"Pulse Counting" FM prijímač s elektrónkami
Steam Tech Retro Garáž
Steam Tech Retro Garáž
Po pokusoch so superregeneratívnymi zapojeniami som vlastnosťami tohoto prijímača príjemne prekvapený. Ak už máte skúsenosť so stavbou elektrónkových zapojení a minimálne dielenské vybavenie, toto zapojenie môžem ako amatér a lajk určite odporučiť. Je to zároveň dobrý spôsob ako využiť veľké množstvo starých ľahko dostupných televízorových elektróniek.
Skôr ako sa pustíte do stavby odporúčam naštudovať si zásady zapájania vysokofrekvenčných obvodov a podľa nich si vopred dobre premyslieť rozloženie súčiastok najmä vo VF časti s elektrónkou PCF82. Stále treba počítať s tým že po zapojení to nebude fungovať bez problémov na prvý krát.
Zariadenie pracuje s nebezpečným napätím. Do jeho stavby by sa mali púšťať len spôsobilí jedinci. Táto stránka neslúži ako návod na stavbu.
Pôvodný dizajn bol zverejnený v magazíne "Wireless World" v roku 1956. Pokiaľ viem, nebol takýto prijímač nikdy vyrábaný sériovo a bol by možno zanikol v prepadlisku dejín ak by sa nenašli popularizátori ktorí oprášili starú schému a svoje skúsenosti publikovali na internete (viď linky nižšie). Dôležitým faktorom bola iste aj relatívna jednoduchosť zapojenia - absencia väčšiny ladených obvodov, vďaka čomu možno tento prijímač postaviť aj v skromných amatérskych podmienkach. Nemám v pláne detailne popisovať toto zapojenie keďže to už urobili iní predo mnou a zrejme by som to tak dobre nedokázal, namiesto toho na úvod uvediem linky na ktorých je toto zapojenie dostatočne vysvetlené. Cieľom tejto stránky je len stručne zdokumentovať moje vlastné dojmy zo stavby tohoto FM prijímača. Podrobnosti o funkcii a konštrukcii na základe ktorých vzniklo aj moje prevedenie nájdete na nasledujúcich linkoch:
Prvotným nápadom bolo skĺbiť historický dizajn a technológiu - elektrónku - s modernými FM vlnami. Tomu som prispôsobil drevenné prevedenie skrinky ktorá je zároveň aj šasi. Inšpiráciou pre tento vzhľad boli historické batériové elektrónkové rádiá s elektrónkou vyvedenou na skrinke. Všetky mechanické časti sú vyrobené v domácich dielenských podmienkach (s výnimkou gravírovaného ciferníku a štítku), postačí bežné vybavenie pre prácu s drevom. Všetky ovládacie gombíky sú zo zbytkov tvrdého dreva. (pozri tiež - Domáca výroba "retro" ovládacích gombíkov.) Vo vnútri je skrinka vystužená hliníkovými dielmi v ktorých sú upevnené hlavné súčiastky a ovládacie prvky. Zároveň je skrinka z vnútra vylepená niekoľkými vrstvami potravinárskej hliníkovej fólie ako tienenie. Pätice elektróniek sú kvôli tepelnej izolácii oddelené od dreva PVC podložkami s hrúbkou 3mm, zároveň je tým vytvorená vzduchová medzera medzi päticou a drevom cca 2mm. Toto by malo minimalizovať riziko praskania skrinky následkom tepla prestupujúceho do dreva z elektróniek a pätíc. Chrómovaná trubica má vetraciu funkciu. Vo vnútri je miniatúrny ventilátor pre vylepšenie odvetrania skrinky.
Drevo je živý materiál. Vyzerá skvele - čo je žiaľ jeho jediná výhoda. Napriek úpravám ktoré udržiavajú nízku teplotu v skrinke (vetranie, ventilátor, izolačné podložky), nemožno vylúčiť riziko praskania dreva pri dlhšom chode následkom sálania tepla z elektróniek. Preto takéto celodrevenné prevedenie nie je vhodné na dlhodobú prevádzku. Prípadným budúcim konštruktérom odporúčam použiť kovové šasi.
Pulse counting FM prijímač s elektrónkami - video projektu na YouTube
Po množstve hodín experimentovania som skončil pri tomto konečnom zapojení:
Od antény po reproduktor: PC(F)82 - RF, P(C)F82 - oscilátor/mixer, EF80 - MF, EF80 - MF, EF80 - limiter, EAA91 - detektor, EF80 - NF preamp., ECL82 - NF amp.
Na stavbu som použil výlučne staré elektrónky pochádzajúce zo zaniknutých elektrónkových televízorov a rádií. Okrem VF časti kde som namiesto ECF80 použil PCF82 sú všetky elektrónky rovnakého typu ako boli bežne použité v tomto zapojení inými konštruktérmi (EF80 pre MF a limiter, EAA91 pre detektor, EF80 nf predzosilňovač a ECL82 audio zosilňovač). VF obvod som tiež úspešne testoval s elektrónkami 6BL8, PCC88 a ECC85 s podobnými slušnými výsledkami ako pri PCF82, ale napokon som zostal pri PCF82 keďže si väčšinu experimentovania odskákala práve ona. Pri použití inej elektrónky treba počítať s potrebou upraviť hodnoty súčiastok - určite predovšetkým kondenzátoru C2 kde odporúčam použiť trimer. Nastavenie tohoto kondenzátoru je kritické pre správne fungovanie oscilátoru v celom FM rozsahu. Na mieste EF80-tok v MF stupňoch a limiteri mi bez zmeny v zapojení fungovali aj elektrónky EF183 ktoré majú aj rovnaké zapojenie pätíc. NF predzosilňovač s EF80 nie je nutný, ale je vhodný ak chcete využiť možnosti koncovej elektrónky na maximum.
Cievku L1 tvoria samonosné 4 závity smaltovaného Cu drôtu s hrúbkou 1.5mm navinuté na priemer 9mm (AAA batéria). Predchádzajúci konštruktéri odporúčajú striebrený drôt ktorý som ale nemal po ruke. Ladiaci kondenzátor C1 by mal mať kapacitu 15pF. Keďže aj toto mi v zásobách chýbalo, použil som miniatúrny duál zo zbytkov neznámeho tranzistorového rádia. Jeho pôvodná kapacita bola odhadom 300-400pF. Odstránením časti plieškov rotoru aj statoru som znížil jeho kapacitu odhadom na 30pF. Napokon som jeho kapacitu doladil kondenzátorom C14 tak aby bolo rovnomerne pokryté celé FM pásmo.
V katóde pentódy PCF82 som testoval tlmivky s rôznou indukčnosťou no napokon som skončil pri odporúčaných "homemade" tlmivkách kde dĺžka vodiča zodpovedá 1/4 dĺžky vlny v strede FM pásma a teda sú najúčinnejšie pri FM pásme (viď. https://www.cool386.com/srnotes/srnotes.html). Jedná sa o 75cm medeného smaltovaného drôtu s priemerom cca 0.5mm navinutého na vzduchové jadro s priemerom cca 6-7mm. Oscilátor ale pracoval so širokou škálou tlmiviek, od 1mH tlmivky až po tlmivku s piatimi závitmi čo je takmer na úrovni indukčnosti ladenej cievky L1. Túto "homemade" tlmivku možno použiť na všetkých troch miestach v obvode PCF82 (tl1, tl2, tl3).
Problém pri oživovaní prijímača môžu spôsobovať rôzne oscilácie a väzbenie či rušenie ktoré sa objavujú pri prelaďovaní či manipulácii s prijímačom. Tieto môžu mať rôzne príčiny:
Vysoké frekvencie nad pásmom FM ktoré sa dostávali do prijímača cez anténu - prejavovali sa hlasným šumom pri prelaďovaní v prázdnych častiach pásma. Tieto šumy dokonale odfiltroval kondenzátor C10.
Väzbenie alebo strata oscilácií následkom "prisilnej" väzby medzi RF stupňom a oscilátorom - Zvyšovaním hodnoty C2 po určitú hranicu narastá citlivosť prijímača. Od určitej hodnoty sa ale v časti pásma začnú oscilácie strácať až napokon zmiznú v celom pásme. Naopak znižovaním jeho hodnoty je prelaďovanie staníc plynulejšie, no zároveň mierne klesá citlivosť. Jeho hodnotu treba nastaviť tak aby bolo celé FM pásmo pokryté rovnomerne pri maximálnej citlivosti. Ja som skončil na hodnote niekde okolo 2-3pF.
Pískanie a zvonenie pri zvýšenej hlasitosti V snahe dosiahnuť miniatúrne prevedenie som stlačil konštrukciu do čo najmenšieho priestoru čo sa žiaľ prejavilo pri vyššej hlasitosti neželanými parazitnými osciláciami ktorých pôvod bol predovšetkým v NF časti, ale zrejme aj na iných miestach. Vyriešil som to doplnením rôznych dodatočných tieniacich prvkov a miniatúrnych filtračných kondenzátorov s nízkymi hodnotami na rôzne miesta obvodu. Najúčinnejšie a bez vplyvu na kvalitu zvuku zafungoval kondenzátor C20 (1n) zapojený v obvode anódy limiteru a kondenzátor C33 (22p) ktorý prepája g1 a anódu triódy ECL82. Prospelo tiež zvýšenie hodnoty C21 z 3.3μF na cca 13μF. Po týchto úpravách neželané oscilácie dokonale zmizli.
Za toto môže opäť predovšetkým kondenzátor C2 medzi RF stupňom a oscilátorom. Ak zmena jeho hodnoty nepostačuje oplatí sa zaexperimentovať tiež s tlmivkou tl1. Tiež treba prekontrolovať vedenia a súčiastky v okolí PCF82 keďže nevhodnou polohou súčiastok možno znížiť citlivosť, vytvoriť neželanú väzbu či kapacitu čo pri týchto frekvenciách môže úplne znefunkčniť obvod.
Zdroj tvorí sieťový transformátor zo zaniknutého elektrónkového rádia s polovodičovým mostíkom a štyrmi výstupnými napätiami - 210V pre koncový zosilňovač, 170V pre ostatné elektrónky, 6.3V pre žeravenie elektróniek radu "E" a 9.5V doplnkové trafo pre žeravenie PCF82. Zdroj obsahuje zapojenie pomalého nábehu s relé REL napájaného z úbytku napätia na odpore R44. Transformátor mal na výstupe vyššie žeraviace napätie ako by bolo vhodné, keďže tieto transformátory boli konštruované na nižšie sieťové napätie ako máme dnes (220V). Rezistormi R43, R44 a R45 zároveň znižujem hodnotu žeraviaceho napätia na potrebnú úroveň. Odber anódového prúdu je cca 45-55mA - podľa úrovne vybudenia koncového zosilňovača, odber žeraviaceho prúdu 6.3V je cca 2.6A, odber žeraviaceho prúdu prídavného transformátoru pre PCF82 a žiarovku je pri 9.5V 0.5A. Vetva 170V mala pôvodne 200V, ale napokon som napätie znížil na 170V bez zhoršenia vlastností a v záujme šetrenia sieťového transformátoru a elektróniek.
Po zapnutí spínača S1 nabehne len žeravenie elektróniek spomalené 3k NTC termistorom v primári transformátorov. Po cca 15 sekundách pripojí relé REL anódové napätia a zároveň premostí 3k NTC v primári transformátorov. Celý obvod je tým pripojený na plný výkon. Kontrolka LED D5 v obvode s relé po zapnutí svieti silným svitom - odpor obvodu s relé je v tomto momente vysoký, tým je aj úbytok napätia na rezistore R44 vyšší, usmernené napájacie napätie na mostíku W06M je zrazené zenerovou diódou na max 12V. Postupne sa obvod s relé stáva vodivým a tým klesá aj napätie na cca 4.3V pod ktoré už neklesá (úmerne ku tomu klesá aj svit diódy až takmer úplne zhasne). Po 15 sekundách relé zopne kontakty. Tým sa opäť zvýši odber zdroja a s ním aj napätie na relé na cca 6V. Toto napätie je už stabilné a udržiava relé zopnuté až do vypnutia spínaču S1. Kontrolka LED svieti stabilným slabým svitom.
Budem rád ak ma doplníte, opravíte či napíšete svoje postrehy do komentárov ku videu projektu na YouTube
Naposledy upravené: 2/2021
"Pulse Counting" FM prijímač s elektrónkami | tjprofil.php5.sk, 2017