NE592 als NF-Verstärker
Der Breitbandverstärker NE592 eignet sich auch zum Aufbau eines einfachen, selektiven NF-Verstärkers. Mit den angegebenen Versorgungsspannungen von +6V und +12V ist eine galvanische Kopplung zwischen dem Mischer und dem Verstärker möglich. Der Gleichspannungspegel an den Differenzeingängen beträgt ca. 4,5 V. Der Mischer steuert die Differenzeingänge des NE592 - nach der Unterdrückung der HF-Anteile durch die beiden 47 nF Kondensatoren - mit dem verbleibenden Nf-Signal an. Mit nur einem Kondensator läßt sich zwar die HF zwischen den Ausgängen, aber nicht gegenüber einem Ausgang und GND abblocken. Letzteres ist aber aufgrund der hohen Bandbreite des Verstärkers unbedingt erforderlich. Bei einer Mittenfrequenz von 660 Hz hat die NF-Stufe eine 200-fache Verstärkung (46 dB).
Abb. 1: NF-Verstärker mit NE592
Aufgrund des relativ hohen Ausgangswiderstandes des NE592 sind Kopfhörer mit Ri > 1 kOhm zu verwenden. Der Strombedarf ist mit 18 mA nicht gerade gering; was jedoch bei stationärem Betrieb und Versorgung von einem kleinen Netzteil unkritisch ist.
Abb. 2: NF-Durchlasskurve
Die Selektivität ist nicht berauschend, ab besser als überhaupt keine. Klassische CW-Filter mit z.B. vier OP's erfordern ein Vielfaches an Bauteilen.
TL072 als NF-Verstärker
Die Stromaufnahme der zuvor beschriebenen NF-Stufe lässt sich auf 2 mA reduzieren, wenn man anstelle des NE592 einen Doppel-Operationsverstärker vom Typ TL072 o.ä. einsetzt. Dieser OP ist an den Ausgängen etwas niederohmiger, so dass man damit z.B. eine Walkman-Kopfhörer mit einer Impedanz von 2 x 32 Ohm anzusteuern kann, wenn man einen Vorwiderstand von ca. 470 Ohm verwendet. Bei Verwendung eines NE5532 kann der Vorwiderstand sogar entfallen, da die Ausgänge dieses OP-Typs noch niederohmiger sind. Der Dämpfungsverlauf ist identisch mit dem der ersten Schaltung (NE592 als NF-Verstärker).
Abb. 1: NF-Verstärker mit dem Doppel-OP TL072
NF-Verstärker mit 2N3906/3904
Der geringe Klirrfaktor, die CW-Selektivität, eine hohe
Verstärkung, niederiges Rauschen und eine hohe Ausgangsspannung sind die
Merkmale der nachfolgenden Schaltung. Dieses Schaltung wird trotz ihrer guten
Eigenschaften relativ selten eingesetzt. Letzteres liegt vielleicht daran, dass
man je nach Stromfluss durch IC1 unterschiedliche Widerstandswerte für R4
und R5 einsetzen muss. Für eine Einzelanfertigung ist das OK, aber
für eine Serieprodukt nicht akzeptabel.
Abb. 1: 0,5 W Verstärker
Für den geringen Klirrfaktor ist eine optimale
Arbeitspunkeinstellung der Transistoren VT1/2 erforderlich. Man bestimmt dazu
den Widerstandswert von R4 und R5 so, dass sich im Ruhezustand eine
Basis-Emitterspannung von ca. 500 mV ergibt.
Der Reihenschwingkreis mit Dr1 und C3 ist für die CW-Selektivität
zuständig. Im Resonanzfall hat die Stufe eine 60-fache Verstärkung
V = (1 - R8 /Rres). Auch hier ist der Dämpfungsverlauf identisch
mit dem der ersten Schaltung (NE592 als NF-Verstärker).
Abb. 2: Ausgangssignal
Im Gegensatz zu den üblichen Komplementär-Endstufen in Kollektorschaltung, ist die mit diesem Schaltungsprinzip erreichbare Ausgangsspannung nahezu gleich der Betriebsspannung (12 V - 2 x Uce). Den guten Wert erkauft man sich einem erhöhten Ausgangswiderstand, der durch die in Emitterschaltung arbeitenden Transistoren hervorgerufen wird. Der Ausgangswiderstand ist optimal für Kopfhörer mit einer Impedanz zwischen 32 und 64 Ohm. Der Strombedarf liegt je nach Aussteuerung und Lastwiderstand zwischen 5 und 50 mA.
Bauteilnummer | Wert |
---|---|
R1 | 10 kOhm |
R2 | 8,2 kOhm |
R3 | 1,8 kOhm |
R4, 5 | 390 Ohm |
R6 | 47 Ohm |
R7 | 470 Ohm |
R8 | 4,7 kOhm |
C1,4 | 47 uF, Elko |
C2 | 10 uF |
C3 | 2,2 uF |
C5 | 150 pF |
C6,7 | 100 uF, Elko |
C8 | 220 pF |
P1 | 10 kOhm, linear |
Dr1 | 33 mH |
VT1 | 2N3906 |
VT2 | 2N3904 |
IC1 | TL071 |
NF-Verstärker mit CA3096
Das CA3096 ist ein Array mit komplementären Transistoren. Mit den 3 NPN und 2 PNP Transistoren kann man verschiedene Schaltungen aufbauen; z.B. eine kleinen, kompakten NF-Verstärker. Für die Verwendung der Stufe in einem QRP-Empfänger ist es von Vorteil, dass die Anzahl verwendeten Bauteile, wie bei einer diskret aufgebauten Schaltung, exakt bestimmt und daher angegeben werden kann. Letzteres ist bei den bekannten Verstärker-IC`s LM380/386, TBA810/820 usw. nicht ohne weiteres möglich. Diese ICs benötigen zwar nur wenige externe Bauteile, haben aber dagegen in ihrem Inneren eine relativ hohe Anzahl von Transistoren, Widerstände und Dioden. Etwas ungewöhlich an der folgenden Schaltung ist die Verwendung eines NPN-Typs für Q2 anstelle eines PNP-Typs, wie in Komplementärstufen allgemein üblich. Der Grund liegt in dem zu geringen Kollektorstrom und Verstärkungsfaktor der PNP-Transistoren in diesem Array. Ic ist maximal 10 mA bei einer 10-fachen Stromverstärkung.
Abb. 1: 150 mW NF-Verstärker
Für den geringen Klirrfaktor sind eine Infrarot-LED mit einer Flußspannung von 1 V und eine starke Gegenkopplung verantwortlich. Die optimale Arbeitspunkeinstellung des Verstärkers erfolgt mit dem Potentiometer P1. Es wird so eingestellt, dass am Kollektor von Q2 die halbe Betriebspannung ansteht. Mit Cx und dem damit in Reihe geschalteten Bauteil (Drossel oder Widerstand) kann man den Frequenzgang der Schaltung festlegen.
Frequenzgang | Bauteile | |
---|---|---|
selektiv fr = 660 Hz |
Cx = 2,2 uF Kondensator | |
Dr = 33 mH Miniaturdrossel | ||
breitbandig 50 Hz .. 20 kHz |
Cx = 47 uF Elko, (+) an Emitter von Q5 | |
Dr durch Widerstand R = 47 Ohm ersetzen |
Die unverzerrte Ausgangsspannung beträgt bei der breitbandigen Variante maximal 8Vss bei einer Eingangsspannung von 0,5 Vss. Der Ausgangswiderstand ist optimal für Kopfhörer mit einer Impedanz von 2 x 32 Ohm. Der Strombedarf liegt je nach Aussteuerung zwischen 5 und 50 mA.
Bauteilnummer | Wert | |
---|---|---|
R1,2,4,5,6 | 560 Ohm | |
P1 | 100 kOhm, linear | |
C1 | 1 uF | |
C2,3,4 | 47 uF, Elko | |
C5,6 | 1 nF | |
D1 | Infrarot-LED ( Uf = 1V ) | |
IC1 | CA3096 | |
KH | Kopfhörer (Ri = 2 x 32 Ohm) |