Saba 9241 Receiver - eine ungeplante Überarbeitung

      Hi Reinhard und Achim,

      falls die Zaehlerbox mit ihrer Waerme ein Problem ist -- sollte man dann
      nicht doch noch einmal ueber gute Massnahmen nachdenken, diese nach
      Bedarf auszuschalten ? Das hat ja auch andere Vorteile (Lebensdauer,
      weniger HF etc).

      Es gab ja schon Vorschlaege, dies an die Kanal-Umschaltung zu haengen,
      aber auch andere.

      Besten Gruss,

      Michael

      Liebe Freunde,

      mit dem Luftrohrtrimmer Johnson, Airtronic Typ 5201, ist das Verhalten EXAKT identisch zum vorher probierten Keramikrohrtrimmer. Das heisst, dass der Keramikrohrtrimmer ebenfalls ein Tk nahe an Null hat, was nach seinem Datenblatt (Tk = +100 +/- 400 ppm) gut sein kann.

      Wie schon gesagt, bei 98 MHz steht die Frequenz wie anzementiert, bei 106 MHz hat sie die Restdrift von ca. 60 kHz, läuft schlussendlich bis auf die Marke "+1" am Mitteninstrument hoch.

      Daran ändert sich auch nichts, wenn ich die Dioden der AFC vor den beiden 4,7k Widerständen am TCA530 überbrücke (Pins 1 und 2 des Abstimmspannungsmodul miteinander verbunden). Eine Drift einer der Dioden oder beider, verbunden mit nicht ganz abgeschalteter AFC oder eine Unsymmetrie zwischen den beiden Steuertransistoren der Mittenanzeige scheidet also aus, zumal ja auch die Digitalanzeige der Frequenz an der richtigen Position der Mittenanzeige um 50 kHz hochschaltet.

      Stabilität des DC-offset am ZF-IC teste ich noch (Spannung zwischen Pins 11 und 13 des ZF-Moduls). Wenn sich da nichts rührt, ist es - wie bei Achim - auf die FM-Box beschränkt.

      Achim, Dein Vorschlag, statt 6,8pF auf 3,3pF / N750 zu wechseln und die Kapazität durch den Trimmer auszugleichen, wäre noch die letzte Möglichkeit, weiter zu optimieren. Allerdings geht das bei mir nicht mit dem Luftrohrtrimmer, da der nur einen Bereich bis max 10 pF abdeckt und bei 10 pF bin ich jetzt bereits. Ich müsste dazu wieder auf den Keramikrohrtrimmer zurück, der schafft bis 15 pF. Oder ich nehme einen 4,7pF NP0 parallel mit einem N750, dann könnte der Luftrohrtrimmer bleiben. Muss ich mal simulieren.


      Bei 108 MHz habe ich jetzt diese Verhältnisse:






      Bei 87,4 MHz diese:






      Damit ergibt - wie Ihr seht - auch die Simulation bei 87,4 MHz Stabilität und bei 108 MHz Drift, wie ich es beobachte. Tk der Spule sollte bei mir nahe Null (bis max. 50 ppm/K) sein.


      Gruss,
      Reinhard

      Hallo Reinhard,

      eine Temperaturabhängikeit der Spule wäre in erster Linie das Ergebnis des Ferritkerns, über den wir nichts wissen.
      Bei meinen Versuchen mit Heißluft trat die Abwärtsdrift-Reaktion bei Erwärmung des Oszillatorbereichs von der Bauteilseite fast sofort ein. Der Ferritkern kann da eigentlich noch nicht beteiligt gewesen sein.
      Eher denkt man da an die BB103. Sie reagiert ja kräftig und leider zu allem Überfluss auch noch frequenzabhängig.

      Auf jeden Fall laufen etliche temperaturabhängige Vorgänge mit unterschiedlichen zeitlichen Verläufen parallel ab.

      bei mir haben sich die längerfristigen Veränderungen, die über viele Stunden stattfinden, nochmals verlangsamt, seit die Belüftung durch das Bodenblech verbessert ist und seit die 10W Lampenwärmeleistung auf 2 Watt reduziert wurden.

      Übrigens wirkt sich auch das Vorhandensein der Isolierstoffplatte im Gehäuse der UKW-Box auf der Printseite aus. Ich hatte alle ursprünglich übermäßig langen Bauteildrähte gekürzt und dann testweise die Platte weggelassen, was sich auch auf die Temperaturdrift auswirkte.

      Ich bin schon gespannt auf die Boxen meiner anderen 2 Receiver. Wenn sich alles im Bereich des Mittenbalkens abspielt, wie das ja bei etlichen Geräten beobachtet wurde, sähe ich keinerlei Handlungsbedarf.
      Ein Hochsausen auf + 1,5 aber, das mit zwei Sprüngen des Zählers verbunden ist (100 KHz), stört mich gewaltig.

      Die berühmten alten Görler Mischteile aus den späten 60ern, sowohl die mit 4fach Drehko, als auch mit Varicaps, waren im Temperaturbereich von 20° - 60° mit einer Drift von maximal 50 KHz spezifiziert. Und das 1968.
      Achim

      Hallo Freunde,

      sagte ich doch zu Hans' Hinweis "der CA 3189 DC -Offset. Die Drift des 10,7Mhz Kreises L 318 am CA3189", dass ich das noch teste...!

      Ja, da habe ich den Mund zu voll genommen, so einfach an den DC-Offset Ausgang des ZF-Moduls ein Voltmeter anhängen, bringt ja nichts. Denn natürlich tut sich im DC-Offset was, wenn die Mittenanzeige und die Frequenz hochlaufen - muss ja! Und einer Drift des L318 ist auch nicht so leicht auf die Sprünge zu kommen. Hier wäre Modultausch das beste Mittel, das zu erkennen.

      Andererseits, da ich so gut wie keine Drift bei 98 MHz habe, aber deutlich bei 106 MHz, spricht das gegen die Hypothese des ZF-Teils als mögliche Ursache. Wäre eine Drift im ZF-Bereich, sollte es alle Frequenzen gleich betreffen.

      Zufällig habe ich gerade einen zweiten 9241 bei mir. Ich werde mal probeweise die UKW-Boxen tauschen....


      Hallo Achim,

      ich kann mit dem jetzigen Verhalten bei mir auch leben, es ist jedenfalls ein Riesenfortschritt im Vergleich zu vorher. Wenn ich an 3,3 pF oder 3,9pF oder 4,7 pF mit Tk-Klasse N750 komme, werde ich den jetzigen 6,8 pF/N750 noch ersetzen durch einen NP0 und einen N750 parallel dazu, da meine Rechnung sagt, dass ich damit das Verhalten besser ausbalanciere, wenn ich den originalen 150pF N750 ebenfalls wieder einsetze. Dann sollte bei 89 MHz eine leichte Abwärtsdrift zu beobachten sein und bei 106 MHz eine leichte Aufwärtsdrift, beide aber innerhalb 50 kHz. Momentan kann ich aber keine Klasse 1 Kerkos in dem genannten Kapazitätsbereich mit N750 auftreiben. Mal den Markt beobachten und weitersuchen.

      Gruss,
      Reinhard



      Nachtrag:

      1. Abstimmspannungsmodul ausgetauscht (gegen ein einwandfreies, revidiertes von Michael, Danke Michael) --> keine Änderung! Dass das IC TCA 530 nicht die Ursache war, wussten wir eigentlich schon, der Test diente eher noch mal zur Bestätigung!

      2. FM-ZF Box getauscht gegen eine Box aus einem anderen 9241 --> keine Änderung! Drift im ZF-Verstärker-Bereich, defektes ZF-IC ist auch ausgeschlossen!

      3. FM-HF-Box getauscht gegen eine Box aus einem anderen 9241 --> etwas weniger Drift bei 106 MHz, aber auch dort 50 kHz Drift beobachtet!

      4. Zusätzlich zur getauschten UKW-Box auch die ZF-Box getauscht. Gleiches Ergebnis wie 3.

      Fazit: Andere Ursache als die UKW-Box kann ausgeschlossen werden. Dort kommt nur der Oszillator infrage.

      Moin Reinhard,

      (naja, bei mir ist gerade Morgen ... bei Euch Nacht). Danke fuer die
      Beantwortung der naechsten Frage, bevor ich sie ueberhaupt stellen konnte ;)

      Wenn also die andere Bausteine ausscheiden, und nur der Oszillator als
      Quelle infrage kommt, dann stellt sich die Frage, ob man (empirisch) evtl.
      verschiedenes Verhalten mit verschiedener Bestueckung im Modul korrelieren
      kann.

      Damit meine ich jetzt nicht, dass verschiedene Bauteile verschiedenes Verhalten
      zeigen, sondern konkret ob man an der Originalbestueckung schon Tendenzen
      ablesen kann, oder ob die normalen Schwankungen der verwendeten Teile
      (auch eines Herstellers) schon ausreichen, um nennenswerte Unterschiede
      zu bewirken ?

      Besten Gruss,

      Michael

      Hallo Michael,

      ja, interessante Frage!

      Wir kennen zwar die von den Bauteilelieferanten angegebenen Toleranzen, aber wir wissen nicht, wie konservativ diese Toleranzen angegeben waren, d.h. ob sie ausgeschöpft wurden oder ob die Streuung der Tks tatsächlich deutlich enger war als die Spezifikationsgrenzen angaben (oder waren das vielleicht gar keine Spezifikationen, sondern nur "typische Werte"?).

      Ich habe es mit den angegebenen Toleranzen gerechnet: Schwingkreisfrequenz des Parallelkreises als Funktion von Induktivität und Kapazität. Gemäss der Schaltung Varicap und Verkürzungskondensator in Serie, dazu parallel den Festkondensator, den Trimmer und die Spule. Dort nicht die festen Nominalwerte eingesetzt sondern für jede Kapazität und die Induktivitätn jeweils die zugehörige Temperaturfunktion des betreffenden Bauteils:

      C(T) = C(25°C) x (1+(Tk x (T-25°C))
      L(T) = L(25°C) x (1+(Tk x (T-25°C))

      Dann für Temperaturen von 20-35°C jeden einzelnen Tk des spezifischen Bauteils um seinen Nominalwert innerhalb seiner Datenblatt-Toleranz variiert. Da ich aber für den Tk der Spule keine Angaben habe, lasse ich den als Variable. Damit (und jeder kann das leicht nachrechnen), ergibt sich schon alleine aus den Toleranzen der Tks der Kapazitäten eine Streuung, die sehr nennenswerte Unterschiede bewirkt, sollten die Bauteile die angegebenen Toleranzen ausgereizt haben.

      Insofern müsste man schliessen, dass in der Originalbestückung nennenswerte Unterschiede unvermeidbar waren.

      Beispiel 1.
      Standard-Keramiktrimmer
      Der verbaute Typ hat einen Tk-Toleranzbereich von +/- 250 ppm/K.




      Beispiel 2.
      Klasse 1 Keramikkondensatoren:

      Die verbauten Typen N750 haben einen Toleranzbereich von +/- 120 ppm/K. Es sind davon zwei unterschiedliche verbaut, deren Abweichungen unabhängig voneinander sind.




      Schon der 500 ppm/K Streubereich des Trimmers ist dermassen massiv, dass er nennenswerten Einfluss hat, zumal auch der parallel liegende Kerko zusätzlich in gleicher Richtung abweichen kann wie der Trimmer.

      Selbst wenn man mit den in den Datenblättern angegebenen mittleren Temperaturkoeffizienten rechnet, den Tk der Spule auf optimale Kompensation rechnerisch anpasst und die Toleranzen vernachlässigt, kommt man rechnerisch optimal auf eine Aufwärts-Drift von bis ca. 20 kHz bei 107 MHz und eine Abwärtsdrift von bis zu -20 kHz bei 88 MHz, allein bedingt durch die Bauteile-typischen MITTLEREN Temperaturkoeffizienten der Bauteile (ohne Toleranzen).

      Wenn man das an den Tk-Toleranzgrenzen der Kondensatoren und des Trimmers rechnet, kommt man auf bis zu max. 80-90 kHz Aufwärtsdrift bei 107 MHz und bis zu -60 kHz Abwärtsdrift bei 88 MHz.

      Die Bauteiletoleranzen (die normalen Schwankungen nach Datenblatt) sind also sicher ein Thema. Das beste Gegenmittel: Die Erwärmung begrenzen! Oder - wie Jogi angemerkt hat, man beheizt den Oszillator um immer eine definierte Temperatur zu halten. Man hat dann natürlich keine Stabilität in der Aufwärmphase.


      Oder... und das hatte Achim ja fotografisch festgehalten, man betreibt noch erheblich grösseren Aufwand bei der Auswahl der Trimmer und Spulen und der Konstruktion und Materialien - was auf die Kosten durchschlägt.

      Der Kostenunterschied eines Standard-Keramiktrimmers (ganz links in Achim's Foto) und eines Luftrohrtrimmers (ganz rechts im Foto) ist schon deutlich. Und damit allein ist es dann ja nicht getan....Dafür hat so ein Luftrohrtrimmer aber auch einen 15x engeren Tk-Toleranzbereich als ein einfacher Keramiktrimmer:

      Luftrohrtrimmer (Tronser)


      Luftrohrtrimmer (Johanson, Temex Ceramics, Airtronics AT 5201)





      Gruss,
      Reinhard

      Hallo Reinhard,

      gut, dass Du die konkreten Kerko- und Trimmerdaten noch einmal gegenübergestellt hast. Dazu haben wir dann noch die Toleranzen der BB103, des Ferritkerns etc.
      Man sieht, wie verschiedene Ergebnisse in einem sehr großen Intervall bei einer konkret bestückten Box möglich sind.

      Wenn wir jetzt noch Hypothesen über die Dichtefunktionen der Wahrscheinlichkeitsverteilungen der Toleranzen der einzelnen Komponenten aufstellen - diese könnten normalverteilt, T-verteilt, F-verteilt, was immer sein - dann ließen sich schätztheoretisch Aussagen der folgenden Art treffen:

      "Eine Box hat mit der Wahrscheinlichkeit p einen Driftbereich von höchstens -25 + 25 KHz."

      Hätten wir eine Stichprobe, die groß genug ist, nicht nur 4-5 Boxen, wären sogar testtheoretisch fundierte Aussagen darüber möglich, wie sich die Gesamtheit der Boxen verhält.

      Aber so wie es derzeit aussieht, muss man bei jeder Box die konkreten Eigenschaften untersuchen und entscheiden, ob man Korrekturbedarf sieht.
      So lange sich die Drift im Rahmen des Mittensegments abspielt ist man ziemlich genau im Intervall +-25 KHz. Das ist ein ganz ausgezeichneter Wert, nur Masochisten würden hier versuchen, noch eine Verbesserung zu erzielen.

      Von heftiger Abwärtsdrift haben wir hier im Forum bislang kein Beispiel.

      Die starke Aufwärtsdrift kommt offenbar häufiger vor. Wie sie korrigiert werden kann ist im Thread bislang schon gut deutlich geworden, das lässt sich ggf. noch verfeinern.

      Die Tücke liegt letztlich in der frequenzabhängigen Komponente, die von der BB103 ins Spiel gebracht wird.
      Als Vergleichstyp wird verschiedentlich die MV 209 genannt, die von Motorola noch bis 2008 hergestellt wurde. Hier sind die Daten zu sehen:

      http://saba-forum.dl2jas.com/bildupload/MV209.pdf

      Sonst werden wir mit der frequenzabhängigen Komponente der Drift leben müssen und uns darauf beschränken, die Abwärtsdrift am unteren Ende mit der Aufwärtsdrift am oberen Ende betragsmäßig zum Ausgleich zu bringen.
      Achim

      Hallo Achim,

      die BB103 hat bei 3V 30 pF mit Tk = 250 ppm/K und bei 30V ca. 12 pF mit Tk= 70 ppm/K (rechnerisch bei mir 11,34 pF bei 27V). Diese Daten sind zu BB103 im www zu finden (die hatte ich weiter vorne bereits angegeben).

      Saba hat den Oszillator auf die typischen Bauteiledaten hin optimiert. Optimale Temperaturkompensation (gerechnet) gibt es für die Daten in der nachfolgenden Tabelle. Das ist die Saba-Bestückung. Prinzipiell ist das alles ordentlich gemacht (wie könnte das auch anders sein?), aber gilt eben nur für die mittleren Tk-Werte der Bauteileserien.




      Drift zu höherer Frequenz mit der Temperatur gibt es, wenn der Tk der Spule zu kleineren Werten abweicht, oder der Trimmer kleineren Tk hat, z.B. -400 ppm/K (was in seiner Toleranz ist) oder beides.

      Beispielsweise lässt sich das Verhalten Deines Oszillators reproduzieren, wenn Tk Deiner Spule nur 120 ppm/K ist. Dann optimiert der Luftrohrtrimmer mit Tk = 0 ppm/K optimal. Ich glaube nicht, dass der Tk des Keramiktrimmers sich durch Alterung verändert. Das ist ähnliche Keramik wie in den Klasse I Kerkos und die altern auch nicht. Die BB103 hatte ich durch eine NOS ersetzt, ohne Änderung. Also wird dort auch keine Änderung des Tk mit der Betriebszeit sein. Es ist wahrscheinlich, dass es eine breitere Streung des Tk des Ferritkerns gibt, wie beim Trimmer auch.

      Gruss,
      Reinhard

      Hallo Reinhard,

      wenn wir nun doch wieder bei der Oszillatorspule als Störenfried angelangt sind, kann dort eigentlich nur der Ferritkern für das Verhalten verantwortlich sein, weil er entweder von Haus aus eine hohe Toleranz hat oder gealtert ist.
      Tausche doch mal testweise den Kern mit dem aus der stabilen Box deines anderen 9241.
      Das wäre interessant.
      Achim

      Ja. auch hier ist GRUNDIG vorne.
      Seit Adamszeiten stecken bei GRUNDIG ALU-Kerne im Osz.
      Unsprünglich wegen Brummmodulation (FM) vom Netztrafo, und auch Tk.

      Und die SABA Variometer, haben wenn, dann in der HF, aber nicht im Osz.
      HF- Eisen statt Metall !

      EDIT: Wenn der Kern durch Verluste (Ummagnetisierung) erwärmt wird, zeigt er Trifft. Je kleiner umso mehr.

      Gruss hans

      Hallo Hans (im neuen Gewand),

      das ist es (Kern in der Oszillatorspule)!

      Das erklärt auch, warum bei mir die Drift so schnell einsetzt. Der Kern erwärmt sich ja nullkommanix, die Wärme entsteht im Kern selbst, kommt nicht von aussen.

      Wenn man das Foto vom Grundig T7500 gegen die Mickerspule vom Saba 9241 vergleicht, ist wirklich eine Welt dazwischen. Das dünne rot lackierte Kupferdrähtchen des 9241 gegen den dicken versilberten Draht im T7500!

      Und Hans Du sagst es, Tk des Kerns! Das ist ja bei Ferritkeramik Sintermaterial, da gibt es sicher eine beträchtliche Streuung der Eigenschaften.

      Hier noch mal Saba 9241:




      Hallo Achim,

      den anderen 9241 hatte ich zur Überholung, er ist jetzt fertig und zu. Ich würde ungern da nochmal ran und Kerne tauschen, zumal ich keinen Ersatzkern hätte, wenn dabei ein Malheur passiert (der Teufel ist bekanntermassen ein Eichhörnchen).


      Herzliche Grüsse,
      Reinhard

      Hallo Freunde.

      Ich wurde im www. wieder als „kolerischer Oberlehrer“ (original Grammatik) genannt, da habe ich den alten Beruf aufgegeben.
      Als ich noch Oberlehrer war, gab es oft Diskussionen bei PLL -Oszillatoren.
      „Die Regelung gleicht doch alles aus“ , hies es damals von oben, als wird den T5000 machten. Dass dadurch eine Phasenmod. oder Jitter entsteht, musste erst bewiesen werden.
      Wenn es mir zu bunt wurde, holte ich meine Daumenschraube, Made by ALPS JAPAN. Kernferne stabile Wicklung, ALU.Kern, Luft - Trimmer und AFC- Diode.
      Dann was die Sicht wieder freier.
      Gruß hans

      Hallo Hans,

      viel besser, als diese meisterhafte ALPS Box wird es im Bereich der Consumergeräte wohl kaum noch. Wahnsinn.

      Dagegen muss man sich die Schrumpfspule im Oszillator der Saba Box mal ansehen:



      Das ist nur Bezirksliga.


      Ach ja, und wer etwas zu sagen hat, so finde ich, kann ruhig auch mal den Oberlehrer geben.
      Was hätten wir ohne unsere Oberlehrer gemacht? Dumm geblieben wären wir.
      Achim

      Hallo Achim, Hans, Reinhard,

      klasse -- immer noch was Neues. Da lerne ich gerne !!

      Wenn der Kern des Pudels Kern ist: Gibt es bei den Ferritkernen in der
      Serie eine nennenswerte Streuung ? Oder unterschiedliche Alterung ?

      Jetzt bin ich mal gespannt, ob Ihr auch noch eine neue Spule auftreibt
      und einbaut ...

      Besten Gruss,

      Michael

      Hallo die Runde,

      bei Amidon

      http://amidon.de/contents/de/d232.html

      gibt es unter -> Spulen-Filter-Kerne -> Gewindekerne den 3mm Ferritkern

      "Kern F 100 b - M 3" (Kennfarbe: grün)
      für 20 - 200 MHz

      Den könnte man testen, um zu sehen, wie die Reaktion ausfällt.

      Wenn die Oppermann Spulen 3mm Kerne haben, wären die auch Kandidaten.
      Achim

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