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Elektronik: Antennen-Anlagen
2011-2013 © Peter E. Burkhardt
Antennen-Anlagen
Antennen-Anlagen
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Besonderheiten in der DDR und Material

Für das analoge Fernsehen sind neben den Dach-Antennen auch Antennen-Verstärker, Filter, Weichen und Verteilanlagen nötig. Eine Besonderheit in der DDR war, die Anlagen für den West-Fernempfang auszurüsten. Die nötige Technik stand meist nicht zur Verfügung. Der Eigenbau stand hoch im Kurs.

Ein Antennenverstärker unter dem Dach konnte zwar die meist riesige Antenne auf dem Dach nicht ersetzen, Kabelverluste wurden aber ausgeglichen. Der Empfang der "Westsender" war ohne große Antenne und dem (damals) rauscharmen Antennenverstärker überhaupt nicht möglich.

Allerdings gab es DDR-typisch gleich mehrere Probleme, wenn westdeutsche Sender einigermaßen gut empfangen werden sollten:

Das folgende Bild zeigt, welcher Aufwand auf dem Dach getrieben werden musste, wenn der Empfang einigermaßen vernünftig sein sollte.

Mit Ausstrahlung der 2. Programme im UHF-Bereich wurde die Material-Situation noch verschärft. Zunehmend wurden Antennen, Verstärker, Filter und letztlich auch ganze Antennenanlagen privat beschafft, selbst hergestellt und errichtet. Wer nicht selbst das Wissen oder die Möglichkeit dieser Selbsthilfe hatte, beauftragte eben Bekannte, die dies konnten.

Aus dieser Situation heraus entstanden die im Folgenden beschriebenen Verstärker, Weichen und Filter. Die große Zahl der Hilfesuchenden zwang mich, ein gewisses Baustein-System zu entwickeln. Beispielsweise basieren eine Reihe von Verstärker-Schaltungen auf dem gleichen Leiterplatten-Layout.

Die Schaltungen sind auf die speziellen Anforderungen in Sachsen abgestimmt, d.h. auf die empfangbaren Westsender Kanal 4 (ARD, Ochsenkopf), Kanal 23 (ZDF) und Kanal 10 ("Hamburger"). Im UKW-Stereo-Bereich waren vor allem die bayerischen Sender interessant. Diese erforderten aber eine spezielle Filtertechnik, um Störungen durch die starken DDR-UKW-Sender zu vermeiden.

Das spätere DDR-Sortiment an Verstärkern und Weichen hätte zwar (mit Abstrichen) fast ausgereicht, erfüllte jedoch zu keiner Zeit alle Anforderungen und war nicht immer verfügbar.

 

Antennen-Anlagen: Antennen-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Antennen-Verstärker

Anforderungen und Schaltungstechnik

Neben der Antenne ist der Antennen-Verstärker das wichtigste Element zum Empfang schwacher Sender-Signale. Folgende Eigenschaften sind zu fordern:

Besonders die eingesetzten Transistoren bestimmen (neben dem Schaltungsprinzip und Aufbau) das Ergebnis. Anfänglich wurden Ge-Transistoren eingesetzt, später auch Si-Transistoren. Es entstanden eine ganze Reihe von Antennen-Verstärkern, die sich grob in Bereichs-Verstärker, Kanal-Verstärker und Anschluss-Verstärker unterteilen lassen. Letztere haben eine höhere Aussteuerfähigkeit zum Treiben der Verteilanlagen in Gemeinschafts-Antennenanlagen.

Die Schaltungen entsprechen dem damaligen Stand, Besonderheiten sind im jeweiligen Schaltbild vermerkt. Bei Einsatz moderner Transistoren sind heute insbesondere bessere Rauscheigenschaften zu erwarten.

Dem Aufbau nach sind die Verstärker in normaler Leiterplatten-Technik und in Topfkreis-Technik unterscheidbar. Besonders mit Topfkreisen lassen sich selektive Kanal-Verstärker aufbauen, die in schwierigen Empfangssituationen Nahsender-Störungen vermeiden.

Die folgenden Verstärker-Schaltungen sind vielfach praxiserprobt und basieren auf wenigen Gehäusevarianten. Alle Verstärker (auch die weiter unten beschriebenen Weichen und Filter) sind geschirmt, steckbar und verfügen über die Möglichkeit, die Versorgungsspannung über das Koaxkabel zu schleifen.

 

Antennen-Anlagen: Antennen-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Gehäuse und Leiterplatten-Technik

Standard-Gehäuse für Verstärker und Weichen

Dieses Gehäuse ist aus einseitig Cu-kaschiertem glasfaserverstärktem Leiterplatten-Material gefertigt. Das 1,5mm-Halbzeug war in ausreichender Menge erhältlich, läßt sich gut bearbeiten (Schneiden mit der Handhebelschere) und erfüllt aus HF-technischer Sicht seine Funktion hervorragend.

Im Bild ist eine Eingangsbuchse und ein Ausgangsstecker gezeichnet. Für mehr Eingänge oder Ausgänge kann jede Gehäuseseite mit maximal zwei Einbau-Buchsen bzw. -Steckern bestückt werden. Damit ist das Gehäuse flexibel einsetzbar.

Die Zuführung der Speisespannung erfolgt normalerweise mit über das Koaxkabel. Aber auch die separate Einspeisung ist möglich. Dazu sind in einer Seitenwand 2 Löcher gebohrt, die zur Isolation der durchgeführten blanken Anschlussdrähte auf der Cu-kaschierten Innenseite angesenkt sind.

 

Antennen-Anlagen: Antennen-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Herstellen der Leiterplatten und Gehäuse

Der Aufwand für das fotochemische Verfahren zur Leiterbild-Erstellung war (wie auch heute noch) recht groß. Außerdem waren die chemischen Zutaten schwer erhältlich. Eine aktzeptable und relativ einfach zu realisierende Lösung war die Frästechnik. Dieses Verfahren, mit dem die Leiterzüge (meist wenige Lötinseln) mittels eines Stichels von der Cu-Schicht separiert werden, kommt der HF-Technik entgegen. Es ergeben sich automatisch breite Leiterzüge und der ganze Rest ist Masse.

Das Fräsen erfolgt mit einem Stichel oder ausgedientem Dental-Bohrer in der Ständerbohrmaschine. Ist die Bohrmaschinen-Höhe (d.h. die Frästiefe) richtig eingestellt, ergeben sich gleichmäßige Ausfräsungen der Kupferschicht. Beim Fräsen wird die Leiterplatte von Hand geführt, die Bohrmaschine mit dem Stichel ist fest. Das Aufsetzen des Stichels auf und das Abheben von der Leiterplatten-Oberfläche wird vorteilhaft mit dem Fuß erledigt (über Drahtschlinge o.ä. mit dem Hubmechanismus des Bohrständers verbunden), so dass beide Hände zur Führung der Leiterplatte frei sind. Die Bohrmaschinen-Drehzahl sollte möglichst hoch und der Stichel scharf angeschliffen sein. Dadurch ergeben sich saubere Fräßgräben, die nur gering (z.B. mit 240-iger Schleifpapier) nachbearbeitet werden müssen.

Arbeitsschritte zur Gehäuse- und Leiterplatten-Herstellung

Folgende Reihenfolge hat sich bewährt:

Besonderheiten bei Topfkreisen

Bei Verstärkern/Filtern mit Topfkreisen sind die Arbeitsschritte ähnlich, bestimmte Bauelemente (Innenleiter, Rohr-Trimmer) können auch vor dem Gehäuse-Zusammenbau eingelötet werden. Außerdem können Topfkreise natürlich nur im geschlossenen Zustand abgeglichen werden.

Zur guten Kontaktgabe der Abdeckungen (Boden/Deckel) sind bei Topfkreisen zusätzlich zu den verzinnten Ecken weitere Maßnahmen erforderlich. Der Boden kann auch fest eingelötet sein bzw. gleich als Lötbasis beim Gehäuse-Zusammenbau dienen. Die eingelöteten Bauelemente sollten allerdings auch später noch zugänglich sein. Damit entfallen die Muttern und Löcher für die Boden-Verschraubung. Zur Kontaktgabe des verschraubten Deckels ist es vorteilhaft, die oberen Schnittkanten der Seiten- und Zwischenwände mit dünnem Weißblech, vorzugsweise aber Cu-Folie, zu überbrücken. Der Kontaktbereich des Deckels zu diesen eingelöteten Folien ist ebenfalls zu verzinnen.

Fazit zur verwendeten Technik

So ergeben sich akzeptabel aussehende Verstärker bzw. Weichen mit guten HF-Eigenschaften. Das Verfahren ist auch heute noch anwendbar, schnell und günstig. Insbesondere die Frästechnik bietet sich an, wenn eine kleine HF-Schaltung oder eine andere Schaltung mit hoher Verarbeitungsfrequenz realisiert werden soll. Auch eine Verbindung der Frästechnik mit der heute teilweise angewandten wilden Verdrahtung über einer Cu-Fläche ist günstig. Die Schaltung sieht dann nicht ganz so "wild" aus, erfüllt aber HF-technische Forderungen hervorragend.

Natürlich ist die Hand-Frästechnik bei kompliziertem Leitungsmuster und/oder langen Leitungen oder auch bei hoher Leitungsdichte nicht anwendbar.

 

 

 

 

 

Antennen-Anlagen: Bereichs-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Bereichsverstärker

Die folgenden Antennen-Verstärker verstärken einen oder auch mehrere Empfangsbereiche, sind also nicht kanal-selektiv. Der Aufbau erfolgt durchweg auf Leiterplatte im Standardgehäuse. Die Betriebsspannung kann wahlweise über das Koaxkabel oder direkt über extern zugängliche Lötanschlüsse erfolgen.

Verstärker Band I und II (UKW)

Eingangs werden die Bänder gefiltert, der Ausgang ist breitbandig und mit HF-Trafo 1 (L6) an 75 Ω angepasst. Der Aufbau erfolgt im Standard-Gehäuse und, wie alle anderen Verstärker auch, völlig geschirmt. Weitere Daten enthält das Bild.

Die Leiterplatte ist universell für viele der folgenden Verstärker nutzbar. Einige gefräste Inseln werden je nach Bedarf mit Lötzinn gebrückt. Die Spulen sind so angeordnet, dass sie sich möglichst wenig beeinflussen. Sie liegen voll auf der Leiterplatte auf, zu Masse ergibt sich damit entsprechend Leiterplatten-Dicke ein Abstand von 1,5 mm. Das ergibt einen reproduzierbaren Aufbau bezüglich L-Wert und Streukapazität. Der Eingangsbuchsen-Mittelstift ist nicht erst mit der Leiterplatte verbunden, sondern direkt mit den Eingangskondensatoren. Dies ist HF-technisch günstiger und wird, wo es möglich ist, bei allen Schaltungen so praktiziert.

Abschirmung gegen Schwingneigung

Zur sicheren Unterdrückung einer Selbsterregung des Verstärkers durch Rückkopplung ist, falls erforderlich, ein kleines Trennblech neben dem Transistor eingelötet. So können sich die Ein- und Ausgangsspulen nicht sehen. Das Weißblech (kupferkaschiertes Halbzeug geht auch) liegt direkt auf der Leiterplatte auf und schließt bündig mit dem Deckel ab. Es wird einfach mit den Seitenwänden verlötet. Für ein Transistorbein und evtl. Widerstände ist das Trennblech entsprechend auszusparen. Das Trennblech ist bei allen Verstärkern sinnvoll, bei denen die Standard-Leiterplatte eingesetzt wird.

 

Antennen-Anlagen: Bereichs-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Verstärker Band I und II (UKW), mit OUT-Tiefpass

Dieser Verstärker ist ebenfalls für die Kanäle 2 bis 4 und UKW vorgesehen, kann aber ausgangsseitig aufgrund des Tiefpasses direkt mit einem Verstärker-Ausgang zusammengeschaltet werden, der ausgangsseitig einen entsprechenden Hochpass hat. Eine Weiche zur Zusammenschaltung z.B. dieses BI/II-Verstärkers mit einem BIII- oder UHF-Verstärker ist somit nicht erforderlich.

 

Antennen-Anlagen: Bereichs-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Verstärker Band II (UKW)

Dieser nur für UKW vorgesehene Verstärker hat nur den breitbandigen HF-Trafo 1 (L4) zur ausgangsseitigen Anpassung. Der Ausgang besitzt also keine Selektivität und kann deshalb nur über eine Weiche mit anderen Frequenzen zusammengeführt werden.

 

Antennen-Anlagen: Bereichs-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Verstärker Band II (UKW), mit C-Auskopplung

Im Gegensatz zum trafo-gekoppelten Ausgang geschieht hier die Impedanz-Anpassung kapazitiv (C5 und C6). Außerdem ist der Transistor Q1 mit R3 gleichstrommäßig gegengekoppelt. Somit ergibt sich eine bessere Arbeitspunkt-Stabilität.

 

Antennen-Anlagen: Bereichs-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Verstärker Band II (UKW) für Topfkreis-Filter

Der folgende UKW-Verstärker ist für den Einsatz unmittelbar an einer leistungsfähigen UKW-Antenne vorgesehen, wenn aus gleicher Richtung starke Sender den Fernempfang stören könnten.

Damit auch starke UKW-Signale linear (ohne Kreuzmodulationsstörungen) verarbeitet werden können, ist der russische Transistor KT610A eingesetzt. Dieser arbeitet bei hohem Strom noch relativ rauscharm und verträgt höhere Signalpegel. Der IMA (Intermodulationsabstand) ist höher. Im Bild sind zwei Varianten für unterschiedliche Kollektorströme angegeben. Die 30mA-Variante wird direkt an der Antenne betrieben, die 50mA-Variante als Nach-Verstärker.

Der hohe Betriebsstrom verlangt eine Kühlung. Deshalb ist der KT610A direkt auf eine große Leiterplattenfläche oder auf eine andere Kühlfläche zu schrauben.

Alle weiteren wichtigen Daten, insbesondere der Aufbau des Lochkern-Übertragers, sind im Bild angegeben.

Die folgende Blockschaltung zeigt, wie die Konfiguration mit zwei dieser Verstärker aussieht.

So wie im Bild gezeigt, waren die Verstärker praktisch im Einsatz. Die Durchgangsdämpfung der UKW-Topfkreis-Filter wird mehr als ausgeglichen. Eine genügend hohe Verstärkungsreserve ist vorhanden. Mit den Topfkreisen, die als Sperrfilter für starke (störende) Nahsender arbeiten, werden die Empfangspegel angeglichen. Sollte der dann stärkste Pegel immer noch zu hoch sein, muss dies mit dem Eingangs-Pegelsteller (Dämpfungssteller) des Hausverstärkers ausgeglichen werden.

Die UKW-Topfkreise sind weiter unten beschrieben.

 

Antennen-Anlagen: Bereichs-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Verstärker Band III, abgleichbar

Dieser Band-III-Verstärker ist im Ausgangskreis abgleichbar, so dass die Mittenfrequenz der Verstärkung innerhalb des Bandes verschiebbar ist. Entweder erfolgt der Abgleich auf einen schwachen Sender oder bewusst von einem zu starken Sender weg. Die Selektivität ist natürlich nicht sehr groß. Stören sich zwei zu empfangende Sender zu sehr, muss mit Topfkreis-Filtern gearbeitet werden.

Verstärker Band III, 2-stufig

Wird im Band III eine höhere Verstärkung benötigt, ist dieser 2-stufige Verstärker geeignet. Allerdings ist die Gefahr, dass hohe Signalpegel von der 2. Verstärkerstufe nicht mehr linear verarbeitet werden können, ziemlich groß. Ein 1-stufiger Vorverstärker in Kombination mit enem hochstromigen 1-stufigen Nachverstärker ist bei hohem Signalpegel die bessere Lösung.

 

Antennen-Anlagen: Bereichs-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Verstärker Band I/II und III

Dieser Verstärker ist für Band III ebenfalls 2-stufig. Zur Verstärkung von Kanal 2 bis 4 und UKW ist ein zweiter Eingang vorhanden. Diese niedrigeren Frequenzen werden erst nach der ersten Stufe eingekoppelt, da die Verstärkung für Band I/II mit einer Stufe ausreicht.

Verstärker Band IV/V, 2-stufig (Ge)

Mit Erschließung des UHF-Bandes wurden die neuen Sendefrequenzen schnell von den zweiten Programmen erobert. Neben dem 2. Programm der DDR war nun vor allem das ZDF interessant. War bisher der Empfang des vertikal polarisierten Kanal 4 (Ochsenkopf) noch eine eher leichte Aufgabe, stand nun das Rauschproblem im UHF-Bereich im Vordergrund.

Der Verstärker arbeitet in beiden Stufen mit Ge-Transistoren. Diese sind zwar relativ kreuzmodulations-empfindlich, hatten aber damals bessere Rauscheigenschaften als die verfügbaren Si-Transistoren. Anfangs war der DDR-Typ GF147S (rauscharmer Auslesetyp des GF147) schwer zu bekommen. Der naheliegende Ausweg, den AF239 einzusetzen, war nur über Umwege und mit "Westgeld" möglich.

Der Verstärker ist breitbandig, für schwache Fernsender bei gleichzeitig starken Nahsendern nicht die beste Lösung. Allerdings ist die Richtwirkung von großen Yagi-UHF-Antennen sehr ausgeprägt, so dass der Fernsender-Empfang doch auch mit solch einem breitbandigen Verstärker möglich ist.

 

Antennen-Anlagen: Bereichs-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Verstärker Band IV/V, 2-stufig (Ge/Si)

In der 2. Stufe arbeitet hier ein Si-Transistor. Der DDR-Typ SF245 reichte zur UHF-Nachvertärkung gerade so aus. Das Rauschen dieses Verstärkers gegenüber dem vorigen ist aber insgesamt größer. Vorteil dieses Verstärkers ist der recht geringe Aufwand.

 

Antennen-Anlagen: Bereichs-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Verstärker Band I, II, III und IV/V

Ablschließend zu der Gruppe der Bereichs-Verstärker sei diese Schaltung gezeigt, die alle (damaligen) Empfangsfrequenzen abdeckt. Der KML-Bereich ist allerdings nicht dabei. Doch in den noch früheren DDR-Jahren hatte man ja für Radio Luxemburg (Kurzwelle) und RIAS Berlin sowieso eine separate Wurfantenne.

(Schaltung siehe nächste Seite)

Jedes Band hat einen eigenen Eingang, Eingangsweichen sind damit meistens nicht nötig.

Im Band III und im UHF-Bereich wird 2-stufig, im Band I und II wird 1-stufig verstärkt. Der Aufwand für solch einen All-Band-Verstärker ist mit 4 Transistoren relativ gering, die Signalpegel-Festigkeit aufgrund der Breitbandigkeit aber auch.

Diesen Verstärker habe ich eingesetzt, wenn bei relativ gutem Empfang die Kabeldämpfung der langen Empfängerzuleitung ausgeglichen werden sollte. Besonders mit dem aufkommenden Farb-Fernsehen reichte der Signalpegel am Empfängereingang oft nicht aus.

Im UHF-Bereich kann ein Vorverstärker über die Zuleitung gespeist werden. Ist dies nicht erforderlich, wird L18 einfach weggelassen. So wie L18 führt auch Drossel L17 direkt von der LP zum Koax-Mittelstift.

 

Antennen-Anlagen: Bereichs-Verstärker
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Aufbau im Standard-Gehäuse

Der Aufbau erfolgt, trotz der doch recht umfangreichen Schaltung, im Standard-Gehäuse. Zwei Schirmwände sorgen für einen stabilen Betrieb, bei diesem gedrängten Aufbau sind sie unbedingt erforderlich. Die Transistoren sind auszusparen, für das Anlöten sind entsprechende Bohrungen auf der Leiterplatte vorgesehen.

 

Antennen-Anlagen: Kanal-Verstärker
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Kanalverstärker, abgleichbar

Kanalverstärker sind schmalbandiger als Bereichsverstärker und werden grundsätzlich auf den Empfangskanal abgestimmt. Für den "Westempfang" in Sachsen betraf dies die Kanäle 4, 10 und 23.

Verstärker K4, mit 240-Ohm-Anschluss

Der folgende K4-Verstärker ist nach den Röhrenverstärkern (mit ECC88) einer der ersten von mir gebauten Transistorverstärker.

Ein- und Ausgang sind noch für symmetrisches Flachbandkabel vorgesehen. Wahlweise ist Koaxkabel anschließbar, dieses war aber zu jener Zeit bei privaten Empfangsanlagen noch nicht so üblich. Die genormten Impedanzen von 240 Ω symmetrisch und 60 Ω unsymmetrisch änderten sich später in 300 Ω und 75 Ω. Der eingesetzte DDR-Transistor GF145 entspricht etwa den AF139.

Verstärker K4, mit C-Auskopplung

Für den Abgleich sind zwei Ferritkern-Eingangsspulen vertikal angeordnet. Damit erreicht man eine höhere Eingangsselektivität. Die Signalauskopplung am Q1-Kollektorschwingkreis erfolgt über einen kapazitiven Spannungsteiler, der die nötige Ausgangsanpassung vornimmt. Der Saugkreis L5-C7 sorgt für zusätzliche Selektion.

 

Antennen-Anlagen: Kanal-Verstärker
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Verstärker K4

Dieser K4-Verstärker hat sich trotz seines einfachen Aufbaus als sehr praxistauglich erwiesen. Der K4-Abgleich mit dem Trimmer ist einfacher gegenüber 2 Spulen. Nur 2 Widerstände sind zur Arbeitspunkteinstellung nötig.

 

Antennen-Anlagen: Kanal-Verstärker
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Verstärker K4, mit Dämpfungssteller

Dieser Verstärker wird im Eingang mit Trimmer abgeglichen. Als Besonderheit ist am Ausgang ein Dämpfungssteller vorhanden.

 

Antennen-Anlagen: Kanal-Verstärker
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Verstärker K10

Dieser K10-Verstärker ist zwar ausgangsseitig mit Trimmer abgleichbar und relativ einfach aufgebaut, konnte aber wegen starker DDR-Sender nicht immer eingesetzt werden. Der Eingang ist zu breitbandig. Zur guten Kanaltrennung sind Verstärker in Topfkreis-Technik erforderlich.

 

Antennen-Anlagen: Kanal-Verstärker
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Verstärker K10, 3 Topfkreise, 2-stufig

Die beste Selektivität und auch rauscharme Verstärkung bringen Verstärker mit abstimmbaren Topfkreisen. Für 213 Mhz (K10-Mittenfrequenz) sind zwar Topfkreise schon recht groß, aber der Aufwand lohnt sich. Störungen durch benachbarte Sender wurden gut unterdrückt. Die Eingangs-Selektivität ist ebenfalls so gut, dass der erste Transistor gegen Intermodulationsstörungen gut geschützt ist. Mit dem Koppelschleifen-Abstand zum Innenleiter lassen sich in weiten Grenzen Selektivität und Verstärkung einstellen.

Die Parallel-Kondensatoren C1, C5 und C9 müssen ggf. an den konkreten Aufbau angepasst werden. Es kann sein, dass der Abgleichbereich der Rohrtrimmer nicht ausreicht, so dass geringfügig andere Werte erforderlich sind.

Aufbau

 

 

Antennen-Anlagen: Kanal-Verstärker
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(Bild-Wiederholung)

Der Aufbau muss sorgfältig nach HF-technischen Gesichtspunkten erfolgen. Jeder Millimeter Draht an ungeeigneter Stelle führt zur Serieninduktivität, die schädlich ist. Besonders die Transistor-Basis muss extrem kurz über Cs auf Masse liegen. Es gibt zwar Abblock-Scheiben-Cs ohne Anschlußdrähte, diese standen aber damals nicht zur Verfügung.

Nach dem Aufbau (inkl. der weiter oben schon beschriebenen Kontaktfolien über den Trennwänden zur Deckel-Kontaktierung) sollte die gesamte Schaltung einschließlich der Cu-Flächen mit einem lötfähigen Schutzlack eingepinselt werden. In Medizin-Alkohol gelöstes Kolophonium hat sich gut bewährt.

Antennen-Anlagen: Kanal-Verstärker
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Verstärker K23, 3 Topfkreise, 2-stufig

Der K23-Verstärker (ZDF) ist in gleicher Technik (Schaltung und Aufbau) wie der K10-Verstärker realisiert und war der absolute "Renner". Besonders mit dem noch etwas besseren AF239 wurde so manches vermeintliche Empfangsloch "wegverstärkt". Voraussetzung war natürlich eine gute Antenne, d.h. bei sehr schlechten Empfangsverhältnissen eine Yagi-Vierer-Gruppe mit je mindestens 20, manchmal auch 35 Elementen.

Im UHF-Bereich ist es besonders wichtig, den Vor-Abgleich (bei verschraubtem Deckel) noch im Labor (andere nennen es Bastelstube) durchzuführen. Da sieht man, ob der Abgleichbereich richtig ist. Der endgültige Abgleich erfolgt dann vor Ort an der Antenne.

Antennen-Anlagen: Kanal-Verstärker
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Verstärker K23 (3 Topfkreise, 2-stufig) im System-Gehäuse

Die Schaltung entspricht der vorigen, doch der Aufbau erfolgt im Gehäuse mit Systemmaßen.

Die Trimm-Cs sind hier senkrecht auf der Bodenplatte angeordnet. Dadurch kann das Gehäuse kürzer sein.

Antennen-Anlagen: Kanal-Verstärker
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Verstärker K23, 2 Topfkreise, 2-stufig

Diese K23-Sparversion hat nur 2 abstimmbare Topfkreise und ist im Weißblech-Gehäuse realisiert. Die Eingangs-Selektivität ist nicht ganz so gut, dafür ist aber die Empfindlichkeit sehr gut, da das Eingangssignal direkt auf den Transistor führt.

Die kleine Bauweise konnte durch geschirmte Mini-Keramik-Trimmer realisiert werden. Diese Trimmer sind zwar nicht ganz so gut wie Rohr-Luft-Trimmer, sie haben sich aber auch bewährt.

Bei diesem Blechgehäuse sind Boden und Deckel einfach abgekantet und aufgeklemmt, eine heute verbreitet angewandte Methode. Teilweise habe ich Boden und Deckel auch nur überstehen lassen und punktweise aufgelötet.

Antennen-Anlagen: Kabel-Verstärker
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Kabel-Verstärker

Die bis hier beschriebenen Bereichs- und Kanalverstärker eignen sich für normalerweise einen, maximal aber drei Teilnehmer. Sind mehr Empfänger-Anschlüsse zu realisieren und soll zur Vereinfachung der Kabelverlegung das Verteilnetz im Durchschleif-System aufgebaut werden, sind Leistungsverstärker erforderlich. Vor allem die Endstufen dieser Leistungsverstärker müssen einen höheren HF-Pegel liefern können, um die Kabel- und Verteilerdämpfung auszugleichen.

Kabel-Verstärker Band I bis V und KML

Der Verstärker verstärkt breitbandig alle TV-Bänder und UKW. Zusätzlich sorgt eine Umgehungsweiche für das Durchschleifen des KML-Bereichs. Je nach Länge der Empfängerzuleitungen sind bis zu 8 Anschlüsse möglich.

Die Eingänge sind durch Brücken wie folgt variabel nutzbar:

Zur Versorgung angeschlossener Antennen-Verstärker können weitere Brücken wie folgt gesetzt werden:

Die Verstärkung reicht, um Kabel- und Anschlußdämpfung auszugleichen. Den nötigen Signal-Rausch-Abstand müssen (falls erforderlich) die Vorverstärker garantieren. Wichtig ist die Aussteuerfähigkeit des Verstärkers. Es sind Pegel bis 160 mV möglich. Das wird vor allem durch den Einsatz des KT610A bei relativ hohem Betriebsstrom erreicht.

Die Breitbandigkeit des Verstärkers ergibt sich durch Hoch/Tiefpass-Aufteilung des Frequenzbandes in den UHF-Bereich (IN1) mit 2-stufiger Verstärkung und in den VHF-Bereich (IN2) mit 1-stufiger Verstärkung. Die Verstärkerstufen sind RC-gekoppelt (ohne Spulen). Der KML-Bereich wird nicht verstärkt, er erfährt eine geringfügige Dämpfung durch das Umgehungsnetzwerk.

Mehrere Empfänger sollten über dämpfungsarme Verteiler angeschlossen werden. Widerstands-Verteiler eignen sich weniger. Bei +Ub-Versorgung über die Zuleitung muss der Verteiler einen DC-Pfad besitzen.

 

 

Antennen-Anlagen: Kabel-Verstärker
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Kabel-Verstärker Kanal 4

Dieser Verstärker wird direkt von der K4-Antenne gespeist und liefert an 2 Ausgängen eine Leistung von bis zu 150 mW. Dabei bleibt der Intermodulationsabstand immer noch bei 30 dB. Mangels Messtechnik habe ich diese von VALVO angegebenen Werte nie nachprüfen können. Allerdings war der Verstärker ziemlich aufwendig und der Aufbau lohnte sich nur in wenigen Fällen, trotz der hohen Selektivität und der hohen Leistungsverstärkung.

Wegen der hohen Verstärkung ist ein allseitig geschirmter Aufbau erforderlich. Wie damals üblich, wurde ein entsprechend aufgeteiltes Kammer-Gehäuse aus Cu-kaschiertem Material zusammengelötet (ähnlich UHF-Verstärker).

Auch die 24V-Plus-Leitung muss sorgfältig von HF-Resten befreit werden, damit die saubere Trennung der Verstärkerstufen gewährleistet ist. Damals waren Durchführungs-Rohrkondensatoren üblich (C14, C15, C16), die zusammen mit den breitbandigen Drosseln (L7, L8) für eine gute Entkopplung sorgen.

Abgleich

Die im Schaltbild angegebene Abgleichanweisung hat VALVO so dokumentiert. In der Praxis habe ich nie irgend einen Transistor aus- bzw. dann wieder eingebaut. Der Verstärker wurde aufgebaut, der Strom kontrolliert und dann praktisch in Betrieb genommen. Das heißt, Antenne und Fernseher wurden angeschlossen. Zur Simulation der Kabeldämpfung und um den Fernseher nicht zu übersteuern, wurden in die Ausgangsleitung, manchmal auch zusätzlich in die Antennenzuleitung, 20dB-Dämpfungssteller geschaltet.

Der Abgleich der Trimm-Cs und der Spule L6 erfolgte so, dass sich ein möglichst rauscharmes und störungsfreies Bild ergab. Der Abgleich-Zeitpunkt im Tagesverlauf war wichtig. In Chemnitz war ein russischer (Stör-)Sender aktiv, der genau im K4-Bereich abstrahlte, aber nicht immer in Betrieb war. Der Sender war relativ schmalbandig. Manchmal hörte man russische Wortfetzen, meistens aber nur ein Knarren im Fernsehton. Das Bild war von einem gitterartigen Signal überlagert. Mit einem riesigen abstimmbaren Topfkreis-Filter (dem "Russen-Tod") konnte man den Sender durch schmalbandige Selektion innerhalb des K4-Bereichs soweit unterdrücken, dass der K4-Westfernseh-Genuss nur wenig getrübt wurde. In Verbindung mit dem hier beschriebenen K4-Verstärker konnten beste Ergebnisse erzielt werden. Beim Verstärkerabgleich musste also auch dieses russische Störsignal berücksichtigt werden.

Antennen-Anlagen: Weichen und Filter
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Weichen, Filter und Zubehör

Weichen sind nötig, um mehrere Antennen-Signale möglichst impedanzrichtig und rückwirkungsarm zusammen zu schalten, um das Signal über eine einzige Leitung zum Empfänger leiten zu können. Auch die Aufteilung in Rundfunk- und TV-Bereich für Radio und Fernseher erfordert eine Weiche, wenn das Signal über eine gemeinsame Leitung kommt. Fast alle hier beschriebenen Weichen sind Antennen-Weichen. Hat der Antennen-Verstärker bereits mehrere Eingänge, ist die entsprechende Weiche eingebaut und keine separate Weiche erforderlich.

Spezielle Filter oder auch Sperrkreise werden benötigt, wenn ein ganz bestimmter Kanal oder Sender durchgelassen oder gesperrt werden soll. Besonders im UKW-Bereich sind Filter/Sperrkreise in Topfkreis-Technik für den Pegel-Angleich vorteilhaft, wenn starke Nahsender stören.

Weiterhin sind Koppel-Leitungen (Antennenkopplung), Symmetrierglieder, Dämpfungssteller, Verteiler, Empfängerdosen u.a. zur Komplettierung einer Antennenanlage nötig. Einiges davon ist im Folgenden beschrieben.

LC-Weichen

Weichen mit Spulen (L) und Kondensatoren (C) sind einfach zu realisieren. Ein Eingang mit Hochpass, ein Eingang mit Tiefpass, beide Ausgänge verbunden - fertig ist die Weiche. Allerdings ist die praktische Schaltung komplizierter, da oft nicht nur hohe und niedrige Empfangs-Frequenzen zusammengeführt werden sollen. Die einzelnen Empfangsbänder haben fast immer eine separate Antenne, deren Signal gemeinsam den TV-Empfänger-Eingang erreichen müssen. Dazu kommt noch das UKW-Signal (Band II), das bei gemeinsamer Leitung von der Antennenanlage zur Wohnung auf dieser Leitung ein- und wieder ausgekoppelt werden muss.

Weiter auseinander liegende Frequenzbereiche sind in LC-Technik relativ einfach rückwirkungsarm zusammenschaltbar. Die Kanal-Trennung innerhalb eines Empfangsbandes ist dagegen nur mit erhöhtem Aufwand möglich. Liegen die Kanäle nebeneinander, ist die LC-Weiche normalerweise überfordert.

Antennen-Anlagen: Weichen und Filter
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Weichen in 300-Ohm-Technik

Die meist verwendeten Yagi-Antennen-Dipole haben prinzipiell einen symmetrischen Anschluss. Deren Signal wurde in der Anfangszeit des Fernsehens deshalb mit 240-Ohm-Flachbandkabel zum Empfänger geleitet. Dieses Kabel ist aber störempfindlich, verlangt eine sehr sorgfältige Verlegung (großer Abstand zu Gegenständen) und widerspricht den unsymmetrischen Eingangsstufen der Verstärker und Empfangsgeräte. Es ist also am Eingang eine De-Symmetrierung erforderlich.

Mit der Nutzung des UHF-Bereichs war das Flachbandkabel überfordert. Das nun benutzte unsymmetrische Koaxkabel eignet sich besser und wurde schnell zum Standardkabel in Antennenanlagen. Die Impedanzwandlung von 240 Ω symmetrisch auf 60 Ω unsymmetrisch (später 300 Ω auf 75 Ω) erfolgt bereits am Dipol-Anschluss der Antenne.

Die folgenden VHF-Weichen haben nur Flachbandkabel-Eingänge und sind symmetrisch aufgebaut. An die Ausgänge kann wahlweise auch Koaxkabel angeschlossen werden.

Später setzte sich der unsymmetrische Aufbau der LC-Filter durch.

Die gezeigten Symmetrier-Trafos sind breitbandig und deshalb vielfältig verwendbar. Sie werden auch in den Verstärkerschaltungen benutzt.

Die Eingänge waren für Koax- und Bandkabel, die Ausgänge nur noch für Koaxkabel ausgelegt.

Antennen-Anlagen: Weichen und Filter
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Weichen-Bausteine

Nur noch für Koaxkabel sind die folgenden Hoch-, Tief- und Bandpässe geeignet. Für die unterschiedlichen Anforderungen (Anzahl und Empfangsbereiche der Antennen) entstand ein Weichen-Baustein-System in 75-Ohm-Technik. Jeder Ausgang eines Bausteins kann mit dem Ausgang eines anderen Bausteins rückwirkungsarm zusammengeschaltet werden, so dass die Eingangsfrequenzen auf einer gemeinsamen Leitung zur Verfügung stehen.

Natürlich müssen die kombinierten Bausteine zusammen passen. Zu nahe beieinander liegende Kanäle oder ein Kanal mit einem Band im gleichen Frequenzbereich sind nicht möglich. Dafür ist die Trennung der verwendeten Hoch-, Tief- und Bandpässe in LC-Technik zu gering.

Die im Bild angegebenen Kondensator-Werte und Wickeldaten sind optimiert und reichen für den sicheren Nachbau aus. Allerdings kann ein Feinabgleich der Spulen durch Auseinanderziehen bzw. Zusammendrücken Verbesserungen bringen, insbesondere bei den Kanalweichen und UHF. Die Kondensatoren sollten maximal 5%-Toleranz haben.

Antennen-Anlagen: Weichen und Filter
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Baustein-Weiche im Standard-Gehäuse

Eine realisierte Baustein-Weiche mit zugehörigem Aufbau und Leiterplatten-Layout zeigen die folgenden Bilder. Die Weiche ist auf die damaligen örtlichen Erfordernisse zugeschnitten und hat alle Eingänge, die gebraucht wurden.

Die Weiche hat neben den Ein- und Ausgängen einen externen Ub-Anschluss (wie die Verstärker). Damit können Vorverstärker für K4, K10 und UHF gespeist werden. Ub kann aber auch vom Ausgangskabel kommen.

Das Gehäuse ist ein Standard-Gehäuse, allerdings mit 7 Koaxanschlüssen. Alle Spulen sind so angeordnet, dass sie sich möglichst wenig beeinflussen. Schirmende Trennwände sind nicht erforderlich. Die Ub-Drosseln sind stehend angeordnet.

Das Leiterplatten-Layout ist so gestaltet, dass auch andere Weichenbausteine Verwendung finden können. Bei Bedarf kann auch die Anzahl der Eingänge reduziert werden. Die gesamte Anordnung ist ähnlich universell wie die Leiterplatte zu den Bereichsverstärkern.

Antennen-Anlagen: Richtkoppler
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Richtkoppler

Prinzip des Richtkopplers

Der hier betrachtete Richtkoppler besteht aus 2 Wellenleitern, in der sich die zu koppelnden Wellen ausbreiten. Abhängig von der Ausbreitungsrichtung wird das Signal von einem Leiter zum anderen Leiter bevorzugt übertragen. Das bedeutet aber auch, das in der entgegengesetzten Richtung kein Signal übertragen wird (bzw. nur stark gedämpft).

Richtkoppler können zur Zusammenführung von HF-Signalen verwendet werden, so wie es auch bei frequenzabhängigen LC-Weichen der Fall ist. Allerdings besteht bei Richtkopplern in bestimmten Grenzen keine Frequenzabhängigkeit, wenn die Koppelleiter an den zu übertragenden Frequenzbereich angepasst sind. Das bedeutet, HF-Signale des gleichen Empfangsbandes können genau so gut zusammengeführt werden wie Signale weiter auseinander liegender Frequenzen.

Richtkoppler können aber auch zum Aufteilen bzw. Auskoppeln von HF-Signalen dienen. Damit ist der Einsatz in Verteilsystemen von Antennenanlagen möglich. Vorteil in diesem Fall ist, dass die Rückwirkung des Empfängeranschlusses auf das Verteilnetz gering ist. Bei Widerstandsverteilern ist diese Rückwirkungsarmut nicht gegeben.

Es gibt weitere Anwendungen des Richtkopplers (z.B. als Mess-Richtkoppler), die aber hier nicht betrachtet werden.

Richtkoppler als Antennen-Weiche

Der verwendete Richtkoppler hat 4 Anschlüsse (auch als Tore bezeichnet). Ein Anschluss ist mit dem Wellenwiderstand abgeschlossen (ohmscher Widerstand). Es verbleiben 3 Anschlüsse. Bei Verwendung als Weiche dienen 2 als Eingang (IN1, IN2), der letzte als Ausgang (OUT). Die beiden Eingänge sind nicht immer gleichberechtigt.

Das Übertragungsverhalten eines Anschlusses zu den jeweils anderen beiden Anschlüssen kann wie folgt definiert werden:

Durchgangsdämpfung und Koppeldämpfung sollten möglichst klein sein, um geringe Signalverluste zu haben. Die Richtdämpfung dagegen sollte möglichst groß sein, um die Beeinflussung der beiden Eingänge gering zu halten. Die erreichbaren Dämpfungswerte hängen vom praktischen Aufbau des Kopplers ab.

Antennen-Anlagen: Richtkoppler
2012-11 © Peter E. Burkhardt
Richtkoppler-Kanalweichen

Die Richtkoppler-Eigenschaften erlauben es, zwei Kanäle des gleichen Empfangsbandes rückwirkungsarm zusammenzuführen (z.B. Kanal 8 und Kanal 10) oder einen Kanal im gleichen Band einzukoppeln (z.B. Kanal 23 in das UHF-Band IV/V). Das ist mit LC-Weichen nicht möglich. Wegen der Durchgangsdämpfung sollte das schwächere Signal vor dem Koppeln verstärkt werden.

Im Bild sind die drei oft verwendeten Koppler dargestellt. Das stärkere Signal ist immer über den Koppeleingang (Eingang mit der Koppeldämpfung Ak) angeschlossen. Das Signal des Fernsenders hängt am durchgehenden Wellenleiter mit der Durchgangsdämpfung Ad, die etwas geringer ist. Je nach Pegel können die Eingänge natürlich auch anders belegt werden.

Antennen-Anlagen: Topfkreis-Filter
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Filter in Topfkreis-Technik

In kritischen Empfangssituationen sind die Empfangspegel in einem Band meist sehr unterschiedlich, wenn nicht mit Antennen-Gewinn und/oder Antennen-Richtung ein Pegel-Ausgleich zu schaffen ist.

Zum Beispiel ist das gemeinsame Behandeln des UKW-Bereichs mit Dämpfungssteller oder Verstärkung meist unmöglich. Bei Dämpfung gehen die Fernsender im Rauschen unter (bzw. Stereo schaltet ab), bei Verstärkung wird der Verstärker oder auch der UKW-Empfängereingang übersteuert. Abhilfe bringen Filter und Sperrkreise in Topfkreis-Technik, um einzelne Sender zu bevorzugen oder auch zu dämpfen, damit ein einigermaßen ausgeglichenes Pegelbild im UKW-Band erreicht wird.

Im VHF-Band III gab es das Problem, dass der K8-Sender (DDR 1. Programm) so stark war, dass der Empfang auf Kanal 10 stark gestört und somit fast unmöglich war. Selbst eine 13-Element-Yagi (oder auch als Zweier-Gruppe) konnte ohne zusätzliche Filterung kein ausreichend störarmes Signal liefern.

Schaltungen für UKW und VHF

Die elektrische Schaltung im folgenden Bild zeigt für Band III und UKW in Topfkreis-Technik aufgebaute Filter (Kanalpässe) und Sperrkreise (Saugkreise).

Der Aufbau erfordert vor allem wegen der nötigen Größe etwas Aufwand. Je niedriger die Frequenz, desto größer müssen die Topfkreise sein, wenn die Schwingkreis-Güte für den Einsatzzweck ausreichend sein soll. Alle Kreise sind mit kupferkaschiertem Glasfaser-Halbzeug realisiert. Aus den folgenden Bildern sind Einzelheiten zum Aufbau ersichtlich.

Antennen-Anlagen: Topfkreis-Filter
2012-11 © Peter E. Burkhardt
Band-III-Topfkreiskombination (K8 und K10)

Das Gehäuse für die Band-III-Topfkreise ist ziemlich groß (oben). Zwei Sperrkreise senken speziell das K8-Signal ab. K10 wird bevorzugt gegenüber allen Frequenzen durchgelassen. Diese Topfkreis-Kombination war erforderlich, da Kanal 10 aus nahezu der gleichen Richtung wie der nähere Kanal 8 zu empfangen war. Mit Drehen der Antenne konnte man da nichts ausrichten (im wahrsten Sinne des Wortes "ausrichten").

Die Eintauchtiefe der Serien-Koppel-Spulen L1 und L2 bestimmt neben der K8-Sperrtiefe auch die K10-Durchlassdämpfung. Die angegebene Lage ist optimal, eine Nachjustierung war nie erforderlich. Lediglich die Parallel-Kondensatoren C3, C5 und C7 mußten manchmal geringfügig verändert werden.

Antennen-Anlagen: Topfkreis-Filter
2012-11 © Peter E. Burkhardt
UKW-Sperrkreis

Bei diesem UKW-Sperrkreis (oben) ist die Kopplung zwischen L1 und L2 ebenfalls bestimmend für die Sperrtiefe. Je nach gewünschter Dämpfung des Nahsenders kann der Koppelgrand verändert werden. L1 näher an L2 bedeutet größere Sperrtiefe (größere Dämpfung).

Bei diesem UKW-Filter gibt es außer dem Frequenzabgleich nichts einzustellen. Oft reichte schon dieses Filter aus, um den Lieblingssender so zu bevorzugen, dass die anderen nicht störten.

Die Spulen wurden meist mit entisolierten Elektro-Kupferleitungen realisiert (NYA-Draht 0,75 mm2, 1 mm2 und 2,5 mm2). Besser, aber absolut nicht verfügbar, wäre versilberter Draht gewesen. Die Trimmer sind durchweg luftisolierte Keramik-Rohr-Trimmer in hochwertiger Ausführung. Versuche mit keramischen Scheibentrimmern brachten schlechtere Ergebnisse.

Insgesamt wurden aber Ergebnisse erzielt, die den Aufwand rechtfertigten. Die Nutzfrequenz-Durchgangsdämpfung war noch erträglich, die viel wichtigere Sperrdämpfung für unerwünschte Signale war so gut, dass kaum noch Störungen im am meisten gefährdeten TV-Kanal 10 auftraten.

 

 

 

Antennen-Anlagen: Topfkreis-Filter
2012-11 © Peter E. Burkhardt
Abstimmung und Langzeitstabilität

Die Abstimmung muss sorgfältig erfolgen. Zur sicheren Kontaktgabe der Topfkreis-Deckel ist (wie weiter oben beschrieben) Cu-Folie oder auch Weissblech über die Kammer-Kanten zu löten. Zur Langzeitstabilität hatte ich anfangs Bedenken. Eine Maßnahme gegen Korrosion ist, den gesamten Topfkreis-Innenraum mit Kolophonium-Tinktur zu bestreichen (einschließlich der blanken Cu-Spulen). Bewährt hat sich darüber hinaus das Festlegen der Spulenwindungen mit Alleskleber (Duosan). Mechanische Schwingungen, die durch Resonanzänderung eine Frequenzmodulation hervorrufen können, werden so sicher unterdrückt. Die anschließende Alterung im Backofen (oder ersatzweise früher auf der Herdplatte) sorgt für stabile Bedingungen über längere Zeit. Das alles sind zwar Hausmittel, die früher zur Verfügung standen, sie erfüllen aber den beabsichtigten Zweck.

Das folgende Bild zeigt einen mit Weissblech realisierten 2-fach-UKW-Sperrkreis, der 28 (!) Jahre im Dachboden verschraubt war. Meine Neugier nach der Demontage war groß: Messungen ergaben, dass sich die Sperrfrequenzen nur geringfügig (funktional nicht nachteilig) verschoben hatten. Erstaunlich, da die Dachboden-Temperaturen im betreffenden Haus zwischen 45 Grad im Sommer und um den Gefrierpunkt im Winter schwankten.

Der Aufbau unterscheidet sich etwas von den Zeichnungen weiter oben, diese Weißblech-Variante war etwas einfacher zu bauen und günstiger.

Gut ist die in Serie geschaltete Koppelspule zu erkennen, die hier ziemlich weit in die Saugkreis-Spule eintaucht. Die Trimmer haben Serien-Cs zur Kapazitätsreduzierung. Der richtige Trimmer-Wert war wohl wieder einmal nicht verfügbar. Gut sichtbar ist auch der zur Stabilisierung eingesetzte Kleber.

Antennen-Anlagen: Verteilnetz mit Widerständen
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Verteilnetz

Bei nur einem Empfänger an der Antennenanlage ist der Aufwand gering. Das einzige Koaxkabel führt vom Antennenanlagen-Ausgang (meist unter dem Hausdach) direkt bis zum Empfängerort (Wohnung). Ist der Verstärker über dieses Kabel zu versorgen, mündet das Kabel im Netzteil und wird dann weiter über die Empfängerweichen (TV/UKW bzw. bei früher getrennten TV-Eingängen noch VHF/UHF) zum Tuner des Empfängers geführt.

Bei mehreren Teilnehmern gibt es je nach Verteiltechnik und Anzahl der Empfängerdosen eine Vielzahl von Möglichkeiten. Meist wurde für mehrstöckige Wohnhäuser die Verkabelung im Durchschleifsystem ausgeführt, d.h. vom Dachboden-Verteiler aus führen mehrere Stammleitungen nach unten, an jeder Stammleitung hängen dann die Empfängerdosen der übereinander liegenden Wohnungen. Bei kleineren oder Einzelanlagen war die Sternverteilung vorteilhaft, d.h. vom Dachboden-Verteiler führte für jeden Teilnehmer eine Leitung direkt bis zum Empfänger.

Verteiler und Abzweiger mit Widerständen

Eine Schaltung mit Widerständen ist nahezu unabhängig von der Frequenz und Richtung des HF-Signals. Die Widerstände sollten HF-tauglich und mit geringer Toleranz sein. Die Dämpfungswerte sind relativ hoch, was entsprechend hohe Verstärkung voraussetzt.

Die Dämpfung beim Verteiler (oben) war noch akzeptabel, beim Abzweiger (folgendes Bild) allerdings schon ziemlich hoch.

Die gezeigten Verteiler- und Abzweiger-Schaltungen stellen nur das (voll funktionsfähige) Prinzip dar. Sie besitzen keinen DC-Pfad, d.h. die Antennenverstärker-Betriebsspannung kann nur mit zusätzlichem Schaltungsaufwand (Drosseln und Cs) durchgeschleift werden.

Antennen-Anlagen: Verteilnetz, DDR-Serie 80xx
2013-11 © Peter E. Burkhardt

Verteiler und Abzweiger der DDR-Serie 80xx

Die DDR-Serie 80xx (80-iger Jahre bis Anfang 1990) ist eine robuste, vollgeschirmte Geräteserie aus cadmiertem Stahlblech mit einer Schirmungsdämpfung von mehr als 75 dB. Die Verteiler und Abzweiger enthalten nur Widerstände und wurden in großen Gemeinschafts-Antennenanlagen eingesetzt. Das Durchschleifen der Antennenverstärker-Betriebsspannung ist nicht vorgesehen.

Die Koaxkabel werden mittels Schraubverbindung unmittelbar an die Ein- und Ausgänge angeschlossen. Jedes Gehäuse ist mit standardisierten Befestigungslaschen ausgerüstet. Die Montage erfolgt mittels Schrauben.

In diesem Monat (11/2013) wurde die Serie für nur 10 Euro-Cent je Gerät im Billig-Elektronik-Markt angeboten. Auch wenn man für das Innenleben kaum Verwendung hat, die Gehäuse sind für HF-Schaltungen (Verstärker usw.) hervorragend geeignet. Die Koaxschraubanschlüsse lassen sich aus dem Gehäuse entfernen, um Koaxsteckbuchsen einzusetzen.

Verteiler 8015 und 8017

Schaltung der Verteiler 8015 und 8017

Zweifach-Verteiler 8015

Antennen-Anlagen: Verteilnetz, DDR-Serie 80xx
2013-11 © Peter E. Burkhardt
Abzweiger 8011 und 8012

Schaltung der Abzweiger 8011 und 8012

Zweifach-Abzweiger 8012

Abzweiger 8013 und 8014

Diese Abzweiger sind noch einfacher aufgebaut und enthalten weniger Widerstände als die entsprechenden Abzweiger 8011 und 8012. Die Durchgangsdämpfung Ad ist geringer, die Anschlussdämpfung Aa dafür etwas höher.

Schaltung der Abzweiger 8013 und 8014

Antennen-Anlagen: Verteilnetz, Richtkoppler
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Verteiler in Richtkoppler-Technik

Richtkoppler haben ebenfalls über einen breiten Frequenzbereich ein ausgeglichenes Übertragungsverhalten. Die Dämpfung ist vom Ferrit-Material und Aufbau des Kopplers abhängig und kann den Anforderungen entsprechend ausgelegt werden. Die meisten käuflichen Verteiler und Abzweiger sind in Richtkoppler-Technik ausgeführt. Vorteil ist die höhere Dämpfung von Störsignalen zwischen den Empfängeranschlüssen und von den Anschlüssen zur Antennenanlage. Dabei bleibt die Durchlassdämpfung niedrig.

Antennen-Anlagen: Verteilnetz, Empfänger-Anschlußdose
2012-11 © Peter E. Burkhardt

Empfänger-Anschlußdose im 40-mA-Netzteil

Eine frühe Eigenbau-Anschlußdose zusammen mit dem 40mA-Netzteil zeigt das folgende Bild. Die HF-Bauelemente befinden sich im Standard-Verstärkergehäuse geschirmt und getrennt vom Netzteil.

Das Netzteil ist eines der beiden damaligen Netzteil-Varianten. Es kann mit 40 mA Laststrom kleine Antennenanlagen versorgen. Bei 45 mA beginnt die Strombegrenzung, dabei ist die Ausgangsspannung nur noch 13 V. Größere Anlagen mit Kabelverstärker erfordern die stärkere Netzteil-Variante mit max. 200 mA Laststrom.

Die Schaltungstechnik entspricht der damaligen Materialsituation. Metallgehäuse, Trafo und Schaltungsmasse sind mit dem Schutzleiter des 230V-Schuko-Steckers verbunden. Die DDR-Transistoren sind leicht ersetzbar, Q1 ist ein 1,5A-Typ. Die Schaltung erlaubt es, verschiedene Z-Dioden als Referenz zu benutzen. Ub ist deshalb mit VR04 auf Nennwert 14 V einstellbar.

Die Strombegrenzung ist mit R03 fest vorgegeben. Bei Kurzschluss fließen ca. 70 mA. Das ergibt bei 20 Vac am Lade-C für Q1 eine Leistung von max. 1,5 W (Überspannung eingerechnet). Diese Leistung muss dauernd über einen Kühlkörper abgeführt werden können. Im Original-Aufbau war der Leistungstransistor isoliert auf eine Wand des Blechgehäuses geschraubt.

Die im Bild angegebenen Dämpfungswerte für TV und Radio gelten inklusive eines kurzen (2 m) flexiblen Koax-Anschlusskabels.

Eine Luxusvariante und das stärkere 200mA-Netzteil sind im Beitrag "Netzteile 14V mit Schutzabschaltung" beschrieben.

 

© Peter E. Burkhardt