Lees ook de algemene pagina AM detectie

Roosterdetectie

De cathode zendt electronen uit die op het rooster neerslaan, zodat het rooster een zeer lichte negatieve spanning krijgt. De electronen kunnen wegvloeien via de lekweerstand. Als er een zwakke wisselspanning op het rooster aangelegd wordt, dan gaat de diode licht geleiden bij een positieve amplitude en niet geleiden bij een negatieve amplitude. Daardoor wordt de spanning op het rooster wat meer negatief. Er wordt een spanning opgebouwd over de roostercondensator en de lading kan langzaam weglopen via de lekweerstand.

Op het rooster heeft men dus een zeer lichte negatieve spanning die wat meer negatief wordt als er een zender ontvangen wordt.

Rechts hebben we de typische "éénpitter" uit de jaren 1920 tot 1930 met een direct verhitte triode. Het rooster wordt nog getekend zoals die er in werkelijkheid uitziet: een spiraal tussen cathode en anode. Onderaan deze pagina zullen we een uitgewerkte schakeling zien.

We hebben hier de uitgetekende werking van de triode met rooster detectie (grid leak detector). De triode wordt hier gebruikt aan de rechterkant van zijn Ug/Ia-grafiek, daar waar de curve krommer wordt. Door de kromming van de curve wordt het antennesignaal wat asymmetrisch.

Het effekt van de verminderde versterking voor positieve signalen wordt nog versterkt door de diodewerking zelf: het rooster gaat geleiden (ten opzichte van de cathode) voor positieve signalen, waardoor die nog meer gedempt worden, dat is de rode curve op de onderste figuur. We ziek oon dat door de diodegeleiding het werkpunt zich verplaatst zodat de roosterspanning minder positief wordt ten opzichte van de anode.

De roosterdetectie veroorzaakt een lichte demping van de afgestemde kring en de demping wordt gedeeltelijk ongedaan gemaakt door een meekoppeling (regeneratie). De roosterdetectie wordt meestal gebruikt met kleine antennesignalen (dus slechts één radiofrekwente versterkertrap) en met triodes. Men kan zien dat men te maken heeft met roosterdetectie door de aanwezigheid van een roosterlekweerstand.

Voorbeeld van het signaal bij een roosterdetectie (spanning op het rooster).

Dit is eigenlijk een foute voorstelling, want door de lekweerstand en de condensator verschuift de spanning op het rooster. Dit beeld zou wel kloppen als het rooster direct met de trillingskring verbonden zou worden, maar dat wordt niet gedaan omdat de kring daarvoor volledig gedempt zou worden. De positieve amplitudes worden kortgesloten waardoor de trillingskring nooit zou gaan oscilleren.

De lekweerstand en de condensator zijn noodzakelijk. Dit is een foute voorstelling die ik op een forum ben tegen gekomen. De detectie door "harde" gelijkrichting is wel mogelijk maar dan niet op een afgestemde kring.

Plaatdetectie

Plaatdetectie wordt gekenmerkt door een ontkoppelde cathodeweerstand, de afgestemde kring wordt meestal direct met het rooster verbonden. De cathodeweerstand heeft een hoge waarde zodat de buis gaat werken met een zeer lage cathodestroom. Bij de negatieve amplitude van het radiofrekwent signaal.wordt de electronenstroom volledig afgeknepen.

Dit is een voorbeeld van een ontvanger met plaatdetectie. Let op de cathodeweerstand van hoge waarde (15kΩ) ontkoppeld door een condensator van 10µF. De schermroosterspanning wordt zodanig ingesteld dat men de beste detectie heeft. Het audiosignaal op de uitgang (gefilterd door de condensator van 100pF) heeft een lage amplitude (maximaal 100mV) en moet naar een audioversterker gestuurd worden.

In vergelijking met de roosterdetectie heeft de plaatdetectie een lagere versterking omdat de buis met een zeer negatieve polarisatie werkt. Dit wordt gedeeltelijk gecompenseerd door een pentode te gebruiken in plaats van een triode (versterking minstens tienmaal hoger). De pentode moet een zeer scherpe knik hebben.

De plaatdetectie werd niet zo vaak toegepast, want tegen de tijd dat geschikte pentodes op de markt kwamen ging men ook een detectiediode in de buis inbouwen (EAFxx, EBFxx,...). Zo kon men de pentode laten werken op zijn meest geschikte instelpunt (hoogste versterking) en de detectie laten gebeuren door de diode. Als men een diode voor de detectie ging gebruiken kon men ook een automatische volumregeling toepassen. Tegen dan had men immers super-ontvangers (met frekwentieomvorming en verschillende afgestemde kringen) en het probleem was niet zozeer een te zwakke versterking, maar een versterking die veel te hoog was bij de ontvangst van sterke zenders.

Voorbeeldschakeling

De DK92 is één van de eerste heptodes die op de markt gebracht zijn in een versie voor draagbare ontvangers. De gloeistroom bedraagt 50mA. Een heptode wordt doorgaans gebruikt als mixer, de oscillatorkring wordt gevormd door rooster 1 en rooster 2. Rooster 2 heeft de vorm van een kleine anode en vangt een deel van de electronen op, zodat de oscillaties onderhouden worden. Het antennesignaal wordt dan op rooster 3 aangelegd.

De buis wordt hier echter anders gebruikt: niet als mengtrap, want dan zou er een extra middenfrekwent trap nodig zijn, maar gewoon als dubbele radiofrekwente versterker (het is dus geen reflex). Het antennesignaal komt toe op het eerste rooster (1) en het versterkt signaal wordt op rooster 2 afgenomen (2).

We hebben te maken met roosterdetectie, want de lekweerstand wordt aangesloten op de +1.5V spanning (dus +0.75V ten opzichte van de cathode). We hebben hier een regeneratie door C1 en R1, met R1 die als een soort volumepotentiometer werkt. De versterkte antennesignaal wordt gedeeltelijk teruggevoerd naar de ingang, waar de oscillaties versterkt worden. Regelt men de volumeregelaar te ver open, dan gaat de versterker oscilleren, men moet de regelaar zodanig instellen dat de ontvanger juist niet oscilleert.

Het versterkte antennesignaal wordt nu aangeboden aan rooster 3 (3), dit is normaal het rooster waar het antennesignaal toekomt in een normale schakeling. Het antennesignaal wordt nu verder versterkt en komt op de anode (4) terecht. De meeste versterking gebeurt in de eerste trap (roosters 1 en 2), de "anode"stroom in die kring is sterker dan de anodestroom op de echte anode (de anodeweerstand bedraagt 2.2MΩ).

DL92 is een "vermogens"pentode die het radiosignaal verder versterkt (tot nu toe hebben we geen condensator naar massa tegengekomen). Hier gebeurt een verdere detectie van het audiosignaal door de kromme caracteristiek van de pentode (hier ook roosterdetectie). De enige filtering van het radiofrekwent signaal gebeurt door de condensator over de uitgangstransformator.

De ontvanger is weinig gevoelig en selectief: er is een buitenantenne en een massa-aansluiting nodig

Dit is duidelijk een schakeling voor amateurbouwers. Nieuwe commerciële toestellen waren allemaal superontvangers: gemakkelijker te bedienen (maar moeilijker af te regelen), veel gevoeliger en meer selectief. Deze commerciële ontvangers hadden ook een echte diode voor de detectie, want plaat- en roosterdetectie gaven een te vervormd audiosignaal.

En dan is men overgestapt op diode detectie