Bauprojekt: AM - Modulator mit integriertem MP3-Player
 
Das Problem - Keine Sender mehr auf Mittelwelle
 
Der zuvor vorgestellte AM-Modulator ist in seiner Schaltung sehr einfach gehalten. Außerdem benötigt man zum Betrieb eine zusätzliche NF-Quelle. Inzwischen sind jedoch preiswerte MP3-Module auf dem Markt und so ist die Idee entstanden, einen etwas hochwertigeren AM-Modulator mit integriertem MP3-Player zu entwicklen. Auch wollte ich schon aus Sicherheitsgründen keine Kabelverbindung zwischen Radiogerät und Modulator mehr herstellen. 

Folgende Kriterien sollte die Schaltung erfüllen: 

  • leichter und sicherer Auf- und Nachbau

  • unkomplizierte Bedienung

  • klein, handlich und preiswert

  • integrierter MP3-Player mit SD-Karte

  • Modulationsgrad einstellbar

  • induktive Kopplung zum Empfänger

  • quarzstabile Ausgangsfrequenz um 1 MHz

 Das Ergebnis ist die folgende Schaltung. Man kann sie grob in zwei Bereiche unterteilen. Im ersten Teil bildet T2 zusammen mit Q1 den eigentlichen Quarzoszillator. Mit T1 wird der Signalpegel verstärkt und gelangt schließlich zu IC3. Dieser Schaltkreis beinhaltet einen 12 Bit Binärzähler welcher die Eingangsfrequenz entsprechend teilt.

Bei dem hier verwendeten 7,3728 MHz Quarz wird Ausgang Q3 verwendet. An diesem Pin steht 1/8 der Eingangsfrequenz also 921,6 kHz zur Verfügung was mitten im AM-Band liegt. Aber auch andere Quarze können verwendet werden. Entsprechend sind die Ausgänge des Teilers zu wählen. Auf die Einhaltung des 9 kHz Rasters habe ich verzichtet da die alten Rundfunkempfänger ohnehin frei durchstimmbar sind.

 
Schaltbild des AM - Oszillators 
 
Schaltbild des AM-Modulators
 

Der zweite Teil der Schaltung besteht zunächst aus einem Operationsverstärker, gebildet aus IC2, welcher das NF-Signal auf einen ausreichenden Pegel anhebt und an Pin 1+13 (IC4) weiterleitet. In diesem Schaltkreis, einem Multiplexer, erfolgt die eigentliche AM-Modulation. Die zuvor gewonnene Oszillatorfrequenz wird an Pin 10+11 eingespeist. Am Ausgang (Pin 14+15) erhält man ein amplitudenmoduliertes Signal welches anschließend in die Ferritantenne eingespeist wird.

Die beiden folgenden Bilder zeigen das amplitudenmodulierte Ausgangssignal bei einer Modulationsfrequenz von 1 kHz und einem Modulationsgrad von ca. 80% sowie die eigentliche Trägerfrequenz (unmoduliert). Das zweite Oszillogramm zeigt auch gleich einen kleinen Nachteil der hier vorgestellten Schaltung. Die Trägerfrequenz ist nicht sinusförmig was der digitalen Verarbeitung im Multiplexer geschuldet ist. Mit Hilfe von C14 kann man das Signal jedoch soweit anpassen, dass zumindest keine hörbaren Beeinträchtigungen entstehen. Die Kapazität ist abhängig von der Ausgangsfrequenz und der verwendeten Ferritantenne. 

 
Oszillogramm der Amplitudenmodulation 
Amplitudenmoduliertes Signal 
 
Oszillogramm der Trägerfrequenz 
Der HF-Träger, hier 1108 kHz, welcher schaltungsbedingt nicht sinusförmig verläuft 
 

Der geübte Bastler kann die Schaltung problemlos auf einer Lochrasterkarte aufbauen. Einfacher ist jedoch die Bestückung einer geätzten Platine. Das nachfolgede Bild zeigt die komplette Schaltung. Oben links befindet sich der integrierte MP3-Player. Dieser ist als fertiges Modul erhältlich und benötigt lediglich 5V Betriebsspannung. Sie werden mittels Spannungswandler (IC 1) aus der 12V Betriebsspannung erzeugt. Der Stromverbrauch inkl. Nachgeschaltetem Modulator liegt im Betrieb bei etwas über 70 mA.

 
Die bestückte Platine des AM - Oszillators 
 
Platine
Die Anschlüsse und Bedienelemente des MP3-Decoders 
 
Anschluss des MP3 Players 
Der Einbau in ein passendes Gehäuse 
 

Hier nun das fertige Gerät, eingebaut in einem Gehäuse. Zum Betrieb wird an der Seite eine Micro SD-Karte mit MP3 Songs eingelegt. Unmittelbar nach Anschluss der Betriebsspannung werden die Titel der Reihe nach abgespielt. Mit der roten Taste gelangt man zum nächsten Titel, mit der grauen Taste zum vorherigen. Hält man die Tasten länger gedrückt wird der Modulationsgrad zwischen 0% und über 100% eingestellt. Die rote Taste erhöht ihn, die graue Taste erniedrigt ihn. Weitere Bedienelemete sind keine vorhanden.

Bei erneutem Anlegen der Betriebsspannung wird der zuvor gespielte Titel nochmals abgespielt und der Modulationsgrad auf einen Mittelwert eingestellt. Natürlich kann das Gerät auch ohne Gehäuse betrieben werden. Die Bedientasten befinden sich direkt auf dem MP3-Modul.

 
geöffnetes Gerät
Detailbild MP3-Decoder

 

Der Vollständigkeit halber sei darauf hingewiesen, dass es sich bei der Schaltung um einen AM-Sender handelt der lt. Gesetz in Deutschland nicht betrieben werden darf. Bei Empfängern mit integrierter Ferritantenne beträgt die Reichweite ca. 1-2 Meter. Bei älteren Geradeausempfängern muss der Modulator in unmittelbarer Nähe zum Empfangsgerät platziert werden. In der Praxis hat sich dabei der Bereich des Antenneneingangs als bevorzugte Stelle heraus gestellt. Für den Betrieb eines Detektorempfängers reicht die Leistung leider nicht aus.

kompl. Gerät

Zur Veranschaulichung kann auf YouTube ein Video angeschaut werden welches das Gerät mit zwei verschiedenen Radios (Philips Philetta Euro und VE301) in Funktion zeigt. Hier der entsprechende Link: https://youtu.be/84o9swsWBNw

Mit Klängen von Lilian Harvey, Hans Albers oder den Comedian Harmonists können Sie Ihre alten Schätzchen nun wieder mit zeitgenössischer Musik betreiben. Für Interessenten die sich einen Nachbau nicht zutrauen habe ich noch einige Komplettgeräte vorrätig die ich gerne zum Selbstkostenpreis abgebe.

 

Die Stückliste des AM-Modulators 
MengeBezeichnungWertBauformBestellnummerLieferant
1R1560kΩ ¼W02071417654Conrad
2R2, R4470kΩ ¼W02071417648Conrad
1R312kΩ ¼W02071417723Conrad
1R5560Ω ¼W02071417655Conrad
1R647Ω ¼W02071417710Conrad
1R756kΩ ¼W02071417714Conrad
1R84,7kΩ ¼W02071417695Conrad
3R9, Ra*, Rb*1kΩ ¼W02071417699Conrad
1R10100kΩ ¼W02071417735Conrad
6C1, C3, C6, C8, C9, C11220nF 63VRM 5,081235241Conrad
3C7, C10, C14*2,2nF 100VRM 2,541589521Conrad
1C12100pF; 100VRM 5,081578688Conrad
2C2, C510µF; 63VRM 2,54445503Conrad
2C4, C13220µF; 35VRM5,081328855Conrad
1D11N4007DO-204AL 162272Conrad
1Q17,3728 MHzHC49155176Conrad
1IC1L78S05CVTO220179345Conrad
1IC2LM358NGDIP8151730Conrad
1IC3CD4040BEDIP16172626Conrad
1IC4CD4053BEDIP16173355Conrad
2T1, T2BC547CTO92140539Conrad
1F1*200mARM 5,08536873Conrad
1L1*1mH DrosselHBCC
RM5,08
L-HBCC 1,0M
535478
Reichelt
Conrad
1L2*Ferritantenne
Ferritstab

250440
535575
Pollin
Conrad
1MP3-Decoder* div. Anbieter
 
* Anmerkungen zur Stückliste:
 
Ra, RbDienen der Zusammenschaltung von linkem und rechtem Kanal des MP3-Decoders. (siehe Bild)
  
C14Der Wert muss entsprechend der Ferritantenne gewählt werden. Die Ferritantenne von Pollin ist mit 2,2nF ideal angepasst.
  
F1Vorsicherung, im Schaltbild nicht vorhanden, jedoch im Layout der Platine.
L1Das Layout ist für die Drossel von Reichelt ausgelegt. Die Drossel von Conrad kann jedoch ebenfalls eingesetzt werden hat jedoch das falsche Rastermaß.
  
L2Die Schaltung wurde mit der Antenne von Pollin aufgebaut da günstig beschaffbar. Bei Verwendung dieser Antenne MUSS jedoch der Parallelkondensator entfernt werden. Hierzu ein Anschlussbein vom Kondensator trennen. Der Kondensator kann auf der Wicklung verbleiben. Alternativ kann der hier beschriebene Ferritstab von Conrad eingesetzt werden. Hierzu müssen ca. 100 Windungen Kupferlackdraht oder HF-Litze auf den Ferritstab aufgebracht werden. C14 muss dann entsprechend angepasst werden. (Überprüfung der Wellenform mittels Scope)
  
MP3Der hier verwendete MP3 Dekoder wird bei ebay von verschiedenen Händlern angeboten. Einfach nach "MP3 Modul" suchen, dann werden sie fündig. Auch Amazon hat das Modul zeitweise gelistet. Natürlich kann auch eine andere NF-Quelle eingesetzt werden. Ggf. ist dann der NF-Pegel anzupassen.
 
Der Bestückungsplan des AM-Modulators 
 
Bestückungsplan
 
Das Layout des AM-Modulators 
 
Layout
 
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