Zuallererst möchte ich mich bei Herrn Prof. Dr. Hans Rodt für die Spende eines geeigneten Messwerks bedanken!

Ausbau des Messwerks

An der Frontplatte des Millivoltmeters werden vier Schrauben gelöst. Das Chassis mit Elektronik und Messwerk kann danach aus dem Gehäuse gehoben werden.

Zwei Schaltlitzen am Gehäuse des Messwerks sind im Gerät abzuschrauben. Oben rechts und unten links sind neben der Skala in der Frontplatte zwei Schrauben vorhanden, die linksrum bis zum Anschlag gedreht werden können. Dann gibt eine Mechanik das Gehäuse vom Messwerk frei, das aus der Frontplatte herausgezogen werden kann.

Auf dem alten Messwerk wurde im Werk die Werte für 100 % Ausschlag mit Bleistift notiert: „9,1 200 µA“ (9,1 = 9,1 V)

Ausbau einer nachträglich eingebauten „Korrektur des Messverstärkers“

Das alte Drehspulinstrument hatte bereits einen Schaden gehabt, den ich im ersten Bericht am Modell nicht erkannte. Weil ich mir nicht erklären konnte, warum dieses Instrument nie richtig anzeigte, erhöhte ich die baulich vorgegebene Spannungsverstärkung im Messverstärker durch die im ersten Bericht gezeigte „Möglichkeit zum Abgleich des Messverstärkers“. Dieser Vorschaden führte wahrscheinlich zum endgültigen Bruch des lackisolierten Kupferdrahtes in der Drehspule.

Damit war meine eingebaute Schaltung für den „Abgleich“ überflüssig geworden und wurde ausgelötet.

100 kHz-Kompensation im Messverstärker

Nach diesem Ausbau prüfte ich die Verstärkung des Messverstärkers: Ein Funktionsgenerator DG4162 lieferte einen Sinus von 10 Hz bis 100 kHz an den unsymmetrischen Eingang vom BN12001, der mit einem 50 Ω-Abschlussglied versorgt wurde.

Ein Röhrenoszilloskop maß die AC-Spannung (Vpp) am unsymmetrischen Ausgang des Messverstärkers, die in den Messreihen in Vrms umgerechnet wurde.

Bezugspunkt war bei allen Messreihen die Erdmasse am BNC-Ausgang vom Funktionsgenerator.

Der Anschluss vom Schutzleiter wurde im BN12001 abgeschraubt.

Zwischen elektrischer Verbindung Erdmasse von BNC-Eingang und „0 V“ vom unsymmetrischen Ausgang des Messverstärkers wurde ein 1 µF, 1000 V Kondensator zur Potentialtrennung geschaltet.

Im Bereich von 40 Hz bis 10 Hz sank die Spannungsverstärkung des Messverstärkers auf etwa 80 %.

Eine Korrektur dieser Verstärkung im Bereich von 10 Hz bis 40 Hz hätte Eingriffe in den Messverstärker bedeutet, die ich aus Erhaltungsgründen nicht realisierte.

C9 ist im Messverstärker verantwortlich für die 100 kHz-Kompensation. Das kostete 20 % Spannung bei 100 kHz.

Nach Einbau von drei an C9 parallelgeschalteten 100 pF-Keramiklinsen, erreichte der Messverstärker eine Genauigkeit im Bereich „100 mV -20 dB“ von etwa 1,5 %.

Das blieb auch so, wenn ich die 300 pF mit Heißluft auf 80 °C erhitzte.

Änderungen in der Brückengleichrichterschaltung

Das neue Messwerk benötigt 300 µA für 100 % Ausschlag. Sein Drehspulmesswerk hat einen Widerstand von 557 Ω. Mit Brick ˈRˈ knowledge realisierte ich 32 kΩ parallel zu den 40 kΩ Widerstand in der Elektronik vom Messwerk. Die Bricks vorne realisieren 554,3 Ω vom neuen Messwerk, was genau genug ist. Mit dieser Lösung erreichte das neue Messwerk 100 % Ausschlag, der später im Gerät mit „Nacheichen“ auf den genauen Wert eingestellt werden kann.

D_UVN_BN_12001_ElektronikNeuesMesswerk2

Der Funktionsgenerator DG4162 brauchte für diesen Versuch Hilfe vom NF-Leistungsverstärker PA1011. Der DG4162 lieferte maximal 3,7 Vrms bei 50 Ω Ausgangswiderstand. Das Zusatzgerät liefert bei zehnfacher Spannungsverstärkung maximal +/-12 V bei 2 Ω Ausgangswiderstand.

Abgleich der Brückengleichrichterschaltung am Messverstärker

Das defekte Messwerk brauchte nur 200 µA für 100 % Ausschlag. Der höhere Stromverbrauch des neuen Messwerks von 300 µA für 100 % Ausschlag führte zu einem Verlust der Ausgangsspannung des Messverstärkers bei höheren Frequenzen ab 30 kHz an den Eingangsklemmen des Gehäuses vom Messwerk. Der Ausgang des Messverstärkers hat ungefähr 40 kΩ Innenwiderstand. Der Eingangswiderstand der Brückengleichrichterschaltung im Gehäuse des Messwerks hat ungefähr 40 kΩ.

Die Lösung brachte eine Parallelschaltung von 32 kΩ und 41 pF (Stabil bei 80 °C) zum vorhandenen 40 kΩ-Widerstand in der Brückenschaltung im Messwerk. Ich erreichte eine geschätzte Genauigkeit von 1,5 % von 50 Hz bis 100 kHz.

Für reproduzierbare Ergebnisse beim Abgleich der Brückengleichrichterschaltung baute ich dieses Koaxialkabel, weil die Lage von Laborverbindungskabeln die unvermeidlichen Werte der parasitären Bauelemente in diesen Versuchen änderte. Ab 30 kHz wurde dieser Effekt bei der Suche nach den richtigen Werten der Bauelemente spürbar.

Die Gefahr einer Zerstörung des Messwerks durch eine einzige unachtsame Berührung war in der gesamten Dauer dieser Reparatur groß. Ich versuchte so oft wie möglich ohne Messwerk die Messprotokolle zu erstellen. Das Multimeter maß „100 %-Ausschlag“ bei 167 mVrms an 557 Ω (554,3 Ω).

Nach dem Abschluss der Messreihen an 554,3 Ω war wieder ein Vergleich mit neu erstellten Messreihen am neuen Messwerk nötig.

Bau eines neuen Bakelit-Gehäuses

Halt findet das neue Drehspulmesswerk im runden Rest von seinem eigenen Gehäuse. Diese wurde später auf dem Rest vom Gehäuse des defekten Messwerks aufgeschraubt.

Das hat den großen Vorteil, dass das geänderte Gehäuse vorne in die Frontplatte vom BN12001 eingesetzt und arretiert werden kann.

Dabei ist die Lage der alten Skala im alten Gehäuse exakt einzuhalten! Es erfolgte eine Anprobe mit dem neuen Messwerk: Es wurde auf den runden Rest seines Gehäuses mit seinen zwei Bolzen aufgeschraubt. Das Vorderteil lag dann genau mit den unteren Rest der alten runden Rückseite im neuen Restgehäuse und die Rückseite vom alten Bakelit-Gehäuse lag auf den großen Magneten.

Ich musste dabei sehr genau Material von beiden Gehäuseresten abtragen. Der Zeiger vom Messwerk muss auf den Millimeter genau zwischen Skala und Glasabdeckung zum Liegen kommen!

So passt Alles vorne in das Loch der Frontplatte vom BN12001 rein.

Zwei M4-Schrauben halten links und rechts den Rest des runden alten Teils im runden neuen Teil. Eine dritte M3-Schraube hält unten ohne Spiel den Rest vom alten Gehäuse mit der aufgeschraubten Skala genau im richtigen Winkel fest.

Die Erschütterungen bei den Fräsarbeiten, die die Gehäuse genau auf Maß brachten, waren gefährlich für das empfindliche Messwerk. Ich klebte daher mit Zweikomponentenkleber einen Steg (Links oben auf dem runden Teil zu sehen), der beim Fräsen den Magneten vom Messwerk ersetzte. Auch umging ich so die Gefahr einer einzigen unbeabsichtigten Berührung der empfindlichen Mechanik vom Messwerk.

Die Hauptgefahr war dabei, dass die beiden Nadeln aus ihren Körnungen springen, die die Drehspule drehbar lagern.

Ein Pappkamerad ersetzt die Original-Skala beim Bau des neuen Gehäuses

Für die häufigen Anproben ersetzte ich die Skala durch einen Pappkameraden.

Die Originalskala ist auf einem Aluminiumblech aufgedruckt. Die aufgetragene weiße Farbe der Skala hat mit ihrer aufgedruckten Skala eine Festigkeit, die vergleichbar mit aufgetragener titanweißer Malerfarbe auf Blech ist. Die verträgt keine großen Erschütterungen, unbeabsichtigte Berührungen mit Werkzeugen und keinen Bakelit-Staub.

Einbau vom neuen Bakelit-Gehäuse

Das runde Teil vom umgebauten Gehäuse passte leider nicht mehr in die große runde Bohrung der Frontplatte rein. Ich fräste diese Bohrung passend aus. Nur unten fräste ich dabei noch kein Material am Rand der Bohrung aus, wo später der runde Rest vom alten Gehäuse aufliegt. Unten fräste ich in die vergrößerte Bohrung zwei Nuten für zwei M4- und eine Nut für die M3-Schraube rein. Das runde Teil vom neuen Gehäuse wird vorne in die vergrößerte Bohrung in die Frontplatte eingesetzt. Dabei gleiten die beiden M4- und eine M3-Schraube durch ihre Nut.

So blieb die Auflage für den runden Rest vom alten Gehäuse erhalten und verbessert die Stabilität. Das runde Teil vom Gehäuse wird ganz durchgesteckt. Dann schiebt man das umgebaute Bakelit-Gehäuse nach unten. Beide Bolzen können dann in ihre Bohrungen gesteckt werden. Die Schraube in der Nähe von jedem Bolzen wird danach rechts rum gedreht. Die Mechanik greift die Bolzen und zieht sie fest in richtige Position.

Umzug der Brückengleichrichterschaltung in das neue Gehäuse

Der Umzug der Elektronik vom alten in das neue Gehäuse war schnell erledigt.

Test der umgezogenen Elektronik mit neuem Messwerk am Messverstärker.

Umzug des Abgleichs für die mechanische Einstellung auf Null

Die Schraube aus Bakelit lag zufällig genau richtig über der Gabel vom Messwerk, wo der Zeiger auf die mechanische Null eingestellt wird.

Das ersparte mir das Ausfräsen der Bakelit-Schraube mit umliegendem Rest aus dem neuen Bakelit-Gehäuse, die genau passend in ein ausgefrästes Fenster vorne in das alte Bakelit-Gehäuse eingeklebt werden sollte.

So genügte der Bau eines Adapters aus Resten von Bakelit, den ich nur auf den alten Stift auf die Bakelit-Schraube aufkleben musste. Der neue Stift hat einen größeren Durchmesser als der alte.

Ich setzte das Glasfenster in den Deckel vom alten Gehäuse ein und schraubte es fest. Beim Aufsetzen des Deckels glitt der Stift in die Gabel. Die Nadel vom Messwerk kann mit der Bakelit-Schraube genau über die Null der Skala eingestellt werden. Ich baute das Messwerk mit Pappkameraden in das Millivoltmeter ein, das danach alle Prüfungen bestand.

Umbau der Originalskala

Der Pappkamerad war durch die Arbeiten am Bakelit-Gehäuse nicht mehr genau genug für die Bestimmung der genauen Lage von beiden Bohrungen, wo M2-Schrauben die Skala am Messwerk in Position halten. Ich fertigte einen zweiten Pappkameraden an.

In die Original-Skala kamen zwei Löcher für M2-Schrauben. Ihre Position muss genau gebohrt werden!

Hauptsorge war ein Herunterplatzen der weißen Skala. Diese hatte zum Glück keine Risse und lag relativ fest auf dem Aluminiumblech.

Unten war noch etwas Blech dem Messwerk im Weg, das ich mit einem neuen scharfen Fräser mit möglichst hoher Drehzahl möglichst schonend wegfräste.

Die Skala wurde mit M2-Polyamid-Schrauben befestigt. Diese fallen weniger auf als die Metall-Schrauben vom Original, weil das neue Messwerk 5 mm weiter höher im Glasfenster liegt.

Nur im Vergleich mit einen anderen BN12001 fällt auf, dass der Zeiger über der Skala ein klein wenig anders aussieht.

Abschlusstest eines geretteten Millivoltmeters

Das Koaxialkabel zwischen Messverstärker und Messwerk wurde wieder eingebaut, weil meine Frequenz-Kompensation ohne dieses Kabel für 100 kHz im Brückengleichrichter zu stark war. Bei 100 kHz zeigte das neue Messwerk etwa 8 % zu viel Spannung an. Mit Koaxialkabel war das ausgebaute Messwerk genau eingestellt.

Zwischen Innen- und Außenleiter des Koaxialkabels lötete ich eine 47 pF-Keramiklinse ein. Das verbesserte die Frequenzkompensation bei 100 kHz.

Ich erstellte Messprotokolle von allen Bereichen.

Was wurde erreicht?

Wenn mein BN12001 im Bereich „100 mV -20 dB“ bei 100 mVrms Sinus zwischen 50 Hz und 30 kHz genau auf 100 mV Anzeige gestellt wird, liegt die Genauigkeit in den Bereichen „1 mV -60 dB“ und „3 V +10 dB“ innerhalb geschätzter 3 %. Die Bereiche „10 V +20 dB“ bis „300 V +50 dB“ konnte ich mit meinen Möglichkeiten nicht prüfen, vermute jedoch, dass diese Genauigkeit erreicht sein könnte.

Der Messverstärker überprüfte ich genauso: Er erreicht eine geschätzte Genauigkeit von 5 % im geschätzten Bereich von 40 Hz bis 100 kHz.

Nebenwirkungen dieser Rettungsaktion

Im Bereich „1 V 0 dB“ liefert der Messverstärker gemäß den Angaben von Rohde & Schwarz am Ausgang eine Spannung von 0 V bis 1 Vrms ab. Bei meinem BN12001 sind es 0 V bis 1/Wurzel(2) Vrms.

Den Grund dafür konnte ich nicht herausfinden.

Der höhere Strombedarf des neuen Messwerks veränderte auch den Abgleich des Messwerks mit „Eichspg.“ Beim originalen Messwerk musste der Zeiger beim Drücken von diesem Knopf auf 10 oder 3 zu liegen kommen. Das veränderte sich beim Neuen auf 8,8 und 2,7.

Die Spannung für diesen Abgleich liefert die ungeregelte 50 Hz Heizspannung von 6,3 Vrms. Hier wäre ebenfalls eine Änderung in der Elektronik im Chassis nötig, die ich aus Erhaltungsgründen nicht realisieren möchte.

Es ist einfacher sich die 8,8 und 2,7 zu merken. Mit dem Drehknopf „Nacheichen“ kann das Messwerk wie beim Originalmesswerk eingestellt werden.

Irreversibel sind bei dieser Restauration das verloren gegangene alte Gehäuse vom defekten Messwerk und die Vergrößerung der Bohrung in der Frontplatte vom BN12001.

Sollte ein Originalmesswerk im Originalgehäuse auftauchen, kann es jederzeit wieder eingebaut werden.

Martin Siebert, 02.Jun.20

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Reparatur der Elektronik eines UVN BN 12001

Beim Abgleich von Radios ist ein Millivoltmeter für Wechselspannung mit analoger Skala sehr hilfreich. Das UVN BN 12001 von Rohde & Schwarz kann Spannung am symmetrischen oder am unsymmetrischen Eingang in allen Meßbereichen von „1 mV -60 dB“ bis „300 V +50 dB“) auf einen Pegel von „1 V 0 dB“ im NF-Ausgang verstärken. Der symmetrische Eingang gestattet eine potentialfreie Messung einer Wechselspannung im Audiobereich mit einem Oszilloskop. Ich hatte bei einer Auktion auf Ebay endlich Erfolg und konnte dieses Gerät für meine Laborausrüstung erwerben.

Mein erster Blick auf die Unterseite vom Chassis.

Auch der Blick auf die linke Seite vom Chassis offenbart einen sauber verdrahteten Aufbau mit hochwertigen Bauelementen.

Ich zog das Chassis aus dem Gerät und war wieder erstaunt über die kompromißlos gebaute Röhrentechnik von Rohde & Schwarz. Auf dem Selengleichrichter steht „2.5.58“. Auf dem Abschirmblech ist ein Stempelabdruck „8. Okt. 1958 R&S frl“ zu lesen. Im Gerät war lediglich eine korrodierte Feinsicherung zu ersetzen. Durch Umstecken dieser trägen Feinsicherung wurde die Netzspannung von 220 Vrms~ auf 235 Vrms~ umgestellt.

Der Netzstecker war nicht mehr elektrisch sicher und wurde durch einen Neuen ersetzt.

Ich steckte den neuen Netzstecker in einen Regeltrenntransformator mit einer 500 W-Schutzglühbirne am Ausgang, schaltete das UVN BN 12001 ein und regelte die Netzspannung vorsichtig auf 230 Vrms~ hoch.

Die Rückseite vom Chassis ohne Schirmbleche.

Gealterte MP-Kondensatoren von SAF

Ich konnte den Skalenzeiger nicht auf 0 V einstellen. Der Zeiger vom Meßwerk ging in jedem Meßbereich auf etwa 2/3 vom Vollausschlag. Ich überzeugte mich davon, daß keine Fehlspannung am symmetrischen und am unsymmetrischen Eingang anlag. Der Meßverstärker funktionierte. Die Nadel schlug in den empfindlichen Meßbereichen weiter aus, wenn ich einen der beiden Eingänge mit dem Finger berührte. Die Mechanik vom Meßwerk war in Ordnung.

Am Zeigerinstrument lag eine unerwünschte Gleichspannung von etwa 7 V an. Am Ausgang vom NF-Verstärker waren auch 3 V Gleichspannung zu messen, die da nicht hingehörten. Die Gleichspannung kam, wenn die Kathoden in den Röhren warm wurden.

Ich hatte den Verdacht, daß ein Feinschluß im Gerät ist. Ich überprüfte die Isolierung vom Potentiometer R48 „Nacheichen“ und vom Meßwerk I1. Irgendwie kam Gleichspannung durch die Kondensatoren C23 (Meßwerk) und C24 (unsymmetrischer NF-Verstärkerausgang).

Ich lötete einen Anschluß von C23 ab. Die Gleichspannung am Meßwerk war weg. Ich schaltete einen Metall-Polypropylen-Kondensator parallel zu C23. Endlich lag der Zeiger auf Null. Ich schaltete den Bereichswahlschalter auf die Betriebsart „Eichen“, und das Meßwerk zeigte eine 50 Hz-Wechselspannung an.

Ich untersuchte C23: Er hatte statt 1 µF eine Kapazität von 2,5 µF und isolierte nur noch mit etwa 100 kΩ. Nach dem vollständigen Entladen baute er eine 1 V-Spannung auf.

Im Laufe von fünf Jahrzehnten war Feuchtigkeit in diesen MP-Kondensator von SAF aus der Luft eingedrungen. Die aus der Literatur bekannte Kapazitätsverdopplung in gealterten MP-Kondensatoren war eingetreten. Das Wasser wurde im Elektrolyt durch die angelegte Spannung zerlegt, es kam zur Ionenwanderung, und aus C23 wurde ein hochohmiger Akku. Im Millivoltmeter entstand eine Reihenschaltung von 100 kΩ von C23 mit dem Innenwiderstand von 70 kΩ vom Meßwerk.

Rohde & Schwarz hatte 2 x 2 µF und 6 x 1 µF von diesem Kondensatortyp in dieses Gerät eingebaut, die alle denselben Alterungsschaden haben.

Ausbau der MP-Kondensatoren von SAF

Ich bestellte bei Antikradio-Restored neue Metall-Polypropylen-Kondensatoren, denn so hohe Werte hatte ich nicht in meinem Sortiment.

Ich baute die MP-Kondensatoren von SAF aus und ersetzte sie durch die bestellten neuen Kondensatoren. Die defekten MP-Kondensatoren wurden von speziellen Federn gehalten, und zwei Drahtanschlüsse waren so gut eingebaut, daß meine Seitenschneider sie nicht erreichen konnten. Mit einer Schlüsselfeile ritzte ich diese Drähte am Gehäuse des Kondensators an, drückte die Feder mit spitzen Fingern zusammen und drehte den MP in seiner Halterung bis der Draht an der Rückseite brach. Dabei sollte unbedingt das Gerät spannungsfrei geschaltet sein! Man kann die Berührung mit den im Betrieb spannungsführenden Teilen bei diesem Ausbau nicht vermeiden.

Einbau von Metall-Polypropylen-Kondensatoren

Der Einbau mit der üblichen Wickeltechnik war problemlos. Die tiefliegenden Drahtstummel verlängerte ich mit Schaltdraht und isolierte sie mit Schrumpfschlauch. Die neuen Kondensatoren wurden ebenfalls einer Spezialbehandlung unterzogen. Das hier abgebildete Exemplar konnte ich in gut erreichbar gemachte Drahtstummel aufstecken und einlöten. Die originalen Lötstellen mit dem blauen Prüfpunkt blieben so im Gerät erhalten.

Das Chassis von unten mit den neuen Kondensatoren.

Hier der Blick auf den neuen C24, der mit 2 x 2 µF Metall-Polypropylen-Kondensatoren realisiert wird.

Die unerwünschte Gleichspannung am Meßwerk und am NF-Verstärkerausgang war endlich verschwunden. Die defekten MP-Kondensatoren hatten auch die Gleichspannungspotentiale im Meßverstärker verzogen. Ich erwartete eine einwandfreie Funktion vom Millivoltmeter und eine eventuell nötige Kalibrierung.

Fehlersuche im Meßverstärker

Leider erreichte die Verstärkung der Wechselspannung nur etwa 60 % des Gewünschten in allen Meßbereichen. Diese Verstärkung fehlte auch in der Betriebsart „Eichen“. Eine Kalibrierung des UVN BN 12001 war nicht möglich.

Bevor ich mir weitere Gedanken um die Fehlersuche machte, untersuchte ich die eingebauten Röhren: Hier ist eine EF804S auf dem Prüfstand.

Die Röhren waren alle gut. Eine Kathode in der Doppeltriode E80CC im Netzteil hatte etwa 20 % an Emission verloren. Das wirkte sich aber nicht auf die regulierte Gleichspannung von 150 V aus.

Die Prüfung vom Meßverstärker erfolgte mit einem Funktionsgenerator am symmetrischen Eingang und einem Oszilloskop am NF-Verstärkerausgang.

Ich prüfte die großen MP-Becherkondensatoren und alle Papierkondensatoren. Sie erwiesen sich als noch gut. Ich vermutete danach, daß gealterte Widerstände ihre Werte verändert haben. Ich zog mit parallelgeschalteten Widerständen an den Potentialen in der Schaltung. Die Widerstandswerte lagen im Gerät alle innerhalb ihrer vorgesehenen Toleranz.

Die Messung der Kondensatoren und Widerstände erfolgte ohne Auflöten der Lötstellen, denn ich möchte die Lötstellen unbedingt erhalten, denn sie sind Zeitzeugen, wo jede gute Lötstelle mit einem blauen Punkt markiert wurde. Es gingen lediglich zwei originale Lötstellen an C23 verloren. Ich maß die Spannungspotentiale und Veränderungen beim Parallelschalten von Widerständen und errechnete die Werte der Widerstände im Gerät. Das ist zeitaufwendig, schonte aber die Lötstellen.

Ich erhöhte mit Widerständen die Schirmgitterspannung an den Pentoden. Erst beim Ändern der Widerstandswerte in der Rückkopplung R33, R6 und R28 konnte ich endlich die Verstärkung auf 100 % ziehen.

Die Verstärkung vom Meßverstärker ist baulich vorgegeben und kann nicht mit irgendeinem Stellglied für eine Kalibrierung verändert werden. Klar war, daß an R28 1,05 Vrms~ abfallen müssen, wenn am Ausgang des Meßverstärkers 1 Vrms~ herauskommt. Dies erreichte ich mit einem parallelgeschalteten Widerstand von 2,2 kΩ. Entfernte ich diesen Widerstand fielen 1,59 Vrms~ an R28 ab. Diese Rückkopplung war zu stark, und ich erhielt nur 0,6 Vrms~ am NF-Ausgang.

Im Schaltplan und in der Stückliste folgen R6 und R33 mit je 2 MΩ. Im Gerät fand ich R6 mit 500 kΩ und R33 mit 2 MΩ. Ich vermutete eine undokumentierte Änderung, denn R28 war mit 1,25 kΩ realisiert, statt der vorgesehenen 1,68 kΩ in der Stückliste. Die Werte von diesen Widerständen lagen innerhalb der zulässigen 5 %-Toleranz.

Einbau einer Kalibrierung für den Meßverstärker

An R28 wurde eine Reihenschaltung von einem 470 Ω-, einem 220 Ω-Metallfilmwiderstand und einem 1 kΩ-Trimmer parallel angelötet. Mit dieser reversiblen Lösung bleibt die historische Situation fast unverändert.

Ich lötete zuerst die errechnete Reihenschaltung von 1,5 kΩ mit 1 kΩ-Trimmer ein. Leider machte sich die Länge der Drahtverbindungen bei den 2,2 kΩ bemerkbar, und der Wert des Festwiderstandes mußte kleiner werden. Mit dem linearen Trimmer wird der Meßverstärker auf 1 Vrms~ am NF-Ausgang eingestellt. So können später Auswirkungen von Alterungsvorgängen im Gerät in der Verstärkung ausglichen werden.

In den symmetrischen Eingang wurden 3 Vrms~, Sinus, 1 kHz eingespeist, und der Bereichswahlschalter wurde auf „3 V +10 dB“ gestellt. Der Einfluß von Störspannungen aus der Umgebung wurde so gering gehalten. Wenn der Meßverstärker richtig eingestellt ist, kann die Kalibrierung des UVN BN 12001 nach den Vorgaben von Rohde & Schwarz erfolgen.

Der Frequenzgang vom Millivoltmeter wurde mit dieser Maßnahme nicht verändert. Der NF-Verstärker ist ein Bandpaß. An den Bereichsgrenzen beträgt die Dämpfung etwa 1 dB bei 30 Hz und 1 dB bei 20 kHz gegenüber der Bandmitte wenn der symmetrische Eingang geschaltet ist. Von 100 Hz bis 15 kHz ist die Spannungsverstärkung im symmetrischen Betrieb konstant.

Die Kalibrierung verändert sich nach der Montage der Abschirmung vom Bereichsschalter, der Abschirmung auf der Rückseite vom Chassis, beim Einbau des Chassis in das Gehäuse und wenn das Millivoltmeter am Netz und nicht am Regeltrenntransformator betrieben wird: Also Chassis raus, Blech auf der Rückseite abschrauben, am eingebauten Trimmer drehen, alles wieder einbauen, Prüfschaltung aufbauen, kalibrieren. Das Ganze solange, bis alles stimmt.

Dabei zeigte sich die Alterung vom UVN BN 12001: Ich mußte Kompromisse bei der Kalibrierung machen. Ich mußte am Potentiometer R10 die „Eichspg.“ etwas zurücknehmen, damit das „Nacheichen“ vom Meßwerk funktioniert. Die Vorgabe von Rohde & Schwarz für die Meßgenauigkeit von +/- 3 % v. E. konnte ich nicht erreichen.

Gerade, weil ich nicht restlos sicher sein kann, daß ich auch wirklich alle Fehler im Gerät gefunden habe, ist die Reihenschaltung mit dem 1 kΩ-Trimmer reversibel mit möglichst wenig Eingriff in das Gerät eingebaut worden.

Mit dieser gefundenen intuitiven Lösung, und der Veränderung von R10, kann ich das Millivoltmeter in Betrieb nehmen.

Das Meßwerk erreicht in allen Meßbereichen nach der Kalibrierung eine Genauigkeit von 0 % bis +10 %. Der Meßverstärker erreicht eine Genauigkeit von -10 % bis 0 % in seiner Verstärkung in allen Meßbereichen. Man kann das Meßwerk an einem Sinusgenerator „nacheichen“, wenn seine Spannung genau und bekannt ist. Am besten geht das mit 3 Vrms~ mit 1 kHz. Dann erreicht bei mir das Meßwerk eine Genauigkeit von +/- 5 % in allen Meßbereichen.

Martin Siebert, 27.Oct.15

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Hallo,

mein Modell (BN 12001, FNr. M865/180) ist statt der E80CC mit einer E80CF bestückt UND original beschriftet.

Gruß, U. Bretz

Nachtrag: E80CF ist verbaut, das ging iwie unter!

Kann Fotos, Beschreibung und Schaltplan nachliefern.

Ulrich Bretz, 07.Jan.22

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Hallo, Forum,

bei Geräten von R&S darf man von hochwertigen Bauteilen und sorgfältiger Konstruktion ausgehen.

Allerdings ist auch bei diesem Gerät besondere Beachtung der Kondensatoren im Signalweg geboten.

Bei meinem Gerät, welches ich einige Zeit nicht benutzt hatte, zeigte sich bei einer Überprüfung, daß alle Koppelkondensatoren im Signalweg schlechte Isolation hatten.

Glücklicherweise waren die Röhren ( EF804S ) noch nicht geschädigt.

Außerdem war der Koppelkondensator zum Meßwerk durchlässig, ein MP Kondensator. Dadurch schlug das Meßwerk auch im Ruhezustand aus. Im fortgeschrittenen Stadium würde Gefahr für das Meßwerk bestehen.

Ich habe alle diese Kondensatoren durch Folienkondensatoren ersetzt, damit sollte einer weiteren Schädigung vorgebeugt sein.

Henning Oelkers

 

Henning Oelkers, 06.Dec.20

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Auch wenn ich in den vergangenen Jahren keinen Bericht im Radiomuseum geschrieben habe, bin ich der Restauration von Technik mit Elektronenröhren treu geblieben: Gerettet wurde ein Betriebsempfänger 1340.21 vom Funkwerk Köpenick, der noch abgeglichen werden muss. Allerdings dauerte seine Rettung fast drei Jahre, weil ich in Vollzeit berufstätig war. Danach war es eine Freude einen Eddystone 730/1A zu retten. Er empfängt bereits ohne Abgleich alle 5 Bänder mit hoher Empfindlichkeit. Ein Zeichen, dass meine Eingriffe ihm gutgetan haben.

Es stand Alles bereit für den Abgleich des Eddystone mit dem Leistungsmesssender SMLR BN41001 am Antenneneingang und dem NF-Millivoltmeter UVN BN12001 an 2,5 ohmscher Last am Lautsprecherausgang.

Leider bewegte sich der Zeiger über der Skala des Millivoltmeters überhaupt nicht. Das Gerät funktionierte vor einigen Monaten noch tadellos und ist danach nur rumgestanden. Nach Prüfung der Röhren verfolgte ich mit meinem Oszilloskop das Eingangssignal vom Eingang bis Messwerk. Die Elektronik funktioniert tadellos und liefert Wechselspannung an das Messwerk.

UVN BN12001: Messwerk

Der Fehler liegt eindeutig im Messwerk, das bei angeschlossener Wechselspannung nicht ausschlägt.

Der Ausbau ist schnell und einfach: Elektrische Verbindungen abschrauben, Eine Abschirmung im Gerät lockern und Drehen von zwei Schrauben an der Frontplatte geben das Messwerk frei.

Die vier Schrauben waren schnell herausgedreht, die an jeder Kante die Abdeckung über der Skala festhalten. Leider löste sie sich die Abdeckung nicht. Hoffnung bestand im Lösen von fünf Schrauben: Drei sind am Rand des runden Teils, zwei in der Mitte. Ich musste hohes Drehmoment mit Schraubendreher und Gabelschlüssel aufwenden. Es „knallte“ fünfmal und ab jetzt war keine große Kraft mehr notwendig.

Aus Erfahrung weiß ich, dass auf keinen Fall diese Schrauben herausgedreht werden dürfen! Sonst kullert das Messwerk im Gehäuse herum, ist schwer einzufangen und dem Teil des Messwerks droht Schaden, der vorne an der Schraube hängt, wo die mechanische Null vom Messwerk eingestellt wird.

Sinn dieser Aktion war die Klärung, ob diese irgendwie die Abdeckung vorne festhalten. Ich merkte, dass diese Schrauben nur das Messwerk im Gehäuse in Position halten.

Leider ist die Abdeckung entweder mit Kunstharz geklebt oder eine mechanische Sperre blockiert den Zugang, weil eine Reparatur des Messwerks nicht vorgesehen ist, denn ein Austausch des Messwerks war damals vom Servicetechniker in wenigen Minuten erledigt.

UVN BN12001: Geöffnetes Messwerk

Nur, wie kriege ich das Ding runter ohne Zerstörung des Bakelit-Gehäuses?

Mit einer kleinen Trennscheibe fräste ich unter der Abdeckung Material vom Gehäuse weg, in der Hoffnung, die Sperre auszufräsen. Das Etwas unter der Abdeckung fehlt, merkt später keiner. Das Material an den Kanten ließ ich stehen mit der die Abdeckung aufgeschraubt wird. Die Nut wird später mit Heißkleber gefüllt. So dringt kein Staub ins Messwerk ein.

UVN BN12001: Null-Abgleich vom Messwerk

Und endlich gab es einen leichten Knack. Ohne Gewalt löste ich vorsichtig die Abdeckung, denn das Messwerk hängt noch vorne an der Schraube, wo die Ruhelage des Zeigers eingestellt wird. Zum Glück steckt nur ein Stift in einer Gabel vom Messwerk, der mühelos rausgezogen wurde.

UVN BN12001: Messwerk ohne Skala

Ich löste zwei Schrauben, die die Skala am Messwerk festhalten. Das gab den Blick zum Messwerk frei.

UVN BN 12001: Skala

Die Skala war mit Bakelitstaub bedeckt, den ich mit einem Pinsel entfernte. Mit Skalen bitte große Vorsicht! Unbedingt dazu die Hilfen in diesem Radiomuseum lesen und beachten!

UVN BN12001: Rückseite der Skala mit Datum „31. März 1958“ und Unterschriften

UVN BN12001: Seitenansicht vom Messwerk

Verwendet wird ein Gleichspannungsmesswerk in einer Brückengleichrichterschaltung aus Germaniumdioden: 40 kΩ  sind am Eingang, wo der Messverstärker seine Wechselspannung abgibt. 2,1 kΩ sind vor dem + -Pol des Messwerks in Reihe geschaltet.

Die Mechanik vom Messwerk ist einwandfrei: Die Spule vom Messwerk hängt sicher in Position an zwei feinen Nadeln, die in einer Körnung liegen. Diese Punktlager sind im feststehenden Dauermagneten mit Madenschrauben fixiert. Löst man diese kann man die Punktlager zusammenschieben und kann kraftfrei die Spule mit Zeiger lösen.

Die elektrische Verbindung zur Spule erfolgt über zwei Spiralfedern, die ein leichtes Drehmoment gegeneinander aufbringen. Das Drehmoment der oberen Spule wird mit einer Gabel so eingestellt, dass beide Drehmomente sich genau dann aufheben, wenn im stromfreien Zustand der Zeiger über der Null liegt.

Fließt Strom durch die Spule entsteht ein zusätzliches Drehmoment, das den Zeiger nach rechts bewegt. An der Seite der Metallplatten, die das Magnetfeld formen, ist neben einem Luftspalt ein ferromagnetisches Metallstück festgeschraubt, dessen Lage verändert werden kann. So kann für Justierung des Messwerks der magnetische Fluss ein klein wenig verändert werden.

Mit einem Labornetzteil prüfte ich die Funktion vom Messwerk. Die Brückenschaltung funktioniert.

Es fließt kein Strom durch das Messwerk. Ich untersuchte die elektrischen Verbindungen im Messwerk: Keine kalten Lötstellen, nichts abgerissen oder gebrochen, Spannung erreicht auf beiden Seiten die Spule.

Damit ist leider der schlimmste Fehlerfall eingetreten: Ein Bruch in dem sehr dünnen lackisolierten Kupferdraht in der Messspule!

Das heißt: Ablöten der Verbindung Spulendraht/Spiralfeder auf beiden Seiten. Lösen der Madenschrauben, zusammenschieben der Punktlager und Spule mit Zeiger entnehmen.

Der feine Kupferdraht wird von zwei dünnen Plastikmanschetten und eventuell mit Klarlack in Position gehalten.

Dieser Draht muss abgewickelt werden bis die Bruchstelle erscheint. Diese wird geflickt und das Allerschlimmste wird das Aufwickeln des feinen Spulendrahts sein.

Dann muss das Ganze richtig zusammengesetzt werden. Ein zerbrochenes Hühnerei zusammenzukleben ist dagegen einfach.

Abgleich des Eddystone 730/1A mit einem UVN BN12001 ohne Messwerk

Ich brauche Hilfe:

Hat jemand ein geeignetes Messwerk für Gleichspannungen?

Wichtig ist Mechanik, die sich gut einbauen lässt.

Weniger wichtig sind die elektrischen Werte: Ideal Vollausschlag bei 9,1 V und etwa 200 µA die mit Bleistift am Messwerk damals vermerkt wurden. Andere Werte kann ich anpassen. Entweder passiv oder mit Verstärker, den ich passend dazu entwickle.

Das wird Alles reversibel eingebaut. Außer zwei isolierten Schaltdrähten im Gerät, vom Netzteil zum Verstärker im Gehäuse vom Messwerk, bleibt das Original in Optik und Funktion erhalten.

Ideal wäre ein Angebot eines BN 12001 mit intaktem Messwerk, der aufgrund anderer Schäden nur aufwendig gerettet werden könnte.

Martin Siebert, 14.Apr.20

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