Audion u. Kopfhörerverstärker
Bascom
Miniprojekte


Es werden 3 Audionschaltungen von LW bis UKW vorgestellt.
=> LW/MW/KW mit Rahmenantenne!
=> UKW (fast) ohne Antenne! 

Im Anschluss folgen noch 4 Stereo-Kopfhörerverstärker mit Röhre(n).

Audion 1:  KW/MW/LW (SSB u CW fähig!)

Dieses Audion orientiert sich z. T. an der Audionschaltung von  B. Kainka. (www.b-kainka.de)
Mit einer Rahmenantenne kann KW, MW und auch LW gehört werden.
Die Schaltung wurde als Brettchenschaltung aufgebaut und wie folgt modifiziert:
- Empfangsspule ist eine Rahmenantenne ohne Anzapfung.
- Entdämpfung mit 2 NPN-Transistoren (BF494 o.Ä.) 
- MW => Rahmenantenne mit 15Wdg. auf 40x40cm Holzrahmen als einzige Schwingkreisspule.
- LW => mit einer zusätzlichen 2,2mH Spule in Reihe zur MW-Spule kann LW gehört werden
  (mit 2nF parallel zum Dreko kann sogar der Zeitzeichensender DCF77 gehört werden.!)
- KW => Parallel zur Rahmenantenne eine Spule mit 10-22µH schalten.  CW/ SSB möglich.
- Der ursprüngliche Drehkondensator wurde durch eine Kapazitätsdiode (BB112) ersetzt.

    

Schaltungsbeschreibung:
Der Schwingkreis besteht nur aus der Rahmenantenne u. einer Kapazitätsdiode.
Im Vergleich zum "Kainka-Audion" benötigt man bei dieser Schaltung keine Anzapfung an der Empfangsspule und das NF-Signal wird nicht am Schwingkreis, sondern am Emitter der beiden Entdämpfungstransistoren abgenommen.
Damit filtert der Schwingkreis nicht nur die Empfangsfrequenz, sondern er demoduliert sogar noch indirekt das NF-Signal. 
Jede AM (und auch FM!) hat eine Strom- bzw. Spannungsänderung im Emitterwiderstand der Entdämpferschaltung zur Folge. Diese Spannungsänderung entspricht  bereits dem NF-Signal ,welches in den nachfolgenden 2 Transistorstufen lediglich noch auf Kopfhörerlautstärke verstärkt wird. PC-Aktivboxen eignen sich auch sehr gut zur Wiedergabe.

Als Brettchenschaltung wurde dieses Audion nun im Rahmen der Jugendarbeit beim Deutschen Amateur Radio Club - Ortsverband Wetzlar (www.f19.de) mehr als 10 x aufgebaut.
Alle  Radios funktionieren.

Bilder des Brettchenaufbau (Prototyp!) mit Rahmenantenne: 

 Audion1
  

Audion 2
 

Audion 3

Schaltplan: 

Schaltplan
           Stückliste: 

Stüli

Nagelplan für die Brettchenschaltung:  

Nagelplan

Hörproben: 

Kurzwelle
  

DCF77
  

CW
 

Sendersuche


Folgende Rückmeldungen zum Nachbau dieser Audionschaltung habe ich erhalten:

1. Der erste Eindruck ist super, mit einer Windung auf dem Dreiecksrahmen von 50 cm Seitenlänge. Lupe und Rückkopplung sind sehr hilfreich und wirkungsvoll. Tagsüber sehr viele Sender und deutlich. Klarer Empfang, kein Rauschen--- unglaublich. Richtwirkung sehr makant, Sender lassen sich gut trennen. Ich werde die nächsten Tage einmal sehen, was alles so geht und teile Dir die Ergebnisse mit. Vielen Dank noch einmal !!

2. Die Strucktur Deiner Schaltung ist ausgesprochen bemerkenswert. Durch Austausch von nur einem Widerstand und einer Spule kann man das Specktrum von Langwelle bis UKW abdecken.Hervorheben möchte ich auch, das bei optimierter Einstellung die Lautstärke auf den 32-Ohm Kopfhörern sich quasi von allein ergibt. Schlechte Hörqualität scheint mir ein Indiz für eine nicht optimale Einstellung auf das gewünschten Frequenzband zu sein.

Mein gestriger Ausflug auf die Frequenzen zwischen 300 und 600 khz ergab bemerkenswertes: Einmal abgesehen von dem guten Klang war es mit Lupe und Rückkopplung möglich, selbst in einem vermeintlichen Wellenchaos ganz klar einzelne Sender genau einzustellen. Auch ist es möglich relativ schwache Sender, die sich neben starken Sendern befinden, deutlich zu trennen. Da bin ich neugierig auf die Langwelle geworden, muss mir aber noch entsprechende Wechselspulen besorgen. Der Sound ist unvergleichlich zumal mit sowenigen Bauteilen !!
Dann noch mein Ausflug um die 800 bis 1000 KHz, Deutschlandradio so klar als würde der Sprecher neben mir sitzen.
Für die Tipps zur Änderung der Schaltung auf Kurzwelle und UKW möchte ich mich bedanken. Ich werde eine weitere Anordnung bauen, die durch Wechsel der entsprechenden Bauteile eine schnelle Anpassung an die gewünschte Frequenz erlaubt. Da bin ich schon sehr gespannt, werde aber wegen des beginnenden Weihnachtstrubels wohl noch etwas warten müssen.

Übrigens: Bei mir läuft derzeit alles mit der BF199 statt der BF494. Mir war so, als ob alles noch minimal deutlicher ist, das mag aber auch Einbildung sein.

Beste Grüsse,

G....

Und hier noch eine weitere Rückmeldung:

Hallo Frank,
nun hab ich es mal gepackt und mein Audion nach Var.1 ist seit gestern fertig.
Hier ein kurzer Bericht:

Den Antennenrahmen habe ich aus vier zufällig vorhandenen Leisten mit 43 cm Länge zusammengeleimt. Eine umseitig gefräste Nut hat die Antennenwicklung mit 15 Windungen aufgenommen. Als Chassis kam bei mir auch ein Holzbrettchen zum Einsatz. Eine angeschraubte Frontplatte aus Leiterplattenmaterial nimmt die 3 Potis, die Kopfhörerbuchse und den Ausschalter auf.Die eigentliche Schaltung habe ich im „Manhatten - Style“ realisiert.  Dabei habe ich mit einem kleinen Kippschalter direkt auf der Platine eine Zuschaltmöglichkeit von 22 myH parallel zur Spule geschaffen um einen einfachen Wechsel auf Kurzwelle zu ermöglichen.Zu meiner Freude funktionierte alles fast auf Anhieb. Und ich kann hier die guten Eigenschaften dieses Empfängers bestätigen. Das Gerät ist recht empfindlich und die Rückkopplung setzt butterweich ein. So ist mir das an keinem anderen Audion bisher begegnet. Die Selektivität ist auch gut und die Rahmenantenne zeigt eine deutliche Richtwirkung. Dies kann sehr vorteilhaft bei großer Senderdichte sein. Natürlich fängt die Rahmenantenne bei Indoorbetrieb auch häusliche Störquellen deutlich ein. Da merkt man erstmal, was man in der Wohnung teilweise für Störungen durch die tollen Markengeräte produziert.Den Abstimmbereich habe ich bei meinem Empfänger zunächst nur auf die Schnelle grob ermittelt. Der Empfang auf MW beginnt schon ein ganzes Stück unterhalb des Bandes und die Obergrenze erreiche ich bei ca. 1200kHz. Sicher kommt das, weil mein Antennenrahmen ein paar Zentimeter größer als in der Anleitung ist. Ich werde in nächster Zeit die Antennenwicklung mal um eine Windung reduzieren. Vielleicht fange ich dann auch noch das obere Ende der MW ein. nach Umschalten auf KW habe ich festgestellt, dass ich sowohl das 160m als auch das 80m- Amateurfunkband erreichen kann. Ich habe mit der Rahmenantenne AFU-Stationen aus ganz Europa gehört. Dabei wirkt sich die Feinabstimmung unterstützend aus. Allerdings stelle ich, wie bei solchen Empfängern üblich, doch eine gewisse Handempfindlichkeit fest. Beim Abstimmen auf Rundfunksender stört dies praktisch gar nicht, bei der Einstellung von CW-Signalen ist es zu verschmerzen - es gibt nur eine leichte Änderung der Tonhöhe. Hat man allerdings eine SSB-Station mit guter Verständlichkeit eingestellt, sollte die Hand am Abstimmknopf bleiben, ansonsten geht die Verständlichkeit verloren. Oder man stimmt, mit einiger Erfahrung, gleich etwas daneben ab, bevor man die Hand wegnimmt. Damit muss man sicher bei solch einfacher Schaltung leben.Fazit: Es entstand, gemessen an der Einfachheit der Schaltung, ein sehr guter Empfänger, der breiten Raum zum Experimentieren bietet. Das Gerät hat außerdem ein interessantes Äußeres, dass Gäste neugierig macht ;-). Vielleicht werde ich ja mal ein ähnliches Stück für reinen 1-Bandbetrieb auf einem Amateurfunkband konzipieren. Damit lässt sich sicher auch die leicht vorhandene Handempfindlichkeit noch etwas reduzieren.Ergänzend anbei noch 3 Fotos von meinem Aufbau.
Viele Grüße, eine schöne Weihnachtszeit und viel Spass beim Basteln!
F......

Hallo Frank,
hier nur noch ein paar abschließende Äußerungen zum Aufbau des Audion-Empfängers:
1. Ich habe die Windungszahl der Rahmenantenne von empfohlenen 15 Windungen auf 11 reduziert. Wie gesagt spielt dabei ja die Kantenlänge eine Rolle - bei mir 43 cm. Sicher gehen auch Wicklungsbreite und Toleranzen der Kapazitätsdiode in das Ergebnis ein. Für den 2. Bereich (KW) schalte ich mit Kippschalter eine Parallelinduktivität von 22mikroH zu. So erhalte ich mit den 2 Bereichen einen durchgehenden Empfangsbereich von 0,5 bis 4,1 MHz. Damit kann ich unter anderem das 160m und das 80m Amateurfunkband beobachten. Diese sind natürlich ziemlich gestaucht, aber um einmal hineinzuhören reicht es mit Hilfe der „KW-Lupe“.
2. Bei Lötarbeiten am Wicklungsanschluss fabrizierte ich leider einen Kurzschluss und einer der beiden Oszillator-Transistoren flog gen Himmel. Kein Problem-neuen Transistor eingelötet. Aber mein subjektiver Eindruck sagte mir, dass das Gerät nach der Reparatur nicht mehr so schön spielte. Also habe ich einen weiteren Transistor ausprobiert und siehe da, alles ging besser als im Urzustand. Das soll heißen, es kann an dieser Stelle durchaus lohnen, mal verschiedene Transistoren auszuprobieren. Bei mir kommen hier übrigens  BF199 zum Einsatz. Theoretisch kann ich mir das nicht recht erklären, da alle meine Transistoren aus einer Lieferung stammen und im Transistorprüfgerät gleiche Werte zeigen.
Seit der RX spielt höre ich fast jeden Tag mal etwas rein und der AM-Rundfunk wurde mir wieder etwas näher gebracht. Übrigens erhält man mit dieser Rahmenantenne auch sehr schnell ein „Gefühl“ für den häuslichen Störnebel. Am besten hört es sich an, wenn ich mit dem Gerätchen raus in den Garten gehe - hier klingt alles ganz klar.
Also Frank, nochmals vielen Dank für die Bastelanregung.Anbei noch ein Foto.

F......



FK_Audion2
 

FK_Audion3
 

FK_Audion4


UKW mit einem Audion, auch das funktioniert, und nicht mal schlecht!

Dieses Audion entspricht im wesentlichen dem vorherigen Audion , muss aber wegen der höheren Empfangsfrequenz HF-tauglich, d.h. kompakt auf Lochraster aufgebaut sein.
Außerdem habe ich zum Abstimmen der Frequenz u. der Rückkopplung/Entdämpfung zwei 10-Gang-Potentiometer verwendet. Hiermit gelingt die optimale Einstellung problemlos.
Weitere Details sind im Schaltplan zu finden.

Hier ein Bild von meinem Aufbau:


Mit diesem Miniaufbau kann nach feinfühligem Abgleich UKW gehört werden.
Der Empfänger ist so empfindlich das keine zusätzliche Antenne erforderlich ist, das Kopfhörerkabel ist völlig ausreichend!

Hier der Schaltplan: 

UKW-Audion


Audion 2: Einfaches MW-Audion mit Rahmenantenne und nur 2 Transistoren !
Diese Schaltung von mir wurde auch in die Elektorausgabe Juli/August 2012 veröffentlicht. 


Die Rahmenantenne bildet mit dem Drehkondensator einen Schwingkreis für MW. Durch einfache Rückkopplung (über eine Anzapfung an der Rahmenantenne) wird eine sehr gute Empfindlichkeit erreicht. 

Detailbild des Brettchenaufbau:


Schaltplan mit Skizze der Rahmenantenne:

2 Transistor Audion.GIF

Hörprobe:

 MW-Audion.wav
 (Langsames Überstreichen des kompletten Empfangsbereich.)

Es ist schon erstaunlich ,was mit nur wenigen Bauteilen 
- 2 Transistoren (BC548 o.Ä.)
- 6 Widerständen (220R, 4k7, 33k, 100k, 2x 1M)
- 5 Kondensatoren (2x 1nF, 2x 100nF, 220µF)
- 1 Poti (unkritisch 1....22k)
- 1 Drehkondensator (ggf. ist auch eine Kapazitätsdiode BB112 wie in Audion 1 möglich) 
- 1 Rahmenantenne (20 Windungen, Anzapfung bei der 5 Windung)
- 1 Kopfhörer (32R Kopfhörer, rechte und linke Seite in Reihe schalten.) 
aus dem Äther gefischt werden kann. Gerade Abends wird es richtig interessant.  

Folgende Rückmeldung zu diesem Empfänger habe ich bekommen:

Hallo Frank

Vor etwa zwei Jahren habe ich mein altes Hobby wieder einwenig aufgefrischt, alles Mögliche elektronische, aber vor allem Radiogeräte zu basteln. Ich denke, ich war so etwa 10 Jahre alt, als ich zu Weihnachten von meinen Eltern denn EE 2003 Kasten von Philips bekam, damit fing alles an. Später kam die Musik in mein Leben, welche ich zum Beruf machte, andere Hobbys blieben auf der Seite. Doch vor einiger Zeit, nach vielen Jahren, habe ich endlich meinen ganzen Bastelkram aus Kindheitstagen aus meinem Elternhaus herausgeräumt, um aus allem, was man irgendwie noch gebrauchen kann, etwas zu "zaubern". Jetzt bin ich 48 Jahre alt, und es macht immernoch soviel Spaß wie früher. Habe einige Röhren-Audions zusammengebaut und bin, nachdem ich bischen im Internet gestöbert habe, auf Deine Seite gelangt. Da fielen mir sofort die beiden Empfänger mit den "Langdrahtantennen" auf, und ich dachte mir, daß ich das sofort ausprobieren muß. Alles, was ich brauchte, hatte ich hier, und so war nach zwei Tagen erstmal der MW-Empfänger fertig. Voller Stolz präsentiere ich die Fotos ;-) 

Das Ding läuft einfach phänomenal gut !!! Ich hab' es dann mit einer einfachen Verstärkerschaltung kombiniert, ein Plan aus dem alten Philips-Kasten, das paßt ausgezeichnet zusammen ! Einen schönen alten Drehkondensator hatte ich auch noch, keine Ahnung, wieviel pF der hat, scheint aber ideal das MW-Band abzudecken. 

Also, an dieser Stelle ein großes Dankeschön für den tollen Bauplan, der KW/MW/SSB-Empfänger kommt sicher auch bald dran, bin schon sehr neugierig.

Herzlicher Gruß und alles Gute, Ulrich 

 


Ulrich_Audion2

Wer mehr über Ulrich Herkenhoff erfahren möchte der schaue hier => (www.art-of-pan.de)

Es folgen nun Kopfhörerverstärker mit Röhren in 3 verschiedenen Varianten !

Vorab möchte ich anmerken, das ich bis vor ca. einem Jahr noch keine Röhren in Elektronikschaltungen eingesetzt habe. Mit dem Buch "Röhren-Projekte von 6 bis 60V" von Burkhard Kainka begann dann die Fazination der glühenden Glaskoben und die nachfolgende Entwicklungsgeschichte meiner 3 Kopfhörerverstärker mit 1 bzw. 2 und 4 Röhren.

Angefangen hat alles mit dem Nachbau des Röhrensound-Konverter von Stefan Dellemann, erschienen bei Elektor......


Angespornt durch den super Klang wurde dann ein erster Röhrenverstärker aufgebaut......

1. Kopfhörerverstärker mit einer Röhre ECC82 und Transistoren (Hybridverstärker)


Die Grundlage für diesen Stereo-Kopfhörerverstärker ist der
"Röhrensound-Konverter von Stefan Dellemann". 
Die Idee war es, auf dieser Grundlage einen eigenständigen Kopfhörerverstärker zu entwickeln.
Versuche mit Netztransformatoren als Ausgangstrafo konnten mich nicht überzeugen, weshalb ich den Aufbau eines "Röhren-Transistor-Hybrid-Verstärker" umgesetzt habe.

Prinzip bzw. erster Entwurf:



Diese Schaltung wurde auf einem Steckboard aufgebaut und funktionierte bereits, war aber klanglich noch nicht überzeugend. Ursache hierfür ist der hohe Ausgangswiderstand der Röhre. 
Durch die direkte Ankopplung der Röhre an die Gegentaktstufe wird die Röhre noch zu stark bedämpft. Durch eine Impedanzanpassung (Emitterfolger) wurde das Problem aber gelöst.

Finaler Schaltplan:

KHV mit Röhre

Hinweise:
- gezeichnet ist nur eine Verstärkerstufe (für Stereo also 2x aufbauen ;-)
- der Kathodenwiderstand (1K) als Poti in Verbindung mit dem 1000µF ergibt eine Klangregelung
- die 47nF parallel zum Poti heben die Höhen etwas an (kann also auch weggelassen werden)
- die rote Verbindung und der Schalter leiten ggf. die NF direkt (ohne Röhre) zum Kopfhörer
- die Lautstärkeregelung erfolgt erst hinter der Röhre! Damit hat man die Möglichkeit die Röhre   auch höher auszusteuern ohne das einem das Trommelfell platzt. Die Kopfhörerausgänge von CD/MP3-Player können also direkt angeschlossen werden, der direkte Anschluss an Lineout ist aber auch möglich.
Da die Schaltung mit einer symetrischen Spannungsversorgung betrieben wird konnte auch der sonst erforderliche Ausgangselko entfallen. Vor dem erstmaligen Anschliessen des Kopfhörers sollte deshalb unbedingt geprüft werden ob die Ausgänge auch bei ca. 0V liegen.

Ein Verdrahtungsfehler in der Gegentaktendstufe könnte das Ende des Kopfhörers bedeuten!!!

Der Sound gefällt mir ausgesprochen gut. 
Da Röhrenverstärker meist auch optische Akzente setzen habe ich mich bei meinem Aufbau für eine etwas unkonventionelle Aufbauvariante entschieden.
Die lackierte Sperrholzplatte (Größe etwa DIN A5 Blatt) ist auch gleichzeitig "Leiterplatte"!
Alle Bauteile sind durch passende Löcher gesteckt, abgeknickt und auf der Unterseite verlötet.
Mal etwas anderes.......

Hier noch 2 weitere Ansichten: 






2. Kopfhörerverstärker mit 2 Röhren ECC82 und Transistoren (Hybridverstärker)



Mein guter HD424-Kopfhörer braucht wegen der hohen Impedanz von 2000 Ohm eine höhere Aussteuerung. Mit nun 2 Trioden pro Kanal macht dieser Entwurf dem HD424 mächtig Druck.

Hier die Schaltung:


KHV2Röhren.GIF

Hinweise:
Grundsätzlich gelten die Hinweise des ersten Verstärkers.
Die in rot umrandeten RC-Glieder dienen der Brummunterdrückung.
Für einen 32 Ohm Kopfhörer ist in jedem Fall die erste Schaltung (mit nur einer Röhre!) vorzuziehen.

Und hier noch 3 weitere Bilder von meinem Aufbau:








Nun wollte ich es wissen!
Ist es möglich einen Kopfhörerverstärker ohne Halbleiter und ohne Ausgangstrafo aufzubauen?
Es funktioniert.....

3. Vollröhren-Kopfhörerverstärker (ohne Halbleiter u. ohne Ausgangstransformator!)


Aufgebaut wurde dieser Verstärker mit einem Netztrafo (2 Wicklungen mit 30 u. 40V und Mittelanzapfungen), einer PY88 als Gleichrichter, einer ECC82 als Vorverstärker, und 2x PL504 um  den Kopfhörer ohne Trafo zu betreiben.
Noch einige Elkos und Widerstände und fertig ist ein halbleiterfreier Verstärker der mächtig Druck und Laune macht.
Sowohl mit meinem Sennheiser HD424 (2000 Ohm) und meinem Sony MDR-64 (32 Ohm) läuft dieser Verstärker einwandfrei.  

Hier die Schaltung:


KHV_Vollröhre

Hinweise:
Im Schaltplan ist keine Verdrahtung der Röhrenheizungen angegeben!  
Die 2 PL504 benötigen jeweils 27V, die PY88 30V u. die ECC82 12 bzw. 6V.
Die eigentliche Schaltung läuft bei mir mit ca. 40V.
Die Gesamtleistungsaufnahme liegt bei knapp 40W.
(Über 99% werden im wahrsten Sinne verheizt ;-)
Der 47nF Kondensator parallel zum 1k-Poti ist optional, er hebt ggf. die Höhen etwas an. 
Montiert wurde mein Aufbau auf einem Laminat-Rest. Oberhalb wurden die Röhren, Elkos und der Trafo montiert, unterhalb wurden die Widerstände und die kleineren Kondensatoren auf einem Rest Punktrasterplatine verdrahtet.

Tipp:
Zum Kontaktieren der Röhren nutze ich die Kontakte von Sub-D-Buchsen.
Einfach die 2 Nieten der SUB-D-Buchsen aufbohren, das Metallgehäuse entfernen und die Kontakte entnehmen. Diese Kontakte mit Litze verlöten und mit ca. 1cm Schrumpschlauch abschrumpfen. So vorbereitet die Kontakte auf die Röhre schieben.

Hier noch 2 Bilder von meinem Aufbau:


Bild in hoher Auflösung: 

Roehr1


Bild in hoher Auflösung: 

Roehr2


4. Und hier noch ein Aufbau mit 2x PL508 (anstatt PL504) in einem Rundgehäuse.


Dieser Aufbau entspricht weitgehend  dem vorherigen, ist aber insgesamt deutlich kompakter.
Durchmesser ca. 25cm, die Höhe vom Boden bis zur Röhrenspitze beträgt ca. 14 cm. 
Die Verdrahtung erfolgte "Point to Point" im Gehäuseinneren, außerdem wurde ein Ringkerntrafo verwendet.

Die Schaltung:


KHV_PL508_Schaltplan


Feedback oder Fragen sind willkommen: elektronik-radio@web.de 

Gruß
Frank

Hinweis:
Die Homepage von B. Kainka ist eine Fundgrube für kreative Elektroniker (auch für Elektronikeinsteiger!) , weshalb ich diese Seite hier nochmals ausdrücklich weiterempfehlen möchte. => www.b-kainka.de

 

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