Frequenzzählermodul RFZ 5 für UKW/MW

Dieses Projekt ist ausschließlich erfahrenen Hobbyisten zu empfehlen, da hier ein Eingriff in den Tuner der Rundfunkempfänger Voraussetzung für den Anschluß des Frequenz-zählers ist. Einige ältere Empfänger sind mit speziellen Auskoppelstufen des VFO bestückt, die den Anschluß des RFZ 5 vereinfachen.

Hinweis: Für Schäden, die durch den Umbau an den Empfangsgeräten entstehen, wird keine Haftung übernommen!

Erstes RFZ 5 Modul in Betrieb (hier noch ohne LED "MHz" und "kHz")

Mit dem RFZ 5 steht dem Hobbyisten ein Frequenzzähler zur Verfügung, der die Anpassung an eigene Projekte ermöglicht oder als Ersatz/Ergänzung älterer Tuner oder Receiver hervorragend geeignet ist. Das Zählermodul RFZ 5 besteht aus dem Zählermodul selbst und einer fünfstelligen 7-Segment-LED-Platine, die über einen Steckverbinder direkt mit dem Zählermodul verbunden wird. Die LED-Platine kann natürlich auch selbst minimalistisch auf eine Lochrasterplatine aufgebaut und damit entsprechend den eigenen Bedürfnissen angepaßt werden. Mit den Möglichkeiten der zusätzlichen Programmierung ist der RFZ 5 als Hobbyprojekt nahezu einzigartig. Die Dokumentation wurde unter "Downloads" zusammengefasst.

Testgerät für die Software

Anwendungsbereich

Der Frequenzzähler kann einerseits als Ersatz für defekte Frequenzanzeigen dienen, wie sie in hochwertigen Analogtunern und -receivern seit Mitte der 70-er Jahre verwendet wurden (z.B. SABA MD 292, Dual CT 1640/1641, Saba 9241 digital/9260, Grundig R3000, Braun regie 530/550d etc.). Hierfür sind oft Ersatzteile nicht mehr erhältlich. Zudem ist nur eine einzige Versorgungsspannung (8 - 12 V DC) notwendig. Die Frequenzzähler in den o.g. Geräten benötigen z.B. sogar bis zu 3 verschiedene Spannungen (1 x AC, 2 x DC).
Andererseits kann diese Baugruppe als externer, eigenständiger Frequenzzähler für  z.B. hochwertige analoge Tuner/Receiver, die keine Digitalanzeige haben (wie z.B. Röhrenempfänger), eingesetzt werden.

Hervorzuheben ist, dass die notwendigen Anpassungen an eigene Tuner/Receiver bequem über einen einzigen Taster vorgenommen und jederzeit geändert werden können. Mit etwas Übung wird das Programmieren zum Kinderspiel. In der Regel werden die Einstellungen passend zu einem Empfänger nur einmal vorgenommen.

Der Zähler wurde so gestaltet, dass eine universelle Anpassung an verschiedene Tuner komfortabel vorgenommen werden kann. Zum Experimentieren und Kennenlernen kann der Zähler daher auch an einen kleinen preiswerten Taschenempfänger mit analoger Skala angeschlossen werden, bevor man sich z.B. an einen älteren Revox wagt.

Wie bereits oben angemerkt, ist dieses Projekt mit einem Eingriff des Tuners verbunden. Aus diesem Grund sind Fachkenntnisse in der Hochfrequenz eine Voraussetzung. Nicht versierten Hobbyisten ist daher unbedingt zu empfehlen die Modifikationen nur mit fachlicher Unterstützung durchzuführen (z.B. Funkamateure).

Das Oszillatorsignal des Tuners wird hierbei "angezapft" und muß dem Frequenzzähler zugeführt werden. Je nach Tunerausführung kann der neue Anschluß den Schwingkreis mehr oder weniger so belasten, dass das eine Verschiebung des Rundfunkbandes zur Folge haben kann. Diese ist dann durch eine Korrektur am Oszillatorkreis rückgängig zu machen.

Platinen des RFZ 5 (links LED-Platine)

Technische Daten

  Wellenbereiche LW/MW/KW:

  Frequenzbereich 52kHz-15924kHz mit Torzeit 100ms, 200ms, 400ms,

  Frequenzbereich 15925kHz-32308kHz mit Torzeit 100ms, 200ms

  Frequenzbereich 32309kHz-65076kHz mit Torzeit 100ms

  (kalkuliert mit einer ZF von 460kHz)

  Wellenbereich UKW:

  Frequenzbereich 64,4MHz- ca. 120MHz -> praktische Grenze der Logikgatter

  Wellenbereichsumschaltung:

  Eine Umschaltung ist am RFZ 5 nicht erforderlich, da automatisch erkannt wird, an welchem

  der beiden Eingänge die Zählimpulse anliegen.

  LED-7-Segment-Anzeige:

  5-stellig, Helligkeit in 16 Stufen über Programmiertaster wählbar;

  Platinengröße für 13mm 7-Segment-LED mit gemeinsamer Kathode

  Auflösung:

  LW/MW/KW 1 kHz

  UKW 10 kHz

  ZF-Offset-Kompensation:

  LW/MW/KW +/- 15 kHz (1-kHz-Schritte)

  UKW +/- 150 kHz (10-kHz-Schritte)
  bezogen auf ZF-Filter mit 455kHz/10,7MHz über Programmiertaster;

  ZF-Offset +/-:

  Angezeigte Frequenz = Oszillatorfrequenz +/- Zwischenfrequenz +/- ZF-Offset-Kompensation

  -> die +/- Zwischenfrequenz ist über den Programmiertaster auf "+" oder "-" einstellbar

 
  Einstellbare Torzeiten:

  100ms, 200ms, 400ms, wählbar über Programmiertaster (Einschränkungen siehe

  Eigenschaften "Wellenbereiche LW/MW/KW")

  Funktion Runden:

  Die kleinste Stelle der LED-Anzeige kann auf 0 und 5 gerundet werden. Dies kann über den

  Programmiertaster konfiguriert werden.

 
  ACC (Automatic Counter Control):

  Das "Kippeln" der kleinsten Stelle wird reduziert. Die Auswahl ACC ein oder aus erfolgt über

  den Programmiertaster.

  Programmierung:

  Die Programmierung erfolgt über einen einzigen einpoligen Taster (schaltet auf GND bei

  gedrücktem Taster). Die Einstellungen werden auch im spannungslosen Zustand dauerhaft

  gespeichert. Eine Kontrolle der Einstellungen ist über eine LCD-Anzeige mit 2x16 Zeichen

  möglich (siehe "Option LCD-Anzeige").

  Bereichsanzeige AM/FM:

  Die Anzeige erfolgt jeweils über eine entsprechende LED, die sich auf der fünfstelligen

  Anzeigeplatine rechts neben der kleinsten Stelle befindet.

  Option LCD-Anzeige:

  Der Anschluß einer LCD-Anzeige (4x16 Zeichen) anstelle der 7-Segment-LED-Platine ist über 

  eine optional einzulötende Buchsenleiste (16-polig) möglich. Dies gestattet die Kontrolle der

  eingestellten Programmierzustände in Verbindung mit dem Wellenbereich UKW.

  Programmierversion "LED" ohne LC-Displayansteuerung (auf ATmega8 Controller)

  Programmierversion "LCD" mit LC-Displayansteuerung (auf ATmega8 Controller)

  Eingangsempfindlichkeit:

  an 50 Ohm: ca. -18dBm bei UKW

  an 50 Ohm: ca. -??dBm bei MW (100kHz - 2,000MHz)

  Spannungsversorgung:

  9-12 V DC

RFZ 5 Modul ohne Abschirmdeckel und ohne LED-Platine

Funktionen - Betriebsmodi

- Alle Betriebsarten sind im laufenden Betrieb (nur im Bereich UKW!) einstelllbar.

- Standardfrequenzzähler mit drei wählbaren Torzeiten (Erfassungszeiten) und Runden der

  niederwertigsten Stelle auf 0 und 5.

- Hochgenauer Frequenzzähler mit drei wählbaren Torzeiten (Erfassungszeiten) und ohne

  Runden der niederwertigsten Stelle.

- Drei wählbare Torzeiten (Erfassungszeiten) in Kombination mit und ohne aktivem

  Softwarefilter zur Stabilisierung der Anzeige (Vermeidung des berüchtigten "Kippelns" der

  niederwertigsten Stelle).
- Modus 2 u. 400ms (Tor- oder Erfassungszeit) in Kombination mit und ohne ACC (Automatic

  Counter Control). Bei Verstimmung im aktivierten Zustand des MW- oder UKW-Oszillators um

  +/- 3 kHz bzw. +/- 30 kHz schaltet der Frequenzzähler automatisch in den "schnellen Modus",

  wenn eine Torzeit von 400ms vorgewählt wurde. Die Torzeit wird dabei auf 100ms reduziert

  und das Softwarefilter abgeschaltet. Dadurch kann sehr schnell und präzise die gewünschte

  Frequenz gewählt werden. Zur Kontrolle leuchtet der Dezimalpunkt der niederwertigsten

  Stelle. Kurz danach wird automatisch das Softwarefilter zugeschaltet, die Torzeit auf 400ms

  verlängert und die Kontrollanzeige erlischt.

- Die  verschiedenen Betriebsarten sind in der Programmiertabelle unter Downloads ersichtlich.

  Das Beispiel unter der Programmiertabelle zeigt zum besseren Verständnis den verwendeten

  Algorithmus der Programmierung in einer zusammengefaßten Darstellung.

Die ACC (Automatic Counter Control) des Frequenzzählers ist vergleichbar mit einer automatischen AFC eines Tuners/Receivers, die bereits durch eine leichte Bewegung am Senderwahlknopf automatisch deaktiviert wird (z.B. auch bei Empfängern wie WEGA Modul 42T, Telefunken TR 500, Telefunken HR 5000 digital eingesetzt) und kurz nach Beendigung des Abstimmvorgangs wieder automatisch aktiviert wird.  Hierdurch wird eine schnelle und genaue Abstimmung, ohne das lästige Ein-/Ausschalten wie bei der geräteüblichen AFC, möglich. Positiv dabei, das "Kippeln" der letzten Ziffer wird deutlich minimiert.

Zur Verfügung steht ein programmierter ATmega8 Controller in zwei Varianten. Die Standardversion beinhaltet die komplette Bedienung mittels der LED-Anzeige. Die erweiterte Version gestattet die bequeme Kontrolle aller Einstellungen über ein Standarddisplay (4x16 Zeichen), wie es bereits beim RDS-Decoder verwendet wurde (siehe Bildergalerie unter RFZ 5 UKW/MW).

Option LCD-Anzeige als Programmierhilfe

Die eingestellten Betriebsarten können mittels eines LCD-Displays (4x16 Zeichen) komfortabel kontrolliert werden wie das Bild unten zeigt. Jede Änderung, die im Betrieb UKW vorgenommen wird, zeigt das Display sofort an.

Kontrolle der Betriebsarten

Displayfunktionen im Detail:

1. Zeile

Links wird identisch zur 7-Segmentanzeige die aktuelle Frequenz angezeigt. Hieran folgt dauerhaft die Darstellung der niederwertigsten Stelle ("/x"), die bei eingeschalteten Filtermodi (z.B. Runden) auf der 7-Segmentanzeige nicht sichtbar ist. Der Pfeil rechts am Ende der Zeile gibt an, ob der letzte Zählwert niedriger "<-" oder "->" höher als der aktuelle ist. Der Pfeil signalisiert das Verhalten des "Zählerrohwertes" ohne Beeinflussung durch mögliche Programmierungen.

2. Zeile

Links erfolgt die Angabe der programmierten Torzeit. Rechts werden folgende Filterzustände signalisiert:

" "  Filtermodus nicht aktiv

"F"  Filtermodus aktiv

"-"  Filter in Modus 13 oder 15 (siehe Programmiertabelle) temporär inaktiv (entspricht

      dem Dezimalpunkt der niederwertigsten Stelle der 7-Segment LED)

3. Zeile

Links wird angezeigt, ob der Modus Runden ein- oder ausgeschaltet ist. Rechts signalisiert ein Zähler von 0 bis 99 zählend wie oft die Zählfrequenz nach jedem Zählzyklus (auch Erfassungszeit genannt) unverändert bleibt. Bei einem Zählerstand größer 99 wird "OK" angezeigt. Nach jeder Abweichung wird der Zähler auf "0" zurückgesetzt.

4. Zeile

Links erfolgt die Angabe des UKW-Offsets und ob der UKW-Offset positiv oder negativ ist.

Rechts erfolgt die Darstellung der eingestellten Programmierung (mittels Prog-Taster): (2)(3)(4)(-)+/-, wobei die Werte für die Betriebsarten (2), (3), (4) und (-) in Hex-Codierung angegeben werden (siehe Programmiertabelle).

(2) Modus

(3) absoluter UKW-Offset

(4) absoluter MW-Offset

(-) Helligkeit der LED-Anzeige

+/- = Vorzeichen der ZF (Angezeigte Frequenz = Zählwert +/- ZF + Offset)

An dieser Stelle möchte ich mich bei den Mitwirkenden des Projektes bedanken.

Technische Änderungen Vorbehalten!