De radio

De draagbare lapenradio's op batterijen worden hier besproken. We willen de radio's opnieuw laten werken. Er zijn hier twee mogelijkheden: ofwel gebruiken we batterijen zoals in het oorspronkelijk ontwerp, ofwel bouwen we een kleine netvoeding.

Een van de laatste soorten lampen die ontwikkeld werden, waren lampen die specifiek geschikt waren voor (draagbare) batterijgevoede toestellen. Er bestonden reeds draagbare toestellen, zoals bijvoorbeeld de walkie talkie die tijdens de tweede wereldoorlog gebruikt werd.

De consumententoestellen moeten echter een zo laag mogelijk verbruik hebben, zodat het gebruik van de radio betaalbaar blijft. Een draagbare radio gebruikt bijvoorbeeld volgende buizen:

DK96 zelfoscillerende mengtrap, maximale stroom 2.6mA
DF96 middenfrekwent versterker, maximale stroom 2.2mA
DAF96 audio voortrap, maximale stroom 0.25mA
DL96 audio eindtrap, maximale stroom 5mA

Dit komt dus op een verbruik van 10mA (900mW). De radio kon ongeveer 10 uur werken met een typische "B" batterij van 90V. De batterij bestond uit een opeenstapeling van 60 1.5V cellen. Er bestonden ook batterijen voor afwijkende spanningen. Door de hoge inwendige weerstand van de batterij was de spanning niet erg stabiel: 100V voor een nieuwe batterij en 60V voor een batterij die nagenoeg leeg was.

De gloeistroom van die speciale buizen is vastgelegd op 25mA zodat de buizen in serie geplaatst kunnen worden (50mA voor de eindtrap). Dit is een zeer lage gloeistroom, die enkel bereikt kan worden door een direct verhitte cathode te gebruiken. De gloeidraad heeft een dunne bariumoxidelaag die voor de electronenemissie zorgt, maar er is geen aparte cathode.

Maar in de praktijk is het niet doenbaar dat de gloeidraden in serie geplaatst worden omdat het direct verhitte buizen zijn. Alle gloeidraden worden daarom in parallel aangesloten en de nodige voorspanning voor de verschillende buizen wordt geleverd door een spanningsdeler. De gloeispanning bedraagt 1.3 à 1.4V: dit is de spanning van een normale zink-koolstof batterij. Het totaal verbruik bedraagt 125mA, zodat de levensduur van de "A" batterij ook 10 uur bedroeg.

De zeer fijne gloeidraad die ook als cathode dient laat slechts een beperkte kathodestroom toe: maximaal 2.5mA voor een normale trap en 5mA voor een vermogenspentode die twee parallel geschakelde gloeidraden heeft.

Dit is de principeschakeling van de voeding van dergelijke radiotoestellen.

De eerste buis is een radiofrekwente buis die een negatieve AVR spanning op zijn rooster krijgt: er is hier geen speciale schakeling nodig.
De tweede buis krijgt een lichte negatieve voorspanning, dit gebeurt gedeeltelijk door de hoogohmige roosterlekweerstand, maar ook omdat we de spanning betrekken aan de negatieve kant van de gloeispanning (2a). Mocht deze spanning niet negatief genoeg zijn, dan kan de spanning betrokken worden door de Rx weerstand die voorzien is van een spanningsdeler (2b).
De derde buis, de eindversterker heeft een meer negatieve spanning nodig, die geleverd moet worden door de spanningsval over Rx. Doorgaans is er een spanningsval nodig van 5V. De stroom door de andere buizen loopt ook door deze weerstand wegens de gemeenschappelijke cathode-gloeidraad. Een geschikte weerstandswaarde is bijvoorbeeld 470Ω.

Men verliest dus 5V door de spanningsval over de polarisatieweerstand. De stroom door deze weerstand is de stroom door alle buizen, en heeft men ook FM ontvangst (extra buizen in werking) dan moet de weerstand overbrugd worden om de hogere stroom te compenseren.

De DL96 kan een vermogen van 200mW leveren met een vervorming van 10%. Het vermogen stijgt tot 420mW (d = 4%) bij een push pull montage. De DL94 van de voorgaande serie is voorzien voor een gloeistroom van 50 + 50mA en kan een vermogen leveren van 170mW (d = 10%). De DL92 kan een vermogen leveren van 270mW (d = 12%) met een gloeistroom van 50 + 50mA.

Het betreft hier AM radiotoestellen, voor luxe toestellen die ook de FM band kunnen ontvangen moet je minstens twee extra buizen voorzien. Met de komst van de transistoren verdwenen deze radio's snel van de markt eind jaren 1950. Er bestonden wel hybride toestellen, met het radio-gedeelte met buizen en het laagfrekwent gedeelte met transistoren. De eerste transistoren hadden namelijk erbarmelijke parameters en konden slechts de sterkste zenders op de middengolf ontvangen.

Moderne batterijen

Voor de gloeispanning kan men bijvoorbeeld een AA, C of D batterij gebruiken (zink-koolstof of alkaline). Een alkaline AA batterij kan gloeistroom leveren gedurende 10uur.

Als je van plan bent de radio regelmatig te gebruiken, dan is het misschien interessanter een oplaadbare AA batterij te gebruiken. De spanning bedraagt hier slechts 1.2V, maar die blijft redelijk stabiel gedurende de volledige ontlading, zodat de oplaadbare batterij eigenlijk een beter alternatief is.

Het probleem vormt echter de hoogspanning: 60 of 90V batterijen worden niet meer gemaakt (er is totaal geen vraag naar). De enige mogelijke oplossing is hier bijvoorbeeld 10 9V batterijen in serie te plaatsen: daarmee kan de radio ongeveer 10 uur werken, maar het blijft een dure grap.

Sommige mensen gebruiken 30 knoopcellen die een spanning van 3V leveren. Omdat het verbruik redelijk laag is kunnen de knoopcellen de nodige stroom leveren, maar het blijft een dure grap (je betaalt ongeveer 30€ voor 30 knoopcellen en je moet ook de houders kopen).

Het alternatief is 10 oplaadbare 9V batterijen te gebruiken, maar het blijft een dure en ongemakkelijke aangelegenheid. Je moet aangepaste connectoren kopen, de batterijen apart opladen, dan de 10 batterijen in de radio verbinden,...

Een andere mogelijkheid is een kleine DC-DC omvormer te gebruiken met een uitgangsspanning van 80 à 90V.

Het toestel met de kleinste vermogen (1W) is reeds voldoende.

De omvormer rechts kan je op ebay kopen, die zet 12V om in 90V. Met een ingangspanning van 8V levert de omvormer nog altijd 80V, en dit is ruim voldoende.

Het is hier belangrijk de omvormer in een geaarde gesloten metalen behuizing te plaatsen en de uitgangen voorzien van kleine smoorspoelen.

De accu's die voor de stroomvoorziening van de omvormer gebruikt worden moeten ook in de metalen behuizing geplaatst worden.

De accus worden geladen met 12V (en een extra weerstand in serie om de stroom te beperken).

De opgeladen accu's kunnen de radio van hoogspanning voorzien gedurende 24 uur.

Rechts een zelfbouw schakelende voeding die een spanning levert van ongeveer 80V.

Het is een push pull voeding die als voordeel heeft dat de schakelpulsen minder sterk doorkomen. De volledige omvormer met batterijen moet echter in een geaarde metalen behuizing geplaatst worden, met smoorspoel op de uitgang zodat de schakelpulsen niet te horen zijn in de radio.

De voedingsspanning wordt geleverd door 8 NiMH oplaadbare batterijen op formaat AA.

De schakelende voeding trekt ongeveer 120mA op 9.6V voor een uitgangsspanning van 80V 10mA.

Voor de uitgangstransfo heb ik een transfo genomen van een kleine schakelende voeding en heb die herwikkeld.

Het IC wordt lauw-warm, de temperatuur blijft aanvaardbaar.

Netvoeding

Als het toestel niet meer draagbaar moet werken, is een kleine netvoeding aangewezen.

Voor de gloeispanning is een LM317 geschikt (met de regelpoot aan de massa). Men bekomt dan een uitgangsspanning van 1.2V. De LM317 moet een kleine koelplaat hebben. Men kan een kleine voedingstranfo gebruiken die 5V uitgangsspanning levert (een paar VA is ruim voldoende).

Voor de hoogspanning kan men een kleine transfo van 1.5VA gebruiken. De transfo levert tweemaal 9V. Met een enkelvoudige gelijkrichter bekomt men 25V (dat is de onderste diode) en met een spanningsverdubbelaar 50V. De "massa" van de spanningsverdubbelaar is in feite de 25V uitgang, die we normaal niet gebruiken. De totale spanning is dus 75V, een spanning die geschikt is voor de meeste batterijgevoede lampenradio's. de radio's zijn zodanig ontworpen dat de batterijspanning +10 tot -35% kan variëren.

Je kan op het internet kleine kant-en-klare voedingen kopen (zoek "90V battery eliminator"). Deze voeding levert zowel de hoogspanning via een spanningsverdubbelaar als de spanning voor de gloeidraden via een spanningsregelaar. De laatste spanning is zelfs instelbaar terwijl de hoogspanning niet gestabiliseerd is.

De voeding past in de behuizing van een originele B126 90V voeding, maar je kan zelf een kleine behuizing maken en die beplakken met de afbeelding van de 90V batterij.