Radio
Ontstaan van de radio : korte golf radio ontvangers
Historiek
Sommige radio's kunnen de korte golf ontvangen, maar er bestaan specifieke korte golf ontvangers die meer mogelijkheden hebben. Er zitten omroepzenders op de korte golf (BBC, Moskou,...) maar bepaalde radiobanden zijn voorbehouden voor radioamateurs die verschillende modulatietechnieken gebruiken.
-

-

De radioamateurs gebruiken specifieke frekwentiebanden op de korte golf. De ontvangers die hier besproken worden zijn ontworpen voor de ontvangst op die banden.
  • De toestellen zijn voorzien om CW (continuous waves) te ontvangen (morse toepassingen)

  • De klassiele AM ontvangst (spraaktoepassingen) vergt geen speciale schakelingen. Het zijn vooral omroepzenders die in AM zenden. Deze zenders hebben er alle belang bij dat ze zo veel mogelijke luisteraars hebben, en dat is beter te bereiken met de AM die gemakkelijker te ontvangen is.

  • Radio amateurs gebruiker eerder SSB (enkelzijband modulatie) waarbij een groter bereik mogelijk is. Men gebruikt ofwel de onder zijband of de boven zijband. Voordat er detectie mogelijk is moet de draaggolf terug ingevoerd worden anders is het signaal onverstaanbaar.

  • Bepaalde ontvangers kunnen ook narrowband FM ontvangen (NBFM). Deze frekwenties worden gebruikt voor lokale communicatie (walkie talkies en portofoons). Een FM zenders wordt als narrowband aangezien als de frekwentiezwaai van de radiogolf kleiner is dan de audio bandbreedte. Een walkie talkie gebruikt een frekwentiezwaai van 2.5kHz voor een audiobandbreedte van 3.5kHz. Omroep uitzendingen in FM hebben een frekwentiezwaai van 75kHz voor een audio bandbreedte van 18kHz.

De ontvangers die hier besproken worden gebruiken nog lampen, zelfs nadat er transistors op de markt kwamen. Met buizen was er een veel betere ontvangst mogelijk: de ontvanger was gevoeliger, storingen werden beter onderdrukt, de ontvangst was meer stabiel en de vervormingen waren minder sterk aanwezig.

De schakelingen die hier gepresenteerd worden tonen het verschil met een gewone radio-ontvanger. Het radiofrekwent gedeelte is meer uitgebreid en het audiogedeelte is beperkt met geen of een beperkte toonregeling en een relatief laag vermogen. De geluidskwaliteit moet niet uitstekend zijn, want er zijn veel storingen en de bandbreedte is doorgaans sterk beperkt (telefoonkwaliteit).

Geloso is een italiaans bedrijf die zich gespecialiseerd heeft in ontvangers voor radio-amateurs. Het bedrijf heeft ook gewone omroepontvangers gebouwd. De versterkers voor public address van Geloso waren in die jaren sterk in trek. Het bedrijf ging op de fles enkele jaren na het overlijden van de ontwerper, maar de naam werd verder gebruikt door andere bedrijven. De gebruikte buizen zijn afkomstig van Brimar, een engelse firma die hoogwaardige buizen fabriceerde volgens de amerikaanse nomenclatuur.

De drie toestellen die hier gepresenteerd worden zijn korte golf ontvangers die verschillende mogelijkheden hebben. Alle schakelingen worden hier getoond zodat de deelschakelingen gemakkelijker besproken kunnen worden.

Geloso 207

Dit is het eerste toestel uit de reeks. De ontvanger gebruikt een 6CB6 als hoogfrekwente voorversterker (antenneversterking). Dit is een amerikaanse buis, en zoals de meeste amerikaanse pentodes is het eigenlijk een beam tetrode. Er is een automatische volumeregeling (AVR) op het stuurrooster. De spanning wordt meer negatief als het signaal sterker is. Door de meer negatieve roosterspanning daalt de versterking van de buis. Een broadcast ontvanger heeft geen voorversterkerbuis en is dus veel minder gevoelig.

We hebben verder een aparte oscillator bestaande uit een 12AU7 (europese buis: ECC82), de tweede triode wordt als buffer gebruikt om de uitgangsimpedantie te verlagen.

De eerste mengtrap gebruikt een 6BE6, een heptode (lamp met 7 actieve elementen). Deze buis wordt pentagrid converter genoemd in Amerika, waar dergelijke buizen meer gebruikt worden (5 roosters). Het signaal van de oscillator komt op het eerste rooster en het (versterkte) antennesignaal op het derde rooster.

Een heptode heeft een lager conversierendement dan een octode (die in Europa gebruikt wordt), maar deze lage versterking wordt ruimschots gecompenseerd door de voortrap. De voortrap zorgt er ook voor dat het oscillatorsignaal niet op de antenne terechtkomt (ook een nadeel van de heptode). Er is meer informatie over de mengtrappen op deze pagina.

Het hoogfrekwente gedeelte wordt in een aparte behuizing geplaatst om storingen te verminderen. Dit systeem werd ook overgenomen bij FM tuners (radio) en VHF/UHF tuners (televisie).

De ontvanger heeft een tweede mixertrap: de ontvanger heeft dus twee middenfrekwenties: één op 4.6MHz en één op 467kHz. Met de eerste middenfrekwentie is het gemakkelijker de beeldfrekwenties te onderdrukken: de mengtrap produceert zowel een middenfrekwentie op f(osc) + f(ant) als op f(osc) -f(ant). Korte golf ontvangers hebben een mindere selectiviteit op de antennekring (lagere Q-factor). Met de tweede middenfrekwentie op een lagere frekwentie kan men een hogere versterkingsfactor bereiken. Op deze lagere frekwentie is het gemakkelijker de bandbreedte te beperken.

We gebruiken hier ook een 6BE6 maar hier met ingebouwde oscillatorfunctie. De oscillatiefrekwentie is vast, waardoor de schakeling eenvoudiger kan gemaakt worden en men de buis als zelfoscillerende mengtrap kan gebruiken. Daarvoor wordt het eerste rooster gebruikt, samen met de cathode om de oscillaties te onderhouden. Deze buis heeft geen automatische volumeregeling (variabele spanning op het rooster) om de frekwentiestabiliteit niet te verminderen. De voedingspanning van de heptode is eveneens gestabiliseerd (schermroosters) om de frekwentiestabiliteit nog verder te verhogen. Alle oscillatoren worden trouwens gevoed vanaf de gestabiliseerde 150V.

De uitgang van de mengtrap heeft een afgestemde kring met kristal, maar de bandbreedte kan indien nodig verhoogd worden door de kring meer te dempen.

We hebben dan twee middenfrekwent trappen die 6BA6 gebruiken. Dit zijn pentodes met variabele steilheid zodat er AVR toegepast kan worden. De totale versterking van deze versterker is enorm hoog (men heeft een volledige uitsturing met een antennesignaal van 1µV), toch is de ontvanger bijzonder stabiel dankzij de uitgekiende constructie.

De detectie gebeurt door een dubbele diode 6AL5, de eerste diode zorgt voor de AVR spanning en de tweede voor de detectie van het audiosignaal. De gain kan ook manueel ingesteld wxorden, bijvoorbeeld bij CW ontvangst.

Een tweede diode zorgt voor de ruisonderdrukking. De diodes zijn normaal in geleiding en laten het audiosignaal door. Als er een sterke storing toekomt, dan wordt de diode geblokkeerd door de spanningspiek. Met een potentiometer kan men een niveau instellen waarbij de blokkering in werking treedt. De werking van de AM ruisonderdrukking wordt hier in detail uitgelegd. In Frankrijk gebruikte men AM bij televisieuitzendingen en er waren extra schakelingen nodig om de sterke storingen te onderdrukken (rate of change noise limiter).

Het toestel kan ook CW ontvangen. Dit is een ongemoduleerde draaggolf en bij detectie is er enkel een klik hoorbaar. Men kan niet bepalen of dit het einde is van een punt, een streep of een stilte, alle klikken lijken op elkaar. Een locale oscillator (een halve 12AT7, ECC81) produceert een signaal die samengevoegd wordt op het middenfrekwent signaal. Door de niet-lineaire curve van de detectiediode ontstaan er mengproducten, waaronder een lage audiofrekwentie (zweving). De oscillator wordt BFO genoemd (beat frequency oscillator).

Het apparaat kan gewone AM programma's ontvangen (dit zijn meestal grote omroepzenders op de korte golf), in dit geval worden er geen specifieke schakelingen gebruikt.

Het toestel kan ook NBFM ontvangen (narrow band frequency modulation). Een extra pentode 6AU6 wordt ingeschakeld en het signaal wordt naar een FM discriminator (6AL5) gestuurd.

De ontvanger heeft twee extra posities op de selectieknop om de ruisfilter al dan niet in te schakelen.

De phasing regeling is aanwezig op bepaalde ontvangers met dubbele frekwentieconversie. Daarmee kan de frekwentie van de middenfrekwent trap met kristal nauwkeurig ingesteld worden (dit is de trap met de meest beperkte bandbreedte). De instelling moet normaal slechts éénmaal uitgevoerd worden.

Er is een S-meter voorzien die de sterkte van het antennesignaal aangeeft. De S-meter meet de anodestroom van de tweede middenfrekwent pentode. Deze pentode wordt gecontroleerd door de AVR en de anodestroom hangt dus af van het antennesignaal. Met een potentiometer in een wheatstone brug kan de meter op nul gezet worden als er geen signaal ontvangen wordt. Een dergelijke schakeling die op het AVR signaal gebaseerd is werkt enkel als de AVR ingeschakeld is.

De laagfrekwente versterking wordt gedaan door de tweede trioode 12AT7 en een beam tetrode 12AQ5 die een vermogen van 4W kan leveren met een vervorming van 8%. De tetrode is vergelijkbaar met de meer bekende 6V6 maar zit in een kleinere buis en heeft een lagere anodedissipatie.

Geloso G208

Dit is de kleine broer van de vorige ontvanger. Het toestel heeft slechts één middenfrekwentie en één enkele middenfrekwent versterkerbuis. NBFM is niet meer beschikbaar, maar het toestel kan wel op batterijen werken met een triller om de hoogspanning op te wekken. De ontvanger trekt teveel stroom om uit droge batterijen gevoed te kunnen worden (gloeistroom "A" batterij en hoogspanning "B" batterij).

De ontvanger heeft nog steeds een HF voortrap, hier een EF41, een buis die normaal gebruikt wordt als IF versterker, maar ook als HF buis gebruikt kan worden.

De mengtrap is hier een ECH42, een triode-hexode. De triode is de locale oscillator (LO) en de hexode de mengtrap. Standaard radio-ontvangers gebruikten eveneens een dergelijke configuratie, maar dan zonder HF pentode vooraf. Omroepontvangers gebruiken doorgaans de oudere ECH41 (jaren 1950) en dan de ECH81 met de komst van de noval buizen begin jaren 1960.

De detectie gebeurt met een dubbele diode 6AL5, hier ook dient een diode voor de detectie en de andere voor de AVR. De AVR werkt op de HF pentode, de hexode en de MF pentode. De S-meter is hier ook gebaseerd op de anodestroom van de MF pentode.

De audioversterking wordt verzekerd door een halve 12AX7 (ECC83) gevolgd door een tetrode 6V6.

Er is ook een spanningsstabilisator VR150 (koude cathode neonbuis) die de oscillator voor de mengtrap en de oscillator voor de BFO voedt.

Het toestel kan ook CW ontvangen, en daarom is de BFO voorzien. Het signaal wordt aan de detectiediode gevoegd zodat men de morse signalen kan horen.

Geloso G209

Deze schakeling heeft extra functies, waaronder SSB ontvangst. Het is vooral de SSB ontvangst die het toestel complexer maakt. NBFM wordt niet meer ondersteund, maar deze modulatietechniek werd enkel gebruikt voor lokale communicatie (walkie talkies en marifoons/portofoons). We leggen hier de klemtoon op de verschillen met het eerste toestel.

We hebben een HF voorversterker met 6BA6, de oscillator is een 12AT7 en de mixer een 6BE6, zie beschrijving van het eerste toestel.

De tweede frekwentieconversie gebeurt met een 6BE6. De oscillator is een 12AU7 waarvan men de ene of de andere triode gebruikt zodat de oscillatorfrekwentie boven of onder de eerste middenfrekwentie staat. Men gebruikt hier twee kwartzkristallen om een vaste frekwentie te hebben. Er zijn twee oscillatorfrekwenties nodig om SSB ontvangst mogelijk te maken met zowel USB als LSB (upper side band en lower sider band). Twee oscillatorfrekwenties zijn niet nodig voor een gewone ontvanger, enkel voor een SSB ontvanger.

We hebben twee middenfrekwent trappen (6BA6) met een kwartzfilter en de mogelijkheid om de filter te demplen om de bandbreedte te vergroten bij AM ontvangst.

De detectie en AVR gebeurt met de dubbele diode van een 6T8. De triode is de BFO voor CW en SSB ontvangst. Een tweede dubbele diode 6AL5 dient voor de ruisfilter. De audioversterking gebeurt met een halve 12AX7 en een 6AQ5. Er is ook een eenvoudige toonregeling voorzien (verzwakking van de hoge tonen).

Om de schaal te calibreren is er een kwartzoscillator op 3.5MHz. De oscillator wordt in werking gesteld als de toonregeling volledig maximaal gedraaid is (om een extra knop te vermijden). Het signaal wordt op het rooster van de HF voortrap gezet. Door de oversturing zijn er veel harmonischen. De calibratie moet voor alle frekwentiebanden gebeuren, voor iedere band wordt er een andere harmonische gebruikt.

Men gebruikt hier seleniumgelijkrichters in plaats van een gelijkrichterbuis. Er is nog altijd een spanningsstabilisatie van de oscillatorspanningen met een OA2 (eerste en tweede mengtrap, BFO). Er is ook een stroomstabilisatie amperite 6H-6 voor de gloeispanning van de BFO. De frekwentie moet zeer stabiel zijn, anders geeft de detectie van de SSB modulatie geen duidelijk signaal.

Single side band (enkelzijband)

Met de SSB-SC (single side band - suppressed carrier) kan met een groter bereik hebben met een bepaald vermogen. AM uitzendingen gebruiken beide zijbanden (terwijl de beide banden dezelfde informatie bevatten) en de draaggolf, die geen enkele informatie bevat. In theorie kan men 75% ballast weghalen en de informatie wordt nog altijd overgebracht. Bij de ontvangst moet de draaggolf echter opnieuw aangemaakt worden om detectie mogelijk te maken.

Het instellen van de frekwentie is moeilijker omdat het vermogen van de zender niet constant is. Het vermogen varieert bijvoorbeeld van 10% (als er geen modulatie is) tot 100% bij maximale modulatie. Bij AM werkt de zender altijd op 50% en wordt het antennesignaal gemoduleerd tussen 0 en 100%.

Men stelt eerst de zender in met de keuzeschakelaar in AM om en zo sterk mogelijk signaal te hebben. Het audiosignaal is hier niet verstaanbaar. De SSB oscillator wordt nu ingeschakeld, de oscillator moet de ontbrekende draaggolf reconstrueren zodat een correcte detectie mogelijk wordt. Het is enkel als de oscillatorfrekwentie goed ingesteld is dat het ausiosignaal opnieuw verstaanbaar wordt.

Dezelfde oscillator wordt ook gebruikt voor CW ontvangst, de oscillator wordt dan verstemd om een hoorbare beat te hebben.

Er is nog een 6BE6 (op de schakeling onder de 6T6) om het signaal van de LO te mengen met het radiosignaal. Het signaal dat naar de detector gestuurd wordt kan dan correct gedemoduleerd worden.

De ontvanger kan natuurlijk ook de AM uitzendingen op AM ontvangen (grote zenders), terwijl radio-amateurs vooral de EZB (enkelzijband = SSB) gebruiken. De audiokwaliteit is eerder beperkt (fading en storingen) en de dynamiek is beperkt. Het audsiosignaal is sterker vervormd bij SSB.

Publicités - Reklame

-