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UKW-Stereo-Receiver

Es soll ein kompletter UKW-Stereo-Receiver entstehen, der aus handlichen Einzelmodulen aufgebaut wird:

  • 1 x Netzteil mit 18 V 4 A ungeregelt sowie 5V 1,5 A und 12 V 1,5 A (geregelt)
  • 2 x Endstufen-Platinen mit TDA 2003
  • 1 x Klangregel-Platine mit TDA1524A
  • 1 x UKW-Empfangsmodul (CD9088CB) mit manueller Abstimmung und Stereo-Decoder (LM1310 / A290D)
  • 2 x Zweiwege-Boxen 10 W

UKW-Empfangsmodul mit Stereo-Decoder

Schaltplan:

Schaltplan

Änderungen: Statt des Transistors BC548B wurde ein rauscharmer BC549C verwendet.

Radiomodul

Foto: UKW-Empfangsmodul-Platine; links der Regler für die manuelle Senderabstimmung

Radiomodul

Foto: UKW-Empfangsmodul-Platine; der Chip ist der CD9088CB

ACHTUNG: Sie können den Spannungsregler 7812 einsparen, wenn Sie eine 9-V-Batterie oder ein stabilisiertes 12-V-Netzteil (z.B. Stecker-Schaltnetzteil) verwenden!

Es können nun der Spannungsreler 7812, die beiden 150-nF-Kondensatoren, der 100-uF-Kondensator und der 470-uF-Kondensator entfallen. Es müssen dann jedoch die Anschlüsse "18 V IN" und "12 V OUT" verbunden werden.

Ein passendes 12-V-Steckernetzteil wäre z. B.:

www.pollin.de -> SUNNY SYS1308-2412-W2E, 12 V-/1,5 A, 5,5/2,1 mm

Bestellnummer: 351 644 für 3,95 €

Funktion und Inbetriebnahme:

Der CD9088CB ist ein kompletter AM/FM-Empfänger. In dieser Schaltung wird er aber nur als FM- / UKW-Empfänger verwendet.

Ich empfehle übrigens dringend, erst einmal nur den Tunerteil mit dem CD9088CB sowie den 5-V-Spannungsregler-Teil mit dem 7805 aufzubauen.
Erst wenn der Tunerteil richtig funktioniert, sollten der LM1310 und der 12-V-Spannungsregler bestückt und gelötet werden. Es passierte nämlich immer mal wieder (beim Küchenradio-Projekt) , dass einer der CD9088-Chips nicht funktionierte...
Es ist zwar nicht unmöglich, den CD9088 zu wechseln - aber meist geht die Platine dabei kaputt.
Fazit: Wenn der Tunerteil nicht funktioniert, dann kann man die Platine meist entsorgen.

Testen der UKW-Empfangsstufe (CD9088CB):
Der Spannungsregler 7805 muss natürlich eingebaut sein, da er die Spannungsversorgung des CD9088CB regelt.
Die NF-Tonspannung (also der Radioton) kommt am Pin 2 des CD9088CB "raus". Der 22-k-Widerstand ist unbedingt erforderlich, da sonst kein Ton "kommt". Wenn der Transistor BC548B bzw. BC549C noch nicht eingelötet ist, so kann man an die "rechte" Seite des Kondensators 150 nF sowie an Masse je einen Draht anlöten und damit zur Line-In-Buchse eines NF-Verstärkers (Radio, Stereoanlage) gehen. Wenn der Tuner funktioniert, dann sollte man (leise) etwas im Lautsprecher hören können.

Antenne:
Es kann entweder eine Teleskopstab-Antenne verwendet werden oder auch eine Dipol-Antenne. Bei Verwendung eines Teleskopstabes muss der Jumper "symmetrisch / unsymmetrisch" gesteckt werden, damit die zweite Seite des Antenneneingangs "nicht in der Luft hängt".

AFC-Funktion:
Der Jumper "AFC-Fangbereich" ermöglicht die Wahl zwischen einem 33-Ω-Widerstand und einem 4k7-Widerstand für die AFC-Funktion. Der AFC-Fangbereich ist beim 33-Ω-Widerstand relativ klein. Das kann nützlich sein, wenn viele Sender dicht nebeneinander liegen - einfach mal ausprobieren, was besser funktioniert.

Pegelanpassung:
Die NF-Ausgangsspannung des CD9088CB (UKW-Tuner) beträgt ca. 50 mV. Der Stereo-Decoder-Chip LM 1310 / A290D benötigt aber ca. 500 mV Eingangsspannung. Daher wurde eine Transistorstufe zur Pegelanpassung integriert. Der 1-kΩ-Trimmer (PT10) ermöglicht es, die Verstärkung nach Gehör (oder mit dem Oszilloskop) so einzustellen, dass keine Verzerrungen in den Stereo-Ausgangssignalen auftreten. Zur Inbetriebnahme sollte der Trimmer aber erst einmal auf Mittelstellung stehen.

Abgleich des 10-kΩ-Trimmers:
Es wird ein starker Radiosender eingestellt. Der Mono-Schalter muss ausgeschaltet sein. Der Trimmer sollte sich auf Rechtsanschlag befinden.
Mit dem Uhrmacher-Schraubendreher wird der 10-kΩ-Trimmer nun so lange nach links gedreht, bis die Stereoanzeige (LED an Pin 6 des LM1310) leuchtet. Dann wird vorsichtig weiter nach links gedreht, bis die Stereo-LED wieder erlischt. Nun wird der Trimmer etwa auf die Mitte des Bereichs eingestellt, in dem die Stereo-LED leuchtet. Nach einer Änderung der Betriebsspannung (z.B. von 9 auf 12 Volt) sollte diese Einstellung wiederholt werden.

Nun kann auch der 1-kΩ-Trimmer so eingestellt werden, dass ein deutlicher Stereo-Effekt hörbar ist und keine Ton-Verzerrungen auftreten.

Hörtest:

Ich habe die Platine mit einem hochwertigen Verstärker und hochwertigen Boxen bei großer Lautstärke zu Hause (auf dem Dorf) getestet. Dort gibt es keinen UKW-Sender in unmittelbarer Nähe. Es waren alle wichtigen Sender (NDR1, NDR 2, DLF, Klassikradio, NDR Info, Deltaradio, Ostseewelle...) in guter Qualität zu empfangen.

Der Klang des UKW-Empfangsmoduls ist ausgewogen - Bässe und Höhen sind gut vertreten.

Antennenqualität und Entfernung zu UKW-Sendern:
Bei schwächeren Sendern oder einer "schlechten" Antenne bzw. Antennenposition kann es passieren, dass im Hintergrund ein Säuseln oder Zischen zu hören ist. Mit einer ausreichend großen Dipol-Antenne sollten die meisten Sender aber (fast) rauschfrei zu empfangen sein.

Was man vielleicht noch testen sollte:
Problematisch könnte es werden, wenn man sich in unmittelbarer Nähe eines UKW-Senders (Ortssender) befindet. Dann werden schwächere Sender möglicherweise vollständig überdeckt und lassen sich nicht empfangen. Das passiert sogar bei meinem Panasonic-Autoradio, wenn ich in Schwerin unterwegs bin.

Übrigens: Bei Mittelwellen-Radios hat sich früher der clevere Bastler einen (exakt abgestimmten) HF-Sperrkreis eingebaut, so dass der Ortssender abgeschwächt wurde. Nur dann waren auch weiter entfernte Sender  zu empfangen.

Externer Link Sperrkreise gab es übrigens sogar als eigene Geräte!

Bestückung UKW-Empfangsmodul:

Bestueckung

Zip-Ordner Schaltplan (CircScheme)
Zip-Ordner Platine (Sprint-Layout), 100 x 50 mm
PDF PDF-Vorlage 1:1,  A4, mit 3 Platinen zum Ausdrucken auf Laserdrucker

Materialliste:

1 SMD-Radio-Chip CD9088CB (gibt es bei Ebay) oder das Original: TDA7088
1 DIL-Stereodecoder-Chip LM1310 bzw. A290D, XR1310P, SN76114
3 St. Kondensator 3,3 nF
1 St. Kondensator 180 pF
2 St. Kondensator 220 pF
3 St. Kondensator 100 nF
1 St. Kondensator 33 nF
2 St. Kondensator 470 pF
1 St. Kondensator 330 pF
1 St. Kondensator 470 nF
1 St. Kondensator 47 nF
2 St. Kondensator 15 nF
8 St. Kondensator 150 nF
2 St. Kondensator 100 uF
1 St. Kondensator 470 uF
3 St. Kondensator 10 uF
3 St. Widerstand 4,7 k
1 St. Widerstand 33
1 St. Widerstand 100 k
1 St. Widerstand 180 k
1 St. Widerstand 22 k
1 St. Widerstand 1 M
1 St. Widerstand 3,3 k
2 St. Widerstand 1 k
1 St. Widerstand 15 k
1 Trimmer PT10 1 k
1 Trimmer PT10 10 k
1 Potentiometer CTR 100 k linear, mit geriffelter 6-mm-Achse
1 Drehknopf für geriffelte 6-mm-Achse
4 Leiterplatten-Anschlussklemmen
1 Stück Kapazitätsdiode BB909B
1 Transistor BC548B
1 Spannungsregler 7805
1 Spannungsregler 7812
1 Spule aus Kupferlackdraht oder versilbertem Kupferdraht mit ca 4,5 Windungen (3 mm Durchmesser)
1 Pinhead 2-polig + Jumper
1 Pinhead 3-polig + Jumper
1 Kippschalter
2 LED blau

Klangregel-Platine mit TDA1524A

Externer Link  Conrad-Bausatz von 2005 mit dem IC TDA1524A (identisch mit RFT-IC A1524D)

TDA1524A / A1524D:

TDA1524A

Schaltung

Scahltung

Ergänzungen / Änderungen:

Es soll ein zusätzlicher Schalter für die Abschaltung der "lautstärkeabhängigen Frequenzkorrektur" ergänzt werden. Am Pin 17 wird dafür ein Schalter eingebaut, der über einen 2k2-Widerstand auf Masse führt. Bei eingeschaltetem Schalter wird der Frequenzgang damit für alle Laustärken gleich.

Siehe auch Externer Link  "Gehörrichtige Laustärke-Entzerrung"

Die Widerstanskombinationen 1k / 47 k werden jeweils duch einen Trimmer PT10 mit 47 k bzw. 50 k ersetzt. Damit lassen sich die Ausgangspegel der beiden Stereo-Kanäle so abgleichen, dass die Endstufen optimal angesteuert werden können (Mittelstellung des Lautstärkereglers = Zimmerlautstärke).

Bestückung:

Bestückung

Zip-Ordner Platine (Sprint-Layout)
PDF PDF-Vorlage A4 - 4 Platinen 65 x 45 mm

Materialliste:

1 DIL-Chip TDA1524A oder A1524D
2 St. Kondensator 2,2 uF
2 St. Kondensator 4,7 uF (oder 10 uF)
2 St. Kondensator 100 uF
4 St. Kondensator 100 nF
2 St. Kondensator 15 nF
4 St. Kondensator 56 nF
2 St. Widerstand 10 k
1 St. Widerstand 2,2 k
2 Trimmer PT10 47 k
4 Potentiometer CTR 50 k (oder 100 k) linear, mit geriffelter 6-mm-Achse
4 Drehknopf für geriffelte 6-mm-Achse
5 Leiterplatten-Anschlussklemmen
1 Kippschalter, 2-polig

2 x Endstufe mit TDA2003

Es werden zwei Platinen der TDA2003-Endstufen benötigt.

Die Ausgangsleistung bei 18 V Speisespannung liegt bei ca. 10 W.
Das ist schon ganz ordentlich! Immerhin sind die verwendeten Lautsprecher ebenfalls mit 10 W Sinusleistung angegeben:

Tiefton-Lautsprecher "SONY 1-826-446-11", 2,95 €, Pollin-Bestellnummer 640 746

Technische Daten:
- Sinus-/Musikleistung 10/40 W
- Impedanz 5,5 Ω
- Frequenzbereich 60...8500 Hz

Der Schaltplan entspricht in etwa den Empfehlungen des Datenblattes

Schaltplan

Die Kombination aus 150 nF und 1,8 Ω nennt man Boucherot-Glied. Es bedämpft den Lautsprecher und verhindert dadurch Schwingungen, die von der Gegeninduktionsspannung des Lautsprechers hervorgerufen werden können.

Das Verhältnis der beiden Widerständen R1 und R2 bestimmt die Verstärkung (also die Lautstärke) der Endstufe - in diesem Fall ist die Verstärkung ca. 26fach.

Die Schaltung entspricht nämlich einem nichtinvertierenden Operationsverstärker:

Berechnung: Verstärkung = 1 + 820 / 33 = 26

In der Applikationsschaltung des Datenblattes wird von einer 100fachen Verstärkung ausgegangen.
Dort sind R1 = 220 Ω und R2 = 2,2 Ω.
ACHTUNG: Werden C1 und R3 nicht angepasst, so neigt die Schaltung zu heftigen Schwingen!
Das genau ist bei mir passiert, da ich "erstmal" nur R1 und R2 verändert hatte.

Berechnung von C1 und R3 laut Datenblatt:

fg ... Obere Grenzfrequenz (habe ich mit 20 kHz. angesetzt - also 20 000/s)
Π = 3,14...

C1 = 1 / (2 x Π x fg x R1) = 1 / (2 x 3,14 x 20 000/s x 820V/A) = 0,000 000 009 As/V

C1 = 9 nF -> wir nehmen also 10 nF

R3 = 20 x R2 = 660 Ω  -> wir nehmen also 680 Ω

Vergleich mit den Werten aus dem Datenblatt:

Wer bei einer Verstärkung von 100fach ebenfalls mit 20 kHz. Grenzfrequenz rechnet, der erhält in etwa die Werte von C1 = 39nF und R3 = 39 Ω aus dem Datenblatt. Das habe ich tatsächlich mal nachgerechnet, da die zu Grunde liegende Grenzfrequenz im Datenblatt nicht ersichtlich war.

Warum habe ich die Verstärkung auf ca. 25fach reduziert?

Der Klangregler mit TDA1524 verstärkt das NF-Signal um etliche dB. Ich habe als Ausgangskombination bei der obigen Klangregel-Platine statt der vier Widerstände R3 bis R6 zwei Einstellregler 50 kΩ verwendet. Diese musste ich nur ganz leicht aufdrehen, um Vollaussteuerung zu erreichen. Anzustreben ist, dass der Einstellwert ca. in der Mitte des Widerstandsbereichs liegt.

Das Schlimmste aber war, dass ich ein permanentes Brummen auf den Lautsprechern hatte, das auch beim Kurzschluss der Eingänge der Endstufen nicht verschwand. Das Brummen kam also nvor allem über die Betriebsspannung.
Eine "saubere" und kurze Führung der GND-Leitungen sowie die Reduzierung der Verstärkung der Endstufen brachten das Brummen vollständig zum Verschwinden. Die Endstufen ware unnötiger Weise viel zu empfindlich, da die Verstärkung viel zu hoch eingestellt war.

Zip-Ordner Schaltplan (CircScheme)
Zip-Ordner Platine (Sprint-Layout)
PDF PDF-Vorlage A4 - 4 Platinen 65 x 45 mm

Bestückung:

Bestückung

Die Sperrfläche am oberen Rand wurde bewusst zur Unterbrechung der ansonsten umlaufenden Massefläche eingefügt. Der TDA2003 ist ziemlich empfindlich gegen sogenannte "Brummschleifen".
Diese können entstehen, wenn sich der Strom unterschiedlich lange Wege suchen kann - insbesondere bei Massekabeln oder Masseflächen.

Der Hersteller empfiehlt daher auch, alle Masseanschlüsse auf der Platine sternförmig am Pin3 (GND) des TDA2003 zusammen laufen zu lassen. Das ist konstruktiv aber schwer zu realisieren bei einer einseitigen Platine. Da muss man notfalls etwas experimentieren und ggf. mehrere Designs nacheinander ausprobieren. Laughing


Materialliste:

1 St. IC TDA2003
2 St. Kondensator 470 uF, 25 V, RM 5 oder 7,5
1 St. Kondensator 1000 oder 1500 uF, 25 V, RM 7,5
1 St. Kondensator 220nF
1 St. Kondensator 10 nF
2 St. Kondensator 150 nF
1 St. Widerstand 33 Ω
1 St. Widerstand 820 Ω
1 St. Widerstand 680 Ω
1 St. Widerstand 1,8 Ω 2W (1 bis 2 Ω - was man so kriegt)
3 Leiterplatten-Anschlussklemmen
1 Diode 1A, z.B. 1N4001...1N4007
1 Kühlkörper Fischer SK409 45 x 50,8 x 12,7 (also die große Bauform mit 55 mm Höhe)

Die Lautsprecherboxen

Ich habe noch die folgenden Lautsprecher auf Lager:

Tiefton-Lautsprecher "SONY 1-826-446-11", 2,95 €, Pollin-Bestellnummer 640 746

Technische Daten:
- Sinus-/Musikleistung 10/40 W
- Impedanz 5,5 Ω
- Frequenzbereich 60...8500 Hz
- Korb-ø 153 mm
- Einbau-ø 135 mm
- Einbautiefe 65 mm

Der SONY-Lautsprecher ist bei Pollin leider ausverkauft.

Ich empfehle als Ersatz die folgenden Lautsprecher:

Breitband-Lautsprecher McGEE 120/100D (Pollin-Bestellnummer 640815, 4,95 €)
Sinus-/Musikleistung 60/120 W
Impedanz 8 Ω
Frequenzbereich 80...12.000 Hz
Resonanzfrequenz 80 Hz
Schalldruck 89 dB
Magnet-ø 79 mm
Gewicht 650 g
Einbaumaße (øxT): 110x55 mm
erforderlicher Lochausschnitt: 110 mm

Maße (LxBxH): 128x128x64 mm
ACHTUNG: etwas kleinerer Korbdurchmesser - daher kleineres Loch erforderlich!
Den Lautsprecher habe ich allerdings noch nicht getestet!

Tieftöner DYNAVOX DY131-9A (Pollin-Bestellnummer 640825, 3,95 €)
Diesen Lautsprecher habe ich bereits getestet und für gut befunden.
Sinus-/Musikleistung: 25/50 W
Frequenzbereich: 50...4000 Hz
Impedanz: 8 Ω
Resonanzfrequenz: 70 Hz
Schalldruck: 89 dB
Korb (LxB): 130x130 mm
erforderlicher Lochausschnitt: 121 mm
Einbautiefe: 58 mm
Gewicht: 705 g

Hochton-Chassis "HiFi-Hochtonkalotte 43120025", 0,95 €, Pollin-Bestellnummer 640 802
Technische Daten:
- Impedanz 8 Ω
- Sinus-/Musikleistung 40/80 W
- Frequenzbereich 3000...22.000 Hz
- Schalldruck 88 dB
- Einbau-ø 45 mm
- Gesamtmaße: 51x51x24 mm

Hochtoener   Tieftoener

Der Tieftöner (SONY) scheint als Autolautsprecher konzipiert zu sein. Das ermöglicht auch mit geringen Leistungen der Endstufe (5 W) meist eine ausreichende Lautstärke und Basswiedergabe. Eine offene Bauweise der Box (Bassreflex) dürfte möglich sein.
Der Tieftöner (SONY) hat einen Durchmesser (Membran) von ca. 13 cm. und ein fest montiertes Schutzgitter.

Es wird ein Bassreflexrohr benötigt

Externer Link Berechnung des Bassreflexrohres

  Bassreflexrohr Bassreflexgehäuse

Passende BR-Rohre mit verschiedenen Durchmessern gibt es bei Pollin.

z.B. Bassreflexrohr 50 mm Durchmesser, 0,75 €, Pollin-Bestellnummer: 640 313
Daten: Einbau-ø 50 mm - Länge 60 mm

 


 

So soll die fertige montierte Box aussehen:

Lautsprecherbox

Zuschnitt und Montage

In manchen Baumärkten werden die Feinspanplatten sogar passend (oft sogar kostenlos) zugeschnitten.

Lautsprecherbox

Die Bohrungen / "Löcher" beziehen sich natürlich auf den SONY-Lautsprecher und das Bassrreflexohr mit 50 mm Einbaudurchmesser:

Frontplatte

Die Vorderfront wird nach Einbau der Lautsprecher mit der Box verschraubt.

Anschließen der Lautsprecher (Hochtöner hat als "Frequenzweiche" einen Kondensator von 2,2 uF Folie - keine Elektrolytkondensartoren verwenden!!!):

Lautsprecheranschluss

Wichtig ist dabei, dass beide Boxen (für Stereo-Betrieb) identisch verschaltet werden. Das sorgt dafür, dass sich die Membranen der Lautsprecher gleichsinnig bewegen können. Nur so entsteht später ein guter Stereo-Effekt. Natürlich müssen die Lautsprecherkabel auch an die Endstufen "richtig" angeschlossen werden. Dazu habe ich das rechte Kabel (PLUS) vor dem Durchstecken durch die Bohrung am Ende mit Permanentmarker gekennzeichnet. Das nicht gekennzeichnete Kabel (MINUS) schließe ich später an Masse an.

Auch bei der Verschaltung von Basslautsprecher und Hochton-Lautsprecher muss auf Gleichsinnigkeit geachtet werden. Unsere beiden Lautsprecher machen es leicht: Sie haben ein PLUS- und ein MINUS-Symbol.

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Letzte Änderung:
October 24. 2018 15:31:58
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