UKW für MW Radios der "FM-2-AM" Konverter

Hallo zusammen,

wie schon angekündigt, hier mein Konzept und schon laufender Versuchsaufbau eines Umsetzers der beliebige UKW Sender auf einen festen Träger im MW Bereich umsetzt. Ich habe dazu den KT0936 als UKW Empfänger verwendet und ein IC TA7358 das eigentlich nicht dafür gedacht ist, da es als UKW Empfänger konzipiert wurde zur AM Modulation verwendet:

Der TA7358 enthält einen Oszillator den ich zur Erzeugung des AM Trägers nutze und eine Gilbert-Zelle Als Mischer die ich als AM Modulator verwende. Die ebenfalls enthaltene HF Vorstufe bleibt ungenutzt. Dieses IC habe ich verwendet, weil es eines der wenigen ist die bis herunter zu 3V noch funktionieren. Ein SA612 z.B. geht nur bis ca. 4,5V.

Um möglichst flexibel zu sein habe ich zur Ausgabe einen Videobaustein verwendet der drei Ausgänge hat die jeweils 75Ohm treiben können. Auch dieses Bauteil ist für 3V Betriebsspannung geeignet und liefert an jedem Ausgang ca. 0dBm (1mW). Das reicht völlig für den geplanten Anwendungsfall.

Das Ganze läuft mit 3-4V und kann somit an zwei Mignon Batterien oder einer 3,7V LiPo Zelle wie z.B. der 18650 betrieben werden. Im Moment läuft mein Versuchsaufbau mit einem gebrauchten Lipo Akku der 1450mAh hat. Da die Schaltung nur 50mA benötigt, läuft sie damit praktisch den ganzen Tag. Hier ein Bild der Modulation:

So sieht die Schaltung im Moment noch aus, aber eine Platine werde ich demnächst dafür entwerfen. Ich plane hier ausnahmsweise soweit als möglich bedrahtete Bauteile zu verwenden um den Nachbau für interessierte einfach zu gestalten.

Rechts ist der Akku zu sehen und vorne drei Spindelpotis für drei Sender, später werden es bis zu 5 sein. Ich habe das bewusst "traditionell" gelöst und auf einen Prozessor mit Display etc. verzichtet. Die Idee ist es dieses Gerät einfach einmal auf einen Sender einzustellen und dann "in die Ecke" zu legen. Mehrere davon können dann ein ganzes Ensemble an Sendern auf MW umsetzen. z.B. NDR1, NDR2 und NDRx. Die dann auf bestimmten Frequenzen im MW Bereich eingestellt werden können.

To do: Schaltungsergänzung die das Gerät automatisch abschaltet wenn der Akku leer ist.

So das erstmal zum Konzept....Fortsetzung folgt.

Quote from DrNeurosurg

D.h. Ich stelle die Schaltung auf meinen Lieblingssender (UKW/FM) ein und die Zielfrequenz (AM/MW) ein und höre dann meinen Lieblingssender auf AM/MW ? Aber nur den ? Oder ?

Ja das ist der Plan. Das Gerät wird einen Schalter haben mit 3-5 Positionen und für jede Position einen Spindeltrimmer. Es können also 3-5 Sender fest eingestellt und ausgewählt werden. Die Sendefrequenz auf AM ist fest und wird von einem Keramikresonator bestimmt. Ich wähle da immer Rasterfrequenzen wie 801kHz, 711kHz, 1044kHz usw. Man kann natürlich mehrere solche Geräte betreiben und dann eine gewisse Anzahl UKW Sender auf MW konvertieren. Wie ich oben schon geschrieben hatte soll das Ganze möglichst einfach sein und ohne Prozessor und Software funktionieren. Halt etwas "Old School" mit SDR Chips

Eine deutlich komplexere Lösung wäre ein DAB+ Ensemble zu dekodieren und die einzelnen Programme dann auf verschiedene Frequenzen im AM Bereich -nach der UKW Abschaltung eventuell auch im FM Bereich- zu übertragen. So etwas schwebt mir auch noch vor und in überlege das erst einmal in GNU Radio per Software zu machen...Aber wie immer wenig Zeit und viele Ideen...Im Moment möchte ich erst einmal den Air-Band Empfänger für meinen Flugfreund fertig machen...

Quote from Tubefan

Hallo Semir,

heißt, pro UKW Sender wird je ein KT0936 und TA7358 benötigt oder wie werden die Sender verteilt?

VG Frank

Hallo Frank,

Ja das ist richtig. Pro Sender brauchst Du eine solche Schaltung. Aber mal ehrlich selbst zu Zeiten wo MW noch regulär gesendet wurde wie viele Sender hat man da am Tag bekommen? 3-4 Je nach Gebiet. Hier im Frankfurter Raum gab es HR1, AFN und DLF sonst nicht allzu viel.

Ich möchte mit dem Projekt erreichen, dass alte Radios vor 1950 die kein UKW konnten so noch vernünftig im Alltag genutzt werden können. Ich habe z.B. im Büro einen Mende 258 stehen. Der klingt gut und ich lasse da Programm aus dem Internet per USB Modulator von meinem Dienstrechner laufen und nun auch UKW als zweite Programmoption von diesem Teil hier. Aber am Ende kann ich ja auch nur einen Sender auf einmal hören.

Mir geht es auch darum alte Radios möglichst unverändert nutzen zu können und alle Funktionen wie Abstimmung, Magisches Auge etc. in der Form wie Sie von den Konstrukteuren gedacht waren zu nutzen. Sicher kann man auch NF in den TA Eingang einspeisen und das Radio quasi als NF Verstärker nutzen, aber dann verliert das ganze aus meiner bescheidenen Sicht den Charme den ein altes Radio hat wenn sich z.B. der Klang und das Magische Auge beim Drehen an der Abstimmung verändern.

Quote from Rundfunkonkel

So ein DAB+ Wandeldings wird doch schon angeboten im Netz, als Tauschröhre im Gerät. Warum gibt es von etlichen Anbietern für Fernseher alle möglichen Set Top Boxen, aber nichts für AM oder FM Radios?

Ja das gibt es für einen DAB+ Sender. Was ich überlege ist ein komplette Ensemble umzusetzen auf verscheidene MW Frewunzen. So hat z.B. das Ensemble des Hessischen Rundfunks alle fünf Programme HR1, HR2, HR3, HR4 und HR-Info in einem Ensemble. Diese würde dann eine Lösung alle auf verschiedene MW Frequenzen umsetzen.

Zur Erläuterung: bei DAB+ wird pro Frequenz im ehemaligen VHF Band III pro Kanal nicht nur ein einziges Programm gesendet sondern quasi verschachtelt mehrere Programme man nennt das Ergebnis von diesem Prozess der Verschachtelung "Multiplex". Wenn ich also z.B. den ehemaligen Kanal 5 empfange so enthält der einen Multiplex von mehreren Programmen wie z.B. HR1, HR2... Das nennt man dann "Ensemble". Es würde sich also anbieten aus dem Multiplex die verschiedenen Programme einzeln zu extrahieren und diese dann jeweils in einen MW Kanal umzusetzen.

Quote from Gasherbrum

Alte Radios ohne UKW, NF seitige Lautstärkeregelung vorausgesetzt, also idR Superhet, kann man doch am einfachsten mit einem UKW oder DAB+ Vorsatz an TA betreiben.

Diese Lösung ist natürlich für Radiobastler viel zu einfach und uninteressant.

Hallo Thorsten,

nicht nur das, sondern man verliert auch etwas an Funktionalität, wenn man das Radio als NF Verstärker nutzt. Wie ich schon schrieb...

"Mir geht es auch darum alte Radios möglichst unverändert nutzen zu können und alle Funktionen wie Abstimmung, Magisches Auge etc. in der Form wie Sie von den Konstrukteuren gedacht waren zu nutzen. Sicher kann man auch NF in den TA Eingang einspeisen und das Radio quasi als NF Verstärker nutzen, aber dann verliert das ganze aus meiner bescheidenen Sicht den Charme den ein altes Radio hat wenn sich z.B. der Klang und das Magische Auge beim Drehen an der Abstimmung verändern."

Und ja das Entwickeln neuer Schaltungen macht mir natürlich Spaß und ich lerne jedes Mal wieder etwas neues.

Hallo zusammen,

Die Schaltung ist nun mittlerweile fertig. Es fehlte ja noch die Stromversorgung. Da ich das Gerät mit einem 18650er LiPo Akku betreiben möchte war eine Abschaltung nötig die spätestens bei ca. 3V das Gerät abschaltet um den Akku vor Tiefentladung zu schützen. Ich habe die dazu erforderliche Schaltung so aufgebaut, dass damit auch eine manuelle Ein/Aus Funktion mit einer Taste gegeben ist. Hier der dafür verantwortliche Schaltungsteil:

Wie funktioniert das? Der Mosfet Q2 ist im "Aus" Zustand gesperrt, da das Gate mit R11 auf Source Potential gehalten wird. Gleichzeitig wird C22 über R12 aufgeladen. Drückt man nun die Taste SW1 wir das Gate von Q1 auf eine ausreichend hohe Spannung gesetzt um diesen durchzusteuern. Damit liegt das Gate von Q2 nun auf Massepotential und dieser steuert ebenfalls durch. Damit gibt Q2 die Stromversorgung der Schaltung frei und diese startet. Über D3, D2 und R9 wird das Gate von Q1 weiterhin auf einem ausreichend hohen Potential gehalten damit dieser Zustand andauert und die Schaltung weiter mit Strom versorgt wird. Q1 hat eine Schwellenspannung von ca. 1,4V die Dioden D3 und D2 haben ebenfalls einen Spannungsabfall von ca. 1,4V. Beides Zusammen ergibt also ca. 2,8V. Mit R9 und der Kombination R10/RV2 kann nun das Potential am Gate von Q1 so eingestellt werden, dass bei einer Untergrenze Der Versorgungsspannung von ca. 3,1V Q1 anfängt zu sperren. Damit sinkt das Potential am Drain von Q2 weiter und durch diese Rückkopplung Sperrt dieser dann in wenigen Millisekunden. Damit ist der Akku wieder getrennt und wird nicht weiter entladen.

Natürlich kann man die Schaltung auch manuell abschalten indem die Taste SW1 gedrückt wird. Da Q1 im "Ein" Zustand ja durchgesteuert ist, wurde auch C22 über R12 entladen. Durch das schließen der Taste wird das Gate von Q1 durch C22 auf Massepotential gelegt, dieser sperrt und damit auch Q2. Die Schaltung ist aus.

Ich habe die grundlegende Schaltung im Netz gefunden und um die Abschaltung bei Unterspannung erweitert.

Der Rest der Schaltung ist recht einfach erklärt. Der KT0936 ist durch R14 und R15 so programmiert, dass er im UKW Modus arbeitet. Die fünf 100kΩ Spindeltrimmer RV3-RV7 erzeugen je eine einstellbare Abstimmspannung. Mit S1 kann eine davon ausgewählt werden. Damit sind praktisch fünf "Lieblingssender" speicherbar.

Das Audiosignal des KT0936 gelangt über R3 und C27 zum Mischereingang des TA7358. Mit RV1 kann der Gleichanteil am TA7358 Mischer eingestellt werden, damit eine AM mit Träger entstehen kann. RV1 ist so einzustellen, dass die Amplitude des Ruheträgers ca. 40% der Maximalen Amplitude beträgt die am Ausgang erreichbar ist.

Die Rote LED in der Doppel-LED dient nicht nur als Betriebsanzeige, sondern stabilisiert auch noch die Spannung an RV1. Damit funktioniert die Schaltung von ca. 3V bis 4V ohne dass die Modulation sich verändert. Der Grüne Teil wird vom KT0936 gesteuert und leuchtet wenn ein Sender erfasst wurde. Das bedeutet ohne Sender ist die LED Rot mit erfasstem und korrekt abgestimmten Sender wird sie Orange da dann der Grünanteil dazu kommt.

Das modulierte Signal wird mit L1/C7+C8 gefiltert und mit dem Tiefpass L2/C18 werden Oberwellen gut unterdrückt. Die erste Oberwelle liegt bei ca. -50dBm und ist damit irrelevant.

Der Resonator Y1 bestimmt die Frequenz des AM Signals. Ich habe hier einen mit 1050kHz eingesetzt um 1044kHz zu erzeugen und auch einer mit 710kHz funktionierte auf 711 kHz Rasterfrequenz gut. Mit C5 kann die Frequenz fein eingestellt werden. Je nach gewählter Frequenz muss L1 und C8 eventuell etwas angepasst werden. Bei tieferen Frequenzen am unteren Bandende würde ich L1 mit 470µH wählen und am oberen Bandende diese mit ca. 220µH dimensionieren.

Die Ausgabe erfolgt über drei BNC Buchsen mit je ca. 0dBm und 75Ω. Durch die drei Ausgänge können viele verschiedene Radios versorgt werden. Der THS7314 (U3) ist eigentlich ein Videotreiber der intern eine Klemmung enthält um das Videosignal auf einem definierten Schwarzwert zu halten. Für diese Anwendung wird das nicht benötigt, deshalb habe ich das Signal wie in der Applikation des THS7314 empfohlen mit R5 etwas vorgespannt. Ohne diese Maßnahme würde U3 das Signal leicht klippen was eine erhöhte Ausgabe von Oberwellen zur Folge hätte.

Der vorläufige Schaltplan findet sich hier als PDF.

FM-AM_Converter-KT0936.pdf

Eine Platine ist gerade in Arbeit...

Quote from Klaus (FTL)

der Quarz mit 1044kHz ist beschaffbar ? Das wäre im Raum Dresden eine interessante Frequenz, da war unser

Hallo Klaus,

Ich verwende in meinen Schaltungen gerne Keramikresonatoren und kaufe die immer auf Vorrat wenn ich welche im Netz finde. Gerade vor ein paar Wochen hatte ich welche bekommen die 630kHz und 710kHz haben. 710kHz kann gut auf der Rasterfrequenz 711kHz eingesetzt werden 630kHz liegt genau auf einer Rasterfrequenz.

Vor ein paar Jahren hatte ich bei Oppermann alle Resonatoren bestellt die in den LW und MW Bereich passten. Dabei war auch einer mit 1050kHz. Durch Exemplarstreuungen und geeignete Wahl der Beschaltung insbesondere des Kondesators mit Trimmer der den Resonator mit Masse verbindet, kann ein solcher Resonator oft erheblich in der Frequenz "gezogen" werden. Die häufig vorkommenden Resonatoren mit 800kHz können z.B. sehr gut auf 801kHz eingesetzt werden. Trozdem ist ein solcher Oszillator deutlich stabiler als eine LC Schaltung.

Wenn Du die Schaltung nachbauen möchtest kann ich Dir gerne einen Resonator zukommen lassen.

Ich plane ja eine Platine in traditioneller Technik, also mit möglichst wenig SMD Bauteilen zu machen. Eine Idee ist es einen Bausatz anzubieten mit Platine auf der schon die SMD Bauteile aufgelötet sind. Der Rest an nicht gewönhlichen Bauteilen würde dann im Bausatz inkludiert sein und der Erbauer müsste nur die Standardbauteile noch betücken.

Ich werde das hier posten wenn es fertig ist und Interesse seitens der Forengemeinde besteht.

Quote from Uli

Um mehrere beliebige Audiosignale "auf Sendung" zu bringen gab es ja schon die Grafikkarten Lösung. Aber die hab ich erstens noch nicht geschafft umzusetzen und zweitens auch noch keine Idee, woher ich die mehreren Audiosignale nehmen soll.

Hallo Uli,

Das mit den UKW Sendern seh ich änlich wie Du

In der Planung ist aber auch eine Lösung mit ESP32 und anschließender Modulation. Das kannst Du dann den Sender deiner Wahl im Internet auf AM (stereo) Umsetzen. Das wird mein nächstes Projekt sein...