war schon sehr ausgeleiert und locker. Deshalb habe ich das Kabel vom Mittelkontakt abgelötet und direkt an den 240V-Trafoanschluss gelegt. Auch wenn jetzt jemand mal auf 110 V drehen sollte, kann nichts mehr passieren. Eine Überprüfung der Heizspannung zeigte genau 6,3 V, alles prima. Am Anfang gab es noch einen Geruch, alle wenn irgendetwas sehr heiß wurde. Aber es war wohl nur der Staub auf der Endröhre. Eine gründliche Reinigung mit Pinsel und Staubsauger brachte Besserung. Ein paar Messungen bestätigten den Eindruck, dass alles fehlerfrei funktioniert.
Das Radio funktioniert jetzt sehr gut auf UKW, während Mittel- und Langwelle nur Störgeräusche bringen. Der UKW-Tuner ist ein Typ mit induktiver Abstimmung (siehe Schaltbild) und hat deshalb keine Probleme mit schlechten Drehkokontakten. Das Radio hat einen sehr guten, warmen Klang. Zufällig lief gerade eine interessantes Konzert auf Deutschlandradio Kultur. Ein wahrer Genuss, mit diesem Radio.
Dieses Radio aus den 1950er Jahren blieb ganz dunkel und still. Zuerst schaue ich immer auf die Sicherung, tatsächlich durchgebrannt. Nach dem Einsatz einer neuen Sicherung zeigte das Ohmmeter aber immer noch keinen Durchgang am Stecker. Der Sicherungshalter war stark oxidiert. Das habe ich bei alten Radios schon oft beobachtet. Ich vermute, es liegt an dem säurehaltigen Flussmittel des Lötzinns aus der Zeit, eventuell das der Sicherung. Gründliches Säubern der Kontakte brachte den Erfolg.
Zur Sicherheit wollte ich die Trafospannung von 220 V auf 240 V umschalten. Aber der Drehschalter war schon sehr ausgeleiert und locker. Deshalb habe ich das Kabel vom Mittelkontakt abgelötet und direkt an den 240V-Trafoanschluss gelegt. Auch wenn jetzt jemand mal auf 110 V drehen sollte, kann nichts mehr passieren. Eine Überprüfung der Heizspannung zeigte genau 6,3 V, alles prima. Am Anfang gab es noch einen Geruch, alle wenn irgendetwas sehr heiß wurde. Aber es war wohl nur der Staub auf der Endröhre. Eine gründliche Reinigung mit Pinsel und Staubsauger brachte Besserung. Ein paar Messungen bestätigten den Eindruck, dass alles fehlerfrei funktioniert.
Das Radio funktioniert jetzt sehr gut auf UKW, während Mittel- und Langwelle nur Störgeräusche bringen. Der UKW-Tuner ist ein Typ mit induktiver Abstimmung (siehe Schaltbild) und hat deshalb keine Probleme mit schlechten Drehkokontakten. Das Radio hat einen sehr guten, warmen Klang. Zufällig lief gerade eine interessantes Konzert auf Deutschlandradio Kultur. Ein wahrer Genuss, mit diesem Radio.
17.8.16: Zweipolige Laser-Dioden
In letzter Zeit findet man einen neuen Typ von Lasern mit nur zwei Anschlüssen. Frühere Typen hatten einen dritten Pin für eine interne Fotodiode, mit der man die Leistung steuern konnte. Die neuen Laser haben offensichtlich drei Schichten: Eine Epoxyd-Platine, ein Messingblech und eine Hartpapier-Platine. Das hat mich neugierig gemacht. Was ist da wohl drin? Ein Laser musste daher geöffnet werden.
Hier sieht man den eigentlichen Laser-Kristall, direkt aufgelötet auf dem Messingblech und mit einem feinen Drähtchen an die Epoxyd-Platine gebondet. Offensichtlich kommt diese Diode ganz ohne Regelung aus. Die Gegenplatine diente nur zur Kontaktierung der Messingelektrode und vielleicht auch als weicheres Material dazu, alles im Messing-Kopf mit der Linse einzuklemmen.
In letzter Zeit findet man einen neuen Typ von Lasern mit nur zwei Anschlüssen. Frühere Typen hatten einen dritten Pin für eine interne Fotodiode, mit der man die Leistung steuern konnte. Die neuen Laser haben offensichtlich drei Schichten: Eine Epoxyd-Platine, ein Messingblech und eine Hartpapier-Platine. Das hat mich neugierig gemacht. Was ist da wohl drin? Ein Laser musste daher geöffnet werden.
Hier sieht man den eigentlichen Laser-Kristall, direkt aufgelötet auf dem Messingblech und mit einem feinen Drähtchen an die Epoxyd-Platine gebondet. Offensichtlich kommt diese Diode ganz ohne Regelung aus. Die Gegenplatine diente nur zur Kontaktierung der Messingelektrode und vielleicht auch als weicheres Material dazu, alles im Messing-Kopf mit der Linse einzuklemmen.
15.8.16: Störungsarme Dipolantenne
Beim Versuch eine Sendeantenne für das 30m-Band zu bauen, habe ich es mit einem Dipol versucht, der nach unten in den Garten abgespannt ist (Inverted V). Verwendet wurde eine Zwillingsleitung, die auf 7,5 m getrennt wurde. Beim Senden sind Mantelwellen auf dem Koaxkabel schlecht, weil man damit einen Teil der Energie im Haus abstrahlt. Dagegen hilft ein Balun oder eine Mantelwellensperre mit einem Ferritkern. Damit habe ich es probiert. Das Ende der Zwillingsleitung wurde mehrfach durch den Ringkern gefädelt. Erst dahinter wurde das Koaxkabel angeschlossen. Eine Messung direkt an der experimentellen Sendeendstufe und mit zwei Lastwiderständen als Nachbildung des Dipols zeigte, dass bei 10 MHz hinter der Drossel eine Unsymmetrie unter 10% herrschte. Das bedeutet eine Unterdrückung der Mantelwellen um mehr als 20 dB. Die Antenne selbst wird durch die Drossel nicht beeinträchtigt. Am Ende des langen Kabels konnte ich die Resonanz messen: 10 MHz, wie erwartet. Als Empfangsantenne ist sie über die gesamte Kurzwelle brauchbar.
Viele Empfangsantennen im Kurzwellenbereich kranken daran, dass sie zu viele Störungen aus dem Haus einfangen. Man nimmt z.B. ein Koaxkabel und am Ende eine Langdrahtantenne mit einem Gegengewicht oder Erdanschluss. Außen auf dem Kabel wandern Störungen bis zum Antennenanschluss. Und weil auch die Erdleitung eine Induktivität hat, stehen diese Störspannungen dann als Gegenpol zur an sich sauberen Antenne. Innen im Kabel kommt dann fast der ganze Schmutz wieder zurück zum Empfänger. Man hört die Störungen aus dem Haus. Bei Empfangsversuchen mit einem SDR hört man starkes Rauschen aus dem eigenen Computer, das viele schwache Signale unterdrückt.
Die neue Sendeantenne mit ihrer Entstördrossel hat sich auch im Empfangsbetrieb bestens bewährt. Die ganze Kurzwelle ist jetzt etwa 20 dB sauberer. Auch schwache Stationen können wieder gehört werden. Das ist eine richtige Erholung gegenüber früheren Antennen. Auch das 80m-Band ist wieder sauber. Deutlich unter 3 MHz versagt die Sperre allerdings. Für Lang und Mittelwelle braucht man wahrscheinlich ein ganz andere Spule. Vielleicht geht da eine stromkompensierte Entstördrossel.
Beim Versuch eine Sendeantenne für das 30m-Band zu bauen, habe ich es mit einem Dipol versucht, der nach unten in den Garten abgespannt ist (Inverted V). Verwendet wurde eine Zwillingsleitung, die auf 7,5 m getrennt wurde. Beim Senden sind Mantelwellen auf dem Koaxkabel schlecht, weil man damit einen Teil der Energie im Haus abstrahlt. Dagegen hilft ein Balun oder eine Mantelwellensperre mit einem Ferritkern. Damit habe ich es probiert. Das Ende der Zwillingsleitung wurde mehrfach durch den Ringkern gefädelt. Erst dahinter wurde das Koaxkabel angeschlossen. Eine Messung direkt an der experimentellen Sendeendstufe und mit zwei Lastwiderständen als Nachbildung des Dipols zeigte, dass bei 10 MHz hinter der Drossel eine Unsymmetrie unter 10% herrschte. Das bedeutet eine Unterdrückung der Mantelwellen um mehr als 20 dB. Die Antenne selbst wird durch die Drossel nicht beeinträchtigt. Am Ende des langen Kabels konnte ich die Resonanz messen: 10 MHz, wie erwartet. Als Empfangsantenne ist sie über die gesamte Kurzwelle brauchbar.
Viele Empfangsantennen im Kurzwellenbereich kranken daran, dass sie zu viele Störungen aus dem Haus einfangen. Man nimmt z.B. ein Koaxkabel und am Ende eine Langdrahtantenne mit einem Gegengewicht oder Erdanschluss. Außen auf dem Kabel wandern Störungen bis zum Antennenanschluss. Und weil auch die Erdleitung eine Induktivität hat, stehen diese Störspannungen dann als Gegenpol zur an sich sauberen Antenne. Innen im Kabel kommt dann fast der ganze Schmutz wieder zurück zum Empfänger. Man hört die Störungen aus dem Haus. Bei Empfangsversuchen mit einem SDR hört man starkes Rauschen aus dem eigenen Computer, das viele schwache Signale unterdrückt.
Die neue Sendeantenne mit ihrer Entstördrossel hat sich auch im Empfangsbetrieb bestens bewährt. Die ganze Kurzwelle ist jetzt etwa 20 dB sauberer. Auch schwache Stationen können wieder gehört werden. Das ist eine richtige Erholung gegenüber früheren Antennen. Auch das 80m-Band ist wieder sauber. Deutlich unter 3 MHz versagt die Sperre allerdings. Für Lang und Mittelwelle braucht man wahrscheinlich ein ganz andere Spule. Vielleicht geht da eine stromkompensierte Entstördrossel.
11.8.16: Spannungsfestigkeit von Foliendrehkos
Im Urlaub habe ich endlich mal etwas Zeit gefunden, mich wieder um den Amateurfunk zu kümmern. (Der Urlaub war zu kurz und mit zu vielen Unterbrechungen, deshalb will ich nächste Woche noch etwas verlängern...) Da habe ich an der Entwicklung einer einfachen Kurzwellen-Endstufe bis 10 Watt Ausgangsleistung gearbeitet. Dabei bewähren sich die SIC-Transistoren C2M1000170D (19.12.13: Siliziumkarbid-Power-FET bis 1,7 kV). Temperaturfest, halten bis 1700 V aus, praktisch unkaputtbar auch ohne Kühlkörper und bei beliebiger Fehlanpassung. Interessant war es auch, alle möglichen Ringkerne für die Übertrager zu testen. Einige funktionieren gut als Breitband-Trafos, denen man es nicht zugetraut hätte. Hinter der Gegentaktendstufe liegt ein Pi-Filter zur Oberwellendämpfung und zur Antennenanpassung. Derzeit sind einfache Foliendrehkos drin, die alles problemlos mitmachen.
Ich wollte aber mal genauer wissen, welche Spannung diese einfachen Drehkos aushalten. Deshalb habe ich einen Schwingkreis hoher Güte mit einer tiefen Anzapfung an den PA-Ausgang gelegt. Bis etwa 200 V bei 7 MHz ging alles gut. Bei ca. 300 V war dann plötzlich Ende. Aber nicht der Drehko hatte aufgegeben, sondern der 10:1-Spannunsgteiler in der Oszi-Messspitze. Tragisch.
Fazit: Diese einfachen Drehkos (z.B. von Modul-Bus) sind unter Vorbehalt für Antennenanpassungen bis zu Leistungen von ca. 10 W einsetzbar. Unter Vorbehalt, denn bei höheren Frequenzen könnten die HF-Ströme zu groß werden. Auch eventuelle dielektrische Verluste dürfen sich bei 28 MHz stärker auswirken.
Im Urlaub habe ich endlich mal etwas Zeit gefunden, mich wieder um den Amateurfunk zu kümmern. (Der Urlaub war zu kurz und mit zu vielen Unterbrechungen, deshalb will ich nächste Woche noch etwas verlängern...) Da habe ich an der Entwicklung einer einfachen Kurzwellen-Endstufe bis 10 Watt Ausgangsleistung gearbeitet. Dabei bewähren sich die SIC-Transistoren C2M1000170D (19.12.13: Siliziumkarbid-Power-FET bis 1,7 kV). Temperaturfest, halten bis 1700 V aus, praktisch unkaputtbar auch ohne Kühlkörper und bei beliebiger Fehlanpassung. Interessant war es auch, alle möglichen Ringkerne für die Übertrager zu testen. Einige funktionieren gut als Breitband-Trafos, denen man es nicht zugetraut hätte. Hinter der Gegentaktendstufe liegt ein Pi-Filter zur Oberwellendämpfung und zur Antennenanpassung. Derzeit sind einfache Foliendrehkos drin, die alles problemlos mitmachen.
Ich wollte aber mal genauer wissen, welche Spannung diese einfachen Drehkos aushalten. Deshalb habe ich einen Schwingkreis hoher Güte mit einer tiefen Anzapfung an den PA-Ausgang gelegt. Bis etwa 200 V bei 7 MHz ging alles gut. Bei ca. 300 V war dann plötzlich Ende. Aber nicht der Drehko hatte aufgegeben, sondern der 10:1-Spannunsgteiler in der Oszi-Messspitze. Tragisch.
Fazit: Diese einfachen Drehkos (z.B. von Modul-Bus) sind unter Vorbehalt für Antennenanpassungen bis zu Leistungen von ca. 10 W einsetzbar. Unter Vorbehalt, denn bei höheren Frequenzen könnten die HF-Ströme zu groß werden. Auch eventuelle dielektrische Verluste dürfen sich bei 28 MHz stärker auswirken.