Kleinsuper A7

 

 

 

Siemens A7  WOBBEL  Abgleich 1. FM- ZF  und Ratio-FM-Detektor (sog 2. FM-ZF Filter gem. Schaltplan).
Zuerst die vorherigen FM-ZF-Stufen (hier im Gerät nur eine Stufe) abgleichen, dann erst den RATIO-Detektor, weil die Ratio-Filter viel breiter sind als das ZF-Filter zuvor, weil wenn anders herum, würde das (Wobbel-) ZF-FM-Normsignal von 10.7 MHz mit dem maximalen (Prüf-Abgleich-) Hub von +/- 75 kHz  mit 1kHz Sinus bereits „verzerrt“, falls das vorige ZF-FM-Filter zu schmal (kleiner 2x75 kHz, dh 150 kHz) wäre, was sich in einer sofort verzerrten Sinusform zeigt (oben oder unten „höcker-dellig“). Kurioserweise zeigten die Ableichkerne von unten nur der beim Ratio-Primärkreis Wirkung. Die Ableichanleitung hier zum Gerät erscheint mir teils verwirrend, auch weil sich die „Zahlen-/Buchstaben“-Ableichstellen im Schaltplan so nicht wiederfinden bzw mE nicht zutreffen (?). Und, beim gwobbelten Ratio-S-Kurven Abgleich muss mE der Ratio-Elko angelötet bleiben, weil andernfalls der dann scheinbar „gelungene“ Abgleich, dann nach dem Wiederanlöten zu einem völlig verzerrten Sinus führt, so meine Erfahrung. Und, beim Wobbeln hat das Summenspannungs-Gucken am heißen Ende des Ratio-Elkos (dann bei abgelötetem Ratio-Elko) m.E. keine sonderliche Aussagekraft, weil die Summenspannung mit dem S-Kurven-Abgleich (mit angelötetem Ratio-Elko) bei Sender-Mittenabstimmung eh auf Maximum (hier im Gerät -8 Volt) ist, und fällt dann bei FM-ZF-Verstimmung rechts und links ab auf ca -2 Volt  – so meine Beobachtungen. Diese „Minus-Spannung“ dient hier im Gerät als Regelspannung zur ZF-Röhre EF-89  und zwar am Schirmgitter (Pin 9). Statt über die Form der Summenspannung das ZF-Filter abzugleichen, habe ich das ZF-Signal am Gitter der EF89 benutzt. Das müsste doch sogar besser sein?

Noch ein Tipp zur „Prüfung“ wie gut der Ratio in seiner S-Kurve inklusive den vorherigen ZF-Stufen abgeglichen ist lässt sich relativ leicht anschauen: Die FM-ZF eingespeist an der ECH-81 wird gewobbelt mit maximalem Norm-Hub von +/- 75 kHz (dh maximale „Sende- Lautstärke“) und moduliert mit einem 1kHz-Sinus. Dann guckt man sich den Sinus am NF-Ausgang des Ratiodetektors an nach dem 100k Ohm und ist zufrieden….    Die NF kommt direkt von der „mittigen“ Anzapfung der Ratio-Sekundärkreisspule und ist die vektorielle Überlagerung /Addition der „beiden“ gewobbelten, je nach „Lautstärke“ mehr oder weniger zueinander phasen-verschoben FM-ZF-Anteile dann durch die Gleichrichtung durch die beiden EABC80 Röhrendioden, sprich die ZF-Frequenzmodulation wurde damit in eine Amplitudenmodulation (NF-Ton) umgewandelt. Die Tonfrequenz selbst „steckt“ bei einer Frequenzmodulation in der „Schnel-ligkeit“ wie oft pro Sekunde sich die (gewobbelte) FM in ihrer Frequenz ändert, hier vom Signalgeneratror sind das die 1kHz Sinus), weil vor dem Widerstand, dh direkt an der Mittelanzapfung, ergibt sich das HF-Filterabbild, aber nicht die S-Kurve!) Dann verstimmt man am Wobbler die FM-ZF bis der Sinus im Maximum oben beginnt, sich einzudellen, schaltet die Wobbelung aus und guckt welche aktuelle FM-ZF HF vorliegt. Dann das gleiche Spiel, aber umgekehrt verstimmen, bis der Sinus unten dellig wird und guckt die aktuelle FM-ZF-HF an. Jetzt kann man vergleichen, wie diese beiden Frequenzen zur mittigen FM-ZF-HF Soll-Frequenz von 10.7 MHz abseits liegen. Sie liegen, so meine Beobachtung, quasi nie werte-symmetrisch relativ zur Soll-Mitte von 10.7 MHz. Das bringt mich zur der Idee, das ZF-FM-Filter und die beiden

 

 

Siemens A7  Experimente zu FM-ZF und Ratio-Abgleich Teil 1:
Bild 1: Zur Ursachenforschung nach dem Lissajous-Effekt: NF-Ratio Ausgang NACH dem 100k bei Einkopplung FM-ZF 10.7 MHz (gewobbelt +/- 500kHz) an g1 EF89 über 4.7 nF (50mVsss) UND Klangregler voll auf 1.3 M: deutllicher Lissjajous-Effekt (50 Hz)
Bild 2: NF-Ratio Ausg NACH dem 100k (sog. S-Kurve) mit Einkopplung FM-ZF mit 10.7 MHz an g1 EF89 über 4.7 nF  (50mVss) UND Klangregler jetzt ABER voll auf 0 Ohm (dh gen Chassis-Masse): nur sehr geringer Lissajous-Effekt (50 Hz). So auch für alle weiteren Messungen belassen.
Bild 3: Ratio-HF direkt am Filter-Ausgang, dh VOR  dem 100k bei Einkopplung FM-ZF 10.7 MHz an g1 EF89 über 4.7 nF.
Bild 4:  NF-Ratio Ausg NACH dem 100 k  bei  FM-ZF-Modulation von +/- 75 kHz und 1 kHz Sinus.

Interpretation:  Bild 2: Die auf dem Oszi mittig dargestellte FM-ZF von 10.7 MHz liegt nicht mittig (dh nicht im Oszi-Raster-Ursprung), sondern tiefer (Mitte hellgrüne Linie), dh der Ratiodetektor ist verstimmt, also nicht optimal abgeglichen,  mit der Folge, dass die Demodulation der frequenzmodulierten Sinusspannung (di die Lautstärke, die sich im FM-Hub von hier gem. Prüf-Norm max plus und minus 75 kHz ausdrückt) zum Minushub hin nach oben noch voll im linearen S-Kurvenbereich liegt, aber zum Plushub von 75 kHz nach unten dann schon voll im nicht-linearen Bereich der Demodulationskennlinie, sprich auf der sog. S-Kurve fast im „Wendepunkt„ liegt. Folglich ist die eine Halbwelle des Sinus noch voll „sauber“, aber die andere Halbwelle „dellig“, d.h. der Sinus  bzw die lauten Töne eines UKW-Senders werden im Empfänger also verzerrt Richtung Lautsprecher und damit an das menschliche Ohr wiedergegeben. Man sieht aber auch, dass kleinere Lautstärken, die einen deutlich kleineren Modulations-Hub als +/- 75 kHz im Sender auslösen, im Empfänger, selbst bei einer „verstimmten“ S-Kurve, dann noch ohne Verzerrung wiedergegeben werden können, solange die „Plus-Minus-Hub-Aussteuerung“ noch im linearen Bereich der S-Kurve liegt.

 

 

Bild 5, 6 und 7 zeigen als Ergänzung, wie die Kurven aus Bild 2, 3 und 4 ausschauen, wenn man nicht den Ratio nach-abgleicht, SONDERN die FM-ZF Mittenfrequenz am Signalgenerator verstimmt, bis die S-Kurven-Mitte sauber im Ursprung des Oszi-Rasters liegt. Der Sinus war dabei dann auch rund und sauber, ohne Dellen.
Die Mittenfrequenz, um die jetzt mit +/- 500 kHz (feste Sweepbreite im Sign. Gen.) gewobbelt wurde, lag nun bei 10652 MHz, d.h. der Ratio war um 48 kHz verstimmt. Ein Nachabgleich war also notwendig.
Bei der Interpretation der Hochfrequenz-Kurve direkt am Filterausgang (Bild 6) tu ich mich schwer, man könnte annehmen, die zwei Höcker, als die beiden mittig angezapfte Sekundärspulenteile bzw deren beiden  zugehörige Kurvenhälften anzusehen, die sich im Zusammenspiel mit dem Primärkreis ergeben (als Überlagerung), zumal die FM-ZF-Mittenfrequenz  (heller Strich) oben wie unten im linearen Bereich der beiden Einhüllenden liegt – mag das so sein?

 

 

Siemens A7 TEIL2: ABGLEICH vom FM-ZF-Filter. Im Schaltplan bezeichnet als 1. komb (iniertes) ZF-Filter.
Das FM-ZF-Signal habe ich über 4.5 nF an die ECH81 an g1 des Heptoden-Systems (Pin 2 über 4.5 nF eingekoppelt, 10mVss (das Heptodensystem arbeitet bei AM-Empfang als Misch-System, bei FM aber nur als Verstärker). Die von der ECC85 zuführende ZF-Leitung (Parallelschaltung 550k//160pF) habe ich zuvor abgelötet, und dann auch noch die FM-UKW-Vorkreis- und Mischröhre ECC81 abgezogen, damit nicht eine davon herrührende FM-UKW-Oszillator -bzw FM-ZF –Strahlung sich irgendwie, irgendwo herumvagabundierend in meine Messung einkoppelt. Am Einspeisepunkt, also am Gitter g1 der ECH81 lagen vom Signalgenerator herkommend nun fortan konstant 10mVss (also ca 3.5mVeff). Der Wobbelhub betrug stets +/- 500kHz (di ist die komplette Oszi-X-Achse). Die Wobbel-Wiederholfrequenz war 50 Hz fest. Der Frequenzhub bei Modulation betrug +/- 75 kHz mit einem 1 kHz-Sinus (re-101 Signalgenerator von Radiometer)
Bild 8: zeigt das Signal FM-ZF-wie es nach der Heptoden-Anode (Pin 6) über das einfach gekoppelte FM-ZF- Bandfilter  direkt (Oszi-TK 1:10) am Gitter g1  (Pin 2) der hier im Gerät einzigen FM-ZF-Verstärker-Sufe/Röhre EF89 ankommt.
(Das untere in Serie dazu liegende Bandfilter ist für AM zuständig (erkennt man stets an den um die ca 10-fach größeren Schwingkreis-Kapazitäten) und hat aufgrund seiner von der FM-ZF von 10700 kHz weitab liegenden, anderen AM-ZF-Frequenz von 460 kHz keine Auswirkung auf das in Serie darüber liegende FM-ZF-Filter, als wäre es gar nicht vorhanden.) Der grüne Strich durch den Ursprung liegt bei den eingespeisten 10.7 MHz, ABER das FM-ZF-Filter hat sein Maximum mehr als 50 kHz niedriger. (Ein(1) Gitter-Teil sind 100 kHz). Erst jetzt dämmerte es mir, dass da was mit meiner Messtechnik nicht stimmen kann… Die zu messende Filterausgangs – sprich die „hochohmige“ Schwingkreis-spannung wurde durch den Oszi-Tastkopf (1:10) an dem ebenfalls hochohmigen „Gittereingang der EF89 belastet und dadurch verstimmt…. Für Bild 9 und folgende griff ich das Messsignal nicht mehr direkt am Gitter der EF89 ab, sondern über einen Auskoppelswiderstand von 1 K und freute mich schon, dass ich jetzt mit der ZF auf Mitte lag, In Bild 10 nahm ich dann 1 MOhm zur Auskopplung und war verblüff, dass ich jetzt quasi genau so abseitig lag wie bei der direkten Messung in Bild 8 – nur eben auf der anderen Seite… (relativ zur g1-Ankopplung sh og Bild)).
Ich nahm das Bild 10 bzw meine Messung über den 1 M als „korrekt“ an und glich das FM-ZF-Filter damit auf Mitte ab mit einigermaßen höckersymmetrischem, und bei möglichst „flachem“, sprich breitem Boden (sh Bild 11).
Denn hätte ich das FM-ZF-Filter einfach nur auf „Maximum“ abgeglichen, dann wäre die Bandbreite, sh BILD 12, für einen unverzerrten Ton-Genuss auf gar keinen akzeptabel. Darum: Ein UKW-normiertes TON-Signal soll bei maximal als zulässig zu übertragender Lautstärke maximal eine Bandbreite von +/- 75 kHz (also 150 kHz) belegen dürfen, damit solch lauten Töne im Empfänger nicht verzerren, bzw für das Ohr gerade noch nicht wahrnehmbar tolerierbar verzerren. Deswegen müssen die UKW-FM-ZF-Filter eine Mindestbandbreite von eben diesen genormten 150 kHz aufweisen.

 

 

 

Siemens  A7  Teil 3:  FM-ZF-RATIO Ableich:  BILD  13 : Nach dem ich in Teil 2 das ZF-FM-Filter (ECH81 Anode zu EF89 Gitter) bestmöglich abgeglichen hatte, war erst jetzt der Ratio dran – entgegen der allgemeinen Empfehlung von hinten nach vorn abzugleichen und mit angelötetem Ratio-Elko. Jogis Röhrenbude (sh zu Anfang genannte Quelle) sagt dazu, dass dies so herum „einfacher“ sei, weil der Ratio eh viel breitbandiger ist als die vorher liegenden ZF-Filter und im zusammenspielenden Abgleich daher wohl weniger kritisch ist als umgekehrt. Zum Abgleich des Ratio bzw der die Ton-NF –erzeugenden - demodulierenden Diskriminator-,  sog S-Kurve, die Frequenzmodulation in eine  direkte NF-Amplitudenmodulation „umwandelt“, beginnt man mit dem Ratio-Sekundärkreis, und zieht damit den 10.700 MHz -Schnittpunkt (hier als Marker vom Sig Gen „heller“ getastet) auf den Oszi-Koordinaten-Ursprung  (falls nicht beschrieben, dann mal ganz sachte, wirklich sachte an den FM-Filterkernen  drehen und gucken was sich wo wie tut…).  Dann den Primärkreis so abstimmen, dass die Flanke der Kurve durch den Ursprung möglichst geradlinig (linear) und symmetrisch verläuft. Danach dann den Mittelpunkt (Sekundärfilter) neu auf Urprung ziehen. Wenn zufrieden, dann zurück zum ZF-Filter und die Form und Mitte kontrollieren und evtl auch das FM-ZF-Filter nachjustieren und wieder zum Ratio und dort gucken. So zwei bis drei Mal hinundher schauen und ggfs leicht nachjustieren und gut is‘… .
BILD  14: Dann den NF-RATIO-Ausgang nach dem 100 k, sprich die Sinus-Kurven-Form bei Modulation anschauen, ob wo unsymmetrisch oder gar dellig. Wenn behutsam abgeglichen wurde, müsste der Sinus in Bild und Ton gefallen….
Bild 15 und Bild 16: Um zu gucken, wie gut der Ratio in seiner Mitte abgeglichen wurde, habe ich die mittige FM-ZF-Wobbelfrequenz (also die normgerechte 10700 kHz) am Sig.Gen bewusst in beide Richtungen verstimmt, bis der Sinus oben und unten leicht „dellig“ wurde. Zur einen Seite waren das 10618 MHz und zur anderen Seite 10730 MHz, dh eine Bandbreite von 112 KHz mit einem Sinus von 2.5Vss, und schon gut dran an den genormten 150kHz (2x 75 kHz)… könnte aber besser sein.  Bei (HiFi-)-Großsuper-Geräten aus der jener Zeit sicher auch der Fall, aber bei Kleinsuper-Geräten war das damals vielleicht noch tolerierbar?  Die Mitte wäre demnach der Mittelwert von 10674 MHz. Damit liegt mein S-Kurven-Abgleich um „nur“ 26 kHz daneben… Jetzt habe ich geschaut, wie sich diese obere bzw untere „gleichdellige sinusverzerrende Frequenz„ bei kleineren Modulationshüben (sprich kleineren Lautstärken) als die maximal normierte von +/- 75 kHz ändern: Bei +/-40 kHz 10792 zu 10592  (Breite 200 kHz mit Sinus 1,25Vss)  und bei +/-20 kHz 10820 zu 10558 (Breite 262 kHz mit Sinus 0.6Vss)). M.a.W., je kleiner die via Sender zu übertragende Lautstärke, desto geringer sind im Empfänger dann am Ohr die Verzerrungen…

 

Siemens A7  Abgleich-Kurven-Vergleich von an- zu abgelötetem Ratio-Elko:
 Im Anschluss zu meinem relativ erfolgreichen Abgleich bei angelötetem Ratio-Elko wollte ich nun sehen, wie sich der Abgleich bzw die Kurven ändern, wenn ich den Ratio-Elko ablöte. Die ZF-Einspeisung erfolgte wieder über g1 von der ECH81 über ein 4.5 nF Koppel-C. Die FM-ZF-Kurve wurde über einen vorgeschalteten 1  MOhm  am g1 der EF89 gemessen. Die Ratio-S-Kurven und der demodulierte NF-Sinus dann nach dem 100k am NF-Ratio-Filter-Ausgang.
Die Bilder 1 bis 4  zeigen den Zustand, wie ich ihn bei angelötetem Ratio-Elko erreichte., was mE so ok ist. Der sägezahnförmige  Ripple (50mVss) rührt von der die Oszi-X-Achse sägezahnförmigen Ablenkspannung (von +/- 500 kHz Sweep um die FM-ZF-Mitte 10700 MHz) her.
Die Bilder 5 bis 8 hingegen zeigen die Änderungen aus Bild 1 bis 4, wenn der Ratio-Elko abgelötet wird:
Bild 5: Die FM-ZF-Kurve ändert sich nicht. Bild 6: zeigt die Ratio-S-Kurve, die S-Kurve wurde zu einer „normalen“ Filterkurve mit nach links verschobener Mittenfrequenz (10700 MHz). Bild 7 zeigt jetzt die gewobbelte Summenspannung als „normale“ Filterkurve, die in der abgestimmten Mitte 10700 einen DC-Offset von ca 6 Vss aufweist, was ja der mximalen Summenspannung von den gemessenen -5.7 V aus Bild 3 entspricht. Der zugehörige demodulierte Sinus (Bild 8) zeigt, abgeleitet aus der deformierten S-Kurve, dann auch erwartungsgemäß die einseitige Delle bzw ist verzerrt.  Wenn der Ratio-Elko altert, sprich er trocknet aus, verliert seine Kapazität und wird hochohmig entspricht dies quasi dem abgelöteten Elko mit der Folge von unschönen Ton-Verzerrungen.   

 

 

 

 

Mit freundlichen Grüßen  Dieter Sternal