Wenn der MT 100 Tuner (und viele andere) nicht mehr will ....
Schaun Sie dann in eine Suchmaschine rein, finden Sie mehrere Hersteller- oder Bastler-Foren, in denen die diversen Fehlerquellen beschrieben sind. Sehr oft werden die uralten Kondensatoren adressiert und genannt. Jedoch mehrmals kommt ein ganz spezieller und seltener IC (ein integrierter Baustein) ins Blickfeld, ein Philips TCA 530.
Für den "Nicht-Techniker" stellt sich die Frage, was macht dieser IC - also warum ist der so wichtig - und warum geht der überhaupt kaputt ? Betrachten wir zuerst die Funktion eines UKW-Tuners.
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Ein paar (deutlich) vereinfachte Grundlagen moderner Tuner
Unsere UKW Sender senden auf einer recht hohen Frequenz im Bereich von ca. 87 bis ca. 108 Megahertz. Solche hohen Frequenzen lassen sich nur sehr aufwendig verstärken und verarbeiten. Mit einem Trick wird die abgestimmte (ausgewählte) hohe Empfangsfrequenz auf eine feste deutlich niedrigere Zwischenfrequenz von 10,7 MHz umgesetzt, bei vollem Erhalt der Audio-Information. Zum Empfang eines solchen einzelnen UKW-Senders muß daher im UKW-Empfänger eine um diese Zwischenfrequenz höhere (oder niedriegere) Frequenz zwecks Sender-Abstimmung erzeugt werden.
Das kann man in einem lokalen Oszillator durch einen mehr oder weniger großen Drehkondensator in einem sogenannten Schwingkreis (= Oszillator) bewerkstelligen und es geht sowohl mit Röhrentechnik als auch mit Transistortechnik. Mit einigen Schaltungstricks kann (muß) der Ingenieur diese erzeugte lokale Oszillator-Frequenz sogar stabil halten, sodaß der gerade eingestellte und empfangene UKW-Sender "nicht wegläuft".
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Eine einfache Grafik für die Grundlagen des UKW Empfangs
Das normalerweise recht schwache Antennensignal im Micro-Volt Bereich wird zuerst deutlich verstärkt und gleichzeitig mit einem Filter auf den gewünschten UKW-Frequenz-Bereich 87 MHz - 108 MHz begrenzt. In der darauf folgenden Mischstufe wird die aus dem abstimmbaren Oszillator kommende - ob mit einem Drehkondensator oder mit einer "Variablen Capazitäts- Diode" erzeugt - gewünschte Frequenz des Senders + einer festen Frequenz (der späteren Zwischen-Frequenz) hinzu"gemischt". Die beiden resultierenden Signale (sowohl die Summe als auch die Diffrenz) werden abermals ganz geschickt gefiltert und der ZF- Stufe übergeben. In dem dann folgenden Demodulator wird aus dieser Zwischenfrequenz das Audiosignal extrahiert (demoduliert).
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Die Grafik kommt noch .....
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- Potis für 7 Stationstasten am MT 100
Für einen (einzigen) eingestellten und damit empfangenen Sender ist das lange ok gewesen. Doch der bequeme Benutzer wollte noch ein paar andere Sender vorab einstellen und auf Vorrat speichern. Und schon wurde der technische Aufwand extrem groß. Die Ingenieure änderten dann die Erzeugung dieser Empfangsfreqenz von der alten "DREKO"-Technik hin zu einer modernen "VCO"-Technik.
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Ein "VCO" ist ein "Voltage Crontrolled Oszillator"
Leicht vereinfacht bedeutet das, die UKW-Abstimmfrequenz wird nicht mehr mit einem Drehkondensator im sogenannten Schwingkreis des Oscillators bestimmt, sondern mit einer von außen zugeführten Gleichspannung, also "spannungs-gesteuert = kontrolliert" = "VCO".
Damit vereinfacht sich der mechanische Aufwand erheblich - aber jetzt zu "ungunsten" eines elektronischen Aufwandes. Denn wenn die Abstimmfrequenz durch eine angelegte Spannung bestimmt (= kontrolliert) wird, muß diese Spannung sehr genau einstellbar sein und vor allem, sie muß über Stunden hochgenau konstant bleiben.
Weiterhin kann man jetzt eine beliebige Anzahl von Stationsspeichern mit geringstem technischen Aufwand anlegen und viele Sender vorab mit kleinen von außen einstellbaren Potentiometern bevorraten. Noch modernere Tuner speichern die Programmtasten und deren Abstimm-Spannungen in dem Halbleiter-Speicher des Mikrokontrollers. Das ist genial aber auch kritisch.
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Die Referenz-Spannung für einen "VCO"
Jetzt fing das Problem der Ingenieure an. Dem "VCO" muß also eine genau spezifizierte Spannung angedient werden und die soll (nein sie "muß" !) langzeitstabil bleiben. Und das muß unabhängig von der 220/230 Volt Netzspannung sein und - viel wichtiger - unabhängig von der aktuellen Temperatur im Gehäuse.
Wir Ingenieure wissen, daß die allerersten Germanium Transistoren ganz fürchterlich temperaturabhängig waren. Die dann folgenden Silizium Transistoren waren deutlich stabiler, doch die daraus entwickelten integrierten Bausteine waren nach wie vor leicht Temperatur anhängig.
Und jetzt wird verlangt, daß solch ein IC-Baustein eine "absolut" stabile Spannung abliefert.
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Ein Beispiel - der sogenannte "Quarz-Ofen" (oder "Oven Controlled Crystal Oscillator")
- Ein Philips Fernseh-Meßgerät
- mit vielen Referenz-Signalen
- hier der TCXO-Quarz-Ofen
Es gibt beim Rundfunk und auch beim Fernsehen Meß-Geräte (Signal-Generatoren), die brauchen unbedingt eine absolut genaue Referenz-Frequenz, allermeist höchstwertige Meßgeräte zum Einstellen anderer Meßgeräte - auch im im EDV-Bereich. Und dort wird ein geheizter Quarz-Oszillator benutzt, der eine um ein Vielfaches höhere Frequenz der benötigten Frequenz erzeugen muß, damit am Ende eine wirklich genaue Referenz-Frequenz "herauskommt".
Und jetzt benutzten die Ingeniere diesen Trick (von vor über 50 Jahren) aus der uralten Wärme-Physik. Sie packten den eigentichen Quarz (das Kristall ist das frequenzbestimmende Schwingelement) in einen kleinen "Ofen", wenige Zentimeter groß und mehrfach nach Außen isoliert. Den heizen sie auf eine thermostatisch geregelte Temperatur von vielleicht 200° auf und nach wenigen Minuten Vorlauf schwingt dieser Quarz mit seiner Nennfrequenz thermisch stabil, und dann auch über Wochen absolut stabil.
In unserem Falle wird das nicht so brutal mit einem 5 Watt Heizofen gemacht wie in den uralten Hewlet & Packard und Rohde & Schwarz Laborgeräten, sondern in dem kleinen Chip wird über einen integrierten Widerstand ein Teilbereich des Chips "leicht erwärmt" und somit über eine einigermaßen stabile Innen-Temperatur die Referenzspannung stabil gehalten.
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Die Erfahrung aus der PC-Technik der letzten 20 Jahre
- innen teilweise über 180 Grad
Wenn die CPUs kaputt gehen, steht der Laie vor einem Rätsel und ärgert sich. Dann kauft er eine neue CPU und steckt sie in den Sockel und oft geht die dann weitere Jahre. Was war passiert ? Die modernen CPUs werden innen drinnen ganz erheblich heißer als die anderen Bausteine auf dem Motherboard. Und irgendwann reißen durch das häufige Ausdehnen und Zusammenziehen die Leiternbahnen (im Chip sowieso unsichtbar) und nichts geht mehr. Wir sprechen von sogenannten Haar-Rissen.
In unserem TCA 530 Spannungsregler passiert offensichtlich das gleiche, jedoch in viel längeren Zeiträumen, weil die Temperatur- Unterschiede nicht so krass sind wie bei den Hochleistungs- CPUs. Und alle die in den Foren benannten Tuner sind 40 oder mehr Jahre alt. Böse oder bissige Zungen sprechen von einer absichtlich eingebauten Sollbruchstelle. Doch das ist wirklich dümmlicher Unsinn durch Unkenntnis. Die damaligen Langzeittests bei den Herstellern überdeckten fünf bis 10 lange Jahre. Von 40 oder mehr Jahren war damals (und auch heute) nie die Rede.
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Warum nutzt man keinen integrierten Spannungsregler der bekannten 78er Typen ?
In vielen Audio- und sonstigen Netzteilen werden die benötigten Spannungen mit solchen Linear-Reglern stabilisiert. In dem hier oft referenzierten Pioneer Receiver VSX 859 sind es sogar 9 solcher analogen Regler-ICs. Doch diese Regler sind für diese difizilen Abstimmspannungen viel zu ungenau, fast um Faktor 100 zu ungenau.
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Vorab - die MT 100 / MXV 100 Schaltpläne aus dem Internet
Im Internet gibt es Schalt-Bilder als JPG-Grafiken und es gibt ein PDF-Service-Manual. Die Schaltpläne in diesem Service-PDF sind in Farbe und deutlich verständlicher als die JPG Grafiken, auf denen viele Zahlen in grau unterlegten Flächen verschwinden und nach denen man somit kaum etwas reparieren kann.
Der TCA 530 soll genaue ("hochgenaue") 30,00 Volt liefern und mehr:
- aus dem MT 100 Schaltplan
Gespeist wird dieser TCA 530 Chip mit der recht hohen Netzteilspannung des Darlington Regeltransistors T18 von ca. 54 Volt, die dieser bereits aus den 74 Volt der Trafowicklung herunter geregelt hat. Damit sind genügend Spannungsreserven für schwankende Netzspannungen vorhanden. An dem 1 Watt Widerstand R25 wird die Spannung von 54 Volt dann nochmal auf ca. 33 Volt reduziert und mit C29 auch nochmal geglättet und dann an den Pin 5 des Chips angeliefert.
Am Pin 6 liefert der TCA 530 die erforderliche hochgenaue Referenzspannung an, die an die 7 Stationstasten-Potis des "Memostat"-Moduls und an das größere Potentiometer für die Hand- abstimmung (R1001) angelegt wird.
Mit R33 soll diese Referenz-Spannung (Pin 5) genau eingestellt werden und mit einem Fußpunkt- Poti R2 soll für alle acht Abstimm-Potentiometer eine Mindest-Spannung von 2,95 Volt eingestellt werden, die die untere Frequenz des VCO bestimmt. Es ist also gar mehr nicht trivial, wie genau diese Spannungen eingestellt werden können.
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In Kurzform zusammengefaßt : Nach der Belegung des IC1 (TCA 530) oben rechts im Bild werden am R25 die ersten ca. 20 Volt verbraten und im Chip selbst wird die Regel-Differenz von ca. 32,8 Volt am Pin 5 zu 30,00 Volt am Pin 6 verringert.
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Es ist eine Spezial-Entwicklung - dieser TCA 530
Im Datenblatt steht mehr über den TCA 530, also was er noch alles kann und wie er funktioniert. Der TCA 530 soll nicht nur eine hochstabile Referenzspannung für die Abstimmdiode(n) in einem kleinen (Mini-) Heizofen erzeugen, er soll auch die AFC mancher Tuner mit steuern.
Bereits wenige Monate nach der allgemeinen Verwendung in recht vielen deutschen Tunern und Receivern kamen die ersten quarzgesteuerten Ozillatoren auf den Markt und in die Geräte. Und die ganze hochkomplexe VCO- Technik war schlagartig obsolet. Darum gibt es von diesem Chip auch keine Nachbauten mehr.
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