Radio
Ontstaan van de radio 3: voorbeelden I
Historiek
Servers » TechTalk » Historisch perspectief » Audio » Radio » Voorbeelden I

De radio

In het interbellum werd er overgestapt van rechtuitontvangers naar superheterodyne ontvangers, waarbij de frekwentie van het antennesignaal verlaagd wordt en omgezet wordt in een vaste frekwentie die gemakkelijker versterkt kan worden.
-

-

In alle schakelingen worden volgende kleuren gebruikt:
  • groen: HF (hoogfrekwent antennesignaal)
  • blauw: middenfrekwent signaal
  • rood: oscillator gedeelte
  • geel: automatische gain regeling
  • paars: audio gedeelte

Een goedkope lampenradio zonder transfo

Op een eerste pagina bespreken we de zelfoscillerende mengtrap, maar na de tweede wereldoorlog gaat men over een mengtrap met aparte oscillator.

Deze radio werd in de jaren 1958 gemaakt, en alles moest zo goedkoop mogelijk zijn: een kartonnen printplaat, geen voedingstransfo maar een paar weerstanden die de spanning tot de juiste waarde moesten verlagen. Hoewel er reeds transistoren bestonden, werd er gekozen voor buizen die goedkoper waren en toen betrouwbaarder waren.

Er werden buizen uit de Ux...-reeks gebruikt (in plaats van Ex...): deze buizen zijn voorzien voor serieschakeling van alle buizen, want ze trekken allemaal 100mA. Er is geen scheiding tussen het net en het toestel: het metalen chassis staat op netspanning.

Deze radio kan geen frekwentiemodulatie ontvangen (FM), maar heeft wel een ingang voor een platenspeler (met kristal aftaster).

Het hoogfrekwente gedeelte bestaat uit een buis UCH81 als oscillator-mengbuis. Het triode gedeelte is de oscillator. De oscillator is nu electrisch gescheiden van de antennetrap en er is geen wederzijdse beinvloeding meer.

De mengbuis ontvangt het antennesignaal op het eerste rooster en het oscillatorsignaal op het derde rooster. Er werden vroeger andere combinaties gebruikt, maar de schakeling met triode-heptode is uiteindelijk de standaard geworden vanwege zijn betere eigenschappen.

De buis voor middenfrekwent versterking is de UF89 die een hoge versterking heeft. Deze buis wordt ook gebruikt voor de AGC (automatische volumeregeling): bij roosterspanningen die meer negatief zijn (tot -20V) daalt de versterking van de buis en bekomt men een automatische gainregeling. Ook de UCH81 heeft automatische volumeregeling. De automatische volumeregeling die reeds vroeger toegepast werd wordt besproken op de pagina van de radiotoestellen met zelfoscillerende mengtrap.

De detectie gebeurt door een UBC81 een dubbele diode-triode waarvan er één diode niet gebruikt wordt. De triode is de eerste trap van de audio-versterker.

De audio eindtrap is de UL84. Deze buis kan een vermogen van 4.5W leveren (doorgaans werd dit als voldoende beschouwd in radio-ontvangers). Tegenwoordig wordt deze buis nog gebruikt in bepaalde hifi versterkers (in balansschakeling, waar die een vermogen van meer dan 10W kan leveren).

Dergelijke radio's zijn tegenwoordig nog veelvuldig te vinden en zijn meestal in goede staat (behalve kleine herstellingen). Het is enkel spijtig dat de middengolf niet meer gebruikt wordt. De weinige zenders die nog aanwezig zijn worden gestoord door smartphones (wifi, gsm en data-banden, bluetooth, dect telefoons,...)

Let op het gebruik van de uitgangstransfo als smoorspoel voor de voortrappen. Deze rare constructie zal je in een aantal toestellen terugvinden. Dit is een systeem dat in veel toestellen uit die tijd toegepast werd om geen al te zware elko's te moeten gebruiken.



Klassieke radio met buizen met AM en FM
Een voorbeeldontvanger uit de gouden radio tijdperk heeft een ECH81 als oscillator-mengbuis. In toestellen met FM ontvangst wordt deze buis gebruikt als eerste middenfrekwent versterker met middenfrekwent signaal op de eerste rooster van de heptode en met de oscillator die stilgelegd wordt.

Voor de hoogfrekwent versterking en mixerfunktie gebruikt men een ECC85, een triode is beter geschikt bij deze hoge frekwenties. De ene triode dient als HF versterker, de tweede triode als oscillator en mengbuis.

De detectie gebeurt met een EABC80. Deze buis heeft een gelijkrichter (diode) voor de AM detectie, twee diodes voor de FM discriminator en een triode als audio voorversterker.

Hier ook zorgt een vermogenspenthode EL84 voor de audio.

Deze schakeling heeft nog een kleine extra, het audio FM signaal wordt eerst nog voorversterkt door de triode van de ECH81, zo blijft het triode-gedeelte niet onbenut! Bij FM ontvangst wordt een triode van de ECC85 als lokale oscillator gebruikt.

In plaats van een audio-voortrap zijn bepaalde toestellen uitgerust met een tweede middenfrekwent EF89.



Buizenradio AM/FM met automatische afstemming
Saba Meersburg Automatic 7
Deze radio gebruikt twee penthodes voor het middenfrekwent gedeelte. Om een te beperkte bandbreedte te vermijden bij AM ontvangst, wordt één van de kringen gedempt met een potentiometer die meegaat met de hoge tonen regeling.

Het audio-gedeelte heeft een penthode in plaats van een triode en dankzij de hogere versterking kan men een uitgebreide toonregeling toepassen via de terugkoppeling. Er is een spraak/muziek omschakeling met relais, waarbij niet enkel de toonregeling beinvloedt wordt.

De ontvanger heeft een automatische frekwentieregeling door middel van een motor. Als de ontvanger niet juist afgestemd is, dan ontstaat er een spanning op de discriminator en daardoor gaat de afstemmotor draaien. Het systeem werkt zowel op AM als op FM (er zijn twee afgestemde kringen die naar de discriminator leiden).

Het middenfrekwent signaal wordt aan de laatste penthode afgetapt en stuurt via een triode ECL80 de afstemdiscriminator. De discriminator bestaat uit twee diodes, dit is het gedeelte "B" uit de EABC80. Het motorsignaal wordt door de penthode ECL80 versterkt.

De triode EACB80 houdt de hendel voor de electrische afstemming vast zoland er geen zender ontvangen wordt, waardoor de motor blijft lopen en bij de eerste zender stopt. Dan komt de AFC in werking voor de fijnafstemming. Het toestel heeft ook preselecties (mechanisch): als men op een preselectie drukt, dan zoekt de motor de frekwentie en wordt er fijn afgestemd.

De automatische volumeregeling gebeurt door een onafhankelijke schakeling met de overgebleven diodes (vertraagde AVR).


FM radio ontvanger


FM tuner

Een andere schakeling is een zuivere FM ontvanger, hier ook met de ECC85 als voorversterker, oscillator en mengbuis en twee EF89 als middenfrekwent versterkertrappen. De audiotrap gebruikt een ECL82, een gecombineerde buis triode + penthode met een uitgangsvermogen van 3.5W. De ECL82 is in feite geen echte penthode, maar een "beam tetrode" die een hoger rendement heeft.

Deze FM-ontvanger heeft geen AGC (automatic gain control = AVR), wat normaal niet nodig is voor voor FM (de amplitude van het signaal speelt geen grote rol en meestal is er toch clipping in de laatste middenfrekwent trap). Door de hoge roosterweerstand zorgt de diode-werking van de buis voor een negatieve roosterspanning die afhankelijk is van de sterkte van het middenfrekwentsignaal, zo is er toch nog een zekere regeling. Een afstemoog kan aangesloten worden op de elko van de discriminator.


Nog een echte FM tuner zonder audio-gedeelte. De eigenschappen zijn veel beter dan die van een klassieke radio (of die van de vorige ontvanger). De tuner werd in kit aangeboden. Het is een frans ontwerp en dat is goed te zien aan de buizen die "horizontaal" getekend worden.

We beginnen met een hoogfrekwent cascode gedeelte die een hoge versterking heeft en een zeer lage ruisbijdrage. Men gebruikt hier één van de laatst ontworpen buizen, de ECC189 die ook in VHF televisietuners gebruikt werd. De eerste triode wordt aangestuurd zowel op zijn rooster als op zijn cathode (in tegenfase). De tweede triode wordt via de cathode aangestuurd zoals bij een typische cascodeschakeling. Deze buis werd voor het eerst gebruikt in 1960 (toen er reeds transistoren bestonden, maar die konden onmogelijk zo hoog in de frekwenties gaan).

Een cascodeschakeling beperkt het effekt van de capaciteit tussen rooster en anode door de anode op een redelijk vast potentiaal te houden (eerste triode) of door de rooster op een vast potentiaal te houden (tweede triode). Deze schakeling heeft in feite de voordelen van een penthode zonder de nadelen ervan.

De mixertrap gebruikt een aparte triode als oscillator en een penthode voor het menggedeelte. Omdat de signaalsterkte hier reeds voldoende is, is de ruisbijdrage van de penthode verwaarloosbaar. De gebruikte buis is een ECF82, een buis die niet veel gebruikt werd. Ook deze buis was ontworpen als mengtrap in VHF tuners.

Er zijn twee middenfrekwent buizen: een EF184 (in de plaats van de oude EF80 of EF89). Deze buis werd (eveneens...) in de eerste televisies gebruikt omdat die betere eigenschappen had dan de vorige buizen. De tweede buis is opnieuw een ECF82.

De signaaldetectie gebeurt met een dubbele diode EB91 en het signaal wordt naar de triode ECF82 gestuurd (gemeenschappelijke anode schakeling) om de impedantie te verlagen.

In tegenstelling met transistoren is het goed mogelijk een middenfrekwent buis te gebruiken voor de lage frekwenties. Met transistoren is dit minder het geval: transistoren voor radiofrekwenties hebben een lagere versterking en produceren meer vervorming dan transistoren die speciaal gemaakt zijn voor laagfrekwente toepassingen.

Ontvangers op batterijen bestonden er al voor de tweede wereldoorlog, doorgaans gebruikte men een autobatterij voor de gloeispanning en speciale batterijblokken bestaande uit zo'n 100-tal cellen voor de hoogspanning. Maar er zijn ook speciale buizen ontworpen voor gebruik met batterijen.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's