Empfangsprobleme – ein moderner Mangel

Früher war alles völlig anders.

Abgedroschener Spruch, altbewährt und jeder hat ihn schon mal gehört oder sogar selbst gesagt.
Bezüglich der Funkempfänger ist tatsächlich nicht nur ein kleines Stück Wahrheit dran.
Die „Alten“ unter uns haben vielleicht einmal „Doppelsuperhet“ „0V1“ „Geradeausempfänger“ „Superheterodyn“ oder andere Begriffe für eine besondere Art der Empfängerschaltung gehört. Daraus wurde die Art der Empfangsaufbereitung abgeleitet und Fachkundige wussten dann, welche Eigenarten ein Empfänger hatte. Noch in den 70ern war es gängige Praxis, einen Empfänger nach folgendem Konzept aufzubauen:

Von links nach rechts: In der Vorstufe wurde eine Spule und ein Kondensator verwendet. Beide zusammen wurden nach einer Formel für die geplante Frequenz berechnet. Die Spule wurde auf einen Kunststoffkörper gewickelt, der innen drin ein Gewinde für einen sogenannten Abgleichkern hatte. Diese Abgleichkerne bestanden aus unterschiedlichen Materialien: Kupfer, Eisen, Ferrit, Aluminium und anderes. Jeder Kern hatte auch eine andere Charakteristik. Mittels diesem Kern wurde dieser „Eingangskreis“ auf die gewünschte Frequenz abgeglichen. Dadurch wurde der Eingangsfrequenz des Empfängers auf einen schmalen Bereich eingegrenzt, Frequenzen außerhalb des Filters wurden stark bedämpft (Signal wird nicht gehört).

Durchlasskurve eines alten Empfängers

Als nächstes kam der Ankoppelkreis mit dem Eingangstransistor. Der hatte die Aufgabe, ein extrem geringes Eingangssignal entsprechend zu verstärken.
Dem Transistor nachgeordnet folgte ein weiteres Filter, ebenfalls wie der Eingangskreis für die gewünschte Frequenz berechnet. Auch dieses Filter wurde auf ein maximales Ergebnis für die Empfangsfrequenz abgeglichen.


Dann kam die sogenannte Mischstufe oder auch 1. Mischer genannt. Dieser Mischer hat die Aufgabe, die empfangene Frequenz und die sogenannte Oszillatorfrequenz zu mischen.
Oszillatorfrequenz wird durch z.B. einen Quarz und entsprechende Bauteile erzeugt. Z.B. benötigt die Frequenz 106,7 MHz ein Oszillatorsignal von 117,4 oder 96 MHz, je nachdem ob positiv oder negativ gemischt wird. Als Endergebnis kam aus der Mischstufe dann ein sogenanntes „ZF-Signal“ (Zwischenfrequenz) von 10,7MHz heraus. Teilweise auch 21,4 oder auch andere Mischprodukte, je nach Hersteller und Anwendungszweck.

Als erstes musste dieses ZF-Signal wieder einen Filter passieren, dem folgte dann ein sogenanntes Quarzfilter (im Bild linke Hälfte, das Rechteck mit den beiden senkrechten Strichen links und rechts daneben), ein extrem schmalbandiges Filter. Durch einen weiteren Transistor wurde dieses Signal verstärkt und einem weiteren Mischer zugeführt. Hier wurden dann aus der ZF von 10,7MHz eine Zwischenfrequenz von 473 KHz erzeugt. Auch hier wieder Filter und Verstärker, dann der Diskriminator mit der Gewinnung der Niederfrequenz und dem anschließenden Verstärker.

Durchgangskurve eines Quarzfilters, somit wird das Eingangssignal auf etwa 12 KHz Bandbreite beschränkt, daneben eine Dämpfung von 80dB!!

Letztendlich ein System, dass sich seit Marconi tausendfach bewährt hat. Allerdings entsprechend aufwändig in der Herstellung, denn der Abgleich der Filter war sehr zeitraubend. Der Vorteil bestand in einer sehr hohen Dämpfung von Frequenzen, die neben der Nutzfrequenz lagen.

Als Beispiel:
Passiert bei einer Feuerwehr: der Neukauf von Meldeempfängern ist beschlossen. LZ Stadtmitte will nicht und murrt, fügt sich aber dem Beschluss.
Die neuen Meldeempfänger sind da. Einsätze im Bereich vom LZ Stadtmitte führen dazu, dass grundsätzlich Sirenenalarm ausgelöst werden muss, denn die Meldeempfänger gehen angeblich nicht in Stadtmitte. Eines Samstags ist Fortbildung für die gesamte Wehr beim LZ Stadtmitte. Und wie gedacht: Einsatz! Jedoch Stadtmitte meldet sich nicht! Daraufhin werden alle Einheiten über Melder alarmiert – nichts! Telefonalarm. Anschließend Besprechung. Sämtliche neuen Meldeempfänger lösen im Bereich der Innenstadt nicht aus!
Letztendlich wird der vermeintliche Übeltäter ermittelt: ein Radiosender in der Innenstadt, direkt bei 88 MHz. (Der aber absolut nichts dafür kann!!)Und da die Feuerwehr einen der letzten Kanäle im 4m Band benutzt, lagen Radio und Empfangsfrequenz dicht beieinander. Eigentlich kein Problem (für die alten Melder), jedoch ist der Aufbau neuer Melder grundsätzlich anders als damals. Eine gute Funkwerkstatt mit einem alten Kollegen baute in die Meldempfänger zusätzliche Eingangsfilter ein, seitdem problemlos!

Heutzutage sind die Empfänger vollkommen anders aufgebaut. Als Beispiel dazu dienen soll der TDA7000 von Philips. Wobei dieser IC ( Integrated Circuit) bereits aus dem Jahr 1992 stammt und in vielen Geräten der Unterhaltungselektronik verbaut ist. In Radioempfängern hat er sich auch gut bewährt, da dort andere Bedingungen gelten als im Sprechfunk. Nur als Beispiel genannt: BOS hat eine Sendeleistung von etwa 10 Watt und eine daraus resultierende Reichweite von etwa 50 km. Radiosender haben etwa 500.000 Watt und eine Reichweite von etwa 200 km. Würde man also einen Rundfunkempfänger genau so aufbauen wie ein Funkgerät, so könnten wir etwa 1000 km weite Radiosender hören. Auf Bergen sogar noch weiter.

Hier nun das Blockschaltbild des TDA7000, aus dem Internet von der Philips-Seite geladen. Das große Rechteck mit den Zahlen stellt das Innenleben dar, in Wirklichkeit etwa 1 x 2cm groß!
Oben R.F. Input ist der Antenneneingang, unten links A.F.Output der Ausgang.
Der Antenneneingang und das dazugehörige Filter werden an die Anschlüsse 14 und 13 angeschlossen, wobei in diesem Beispiel ein sehr einfaches Filter verwendet wurde.
An den Anschlüssen 5 und 6 wird das Oszillatorsignal (Kanalschalter) eingespeist.
Hier kann man also schon sehen, dass durch die Miniaturisierung viel verloren geht, was sich somit dann gegen uns richtet!

Als Beispiel sei hier eine Leiststelle genannt, deren Gleichwellenrelais über 70cm Zubringerfrequenzen bedient werden. Einmal im Jahr nehmen die staatlich geprüften Funkamateure an einem Funkwettbewerb im 70cm-Band teil, der dann in diesem Kreis von Anhöhen aus gemacht wird. Die Sendeleistung der Funkamateure liegt bei mehreren 100 Watt. Absolut legal und völlig korrekt. Jedoch wenn deren Richtantenne auf eine der Relaistationen trifft, dann war´s das mit dem Gleichwellenfunk.
Laut Leitstelle sind die Funkamateure schuld. Jedoch sind deren Anlagen absolut in Ordnung. Leider hat es auch noch nie ein Gespräch zwischen den Beteiligten gegeben. Das Problem ist die Technik der Gleichwelle. Sie ist nicht einstrahlfest genug. Läßt sich mit ganz einfachen preiswerten Mitteln beheben, insbesondere von den Funkamateuren, denn die sind in der Störungssuche teilweise sehr bewandert. Außerdem gibt es bei denen sogenannte Entstörungskoffer, die recht viele verschiedene Möglichkeiten zur Beseitigung bereithalten.
Denn leider ist es Fakt, dass viele TV-Geräte kein Eingangsfilter mehr haben und somit Fernseher und Funkdienste kollidieren müssen. Hier ist für weit unter 5.- Abhilfe zu schaffen, serienmäßig läge dieser Aufwand sogar im Cent-Bereich. Es wird jedoch aus Kostengründen nicht gemacht!
Auch die Gesetze helfen uns da nicht weiter. Denn nicht derjenige, dessen Anlage gestört wird hat unbedingt Recht! Würde z.B. die vorgenannte Leitstelle im Störungsfall die Funküberwachung bemühen und es würde festgestellt werden, dass die Amateurfunkanlage technisch einwandfrei ist, so hat die Leitstelle die Kosten für den Einsatz zu tragen. Und zusätzlich die Umbaukosten der Gleichwellenanlage auf einen entsprechenden technisch guten Stand. Also besser gleich das Gespräch auf Augenhöhe suchen!

Aus allem was wir jetzt gelernt haben stellt sich also heraus, das wir viele Fehler durch eine entsprechende Selektivität beseitigen können. Wir müssen also nur das Signal, was auf dem Antennenkabel zum Funkgerät kommt, durch das Einbauen entsprechender Filter, die unseren gewünschten Frequenzbereich abdecken, beschränken.

Hier im Bild verschiedene Filter. Oben links das schwarze ein Duplexfilter für max. 50Watt von 400-500MHz (abgleichbar) wird benötigt für unsere Notfunkgruppe für die mobilen 70cm Relais für die BOS. Unten links ein Kurzwellenfilter für max. 100Watt Sendeleistung, Durchlassbereich nur für Frequenzen bis 30MHz (LW,MW,KW). Oben rechts ein versilbertes sehr aufwändiges Filter, welches völlig variabel von 400 – 450Mhz ist, Einstellskala an den zwei Reglern! Und zum Schluss unten rechts ein Saugkreis von der „Ersten Adresse für Nachrichtentechnik“,  Rohde und Schwarz aus München, der im Kurzwellenbereich für einige Festfrequenzen schaltbar ist.

Allen technisch interessierten, die mehr wissen wollen, empfehle ich das Antennenbuch „Rothammel“, eines 1987 verstorbenen Funkamateur der DDR. Sein Buch ist seit Jahrzehnten eins der besten auf dem Antennensektor, wobei Filter aller Art ebenfalls behandelt werden.

 

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