Radio
Mengtrappen: hexode, heptode, octode
Historiek
Sitemap audio
Tijdens de oorlog ondergaat de electronicabranche een grondige vernieuwing. Dit zijn de schakelingen die als mixers gebruikt worden in radiotoestellen, maar ook in televisies.
-

-

Deel I:
Mengtrappen voor de tweede wereldoorlog

Netgevoede ontvangers: triode-heptode

Bij toestellen die uit het net gevoed worden wordt de octode als mengbuis vervangen door een triode-heptode (de heptode heeft 7 actieve electrodes) zoals de ECH35 met een octal buisvoet en een paar jaren later de ECH81/UCH81 met een noval buisvoet die sterk opkomt in Europa.

De triode is de oscillator en de heptode is de mengtrap. Het antennesignaal wordt nu aan het eerste rooster aangelegd, waardoor de gevoeligeid hoger wordt. Er is minder terugkoppeling van het heterodynesignaal naar de antenne en de oscillatorfrekwentie is meer stabiel.

Deze schakeling zal in miljoenen netgevoede ontvangers gebruikt worden, met de ECH81 voor toestellen met transfo (alle gloeidraden in parallel) of de UCH81 in goedkopere toestellen (alle gloeidraden in serie op het net).

Bij FM gebruikt men een aparte FM front end (zie lager) en wordt de heptode gebruikt als eerste MF trap, met de oscillator uitgeschakeld (of als eerste audio versterker). Dit is de reden dat beide roosters naar buiten gevoerd worden (pen 7 en 9).

De MF frekwentie voor FM moet hoger gekozen worden (10.7MHz) omdat men een voldoende bandbreedte nodig heeft (300kHz). Bij AM met zijn bandbreedte van 9kHz kan men een lagere middenfrekwentie gebruiken van 455kHz. Door de hogere frekwentie en bredere bandbreedte heeft men minstens een extra versterkertrap nodig om aan een voldoende versterking te komen.


Korte golf ontvangers: gescheiden triode en heptode

Bij korte golf ontvangers heeft men een verhoogde gevoeligheid nodig. De tuner gebruikt daarom een extra voorversterkertrap die het signaal versterkt zodat het antennesignaal boven de modulatieruis kan uitsteken. Er zijn hier twee afstemkringen voor het antennesignaal en er zijn verschillende spoelcombinaties voorzien (voor de verschillende radio-amateurbanden), die met een draaischakelaar geselecteerd kunnen worden. De selectiviteit van de afstemkringen is beperkt bij deze hoge frekwenties en men gebruikt twee afstemkringen om de bandbreedte nu al zoveel mogelijk te beperken om de storingen in een vroeg stadium te blokkeren zodat ze niet verder versterkt worden.

De oscillator is een triode, gevolgd door een tweede triode die als buffer dient. De 12AU7 is vergelijkbaar met de ECC82.

De mengtrap is een heptode met het oscillatorsignaal op rooster 1 en het antennesignaal op rooster 3. Roosters 2 en 4 zijn schermroosters en rooster 5 is een keerrooster. De engelse benaming van deze schakeling is een pentagrid converter. Een dergelijke schakeling heeft doorgaans een slechtere conversierendement, maar dit wordt hier goedgemaakt door de voortrap. De voortrap zorgt er ook voor dat het oscillatorsignaal geblokkeerd wordt en niet op de antenneingang terecht komt (dit is ook een nadeel van deze schakeling).

De 6BE6 wordt niet noodzakelijk gebruikt als zelfoscillerende mengtrap, maar kan ook gebruikt worden met een aparte oscillator als men een hogere stabiliteit wenst. Een europees equivalent van de 6BE6 is de EK90. De EK90 werd voornamelijk in Groot Britannie gebruikt, omdat er daar een verbod heerste op het gebruik van buizen met verschillende funkties. Een pentagrid converter werd aangezien als een buis met één enkele functie, terwijl een triode-heptode als een buis met twee functies aangezien werd. De BVA (Britisch Valve Association) was een cartel die de engelse fabrikanten beschermde tegen buitenlandse fabrikanten door bepaalde eisen te stellen aan de gebruikte buizen. Buizen waren doorgaans dubbel zo duur in Engeland als in de Verenigde Staten of continentaal Europa.

Een tweede schakeling die eenvoudiger lijkt gebruikt men een halve 6AQ8 (ECC85) als oscillator. Deze buios wordt normaal als FM front end gebruikt en kan werken tot op een frekwentie van 100MHz en meer.

Het antennesignaal komt op het eerste rooster terecht en het signaal van de oscillator op het derde rooster. Men ziet dus dat men het antennesignaal ook op het eerste stuurrooster kan toevoegen. De deelschakeling wordt voorafgegaan door het HF voortrap.


FM en VHF (televisie): dubbele triode

Bij FM en VHF gebruikt men een dubbele triode die als oscillator en mixer gebruikt wordt. De staandaard buis die gebruikt wordt in radiotoestellen is de ECC81, later de ECC85. De benaming FM (frequency modulation) wordt soms vervangen door UKW (Ultra Kurtze Welle).

De pentodes en de buizen met nog meer roosters hebben een te lange looptijd en ruisen te veel (partitieruis: electronen die niet goed weten of ze naar de anode of een schermrooster gaan). De FM-tuner vormt een apart geheel. De afstemming gebeurt niet door het veranderen van een condensatorwaarde, maar door het veranderen van een zelfinductie (inschuiven van een een kern in de spoel).

Indien een hoge gevoeligheid nodig is wordt de mengtrap voorafgegaan door een cascodeschakeling met een dubbele triode. Dit werd bij bepaalde televisies gedaan. Antenneversterkers waren ook uitgerust met een dubbele triode in cascodeschakeling.


Eerste televisies met UHF: diode mengtrap

Bij nog hogere frekwenties kan men zelfs geen triode meer gebruiken, maar moet men een kristaldiode toepassen als mixer. Door de niet lineaire eigenschappen van de diode ontstaan er mengprodukten met verschillende frekwenties. Een van de frekwenties die ontstaan is de middenfrekwentie. Dergelijke schakelingen worden besproken op de pagina diodemengtrappen: technische achtergrond en voorbeelden.

Dergelijke diodemengtrappen werden in UHF tuners gebruikt voor de komst van triodes met frame grid. Dit zijn buizen waarvan het rooster op een raam opgespannen wordt, waardoor de afstanden tussen cathode en rooster beter gedefinieerd zijn.

De schakeling gebruikt een triode A2521 als voortrap en een tweede buis als oscillator. De diode dient als mengtrap. Het middenfrekwent gedeelte gebruikt eerst een dubbele triode ECC85 als cascodeversterker (een dergelijke constructie ruist minder dan een pentode en heeft ook een hogere versterking op hoge frekwenties). De twee volgende midden frekwent trappen gebruiken de klassieke pentodes EF80, buizen die voor alles en nog wat gebruikt werden in deze vroege televisies.

Dergelijke UHF tuners hadden een aantal problemen, namelijk de zeer beperkte gevoeligheid en de slechte onderdrukking van de spiegelfrekwenties. De televisie kon enkel de lokale zenders ontvangen (eigen stad). Voor de VHF band is de onderdrukking van de spiegelfrekwenties niet zo belangrijk, want deze frekwenties liggen buiten de televisieband en worden niet gebruikt. Voor de UHF band is een goede onderdrukking van de spiegelfrekwenties wel belangrijk, want deze liggen op ongeveer 80MHz van de ingestelde frekwentie. Maar in het begin speelt dat geen rol, er waren toch weinig UHF zenders.

De kwaliteit van de eerste UHF tuners was zo slecht dat het aantal uitgeruste televisies met UHF tuners zakt van 35% in 1953 naar 9% in 1958. De schakelingen waren nog niet op punt.


Europese UHF tuners: twee aparte triodes

Philips brengt verschillende UHF tuners op de markt die ingebouwd kunnen worden in bestaande televisies en standaard aanwezig waren in de nieuwe toestellen van de hogere klasse. Philips heeft op dit ogenblik uitstekende tuners die ook gebruikt worden door andere fabrikanten.

Een onderneming die ook tuners fabriceert is CBRT in Brugge (Compagnie Belge de Radio et Télévision). CBRT is een samenwerking van verschillende fabrikanten om samen nieuwe producten te ontwikkelen. CBRT zal later opgekocht worden door Philips (leuk, nog een concurrent minder) en zal televisies produceren voor de europese markt.

Men gebruikt twee geschieden triodes in gemeenschappelijke basisschakeling (om de millercapaciteit te onderdrukken). Dit zijn buizen met een spanrooster met een hogere versterking en zeer lage capaciteiten tussen de electrodes. De PC86 in de voorversterker zal later vervangen worden door de PC88 die meer lineair werkt.

Een probleem is dat de voortrap een breedbandversterker is (er is geen afgestemde kring op de ingang). De buis versterkt dus alle zenders uit de band. Omdat de buis niet bijzonder lineair werkt, ontstaan er talrijke mengproducten (intermodulatie). Dit is wat men nodig heeft in een mixer, maar een fenomeen dat men hier wilt vermijden. In het begin stelt het probleem zich niet (er zijn nauwelijks zenders op de UHF band), maar later zal men een betere voorversterkerbuis moeten gebruiken. Bij intermodulatie heeft men doorgaans een stoorpatroon op het scherm als een tweede zender een eerste stoort.

Nog veel later (we zijn nu al aan de transistor tuners) wordt het omlaag geconverteerde UHF signaal naar de VHF tuner gestuurd, waar die opnieuw omgezet wordt naar een lagere middenfrekwentie. Deze europese televisies waren dus dubbelsuper ontvangers voor de UHF band (dit werd gedaan om VHF versterker te kunnen gebruiken en dus een paar transistoren te besparen).

Publicités - Reklame

-