Nostalgischer Transistormodulator für Mittelwelle

Der Transistormodulator für Mittelwelle ist mit den Mitteln der späten 60er-Jahre aufgebaut. Ich habe ihn gebaut um mich ein bisschen mit der Schaltungstechnik der diskreten Transistoren zu beschäftigen.

Ziel war es ein möglichst reines Sinussignal bei guter Modulationstiefe zu bekommen. Die Trägerfrequenz ist in weiten Grenzen einstellbar.
Das Gerät soll, einmal abgeglichen, ohne Oszilloskop zu betreiben sein. Daher gibt es ein Drehspulmesswerk, welches die Modulationstiefe erahnen lässt.

Ich bitte um Verzeihung für die etwas durcheinander geratenen Bauteilnummern. Es ist eine Schaltung, die über längere Zeit gewachsen und immer wieder modifiziert wurde.

Die Schaltung:

Am Anfang steht der Oszillator rund um Q1.

Den Oszillator habe ich einmal mal irgendwo so gesehen und übernommen, da ich einen Oszillator gesucht habe, bei welchem die Drehkomasse auf Masse liegt und die Spule keine Anzapfung braucht.
Die großen Schaltsymbole stellen einen Transistorradiodrehko dar. (so ein Plastikteil mit ca. 260pF/60pF).
Die Spule stammt ebenfalls aus dem 6-Transistorradio Bereich. Es ist eine rote Oszillatorspule. Das ist sehr praktisch, da die Spule schon fix und fertig zu bekommen ist und überdies noch geschirmt und abgleichbar ist.
Das Signal des Oszillators wird über die zweite Windung der Spule ausgekoppelt. So bekommt man einen „schönen“ Sinus.

Der eigentliche Modulator um Q2.
Die Funktion des Modulators basiert auf der Nichtlinearität des Transistors. Der „Arbeitpunkt“ des Transistors wird vom Audiosignal so verschoben, dass unterschiedliche Verstärkungen auftreten.

HF-mäßig ist die Stufe um Q2 ein Emitterverstärker mit L1 als Kollektorwiderstand.
Die Induktivität ist jedoch so klein, dass sie für die NF kaum als Widerstand wirkt. Der Emitterwiderstand ist dabei teilweise mit C5 überbrückt.
So kann der Transistor von der NF gut bis in den nichtlinearen Bereich des Transistors getrieben werden.
Die NF gelangt über den Basisspannungsteiler zur Basis des Transistors.
Die HF wird über C4 der NF überlagert.
R3 dient dazu das Ganze doch wieder ein bisschen zu linearisieren und um den Eingangswiderstand zu erhöhen.

Rund um Q3 liegt der NF-Vorverstärker mit geteiltem Emitterwiderstand (Eingangswiderstand/Linearität).

Um den Pegel des Audioeingangssignals und somit die Modulationstiefe zu sehen dient der Schaltungsteil um Q7.
Die von der Stufe noch mal verstärkte NF wird an dem Potentiometer R25 abgegriffen und dann über die Schottkydioden D12 und D9 gleichgerichtet und mit C20 geglättet. Diese Spannung wird dann auf ein Drehspulmesswerk (50uA oder 100uA) geleitet.
Würde man die Spannung direkt aus dem Vorverstärker gleichrichten käme es zu Verzerrungen des Audiosignals. Überdies ist das NF-Signal an R10 recht klein.
Die 220pF Kondensatoren helfen gegen einstreuende HF. 

Das modulierte HF-Signal wird über die Beiden Potentiometer R25 und R16 an die Verstärkerstufe um Q4 geleitet. 

Danach gelangt es verstärkt an die Darlingtonendstufe. Es hat sich gezeigt, dass hier tatsächlich eine Darlingtonschaltung notwendig ist. Warum kann ich nur vermuten. Wahrscheinlich ist dies notwendig, um die Kapazitäten der Endtransistoren (BC161/BC141) zu treiben. Möglicher Weise ist das bei geeigneteren Transistoren nicht notwendig. 

Die Mitte der Gegentaktendstufe soll in etwa auf 20V liegen. R23 kann variiert werden, wenn das nicht der Fall ist.

Ich habe versucht über C22 und R33 eine Gegenkopplung zur Linearisierung der Endstufe einzubauen. Was sich aber bis jetzt nicht als zielführend herausgestellt hat. Wahrscheinlich muss man etwas „sanfter“ gegenkoppeln als ich es versucht habe.
Die Endstufe ist vermutlich der Teil, welcher derzeit die größten Verzerrungen des Trägers verursacht.
Möglicher Weise kann man es durchs einfügen eines Emitterwiderstands bei Q6 verbessern. Man verliert dann aber sicher einen Teil der maximal möglichen Amplitude. 

Im Netzteil arbeitet ein Spannungsverdoppler welcher mit 18V AC versorgt wird. Zur Glättung dient der Längstransistor T2 (BC141) dessen Basis an den drei Zenerdioden mit der Gesamtspannung von 40V liegen. Somit wird die Versorgungsspannung auf ca. 40V gebracht. (Diesem Längstransistor sollte man einen Kühlkörper spendieren)

Den gleichen Zweck dienen T1 und D6. So wird die Restliche Schaltung mit ca. 15V versorgt.
 

Abgleich

Über den Abgleichkern der Oszillatorspule lässt sich der gewünschte Frequenzbereich einstellen. Die Trägerfrequenz kann dann über den Drehko eingestellt werden. 

Zum Einstellen von R7 und somit der Eingangsspannung des Modulators ist die Ausgangsspannung dessen an L1 mit dem Oszilloskop abzugreifen. Die Spannung ist so lange zu reduzieren, bis der Träger sinusförmig genug ist. 

Danach ist die Ausgangsspannung (ohne Last) bei maximaler Modulation (NF-Signal einspeisen) abzugreifen.
Das Pot R16 (nachher für den Anwender zugänglich zur Einstellung der Amplitude) ist auf Maximum zu stellen.
Danach ist der Trimmer R25 zunächst so einzustellen dass auch bei voller Modulation keine Verzerrungen durchs Überschreiten der Versorgungsspannungsgrenzen (Abplattungen) entstehen. 

Um das Drehspulinstrument einzustellen ist bei voller Modulation der Trimmer R27 so einzustellen, dass der maximale bzw. gewünschte Ausschlag angezeigt wird. 

Das Pot R13 dient zum Einstellen der NF-Eingangsspannung und ist vom Anwender zugänglich.