Danas je nabavljen srednjevalni radiodifuzni prijemnik Captain YT-981 japanskog proizvođača Yashima Electric Industrial iz sredine 1960-tih godina. Isti prijemnik prodavao se na američkom tržištu pod robnom markom RemingtonYT-981M. Pod markom Captain (Deluxe) Yashima je proizvodila još dvije ili tri inačice shematski i po vanjskom dizajnu nešto izmijenjenih modela prijemnika. Prijemnici Captain su također ugrađivani i u dvije inačice kućišta iako su im tiskane pločice bile identične.
Yashima Electric Industrial bio je jedan od stotine japanskih proizvođača malih tranzistorskih prijemnika namijenjenih izvozu tijekom 1960/70-tih godina. Uz Yashima Electric Industrial vežu se robne marke Afco, Captain, Commodore, Durando, Hacosonic, Magnasonic, Peerless, President, Yashima, a možda i Capital i Raleigh. U ovoj tvornici također su se izrađivali i CB primopredajnici za Midland. Yashima je koristio japanski kod označavanja izvoznih proizvođača – 902.
Na prijemniku CaptainYT-981 nigdje ne uočavamo ime proizvođača, no na zadnjoj strani kućišta otisnut je kod „902 Made in Japan“. Ovakvi troznamenkasti kodovi obično označavaju šifru japanskog proizvođača elektroničkih uređaja za izvoz kao i originalnost istog. Naime, japanska elektronička industrija počela se naglo razvijati u 1950-tim godinama te je do 1959. godine u Japanu već registrirano 157 proizvođača radija. Većinom su to bila mala i srednja poduzeća koja su bila međusobno konkurentna i u stalnom natjecanju za tržište što je dovelo do problema s kvalitetom i krivotvorenjem nekih modela elektroničkih uređaja. U 1950-tim godinama tehnologija proizvodnje tranzistora još nije bila razvijena te je prema provedenoj studiji iz 1957. godine oko 30% radija proizvedenih te godine bilo neispravno uglavnom zbog problema s tranzistorima. Sve ovo je stvorilo potrebu da se japanska elektronička industrija regulira i dovede u red.
Tako je japansko Ministarstvo međunarodne trgovine i industrije (MITI) počevši od 1962. godine postalo mjerodavno i odgovorno za inspekcijsku kvalitetu elektroničkih proizvoda te za postavljanje izvoznih kvota istih. Registracija robnih marki započela je 1963. godine i ubrzo je većina problematičnih proizvođača eliminirana s izvoznog tržišta. MITI je također zahtijevao da se naziv proizvođača obavezno prikazuje na proizvodu počevši od 1965. godine.
Danas nije posve jasno odakle ideja da se imena proizvođača prikazuju preko brojčanih kodova i nema poveznica koje bi ukazivale da je to definirano od strane MITI-a. Kodovi su se počeli primjenjivati početkom 1960-tih godina, no krajem istih godina već su se počeli i postupno ukidati. Tako će se većina kodnih oznaka proizvođača nalaziti na japanskim proizvodima iz 1960-ih godina i to onima koji su bili namijenjeni izvozu. Kod je morao biti reljefno izliven sa kućištem kako bi se spriječilo krivotvorenje.
No, glede tih kodova postoje mnogi izuzeci i treba dobro provjeriti kod na pojedinom uređaju da bi se sa sigurnošću mogao povezati sa određenim proizvođačem. Čini se da nije bilo čvrstog standardno definiranog formata kodova i ne zna se po kojem ključu su se isti dodjeljivali pojedinom proizvođaču. Sam kod (ime proizvođača), umjesto da je po odrednicama MITI-a izliven sa kućištem, ponekad je bio zalijepljen naljepnicom, otisnut bojom na kućište ili utisnut s unutrašnje strane kućišta ili na tiskanu pločicu što pobuđuje sumnju u njegovu autentičnost. Također, kod često nije bio otisnut samostalno nego je kombiniran s drugim brojčanim i slovnim oznakama, pomiješan sa nazivom modela i slično. Neki proizvođači su imali četveroznamenkaste kodove, neki su imali više različitih kodova, a slični kodovi koristili su se i na uređajima proizvedenim u Hong-Kongu. Ovo je donekle razumljivo jer su se s vremenom mnogi proizvođači i tvrtke reorganizirali, međusobno spajali, razdvajali, stvarali podružnice ili ulazili u druge partnerske odnose pa su se i kodovi mijenjali ili kombinirali.
Danas su zahvaljujući istraživanju dokumenta MITI-a i usporedbi kodova sa različitih sačuvanih japanskih modela prijemnika i drugih elektroničkih uređaja sastavljene određene tablice kodova japanskih proizvođača elektronike, no one još uvijek nisu potpune i do kraja provjerene. Kod 902, koji je propisno izliven na našem kućištu, nedvojbeno označava proizvođača Yashima Electric Industrial.
Svi VF lončići označeni su standardnim bojama: crveni za lokalni oscilator i zatim redom žuti, bijeli i crni MF transformatori 455 kHz. Na prvi pogled sve upućuje na standardni prijemnik sa osam tranzistora, no kad se malo bolje pogleda razmještaj tih tranzistora na pločici vidi se neka nedosljednost. Samo tri tranzistora rade u VF krugovima prijemnika, a njih čak pet je u krugu NF audio pojačala. Zanimljivo je da postoji i posve suprotna inačica ovog prijemnika gdje je pet tranzistora u VF sklopovima, a samo tri rade u NF pojačalu.
Prijemnik Captain YT-981 se bazira na 8 tranzistora i postoje dvije bitno različite elektroničke sheme istih. U jednom je slučaju 5 tranzistora u VF krugovima prijemnika, a preostala 3 tranzistora su u NF audio pojačalu, dok je u drugom slučaju raspored potpuno obrnuti: samo 3 tranzistora su u VF krugovima prijemnika, dok je njih čak 5 u NF audio pojačalu. I jedna i druga inačica elektroničke sheme je specifična i neuobičajena za AM prijemnike sa 8 tranzistora.
Naš primjerak prijemnika Captain YT-981 ima 3 tranzistora su u VF krugovima prijemnika i 5 tranzistora u NF audio pojačalu.
Shema prijemnika Captain YT-981 sa 3 tranzistora su u VF krugovima i 5 tranzistora u NF audio pojačalu.
VF krugovi prijemnika su uobičajeni: jedan tranzistor radi kao samooscilirajući mješač, a preostala dva tranzistora su za dva stupnja MF pojačanja. Slijedi diodni AM detektor i NF pojačalo. Za automatsku regulaciju pojačanja (ARP) uzima se dio demoduliranog audio signala, isti se filtrira preko RC mreže (6 kΩ, 30 µF, 40 nF) te se dobiveni istosmjerni napon dovodi na bazu tranzistora Tr. 2 u prvom stupnju MF pojačanja. Na taj način se istosmjernim naponom proporcionalnim amplitudi MF signala mijenja prednapon baze tranzistora čime se mijenja i njegovo pojačanje te je time ostvarena ARP.
Malo neobično je konstruirano NF pojačalo. Vidimo da su prva dva tranzistora (Tr. 4 i Tr. 5) međusobno povezana paralelno (B-B, C-C i E-E) bez ikakvih otpornika te sa trećim tranzistorom (Tr. 6) čine Darlingtonov spoj ili punim nazivom kaskadno emitersko slijedilo u Darlingtonovom spoju. Slijedi driver transformator za okretanje faze i klasični protufazni (push-pull) izlazni stupanj sa preostala dva tranzistora (Tr. 7 i Tr. 8).
Shema NF audio pojačala prijemnika Captain YT-981 sa 4 tranzistora.
U drugoj inačici NF pojačala sa 4 tranzistora imamo vrlo sličnu situaciju s tom razlikom da u prvom stupnju nemamo dva paralelno spojena tranzistora, a teret (primar driver transformatora) spojen je između kolektora dva tranzistora. Kod svih prijemnika sa transformatorskim protufaznim izlaznim stupnjem koje smo do sada vidjeli, kad bi imali više stupnjeva pretpojačanja, ti stupnjevi bi uvijek bili međusobno vezani u klasični RC spoj (na kolektor spojen otpornik, a veza sa slijedećim stupnjem izvedena preko kondenzatora) ili direktno bez kondenzatora.
Shema prijemnika Captain YT-981 sa 5 tranzistora su u VF krugovima i 3 tranzistora u NF audio pojačalu.
Sada razmotrimo posve drugu inačicu sheme prijmenika Captain YT-981 gdje je 5 tranzistora iskorišteno za VF krugove, a samo tri tranzistora za NF pojačalo. Kao što vidimo na shemi, tuner uključuje dva tranzistora, jedan u krugu mješača i jedan u krugu lokalnog oscilatora. Slijede uobičajena dva stupnja MF pojačanja (455 kHz), diodni detektor te dva stupnja NF pojačanja sa protufaznim (push-pull) transformatorskim izlaznim stupnjem. Ono što je specifično za ovaj prijemnik to je upotreba jednog tranzistora (Tr. 5) u krugu automatske regulacije pojačanja (ARP ili AGC). Kod prijemnika sa malim brojem tranzistora obično su svi u krugovima tunera te MF i NF pojačanja. Vrlo rijetko se tranzistor koristi za AM detekciju, a još rjeđe za ARP regulaciju.
ARP krug je vrlo bitan kod svakog radio prijemnika. Antenski signali raznih radio odašiljača na točki prijema su različitih jačina i također podložni promjenama u jačini (feding) što znači da bi paralelno tome bile i različite jačine MF signala na ulazu u detektor. Diodni detektor pak najbolje radi sa uskim opsegom jačine signala. Slabi signali mogu biti preslabi za dobru detekciju, a prejaki signali mogu izazvati izobličen demodulirani signal. Općenito je za detektor potreban MF signal relativno velikog napona (0,5 V) tako da uvijek imamo barem dva stupnja MF pojačanja, a ako se koristi samo jedan stupanj onda se za detekciju umjesto diode koristi osjetljiviji tranzistor. MF pojačala se dakle dizajniraju tako da i najslabije prijemne signale dovoljno dobro pojačaju za detekciju, dok se za jače signale koristi krug za automatsko smanjenje pojačanja MF pojačala kako demodulirani signal ne bi bio izobličen. ARP krug osim na MF pojačala može djelovati i na ulazna RF pojačala ukoliko postoje, no gotovo nikad se ne djeluje na mješač jer bi to izazvalo nestabilnost rada istog.
Da bi se iz MF signala dobio istosmjerni napon za ARP detekciju, MF signal se prvo mora ispraviti (diodom ili tranzistorom), zatim se mora filtrirati VF komponenta (455 kHz) od NF audio komponente i na kraju se mora filtrirati audio komponenta tako da se dobije čisti istosmjerni napon proporcionalan srednjoj vrijednosti amplitude audio napona. Pri AM detekciji se dakle dobiva audio signal i istosmjerni napon koji je proporcionalan amplitudi MF frekvencije. Taj istosmjerni napon dodaje se prednaponu baze tranzistora i time se mijenja njegovo pojačanje. Kod jednostavnih prijemnika poput ovog našeg djeluje se samo na jedan tranzistor/pojačalo u lancu MF pojačanja, no kod složenijih prijemnika, da bi ARP bila što učinkovitija, može se paralelno djelovati na tranzistore u više krugova RF i/ili MF pojačanja.
Postoje dva uobičajena načina rada ARP-a: regulacija “naniže” i regulacija “naviše”. Regulacijom “naniže” se smanjuje kolektorska struja tranzistora, a regulacijom “naviše” se povećava kolektorska struja i time istovremeno smanjuje kolektorski napon tranzistora u krugu pojačala.
U prvom slučaju regulacijom “naniže”, porastom regulacijskog napona iz detektora smanjuje se pozitivni prednapon baze tranzistora, a time i njegova kolektorska struja (NPN) i posljedično tome i njegovo pojačanje. Nedostatak ovog načina regulacije je što se smanjenjem prednapona baze smanjuje i struja baze čime se smanjuje pobudno područje tranzistora i povećava ulazni otpor. Povećani ulazni otpor manje opterećuje MF filtar na ulazu, krivulja postaje oštrija, te se time smanjuje širina propusnog opsega. Zbog smanjenog propusnog opsega jače su prigušene više tonske frekvencije, a zbog manjeg pobudnog područja veće je izobličenje audio frekvencija. Također, promjenom kolektorske struje mijenja se i ulazni kapacitet što može dovesti do određenog pomaka ugođene MF na filtru. Uz sve ove nedostatke, jedina prednost ove regulacije je to što je potrebna mala snaga iz detektora za ARP.
Kod regulacije “naviše”, porastom regulacijskog napona iz detektora povećava se kolektorska struja tranzistora čime raste pad napona na otporniku filtra kolektorskog napona i time se smanjuje kolektorski napon. Ovdje se, obrnuto od regulacije “naniže”, povećanjem napona i struje baze povećava pobudno područje tranzistora i smanjuje ulazni otpor. Stoga će kod jačih signala propusna širina MF filtra biti veća, što je poželjno. Nedostatak ove regulacije je taj što je potrebna veća snaga signala za regulaciju i što porastom kolektorske struje raste i šum tranzistora.
U nekim od naših prethodnih objava vidjeli smo i neizravnu regulaciju pojačanja preko diode u MF krugovima, no općenito gledano krugova za ARP doista ima različitih i nekad je potrebno pažljivo proučavati shemu da bi izdvojili ARP krug i shvatili njegov princip rada. Već iz opisana dva primjera vidimo da svaki ARP krug u određenoj mjeri narušava karakteristike podešenih RF i/ili MF pojačala i u konačnici opterećuje i sam detektor te mora biti pažljivo izveden i proračunat da se s jedne strane dobije najbolja regulacija pojačanja, a s druge strane što manje degradiraju karakteristike RF i MF pojačala sa pripadajućim filtrima.
Najjednostavniji krugovi za ARP koriste već izdvojenu audio komponentu iz demodulatora, te jednostavni RC filtar za pretvaranje amplitude audio signala u istosmjerni napon za ARP. Tim naponom se izravno djeluje na bazu tranzistora u nekom stupnju RF/MF pojačanja. Za ARP se naravno može koristiti i zasebna dioda sa VF filtrom čime se ne opterećuje detektorska dioda. Kod jednostavnih ARP detektora postoji problem da uvijek stvaraju neki DC napon, čak i kod prijema najslabijih signala, a tada bi zapravo bilo najbolje da se pojačala uopće ne prigušuju ARP naponom. Ovaj problem se može riješiti uz upotrebu još jedne diode tako da je kod najslabijih signala ARP napon jednak nuli (delayed AGC). Ponekad problem predstavlja i sam RC filtar kojim se amplituda audio signala pretvara u istosmjerni napon. Naime ta pretvorba nije trenutna i ovisi o vremenskoj konstanti RC filtra i frekvenciji audio signala. Neki prijemnici imaju više ARP filtara (brzi i spori) te mogućnost uključivanja ili isključivanja ARP-a po želji. Kod prijema TV slike koriste se posebno brze ARP regulacije koje stvaraju napon samo za vrijeme trajanja sinkronizacijskih impulsa te na taj način reagiraju samo na snagu prijemnog signala i nisu osjetljive na promjene drugih signala tona ili slike (keyed ili gated, odnosno otipkana ili impulsna ARP). Prigušivač šuma ili popularno squelch kod nekih prijemnika također je vrsta ARP-a u kombinaciji sa tranzistorskom sklopkom. U konačnici, negdje se koriste i ARP linije sa dodatnim pojačalima. Upravo takav jedan krug vidimo i kod našeg prijemnika Captain YT-981.
ARP sa pojačalom koristi se kako bi se povećao opseg regulacije krajnjih razina signala. Naime, ukoliko prijemni signali mogu biti vrlo različitih snaga (npr. kod prijema udaljenih i lokalnih srednjevalnih postaja) promjena ARP napona dobivenog iz osnovnog kruga je premala da bi se mogla dobiti potpuna regulacija, odnosno da se potpuno izjednači prijem vrlo slabih i vrlo jakih radijskih signala. Pomoću pojačala može se dobiti veći raspon ARP napona i time bolja regulacija pojačanja različitih ulaznih razina signala. Tranzistor Tr. 5 je u spoju zajedničke baze kojeg karakterizira veliko naponsko pojačanje. Ispravljeni MF signal sa diode, preko RC mreže koja odvaja VF komponentu signala i propušta samo audio frekvencije, dovodi se na ulaz pojačala, odnosno emiter tranzistora. Pojačani audio signal zatim se preko RC mreže (1 kΩ / 10 µF) pretvara u istosmjerni napon kojim se djeluje na bazu Tr. 3 u krugu 1 MF pojačala. Potrebni prednapon bazi dodatno se regulira preko otpornika 10 kΩ na pozitivnom polu napajanja i otpornika 100 kΩ na negativnom polu napajanja.
Izvodi RF zavojnice na feritnoj jezgri su kod našeg prijemnika u prekidu. Ovo je vjerojatno posljedica nepažljivog rukovanja ili rastavljanja prijemnika no moguće i da se radi o pokušaju kakve preinake ulaznog antenskog RF kruga.
AM detektorska dioda koju uvijek nalazimo u blizini posljednjeg u lancu crnog MF transformatora.
Kod prijemnika sa 8 tranzistora očekivali bi da 2 rade u tuneru, 2 u MF pojačalima i preostalih 4 u NF pojačalu što daje nekakvu optimalanu raspodjelu tranzistora za postizanje balansiranih performansi prijemnika u VF i NF dijelu. No kod prijemnika Captain YT-981 konstruktori su odlučili napraviti iznimku. Kod jednog modela više je uloženo u VF sklopove na štetu NF pojačala, a kod drugog je više uloženo u NF pojačalo na štetu VF krugova prijemnika. Tako ćemo u prvom slučaju imati osjetljiviji i selektivniji prijemnik sa ujednačenim prijemom različitih jačina signala, no sa nešto tišim zvukom u zvučniku. U drugom slučaju prijemnik će biti puno glasniji, no s druge strane će lošije hvatati radio postaje.
Već smo nekoliko puta rekli kako sheme jednostavnih AM prijemnika sliče jedna drugoj kao jaje jajetu, no uvijek se naleti na neki model koji ne slijedi ustaljena pravila. Zato je zabavno proučiti svaki takav prijemnik koji nam dođe u ruke jer nikad ne znaš koje iznenađenje su inženjeri ugradili u pojedini model. Čini se da su sve te tvorničke modifikacije bile odgovor na sve veći razvoj srednjevalnih odašiljača, trenutno stanje u eteru kao i sasvim sigurno uvažene povratne informacije korisnika (istraživanje tržišta). Treba biti svjestan da je u 1960-tim godinama jedan ovakav mali AM prijemnik često bio jedini audio uređaj u domovima i jedini način uživanja što se tiče audia, a također i jedini “prozor” u događanja u drugim zemljama. Stoga smo svakako dužni odati priznanje ovim malim baterijskim AM prijemnicima koliko god da smo danas zatrpani nekim posve drugim frekvencijama, modulacijama i tehnologijama 🙂