Schaltungsvorschläge für den Empfangsteil einer DCF77-Uhr gesucht

    Hallo Volker,


    ich habe die Vermutung, dass die Schaltung mit L am Eingang in der Praxis schwingen wird oder zumindest noch heftiger auf den OPV-Typ reagiert. Immerhin ist das ein Huth-Kühn-Oszillator, den du da hast. Wahrscheinlich kannst du mit Rs und R3 + Poti R5 den Schingungseinsatz beeinflussen. Ich kann vor solchen Trickschaltungen nur warnen! Jedenfalls wäre das keine sehr nachbausichere Schaltung. Das wäre höchstens was den eigenen Gebrauch.


    Zum OVP noch einmal: Typen, die bis 100MHz gehen sind endweder ohne interne Kompensation und daher je nach Schaltung noch schwingfreudiger oder sie haben eine begrenzte Maximalverstärkung von vielleicht 40dB. Solche OPVs kann man durch externe Beschaltung nicht mehr sinnvoll gegenkoppeln. Bei 100kHz mit OVPs Filter mit Mehrfachgegenkopplung aufzubauen ist nicht besonders empfehlenswert. Ggf. kommst du mit einen simplen Transtor mit Einfachmitkopplung über den Emitter bei dieser Frequenz problemloser ans Ziel. Brauchst du eine Schaltung dazu?


    73 de Tom - DC7GB

    73 de Tom - DC7GB

    Lbr Volker,


    vielen Dank für deine weiteren Arbeiten und deinen Bericht.


    An Formeln stehen im Tietze-Schenk noch:


    B = 1/(Pi *R1 *C) und


    Q = Pi * R1 * C *f


    Der Knackpunkt war wirklich der recht kleine erforderliche Wert für deinen R5.


    Es ist interessant, daß es mit dem TL071 auch noch geht. Muß mir mal dessen Grenzfrequenz heraussuchen. Für die Dimensionierung braucht man dann aber tatsächlich das genaue Modell des OpAmps.


    Meine Simulationen mit dem uralten allgemeinen OpAmp-Modell von ca 1985 bestätigten genau die Rechenwerte. Die gelten halt für den idealen OPAmp ohne kritische frequenzbegrenzende Eigenschaften.


    Über den Einfluß der Spule L1 kann auch ich nur spekulieren!


    Wünsche weiterhin viel Erfolg.


    73

    Ha-Jo, DJ1ZB

    hallo OMs,


    Hier mal ein Filter mit Einfachmitkopplung. Mit OVPs ist es nicht ganz so kritisch wie bei Mehrfachgegenkopplung. Durch die Wahl von k kann man die Güte und die Verstärkung unabhängig vom Rest einstellen und im Zweifel auch einen Oszillator bauen ;)


    Mit einem simplen Transistor ist man in den Parametern zwar sehr beschränkt (k=1 ergibt auch nur ein Q=0,5), dafür ist die Schaltung auch nicht mehr kritisch und schwingt nicht. Man kann eine kleine zusätzliche Verstärkung erzielen, wenn der Arbeitspunkt so wie im Transistorbeispiel eingestellt wird. Mit einem zusätzlichen Rc=1k bekommt man am Collektor ein leicht verstärktes Signal bei angenähert symmetrischer Aussteuerbarkeit hin.


    73 de Tom - DC7GB

    Hallo zusammen,


    erstmal Danke für die tolle Zusammenarbeit. Das macht richtig Spaß.


    Also nach dem Filter, das wie auch immer gestaltet sein mag, würde ich den PLL-Tone-Decoder NE567 einsetzen. Der geht bis 500 kHz und wurde auch in Ulltraschallfernbedienungen eingesetzt. Der NE567 ist leicht erhältlich und kostet fast nichts. Die Modulation des DCF77 ist ja so langsam, dass der NE675 damit keine Probleme hat. Hier noch eine Artikel aus Elektor 11/93. Siehe auch unter Zerobeat einfach und stromsparend im Forum. Ich denke mit dem NE567 braucht das vorgeschaltete Filter auch nicht so aufwändig ausfallen.


    Der NE567 liefert dann ein TTL-Signal, das direkt dem PIC zugeführt werden kann.


    vy 73 Volker SM5ZBS

    vy 73 de Volker SM5ZBS

    3 Mal editiert, zuletzt von SM5ZBS ()

    Hallo Volker!


    Ich habe im"Elektronischen Jahrbuch 1985" eine Empfangsschaltung mit A244 (=TCA440) für einen "Zeitzeichensender auf 77,5kHz" gefunden (DCF77 hat dem Lektor wohl nicht gefallen). Wenn Du noch Bedarf hast, gib bitte Laut, dann scanne ich die Seiten für Dich ein.


    73, Andreas DH7AZ

    Hallo Andreas,


    die Schaltung interessiert mich natürlich. Schicke sie mir bitte per E-Mail zu. Das mit dem NE567 kann leider nicht recht funktionieren.


    vy 73 Volker SM5ZBS

    vy 73 de Volker SM5ZBS

    Hallo zusammen,


    ich bin jetzt endlich mal dazu gekommen, das komische aktive Bandpass mit der Spule auf einem Steckbrett aufzubauen. Ich bin dann tatsächlich zu einer brauchbaren Bastellösung gekommen, die allerdings nichts für die Serienfertigung ist. Das nachfolgende Filter hat eine Mittenfrequenz von 77500 Hz bei einer 3dB-Bandbreite von 700 Hz:


    [Blockierte Grafik: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/tl071bandpassmitspule.gif]


    Die Schaltung ist etwas mit Vorsicht zu genießen. C1 und C2 sind billigste Keramik-Cs, die man überall bekommt. Nimmt man Kondensatoren mit besserer Güte, muss man eventuell alles etwas anders dimensionieren, aber die Bandbreite wird dadurch nicht besser. Wird der Wert des Trimmpotis R5 zur Frequenzeinstellung zu klein, dann hat man einen sehr schönen Sinus-Oszillator. Die Speisespannung sollte nicht unter 9 Volt fallen. Ich habe alles mit 12 Volt gemessen. Macht man den Lastwiderstand R7 kleiner (z.B. 1 kOhm), kann das Gebilde auch eine schöne stabile Sinusschwingung erzeugen, die der Mittenfrequenz entspricht.


    Es sind die Bauteiletoleranzen zu beachten. Wenn man die Mittenfrequenz nicht trifft, kann man für eine Grobabgleich der Mittenfrequenz in Serie zu R1 ein Trimmpoti schalten, z.B. 100 kOhm. Die Spule L1 kann man auch abgleichbar machen und sollte um die 80uH besitzen. Dann kann man das Filter noch schmalbandiger gestalten. Ich habe mit Festinduktivitäten von 22 uH, 83 uH, 100 uH und 220 uH experimentiert. Bei 83 uH hatte eine Bandbreite von ca. 700 Hz und bei den anderen Werten um die 2000 Hz.



    [Blockierte Grafik: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/filteraufsteckbrett.jpg]


    Will man auf die Spule verzichten, muss man natürlich wieder umdimensionieren und man erhält in der Praxis Bandbreiten um die 3000 Hz. Vor dem Hintergrund, dass die 77,5 KHz-Quarze nicht überall erhältlich sind, ist dieses Filter mit der Spule doch eine brauchbare Alternative für Eigenbauprojekte.


    Einen Nachteil hat diese Schaltung doch. Nähert man sich der Schaltung mit der Hand, können Schwingungen entfacht werden. Die Schaltung würde sich auch als Näherungsschalter eignen.


    vy 73 Volker SM5ZBS

    vy 73 de Volker SM5ZBS

    6 Mal editiert, zuletzt von SM5ZBS ()

    Lbr Volker,


    nach diesem etwas schwierigen Ergebnis mit dem aktiven Filter habe ich doch mal nach einer anderen Lösung gesucht, zunächst auf die Gefahr hin, daß Du an diese Teile nicht so einfach herankommst:


    Von Neosid gibt es stehende HF-Drosseln in Quaderform in zwei Bauformen, Type SD75 und die etwas größere BS75. Unter den BS75-Drosseln gibt es eine mit 15 mH und 64 Ohm Serienwiderstand, ebenso eine 47 mH mit 250 Ohm Serienwiderstand.


    Mit denen könnte man für 77,5 kHz Schwingkreise bauen, mit einem geeigneten Parallel-C und einem Folientrimmer von maximal 110 pF. Bei einem Kreis würde sich nach überschlägiger Rechnung bei der 15-mH-Drossel eine Bandbreite von 680 Hz ergeben und bei der 47-mH-Drossel eine von 852 Hz (da man die Kondensatoren bei dieser Anwendung wohl als praktisch verlustfrei auffassen kann). Auch die nötige Abgleichbarkeit der Kreise mit Trimmern dürfte gewährleistet sein (wobei ich die Streuungen der Drossel-Induktivitäten nicht kenne).


    Mit solchen Kreisen könnte man mit Zwischenverstärkeren (egal ob mit Transistoren oder Operationsverstärkern, deren kritische Daten dann nicht so eingehen dürften) einen besser reproduzierbaren Geradeausverstärker bauen können als mit den aktiven Filtern am Rande ihrer Einsatzmöglichkeiten.


    HW?


    73

    Ha-Jo, DJ1ZB

    Einmal editiert, zuletzt von dj1zb ()

    Hallo zusammen,


    da es sich gezeigt hat, dass man ohne Spulen nicht auskommt, hier mein nächster Vorschlag:


    [Blockierte Grafik: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/opmitschwingkreis.gif]


    Die Schaltung liefert eine 3-dB-Bandbreite von 300 Hz. Zum Einsatz kommt eine 2,2mH-Spule mit einem gemessenen Gleichstromwiderstand von 1,3 Ohm. Diese Drossel mit einem unbekannten Kern habe ich in der Bastelkiste gefunden. Laut der Simulation ohne Berücksichtigung des Skin-Effekts hätte es eine Bandbreite von 100 Hz ergeben.


    Der Abgleich erfolgt durch Parallel-Schaltung von Kondensatoren zur Spule. Hier der Versuchsaubau auf dem Steckbrett:


    [Blockierte Grafik: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/opmitschwingkreis.jpg]


    Versuche mit 9- und 22- mH-Spulen scheiterten. Die Schaltung fing an zu schwingen. Es müssen also Drosseln von etwa 2 mH für möglichst hohe Strombelastung sein.


    Das Filter könnte man durch Zuschalten von Schwingkreiskondenatoren auf 75 kHz umschaltbar machen, um auch den Zeitzeichensender in der Schweiz http://www.metas.ch/de/labors/official-time/hbg/index.html empfangen zu können. Er arbeitet mit demselben Zeitcode wie DCF77 auf 77,5 kHz.


    Halte ich meinen Finger direkt an den Koppelkondensator C1, kann ich hier in SM eine pulsierende 77,5 kHz-Schwingung von 15 mVs auf meinem Oszilloskop beobachten. Damit ist mir im Prinzip der Empfang von DCF77 gelungen!


    So sieht das stark verrauschte Signal auf dem Oszilloskop aus:


    [Blockierte Grafik: http://www.janson-soft.de/amateurfunk/dcf77oszi.jpg]


    vy 73 Volker SM5ZBS

    vy 73 de Volker SM5ZBS

    4 Mal editiert, zuletzt von SM5ZBS ()

    Hallo Volker,


    hoffentlich ist das nicht die 5. Oberwelle eines TV-Gerätes in deiner Nachbarschaft gewesen ;)


    73 de Tom - DC7GB

    73 de Tom - DC7GB

    Hallo Tom,


    was man auf dem Bild nicht sehen kann, ist das Pulsieren im Sekundentakt, wodurch sich das DCF77 kennzeichnet.


    vy 73 Volker SM5ZBS

    vy 73 de Volker SM5ZBS

    Heisann,


    ich sitze gerade in einer Sternwarte und das Thema ist gerade die MoFi von letzter
    Nacht. Also, geh ich solange mal hier in das Forum der DL-QRP-AG. :D


    Zwecks Beobachtung der Sonne [Radioastronomie] werde ich nun ebenfalls
    einen DCF77-Empfänger mit Uhr aufbauen.


    Die Auswertung erfolgt nach der Schaltung in der Elektor 02/2007 und der
    Empfänger *kupfer* ich einfach mal von Volker [SM5ZBS] ab. ;)


    Nicht alles, was aus Sveden kommt ist Pfusch. :P


    Falls von Interesse, werde ich ebenfalls hier von dem Aufbau berichten.


    Mal sehen, wie ich das in meiner Zeitplanung noch einordnen kann. :(


    73de Kai-Erik, DG2IAC _._|_._

    _._|_._
    Det er meget nedslående å leve i en tid da det er lettere
    å sprenge et atom enn en fordom.
    Albert Einstein

    Hallo Volker,


    ich habe mir noch einmal deine letzte Schaltung angesehen. Es ist zwar nur Kleckerkram, aber der Längswiderstand Rv=1,3 Ohm ist überflüssig, weil R5=4k7 bereits die Bedämpfung des Schwingkreises übernimmt. Ggf müsste R5 etwas kleiner werden, aber damit entfällt dann der Reihenwiderstand Rv. Oder war das nur eine Annahme, weil L1 in der Simulation ideal ist?


    73 de Tom - DC7GB

    73 de Tom - DC7GB

    Hallo Tom,


    Rv ist Teil des Ersatzschalbildes für die Spule. Sri, ich hätte das Ersatzschaltbild durch einen gestrichelten Rahmen kennzeichen sollen. Die Güte der Spule ist sehr entscheidend. Deshalb sind dicke Stromdrosseln sehr geeignet. Die minimale Bandbreite hängt auch von R5 ab. Und zwar gibt es bei einem bestimmten Wert von R5 ein Minimum der Bandbreite. Deshalb habe ich R5 so gewählt. Es muss was mit den Phasengang des OPs zu tun haben.


    Ich habe auch mit anderen Spulen über 9 mH experimentiert. Aber dann hat man einen Oszillator.


    Hallo Kai-Erik,


    leider bin ich nicht mehr weitergekommen mit meinem Projekt. Ich bin für jede Weiterentwicklung dankbar.


    Mein Traumziel ist es, zwei Empfangszpüge aufzubauen. Der eine für die 75 kHz aus der Schweiz und der andere für die 77,5 kHz aus Deutschland. Dabei sucht sich der Empfänger automatisch das bessere Signal aus, was durch zwei Leuchtdioden von unterschiedlicher Farbe gekennzeichnet wird. Rot für HB und Gelb für DL.


    vy 73 Volker SM5ZBS

    vy 73 de Volker SM5ZBS

    Hallo zusammen,


    zur Vervollständigung des Themas habe ich noch ein paar interessante DCF77-Funkuhren-Projekte mit AVR-Microcontrollern gefunden:


    Für Atmega8 und einer Punktmatrixanzeige:
    http://www.thelastinstance.de/elek/project02.phtml


    Für AT90S2313 und einer 7-Segment-Anzeige (interessant, da sehr gut ablesbar):
    http://elektronik-kompendium.d…tungen/avr/dcfclk-big.htm


    Für AVR mit Riesen-7-Segmentanzeige:
    http://s-huehn.de/elektronik/wohnuhr/wohnuhr.htm


    Wie man die veröfftenlichten HEX-Codes in die AVRs hineinbekommt, steht z.B. unter http://s-huehn.de/elektronik/avr-prog/avr-prog.htm beschrieben.


    vy 73 Volker SM5ZBS

    vy 73 de Volker SM5ZBS

    Einmal editiert, zuletzt von SM5ZBS ()

    Hallo Volker, selbst bei einer Bandbreite von 300 Hz zeigt das Oszillogramm eine
    Interferenz mit einem anderen Signal, das sehr stark einfällt. Vielleicht ist es
    doch besser, einen Quarz als Filterelement zu verwenden.
    73 de Olaf
    p.s. und bitte nicht vergessen: "Die Antenne ist der beste HF-Verstärker"
    Wo nichts ist, kann auch nichts gefiltert werden.

    Einmal editiert, zuletzt von dl7vhf ()

    Hallo zusammen,


    hier ist ein Projekt, das ich vor längerer Zeit zu Ehren meines 50. Geburtstages realisiert habe, eine Funkuhr ohne Controller. Der Nachteil ist, dass sie erstmal von Hand gestellt werden muss. Danach ist sie aber synchron, solange der Empfang halbwegs funktioniert.


    vy 73, Klaus, DM5KL