Saba 9241 Receiver - eine ungeplante Überarbeitung

      Naja, Tunerkiste beheizen - ich wiederhole mich glaube ich - und fertig ist der Karton, ohne diese, Achims, Filigranmeister-Arbeit die viele Normalsterbliche sicher aus Angst vor Unfällen möglichst vermeiden werden.
      Gruß Jogi,
      der im Forum von jedem dahergelaufenen Neuling verspottet, beleidigt und als charakterlos tituliert werden darf.

      Hallo Reinhard, Jogi und Mitleser,

      ich kann es selbst kaum glauben:

      Er. Läuft. Jetzt. Stabil.

      Gestern hatte ich den Oszillator neu abgeglichen, da sich dabei das Verhältnis der Kapazitätsanteile des Trimmers zu der parallelen 6p8 Festkapazität ändert.
      Über Nacht abgekühlt, heute früh auf 106 MHz abgestimmt, bis mittags laufen lassen, eine klitzekleine Aufwärtsdrift um 1/4 des Mittensegments, also praktisch nichts.
      Dann abgeschaltet, bis 16:30 abkühlen lassen, eingeschaltet, auf 89 MHz eingestellt, steht bis jetzt felsenfest auf Mitte - wie festgenagelt.

      Die Bestückung des Oszillators ist jetzt wieder komplett original (!), bis auf den Trimmer.

      Das war jetzt eine ziemlich aufwändige Reihe von Tests mit verschiedenen Bauteilkombinationen. Zu mühsam, wenn man sowieso mit "AFC Ein" hört, aber das Ergebnis ist phantastisch.

      Es zeigt sich aber jetzt schon, gerade in Verbindung mit den Beobachtungen von Reinhard, dass höchstwahrscheinlich jede Box eine eigene Temperatur-Charakteristik hat.
      Das macht pauschale Empfehlungen zur Korrektur unmöglich - leider.

      Ich hoffe aber, dass sich für den interessierten und ambitionierten Leser gezeigt hat, wo die Stellschrauben liegen, wie die Reaktion auf Veränderungen bei den einzelnen Bauteilen erfolgen und welche Irrwege man sich ggf. sparen kann.

      Ich habe den Verdacht, dass eines der Bauteile schon Werkseitig eine so hohe Streuung / Toleranz hat, dass eine richtig gute Kompensation bei der Herstellung unmöglich war. Mit der Zeit hat sich die Toleranz dann eventuell noch verschlechtert. Ich kann mir vorstellen, dass der Trimmkondensator des Oszillatorkreises hier eine zentrale Rolle spielt.

      Hier sind noch einmal die getesteten Trimmkondensatoren:



      Von links nach rechts:

      1. Keramiktrimmer, original Saba Bestückung
      2. Vishay Folientrimmer
      3. Vishay Folientrimmer, Industrieausführung
      4. Keramikrohrtrimmer mit Messingkern
      5. Johanson Lufttrimmer
      Achim

      Hallo Achim,

      grenzt ja fast an Wunder!

      Da habe ich ja noch einiges vor mir!


      Gruss,
      Reinhard



      Nachtrag:

      Die Tabellenkalkulation habe ich jetzt erweitert, so dass ich den Tk der Spule jetzt auch richtig einbeziehe und im Ergebnis direkt die Frequenzveränderung im Temperaturbereich von 20 bis 35°C angezeigt bekomme.


      Hallo Achim,

      da Tk als Funktion der Frequenz des BB103 nach Datenblatt bekannt ist, Dein zuletzt eingebauter Luftrohrtrimmer eine sehr geringe Tk-Toleranz und einen Tk von 0 +/- 15 ppm/K hat Temex, Tekelec, Airtronic, Johanson Typ 5201 (0,8-10 pF), für die 150pF und die 6,8 pF jeweils N750 Typen verbaut sind, habe ich damit jetzt mal gerechnet, bei welchen tatsächlichen Tk-Werten (innerhalb der Datenblatt-Toleranzen der nominellen Tk-Werte der Bauteile) der Schwingkreis sowohl bei 106 MHz, wie auch bei ca. 89 MHz gleichzeitig im Bereich < 20 kHz Frequenzverschiebung im Temperaturintervall von 22 bis 31°C bleibt. Das hast Du ja schliesslich geschafft!

      Ich bin nur auf eine einzige Kombination von Tk-Werten gekommen, wo das unter den genannten Randbedingungen möglich ist.

      Hier das Ergebnis:

      1. Johanson Luft-Rohrtrimmers (0,8-10 pF, eingestellt auf 6 pF): Tk= 15 ppm/K
      2. Spule 87,7 nH: Tk= 50-150 ppm/K
      3. C225 150 pF: Tk= -750 bis -800 ppm/K
      4. C230 6,8 pF: Tk= -750 bis -800 ppm/K
      5. BB103: Tk-Verlauf nach Datenblatt

      Der Luftrohrtrimmer-Tk hat unglaublich gute (enge) Toleranz, 0 +/- 15 ppm/K.

      Die Spule sollte nur einen mässig grossen positiven Tk der Induktivität zwischen ca. 50-150 ppm/K haben, da es sonst rechnerisch nicht möglich ist, mit Deiner Bauteilekombination eine hinreichend gute Kompensation an beiden (!) Enden des Frequenzbereichs zu bekommen.

      Wenn ich die Nominalwerte der Saba Kerkos (also Tk von -750 ppm/K) einsetze, und den Toleranz-Mittelwert der originalen von Saba verbaute Keramiktrimmer von ca. -300 ppm/K, gibt es rechnerisch nur gute Kompensation, wenn die Spule einen etwas grösseren Tk von 200 ppm/K hat, aber die Kompensation ist längst nicht so gut, wie Du sie jetzt mit Deiner Konfiguration hast.

      Da jedes der original verbauten Bauteile eine relative grosse Toleranz hat, ist es unvermeidlich, dass es ungünstige Kombinationen gibt, mit der die Kompensation verlorengeht.

      Die Rechnungen ergeben, dass in Deinem spezifischen Fall wahrscheinlich der weniger positive Tk von nur ca. 100 ppm/K der Spule (statt 200 ppm/K, die der Original-Keramiktrimmer besser hätte kompensieren können) die stärkere Drift verursacht hat. Wegen dieses weniger positiven Spulen-Tks hast Du einen Trimmer benötigt, der fast keinen oder nur sehr geringen positiven Tk hat.





      2. Nachtrag:
      Am 21.2.2015 nochmals überarbeitet, da ich erst jetzt das genau zutreffende Datenblatt des von Achim letztendlich eingebauten Luftrohrtrimmers Typ Johanson 5201 (Airtronic, Tekelec, Temex Ceramics) mit dem Tk-Wert und dessen Toleranz gefunden habe.

      Hallo die Runde,

      wenn man an so einer Sache dran ist, sieht man überall nur noch Oszillatoren. Eine Frage stellt sich mir:

      Hier ist die AFC Regelung so ausgelegt, dass die im ZF-Verstärker gewonnene AFC-Korrekturspannung über das TCA 530 die Abstimmspannung so nachregelt, dass der Oszillator wieder stimmt. Neben der Nachstimmung des Oszillatorkreises werden mit der Abstimmspannungsänderung auch Vor- und Zwischenkreis nachgestimmt, obwohl man gar nicht weiß, ob sie verstimmt sind und die Sendefrequenz ist ja im Zweifel konstant geblieben.

      Dann gibt es andere Konzepte, hier das Beispiel Saba 8120



      Die Korrekturspannung aus dem AFC-Diskriminator stimmt hier eine zusätzliche Varicap am Oszillatorkreis ab, deren veränderbare Kapazität über C130 den Oszillator nachstimmt. Die übrigen Kreise werden nicht beeinflusst. So kennt man es auch von den alten Schaltungen mit Reaktanzröhre.

      Müsste dieses Verfahren nicht besser sein, weil es nur den driftenden Oszillator korrigiert?

      Darüber hinaus ist beim 8120 noch eine Berührungselektronik anzutreffen, die beim Betätigen des Abstimmdrehknopfs AFC aus- und beim Loslassen wieder einschaltet. Das ist ein wohl überlegtes Konzept.
      Achim

      Hi Achim und Reinhard,

      toll -- ein echter Fortschritt ! Wenn auch nicht ganz leicht nachzuahmen.
      Dennoch eine Frage: In einem frueheren Thread ging es doch auch schon
      einmal ueber die Stabilitaet der Spannung vom TCA 530 (bei Reinhard).

      War es da nicht auch bei dem neuen IC noch so, dass die Spannung ein klein
      wenig stieg ? Wieviel (in "Balkenanteilen" geschaetzt) ist das dann ?


      Was ansonsten jetzt noch hilfreich waere, ist eine Tabelle fuer eine erste
      Abschaetzung, wieviel Temperaturkompensation man in die eine oder
      andere Richtung wohl braucht, um den Mittenzeiger "festzunageln". Mit
      den Werten zu den Trimmern koennte man dann evtl. zu einem halbwegs
      passablen ersten Ansatz kommen, welchen Trimmer man probiert -- wenn
      ich das bisherige Ergebnis so verstehen darf, dass (zumindest bei nicht zu
      grossen Drifts und sicher intaktem TCA 530) ein Tausch des Trimmers alleine
      schon zum Ziel fuehren kann ?

      Besten Gruss,

      Michael

      Hallo Michael,

      In dem früheren Beitrag zum Thema "Abstimmspannung driftet" (es ging um dasselbe Gerät wie jetzt bei mir), stieg nach der Instandsetzung (Ersatz des defekten TCA durch einen NOS Valvo) die Abstimmspannung in 15 Minuten immer noch um 6 mV (mit dem defekten TCA530 war das allerdings VIEL mehr). Länger als 15 Minuten hatte ich nicht gemessen. Wenn Du es auf ca. 45-60 Minuten hochrechnest (bereits in weniger als 60 Minuten hatte sich die Spannung dann stabilisiert), kannst Du also von 18-24 mV Zunahme der Abstimmspannung ausgehen. Das ist im Bereich der ca. 30 mV, die Achim bei sich beobachtet hatte (hängt natürlich auch von der Frequenz ab, bei der man das misst).


      Wie Achim schon sagte,....man kann wahrscheinlich nicht sagen, dass ein Austausch des Trimmers in jedem Fall zum Erfolg führt. Dafür sind die Tk-Toleranzen der einzelnen Bauteile leider zu gross. Es kann ebenso sein, dass man allein mit passenden Tks der Kerkos korrigieren kann oder man benötigt zusätzlich Austausch des Trimmers oder es reicht allein der Trimmer. Es gibt im Schwingkreis immerhin fünf verschiedene Temperaturkoeffizienten, die jeweils weite Toleranzen haben. Die Kombination dieser Toleranzbereiche geht leider weit über den engen Bereich hinaus, in dem die Kompensation innerhalb von +/- 50 kHz arbeiten könnte.

      Allerdings ist es dennoch richtig, dass der original verbaute Keramiktrimmer einen sehr grossen Tk-Toleranzbereich von -600 ppm/K +/-50% hat, der von Achim schlussendlich eingebaute Luftrohrtrimmer von nur ca. 0 ppm +/- 50 oder +/- 100 ppm. Von daher kann man bei deutlich zu stark ansteigender Frequenz wahrscheinlich mit solchem Trimmer eine Verbesserung bekommen. Ich habe auch bisher eine deutliche Verbesserung bei Ersatz des C225 (150pF/N750) durch parallel 100pF/NP0 mit 47pF/N150 (also im Ergebnis 147pF/N50), also mit weniger negativem Tk, nicht so gut wie jetzt bei Achim. Ich probiere den Luftrohrtrimmer auch noch.

      Gruss,
      Reinhard

      Lieber Reinhard,

      danke -- das fasst noch einmal recht gut zusammen, wie sich die Situation
      in "erster Naeherung" darstellt. Ich habe bei meinen Exemplaren schon welche
      gehabt, die kaum mehr als die Haelfte des zentralen Balkens wandern (womit
      ich recht gut leben kann), aber auch solche, die bis zur 1 wandern -- das ist
      dann schon recht viel. In allen Faellen war das _nach_ Pruefung und ggf.
      Ersatz des TCA 530, also wohl auf den Oszillator zurueckzufuehren.

      I'll stay tuned ...

      Besten Gruss,

      Michael

      Richtig spannende Geschichte, was mich auch anregt, meine Geräte genauer unter die Lupe zu nehmen. Bisher war m.E. die Drift ja hauptsächlich von einem mehr oder minder guten TCA530 zu verantworten, aber das wirft ein anderes Licht. Und jedes Gerät scheint auch seine Eigenheiten zu haben, mein 9241 an dem seit 1978 im HF Teil nichts gemacht wurde hat eine Drift von vielleicht max der Hälfte des Mittelbalkens nach ein paar Stunden, ein 9140 dagegen ist ohne AFC praktisch nicht verwendbar (oder man stimmt immer wieder nach, bei Stationstasten denkbar unbequem). Da dieser sowieso zwecks Grundüberholung in den nächsten Wochen endlich mal aufgemacht werden soll, ist das ein guter Anlaß, mal auch hier zu schauen, ob etwas zu optimieren ist - und woran es liegt.
      Gruß, Gunnar

      Hallo die Runde,

      das stabile Verhalten hat sich auch heute bestätigt, nachdem nach der Abkühlung über Nacht mit 89,3 getestet wurde. Alles praktisch perfekt.
      Eine Abkühlung über Nacht ist bei diesen Geräten etwas ganz anderes, als über ein paar Stunden.
      Die Box meines zweiten 9241 werde ich untersuchen, wenn ich wieder einmal vor Ort bin.

      Man muss davon ausgehen, dass es eine starke Streuung zwischen den einzelnen Exemplaren gibt.
      Saba hat dem UKW-Empfang bei diesen Receivern schon große Bedeutung beigemessen, die Empfindlichkeit, Selektion etc. - das ist alles nicht zu beanstanden.
      Aber man hat die Konstruktion der UKW-Box einfach nicht unter den Bedingungen für ein Präzisionsteil vorgenommen, wie es bei den Beispielen weiter oben (K&H, Revox, Sansui) der Fall ist. Sonst hätte man durch die Verwendung speziellen Basismaterials, Keramikwerkstoffe bei Spulenträgern und Trimmern und versilberte Drähte aus weniger ausdehnungsfreudigem Material als Kupfer sicher eine höhere Temperaturstabilität realisieren können. Aber die genannten Tuner kosteten auch wesentlich mehr, als beim 92xx der ganze Receiver.

      Der Sansui TU-9900, dessen Revision ich einmal hier im Forum dokumentiert habe, lief ohne AFC vergleichbar stabil wie jetzt der nachkorrigierte 9241 und das will wirklich etwas heißen.
      Achim

      Hallo Freunde.

      Nachdem ein Teil meiner Vergangenheit, der TCA530 letztendlich mit einem blauen Auge davon kam, hat er doch nach ca. 15min. Noch eine Drift von 6 mV bei 30.000mV.
      Was bis dato keiner beachtet oder überlegt hat, ist die Aufbereitung der NULL-Anzeige.

      Der CA 3189 DC -Offset. Die Drift des 10,7Mhz Kreises L 318 am CA3189.
      Die Drift der Fluss-Spannung der Dioden 1N4148 und Ub-E der BC238B im Interface der NULL-Anzeige. Die bewegt ja den Zeiger auch aus der Mittelstellung, oder nicht!
      Dazu der MC14016 AFC on /off. Das kann oder wird auch driften. Das ist alles noch ungetestet.
      Zum Test, die Pins 10 und 11 am TCA530 verbinden, und die bekannten Tests delta -F wiederholen.
      Hans

      Hallo Hans,

      dazu einige Beobachtungen von mir:

      Zunächst einmal ist einem bestimmten Betrag der Zeigerwanderung auch stets an derselben Stelle ein Umspringen des Zählers um 50 KHz zugeordnet, sei es auf- oder abwärts. Der Zähler mag natürlich auch wieder seine eigene Drift haben, aber er ist unabhängig von der ZF- und AFC Schaltung.

      Am Beginn der Suche hatte ich per Fön mit reduzierter Düse alle Bereiche des Chassis, auch die Ansteuerschaltung für das Mitteninstrument, den Abstimmbaustein, das Netzteil und den ZF-Verstärker selektiv erhitzt und dann wider abgekühlt. Der Effekt auf die Anzeige war fast Null. Dann habe ich die Bausteine aus dem laufenden warmen gerät gezogen, ohne abzuschalten, sie im Freien abgekühlt und wieder eingesteckt. Kein Effekt. So kam ich auch zu dem Schluss, dass es der TCA + Beschaltung, die Ub und der ZF nicht sein kann.

      Dann testete ich mit offener UKW-Box, von der Chassisunterseite aufgesteckt. Wärme auf den Oszillatorbereich Bauteilseite -> Frequenz und Mitteninstrument abwärts. Wärme auf die Printseite, wo die beiden N750 Cs sitzen -> Frequenz und Mitteninstrument nach oben. Und das extrem stark. Bei Abkühlung umgekehrt.

      Dann die UKW Box aus dem laufenden Gerät genommen, abgekühlt, wieder rein und Frequenz massiv gesunken. Währenddessen war ZF, Abst.Baust. und Ansteuerelektronik fürs Instrument im warmen Gerät geblieben.

      So kam ich zu dem Schluss, es muss die Box sein muss und dort kann es ja nur der Oszillator sein.

      Die winzige Drift der Abstimmspannung nach oben, die Erwärmung des Skalenseils, all das spielt auch eine kleine Rolle, aber keine entscheidende.

      Die Zuleitungen über die 2 47K Widerstände zu Pin 10 und 11 des TCA hatte ich in der Testphase unterbrochen, so dass sie nur noch durch den 1µF gebrückt waren. Das machte keinerlei Unterschied. Dann habe ich den relativ hochohmig schaltenden MC14016 schon während der Überholung des Gerätes durch einen 4066 ersetzt, dessen niedriger "On" Widerstand die Wirkung von Störfeuer aus der AFC Regelung vollkommen ausschaltet.
      Achim

      So ist es. Da wirkt alles auf jedes, alles verändert sich mit der Temperatur, manches kompensiert sich, manches verstärkt sich, die Bauteile haben ihre Toleranzen, altern unterschiedlich, verschiedene Hersteller kommen zum Einsatz...

      Aber - man muss sich im Klaren darüber sein, dass die Zusammenhänge ausgesprochen komplex und vielschichtig sind. Alle Variablen in ein Modell einzubeziehen, ist kaum möglich. Man muss also unter starken = die Komplexität der Wirklichkeit reduzierenden Annahmen arbeiten.
      Dennoch hoffe ich, dass einige Informationen abgefallen sind, die dem Leser die Funktion der Schaltung und der Regelkreise näher bringen.

      Übrigens habe ich als flankierende Maßnahme noch zwei Reihen Löcher in die Bodenplatte gebohrt, die eine Luftzufuhr in dem Bereich sicherstellen, wo in der Grundplatine die Lochreihe zwischen UKW-Box und ZF-Baustein liegt. Wenn in diesem Bereich ein Luftstrom entsteht, heizen ZF-Baustein und Zählerbaustein die Box nicht so leicht auf.

      Achim

      Hallo Achim, Hans, Mitleser,

      ich hänge Achim ja immer ein paar Tage hinterher. Das hat für mich den Vorteil, dass ich Achim's Weg einfach folgen kann.

      Bisher hatte ich C225 (150pF, original bestückt mit Tk-Gruppe N750) ersetzt durch 100 pF/NP0, parallel mit 47pF/N150. Das ergibt insgesamt 147pF/N050.

      Damit war schon eine erhebliche Verbesserung erzielt worden. Bei 106 MHz wanderte die Mittenanzeige aber immer noch bis zur Anzeige "1,4" und die Frequenzanzeige hatte um 50 kHz hochgezählt, schätzungsweise (nach Stand der Mittenanzeige) war die Frequenz um bis ca. 70-80 kHz hochgewandert

      Nun kam heute zusätzlich der Austausch des Original-Trimmers gegen einen Keramikrohrtrimmer mit Messingspindel, der Art, wie ihn Achim zwischenzeitlich ebenfalls probiert hatte (in seinem Foto etwas weiter vorne, der zweite von rechts). Damit kann ich bei mir nochmals eine Verbesserung melden. Bei 89 MHz ist die Frequenz nun fast stabil, bei 106 MHz geht die Mittenanzeige auch nicht mehr bis zur Marke "+1,4" nach rechts wie vorher, sondern nur noch bis zu etwa "+1",. Dabei springt die Frequenzanzeige immer noch um 50 kHz hoch, nach dem Stand der Mittenanzeige dürfte die Frequenz um 60-70 kHz hochgelaufen sein.

      Insgesamt hat sich jetzt die Drift bereits deutlich verringert.

      Morgen kommt der Test mit dem Luftrohrtrimmer, der bei Achim die perfekte Lösung war. Meine Rechnungen, die ich parallel mache, sagen vorher, dass ich damit ebenfalls nochmals eine Verbesserung bekommen sollte, aber nicht so perfekt, wie bei Achim, denn für optimale Kompensation sollte ich C230 (6,8pF) bei mir noch durch einen mit Tk= N450 oder N330 ersetzen, den ich nicht beschaffen kann, wenn ich gleichzeitig wieder auf den 150pF/N750 zurückgehe. Wir werden sehen, was die Praxis morgen sagt.

      Gruss,
      Reinhard


      PS:

      Achim, mein Trimmer steht auf ca. 10,2 pF (+/- ca. 0,5pF)

      Hallo Reinhard,

      erstaunlich, dass bei Dir mit dem Keramikrohrtrimmer immer noch leicht überkompensiert wird.
      Möglicherweise ist die Skalenbeleuchtung die Ursache, die bei mir nicht mehr in der Form vorhanden ist, oder eben die individuelle Charakteristik der Box.

      Wenn man für den 6p8 einen N450 simulieren wollte, könnte man ja auch z.B. auf einen 4p7 oder 3p3 mit N750 wechseln und den Trimmer, der ja einen schwächeren TK hat, mehr an der Gesamtkapazität beteiligen.

      Ich halte es auch für ungünstig, dass Spule und Trimmer auf der Bestückungsseite sitzen, die beiden Cs mit Neg. TK aber auf der Printseite, wo ganz andere thermische Verhältnisse herrschen (Erwärmung durch den ZF etc.) So kann die Kompensation eigentlich nicht richtig synchron verlaufen, nur längerfristig, wenn sich die Temperaturen im ganzen Bereich des Chassis angeglichen haben.
      Das Platzieren auf der Lötseite sehe ich nicht als beabsichtigt an, sondern es ging wohl aus Gründen des Layouts nicht anders.
      Achim

      Hallo Achim,

      ich denke mittlerweile, dass die Skalenbeleuchtung für die Drift doch keine so grosse Bedeutung hat, wie ursprünglich vermutet. Denn die Drift startet relativ schnell, da ist die Umgebung der UKW-Box noch kühl. Die Skalenlampen haben dann noch gar keine Gelegenheit gehabt, die UKW-Box aufzuheizen. Aber im Innern der Box kann ich mit dem IR-Laser-Thermometer bereits Beginn der Erwärmung feststellen, wenn aussen noch nichts zu messen ist. Der grösste Teil (ca. 2/3) der Drift passiert bei mir in den ersten 10 Minuten, das restlich Drittel in den folgenden 10 Minuten. Danach tut sich nicht mehr viel.

      Einen grösseren Einfluss direkt nach dem Einschalten hat die Zählerbox, die sich recht schnell aufheizt. Dadurch, dass sie ans Chassis seitlich angeschraubt ist, erwärmt sich dort der Chassisrahmen mit und gibt auch etwas Wärme über die Verschraubung des Koax-Steckers an der Tunerbox an diese weiter.

      Dass bei mir mit dem Keramikrohrtrimmer noch überkompensiert wird, heisst an sich nicht viel, der hat auch einen Riesentoleranzbereich des Tk, der sogar bis in den Negativbereich geht (trotz Messingspindel). Ausserdem hatt ich von Beginn an eine stärkere Aufwärtsdrift (Überkompensation) als Du bei Deinem Gerät.

      Erst der Luftrohrtrimmer Typ 5210 hat einen so engen Tk-Toleranzbereich, dass man dort weiss, was man wirklich vor sich hat (0 +/-15 ppm/K). Das edle Teil hat der Götterbote heute Nachmittag gebracht.

      Gruss,
      Reinhard