Forenfreunde,

an anderer Stelle war bereits auf diese handlichen und relativ preiswert als Selbstbau-Kit erhältlichen UKW-Stereo-Transmitter Bezug genommen worden:
Petition: Erhalt des UKW Radios

Es folgen Vergleiche dieser Kits bzw. Module in jeweils separaten Beiträgen:
ELV SUP1 (basierend auf BH1415F) de.elv.com/elv-stereo-ukw-pruefgenerator-sup-1-075545
ELV SUP2 (basierend auf Si4711) de.elv.com/elv-hq-stereo-ukw-p…p2-komplettbausatz-091048
China-Modul basierend auf dem BH1417F sc04.alicdn.com/kf/Hca674b54b68d4dcc97dd3d74b86b64d4R.jpg

Daten nach den im betreffenden Beitrag für jeden Transmitter nachfolgend beschriebenen Schaltungsanpassungen:


Vorauszuschicken ist, dass diese Transmitter bei uns (Deutschland) nicht im Auto und nicht im Haus an einer angeschlossener Antenne (auch nicht an "einem Stückchen Draht") oder an einem Haus-Kabelnetz (es sei denn, dieses wäre vollkommen separat von einem Kabelnetz eines externen Providers und würde nicht unzulässig abstrahlen) betrieben werden dürfen, sondern nur am (abgeschirmten) Koaxialkabel mit direkter Verbindung zum UKW-Empfänger. Alle drei Transmitter überschreiten nämlich die von der Bundesnetzagentur maximal zugelassene Sendeleistung von 50 Nanowatt um ein Vielfaches, wenn eine Antenne angeschlossen ist. Sie könnten damit mehrere hundert Meter (oder ggf. sogar bis 1 km) weit senden - das würde allerdings die Bundesnetzagentur auf den Plan rufen und kann empfindliche Strafen nach sich ziehen.

Aus dem genannten Grund wird hier nachfolgend immer davon ausgegangen, dass die Verbindung zum UKW Radio-Empfänger über ein 50 Ohm oder 75 Ohm Koaxialkabel hergestellt ist.
Die Geräte SUP1 und SUP2 von ELV haben dafür eine normgerechte 75 Ohm Ausgangsbuchse. Am China-Modul habe ich an dessen Ausgang dafür eine 50 Ohm BNC-Buchse nachgerüstet, zusätzlich werde ich es noch in eine Weissblechbox einbauen, um die Abstrahlung weiter zu reduzieren.


ELV SUP1

Dies war das erste Modul seiner Art des Elektronik-Versenders aus Leer. Angeboten als "Selbstbau-Kit", kommt es jedoch bereits mit den meisten Bauteilen schon vorbestückt (insbes. alle SMD-Bauteile), so dass die Restbestückung für einen geübten Löter und mit feiner Lötspitze nicht allzu schwer ist, wenn man sich genau an die Bestückungsanweisung hält. Ein transparentes Acrylglasgehäuse ist Teil des Kits, das mit einer 9V-Blockbatterie betrieben wird. Wie immer bei Displays, muss man darauf achten, dass man es nicht versehentlich 180° verdreht einbaut. Eine kleine vorstehende Kunststoffnase an einer Seite zusammen mit der Einbauanleitung und Fotos des fertigen Geräts hilft für die richtige Einbauorientierung.

Die Bedienung erfolgt mit Hilfe von drei Drucktasten und einem LCD Display. Stereo ist (ab-)schaltbar.

Daten:
Frequenzbereich: 87,50 - 108,00 MHz, drei Speicherplätze für vorgewählte Frequenzen.
Frequenzabweichung von Sollfrequenz: +3,6 kHz (gemessen)
Oberwellendämpfung: 45 dBc (gemessen)
HF-Ausgangspegel: 103 dBµV an 50 Ohm (gemessen), nicht regelbar

Der HF-Ausgangspegel von 103 dBµV an 50 Ohm (ca. 150 mVeff an 50 Ohm) erfordert unbedingt einen zusätzlichen Abschwächer hinter dem HF-Ausgang. Ich verwende einen stellbaren HF-Abschwächer ("HF-Poti"), der HF um bis zu 70 dB abschwächen kann. Ggf. kann man auch mehrere 20 dB-Abwächungsglieder in reihe dahinter schalten.

Ich verzichte auf Beschreibung des IC BH1415F, die im Datenblatt von Rohm nachgelesen werden kann.


HF-Qualität

HF-Spektrum bei 99,50 MHz (tatsächlich 99,5036 MHz):
horizontal = 10 kHz / DIV
vertikal = 20 dBV/DIV



Ober- und Nebenwellenspektrum:
horizontal = 5 MHz/DIV
vertikal = 20 dBV/DIV



Ober- und Nebenwellenspektrum (ohne 50 Ohm Abschluss, also doppelte Amplitude): Nebenwellen bei +/- 6,2 MHz zum Träger
horizontal = 2 MHz/DIV
vertikal = 20 dBm/DIV



Stereosignal (verbreitert durch 19 kHz Seitenlinien):
horizontal = 50 kHz/DIV
vertikal = 20 dBm/DIV



Die HF-Qualität (Abweichung von Sollfrequenz, Spektrale Reinheit) ist also recht gut, besonders die Nebenwellenunterdrückung von >45 dBc.
Die gefundenen Ergebnisse stimmen mit diesen (Prof. D. Rudolph) überein: radiomuseum.org/forum/elv_ukw_stereo_pruefgenerator.html



FM-Hub (Modulation) und Klirrfaktor

Ohne vorhandenes Wissen und Messmöglichkeit zur Bestimmung des Hubs fischt man im Trüben.
Der Frequenzhub wird natürlich vom Pegel des angeschlossenen NF-Generators und der Einstellung des jeweiligen Trimmpotis in jedem der beiden NF-Eingänge bestimmt. Ist der Hub zu groß, kommt es zur Übersteuerung, also Verzerrungen. Ist der Hub zu gering, dominiert das Grundrauschen zu stark. Es ist dabei auch zu berücksichtigen, dass die nicht abschaltbare Preemphase (hier 50 µs) zu einer Pegelanhebung ab ca. 1 kHz führt, die bei 10 kHz nominell 10,4 dB beträgt. Allerdings kommen in normalem Musik- und Sprachspektrum Frequenzen oberhalb von ca. 4 kHz meist nur noch mit geringer Amplitude vor. Eine Testaufbau, bei dem der gesamte NF-Bereich von 20 Hz bis 15 kHz mit konstanter maximaler Amplitude (wie bei einem Verstärkertest) durchgescannt wird, ist deshalb in diesem Fall nicht wirklich praxisnah.

Die Anweisung von ELV schweigt sich darüber aus, welches der "richtige" Hub sein soll, bzw. welche Eingangs-NF-Amplitude gewählt werden sollte (das gilt generell auch für andere Transmitter und Fabrikate anderer Anbieter). Es gibt nur die Empfehlung, den Pegel so lange zu verringern, bis keine Verzerrungen mehr hörbar sind". Wann wer welche Verzerrungen (Hiss?) wie hört oder nicht, darüber kann man sehr spekulieren.

Ich habe am NF-Generator eine Ausgangsspannung von 1 Veff bei 1 kHz eingestellt (Oszilloskop: 2,9 Vs-s) und dann an den Eingangstrimmpotis den Pegel auf minimalen Klirrfaktor des an einem guten FM-Tuner demodulierten Signals bei 1 kHz eingestellt. Es gab ein deutliches Minimum. Bei dieser Einstellung der Trimmpotis betrug die NF-Spannung für 1 kHz hinter den Trimmpotis 42 mVeff (122 mVs-s am Oszilloskop). Der Klirrfaktor liegt bei dieser Einstellung bei ca. 0,3 % bei 1 kHz und im Frequenzbereich 150 Hz bis 8 kHz bei < 1%. Das Datenblatt des BH1415F nennt typisch 0,3% THD. Der bei diesem "Optimum" gemessene Frequenzhub betrug ca. 60 kHz, bei einer genaueren Nachmessung +/- 52 kHz.

Klirrfaktor des ELV SUP1 bei amplitudenkonstantem Sweep von 1 Veff / 1 kHz (demoduliert an einem SABA MD292 Tuner) und 42 mVeff hinter den NF-Eingangstrimmpotis:


Das ist noch gerade ausreichend, dass Verzerrungen noch nicht hörbar werden. Vom NF-Klirrfaktor her ist die Konstruktion des SUP1 auf Basis des BH1415F eher schwach. Bei 40 Hz erreicht er 6 %. Das steht anderseitigen Berichten nicht entgegen, dass der SUP1 "gut" klinge (wenn der NF-Pegel nicht falsch, insbesondere nicht zu hoch ist. Hörbarkeit von "Klirr" ist ein schwieriges Thema. Besonders bei tieferer Frequenz wird das Ohr für Klirr weniger empfindlich. Ich verlasse mich deshalb auf Messungen. Der Klirr steigt bei Frequenzen < 200 Hz stark an. Damit wird auch klar, warum im Datenblatt des BH1415F bei der Klirrfaktormessung "> 200 Hz" angegeben ist!
Die Nennung eines Klirrfaktors ist bei UKW nur bis höchstens 8 kHz sinnvoll, da die erste Oberwelle einer Grundfrequenz von grösser als 8 kHz ja durch das 15 kHz Tiefpassfilter im Transmitter, spätestens im UKW-Empfänger (Pilottonfilter), eliminiert wird und höhere Oberwellen sowieso.


NF-Frequenzgang-Linearität

Da der SUP1 mit einer Preemphase von 50 µs arbeitet und der demodulierende Tuner entsprechend mit der gleichen Deemphase, sollte bis zur Frequenzgrenze bei 15 kHz ein gerader (linearer) NF-Frequenzgang resultieren. Das war nach meinen (und Messungen anderer (s. N. Malek), auch beim BH1417F ist das so) aber nicht der Fall. Vielmehr fällt zwischen 2 kHz und 15 kHz der Pegel zu stark ab, bei 10 kHz bereits um 4 dB zu viel. Das macht sich durch Höhenverlust beim Hören bemerkbar. Der IC Hersteller Rohm gibt für 50 µs Preemphase eine Kapazität von 2,2 nF an - die sind im SUP1 auch verbaut (C4, C26). Das ist aber hier noch zu wenig, erst durch Ergänzung mit einem weiteren 1 nF (jweils parallel zu C4 und C26), gibt es konstante Amplitude bis fast 15 kHz. Das ist eine arge Löt-Fummelei unter der Lupe, bei dem Mikro-SMD-Gemüse. Ich habe huckepack die Ergänzungskapazitäten mit 1 nF-SMD-Kerkos löten können.
Warum die verbauten 2,2 nF Keramik-SMD-Kondensatoren den Job nicht so verrichten, wie im BH1415F Datenblatt vorgesehen, also korrekte Preemphase damit nicht zustandekommt? Ich vermute, an der Stelle sollten es besser keine Kerkos sein (selbst nicht COG, NPO). Evtl. verhalten sich die "komisch". Sonst habe ich dazu keine Idee. Vom Platz her passen beim SUP1 dort aber nur diese Typen.

NF-Frequenzgang mit 50 µs Deemphasis, Originalbestückung C4=C26= 2,2 nF:




Nach Korrektur der Preemphase-Kapazitäten C4 und C26 durch Vergrössern auf 3,2 nF gibt es gute Linearität bis über 10 kHz:



Durch diese Anhebung im oberen NF-bereich gibt es auch etwas höheren Klirrfaktor bei 8 kHz, aber immer noch um ca. 1 %.



Stereo-Kanaltrennung (Übersprechdämpfung)

Der verwendete Tuner (Saba MD292) hat eine gemessene Stereo-Übersprechdämpfung von deutlich besser als 40 dB bei 1 kHz und > 30 dB im Bereich 20 Hz bis 15 kHz.
Mein SUP1 schafft aber nur 25 dB Kanaltrennung bei 1 kHz, bleibt aber in weitem Frequenzbereich (bis auf die ganz tiefen Frequenzen) auf diesem Wert. Das entspricht dem unteren Wert im Datenblatt des BH1415F. Das reicht aber für einen guten Stereoeindruck aus. Es genügt leider überhaupt nicht, um mit diesem Prüfsender einen Stereodekoder in einem Tuner/Receiver abgleichen zu können. Dafür sollte die Trennung von Seiten des Prüfsenders, gemessen an einem guten und einwandfrei abgeglichenen Stereotuner wenigstens 40 dB betragen. Davon ist der SUP1 weit entfernt.


Dynamisches Verhalten

In der nachstehenden Messung ist der Ausgangspegels des Tuners (also demoduliertes Signal) gegen die Modulationsfrequenz (NF) für verschiedene NF-Generatorpegel (Hub) an den NF-Eingängen gezeigt. Dabei entspricht 0 dBV Eingangspegel = 1,0 Veff (1 kHz) bei der wie zuvor beschrieben gewählten Einstellung der NF-Trimmpotis auf 42 mVeff hinter den Potis (52 kHz Hub). Der Generatorpegel wurde dann in fünf Stufen zu je -5 dB abgesenkt.



Es ist zu erkennen, dass die Tuner-Ausgangsspannung über den gesamten Frequenzbereich proportional zur Generator- (NF-Eingangs-)Spannung ist.
Mit einer Ausnahme: Ab 8 kHz fällt die oberste Kurve (für 0 dBV = 1 Veff Generatorspannung, 52 kHz Hub) erkennbar etwas stärker ab als die Frequenzkurven für tiefere Generatorpegel. Das ist der Preemphase (PEP) zuzuschreiben, die bei 8 kHz +8,5 dB beträgt. Bei einem Pegel von +8,5 dB setzt bei dieser Poti-Einstellung (und 1 Veff Generatorpegel) gerade die Begrenzung im BH1415F ein. Für höhere Frequenzen steigt mit der frequenzanhängigen Preemphase der Pegel eigentlich weiter an, wird aber durch diese Begrenzung nicht realisiert. Im Tuner bleibt die normgerechte Deemphase aber natürlich bestehen. deshalb kommt es oberhalb von 8 kHz zu einer etwas stärkeren pegelabsenkung am Tunerausgang.

Generatorpegel von -5 dBV und weniger werden bei der wie zuvor beschriebenen NF-Potieinstellung von der Begrenzung auch bis 15 kHz trotz Preemphase nicht mehr tangiert.

Daraus folgt die Frage: "Sind dann 0 dBV Generatorpegel nicht schon zu viel, wenn ab 8 kHz Begrenzung einsetzt?"
Die Antwort ist: Nein, für "reales" Sprach- und Musikspektrum in diesem Fall nicht, da bei 8 kHz und darüber die Amplituden um mehr als 10 dB schwächer sind als bei 1 kHz und darunter. Dadurch bleiben auch hohe Töne in diesem Fall noch unterhalb der Begrenzung. Zu weit kann man das aber nicht treiben (Stichwort: Kompression und dessen Probleme).

Ein Kompressor ist im SUP1 (BH1415F) nicht aktiv. Der Limiter setzt erst erfreulich spät ein. Dadurch resultiert ein weiter nutzbarer Bereich, in dem die demodulierte Tunerausgangsspannung linear der SUP1- Eingangsspannung folgt. So will man es gerne haben.


Rauschen

Einen Kritikpunkt muss ich noch anbringen, Rauschen. Der Signal-Rauschabstand gehört leider nicht zu den besten. Im Musikspektrum wird das nicht auffallen, aber in Sprachpausen wird man ggf. in Stereo leises Rauschen wahrnehmen.
Qualitativ sehe ich das auch an einer Frequenzgangmessung mit rosa Rauschen, selbst bei 200-facher Mittelung (hier noch ohne Korrektur der Preemphase Kapazitäten):



Für sich alleine noch ohne Aussage, lohnt es sich, diese Messung mit der später zu zeigenden entsprechenden Messung des ELV SUP2 zu vergleichen, der wesentlich rauschärmer als der SUP1 arbeitet. Der Unterschied der nach der Mittelung noch verbleibenden Rauschamplitude ist groß.
Frequenzgangmessungen mit rosa Rauschen vermeiden übrigens auch meist, dass für höhere Frequenzen Begrenzung einsetzt, die 1/f Frequenzverteilung von rosa Rauschen ist der eines Musikspektrum viel ähnlicher als weisses Rauschen (konstant über Frequenz) oder ein pegelkonstanter Sinus-Sweep.
Für den SUP1 messe ich 55,5 dB S/N Abstand (in stereo) für 52 kHz Hub, bzw 52,5 dB für 40 kHz Hub. Soo schlecht ist es auch wieder nicht, aber auch nicht wirklich gut.

Gruß
Reinhard

Fortsetzung

ELV SUP2
de.elv.com/elv-hq-stereo-ukw-p…p2-komplettbausatz-091048

Dieser UKW-Stereo Prüfsender Nachfolge-Bausatz basiert auf dem wesentlich leistungsfähigeren Si4711, was sich sehr deutlich in den besseren Eigenschaften des SUP2 widerspiegelt.
Darüberhinaus ist der Aufbau wiederum einfach, da die meisten Bauteile (SMD) schon bestückt sind. Es bleibt nur noch wenig einzulöten. Dabei geht es aber auf der Lötseite wegen der dort dichten SMD-Bestückung eng zu. Lupe, ruhige Hand, dünner Lötdraht und feine Lötspitze sind nötig. Der hin und wieder zu lesende Hinweis, es brauche "fortgeschrittene Kenntnisse" wegen dieser Randbedingungen richtet sich an Anfänger und Hobbyisten, die bisher nur gewohnt sind, grobe Lötungen zu machen. Fortgeschrittene Kenntnisse, wie zum Löten des heute weit verbreiteten kleinen SMD Hühnerfutters, sind aber für den Zusammenbau in der Originalversion nicht erforderlich.

Der Bausatz kommt wieder mit einem passenden Acrylglasgehäuse. Die Spannungsversorgung erfolgt über eine USB-Verbindung (5 V) zum PC. Von diesem lässt sich nach Installation eines von ELV herunterladbaren Hilfsprogramms der SUP2 auch komfortabel steuern, ohne sich in der Tastensteuerung mit fünf Druckknöpfen auf dem Gerät selbst zu verheddern. Die aktuelle und letzte Firmware-Version ist 1.1, über die Steuerung mit dem PC kann auch RDS Text übertragen werden. Stereo ist abschaltbar.
In einer frühen Platinenversion war die Polarität für den Elko C16 falsch herum bedruckt. Später wurde das berichtigt, "+" von C16 muss zum Display gerichtet sein. Die anfangs noch verfügbare kleine Zusatzplatine für einen digitalen Eingang war schon seit 2012 nicht mehr lieferbar, warum?

Daten:

Frequenzbereich: 87,50 - 108,00 MHz, drei Speicherplätze für vorgewählte Frequenzen.
RDS Funktion
Frequenzabweichung von Sollfrequenz: -2,2 kHz (gemessen)
Oberwellendämpfung: 35 dBc bei Ausgangspegel von 85 dBµV (gemessen)
HF-Ausgangspegel: max. 99 dBµV max. an 50 Ohm (gemessen), von ca. 88 dBµV (= ca. 25 mVeff an 50 Ohm) bis ca. 99 dBµV regelbar.

(Datenblatt sagt und PC-Steuerungssofware suggeriert: max. 118 dBµV, das galt wohl für die ganz frühe Version, bei der C10 noch mit 10 pF bestückt war. Bei späteren Versionen wurde C10 mit 100 pF bestückt - das ist auch so im Schaltplan - und der max. Ausgangspegel war ca. 100 dBµV - mehr als genug. Oberhalb von 100 dBµV erhöht sich der Pegel bei mir nicht mehr, wenn ich den "Schieber" weiter bis auf 118 dBµV hochziehe. Die Nebenwellenstörungen nehmen mit der Ausgangsleistung stark zu, deshalb kann ich nur den kleinsten Ausgangspegel von 88 dBµV empfehlen. Auch damit ist noch ein nachgeschalteter Abschwächer erforderlich, der den Pegel weiter auf das gewünschte Mass reduziert. "Normaler" UKW-Stereo Radioempfang in guter Qualität ist bei einem Pegel von ca. 60 dBµV gegeben. Für Prüf- und Abgleicharbeiten ist aber selbst das noch viel zu viel. Dafür muss man in vielen Fällen bis auf 10 dBµV herunterdämpfen können.


Ich verzichte auf Beschreibung des IC Si4711, die im Datenblatt von Skyworks/Silicon Labs nachgelesen werden kann.
skyworksinc.com/-/media/Skywor…-sheets/Si4710-11-B30.pdf
skyworksinc.com/-/media/Skywor…plication-notes/AN332.pdf

HF-Qualität

HF-Spektrum bei 99,00 MHz (tatsächlich 98,9978 MHz):
horizontal = 100 kHz / DIV
vertikal = 20 dBV/DIV



Ober- und Nebenwellenspektrum:
horizontal = 1 MHz/DIV
vertikal = 20 dBV/DIV



Ober- und Nebenwellenspektrum:
horizontal = 5 MHz/DIV
vertikal = 20 dBV/DIV



Ober- und Nebenwellenspektrum bei Träger = 87,50 MHz und Ausgangspegel 85 dBµV:
horizontal = 50 MHz/DIV
vertikal = 20 dBV/DIV



Insgesamt ist die Qualität/spektrale Reinheit des HF-Signals vom ELV SUP2 (Si4711) nicht so gut wie vom ELV SUP1 (BH1415F), aber für den vorgesehenen Zweck ausreichend.


FM-Hub (Modulation) und Klirrfaktor

Ohne vorhandenes Wissen und Messmöglichkeit zur Bestimmung des Hubs fischt man auch hier wieder im Trüben. Wie auch beim ELV SUP1, wird der Frequenzhub vom Pegel des angeschlossenen NF-Generators und der Einstellung des jeweiligen Trimmpotis in jedem der beiden NF-Eingänge bestimmt. Hier, beim SUP2, aber noch zusätzlich vom software-seitigen Pegel-Abschwächer, genannt "LEVEL", was irreführend ist. Man denkt dabei an den Level des NF-Eingangssignals, das man damit zusätzlich einstellen kann und vermutet, LEVEL = 100 wäre volle Amplitude und LEVEL= 0 wäre geringste oder keine Amplitude. Stattdessen ist es genau anders herum: LEVEL=0 heisst "Abschwächer = 0" und bedeutet maximalen Pegel und LEVEL=100 bedeutet minimalsten Pegel.

Da sowohl Eingangspegel, Abschwächerpegel (Level) und auch die Einstellung "Hub" im Menü unabhängig voneinander verändert werden können, sind diese Einstellungen nebeneinander "sinnfrei". Entweder die NF-Eingangs-Pegel und der Abschwächer-Level liegen unveränderlich fest und wären zu Beginn auf den Hub-Regler und seine Anzeige kalibriert - dann sollte man den Hub ausschliesslich mit dem "HUB"-Regler verändern. Oder der HUB-Regler und NF-Eingangspegel sind beide unveränderlich festgelegt, dann wird der Modulationshub mit der "Level"-Einstellung gemacht. Hier aber wirkt alles gleichzeitig und unabhängig nebeneinander und unkalibriert voneinander - Kuddelmuddel ohnegleichen!

Wie schon bei der Pegeleinstellung beim SUP1, bin ich hier ähnlich vorgegangen, um Ordnung in das Kuddelmuddel der verschiedenen Einstellungen zu bringen, die alle auf das Gleiche hinauslaufen, nämlich den Modulationshub festlegen. Zuerst habe ich "LEVEL=50" fest gesetzt, nicht mehr verändert, danach 1 kHz mit 1 Veff an den NF-Eingangsbuchsen eingespeist, "Stereo = ein" und "Limiter = aus", "Hub= 40", "Preemphasis = 50 µs".

Der SUP2 besitzt eine LED als Über-/Unter-steuerungsanzeige, diese sollte NICHT leuchten. Ausgehend von maximaler Eingangspegel-Trimmpotieinstellung hinter den beiden NF-Eingängen habe ich zunächst die NF nur in den linken Eingang eingespeist und das zugehörige Poti soweit heruntergestellt, dass die LED gerade nicht mehr aufleuchtet. Dann habe ich die NF nur in den rechten Eingang eingespeist und dort das gleiche gemacht. Dann in beide Eingänge gleichzeitig eingespeist und kontrolliert, dass auch damit die LED nicht mehr leuchtet. Anschliessend habe ich die Pegel links und rechts mit den beiden Potis noch ein ganz klein wenig weiter zurückgenommen und mit dem DVM hinter den Potis kontrolliert, dass sie auf beiden Kanälen gleich sind. Die so eingestellten 1 kHz Pegel waren hinter den Trimmpotis bei beiden Kanälen damit 200 mVeff.

An der Einstellung der Trimmpotis habe ich nachfolgend nichts mehr geändert und auch die Einstellung "LEVEL=50" und "Hub=40" und Preemphasis= 50 µs immer so belassen. Pegeländerungen habe ich nachfolgend nur noch mit dem NF-Signalgenerator vorgenommen, wobei ich als Generator-"Standard"-Pegel 0 dBV = 1 Veff verwendet habe.

Der Hub bei 1 Veff (1 kHz) vom NF-Signalgenerator betrug mit der vorstehend beschriebenen Einstellung ca. 40 kHz, bei genauerer Nachmessung nach längerem Warmlaufen +/- 36 kHz.

Der Klirrfaktor liegt bei dieser Einstellung bei 0,2 % bei 1 kHz und im Frequenzbereich 20 Hz bis 7 kHz bei < 1%. Der Klirrfaktor ist insgesamt über den NF-Bereich viel niedriger=besser als der des SUP1.




NF-Frequenzgang-Linearität

Mit der in Europa für UKW üblichen Preemphase von 50 µs sollte bis zur Frequenzgrenze bei 15 kHz ein gerader (linearer) NF-Frequenzgang resultieren. Leider ist das hier auch wieder nicht gegeben, aber aus anderem Grund und in anderer Weise als zuvor beim SUP1.
Unterhalb von 100 Hz sinkt der Pegel schnell ab, auf -4 dB bei 40 Hz. Klagen, der SUP2 sei "etwas schwach im Bass" sind also messtechnisch belegbar. Das müsste so stark nicht sein! Schuld sind die unterdimensionierten (100 nF) Koppelkondensatoren C31 und C32.
Ausserdem gibt es einen "Huckel" (Überhöhung) von 2-3 dB bei 8 kHz, die vom aktiven 15 kHz-Tiefpassfilter hinter den NF-Eingängen herrührt und ohne starke Veränderung der Schaltung nicht vermeidbar ist.

SUP2 Frequenzgang mit Originalbestückung:




Der zu heftige Bassabfall kann dadurch korrigiert werden, dass auf C31 und C31 huckepack jeweils ein SMD-Kerko mit 330 nF aufgelötet wird. Das erfordert allerdings Übung und Erfahrung beim Löten von SMD-Winzlingen der SMD Bauform 0805. Wenn man es richtig macht, geht gerade das Acrylgehäuse noch darüber, Reserveplatz hat man aber nicht. Man muss unbedingt aufpassen, dass man beim Zuschieben der Acrylglasschale die Kondensatoren nicht wieder abreisst! Besser nicht schieben, sondern einseitig einhaken und danach die andere Seite zuklappen und einrasten!




Verbesserter Bass-Frequenzgang mit den Zusatzkapazitäten von je 330 nF parallel/huckepack zu C31 und C32: Bassabfall nur noch -2 dB bei 40 Hz. Das ist akzeptabel.



Eine Vergrösserung von C12 und C13 (220 nF) auf 440 nF bringt hier nur wenig Gewinn (1 dB) und ist aufgrund der Platzverhältnisse nicht durch "Hinzulöten" zu bewerkstelligen sondern nur durch Austausch der SMD-Kapazitäten. Ich habe das gelassen.


Stereo-Kanaltrennung (Übersprechdämpfung)

Die Stereo-Kanaltrennung meines SUP2 war erfreulicherweise sehr viel besser als die meines SUP1, nämlich 33 dB mit dem SUP2. Das ist immer noch nicht befriedigend, wollte man damit einen Stereodekoder abgleichen wollen, aber für Funktionstests und einwandfreies "Stereo-Hören" voll genügend.





Dynamisches Verhalten

Hier der Ausgangspegel des Tuners (demoduliertes Signal) gegen die Modulationsfrequenz (NF) für verschiedene NF-Generatorpegel (Hub). 0 dBV Eingangspegel = 1,0 Veff (1 kHz) bei der wie zuvor beschrieben gewählten Einstellung der NF-Trimmpotis auf 200 mVeff hinter den Potis (36 kHz Hub), Level= 50 und Hub=40, Preemphasis=50 µs, Limiter=aus. Der Generatorpegel (0 dBV = 1 Veff) wurde in Stufen zu je -5 dB abgesenkt.


(Diese Messungen wurden noch gemacht, bevor später durch Vergrössern von C31/C32 der Bassfrequenzgang verbessert wurde)

DieTuner-Ausgangsspannung ist - bis auf den oberen Frequenzbereich bei 10 kHz der obersten (0 dBV) Pegelkurve - über den gesamten Frequenzbereich proportional zur Generator- (NF-Eingangs-)Spannung.
Ab 8 kHz fällt die oberste Kurve (für 0 dBV = 1 Veff Generatorspannung, 36 kHz Hub) etwas stärker ab als die Frequenzkurven für tiefere Generatorpegel. Die Preemphase (PEP) beträgt +8,5 dB bei 8 kHz. Dabei setzt (wie auch schon zuvor beim SUP1) gerade die Begrenzung ein, auch bei "LIMITER = aus". Denn der angebliche LIMITER ist gar kein Limiter, sondern ein Kompressor (hebt die Amplitude schwacher Signale an und begrenzt starke Signale) und der hat hier gar nichts zu suchen. Wir wollen das eingespeiste NF-Signal unverändert = unkomprimiert übertragen. Beim SUP2 sollte deshalb der sog. LIMITER IMMER auf AUS geschaltet sein!

Generatorpegel von -5 dBV und weniger werden bei der wie zuvor beschriebenen NF-Potieinstellung von der Begrenzung auch bis 15 kHz trotz Preemphase nicht tangiert. Wie beim SUP1 mit meiner dort gewählten Einstellung, werden auch beim SUP2 mit der hier beschriebenen Einstellung NF-Musik-Sprache ohne Begrenzung, also klirrarm, übertragen - immer vorausgesetzt, der sog "Limiter" ist beim SUP2 immer abgeschaltet".


Rauschen

Der Signal-Rausch-Abstand des SUP2 (Si7411) ist erheblich besser als der des Vorgängers SUP1 (BH1415F).

Qualitativ erkennbar an der Frequenzgangmessung des SUP2 mit rosa Rauschen (gleiche 200-facher Mittelung wie zuvor beim SUP1):




Mein gemessener Wert für den Rauschabstand des SUP2 war >63 dB (bezogen auf 40 kHz Hub), das ist im Vergleich zu sehen mit nur 52,5 dB für den SUP1. Also 10 dB weniger Rauschen, das ist schon eine Hausnummer! Der SUP2 verspricht damit rauscharme Übertragung.



FAZIT (shoot out) - Vergleich ELV SUP1 gegen ELV SUP2

Die Empfehlung ist hier ganz eindeutig der SUP2! Er hat wesentlich kleineren Klirrfaktor und bessere Stereo-Kanaltrennung sowie besseren Rauschabstand. Es ist aber darauf zu achten, dass der "Limiter", der in Wirklichkeit ein Kompressor ist, immer abgeschaltet wird.

Der Frequenzgang ist im Originalzustand des SUP1 höhenvermindert und der des SUP2 bassschwach. beides kann durch Korrektur von Kapazitäten korrigiert werden, das erfordert aber fortgeschritenere (SMD)-Löterfahrung.


...wird fortgesetzt.

Gruß
Reinhard

Hallo Andreas,

es kommt noch was von mir mit dem BH1417F. Ist eine Alternative zum älteren BH1415F, insgesamt aber ähnlich.

Gruß
Reinhard

Fortsetzung

ELV SUP2 - Dynamik-Kompressorfunktion, im SUP2 Menü genannt: "LIMITS-ON" ("Limiter", schaltbar)

Der schaltbare sog. "Limiter" des SUP2 sollte immer ausgeschaltet sein, so hatte ich oben geraten. Warum? Dazu hier die Gründe.

Der SUP2 besitzt daneben noch einen nicht schaltbaren Begrenzer, der auch dann aktiv bleibt, wenn der schaltbare "Limiter" abgeschaltet ist. Das hatte ich anhand der bei hohem NF-Pegel bei hohen Audiofrequenzen, bei dem die Preemphase eine starke zusätzliche Pegelanhebung bewirkt, oben bereits gezeigt. Dieser, nicht beeinflußbare Begrenzer, setzt aber erst bei relativ hoher Amplitude ein. Meine Pegel-Grundeinstellung (wie oben beschrieben) war so gewählt, dass er nicht stört.

Basis für alle Messungen und Diagramme ist meine oben bereits erläuterte Grundeinstellung:
- Stereo = ein
- Level (Pegel) = 50
- Hub = 40
- Preemphasis = 50 µs
- NF-Generator Spannung (an den NF-Eingangsbuchsen) von 1 Veff. Dann damit dahinterliegende Trimmpotis so eingestellt, dass an den Trimmpotiausgängen die NF-Spannung 200 mVeff beträgt (Einstellung bei 1 kHz).

Wie wird der Amplitudenfrequenzgang des demodulierten Signals am Tunerausgang bei verschiedenen Generator-Eingangspegeln (höchstens 0 dBV = 1 Veff) beeinflusst, wenn der schaltbare Limiter (Limits = on) eingeschaltet ist?
Bei welchen Generator-Eingangspegeln wird noch ein unverfälschter Frequenzgang erhalten?
Werden kleine (schwache) Amplituden angehoben? Wenn ja, wie viel? Ab wann?
Werden grosse (starke) Amplituden geschwächt (begrenzt)? Wenn ja, wie stark? Ab wann?

Hat also der schaltbare sog. "Limiter" des SUP2 tatsächlich nur eine Begrenzerfunktion oder hebt er sogar schwache Pegel zusätzlich an, ist dann also tatsächlich ein Audio-Dynamik-Kompressor?


Dazu zunächst die Messung des Amplitudenfrequenzgangs am Tunerausgang bei einem willkürlich abgesenkten Generatorpegel am SUP2-Eingang von 100 mVeff (= -20 dBV) einmal ohne den zugeschalteten Limiter (Limits = OFF) und einmal mit zugeschaltetem Limiter (Limits = ON):



Die rote Frequenzgang-Kurve ist für ausgeschaltetem "Limiter", so wie im Eingangsbeitrag bereits gezeigt. Die blaue Kurve ist die mit eingeschaltetem "Limiter" (LIMITS - ON) gemessene. Man sieht die erhebliche Pegelanhebung (hier um ca. 8 dB), wenn der "Limiter" eingeschaltet wird und dass der Frequenzabfall im Bassbereich (bei 40 Hz) und die Überhöhung (bei 8-9 kHz) weniger ausgeprägt sind, Amplitudenänderungen also verringert sind. Das kommt daher, dass niedrigere Pegel stärker angehoben werden als höhere, so werden Amplitudenunterschiede verringert, die Amplituden-Frequenzgangkurve wird "geglättet". Der schaltbare sog. "Limiter" ist also tatsächlich ein Dynamik-Kompressor. Die Bezeichnung als "Limiter" ist irreführend.

Noch besser erkennt man das, wenn man den Amplituden-Frequenzgang bei verschiedenen Generator-Eingangspegeln bei eingeschaltetem "Limits = ON" aufzeichnet.
Wird bei einem sehr kleinen Generatorpegel gestartet, in der Messung unterste Kurve -45 dBV = 5,5 mVeff bei 1 kHz, und in Schritten von jeweils 5 dBV bis auf den Höchstwert von 1 Veff (= 0 dBV) erhöht, erkennt man, dass zunächst die 5 dB Erhöhung von -45 auf -40 dBV auch die entsprechende 5 dB Erhöhung des Tuner-Ausgangspegels bewirkt. Von -40 dBV nach -35 dBV erhöht sich der Tunerausgangspegel aber nur noch um 4 dB und darüber immer nur noch um 3 dB pro 5 dB Erhöhung des Generatorpegels.



Zwischen -35 und -40 dBV Generatorpegel, bei -37,7 dBV, ändert sich also etwas daran, wie die eingangsseitige NF-Amplitude (vom Signalgenerator) "verarbeitet" wird. Unterhalb von -37,7 dBV wird jede Amplitudenänderung exakt in gleichem Mass (1:1) an den Tuner gesendet, darüberhinaus die Amplitude aber frequenzunabhängig um einen konstanten Betrag angehoben. Dagegen wird oberhalb von -37,7 dBV eine Pegeländerung von 5 dB nur noch mit 3 dB gesendet. Anders ausgedrückt: Ein Pegelsprung von 20 dB am NF-Eingang, bei dem sich die Amplitude also verzehnfacht (20 dB = Faktor 10), wird nur noch als Sprung von 12 dB gesendet, bei dem sich die Amplitude also gerademal nur noch vervierfacht (12 dB = Faktor 4). Die zusätzliche Pegelanhebung kleiner Amplituden wird dadurch graduell immer weiter vermindert, je grösser die Eingangsamplitude ist. Beim höchsten Eingangspegel von 1 Veff (0 dBV) ist die Anhebung praktisch kaum noch vorhanden, so dass im wesentlichen nur noch die Begrenzung auf die Preemphase wirkt, so dass die 0 dBV Amplituden-Frequenzgangkurve so aussieht, als gäbe es gar keine Preemphase.

Noch besser sieht man die Dynamikkompression, wenn man die Tuner-Ausgangsspannung (Response in V eff) als Funktion der NF-Generator-Spannung (Excitation in V eff) am SUP2 aufzeichnet. Hier gemacht einmal ohne zugeschalteten "Limiter" (Limits = OFF, rote Linie) und einmal mit eingeschaltetem "Limiter" (Limits = ON, blaue Linie):



Der "Limiter" (Kompressor) bewirkt bei sehr kleinen Generator-Amplituden unterhalb von -37,7 dBV (= 13 mVeff) eine konstante Pegelanhebung um den Faktor 6x (15,6 dB). Ab dem Punkt, an dem die Begrenzung bei -37,7 dBV einsetzt, wird diese Anhebung kontinuierlich verringert, und zwar so, dass eine Eingangs-Pegelerhöhung um 1 dB ab dann nur noch eine Pegelerhöhung von 0,6 dB bewirkt. Diese Verringerung (Kompression) bewirkt den in der Abbildung markierten Dynamikverlust.


So ein Dynamik-Kompressor vergewaltigt Amplitudenverhältnisse und Frequenzgang erheblich. Deshalb ist er für einen "Prüf"-Generator Gift. Denn der soll ja genau das senden, was man ihm NF-seitig eingibt (lediglich mit der nötigen Preemphase) und nicht ein verbogenes, geglättetes oder sonst wie durch "Sound-Processing" manipuliertes. also verändertes Signal. Deshalb: Immer im SUP2 ausschalten!

Dynamik-Kompression macht ja im Autoradio Sinn, wo man hohen Hintergrundgeräuschpegel hat. Dort leise Passagen lauter zu machen und laute zu begrenzen, ist einleuchtend. Mit HiFi hat das aber nichts zu tun. Schade nur, dass das auch bei CDs, DVDs, blu-ray und Schallplatten um sich gegriffen hat. Stichwort "loudness war": de.wikipedia.org/wiki/Loudness_War

weitere Links zur Dynamik-Kompression:
13db.de/mastering/lautheit-lau…ivbeispiele-loudness-war/
forums.stevehoffman.tv/threads…ic-range-database.798531/


Gruß
Reinhard


...wird fortgesetzt

BH1417F Transmitter-IC (ex China Modul)

Im ELV SUP1 werkelt der Vorläufer BH1415F (pira.cz/pdf/bh1417f.pdf). Dem ist der BH1417F (mouser.de/datasheet/2/348/BH1417F-1201431.pdf) sehr ähnlich. Es sind also keine großen Unterschiede bei den Eigenschaften zu erwarten. Die Aussenbeschaltung ist bei dem China Modul anders, u.a. gibt es keine Eingangstrimmpotis. Deshalb ist nur ein kleinerer Pegel von max. 0,3 Veff(-10 dBV) für die anlegbare NF (Modulationssignal) gestattet. Der Unterschied zwischen BH1415F und BH1417F liegt bei der Funktion und Beschaltung der Pins 15-18. Beim BH1417F werden darüber die HF-Festfrequenzen codiert. Beim 1415F werden sie für die Funktionen "enable", "clock input", "data input" und "audio mute" im Zusammenspiel mit einem Mikrocontroller benutzt. Ansonsten sind die technischen Daten und Eigenschaften nach Datenblattvergleich von beiden ICs gleich.

Die über eine DIP-Schalterbank an den Eingängen 15-18 codierbaren Frequenzen liegen an den beiden äusseren Enden des UKW-Frequenzbands, was die Möglichkeit reduziert, dass es zur Störung von regulären Rundfunksendern kommt:



Man kann also auch die Pins 15-18 auf Masse legen ("low"), damit ist die Sende-Frequenz 87,70 MHz programmiert.

Das ist eine besonders einfache Lösung, wenn man sowieso nur eine einzige Trägerfrequenz benutzt, da für die Frequenzeinstellung - anders als beim BH1415F - kein Mikrocontroller erforderlich ist, sondern nur eine DIP-Schalterbank, mit der jeweils an den Pins 15-18 der Digitalpegel "low" oder "high" entsprechend der Tabelle gesetzt wird. Die komplette Schaltung ist somit günstig aufzubauen. Es werden Eigenbauvorschläge und fertige Module mit dem BH1417F angeboten. Das komplette Modul - fix und fertig - kann man aus China für nur ca. 12 €, inkl. Versand bekommen. Baut man es selbst, wird es teurer. Da müsste man für den 7,6 MHz Schwingquarz und das IC alleine bereits fast so viel oder sogar mehr ausgeben. Deshalb lohnt es sich m.E. zum fertigen Modul zu greifen, und es ggf. nachträglich zu modifizieren, wenn erforderlich oder gewünscht.

Hier einige Links zu solchen Vorschlägen:
electroniq.net/radio-frequency…m-stereo-transmitter.html
electroschematics.com/stereo-pll-fm-transmitter-bh1417/
circuit-zone.com/index.php?electronic_project=630


Fertige Transmitter-Module findet man leicht (u.a. bei ebay), wenn man in eine Suchmaschine "BH1417F" eingibt. Ich verzichte dafür auf Verlinkung solcher Angebote. Es sind zahlreiche Varianten erhältlich, die sich im Aufbau aber ähneln (Mikrofone haben darauf m.E. allerdings nichts verloren). Ich habe mir dieses besorgt, nur 4 x 6,5 cm groß:



Es besitzt eine Mini-Hohlsteckerbuchse für 5V-Versorgung mit einem USB Power-Pack oder einer gut stabilisierten 5 V DC-Versorgung. Schaltnetzteile sind nicht geeignet. Ripple auf der Versorgung macht sich durch erhöhten NF-Störpegel bemerkbar. Ungeregelte Netzteile verbieten sich auch wegen ihrer Spannungsvariation, die die max. zulässige Versorgungsspannung von 6 V überschreiten kann und dann den IC zerstört. Die NF für die beiden Stereokanäle wird über eine 3,5 mm Stereo-Klinkenbuchse zugeführt. Man kann dort auch einen Adapter auf 2 x RCA (Cinch) Buchsen anschliessen.

Der Betriebszustand "ein" wird durch eine LED signalisiert.
Stereo ist permanent eingeschaltet und nicht abschaltbar.
Preemphase ist nominell 50 µs mit der standardmässigen Beschaltung mit 2,2 nF Kondensatoren an Pins 2 und 21 jeweils an Masse. Das ist aber leider oft ungenau/unbefriedigend - wie schon beim Review des ELV SUP1 vermerkt. Korrekturen sind für geraden Frequenzgang nötig, jedenfalls wenn mit SMD Kerkos bestückt wurde.

Auf den HF-Ausgang habe ich eine SMA-Buchse für Leiterplatten gesetzt und verlötet, auf die ich einen BNC-Adapter schrauben kann. Die HF geht somit über Koaxialkabel an den UKW-Empfänger.


Daten:

Frequenzbereich: 87,70 - 88,90 MHz in Schritten von 0,20 MHz und 106,70 - 107,90 MHz in 0,20 MHz Schritten, mit DIP-Schalter codierbar
Frequenzabweichung von Sollfrequenz: +3,4 kHz (gemessen)
Oberwellendämpfung: 30 dBc bei HF-Ausgangspegel von 124 dBµV (gemessen)
HF-Ausgangspegel: 124 dBµV = 1,6 Veff an 50 Ohm (gemessen)

Die Ausgangsleistung ist vergleichsweise hoch, über 50 mW. Es bedarf heftiger Abschwächung (mehr als 60 dB Dämpfung) am HF-Ausgang, um damit arbeiten zu können. Auch bei mit 50 Ohm abgeschlossenem HF-Ausgang, strahlt das Modul noch kräftig ab, so dass ich im ganzen Haus empfangen konnte, obwohl das Modul (ohne Antenne natürlich) sich im (betonierten) Keller befand. Ein Weissblechgehäuse zur Abschirmung ist also zusätzlich geboten. Das werde ich nachrüsten.


HF-Qualität

HF-Spektrum bei 88,90 MHz (tatsächlich 88,9034 MHz): Stereo ist aktiv, daher die Verbreiterung durch Pilotton-Modulation
horizontal = 100 kHz / DIV
vertikal = 20 dBV/DIV



Ober- und Nebenwellenspektrum für Träger bei 88,90 MHz:
horizontal = 10 MHz/DIV
vertikal = 10 dBV/DIV



Ober- und Nebenwellenspektrum für Träger = 88,90 MHz:
horizontal = 20 MHz/DIV
vertikal = 20 dBV/DIV


Die Qualität des HF-Trägers ist schlechter als beim ELV SUP1, Nebenwellendämpfung ist nur 30 dBc, da der Ausgang des China Moduls entweder schlechter gefiltert, der Ausgangspegel allerdings auch wesentlich höher ist.


FM-Hub (Modulation) und Klirrfaktor

Der Frequenzhub wird hier ausschliesslich vom Pegel des angeschlossenen NF-Generators bestimmt. Das Datenblatt des BH1417F gibt den max. zulässigen Eingangspegel zu -10 dBV (= 0,316 Veff) an. Das ist auch nach meinen Klirrfaktormessungen (für 1 kHz) der optimale NF- Eingangspegel für </= 1 kHz. Oberhalb von 1 kHz addiert sich die Preemphase, so dass man bei pegelkonstanter Fütterung der NF-Eingänge bis auf -20 dBV (0,1 Veff) heruntergehen muss, weil sonst im oberen Frequenzbereich (>4 kHz) die Begrenzung einsetzt. Bei "regulärer" Sprach- und Musikübertragung ist man dieser Beschränkung nicht unterworfen, da dort die Amplituden bei höheren Frequenzen - wie bei rosa Rauschen - viel kleiner sind und somit trotz der starken Preemphase-Anhebung bei höheren Frequenzen diese auch bei einem 1 kHz Pegel von -10 dBV noch nicht in die Begrenzung kommen.

Den Hub bei -10 dBV NF-Eingang (1 kHz) habe ich bei 88,90 MHz Trägerfrequenz zu +/- 40 kHz gemessen.


Klirrfaktor des ELV SUP1 bei amplitudenkonstantem Sweep von 250m Veff / 1 kHz = -12 dBV (demoduliert an einem SABA MD292 Tuner):

Der NF-Klirrfaktor mit dem BH1417F ist ähnlich (schlecht) wie beim ELV SUP1 mit dessen BH1415F. Auch hier wieder der gleiche enorme Klirranstieg zu kleinen Frequenzen (insbesondere bei < 200 Hz).




NF-Frequenzgang-Linearität

Genauso wie der BH1415F im ELV SUP1, hält auch dieses China-Modul mit dem BH1417F keinen geraden Frequenzgang ein, sondern fällt zu höheren Frequenzen oberhalb von 1 kHz im Pegel zu stark ab. Bei meinem Exemplar waren es bei 10 kHz fast 5 dB zu viel (N. Malek berichtet zu diesem Modul, dass es bei seinem Exemplar nur 2 dB bei 10 kHz waren). Vermutlich sind die unterschiedlichen Abweichungen auf die bestückten Keramik-SMDs zurückzuführen. Deren tatsächliche Kapazität kann nach Alterungszustand und Betriebsspannung, Frequenz usw. teilweise erheblich vom Nominalwert abweichen. Ich musste parallel zu C8 und C21 auf meinem Modul (Preemphasis-Kondensatoren an PINs 2 und 21 des BH1417F) jeweils 1000 pF SMD-Kondensatoren parallel (huckepack) löten, um horizontalen Amplitudenfrequenzgang bis 10 kHz zu erhalten (ich hasse diese für mich fummelige SMD-Löterei dieses winzigen Hühnerfutters). Oberhalb von 10 kHz fällt die Amplitude auch dann immer noch ab, was aber durch die Toleranz der cut-off Frequenz des IC (nach Datenblatt ggf. -3 dB bei 12 kHz) bedingt ist.

NF-Frequenzgang bei Eingangspegel von -20 dBV, Preemphase (C8, C21) korrigiert:



Man erkennt die zusätzliche Überhöhung bei < 40 Hz, die auch nicht sein sollte. Nach Malek lässt sie sich durch Vergrösserung der Kapazität C36 dieses Moduls von 47 µF auf 200 µF beseitigen. Bei mir genügte bereits, 68 µF (SMD) parallel zu den 47 µF (C36) zu löten, um ein sehr akzeptables Ergebnis (+1 dB bei 20 Hz) zu erhalten:

NF-Frequenzgang bei Eingangspegel von -20 dBV, Preemphase (C8 und C21) und zusätzlich C36 korrigiert:



Nur -2 dB bei 15 kHz und +1 dB bei 20 Hz. Ein sehr gutes Ergebnis! Die so korrigierte Schaltung kann für die Überprüfung des Frequenzgangs von UKW-Empfängern verwendet werden.


Stereo-Kanaltrennung (Übersprechdämpfung)

Die Stereo-Kanaltrennung, die lt. BH1417F Datenblatt wenigstens 25 dB (bei 400 Hz) betragen sollte, enttäuschte bei meinem China-Modul, was ich auf ungünstige Bauteile-Toleranzen der Aussenbeschaltung des IC zurückführe. Mein ELV SUP1 konnte ja so gerade an die Minimum-Spezifikation herankommen, aber hier bei meinem China-Modul mit dem BH1417F werden nur 20 dB erreicht:




Von N. Malek (Link unten) empfohlene Korrekturen des Pilottonpegels und dessen Phasenlage (Kondensator C20, 1 nF von BH1417F, Pin 19, nach Masse ergänzen), hatte bei meinem Exemplar leider keine positive Wirkung. 220 pF an PIN 19 nach Masse verschlechterte die Kanaltrennung um 1 dB auf 19 dB, 1 nF verschlechterte sie sogar um 4,5 dB auf 15,5 dB. Ich erkläre das damit, dass ander als bei Malek, der dadurch die Übersprechdämpfung sehr verbessern konnte, bei mir eine zufällig ungünstigere Konstellation der Toleranzen der Aussenbeschaltung am IC Pin 5 (MPX Composite Signal) vorliegt, bei der eine schlechte Phasenlage des Pilottons (in der "falschen Richtung") resultiert, die durch Hinzufügen von Kapazität C20 (für den Pilotton) nur noch weiter verschlechtert wird.

Da auch die Übersprechdämpfung beim ELV SUP1 ein Schwachpunkt war, scheint sie bei BH1415F und BH1417F generell ein Schwachpunkt zu sein und hängt sehr empfindlich von den Bauteilen der Aussenbeschaltung ab. Die Empfehlung, ggf. einen Kondensator 150 pF bis 1000 pF nach Masse an PIN 19 zu ergänzen, um damit die Übersprechdämpfung zu optimieren, funktioniert nicht immer.

Also auch hier das schlechte Ergebnis: Um einen Stereodekoder in einem UKW-Empfänger abzugleichen, ist diese Schaltung leider ungeeignet. Dafür müsste sie wenigstens 40 dB Kanaltrennung an einem korrekt (mit Profi-Stereocoder/Messsender) abgeglichenen UKW-Empfänger erreichen können.


Dynamisches Verhalten

Messung des Ausgangspegels des Tuners (demoduliertes Signal) gegen die Modulationsfrequenz (NF) für verschiedene NF-Generatorpegel (Hub). 0 dBV Eingangspegel entspricht 1,0 Veff (1 kHz) Der Generatorpegel wurde von -5 dBV in Stufen zu je -5 dB abgesenkt.
(Diese Messungen wurden noch gemacht, bevor später durch Vergrössern von C36 der Bassfrequenzgang verbessert wurde)



Bei -5 dBV Eingangspegel ist man bereits knapp in der Begrenzung, denn Absenkung um 5 dB resultiert in einer Abnahme des Tuner-Ausgangspegels von nur ca. 4,5 dB. Die Wirkung Begrenzung muss also bei etwas unter -5 dBV schon einsetzen.
An der Frequenzgangkurve bei -10 dBV Eingangspegel kann man den Einsatzpunkt der Begrenzung genauer bestimmen. Der Amplitudenabfall setzt dort bei 4,3 kHz ein, die Preemphase beträgt bei dieser Frequenz 4,8 dB. Also setzt die Begrenzung bei 4,8 dB - 10 dB = -5,2 dBV ein, das sind 0,55 Veff (gleicher Einsatzpunkt der Begrenzung wie von Malek gemessen). Bei der -15 dBV Frequenzgang-Kurve erfolgt der Abfall bei 9 kHz, für die die Preemphase 9,8 dB ist. Entsprechend wieder zu rechnen: 9,8 dB - 15 dB = -5,2 dB, also dasselbe Ergebnis für den Einsatz der Begrenzung.

Unterhalb -10 dBV haben alle Frequenzgangkurven den korrekten Pegelabstand von 5 dB im Bereich bis 1 kHz, wo die Preemphase noch nicht wirksam ist. Es gibt keine Dynamik-Kompression. Auch gut zu sehen an der Spannungs-Linearitätsmessung (Tuner Ausgangsspannung als Funktion von Generator-Eingangsspannung) bei f=1 kHz, die erst bei 0,55 Veff Eingangsspannung in die Begrenzung geht.


Rauschen

Meine Rauschmessung am BH1417F China Modul ergab mit 55,5 dB Signal/Rauschabstand einen leicht besseren Wert als beim ELV SUP1, der noch 3 dB schlechter abschnitt (Werte jeweils für 40 kHz Hub). Der Unterschied könnte in der anderen Aussenbeschaltung begründet sein.

Der ELV SUP2 bleibt auch hier deutlich überlegen.


FAZIT:

Hohe Ausgangsleistung (als Prüfsender nur mit hoher Dämpfung von 60 dB und mehr verwendbar), nach einigen Korrekturen von Kapazitäten kann sehr guter Frequenzgang erreicht werden. Da keine Kompression, für Messzwecke gut geeignet.
Schwachpunkte: Stereo-Übersprechdämpfung (bei meinem Exemplar auch mit den dafür vorgeschlagenen Korrekturen nicht verbesserbar) und etwas knapper Rauschabstand.
Sollte in Weissblechbox eingebaut werden.
Unfassbar preiswert!


Anhang:
Zitierte Untersuchung von N. Malek mit Schaltplan des BH1417F China Moduls: n-malek.de/4598/index.html

(Der dort auch enthaltene Bericht zum ELV SUP3 enthüllt leider nicht, ob die beim SUP3 gegebene Abschaltbarkeit der Begrenzerfunktion (= Kompressor) im PC-Bedienungs-Menü des SUP3 - Haken gesetzt oder entfernt? - übersehen wurde, nicht funktionierte oder etwas anders als den Kompressor abschaltete. Wenn etwas anderes, was war das? Wie wirkete sich das Abschalten auf die Messungen aus?)


Gruß
Reinhard

Hallo Andreas,

Könnte man einfach machen, ja. Im Idealfall ist das perfekt. In der Praxis aber nur bedingt nützlich.

In vielen Fällen gibt es ja leider grössere Abweichungen von der Linearität. Deshalb soll nach den Service Anweisungen bei 2-Punkt-Abgleich der Oszillator für das obere Bandende meist nicht am äussersten Ende bei 108 MHz abgeglichen werden, sondern bei 106 MHz oder sogar 104 MHz. Entsprechend verlangen Abgleichvorgaben in Service Unterlagen für Radios mit 104 MHz Bandgrenze vielfach den Abgleich ebenfalls bei kleinerer Frequenz, z.B. bei ca. 102 MHz. Gleicht man an den Bandgrenzen ab, gibt es oft eine zu große Abweichung in Skalenmitte. Nicht alle haben den 3-Punktabgleich. Und für den brauchte man ja auch noch diese dritte Frequenz in Bandmitte.

Die verfügbaren Frequenzen beim BH1417F über die DIP Schalter immer umschalten zu müssen, ist aber fraglos unpraktisch. Die DIP-Schalter sind schwergängig und nicht für viele Schaltvorgänge / häufiges Umschalten robust genug. Da wäre ein separater externer Drehschalter, der nur für zwei oder drei Frequenzen ausgelegt ist, von Vorteil. Könnte man mit einem rastenden Drehschalter mit zwei (bzw. drei) Ebenen statt der DIP-Schalter ja machen.

Es gibt bei dem oben genannten China Modul eine "Spezialität", die ich nicht genannt hatte. Das ist die Besonderheit, dass die Kodierung für 107,9 MHz nicht nach BH1417F Datenblatt LHHH ist, sondern HHHH. Auf der DIP-Bank des Moduls ist lo=1 und hi=0, also anders, als man es erwartet. 107,9 MHz ist dort also "0000" zu schalten. Ausserdem ist die Reihenfolge der geschalteten PINs nicht 15, 16, 17, 18 wie in der Tabelle des ICs sondern anders herum, 18, 17, 16, 15. Deshalb ist die Kombination "0001", die eigentlich nach IC-Tabelle für 107,9 MHz (LHHH) gelten sollte, nicht mehr zugeordnet. Es hat mich interessiert, ob diese Kombi funktioniert und was ich damit bekomme, habe sie also ausprobiert: 94,40 MHz, also eine schöne Mittenfrequenz!

Die DIP-Schalter Kodierung ist also bei dem von mir gezeigten Modul diese (Achtung: ""1" bezieht sich auf die Seite der Beschriftung auf dem Schalter mit "ON". "1"ist aber hier tatsächlich "lo" und "0" ist "hi")



Damit wären sogar zwei Aussenfrequenzen plus Mittenfrequenz von 94,40 MHz machbar.

Ich verstehe nur noch nicht, wieso die Code-Zuordnung für 107,9 MHz anders ist als im BH1417F Datenblatt und warum mit dem Datenblatt-Code für 107,90 MHz hier nun 94,40 MHz erhalten wird. Alle anderen Frequenz-Kodierungen stimmen mit der Tabelle im Datenblatt überein, wenn man die umgekehrte Schalter-Reihenfolge und die Übersetzung berücksichtigt, dass DIP-Schalter auf "1" = lo und DIP-Schalter auf "0" = hi ist.
Wäre der DIP-Schalter gegenüber seiner jetzigen Orientierung 180° verdreht eingebaut worden, wäre 1=hi und 0=lo, wie Intuition und Konvention ja nahelegen und die Schalter-Reihenfolge wäre - wenn man sich beim Ablesen an aufrechter Beschriftung auf der Schalterbank orientiert - auch nicht vertauscht sondern in der gleichen Folge wie in der Datenblatt-Tabelle. So ein Schmarr'n, dass der auf der Platine "umgedreht" eingebaut wurde - bei allen Modulen dieses Typs, wenn ich mir die Fotos im www ansehe!


Gruß
Reinhard

Hallo Andreas,

habe einen Update gemacht. Du hattest geantwortet, bevor ich damit fertig war.

Kurios, aber Mittenfrequenz bei 94,4 MHz geht, stabil!
Nicht generell für den Chip, aber mit dem von mir gezeigten Modul, habe das ausprobiert.

Gruß
Reinhard

Wie Stefan schreibt...Abschaltung von UKW hatte ich dabei auch im Hinterkopf.

So ganz glücklich macht keiner der drei bisher untersuchten. Das grössere Potential steckt in Schaltungen mit dem Si4711 und dessen Nachfolgern (Si4712, Si4713), wenn insgesamt auf Audio-Qualität Wert gelegt wird. Nachteil, wie erwähnt: Benötigt für die Steuerung einen Mikrocontroller. Si47xy transmitter breakout board gibt es für externen Arduino schon preiswert zu kaufen. Eine preisgünstige "all in one" Fertiglösung zusammen mit dem nötigen Controller habe ich aber bisher noch nicht gesehen. Wenn die erscheint, wäre das ein Anreiz, diese Untersuchungen damit fortzusetzen.

Gruß
Reinhard

Hallo Andreas,

sicher.
Aber wenn es inklusive Stereo-Encoding und ggf. sogar noch mit RDS sein soll, kleine Ausgangsleistung für Kabelverbindung, und das alles für ca. 30 €, höchstens 50 €, komplett, dann ist man bisher auf Lösungen angewieden, wie die hier besprochenen.

Für etwas mehr Geld gibt es natürlich leistungsstärkere Sender (Stereo) ab 1 Watt Sendeleistung und mehr, die dann zwingend eine angepasste Antenne sehen wollen bevor das Netzteil angeschlossen wird (damit sie die Ausgangsleistung auch immer loswerden können und die reflektierte Welle die Ausgangsstufe nicht zerstört). In dieser Leistungsklasse für legale (zulässige) Heimversorgung ungeeignet (zu stark). Das billige Beispiel (ST-7C) hat auch noch zu hohen Klirrfaktor (2%). Die teureren könnten qualitativ besser sein. Aber sind sie es auch? Es wird meist < 0,3 % Klirrfaktor angegeben, in der Praxis hat das ja bei meiner Prüfung bei den Versionen mit BH1415 und BH1417 nicht gestimmt. Bei den unten verlinkten Modellen gibt z.B. ein Lieferant für den ST-7C (=CZE-7C) 2% Klirr an, ein anderer für das gleiche Modell < 0,3%. Man darf raten, was zutrifft. Ich habe da eine Idee...nur 2% bis herunter zu 100 Hz. Unterhalb 100 Hz noch weit schlechter! Warum? Die Signalerzeugung basiert auf dem Chip BH1415F - der kann es eben nicht besser.

Beispiele:
amazon.de/Stereo-Transmitter-B…n-76-108Mhz/dp/B07JVDLB9S
german.alibaba.com/product-det…ylikeexp.5.74af1f94zaQI3z
german.alibaba.com/product-det…ylikeexp.1.74af1f94zaQI3z
german.alibaba.com/p-detail/ST…er.d_image.5367a909UGLm15
german.alibaba.com/product-det…ylikeexp.7.74af1f94zaQI3z


Das kommt ja schon in einen akzeptablen Kostenbereich. Wenn die qualitativ (MPX-Qualität) gut wären - was man aber vorher nicht weiss (die angegebenen Daten sind nicht zuverlässig), müsste man "nur" die Leistung des Sendeteils erheblich reduzieren. Ich vermute die letzte Stufe in diesen wattstarken Sendern ist ein HF-Verstärker, den man kastrieren müsste. Das anzugehen, ist dann aber wieder eher was für den Funkamateur. Bevor man dazu kommt, könnte so ein Gerät bereits vom Zoll bei der Einfuhr gleich einkassiert werden.

Zur Selbstzerstörung bei Betrieb ohne angeschlossene Antenne (wie oben erwähnt) diese Maschinenübersetzung aus dem Chinesischen ins Deutsche (lustig) auf der Alibaba Seite:

"AUFMERKSAMKEIT:
Verbinden antenne erste Vor dem anschluss sender zu DC liefern, sonst, sender wird verbrannt werden."

Gruß
Reinhard

Inzwischen habe ich weiter nach "Besserem - aber günstig" gestöbert und im WWW auch was gefunden.

Es gibt einige Beiträge auf Youtube, die verschiedene FM-Transmitter vergleichen, das auch mit besonderem Augenmerk auf dem entscheidenden IC als Herz der HF-Erzeugung und FM-Modulation.
Zunächst kann man feststellen, das alles, was "für kleines Geld" angeboten wird, ausschliesslich aus China kommt - anders ist das auch nicht mehr denkbar. Offenbar gibt es in Asien (oder Teilen davon) und in den USA weniger strenge Auflagen und Einschränkungen für privaten UKW-Sendebetrieb, dafür wird in China hergestellt. Darunter sind auch komplette Sender, die im ein- bis 2-stelligen Wattbereich HF rauspusten und Reichweiten von vielen Kilometern haben. DAS ist ja nicht meine Absicht, im Gegenteil! Bei der technischen Bewertung solcher Sender stehen - insbesondere bei Funkamateuren - Hochfrequenzeigenschaften im Vordergrund. UKW-Transmitter sind (noch?) nicht so recht das Terrain von HiFi-Enthusiasten, die sich mehr für die Audio-NF-Eigenschaften unter HiFi-Gesichtspunkten interessieren. Dazu finde ich im WWW aber bisher nur wenig. Deshalb möchte ich den begonnenen Vergleich der UKW-"Prüfsender" noch mit einem "Kit" oder "Fertigmodul" (man kann beides bekommen) ergänzen, dem deutlich bessere Eigenschaften zugeschrieben werden, als den drei bisher von mir besprochenen, die sich auf die ICs BH1415F/BH1417F und Si4711 stützen.

Platinen und Geräte auf der Basis von BH1415F (wie im ELV SUP1) und BH1417F (wie im besprochenen China Modul) sind derzeit am meisten verbreitet (auch in den chinesischen Fertiggeräten) und gelten als "untere Qualitätsklasse", Transmitter auf der Basis des Si4711 (und dessen Nachfolger) werden aufgrund dessen unsauberer HF als sehr schlecht verdammt. Zwar hatte ich ja auch in meinen vorstehenden Tests (ELV SUP2) insbesondere bei >88 dBµV Ausgangspegel den rasant ansteigenden HF-Ober- und Nebenwellenanteil kritisiert, aber bei meinem Exemplar war der beim kleinsten Ausgangspegel von 88 dBµV noch akzeptabel. Auch der im WWW stark kritisierte "HF-Doppelträger" dieses Chips war bei meinem Si4711 Exemplar (im ELV SUP2) bei ca. 270 kHz Abstand zum Hauptträger vorhanden, jedoch bei mir 40 dB und mehr unter dem Hauptträger. Offenbar gibt es aber Exemplare dieses Chips, bei dem dieser nahe "Satellit" deutlich stärker (mit Dämpfung von weniger als 30 dBc) in Erscheinung tritt und darauf bezog sich die extreme Abwertung des Si4711 im Netz.

Hier zur Verdeutlichung noch mal dazu meine Spektrumanalyse (SI4711 im ELV SUP2):



Links neben dem Träger ca. 130 kHz zu kleinerer Frequenz ist eine Nebenwelle 40 dB unterhalb des Hauptträgers bei 99 MHz. Diese wird bei Modulation nicht mitmoduliert. Dann folgt noch weiter links, in ca. 270 kHz Abstand zum Hauptträger, eine weitere Nebenwelle, die über 50 dB unterhalb des Hauptträgers ist und wie der Haupträger moduliert wird. Die wäre deshalb extrem störend, wenn sie pegelstärker wäre - und DAS scheint bei einigen Chipexemplaren des SI4711 das Problem zu sein, gottlob bei meinem nicht.

Hier sieht man im FFT bei 1 kHz-Modulation des Trägers, dass der Nebenträger bei 270 kHz Abstand "links" vom Hauptträger moduliert wird, der bei 130 kHz Abstand aber nicht (hat die Modulations-Verbreiterung nicht):





Die NF- und Stereomodulationseigenschaften des SI4711 sind denen von BH1415F und BH1417F weit überlegen! Deshalb und weil bei meinem Exemplar das Nebenwellenproblem nicht stark ausgeprägt ist, war ich zu einem günstigeren Urteil über diesen Chip gekommen, als im WWW aufgrund dessen wohl auch zuweilen grösseren HF-Unsauberkeit.

Zwei neuere FM-Transmitter-ICs sollen nach Berichten besonders empfehlenswert sein...

1. Quintic 8007 (DER BESTE, aber für DIY kaum zu löten, wegen der Kontaktierungen unterhalb der Chipfläche)
2- Quintic 8066 (DER ZWEITBESTE, mit hot-air Station lötbar oder Löt-Künstler die das bei diesen Winzig-Pinabständen mit flacher Lötklinge auch konventionell hinbekommen)

Mit dem "8007" habe ich keine (preisgünstigen) Kits oder UKW-Transmitter-Fertigplatinen finden können. Meine Suche hat sich daher auf den "Zweitbesten", den "8066" gerichtet. Für den habe ich übrigens kein Datenblatt gefunden. Aber es werden zwei auf ebay und AliExpress (China-Kaufplattform) angebotene Platinen/Kits des Herstellers Lusya (China) genannt, die diesen Chip enthalten. Und, das ist wichtig, auch gleich zwei nahezu identisch aussehende Platinen/Kits, die diesen Chip NICHT enthalten, sondern stattdessen einen anderen schlechteren!

Eines dieser Kits von Lyusa auf einer gelben Platine ist für hohe Sendeleistung ausgelegt, war deshalb nicht interessant, ausserdem dadurch auch wesentlich teurer.
Der andere dieser Lyusa Platinen/Kits (blaue, neuerdings auch grüne Platine) war dagegen für kaum 29 € inkl. Versand und MWSt. (AliExpress) interessant. Zumal die beiden letzten Stufen des HF-Leistungsverstärkers im Kit noch nicht mit Transistoren bestückt waren. Da ich keine Watt Ausgangsleistung will, sondern nur höchstens Milliwatt, wollte ich die auch gar nicht bestücken, also den HF-Verstärker sozusagen kastriert betreiben. Der Kühlkörper ist dann auch nicht nötig.

Im WWW findet sich in einem Video, woran man leicht erkennen soll, ob diese blaue, bzw. neuerdings auch grüne Platine mit dem "8066" FM-Transmitter-IC bestückt ist, nämlich am FT (SDMicro)-Karten Slot, der muss bei dieser Platine vorhanden sein. Die sonst fast gleich ausschauenden Platinen mit anderen/m Chip haben diesen Slot an der Stelle nicht:



Dnach brauchte es nur noch die Suche auf den einschlägigen online Kaufplattformen. Sieht so aus, Hauptplatine und Display-Platine sind mit den SMD-Bauteilen komplett bestückt. Es müssen nur noch wenige Bauteile auf-/eingelötet werden, was ca. eine halbe Stunde gedauert hat. Beim Einlöten der Steckbuchsen muss man darauf auchten, nicht versehentlich eine 180° verdreht einzulöten. Und bei den Drosseln ist darauf zu achten, dass es zwei "grössere" und vier "kleinere" gibt, die genau wie auf dem Foto einzubauen sind.



Kastration:
Nach Rücksprache mit Andreas, der mich hier beraten hat, habe ich die Positionen zwischen Basis und Kollektor an den nicht eingebauten Leistungstransistoren mit je einem 390 pF Mica (Glimmerkondensator) überbrückt. So entfällt die HF-Verstärkung der beiden letzten Stufen. Das Tiefpass-Ausgangsfilter (Spulen) muss aber unbedingt unverändert im Signalweg bleiben, damit die gute Ober- und Nebenwellenunterdrückung erhalten bleibt.
Mit der kleinen Trimmspule lässt sich der Ausgangspegel und dessen Frequenzabhängigkeit (in Grenzen) einstellen. Ich habe sie bei der Inbetriebnahme so eingestellt, dass ich bei 87 und 108 MHz ungefähr gleichen Pegel bekomme.



Fertig zusammengebaut. Gut sind die beiden grösseren gelben Mica-Kondensatoren zu sehen:




Ich nehme an dieser Stelle schon vorweg, dass die Verheissung im WWW, es würde sich um den "Zweitbesten Chip" handeln - also einen vergleichsweise sehr guten - nicht getrogen hat. Die Qualität sowohl der HF wie auch der NF erfüllt die gesteigerte Erwartung und schlägt bei weitem die untersuchten Transmitter mit BH1415F/BH1417F und auch den Si4711. Ich gehe in einem nachfolgenden Beitrag auf die Messungen näher ein. Hier aber schon das Gesamtergebnis für den QN8066 auf der gezeigten Platine mit kastrierter Power im Vergleich zu den bisherigen FM-Transmittern:



und in einfacherer lesbarem Format, wobei ich die japanischen Symbole für die qualitative Bewertung aufgrund der später folgenden Beschreibungen der Messungen verwende:





Diese preiswerte Platine mit dem QN8066 ist DIE Empfehlung - benötigt aber selbst noch nach der Power-Kastration heftige Abschwächung (60 dB und mehr), will man sie für UKW-Mess- und Prüfzwecke einsetzen - und natürlich immer nur direkt Koax-kabelgebunden!


Soweit für's Erste!
Fortsetzung mit Messergebnissen folgt.

Gruß
Reinhard

Fortsetzung mit Messergebnissen



Es gibt keinerlei Beschreibung mit der Lieferung, noch nicht mal ein kleines Zettelchen in Chinesisch.

Der Transmitter wird über ein übliches gut stabilisiertes Netzteil für eine Spannung von 9 bis 12 V betrieben. Die Platine hat dafür eine Hohlsteckerbuchse. In meiner kastrierten Version muss auf die Stromlieferfähigkeit des Netzteils nicht geachtet werden, 250 oder 300 mA reichen völlig. Das Foto zeigt den Betrieb noch ohne angeschlossene NF-Modulationsquelle.
Die obere rosa 3,5 mm Stereo-Klinkenbuchse ist der "normale" Hochpegel-NF-Eingang. Die untere grüne Stereo-Klinkenbuchse ist der Mikrofoneingang. Offenbar kann hier kein beliebiges Stereomikrofon angeschlossen werden, sondern eins, das eine bestimmte Charakteristik haben muss. Die Verstärkung vom Mikrofoneingang ist sehr hoch (>60 dB bei 1 kHz), also für eine Mikrofoneingangsspannung von nur etwa 1 mV und er hat einen für mich ungewohnten Frequenzgang, steiler Anstieg von 50 Hz bis zum Maximum bei ca. 1 kHz, danach wieder Abfall. Ich kann damit nicht recht was anfangen, was allerdings auch daran liegt, dass ich von Mikrofonen nicht genug verstehe.

Wofür der TA-/MicroSD Slot ist? Vielleicht wurde darüber der Microcontroller programmiert, der den FM-Transmitter IC steuert? Ich rate das, ich weiss es nicht bestimmt. Ich finde im Internet, über ihn könnten auf einer SDmicro- oder TA-Speicherkarte mp3 Files geladen werden, die nacheinander gesendet werden. Ich habe das bisher nicht ausprobiert.

Auf der Display-Platine gibt es drei Druckschalter:
Der mittlere Schalter wird ca. 4 Sekunden gedrückt gehalten, dann erscheint ein Cursor bei der Frequenzanzeige. Solange der Cursor sichtbar ist, kann mit der oberen bzw. unteren Taste die Frequenz in 0,1 MHz Schritten zwischen 76 und 108 MHz geändert werden.
Wird bei sichtbarem Cursor die mittlere Taste nochmals gedrückt, kann damit der Cursor auf VOL und PO verschoben werden. Deren Werte werden ebenfalls wieder durch Drücken der oberen oder unteren Taste verändert.

Standard-Einstellung ist VOL = 20
Das ist auch bereits die richtige (gute) Einstellung, wenn man ein NF-Eingangssignal von max. 0,35 V eff, verwendet (ich spreche dabei nicht vom Mikrofoneingang, sondern vom rosa Hochpegeleingang). Dabei ist im Hochtonbereich allerdings bereits Kompression wirksam.
Das Optimum hinsichtlich kompressionsfreiem Frequenzgang liegt bei VOL=19 und Eingangspegel von -17 dBV (135 mVeff), ist im Ergebnis aber gegenüber VOL=20 mit Eingangspegel von -18 dBV (125 mVeff) kaum zu unterscheidend (in der Messung bei > 10 kHz ein klein wenig besser).

Die unterste Display-Zeile zeigt PO = 300 (Voreinstellung)
PO hat vermutlich etwas mit der Ausgangangsleistung zu tun und steht für "Power" oder für "Power off"? In meinem von mir kastrierten Modul ist die PO-Einstellung allerdings völlig wirkungslos. Ich habe bei verschiedenen PO Einstellungen keine Änderung feststellen können, auch nicht nach Abziehen und Neuanstecken des Netzteils. Es könnte sein, dass die Einstellung PO nur bei bestückten Leistungstransistoren wirksam wird. Oder sie hat eine andere Funktion, die sich mir bisher noch nicht erschlossen hat.

Die letzten Einstellungen, also eine einmal eingestellte Frequenz und VOL-Einstellung bleiben auch bei stromloser Platine gespeichert und sind bei der nächsten Inbetriebnahme wieder aktiv.

Netzteil / Stromversorgung:
Sinnvollerweise gibt es einen Platinenaufdruck "12V", so dass man beim zu verwendenden Netzteil nicht im Dunkeln tappt. Auf der Platine befindet sich ein 7805 Regler, so dass man von einer minimalen Versorgungsspannung von ca. 7 V ausgehen darf. Ich bin auf eine bemerkenswerte (und reproduzierbare) Abhängigkeit der Pegelkonstanz der Ausgangs-HF vom verwendeten Netzteil gestossen.

Diese Netzteile habe ich verwendet:
1. Ein stabilisiertes 12 V Schaltnetzteil (HiTron, sek.: 12V 0,75 A) mit angeschweisstem Ferrit in der Nähe des DC-Hohlsteckers
2. Ein stabilisiertes 9 V linear geregeltes Trafo-Netzteil (9 V, 1200 mA)

Mit dem linear geregelten Trafonetzteil bekomme ich bei 9 V eine bessere Konstanz der HF-Ausgangsleistung über den UKW-Frequenzbereich als mit dem 12 V Schaltnetzteil ohne signifikante Einbusse an Ausgangsleistung. Es gibst offenbar eine Wechselwirkung des Schaltnetzteilausgangs mit dem HF-Frequenzgang der Ausgangsstufe des FM-Transmitters. Das "bessere" Netzteil ist hier also das 9V linear geregelte Trafonetzteil, die HF-Pegelkonstanz ist damit im Bereich 87-108 MHz +/-0,35 dB.




Daten:

Frequenzbereich: 76,0 - 108,0 MHz in Schritten von 0,1 MHz einstellbar
Frequenzabweichung von Sollfrequenz: -0,9 kHz (gemessen)
Oberwellendämpfung: typisch 55 dBc bei HF-Ausgangspegel von 625 mVeff an 50 Ohm (gemessen)
HF-Ausgangspegel: 116 dBµV (= +8 dBm) = 625 mVeff an 50 Ohm (gemessen)
Preemphase: 50 µs

Die Ausgangsleistung ist trotz der Power-Kastration immer noch vergleichsweise hoch, fast 8 mW an 50 Ohm.
Abschwächung von mehr als 60 dB ist zusätzlich hinter dem HF-Ausgang nötig, um damit an Tunern arbeiten zu können. Die Verwendung ist auch nur mit direktem Koxialkabelanschluss zulässig, nicht mit einer Antenne, da die Reichweite mit Antenne selbst bei 7 mW Ausgangsleistung in dieser kastrierten Version immer noch zu groß ist (weit über das eigene Haus hinausgeht).


HF-Qualität

FFT mit hoher Auflösung: Unmoduliert, aber Stereo-Pilotton ist aktiv, daher die Verbreiterung durch die Pilotton-Modulation (19 kHz und 38 kHz)
horizontal = 50 kHz / DIV
vertikal = 20 dBV/DIV


Ähnlich wie beim SI4711 Transmitter-Chip fällt auch beim QN8066 auf, dass es nur wenige Oberwellen des Pilotton gibt. Der Pilotton-modulierte Träger verbreitert sich also durch Oberwellen des Pilottons nicht so extrem weit wie bei den ICs BH1415F und BH1417F. Demnach ist bereits deshalb für den QN8066 eine bessere Audio-Qualität zu erwarten.

Hier die FFTs des jeweils nur Pilotton-modulierten Trägers für diese ICs im Vergleich:
BH1415F
BH1417F
Si4711
QN8066

Link zum vollständigen Vergleich:
Vergleich Träger unmoduliert bei Stereo .pdf


Ober- und Nebenwellenspektrum für Träger bei 90 MHz:
horizontal = 50 MHz/DIV
vertikal = 10 dBV/DIV



Ober- und Nebenwellenspektrum für Träger = 80 MHz:
horizontal = 20 MHz/DIV
vertikal = 20 dBV/DIV


Unterhalb von 85 MHz nimmt die Ober-/Nebenwellendämpfung ab. 85 MHz ist bereits ausserhalb unseres UKW-Bereichs. Bei 76 MHz beträgt sie nur noch 35 dBc. Im wichtigen UKW-Bereich von 87-108 MHz ist die Dämpfung sehr gut, > 50 dBc.



FM-Hub (Modulation) und Klirrfaktor

Der Frequenzhub wird vom Pegel des angeschlossenen NF-Generators und der VOL-Einstellung (default 20) bestimmt. Oberhalb von 1 kHz addiert sich noch zunehmend die Preemphase, so dass man bei pegelkonstanter Fütterung der NF-Eingänge bis auf -18 dBV
(0,125 Veff) heruntergehen muss, wenn man Kompression bei höheren Frequenzen ganz vermeiden will.

Bei "regulärer" Sprach- und Musikübertragung ist man dieser Beschränkung nicht in gleicher Weise unterworfen, wie bei pegelkonstantem Eingangsspektrum, da die Amplituden bei höheren Frequenzen - wie bei rosa Rauschen - bei Musik und Sprache viel kleiner sind und somit trotz der starken Preemphase-Anhebung bei höheren Frequenzen diese auch bei einem 1 kHz Pegel von -10 dBV noch nicht in die Begrenzung kommen.

Für die Standardeinstellung VOL=20 wird bei einem NF-Eingangspegel von -8,5 dBV (0,375 Veff, bei 1 kHz) ein Modulationshub von +/- 40 kHz errreicht.
Wie später anhand der Messung der Dynamik und Linearität noch zu sehen ist, wird dabei aber für höhere Audiofrequenzen ab ca. 2 kHz bereits Kompression wirksam, da die Preemphase diese höheren Frequenzen zunehmend im Pegel anhebt, so dass damit die Schwelle des Kompressionsbeginns überschritten wird.

Messung von +/- 40 kHz Frequenz-Hub in der Spektralanalyse (FFT) bei -8,5 dBV = 375 mVeff (1 kHz) NF-Eingangsspannung und VOL=20




Klirrfaktor des QN8066 Transmitters für VOL=20 bei amplitudenkonstantem NF-Sweep mit 125 mVeff = -18 dBV (demoduliert an einem SABA MD292 Tuner):

Der NF-Klirrfaktor ist mit nur typisch 0,1 % hervorragend. Der beste bisher gemessene. Hier trägt nicht nur der Klirrfaktor des Senders bei sondern auch der des Empfängers, der selbst keine "Messgeräte-Genauigkeit" beanspruchen kann. Im unmittelbaren Vergleich mit den anderen geprüften FM-Transmittern nimmt der QN8066 hier einen Spitzenplatz ein. Er ist sogar besser beim Klirrfaktor als der SI4711, geschweige denn im Vergleich zu den "Klirrschleudern" BH1415F und BH1417F, die sich im niederfrequenten Bereich < 200 Hz bis zu 2-stelligem Klirrfaktor aufschwingen.





NF-Frequenzgang-Linearität

Anders als die bisher getesteten Transmitter (ELV SUP1, SUP2 und BH1417F China Modul), hat dieser mit dem QN8066 Chip ohne jegliche "Korrektur-Nacharbeit" von Beginn an einen mustergültig brettgeraden Frequenzgang bis 15 kHz, hält also 50 µs Preemphase genau ein! Der ganz geringe Abfall bei 20 Hz ist auf den SABA Tuner MD292 zurückzuführen.

NF-Frequenzgang bei VOL=20 und Eingangspegel von -18 dBV (Sinus-Sweep Methode), beide Stereokanäle:


NF-Frequenzgang bei bei VOL=20 und Eingangspegel von -18 dBV (rosa Rauschen-Methode), beide Stereokanäle:



...wird fortgesetzt

Gruß
reinhard

Fortsetzung
China-Modul mit Transmitter-IC QN8066


Stereo-Kanaltrennung (Übersprechdämpfung)

Die Stereo-Kanaltrennung ist ebenfalls ordentlich, ich messe 34/35 dB bei 1 kHz, etwas besser als beim SI4711 Chip (ELV SUP2). Sie bleibt auch bei niedrigen und hohen Frequenzen gut.


Zwar wird die Übersprechdämpfung eines professionellen Stereocoders auch damit nicht erreicht, jedoch wird ein Stereodecoder-Abgleich mit 35 dB Übersprechdämpfung schon möglich.



Dynamisches Verhalten

Messung des Ausgangspegels des Tuners (demoduliertes Signal am Tunerausgang) gegen die Modulationsfrequenz (NF) für verschiedene NF-Generatorpegel (Hub) bei Einstellung VOL=20.
0 dBV Eingangspegel entspricht 1,0 Veff (1 kHz) Der Generatorpegel wurde von 0 dBV in Stufen zu je -5 dB abgesenkt.



Die Amplituden-Frequenzgang-Kurven für NF-Eingangspegel von 0 dBV und -5 dBV haben von der jeweils "tieferen" Kurve, die zu einem 5 dB niedrigeren Eingangspegel gehört, keinen Abstand von 5 dB mehr. Sehr deutlich ist das bei der 0 dBV Kurve erkennbar, ganz leicht noch bei der -5 dBV Kurve. Das heisst, beide werden bereits über den gesamten Frequenzbereich komprimiert.

Bei der -10 dBV Kurve setzt die Kompression bei 3,5 kHz ein, bei der -15 dBV Kurve bei 8 kHz. Diese Einsatzpunkte entsprechen beide dem Pegel von -6,5 dBV, bei dem somit die Kompression einsetzt - wenn zusätzlich die bei diesen Frequenzen jeweils wirkende Pegelanhebung der Preemphase (+3,5 dB bei 3,5 kHz; +8,5 dB bei 8 kHz) hinzugerechnet wird.
Bei der -20 dBV Kurve ist keinerlei Kompression ersichtlich, tatsächlich ist sie bereits bei -18 dBV (VOL=20) nicht mehr vorhanden (oder noch etwas besser: bei -17 dBV mit VOL=19).

Die direkte Linearitätsmessung, Tuner-Ausgangspegel gegen NF-Sender-Eingangspegel, bestätigt das.



Bei der 1 kHz Messung, bei der praktisch kaum (nur 0,4 dB, fast vernachlässigbar) Preemphase zu berücksichtigen ist, knickt die Gerade, die eine streng proportionale Änderung der Tuner-Ausgangsspannung mit der Sender-NF-Eingangsspannung zeigt, bei 0,47 Veff Sender-Eingangsspannung ab (verringert ab diesem Punkt die Steigung). Diese 0,47 Veff sind -6,5 dBV, oberhalb dieses Pegels erfolgt Kompression.

Aufgrund der viel stärkeren Preemphase bei 12,5 kHz (12,1 dB bei 12,5 kHz) liegt der Knickpunkt, bei dem Kompression einsetzt, bei 12,5 kHz bei viel kleinerer Sender-Eingangsspannung, nämlich hier gemessen bei 0,117 Veff, das sind -18,6 dBV. Wenn man zu diesen -18,6 dBV wieder die Preemphasis (12,1 dB) addiert, gelangt man wieder zu den -6,5 dBV als Einsatzpunkt der Kompression. Bei noch höherer Spannung, nämlich 0,40 Veff (= -8 dBV) bei 12,5 kHz erfolgt ein Knick in die Horizontale (Begrenzung). Unter Berücksichtigung der Preemphase-Anhebung von 12,1 dB bei 12,5 kHz, setzt die Begrenzung bei -8 dB + 12,1 dB = 4,1 dBV (= 1,6 Veff) ein.

In Summe (für VOL= 20): NF-Eingangspegel
Einsatz der Kompression: -6,5 dBV (0,47 Veff)
Einsatz der Begrenzung: +4,1 dBV (1,6 Veff)
Ganz ohne Kompression und ohne Begrenzung von 20 Hz bis 15 kHz: bei -18 dBV (0,125 Veff) oder darunter
Hub +/-40 kHz (1 kHz): Bei -8,5 dBV (0,375 Veff)

Da die Amplitude von normalem Sprach- und Musikmaterial mit ungefähr 1/f abfällt (wie rosa Rauschen), kann solches Material mit Pegel von -8,5 dBV (0,375 Veff, = 1 V peak-peak) bei 1kHz "eingefüttert" werden und somit einen 40 kHz Frequenzhub erzeugen, ohne dass es zu störenden Klirrverzerrungen und Frequenzgangabfall zu höheren Frequenzen kommt. 40 kHz Hub ergibt am Tunerausgang die "normal gewohnte" Lautstärke.


Rauschen:

Leicht besser als beim ELV SUP2 (SI4711), ca. -65 dB Signal-Rauschabstand.


FAZIT:

Für wenig Geld bietet diese QN8066 China Transmitter-Platine sehr viel. Die Schwachpunkte der vorher getesteten Transmitter mit BH1415F, BH1417F und Si4711 Chip, sind hier nicht vorhanden. Mit Abstand die beste Wahl, was sowohl HF-Qualität als auch die Audio (NF) Qualität des Stereosignals betrifft.
Einziger Nachteil: Mit ca. 7-8 mW Immer noch (zu) hohe Ausgangsleistung selbst nach der Power-Kastration erfordert Abschwächer mit insgesamt >60 dB Dämpfung, für Tunerabgleich teilweise noch erheblich mehr, hängt von der Aufgabe ab. Solche (ggf. einstellbaren) Abschwächer gibt es häufiger günstig gebraucht im Angebot von Online-Marktplätzen und Platformen. Stichworte: "Eichleitung", "Abschwächer", Dämpfungsglied, "Dämpfungssteller", Dämpfungsregler","Attenuator". Das ist Voraussetzung. Man muss da suchen und auf ein günstiges Angebot warten und gg. mehrere Abschwächer in serie kombinieren. Es gibt auch einige Selbstbauvorschläge. Man möchte für Abschwächer ja nicht ein Vielfaches von dem ausgeben müssen, was der Sender gekostet hat. Das ist hier noch der einzige Nachteil, den ich sehe.


Gruß
Reinhard

Noch etwas, das ich zeigen MUSS.

Bei "Power ON" erscheint dieser Startbildschirm mit einem Warnhinweis in Chinesisch.



Ich rate mal, es handelt sich um eine Warnung, dass man den Transmitter nicht ohne (passende= 50 Ohm) Antenne betreiben darf, da sonst die HF-Leistungsendstufe "verbrennt" (HF-Reflektion am offenen Ausgang). Gilt natürlich nicht, wenn man - wie ich hier - ohne Leistungsendstufe arbeite. Dann reicht ein normaler 50 Ohm Abschlusswiderstand am Ausgang. Oder der Tunereingang ist der "Abschluss", wobei bei der kastrierten kleinen Leistung auch eine Fehlanpassung (z.B. 75 Ohm statt 50 Ohm) keine zerstörerische Konsequenz hat.

Bei vorhandener Leistungsendstufe (7 W an 50 Ohm, wenn die Transistoren der beiden letzten Verstärkerstufen eingebaut sind) ist das allerdings ein ernstes Thema.


Gruß
Reinhard