Danas je nabavljen cijevni prijemnik baziran na tri elektronske cijevi (DAF 96, DAF 96, DL 96) izrađen u samogradnji vjerojatno tijekom 1960-tih godina.
Prijemnik je kao što vidimo u nedovršenom ili djelomično rastavljenom stanju no svejedno je zanimljiv za proučavanje jer se radi o “pravoj” samogradnji iz vremena dok je takva samogradnja još postojala. Kućište kao i svi konstrukcijski elementi šasije uključujući i složen mehanizam birača postaja sve je dizajnirano i izrađeno u samogradnji. Elektronske cijevi kao i svi drugi elektronički elementi posuđeni su iz nekih drugih rashodovanih elektroničkih uređaja. Isto vrijedi i za vijke kao i neke konstrukcijske elemente (vodilice sajle mehanizma birača postaja, kapice za potenciometre, priključnice) te bi općenito gledano mogli zaključiti da za gradnju ovog prijemnika nije kupljen niti jedan novi dio. Riječ je dakle o izvornoj radioamaterskoj samogradnji koja se brižno planira i zatim polako realizira kroz tjedne i mjesece rada. Upravo zbog toga ovaj uradak zavređuje svoju objavu 🙂
Prijemnik s prednje strane ima svega tri kontrole: dvostruki promjenjivi kondenzator (birač postaja), obični promjenjivi kondenzator i dvopolna sklopka. Sa zadnje strane su tri banana priključnice. Očito je da se uređaj napaja preko baterija koje bi trebale biti smještene na gornjem dijelu kućišta.
Kao što smo već rekli, prijemnik se bazira na tri elektronske cijevi: dvije DAF 96 i jedna DL 96. Obje elektronke primarno su dizajnirane za konstrukciju malih baterijskih AM prijemnika i uvedene su u upotrebu 1954. godine. DAF 96 je kombinacija pentode i diode. Dioda je predviđena za krug detektora (AM demodulator ili detektor za ARP) dok je pentoda za prvi stupanj audio pojačanja (pretpojačala). Za grijanje katode potreban je napon od 1,4 V i struja od 25 mA, dok je anodni napon 67,5 V (maksimalna anodna struja 170 µA). DL 96 pak je pentoda predviđena za izlazno audio pojačalo snage do 0,2 W. Za grijanje katode potreban je napon od 1,4 V i struja od 50 mA (ili 2,8 V / 25 mA), dok je anodni napon 64-85 V (maksimalna anodna struja 3,5-5 mA).
Istočnonjemačku tvornicu RWN Neuhaus (Röhrenwerk Neuhaus) je 1936. godine otvorio Telefunken, no nakon 2. svjetskog rata ista je nacionalizirana. Do 1978. godine u tvornici su se proizvodile elektronske cijevi, a nakon toga se prešlo isključivo na proizvodnju poluvodiča te kasnije i na proizvodnju malih radio prijemnika. Tijekom 1981. tvornica je preimenovana u “VEB Mikroelektronik “Anna Seghers” Neuhaus” i poslovala do 1990. godine kada je iz nje formirano nekoliko manjih tvrtki. Elektronske cijevi DAF 96 i DL 96 tvornica RWN Neuhaus počela je proizvoditi 1958. godine.
Vidimo dakle da je za naš prijemnik potrebno osigurati dvije baterije: jedna napona 1,4 V (potrošnja 100 mA) i druga napona 67,5 V (potrošnja do najviše 5 mA). Ovo su uobičajeni standardni naponi baterija koje su se koristile za prijenosne cijevne uređaje. Baterija za grijanje katode nazivala se “A” baterija, a baterija za napajanje anode se nazivala “B” baterija (otuda se na shemama anodni napon obično označava sa B+). Postojale su i “C” baterije za prednapon kontrolnih rešetki elektronskih cijevi, no u praksi se za prednapon rešetke (bias-grid) umjesto zasebnih baterija češće koristio anodni napon preko odgovarajućih otpornika najčešće u krugu naponskog djelitelja. Ovisno o elektronskim cijevima koje se napajaju mogle su se koristiti razne kombinacije baterija sa raznim nominalnim naponima.
Uobičajeni prijenosni baterijski AM prijemnik iz sredine 1950-tih godina bio bi super-heterodin sastavljen od četiri elektronske cijevi: heptoda DK 96 u krugu oscilatora i mješača (AM tuner), pentoda DF 96 u krugu MF pojačala, dioda-pentoda DAF 96 u krugu AM detektora i audio pretpojačala te pentoda DL 96 u krugu izlaznog audio pojačala snage. Po ovom principu izrađen je veliki broj baterijskih AM prijemnika različitih tipova i različitih proizvođača.
Međutim, mi u našem slučaju imamo samo tri elektronke, dvije diode-pentode DAF 96 i jednu pentodu DL 96. Također, nigdje ne uočavamo ni jedan transformator (ni MF ni NF) tako da naš prijemnik sasvim sigurno nije super-heterodinski, a na izlaz se mogu izravno spojiti niskoomska opterećenja.
Smotana sajlica koja strši van kućišta pripada prilično složenom redukcijskom mehanizmu okretanja promjenjivog kondenzatora kako bi se dobili što finiji pomaci spregnute kazaljke skale. Za kazaljku je čini se odabrano tanko čelično tijelo rezbarske pilice (okrenuta na užu bočnu stranu) koja je komadićem Cu-Lak žice bila privezana na odgovarajuće mjesto na sajli.
S obzirom da dakle na broj upotrijebljenih elektronki te činjenicu da nemamo aktivne demodulatorske diode i nemamo nikakvih MF transformatora, onda je ovdje vrlo vjerojatno riječ o nekom tipu direktnog prijemnika, odnosno o nekoj inačici prijemnika s pozitivnom povratnom spregom, koja se prvotno nazivala regeneracija ili reakcija, pa otuda i nazivi poput: prijemnik s pozitivnom povratnom spregom, reakcijski prijemnik, super-regenerativni ili regeneracijski prijemnik i slično. Ovi tipovi prijemnika teško dostižu performanse superheterodinskih prijemnika, no uz dobru izradu i uvježbanost operatera mogu se postići zadovoljavajući rezultati prijema.
Osnovni princip rada reakcijskih prijemnika je vraćanje dio RF signala putem pozitivne povratne sprege natrag na ulazno RF pojačalo kako bi se izazvale oscilacije. Kada je pozitivna povratna sprega dovoljno velika da RF pojačalo uđe u oscilacije, javlja se sekundarno osciliranje niže frekvencije, koja obično pada u područje 25 do 100 kHz, no može ići i do 1 MHz. Te sekundarne oscilacije periodički prekidaju višu frekvenciju RF oscilacija i na taj način naizmjenično dobivamo dvije situacije: u jednoj periodi vremena RF signal nije prekinut te ulazi u regeneracijski sklop, a zatim se u slijedećoj periodi ulaz RF signala blokira i u tom vremenu se vrši višestruko pojačanje te najčešće ujedno i demodulacija primljenog RF segmenta. Nakon što su ovi procesi završeni, regeneracijski sklop se ponovno otvara za prijem slijedećeg segmenta (uzorka) RF signala. Regeneracija uvodi negativni otpor u krug, što znači da je ukupni pozitivni otpor titrajnog kruga smanjen. To znači da se uz dodatno pojačanje povećava i selektivnost ili Q titrajnog kruga. Super-regeneracijski prijemnik dakle stalno prelazi iz zasićenja u zakočeno stanje, modulirajući se preko povratne veze u širokom frekvencijskom opsegu pri tome vršeći intermodulaciju vlastitih produkata. Tako je većinu vremena tijekom opisanih ciklusa radi na granici osciliranja ili sa prigušenim oscilacijama i prema tome u režimu velikog pojačanja.
Ovakvim sklopom moguće je stoga uz upotrebu samo jednog aktivnog elementa (tranzistora ili elektronske cijevi) dobiti prijemnik sa vrlo velikim RF pojačanjem, relativno dobrom selektivnošću i ujedno AM i FM demodulacijom RF signala. Zvuči odlično, no super-regenerativni prijemnici imaju i nekih nedostataka. Najveći nedostatak je zapravo selektivnost, odnosno velika širina pojasa kod AM prijema koja se ne može smanjiti. Naime, za prijenos neizobličene ovojnice AM signala potrebna je frekvencija uzorkovanja ne manja od dvostruke maksimalne modulacijske frekvencije. Tako ukoliko imamo AM signal sa maksimalnom modulacijskom frekvencijom 10 kHz, frekvencija uzorkovanja (prekidanja RF oscilacija) mora biti najmanje 20 kHz, a u tom će slučaju super-regenerativni prijemnik propuštati širinu pojasa od čak 200 kHz. Što se pak same kvalitete demodulacije tiče, potpuno čisti audio signal je teško dobiti i uvijek je primjetno neko izobličenje. Drugi nedostatak je nešto složenije podešavanje prijemnika za prijem RF signala jer se povratna veza mora precizno dozirati kako bi se regeneracijski krug doveo u odgovarajući način rada. Kao i svaki drugi oscilator regeneracijski krug proizvodi neželjeno zračenje koje može ometati druge elektroničke krugove u blizini prijemnika. Zbog ovih nedostataka super-regeneracijski i njemu slični tipovi prijemnika uglavnom su se prestali koristiti i potpuno su ih zamijenili super-heterodinski prijemnici. Najveća prednost super-regeneracijskih prijemnika je što se sa jednim aktivnim i nekoliko pasivnih komponenti može dobiti relativno dobar gotov prijemnik za široko frekvencijsko područje, od srednjih do ultrakratkih valova. Komercijalno su se zadržali u radio prijemnicima do kraja 1940-tih godina, međutim zbog jednostavnosti i niske cijene kod radioamatera su ostali popularni sve do kraja ere elektronskih cijevi. Danas regeneracijske i slične direktne prijemnike možemo još naći u jeftinim dječjim primopredajnicima, igračkama na daljinsko upravljanje, nekim jeftinim kućnim telekomandnim uređajima (daljinsko paljenje svjetla) i slično.
Moramo odmah reći da je od prvog patenta regenerativnog prijemnika 1914. godine razvijen velik broj inačica istog sa svojim specifičnostima. Tako osim opisanog tzv. samogasećeg (eng. self-quenching) super-regenerativnog prijemnika, oscilacije se također mogu prekidati i nekim odvojenim oscilatorom za gašenje. Takvim oscilatorom se može puno bolje kontrolirati frekvencija, valni oblik, amplituda i trajanje signala za gašenje čime se poboljšava osjetljivost i smanjuju smetnje i šum prijemnika (najbolji je impulsni pilasti oblik signala). Kristalom kontrolirani regenerativni prijemnici obično imaju kristal ubačen u krug pozitivne povratne sprege i on je onda jedini stabilni rezonantni element preko kojeg RF pojačalo postaje regenerativno. Regenerativni prijemnik kontroliran kristalom se također može kombinirati sa super-heterodinskim prijemnikom gdje onda služi kao MF pojačalo, univerzalni demodulator, selektivni filtar i BFO čime zamjenjuje (objedinjuje) mnoge stupnjeve klasičnog heterodinskog prijemnika. Nadalje, kako se gašenje RF signala ne mora vršiti unutar samog regenerativnog stupnja, tako se ni demodulacija signala ne mora vršiti u tom stupnju nego preko nekih vanjskih demodulatora, gdje se signal može pojačati i time dobiti veća osjetljivost i kvaliteta audio signala.
Za naš prijemnik, bez električne sheme, možemo uočiti tek neke specifičnosti prema kojima bi ga mogli svrstati u neku od mnogobrojnih principijelnih shema direktnih prijemnika sa tri elektronske cijevi (nekada popularni naziv “trocjevnik”).
No kad pogledamo sklop u cijelosti najviše nas buni feritna jezgra sa četiri zavojnice. Uobičajeno pak je da reakcijski prijemnici imaju tri spregnute zavojnice: jedna za prijemni ulazni antenski krug, druga za induktivnu spregu antenskog kruga i audiona, a treća za dobivanje povratne sprege odnosno reakcije. Stoga ćemo ipak iscrtati električnu shemu našeg prijemnika da vidimo od kakvih se sklopova sastoji.
Prvo krećemo od kruga za grijanje elektronskih cijevi. Sve tri upotrijebljene elektronke u našem prijemniku su sa direktno grijanom katodom, odnosno katodu predstavljaju same žarne niti. Time katode nisu galvanski odvojene od napona grijanja koji stoga mora biti istosmjeran. Kod spajanja drugih elemenata na takvu direktnu katodu pak treba voditi računa o polaritetu napajanja krajeva žarnih niti kako bi se dobili potrebni pozitivni ili negativni (pred)naponi.
Žarne niti direktno grijanih katoda spojene su kombinirano (serijski i paralelno). Sekcije dioda kod DAF 96 su kratko spojene na masu te se koriste samo sekcije pentoda. Također, kod druge DAF 96 kratko su spojene zaštitna mrežica i anoda čime sekcija pentode radi kao trioda.
Na shemi vidimo krug napajanja naših elektronskih cijevi. Dvije elektronke DAF 96 napajaju se serijski jednako kao i dvije žarne niti elektronke DL 96. Time napon grijanja iznosi 2,4 V koji se poradi dva serijska spoja žarnih niti jednake snage (1,2 V / 25 mA) ravnomjerno raspoređuje na 2 x 1,2 V.
Nadalje, uočavamo da su sekcije dioda kod obje DAF 96 kratko spojene, tako da se kod ovih elektronskih cijevi koriste samo sekcije pentoda. Također, kod jedne DAF 96 kratko je spojena rešetka g2 sa anodom pa ovdje onda pentoda zapravo radi kao trioda. Time se čitav naš prijemnik praktično bazira na jednoj triodi i dvije pentode, a autor je upotrijebio kombinirane diode-pentode iz razloga jer su mu ove elektronke jedine bile dostupne.
Sada možemo nacrtati ostatak sheme tako da ćemo kombinirane elektronke prikazati samo u njihovom aktivnom dijelu.
Vrlo jasno se uočavaju tri osnovna sklopa: ulazno RF pojačalo sa sekcijom pentode DAF 96, audion (reakcijski prijemnik) sa sekcijom triode DAF 96 i audio pojačalo sa DL 96. Sva tri sklopa izvedena su na najjednostavniji mogući način. Katodnim otpornicima osigurava se potrebni prednapon kontrolnih rešetki elektronski cijevi.
Dvostrukim spregnutim promjenjivim kondenzatorom za odabir prijemne frekvencije (C1a-C1b) istovremeno se ugađa titrajni krug ulaznog antenskog RF kruga i audiona čime se uvelike poboljšava selektivnost prijema što je inače veliki nedostatak reakcijskih prijemnika bez podesivog ulaznog kruga.
Za regulaciju povratne sprege koristi se promjenjivi kondenzator C2 serijski spojen sa reakcijskom zavojnicom L4. Ukoliko se za audion koristi trioda, kao što je to ovdje slučaj, onda je ovo jedini način za izvedbu reakcijskog kruga. No ukoliko se koristi pentoda, onda je osim promjenjivim kondenzatorom regulaciju reakcije moguće izvesti i potenciometrom tako da se vrši promjena DC napona na zaštitnoj rešetki. Oba načina imaju svoje prednosti i nedostatke. Prednost promjenjivog kondenzatora je što se promjenom povratne sprege ne mijenja radna točka režima rada elektronske cijevi pa pojačanje ostaje konstantno. Međutim, ovim načinom se donekle razdešava prijemna frekvencija pa se uz namještanje povratne veze promjenjivim kondenzatorom paralelno mora korigirati i promjenjivi kondezator audiona za ugađanje prijemne frekvencije. Potenciometrom se mijenja napon zaštitne rešetke pentode i vrijedi obrnuto nego smo opisali kod promjenjivog kondenzatora. Tako će se, kao loša strana, sa promjenom napona zaštitne rešetke mijenjati i pojačanje elektronke. Pažljivim odabirom vrijednosti LC elemenata u titrajnom krugu audiona i dodavanjem kondenzatora u krug anode ova se pojava može donekle ublažiti, no potrebno je puno ugađanja da se nađu prave vrijednosti elemenata i rezultati će biti zadovoljavajući samo u užem frekvencijskom opsegu. Dobra je strana što promjena povratne sprege potenciometrom neće utjecati na stabilnost prijemne frekvencije. Također, s obzirom da se regulacija vrši istosmjernom strujom povezne žice do potenciometra mogu biti neoklopljene i proizvoljno duge, za razliku od promjenjivog kondenzatora gdje treba biti pažljiv kuda provlačimo povezne žice jer se preko njih može pokupiti VF energija koju zrače okolni elementi što će uzrokovati neželjene smetnje u radu prijemnika. U konačnici, za radioamatera iz 1950/60-tih godina izbor potenciometra ili promjenjivog kondenzatora ovisio je i o samoj mogućnosti praktične nabave jednog ili drugog elementa.
Ono što je doista neuobičajeno kod ovog našeg prijemnika to je izvedba ulaznog antenskog titrajnog kruga (L1 – C1a). Zavojnica ovog kruga nikako ne bi trebala biti spregnuta sa izlaznom zavojnicom RF pojačala (L2) te dalje sa ulaznom (L3) i reakcijskom zavojnicom audiona (L4). Uobičajeno je da ulazni krug RF pojačala bude zasebno induktivno vezan samo sa antenom. Kod nas pak je ulazni krug RF pojačala spregnut sa izlaznim čime je ostvarena povratna veza. Ova veza nikako ne smije biti pozitivna jer će ulazno RF pojačalo početi oscilirati, no ne vidimo ni kako bi negativna povratna sprega ovdje poboljšala rad RF pojačala. Moguće da se radi o eksperimentalno motanoj zavojnici, posebice jer smo kraj vezan na masu zatekli odvojen. Vjerojatno se dugački feritni štap, osim kao induktivna sprega RF pojačala i audiona na jednom kraju, na svom drugom kraju htio iskoristiti i kao interna feritna antena za srednji val.
Na kraju vidimo da se anodni napon (B+) za audion triodu DAF 96 i NF audio pojačalo DL 96 uvodi preko izlaznog kruga audio pojačala tako da bi na izlazne priključnice svakako trebalo spojiti audio transformator za odvajanje istosmjerne komponente napona i za transformaciju visoke izlazne impedancije na nisku impedanciju slušalica ili zvučnika.
Od kontrola, na prednjoj strani je promjenjivi kondenzator za regulaciju reakcije, gumb spregnutog mehanizma birača postaja i sklopka za uključenje A i B baterijskih napona. Na zadnjoj strani su tri banana priključnice: prve dvije za spajanje izlaznog audio transformatora i treća za spajanje antene.
Tijekom 1950-tih i 1960-tih godina masovno su se u samogradnji izrađivali različiti reakcijski prijemnici bazirani na različitim dostupnim elektronskim cijevima. Na radioamaterskim tečajevima bilo je obavezno sagraditi vlastiti prijemnik ili predajnik, bilo po nekoj “provjerenoj” shemi ili po nekoj vlastitoj prilagođenoj shemi. Najjednostavniji reakcijski prijemnici sastojali su se od jedne triode i nekoliko pasivnih komponenti, a za one složenije pak je razvijeno nebrojeno shema sa jednom, dvije ili tri elektronske cijevi tipa trioda, pentoda ili heptoda. Svaki od tih prijemnika obično je dotjeran eksperimentalnom metodom pronalaska najboljih vrijednosti elemenata i takva novo razvijena shema bi se objavljivala po radioamaterskim klubovima ili časopisima.
U tim godinama svaki elektroničar je za neku nabavljenu komponentu već imao plan što iz nje sagraditi i gdje ju upotrijebiti. Danas pak elektroničari hobisti uglavnom imaju nagomilane nepregledne količine različitih elektroničkih elemenata, komponenti i modula za koje unaprijed znaju da ih vjerojatno nikad nigdje neće iskoristiti 🙂
