hamradioshop.ro
Articole > Echipamente si constructii radio Litere mici Litere medii Litere mari     Comentati acest articol    Tipariti

Fun with tubes

Andrei Bahnareanu YO8TOT

Acum cativa ani am construit un receptor cu reactie pentru banda de 14 MHz. Sensibilitatea era excelenta dar selectivitatea lasa de dorit. Atunci am inceput sa caut o solutie simpla care sa imbunatateasca selectivitatea dar fara complexitatea unei superheterodine. In plus, nu ma intereseaza sa reproduc o schema clasica. Se pare ca aceasta preocupare a framantat mai multe minti de-a lungul timpului. Una din variantele care promite cel mai mult separa circuitul oscilant de detector printr-un repetor catodic. Teoretic selectivitatea ar trebui sa fie marita fata de cazul unui cuplaj direct. O schema care realizeaza acest lucru este prezentata la sfarsitul articolului. O alta posibilitate este realizarea receptorului pe o frecventa fixa. Acest lucru permite o reglare mai usoara a reactiei. Dar cel mai important, devine posibila folosirea unui filtru mai serios pe frecventa respectiva. Trebuie adaugat si un mixer. Aceasta este forma finala a unui receptor construit dupa acest principiu:


Schema cu rezolutie mare

Mixerul este simplu, cu o singura trioda. O amplificare mare nu este neaparat de dorit. Detectorul cu reactie este suficient de sensibil. Trioda PC88 este facuta sa functioneze ca amplificator cu grila la masa, dar merge fara probleme pe post de mixer fara nici un semn de instabilitate. Lampa trebuie polarizata in asa fel incat sa fie aproape blocata. Acest lucru scade foarte mult panta dar permite lampii sa functioneze ca un mixer.

Tensiunea de polarizare se poate regla empiric. Se introduc in grila si in catod doua semnale cu diferenta egala cu frecventa filtrului, apoi se ajusteaza trimerul din catod pentru un nivel maxim al semnalului dupa filtru. Cu ocazia aceasta am masurat si amplificarea dintre grila si iesirea filtrului. Este de 3dB. Poate parea putin dar cum am mentionat anterior, o amplificare mare inaintea filtrului nu este necesara. O parte din castigul in tensiune este redus de necesitatea de a adapta impedanta relativ redusa a filtrului.

Frecventa intermediara este de 9MHz. Motivul alegerii acestei frecvente este faptul ca de cativa ani se gasesc din belsug pe Ebay niste placi cu trei filtre KVG XF-9S la un pret acceptabil. Doua filtre sunt pentru USB si LSB cu 10 poli iar ultimul este de 6kHz. Deci ca bonus cu modificari minime as putea sa receptionez si AM. Ca o paranteza cineva a avut rabdare si a desenat schema placii respective. Se gaseste pe net. Contine niste mixere cu MC1946 iar filtrul de 6kHz este inseriat cu filtrele pentru SSB.

Impedanta filtrului este de 1kΩ. Pentru a pastra banda de trecere si riplul minim este de dorit ca circuitele de la capetele filtrului sa aiba aceeasi impedanta. Acesta este motivul pentru care semnalul se ia de pe o priza din L2. Punctul in care trebuie facuta priza se gaseste masurand nivelul in gol si apoi cu o sarcina de 1kΩ pentru diferite spire. Se cauta spira unde nivelul semnalului in sarcina scade la jumatate fata de semnalul in gol. C8 se ajusteaza din nou pentru maxim de semnal dupa filtru iar procedeul de mai sus se mai repeta odata.

Un alt punct unde este benefica adaptarea impedantei este la circuitul de intrare. Mai ales ca folosesc o antena care are exact 50 Ω in banda de 20m. Am folosit un analizor de antena pentru a gasi spira din L1 unde impedanta este de 50Ω. Selectivitatea acestui circuit nu este prea grozava. Acordul in interiorul benzii nu este necesar in general.

Detectorul cu reactie este realizat cu tubul V2 (6J7), pentoda cu panta fixa. Am ales acest tub pentru ca are grila unu conectata la un pin din partea superioara. Acest lucru este favorabil la contructia mecanica pe care am ales-o. Ulterior am descoperit ca tubul este foarte microfonic. Orice atingere mai brusca a butoanelor produce un sunet interesant ca de clopot. Tubul 6J7 a fost foarte popular prin anii 50 ca preamplificator de joasa frecventa din cauza zgomotului redus si a rezistentei interne mari. In aceste cazuri se monta intr-un soclu special suspendat cu arcuri.

Schema initiala folosita aici a fost identica cu cea folosita in receptorul anterior. Si la fel ca la receptorul anterior am descoperit un brum suparator. Dupa o filtrare copioasa a tensiunii anodice si din grila 2, cu filamentul alimentat in CC si ecranul legat la masa am concluzionat ca problema este in alta parte. Intamplator am descoperit ca brumul creste spectaculos cand apropii mana de varful lampii, exact unde este grila 1. La prima varianta de detector, cea din figura A, portiunea dintre R si grila 1 are impedanta foarte mare pentru frecventele joase. R = 1MΩ iar C = 100pF. Era evident ca portiunea colorata cu rosu in schema de mai jos functioneaza ca o antena pentru brum, oricat de mult as scurta conexiunea respectiva. Deci circuitul trebuia modificat! Rolul rezistentei R este de a polariza grila 1. Printr-un fenomen mai putin intuitiv, la capatul dinspre grila 1 a lui R apare o tensiune negativa fata de masa. Aceasta este necesara pentru polarizarea corecta a tubului. Solutia aleasa in figura B a fost sa elimin grupul RC si sa ridic potentialul catodului cu un led ales sa aiba caderea de tensiune dorita la curentul respectiv. Un condensator de 100nF sunteaza ledul pentru RF pentru a asigura functionarea normala. Dupa modificarea aceasta brumul a disparut in totalitate

Tensiunea anodica nu este necesar sa fie stabilizata. In schimb lipsa stabilizarii pentru grila 2 face ca nivelul de reactie sa trebuiasca ajustat permanent. Cu pozitia prizei de reactie la L3 este suficienta o variatie de 3V la grila 2 pentru a aduce lampa in regim de oscilatie. Acest interval de 3V este obtinut din nou cu un led (LED 2). Din R9 se poate varia pozitia acestei ferestre de 3V. Tensiunea efectiva este reglata din R7. Filtrarea aici se face doar cu 1μF pentru a evita o inertie suparatoare.

Cel mai critic punct s-a dovedit a fi cuplarea filtrului la circuitul din grila 1 a lui V2. Initial priza era undeva in jumatatea superioara a lui L3. In acest caz se producea un fenomen foarte ciudat. Cand ajustam C13 pentru a obtine tonul corect al vocii, tubul inceta sa oscileze exact inainte de a ajunge in pozitia dorita. Era imposibil sa gasesc o combinatie de frecventa pentru VFO si o pozitie pentru C13 in care tonul vocii sa fie corect. Asta in conditiile in care am verificat ca C13 oferea o acoperire suficienta de +/- 5kHz fata de 9MHz. In cazul in care totusi vocea se receptiona corect, sensibilitatea era extraordinar de slaba.

Cauza s-a dovedit a fi cuplajul incorect al circuitului oscilant cu filtrul. Cand frecventa de oscilatie a lui V2 se apropia de valoarea dorita intra in acelasi timp in banda de trecere a filtrului. Atunci filtrul devenea transparent iar impedanta de 1kΩ de la intrarea lui era conectata in paralel cu L3, blocand practic oscilatorul.

Cazul cand vocea se receptiona corect dar cu sensibilitate foarte mica avea alta explicatie. Frecventa VFO-ului era decalata suficient de mult pentru ca ajustarea frecventei de oscilatie pentru un ton corect al vocii sa nu cada in banda de trecere. In felul acesta circuitul din grila nu mai era suntat. In schimb semnalul trecea prin banda de blocare a filtrului! In final am conectat filtrul la prima spira de la capatul rece al lui L3. Fenomenul de mai sus a disparut complet. Frecventa de oscilatie este suficient de stabila pentru a nu sesiza nici o variatie a tonului intr-un interval de cateva minute. Controlul reactiei este deosebit de fin iar C12 limiteaza variatia frecventei la cativa kHz in jurul a 9MHz.

Pentru preamplificatorul audio am aruncat o privire prin cutia cu lampi ciudate. Tubul din stanga este un GS14, prea mare acest rol. Cele din punga sunt de tipul 7486. O pereche din tipul respectiv in push-pull transmite de pe sonda spatiala Voyager. Au iesit din sistemul solar acum cativa ani. In final am ales doua triode 6S17K-V. Acestea sunt niste tuburi coaxiale planare din titan/ceramica pentru UHF cu curent de grila relativ mare. Conform unor surse ar fi fost folosite in sisteme de ghidare a rachetelor si rezista la acceleratii de 100 G. Grila este facuta din fire de 18 microni si este la 0.1mm de catod. Din punct de vedere al microfoniei este exact opusul lui 6J7. Lovite cu o surubelnita nu produc absolut nici un sunet la amplificare maxima. Nu am vazut niciodata cum arata soclul pentru ele, dar titanul pare sa fie argintat si se cositoreste foarte usor. Temperatura cositorului depaseste temperatura maxima recomandata pentru imbinarea titan/cerámica, pentru intervale scurte se pare ca nu este o problema. Catodul este legat la un capat al filamentului. In cazul de fata nu reprezinta nici o problema, din contra.

Initial aceste triode mi-au atras atentia pentru faptul ca nu necesita rezistenta in catod si au o amplificare mare. Am obtinut usor o amplificare de 130x cu o singura lampa, fara nici un fel de oscilatii pe frecvente inalte. Cel putin nu pana la 800MHz, limita osciloscopului. Valoarea maxima a amplificarii din catalog este 180x. Rezistentele R15 si R16 sunt foarte importante pentru a reduce brumul la un nivel insesizabil. Reglajul volumului se face dupa primul tub. In felul acesta firelele care duc la potentiometru sunt mai putin sensibile la interferente. O rezistenta de 47kΩ in grila este suficienta pentru a polariza tuburile.


Schema cu rezolutie mare

Amplificatorul final este realizat cu 6P9. Nimic special aici, cu exceptia ledului din catod care asigura polarizarea corecta. Variatia luminozitatii in functie de nivelul semnalului ofera un indiciu important in legatura cu saturarea etajului. Transformatorul din anod este recuperat dintr-un radio cu tuburi. Parametrii sunt necunoscuti.

Din receptor lipseste VFO-ul. Am folosit un generator chinezesc FeelTech FY6600 care face niste clic-uri enervante la fiecare pas al encoderului dupa cum se poate auzi in video-urile de mai jos. Generatorul HP, net superior, era sub masa dar e greu cat o butelie plina si face zgomot ca un aspirator.

Mai sunt o serie de imbunatatiri simple care se pot face. In inregistrarile de mai jos se observa doua cazuri cand pentru unele statii puternice distorsiunile sunt severe. Trebuie adaugat un atenuator! O alta posibila problema este impedanta de intrare relativ redusa a lui V5 care poate sunta detectorul cu reactie. Tot legat de V2, condensatorul C3 din catod nu este suficient pentru a sunta ledul 3 pentru audio. Ar putea fi adaugat un condensator de cativa zeci de μF in paralel.

Pentru realizarea practica am facut un sistem de placi de cablaj cu dimensiuni identice (50x100) dar cu tipuri diferite de socluri. Placutele se prind pe o placa de inox gaurita in prealabil. Toate au pe partea inferioara un plan de masa conectat prin treceri metalizate cu un perimetru metalizat de pe partea superioara. Pe partea inferioara solder mask-ul este eliminat in forma unui cerc in jurul pinilor pentru a permite conectarea/decuplarea la masa cu lungime minima. In afara de tuburile octale nu folosesc socluri. Se gasesc pini de alama care se pot cositorii direct in gaurile metalizate. In felul acesta nu am nevoie de toate soclurile posible, mai ales ca am cateva lampi cu 10, 12 pini sau de tip loctal. Suruburile care prind placutele de placa de inox conecteaza electric si masa.

Marele avantaj este ca pot inlocui usor un etaj sau le pot rearanja. Nu stiu niciodata de la inceput cate tuburi vor fi in final. Daca am nevoie de mai mult spatiu pentru componente intre tuburi pot sa adaug placute care au doar patratele (modelul alb). Deasemenea pot sa refolosesc modulele intre proiecte, lucru mult mai dificil in trecut (vezi pozele cu receptorul anterior). Un proiect nou inseamna doar o placa noua de inox pre-gaurita.

Din cauza ca pe spate planul de masa este continuu placutele se pot folosi si pentru a realiza ecranare. Posibilitatiile sunt nelimitate! Raportul de 2:1 intre lungime si latime permite formarea unor pereti despartitori care se potrivesc perfect dupa cum este aici cazul intre mixer si detectorul cu reactie. Deasemeni pentru cutii complete daca se cositoresc marginile. Cablajele au fost facute la Elecrow in China pentru doar 0.5$ bucata. Calitatea este excelenta. Fisierele gerber se gasesc aici.

Mai jos sunt doua inregistrari cu receptorul facute in doua zile diferite in banda de 14MHz, in timpul unor concursuri. Am folosit o antena verticala pentru 20m care are ca plan de masa un acoperis de tabla. La ambele capete cablul coaxial trece prin circa 1m de cilindrii de ferita (MnZn).

Aceasta este o alta metoda se imbunatati selectivitatea. A incercat cineva ceva asemanator?

Andrei Bahnareanu YO8TOT

Articol aparut la 14-4-2020

2566

Inapoi la inceputul articolului

Comentarii (15)  

  • Postat de Cristi - YO3FFF (yo3fff) la 2020-04-14 09:38:02 (ora Romaniei)
  • Felicitari pentru realizare si pentru articol. O simpla schimbare de frecventa cu detector cu reactie. Interesanta negativarea automata cu dioda (LED) si analiza circuitului clasic de grila (1Mohm cu 100pF).
    Un simplu circuit de AGC ar atenua saturatia receptorului la semnale mari (vezi schemele radiourilor clasice cu tuburi). Desi s-a folosit un oscilator "sintetic", ramane sunetul "linistit" al unei simple schimbari de frecventa.
    Ca raspuns la intrebarea de final, nu, nu am utilizat filtru cu cristale desi receptor cu reactie am construit in trecut.
    Apreciez foarte mult originalitatea articolului!
    De ce nu si altele pe viitor?!
    Mult succes si multumesc pentru impartasirea experientie tale.
    73 de YO3FFF
    Cristi

  • Postat de Peter - YO4DEQ (yo4deq) la 2020-04-14 09:59:40 (ora Romaniei)
  • Ma bucura acest articol datorita faptului ca inca mai exista constructori-radio cu tuburi , si apoi imi amintesc cu placere de anii '70...'70 si ceva cand am facut primul meu receptor de trafic cu reactie pentru toate benzile cu bobine interschimbabile.(Totul a fost publicat in revista TEHNIUM) FRUMOSI ANI ! Felicitari Andrei! 73 Peter YO4DEQ
      Comentariu modificat de autor.

  • Postat de Miki - YO5AJR (yo5ajr) la 2020-04-14 13:52:15 (ora Romaniei)
  • Anderei - citind cu mult interes articolul, inima mea veche a inceput sa bata mai intens. Chapeau.
    73 de yo5ajr Miki

  • Postat de Zorin - YO5CZZ (yo5czz) la 2020-04-14 18:32:34 (ora Romaniei)
  • Oricine ce ar spune,tuburile produc nostalgie si au un farmec aparte,inclusiv un sound specific .Si eu am in constructie un TRX SSB cu 8 benzi dubla schimbare de frecventa [9Mhz-500Khz] hibrid [numai pe RX o sa fie tuburi],si din care nu lipseste EMF500.
    Succes si nu santeti singur!
    73 Zorin, YO5CZZ

  • Postat de Andrei - YO8TOT (yo8tot) la 2020-04-14 21:01:58 (ora Romaniei)
  • Multumesc pentru toate aprecierile.

    Un circuit de AGC pentru preamplificatorul audio cu siguranta cred ca ar elimina distorsiunile. Un atenuator ar fi mai simplu in schimb. Oscilatorul "sintetic" FY6600 nu este chiar de aruncat.Are multe hibe dar la puritate spectrala, mai ales la 5MHz, este peste orice generator am mai incercat.

    @Zorin
    Ce tip de VFO aveti in plan sa folositi?

  • Postat de Zorin - YO5CZZ (yo5czz) la 2020-04-14 21:24:59 (ora Romaniei)
  • Va salut
    VFO de la TS6B-HM de YO5AT

  • Postat de Oproescu Gheorghe - Tavi - YO4BKM (yo4bkm) la 2020-04-16 08:56:31 (ora Romaniei)
  • O, tempora! Felicitari si mii de multumiri pentru nostalgiile declansate printre cei vechi!
    Primul meu receptor de trafic (eram SWL, la sfarsitul anilor '60) era cu reactie (schema 0V0), un singur tub 3V4 (incalzire directa) alimentat la anod cu 9V, dozarea reactiei din polarizarea grilei ecran. Receptie in casca. A urmat apoi 0V2 cu e ECC82 (reactie inductiva dozata cu un CV) si EL 84. Ultima schema cu reactie am folosit-o pe un receptor Aida la care i-am facut facut un detector cu reactie pe frecventa intermediara. Nu m-am gandit atunci la un filtru mecanic pe 500 kHz pentru selectivitate, existau deja, dar nici nu era aglomeratia de azi in banda. Plus ca si propagarea era mai buna. Sau aveam auzul mai bun. Acest receptor Aida mi-a servit mai tarziu pe post de converter (si a doua schimbare de frecventa, prima schimbare de freceventa era facuta cu un selector de canale de la un TV Venus "tras" din frecvente) pentru un receptor pe UUS cand si emitatorul era tot pe tuburi.
    Sarbatori fericite, GL si 73 de Tavi YO4BKM!

  • Postat de Adrian Petrila - YO3GFH (yo3gfh) la 2020-04-16 10:24:05 (ora Romaniei)
  • Salutare si felicitari pentru realizare! M-am holbat minute in sir la stabilovoltul ala, cred ca pe intuneric e magie :) :)

    Ai incercat un cuplaj mai slab cu antena? Ma gandesc la ceva de genul 1-2 spire la capatul rece al lui L1. S-ar putea sa se imbunatateasca selectivitatea, ma gandesc ca 2nF e cam mult.

    Mi-a placut! 73!
      Comentariu modificat de autor.

  • Postat de Miki - YO5AJR (yo5ajr) la 2020-04-16 10:33:15 (ora Romaniei)
  • Da Adrian - asta-i cuvantul - Magie. Sa vezi cand imensele tuburi "Hg.rectifier,s" redresoare cu mercur luminau magic in ritmul CW..., era un spectacol. In modernele SDR - uri lipsesc aceste "magii" dar ca sunt mai miniaturizate si mult mai eficiente, dar...cate-o data avem nevoie de nostalgii "dulci - amare", cum spunea Tavi - "Ooo tempora..". 73 de yo5ajr Miki
      Comentariu modificat de autor.

  • Postat de Vasile - YO6EX (yo6ex) la 2020-04-16 11:04:47 (ora Romaniei)
  • Primul meu receptor a fost un 0-V-0 cu tubul 1S5T alimentat la 9v...
    Apropo de gazotroane, erau doua, clipeau in ritmul manipularii in CW..., transformatorul de IT gemea usurel tot in ritmul manipularii CW...

  • Postat de Andrei - YO8TOT (yo8tot) la 2020-04-16 11:16:16 (ora Romaniei)
  • Multumesc pentru comentarii!

    In cazul cand frecventa intermediara era 500kHz banuiesc ca selectivitatea crestea foarte mult oricum. Citisem pe undeva ca de la 3-4MHz in jos un receptor cu reactie are selectivitate destul de buna pentru SSB. Initial si eu am vrut sa folosesc un EMF500 din cauza ca impedanta lui e mult mai mare si se potrivea mai bine cu circuitele de la ambele capete. Dar frecventa imagine ar fi fost prea aproape.

    Antena deja este cuplata la 2 spire de la capatul rece. Acolo se pare ca e punctul de 50Ω. Un trimer in serie cu antena ar fi intradevar o posibila solutie.

    Nu stiu daca e ok ca stabilivoltul clipeste. Are trei pini, si poate nu il folosesc in modul corect. Nu prea exista multa documentatie despre tipul respectiv. Cel putin tensiunea e stabila.

      Comentariu modificat de autor.

  • Postat de Ghita - YO8CLN (yo8cln) la 2020-04-16 13:28:59 (ora Romaniei)
  • Mny tnx , Andrei ! Felicitari pentru abordare si pasiune pentru " lampi". M-ai intors in urma cu 50 de ani , cind am facut primul receptor ( dupa cel cu galena , HI !), era cu ECC 81 dupa care i-am adaugat si un EL 84. Au fost nopti de receptie cind din cauza sirmei de slaba calitate era nevoie de rebobinat transformatorul de IT de cite doua ori ( sirma era din recuperari ).Ai venit cu acest articol intr-un moment dificil pt. generatia noastra si ne-ai creat un moment de speranta . Multumim ! 73 ! de yo8cln.
      Comentariu modificat de autor.

  • Postat de Adrian Petrila - YO3GFH (yo3gfh) la 2020-04-16 13:45:43 (ora Romaniei)
  • @Andrei YO8TOT

    Eu voiam sa sugerez o bobina de cuplaj separata de 1-2 spire, dar m-am grabit sa raspund si nu am fost suficient de clar :)

    Stabilovoltul pare a fi montat corect; al treilea terminal ar trebui conectat la anod printr-un rezistor de 100k si ar trebui sa ofere 80v stabilizati. Sper sa nu vorbesc prostii :)

    E normal sa lumineze in timpul functionarii, despre clipit nu stiu, sincer, dar probabil ca e ok cat timp nu se depaseste curentul maxim admis prin tub (undeva la 30-40mA, probabil)
      Comentariu modificat de autor.

  • Postat de Vasile - YO6EX (yo6ex) la 2020-04-16 19:09:54 (ora Romaniei)
  • @ YO8TOT: Stabilovoltul are o lumina usor violacee, dar nu clipeste. Numai gazotroanele (tuburi redresoare) clipeau in sarcina.
      Comentariu modificat de autor.

  • Postat de Cristi - YO8CT (yo8ct) la 2020-06-16 15:54:45 (ora Romaniei)
  • Interesant articol . O vorba veche din strabuni spune ca "aschia nu sare departe de lemn" iar in acest caz se confirma 100 % . Felecitari Andrei ... !

    Scrieti un mic comentariu la acest articol!  

    Opinia dumneavoastra va aparea dupa postare sub articolul "Fun with tubes"
    Comentariul trebuie sa se refere la continutul articolului. Mesajele anonime, cele scrise sub falsa identitate, precum si cele care contin (fara a se limita la) atac la persoana, injurii, jigniri, expresii obscene vor fi sterse iar dupa caz se va ridica dreptul de a posta comentarii.
    Comentariu *
     
    Trebuie sa va autentificati pentru a putea adauga un comentariu.


    Opiniile exprimate în articole pe acest site aparţin autorilor şi nu reflectă neapărat punctul de vedere al redacţiei.

    Copyright © Radioamator.ro. Toate drepturile rezervate. All rights reserved
    Articole | Concursuri | Mica Publicitate | Forum YO | Pagini YO | Call Book | Diverse | Despre Radioamator.ro | Contact