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Fernsteuerempfänger

Die integrierte Linearschaltung TBA 120 enthält einen symmetrischen sechsstufigen HF-Verstärker mit nachgeschaltetem symmetrischen Produktdetektor. Sie wurde ursprünglich zur Verstärkung, Begrenzung und Demodulation frequenzmodulierter Signale entwickelt und findet vor allem in UKW-Zwischenfrequenzstufen sowie in Ton-ZF-Stufen von Fernsehempfängern Verwendung. Nach Angaben des Herstellers (Siemens) liegt die obere Grenzfrequenz des TBA 120 bei 40 MHz. Das bedeutet, dass die Schaltung im Bereich um 27 MHz einwandfrei arbeitet. Allerdings ist die Stromaufnahme des TBA 120 nicht gerade unerheblich; bei 12 V Speisespannung liegt sie, abhängig von der Exemplarstreuung, bei 12...20 mA. Deshalb setzt man bei Batterieempfängern besser den Typ SO 41 P (ebenfalls Siemens) ein. Dieses IC wurde speziell für Batteriegeräte entwickelt und benötigt im Vergleich zum TBA 120 nur ein Drittel an Strom, bei 6 V ungefähr 4,5 mA.

Beide Typen sind pinkompatibel, sie können ohne Änderung der Platine gegeneinander ausgetauscht werden. Bei Verwendung des SO 41 P ist die Eingangsempfindlichkeit der Schaltung größer, die NF-Ausgangsspannung jedoch kleiner als beim TBA 120, hier lässt sich die Ausgangsspannung über Anschluss 5 einstellen. Der SO 41 P bietet diese Möglichkeit nicht. Schaltungstechnisch spielen die Unterschiede zwischen dem TBA 120 und dem SO 41 P keine Rolle, da eine Verstärkungseinstellung nicht erforderlich ist und der nachfolgende NF‑Verstärker, der das Signal begrenzt, so ausgelegt wurde, dass keine Komplikationen entstehen können. Bild 1 zeigt das Schaltbild des IC‑Fernsteuerempfängers. Am Eingang liegt die mit T1 in Basisschaltung aufgebaute HF‑Vorstufe. Durch diese Maßnahme werden Empfindlichkeit und Selektivität des Empfängers vergrößert, gleichzeitig ist eine Beeinflussung der Schaltung durch die Antennenlänge weitgehend ausgeschaltet. Als Antenne reicht ein Stück Draht mit einer Länge zwischen 30 cm und 2 m aus. R1 bestimmt den Arbeitspunkt von T1 , C2 legt die Basis wechselspannungsmäßig an Masse. Die Resonanzfrequenz des Schwingkreises L1/C1 lässt sich mit dem Spulenkern auf die geforderte Frequenz innerhalb des 27 MHz-Bandes einstellen. Ober die Auskoppelwicklung L3 gelangt die verstärkte HF zum Eingang des TBA 120 (SO 41 P). Den Aufbau der Spule zeigt Bild 2. Die Verstärkung des IC's liegt so hoch (ca. 50 dB bei 30 MHz), dass schon bei kleinsten amplitudenmodulierten Eingangssignalen volle Begrenzung auftritt und am Ausgang der Verstärkerstufe die unmodulierte Trägerfrequenz erscheint. Dem Demodulator wird nun sowohl diese Trägerfrequenz (über die IC ‑ interne Verbindung) als auch das nicht begrenzte Signal von L2 (über die Artschlüsse 7 und 9) zugeführt). Das nach der Demodulation übrig bleibende NF‑Signal wird im IC noch verstärkt und steht dann am Anschluss 8 zur Verfügung. C6 bildet zusammen mit dem Ausgangswiderstand des TBA 120 (ca. 2 ... 3 k) ein Tiefpassfilter mit einer Grenzfrequenz von etwa 10 kHz. Die Gleichspannungskomponente des Ausgangssignals beträgt ca. 7 V bei 12 V Betriebsspannung und ca. 5 V bei Ub = 9 V. Der nachfolgende NF-Verstärker mit dem OpAmp 741 kann direkt angekoppelt werden (Gleichstromkopplung), weil der OpAmp gleichspannungsmäßig als Emitterfolger geschaltet ist; über R3 erfolgt nämlich eine 100%ige Gegenkopplung. Für Wechselspannungen dagegen ergibt sich der Verstärkungsfaktor V ~ 1 + R3/R4 ~ 5000. Die 2 antiparallel geschalteten Dioden D1 und D2 begrenzen die Verstärkung des OpAmp bei Überschreitung einer bestimmten Aussteuerung. Wenn die Spitzenwerte der Wechselspannung ca. +0,7 V übersteigen, beginnt Diode D2 zu leiten. Der Verstärkungsfaktor des OpAmp sinkt dann auf V ~ 1 + R3/RDiode/R4, er ist in jedem Fall größer als 1, die Gleichstromverstärkung bleibt 1. Bei negativer Aussteuerung bewirkt D1 die Signalbegrenzung.

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Auf die beschriebene Weise erhält man am Ausgang eine Tonfrequenzspannung mit konstanter Amplitude von ca. Uss = 1,4 V. Die niederohmige Ausgangsimpedanz ermöglicht eine direkte Ansteuerung von Tonfrequenzfiltern.

Die Schaltung lässt sich auf einer Platine von nur 30 x 70 mm aufbauen, um die Einbauhöhe so klein wie möglich zu halten, wird die Spule liegend eingelötet. Der Empfänger liefert vergleichsweise gute Leistungen. Die Empfindlichkeit ist groß, die Selektivität befriedigend. Sollte die HF‑Vorstufe schwingen, muss die Antenne so lange verkürzt werden, bis die Schwingungen aussetzen. Der wesentliche Vorteil dieser Schaltung liegt (abgesehen von der Nachbausicherheit) darin, dass keine Störstrahlung eine „Umweltverschmutzung" verursacht, wie das bei einfachen Pendelempfängern der Fall ist.

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