Radio prijemnik Grundig 95 GW

Danas je nabavljen cijevni radio prijemnik 95 GW njemačkog proizvođača Grundig iz 1956. godine.

Tvrtku Grundig osnovao je proizvođač radio aparata Max Grundig odmah nakon rata 1945. godine. U početku je proizvodnja bila orijentirana na radio prijemnike, a već 1952. godine Grundig proizvodi svoj prvi televizor i prijenosni magnetofon. Do sredine 1950-ih Grundig je postao najveći proizvođač radio aparata u Europi, a do kraja desetljeća ponuda tvrtke proširena je na i sve druge audio uređaje potrošačke elektronike (tranzistorski radio prijemnici, prijenosni magnetofoni, diktafoni, razni kućni stereo audio uređaji i slično. Grundig je 1957. godine stekao većinski udio u tvrtkama za proizvodnju pisaćih strojeva Triumph i Adler, a od 1960-tih godina širi proizvodne pogone i izvan Njemačke (Portugal).

U idućim desetljećima sve do danas tvrtka Grundig je stalno u trendu sa najnovijom tehnologijama potrošačke elektronike te je često prva u Evropi po proizvodima koji uključuju nove tehnologije. Tako već 1960. godine Grundig plasira televizor sa mogućnostima VHF prijema i predstavlja prvi bežični ultrazvučni daljinski upravljač.  Godine 1967. Grundig je predstavio kompaktni kasetofon, a nakon toga i kasetofon za automobile. Godine 1969. je proizveo prvo Hi-Fi pojačalo s ugrađenim ekvilajzerom za evropsko tržište. U ranim 1970-im godinama uvodi kvadrofonski sistem reprodukcije stereo kanala. Slijede uspjesi u proizvodnji kućnih videorekordera i radio satova s digitalnom budilicom. U drugoj polovici 1970-tih godina Grundig već ima auto-radije sa automatskim traženjem stanica, AM/FM prijemom, dekoderom stanja u prometu i kasetofonom. U 1980-tim godinama nastavlja se proizvodnja video-rekordera sa najnovijim funkcijama (videotekst, prikaz položaja trake u stvarnom vremenu), elektroničkih notesa, predstavljen je satelitski TV prijemnik i televizor u boji s tehnologijom 100 Hz. U 1990-tim godinama Grundig predstavlja svoj prvi DAB pilot prijemnik, prvi u svijetu predstavlja tehnologiju bežičnog infra-crvenog prijenosa Hi-Fi signala i širi proizvodnju na bežične telefone. U proizvodnji televizora Grundig stalno slijedi nove tehnologije (interaktivna korisnička sučelja, ravni zaslon, smart TV s pristupom internetu), a 1998. godine lansira softver za prepoznavanje glasa pod nazivom VoiceOffice mobil za svoje digitalne diktafone. U 2000-tim godinama slijede MP3 i DVD uređaji, auto-navigacijski uređaji, a posljednjih deset godina Grundig je uz širok spektar potrošačke elektronike proširio asortiman i na kućanske aparate i bijelu tehniku.

Što se tiče vlasništva, još od 1972. godine dionice Grundiga polako počinje prikupljati tvrtka Philips Electronics, koja je do 1984. preuzela poslovno upravljanje kompanijom, a do 1993. godine je stekla i potpunu ekonomsku kontrolu nad Grundigom. Grundig 1998. godine raskida partnerstvo sa tvrtkom Philips zbog njezine prevelike dominacije, a zatim je 2003. godine, zbog nastalih promjena na tržištu, bio prisiljen pokrenuti stečajni postupak. Gotovo svi pogoni Grundiga su nakon uspješnih pregovora ipak uspjeli preživjeti stečaj te nastavljaju nositi naziv Grundig (Grundig Intermedia, Delphi Grundig, Grundig Car InterMedia System GmbH, Grundig SAT Systems GmbH, Grundig Business Systems GmbH). Godine 2007. Grundig Intermedia GmbH postaje dio turske kompanije Arçelik A.Ş., proizvođača bijele tehnike u vlasništvu Koc Holdinga, koji obuhvaća deset brandova: Arçelik, Beko, Grundig, Blomberg, Elektrabregenz, Arctic, Leisure, Flavel, Defy i Altus.

Grundig 95 GW pokriva tri AM i jedan FM radiodifuzni opseg:

• L (dugi val): 145 – 350 kHz
• M (srednji val): 510 – 1620 kHz
• K (kratki val): 5,9 – 15 MHz
• U (ultrakratki val): 87 – 100 MHz

Riječ je o superheterodinskom prijemniku sa MF na 468 kHz (AM) i 10,7 MHz (FM). Bazira se na šest elektronskih cijevi koje su predviđene za serijsko spajanje grijaćih niti katoda tako da se mogu napajati izravno iz mreže 200/127 V. Time da za radio prijemnik nije potreban mrežni transformator. Kako bi serijski spoj funkcionirao, nominalne struje za sve žarne niti su jednake i iznose 100 mA, a nominalni naponi grijanja su relativno visoki.

U 1950-tim godinama više različitih proizvođača je imalo u ponudi vrlo slične modele AM/FM radio prijemnika koji se baziraju upravo na tih šest elektronskih cijevi.

Naš primjerak je došao u neispravnom i zapuštenom stanju. Prvo što se odmah vidi to je da prijemnik Grundig 95 GW nema mrežni transformator. Ovo je karakteristično za prijemnike do 1950-tih godina kada su još postojale istosmjerne i izmjenične gradske mreže (znamo da transformator radi samo na izmjeničnom naponu), no takav dizajn se zadržao i dosta kasnije jer isključuje glomazan i skup mrežni transformator. Stoga su projektirane elektronske cijevi sa višim naponom grijanja od uobičajenih 6,3 V kako bi se 3-6 njih moglo spojiti u seriju tako da se mrežni napon podijeli na svaku od njih.

Problemi izravnog grijanja elektronki mrežnim naponom u serijskom spoju grijača

Kod grijanje elektronki izravno mrežnim naponom u strujno ograničenom serijskom spoju javlja se nekoliko problema. Prvi je taj da nema galvanskog odvajanja elektroničkog sklopa od mrežnog napona, što znači da na metalnoj šasiji uvijek imamo izravnu nulu ili fazu, ovisno o tome kako smo okrenuli mrežnu utičnicu. Stoga se vodljivi elementi šasije i konstrukcije nikako ne smiju dirati kad je uređaj pod naponom. Servis je potrebno vršiti preko transformatora za odvajanje, no i tada je treba biti vrlo oprezan i izbjegavati istovremeni dodir dvije vodljive točke.

Drugi problem je taj što elektronke ne mogu biti grupirane tako da se na njih raspodijeli točno čitav napon napajanja (220 V) pa se razlika mora na neki način kompenzirati nekim drugim potrošačem. To su onda obično otpornici i žarulje na kojima se stvara potrebni pad napona i na kojima se samim time troši snaga iz izvora. Nije neuobičajeno da se na tim dodatnim elementima rasipa i do 30 W snage što je daleko manja učinkovitost od upotrebe transformatora. Ako se koristi izmjenična struja, umjesto otpornika se mogu koristiti kondenzatori (kapacitivni otpor) ili silicijska dioda. Dioda propušta samo jednu poluperiodu napona i time istina smanjuje efektivnu snagu na pola, no treba biti oprezan jer se time ne smanjuje i efektivni napon na pola. Ukoliko efektivni sinusni napon 240 V ispravimo preko diode, dobiti ćemo efektivni napon 170 V, a ne kako se na prvi pogled čini 120 V. Međutim i bez obzira na to sva ova rješenja imaju i svoja druga ograničenja i nedostatke. Serijsku mrežu je potrebno precizno izračunati, te često nećemo naći (ili jednostavnim spojevima dobiti) kondenzator dovoljno precizne vrijednosti kao otpornik. Stoga se uz kondenzator opet najčešće mora koristiti i otpornik, no ukupna disipacija snage će uz kombinaciju kondenzatora i otpornika biti svakako manja. Kondenzatori za mrežni napon do 240 V moraju biti dizajnirani za barem 500 V, te iako su potrebne vrijednosti kapaciteta nekoliko mikro-farada tu ne dolaze u obzir nikakvi elektrolitski kondenzatori. Time je korištenje kondenzatora puno skuplje od otpornika. Ne treba spominjati da je potrebno koristiti kvalitetne kondenzatore i diode jer ako odu u kratki spoj na grijače će doći puni mrežni napon te će i oni pregorjeti.

Treći problem se očituje u tome što grijači različitih elektronki nisu isti, nemaju istu toplinsku masu i otpor, te se ne zagrijavaju jednako brzo. Također, grijači imaju manji otpor kada su hladni, a onda im se zagrijavanjem otpor povećava (vidi tablicu). U našem bi slučaju ukupni otpor žarnih niti elektronki u vrućem stanju bio oko 2000 Ω, a u hladnom stanju deset puta manji, oko 200 Ω. To znači da bi početna struja bila deset puta veća od nominalne.

Također, zbog različitih grijača lako se dogodi da se grijač jedne elektronke primjerice zagrijava sporije od grijača druge elektrone, što znači da njegov otpor ostaje duže na nižoj vrijednosti od drugog grijača. Time će na tom drugom brže zagrijanom grijaču sa većim otporom također i pad napona biti veći od nominalne vrijednosti što u najmanju ruku smanjuje vijek trajanja elektronke.

Zato se kod projektiranja ovakvog serijskog kruga stavljaju elementi za uravnoteženje serijske petlje, a to su obično NTK otpornici (termistori). NTK se spaja serijski sa otpornikom za pad napona, a svrha mu je spriječiti preveliku struju u serijskom krugu za vrijeme dok su grijači još hladni i imaju mali otpor. Kako struja teče, NTK se postupno zagrijava i otpor mu počinje padati sve dok ne padne dovoljno da propusti punu struju kroz grijače. Što je vrijednost dodatnog otpornika za pad napona manja, to će početna struja preko hladnih grijača biti veća. Praktično gledano ako je otpornik za pad napona vrijednosti nekoliko stotina oma ili manje, svakako bi mu trebalo dodati NTK. Do 1950-tih godina u potrebi su bili Urdox (barretter) NTK otpornici koji su osiguravali stabilnu struju u širokoj fluktuaciji ulaznog mrežnog napona (vidi objavu PH metar MA 5701). Izgledaju poput žarulje i rađeni su za različite opsege napona i izlazne struje. Danas ih je teško nabaviti ispravne jer su poput žarulja mehanički osjetljivi i električki brzo potrošni. U našem slučaju se koriste na poseban način motane otporne žice tako da imaju točno određen otpor u hladnom stanju i točno određen otpor kad se zagriju na struji od 100 mA.

Postoji još jedan način izrade otpornika za stvaranje padova napona kod serijskog napajanja grijača elektronki. Ne znam postoji li hrvatska riječ za ovaj specijalni otpornik, a u engleskoj terminologiji koristi se naziv “Line cord resistor”. Ovdje je otporna žica ugrađena u sam kabao kojom se međusobno spajaju grijači elektronki. Izvana se može činiti kao obična povezna žica, no to je zapravo otporna žica za stvaranje potrebnog pada napona. Jasno je da takva žica mora biti točno određene duljine kako bi imala određeni otpor. Također, negdje se otporna žica kombinirala sa dvije bakrene žice u samom mrežnom kabelu. Preko bakrenih žica bi tako dolazio pun mrežni napon za ispravljačicu anodnih napona, a istovremeno bi preko otporne žice u kablu dolazio već smanjen napon za grijanje elektronki. Otporna žica je unutar kabla bila omotana oko bakrenih žica da bi bila što dulja, no u radu se svejedno normalno malo grije te mora biti električki i toplinski izolirana od bakrenih žica. Takva priključna mrežna žica je u radu morala biti ispružena, nikako namotana ili prepletena, kako bi se što bolje hladila. Izolacija žica unutar kabela je često bila vrlo slaba, te je već i samo savijanje kabela utjecalo na vijek trajanja, međusobnu izoliranost i ispravnost istog. Danas su svi ti kablovi već propali i restauratori imaju velikih problema ponovno rekonstruirati te kablove.

Iz svega je jasno da projektiranje serijskog spoja grijanja elektronki za izravno mrežno napajanje nije banalno kao što se čini, a bilo kakvo probijanje komponenti (kratki spojevi) će uzrokovati i uništenje samih grijača, a time i elektronki. Čak i u ispravnom krugu konstantnu nominalnu struju je teško održavati s obzirom na fluktuacije napona mreže, a posebno u početnom dijelu grijanja žarnih niti dok se svi otpori ne stabiliziraju. Sve ovo vrlo negativno utječe na životni vijek elektronki.

Ovo je izvedena shema kruga grijanja žarnih niti iz tvorničke sheme za Grundig 95 GW. Da bi imali na svakom potrošaču (žarne niti, žaruljica, otpornici) struju od 100 mA, onda ukupni otpor u krugu mora iznositi 2200 Ω (na 220 V napajanja). Ukupni otpor naših žarnih niti i žaruljice je oko 1866 Ω što znači da je u krug potrebno dodati još jedan otpornik za pad napona vrijednosti 334 Ω. No, kao što smo opisali, ovo počinje vrijediti tek kada se svi grijači elektronki zagriju do kraja. Kako bi se spriječile prevelike struje na početku grijanja kada su grijači još hladni i malog otpora, te kako bi se osiguralo što ravnomjernije zagrijavanje svih grijača, serijska mreža je dopunjena sa tri NTK termistora u kombinaciji sa otpornicima za stvaranje potrebnih padova napona.

Napravit ćemo izračun struja kroz originalni serijski krug napajanja grijača (Micro-Cap 12). Bijelom bojom označeni su padovi napona na pojedinim trošilima, crvenom bojom struje u pojedinim granama, a žutom bojom utrošena snaga na pojedinom trošilu.

Idealan krug prema originalnoj elektroničkoj shemi, početna struja kod hladnih elektronki. Otpori grijača su mali, otpori termistora su veliki. Struja je oko 86 mA.

Idealan krug prema originalnoj elektroničkoj shemi, radna struja kod posve zagrijanih elektronki. Otpori grijača su veliki, otpori termistora su mali. Struja je oko 86 mA.

Simulacija je lijepo pokazala da se uz pomoć termistora struja održava konstantnom tijekom čitavog vremena zagrijavanja elektronki. Međutim, kod našeg primjerka radio uređaja Grundig 95 GW vidimo da nedostaje ispravljačica UY 85 i nju je već netko ranije zamijenio poluvodičkom diodom. Isto tako je umjesto žaruljice za napon 18 V ugrađena žaruljica za napon 12 V.

Time je iz serijskog kruga napajanja žarnih niti izostao otpor grijača UY 85 od 380 Ω (38V x 0,1A). Također, pošto se koristi poluvodička dioda umjesto elektronke sada je i ispravljeni anodni napon viši jer na poluvodičkim diodama ne nastaje tako veliki pad napona kao na elektronki ispravljačici.

Poluvodička dioda zalemljena na pinove podnožja uklonjene elektronske cijevi ispravljačice.

Problemi upotrebe poluvodičke diode umjesto elektronske cijevi ispravljačice

Loša strana upotrebe poluvodičke diode je i ta što se iz nje ispravljeni napon pojavi trenutno. To znači da će elektronke dobiti puni anodni napon trenutno, dok katode još nisu dovoljno zagrijane i ne emitiraju elektrone. Ovo unutar elektronke stvara dva fenomena koji negativno utječu na njezin vijek trajanja.

Prvi se odnosi na oštećenje anode jer se mogu stvoriti ioni zaostalog plina u elektronki koji su puno masivniji od elektrona te privučeni na anodu mogu oštetiti strukturu anode (ionsko bombardiranje anode). U normalnom radu, kada je katoda zagrijana do kraja i elektronski oblak je potpun isti odbija ione.

Drugi problem se odnosi na oštećenje katode. S obzirom da u nedovoljno zagrijanom stanju elektronski oblak još nije potpuno formiran, struja uzrokovana punim anodnim naponom neće se ravnomjerno raspodijeliti po površini katode već će se koncentrirati na mjesta gdje se tek počinju stvarati prvi elektroni. Tako će na tim malim prvo zagrijanim (vrućim) područjima nastati povećana koncentracija struje koja može oštetiti katodu.

Generalno gledano, žarne niti ispravljačica u svim cijevnim uređajima su građene tako da se najsporije zagrijavaju, te se anodni napon pojavi kada su ostale elektronske već zagrijane.

Jedinu korekciju koju vidimo da je napravljena zbog zamjene elektronke poluvodičkom diodom, to je dodan otpornik od 47 Ω u serijski krug napajanja grijača. Napravit ćemo opet izračun struja kroz ovaj modificirani serijski krug napajanja grijača (Micro-Cap 12). Bijelom bojom označeni su padovi napona na pojedinim trošilima, crvenom bojom struje u pojedinim granama, a žutom bojom utrošena snaga na pojedinom trošilu.

Modificiran krug napajanja, početna struja kod hladnih elektronki. Otpori grijača su mali, otpori termistora su veliki. Struja je oko 86 mA.

Modificiran krug napajanja, radna struja kod posve zagrijanih elektronki. Otpori grijača su veliki, otpori termistora su mali. Struja je oko 100 mA.

Vidimo da je ovdje struja kod zagrijanih elektronki u našem modificiranom krugu poraste za oko 15 mA u odnosu na početnu struju. Ovo je još na granici normale, no tome treba zahvaliti što sam serijski krug u originalu nije dizajniran za maksimalnu dozvoljenu struju od 100 mA (krug je proračunat za 15 mA manju struju zbog nominalne tolerancije upotrijebljenih elemenata). Također, proračun vrijedi za mrežni napon 220 V. Danas mrežni naponi dostižu i preko 240 V, te kad se sve uzme u obzir ovdje bi svakako trebalo ugraditi otpornik veće vrijednosti, 350-500 Ω. Vjerojatno je prilikom zamjene ispravljačice UY 85 izmjeren otpor žarne niti u hladnom stanju 47 Ω te je stavljen i takav otpornik. Međutim, u zagrijanom stanju otpor te žarne niti poraste na 380 Ω te je s tim svakako potrebno računati prilikom dizajniranja serijskog kruga.

Proračunski gledano, svi ovi krugovi bi trebali dobro funkcionirati samo ako se otpori termistora u zagrijanom stanju spuste na nominalnih 415 Ω i 420 Ω. Međutim, izmjerili smo da jedan termistor u hladnom stanju ima očekivani otpor 1700 Ω (1810 Ω) no drugi je daleko izvan granica sa otporom od 5700 Ω (deklarirano 1410 Ω). Moguće da je uslijed temperature popustio ili oksidirao kontaktni spoj sa žicom termistora. Vidimo na simulaciji da se na termistorima disipira snaga od 10 W na početku (početna struja kod hladnih grijača), a onda ista padne na 3-4 W kod zagrijanih elektronki. Na drugom termistoru disipacija je u rasponu 2-3,6 W što znači da se isti u radu prilično griju. Na slikama se vidi kako su naši termistori već svi pougljenili i korodirali od utjecaja temperature te je njihova ispravnost upitna, jednako kao i preostalo vrijeme prije nego otkažu. Danas su u mnogim uređajima rasprostranjeni NTC otpornici dizajnirani upravo za ograničenje takvih početnih (startnih) ili sličnih kratkotrajnih strujnih porasta (Inrush Current Limiters – ICL) koje bi se eventualno mogli iskoristiti umjesto ovih dotrajalih termistora.

Otpornici koji sudjeluju u regulaciji struje serijskog kruga napajanja grijača elektronki. Termistori su montirani na odmaku od ostalih komponenti kako bi imali što bolje hlađenje, no vizualno se vidi kako su ovi elementi već prilično dotrajali.

Također, primijetili smo kratki spoj na uvodniku žice za napon grijanja na elektronki UCC 85 (FM tuner), što zapravo i nije čisti izolacijski uvodnik već provodni kondenzator 5 nF koji sa feritnom jezgricom čini VHF filtar za uklanjanje induciranih smetnji u području 88-100 MHz koje bi se mogle unjeti preko žice za grijanje elektronke. Napon se uvodi koaksijalnim vodom kako bi se smanjila mogućnost induciranja tih VF smetnji. Svi ti vodovi izgledaju prilično dotrajalo i često je sasvim malo savijanje dovoljno da se stvrdnuta i sasušena izolacija potpuno raspadne i smrvi.

Elementi FM tunera koji je potpuno neovisan o AM tuneru.

Jedva primjetna napuklina na provodnom kondenzatoru kroz koji se uvodi žica za grijanje elektronke u FM tuneru (UCC 85) uzrok je kratkog spoja ove žice sa šasijom.

Općenito gledano, zbog starosti uređaja svi dijelovi koji nisu metalni već su prilično propali. Elastične gumice koje su držale feritnu antenu su istrunule i antena je ispala iz nosača pri čemu su se pokidale neke žice zavojnica AM RF i oscilatorskih krugova. Neki izolacijski montažni nosači su popucali i elementi su kontaktima opasno blizu metalnoj šasiji (koja je normalno u radu pod mrežnim naponom). Koji god nemetalni dio uhvatite prstima, postoji opasnost da pukne ili se raspadne i pod najmanjim pritiskom.

Također, ovaj prijemnik ima relativno složen mehanizam preklapanja gumba birača postaja na dva zasebna AM i FM mehanizma spregnutih promjenjivih kondenzatora sa skalom. Preklapanje se vrši pritiskom na tipku za odabir valnog područja, gdje se dalje preko sistema poluge i dvostrukog kvačila gumb i skala spajaju na AM ili FM mehanizam. Kvačilo se sastoji od hrapavog metalnog diska koji naliježe (pritišće) na gumene diskove pojedinih mehanizama. Gume su naravno istrunule i to sada ne funkcionira, odnosno vanjskim gumbom se ne mogu okretati ni skale ni promjenjivi kondenzatori jer se kvačilo nema za što uhvatiti. Istina, AM područja još nekako love, no sasvim sigurno će se nakon kratke upotrebe raspasti gumeni disk i na toj strani. Da bi se ovo popravilo potrebno je rastaviti cijele mehanizme sa sistemom napetih špaga i vodilica, a tko god se upuštao u nešto takvo zna koliko to može biti petljavo, posebice kad imamo dvostruki mehanizam kao ovdje.

Kvačilo gumba za odabir postaja koje prebacuje oikretnu silu na spregnuti mehanizam (promjenjivi kondenzator i kazaljka) AM ili FM tunera. Mali crni gumeni disk ključan je za rad ovog kvačila, no on je već potpuno raspadnut.

Kod ovog prijemnika je potrebno zamijeniti sve elektrolitske kondenzatore, no sasvim sigurno ima i velik broj neispravnih drugih pasivnih komponenti. Izolacija na gotovo svim poveznim žicama lako puca i raspada se već kod najmanjih pomicanja. S obzirom da se radi o shemi gdje su visoki naponi prisutni posvuda po komponentama, na kraju ispada da bi ovdje bilo potrebno izvršiti potpunu restauraciju i zamjenu barem 80% komponenti, a čak ni tada prijemnik neće biti siguran za upotrebu (po današnjim standardima) zbog mrežnog napona na šasiji. S uporabne strane gledano, i u najboljem slučaju ovo je uređaj koji baš ne osigurava ni najbolji prijem, ni najčišći zvuk, a ni dugovječnost rada elektronskih cijevi koje je danas već teško nabaviti.

Prava restauracija kojom bi se pazilo da se što manje naruši originalni unutrašnji izgled bila bi vrlo skupa i zapravo upitno provediva. Ukoliko pak idemo mijenjati sve dotrajale komponente modernima, onda ćemo time zapravo napraviti neki posve novi prijemnik. Morali bi svakako modificirati krug za stabilizaciju struja napajanja grijača elektronki jer se u postojeće termistore ne možemo pouzdati, a drugi takvi nisu dobavljivi. Također bi trebalo dodati sklop za odgodu pojave anodnog napona prije nego se zagriju sve elektronke. Nekada ove elektronke možda nije bio problem zamijeniti, no danas moramo napraviti sve što je moguće da se njihov radni vijek što je moguće više produži.

Kad se sve zbroji i oduzme, ovaj radio prijemnik je najbolje ostaviti takvog kakav je sada. Ukoliko pak vlasnik želi da na bilo koji način prijemnik profunkcionira, onda je puno bolje rješenje ići na diskretnu ugradnju nekog malog modernog tranzistorskog ili integriranog FM prijemnika koji se može sakriti unutar šasije. Neki će se nad tim zgražavati, nekima će to biti odlično, zapravo ovdje sve ovisi o željama i filozofiji razmišljanja samog vlasnika uređaja. Na nama je samo da pomognemo savjetom 🙂

Dvostruki potenciometar za glasnoću i boju tona samo je jedna od elektromehaničkih komponenti koja zasigurno treba kompletnu restauraciju, odnosno rastavljanje, čišćenje i podmazivanje. Naravno, uz nadu da otporni sloj i klizači još uvijek nisu posve dotrajali.

Očistili smo malo cijevi i šasiju, zalemili zavojnice na feritnoj jezgri, uklonili kratko spojeni provodni kondenzator…

Već smo rekli da ovaj uređaj dobiva izravno na šasiju nulu ili fazu mrežnog napona, ovisno kako smo okrenuli utikač. Taj mrežni napon također dolazi i na metalne osovine kontrola za prednjoj ploči (sklopke, potenciometri, gumb skale). Tako je jedino što nas dijeli od strujnog udara plastični dijelovi ovih kontrola. Vidimo na slici da je čak i mali metalni vijak kojim se plastični gumb pričvršćuje na metalnu osovinu bio zaliven u izolacijsku masu kako bi se spriječio slučajni dodir prstima. Također je metalni prihvat obrađen tako da se plastični gumb može skinuti ili otpasti samo ako se pritezni vijak odvije do kraja. Ovdje ne treba ni spominjati koliko je opasno ukoliko neki plastični dio pukne ili otpadne. Onaj tko ne zna, ima šanse 50/50 da prstima izravno uhvati fazu prilikom podešavanja kontrola.

Posve je jasno da ovaj uređaj ne možemo uključivati na šuko utičnicu, odnosno mrežno uzemljenje jer ćemo automatski napraviti kratki spoj nule ili faze sa uzemljenjem što će izbaciti FID ili osigurač. Mrežni kabao je ovdje također dotrajao pa ako će se mijenjati onda treba i o tome voditi računa.

Iz svega navedenog proizlazi da ovakav radio prijemnik nije baš uputno restaurirati za komercijalnu upotrebu. U prvom redu sadrži prilično rijetke elektronske cijevi U-serije koje je danas već teško nabaviti u ispravnom stanju, a teško ih je i ispitati jer većina tube-testera ne podržava tako visoke napone grijanja, a uz to su gotovo sve cijevi i kombinirane. Što je najgore, originalni krugovi napajanja, kako grijanja katoda tako i napajanja anoda, ovdje su prilično uvjetno balansirani, odnosno svaki poremećaj otpora može dovesti do velikih razlika napona i struja kroz grijače elektronki. Također, razlika mrežnog napona od 10% već uvelike utječe na padove napona i struje u serijskom krugu grijanja elektronki. Morali bi stoga dobro preračunati ovaj krug napajanja za napon od 240 V i prema karakteristikama dostupnih modernih NTK otpornika, kako bi osigurali optimalne radne uvjete i što duži životni vijek elektronki.

Vidjeli smo gore da smo na elektronki UCC 85 izmjerili otpor grijača od svega 2 Ω u hladnom stanju što upućuje na kratki spoj. Ako je tome tako, onda smo izgubili i glavnu elektronku za FM tuner čime ovaj prijemnik nikako ne možemo dovesti uporabno stanje.

Radio prijemnik Grundig 95 GW ima relativno malu i kompaktnu šasiju što znači da su pasivni elementi gusto montirani ispod podnožja elektronki. Vidjeli smo da se lemne ili kontaktne ploče gotovo i ne koriste nego su elementi jedni preko drugih uglavnom lemljeni izravno na podnožja elektronki. To jako otežava identifikaciju mjernih točki i pristup istima, pogotovo uz činjenicu da je tijekom ispitivanja i podešavanja prijemnika najbolje izbjegavati bilo kakvo dodirivanje šasije prstima.

Već iz vizualnog pregleda je jasno da su mnogi pasivni elementi prilično dotrajali. Na mnogim otpornicima se vide tragovi nagorenosti, a tijelima kondenzatora napuknuća. Isto vrijedi i za izolaciju poveznih žica. Kad bi imali nekoliko sličnih prijemnika možda bi mogli selektirati bolje komponente i iz njih sastaviti jednu šasiju koja bi se eventualno dovela u radno stanje. Ovako moramo zamijeniti gotovo sve komponente modernima, a to je čak i uz ispravne elektronke prilična devastacija originalnosti ovog starog uređaja. Puno manje štete bi se napravilo ugradnjom nekog malog diskretnog modernog FM prijemnika, a da se pri tome svi originalni elementi ostave na svom mjestu…

Vlasnik ovog cijevnog radio prijemnika svakako želi da isti ponovno “svira”. S obzirom na sve opisano kod razmatranja ovog modela, moj savjet je bio da se onda ide na diskretnu ugradnju modernog radio modula. Pri tome se kućište, prednja ploča i svi vanjski vidljivi elementi uređaja trebaju zadržati u originalnom stanju bez modifikacija. Također, sve kontrole prijemnika trebaju funkcionirati kao i u originalu (kanalne sklopke, jačina i boja tona) uključujući i mehanizam birača postaja sa skalom.

Radio prijemnik Grundig 95 GW je posebno nezgodan za takvu modifikaciju jer sadrži dva posve nezavisna mehanizma birača postaja za FM i AM područja. To znači da moramo raditi dvije zasebne modifikacije tunerskih krugova svaki sa svojim spregnutim mehanizmom birača postaja ukoliko želimo imati funkcionalna sva valna područja. No krenimo redom…

ODABIR PRIJEMNIKA

Što se tiče odabira samog prijemnika, tu imamo više izbora. Prvi izbor je kompletna samogradnja prijemnika tako da se odredi oblik i dizajn koji najbolje odgovara ugradnji na šasiju našeg Grundiga 95 GW. Odmah ćemo reći da je ovo neisplativ projekt jer se u amaterskim uvjetima vrlo teško može zalemiti i ugoditi radio prijemnik koji će imati performanse barem na razini najjeftinijih tvorničkih prijemnika. Nabavka potrebnih MF transformatora i filtara može biti vrlo teška i skupa, a osim toga u samogradnji nikad nećemo postići tu razinu kompaktnosti (minijaturizacije) kao što imaju gotovi tvornički prijemnici. Čak je i samogradnja sa modernim digitalnim radio čipovima kojima treba svega nekoliko vanjskih elemenata danas praktično neisplativa i bolje je raditi sa gotovom modulima.

Drugi izbor je iskoristiti neki stari tvornički analogni AM/FM radio prijemnik. Problem je što se tuner kod svih takvih prijemnika redovno bazira na kombiniranom AM/FM promjenjivom kondenzatoru za biranje postaja. Takav promjenjivi kondenzator je najčešće zalemljen na tiskanu pločicu sa ostatkom elemenata prijemnika te preko više ili manje složenog mehanizma spregnut sa skalom i gumbom za biranje postaja. Rani modeli tranzistorskih radio prijemnika su imali odvojen promjenjivi kondenzator (kao i naš cijevni Grundig 95 GW) no takvi prijemnici ne osiguravaju dovoljno dobru kvalitetu prijema i njihova montaža na kraju neće biti vrijedna truda.

Ukoliko kombinirani promjenjivi kondenzator tvorničkog radio prijemnika odlemimo sa pločice i povežemo žicama radi lakše montaže na mehanizam skale Grundiga 95 GW, to će i uz najbolje oklapanje vodova rezultirati značajnim padom performansi tunera glede stabilnosti frekvencije, odnosa signal/šum, osjetljivosti, selektivnosti i pojave raznih neželjenih oscilacija. Vjerojatno će biti potrebno i novo ugađanje čitavog tunera. S druge strane, namještanje čitave pločice prijemnika tako da se zalemljeni promjenjivi kondenzator mehanički ispravno spregne sa skalom i gumbom birača pak može biti montažno vrlo komplicirano za izvesti. Bolji analogni AM/FM radio prijemnici imaju prilično velike pločice i ista se fizički ne može pogodno namjestiti u skučenu unutrašnjost našeg prijemnika. Trebali bi nam neki fleksibilni prijenosni mehanički elementi ili dodatni sistem špaga i remenica što je tehnički vrlo zahtjevno izvesti jer nije dovoljno ostvariti samo prijenos (rotaciju) nego je potrebno osigurati i pravilan omjer tog prijenosa.

Posjedujem na desetke modela različitih tvorničkih radio prijemnika srednje i više klase od kojih je većina već opisana u mojim objavama. Jasno je da svi oni imaju relativno velike tiskane pločice koje će biti teško (uglavnom nemoguće) pogodno montirati u unutrašnjost našeg Grundiga 95 GW. S druge strane, ne možemo ugraditi pločicu ni nekog malog džepnog analognog prijemnika niže klase jer isti jednostavno ne zadovoljava kvalitetom. Time ovdje preostaje samo opcija ugradnje nekog modernog AM/FM prijemnika sa digitalnom obradom signala.

Danas više vjerojatno i ne možete kupiti čisti analogni radio prijemnik. Svi radio čipovi koji se danas ugrađuju u dostupne modele AM/FM radio prijemnika uključuju digitalno procesiranje radio signala (DSP). Odmah ću reći da novi radio prijemnici sa DSP radio čipovima redovno imaju vrlo veliku osjetljivost i selektivnost, nisku razinu šuma i vrlo učinkovite tonske filtre. Tako se kvaliteta najjednostavnijih modela DSP prijemnika može usporediti sa najsloženijim modelima čisto analognih radio prijemnika. Problem je što DSP prijemnici najčešće imaju digitalne kontrole u obliku tipkala ili enkoderskih sklopki sa digitalnim displejima (LED ili LCD). To je onda teško primijeniti na analogne kontrole točno određenog raspona kao što je mehanizam birača postaja na našem Grundigu 95 GW. Digitalne kontrole su “beskonačne”, odnosno može se proizvoljno puta pritisnuti tipkalo ili okrenuti enkoder u oba smjera, a program će automatski prebaciti prijem sa kraja na početak skale ili izvršiti neke druge programirane funkcije. Također, isključenjem napajanja neke funkcije se mogu resetirati. To je za našu primjenu vrlo nepovoljno jer mi moramo imati čvrst, odnosno ograničen i uvijek isti raspon svake kontrole.

Na sreću, postoje modeli koji su neka sredina između čisto analognog i čisto digitalnog radio prijemnika. To su modeli prijemnika kod kojih se promjena frekvencije i ostalih kontrola (jačina i boja tona) vrši istosmjernim naponom (DC operated). Već su nam poznati analogni FM prijemnici koji imaju tuner opremljen varikap diodama te se promjena frekvencije vrši promjenom prednapona na tim diodama (tipično 0-30 V). Kod modernih digitalnih radio čipova takvim DC naponom se kontroliraju svi parametri i kontrole prijemnika. Time, osim što se kontrole (potenciometri, sklopke, tipkala) fizički lako montiraju, nije potrebno nikakvo posebno VF oklapanje poveznih žica i kontrola jer one prenose samo DC napon (obično 0-3 V ili 0-5 V). Tuneri unutar takvih radio čipova se temelje na VCO oscilatorima kontroliranim PLL petljama, a iz analognih radio uređaja već znamo da su PLL prijemnici bili vrhunac dosega analogne tehnologije. Sada pak je to dodatno poboljšano DSP procesiranjem signala već unutar same PLL petlje (tuner) i dalje što se tiče demodulacije, dekodiranja i druge obrade korisnog audio i podatkovnog dijela radio signala.

Trenutno najpogodniji čip takve vrste je KT0936M (KTMicro). To je integrirani AM/FM radio prijemnik koji omogućuje AM prijem u opsegu 150 kHz – 32 MHz te FM prijem u opsegu 32 – 110 MHz. Njegov PLL se glede frekvencijskih opsega vrlo jednostavno programira DC naponom, odnosno izmjenom različitih vrijednosti fiksnih otpornika (u djelitelju napona) čime se automatski konfigurira za prijem bilo kojeg komercijalnog FM / LW / MW / SW radio opsega.

Promjena frekvencije se vrši potenciometrom od 100 kΩ i jedino što odaje da je riječ o PLL (digitalnom) tuneru je jedva primjetan šumni prijelaz svaki put kada se okretanjem potenciometra tuner prebaci na novu frekvenciju. To je doista mali “nedostatak” s obzirom da dobivamo vrlo kvalitetan i svestran prijemnik vrlo malih dimenzija. Za FM se frekvencijski korak može programirati na 50, 100 ili 200 kHz, a za AM područja na 1, 5, 9 ili 10 kHz.

KT0936M je čisti AM/FM mono prijemnik bez ikakvih dodataka poput stereo i digitalnih dekodera, LED drivera i slično, te je naročito pogodan za ugradnju u stare cijevne radio prijemnike sa različitim AM prijemnim opsezima. Cijena čipa je 10 eura u Evropi ili oko 2-3 eura iz Kine, no najisplativije je kupiti neki gotov prijemnik sa tim čipom koji se prodaju već po cijeni oko 6 eura (npr. Indin BC-R60). Ovaj čip smo već opisali i primijenili u objavi Projekt “Osciloskop Clock Radio”.

Spomenuti radio prijemnik Indin BC-R60 osim radio čipa KT0936M sadrži i integrirano audio pojačalo u čipu 8002. Taj čip sadrži dva operacijska pojačala u mosnom spoju koja mogu isporučiti do 3 W izlazne snage (5 V, 3 Ω). Za minimalno izobličenje (THD ispod 1%) izlazna snaga ne bi trebala ići iznad 2,3 W. U prijemnik Indin BC-R60 je ugrađen zvučnik 8 Ω / 0,5 W te se napaja naponom od 3 V. U tim uvjetima čip 8002 i može isporučiti snagu do 0,5 W.

U Grundig 95 GW pak je vjerojatno ugrađen zvučnik impedancije 4 Ω (3,4 Ω DC otpor svitka), a tu čip 8002 može isporučiti do 2,5 W ovisno o napajanju (2,2 – 5,5 V). U originalu se iz izlazne pentode UL84 može dobiti oko 5 W snage, no kad se uračunaju svi gubici (izlazni transformator) Grundig 95 GW je vjerojatno mogao dati oko 3,5 W izlazne snage. Test je pokazao da pojačalo sa čipom 8002 ipak ne može isporučiti dovoljnu snagu za vrlo glasno slušanje radija preko zvučnika našeg Grundiga, odnosno zvučnik može bez izobličenja reproducirati i veću snagu. Stoga ćemo ovdje ugraditi dodatno audio pojačalo snage ili ćemo posve zamijeniti pojačalo sa 8002 nekim drugim jačim pojačalom.

Potenciometar za biranje postaja spregnut preko osovine originalnog promjenjivog kondenzatora unutar FM tunera.

Potenciometar za biranje postaja se ne može izravno staviti na mjesto sa promjenjivim kondenzatorom jer ne odgovara omjer prijenosa rotacije. Iako je raspon otklona potenciometra i promjenjivog kondenzatora približno isti (nešto manje od punog kruga), ovakvi zračni promjenjivi kondenzatori redovno dolaze sa integriranim zupčanicima reduktora vrtnje. To znači da je na osovini potrebno nekoliko punih okretaja da bi se ploče zakrenule za manje od jednog okreta. Mehanizam sa špagama je prilagođen tome.

Stoga smo osovinu potenciometra morali spregnuti sa osovinom ploča kondenzatora, a ne sa vanjskom osovinom kondenzatora. Za to pak je trebalo ukloniti sve ploče rotora kondenzatora te navući gumene elemente na osovine kondenzatora i potenciometra koji svojim promjerom točno izjednačuju pune opsege rotacija.

Prvi plan je bio umjesto ovih mehaničkih preinaka upotrijebiti neki kapacitivno-naponski pretvornik. Tako bi se promjenom kapaciteta originalnih promjenjivih kondenzatora izravno dobivao napon za podešavanje radio tunera. Postoje integrirani krugovi za tu namjenu poput CAV444, LM2664 i razni drugi. Međutim, morao bi naručiti nekoliko takvih čipova koji bi mogli odgovarati po tvorničkim specifikacijama te izvršiti praktična testiranja i mjerenja. Ovo će biti neki drugi projekt.

TONSKA KONTROLA

Prije nego se odlučimo za izlazno pojačalo, potrebno je riješiti još jedan sklop, a to je tonska kontrola. Grundig 95 GW je opremljen svega jednim potenciometrom kojim se kontrolira zvučna slika glede naglašenosti viših ili nižih audio frekvencija. Ovo je karakteristično za cijevne ili rane primjerke tranzistorskih radio prijemnika, dok su kasniji modeli dolazili sa barem dvije odvojene tonske kontrole za visoke i niske tonove.

Odmah moramo reći da jednostavne pasivne RC tonske kontrole (visoko-propusni i nisko-propusni filtri) u praksi općenito daju loše rezultate. Takvi filtri mogu samo prigušiti amplitude viših ili nižih frekvencija u audio signalu. Obično se koriste niskopropusni filtri koji prigušuju više frekvencije tako da pojačanjem filtra zvučna slika postaje “dublja” ili “mekša” odnosno stvara se osjećaj da sadrži više basova. Naravno, prigušivanjem određenog dijela zvučnog spektra smanjuje se i ukupna zvučna snaga signala pa kako zvuk postaje dublji tako postaje i tiši. Tome treba pridodati i činjenicu da ljudsko uho niže tonove percipira slabije od viših pa se ton sa filtriranim višim frekvencijama čini još tiši.

Efikasnost pasivnog filtra jako ovisi u ulaznoj i izlaznoj impedanciji. Ulaz filtra bi se morao spajati na izlaz pojačala sa što nižom impedancijom (idealno nula), a izlaz filtra na ulaz pojačala sa što višom impedancijom (idealno beskonačno). Ako su te impedancije bitno različite onda pasivni filtar u određenom dijelu opće neće imati neki filtarski efekt. Stoga se ispred i iza pasivnog filtra obično nalazi neko aktivno pojačalo sa visokom ulaznom i niskom izlaznom impedancijom kako bi se osiguralo njegovo funkcioniranje.

Kad već moramo koristiti pojačala, onda je bolje RC filtre ubaciti u negativnu povratnu spregu pojačala. Time se dobivaju jednostavni ali vrlo dobri i efikasni RC filtri koji se baziraju na VCVS (voltage control voltage source) topologiji. Naponsko pojačalo u takvom filtru ima praktički beskonačnu ulaznu i nultu izlaznu impedanciju te vrši pojačanje propusnog opsega, a sam filtar ne sadrži induktivitete te omogućuje visok Q faktor. Najpoznatija inačica VSVC filtra je Sallen-Key filtar nazvan po njegovim konstruktorima iz MIT Lincoln Laboratorija 1955. godine. Ako pogledamo shemu prijemnika Grundig 95 GW jasno se može vidjeti da je tonski RC filtar postavljen u krug negativne povratne sprege izlaznog pojačala sa pentodom UL84. Danas je za aktivne filtre najbolje i najpraktičnije koristiti operacijska pojačala.

Grundig 95 GW ima ugrađen dvostruki potenciometar sa zasebnim osovinama kojima se podešava jačina zvuka (unutrašnja osovina) i boja tona (vanjska osovina). Potenciometar za jačinu zvuka je vrijednosti 1,3 MΩ i sadrži dodatni središnji izvod sa otporne trake koji služi za korekciju “konture glasnoće” (vidi objavu Grundig RTV 1040 HI FI ili Radio prijemnik Rema Arietta 734). Potenciometar za boju tona je otpora 1 MΩ. Oba potenciometra su logaritamska. Ovakve složene potenciometre je danas vrlo teško nabaviti. Izrađuju se za svega nekoliko standardnih otpora, no puno teže je naći potenciometre tog tipa koji imaju i jednake promjere te duljine osovina, a o izvodima za filtre konture glasnoće da ne govorimo. Ovdje jedino preostaje rastavljanje, čišćenje i eventualni popravci originalnih potenciometara jer se novi tog tipa odavno više ne proizvode. Naravno problem su i sami relativno veliki nominalni otpori takvih potenciometara (reda MΩ) karakteristični za cijevne uređaje koji rade na visokim naponima, pa je to treba nekako kompenzirati i prilagoditi moderne niskonaponske sklopove tako velikim otporima.

Dvostruki logaritamski potenciometar sa dvije osovine radio prijemnika Grundig 95 GW za boju tona i glasnoću. Uočava se poseban izvod na sredini otporne trake potenciometra za glasnoću koji služi za spajanje filtra za korekciju konture.    

Njemačka tvrtka Preh je osnovana 1919. godine i u početku se bavila proizvodnjom elektroinstalacijskih komponenti. Sa razvojem radio tehnike tvrtka proširuje proizvodnju na potenciometre za radio aparate, te potenciometarske memorije marke “Prehomat” i “Prehostat” za odabir kanala na TV aparatima. Uz to tvrtka Preh proizvodi i širok izbor konektora za elektroničke uređaje. Krajem 1980-tih godina tvrtka ulazi u automobilsku elektroniku gdje je i danas aktivna na tržištu.  

Osnovna tonska kontrola se obično izvodi sa dva filtra, jedan je niskopropusni (BASS), a drugi je visokopropusni (TREBLE). Neki puta može biti ugrađen i pojasni filtar za srednje frekvencije (MIDDLE) i poseban niskopropusni filter samo za najdublje basove kojima se napajaju bas zvučnici ili subwooferi (BBE – Bass Booster Expander). Za još bolje mogućnosti regulacije tonske slike pak su potrebni višestruki pojasni filtri raspoređeni kroz čitav audio opseg kojih može biti i preko 30 za svaki kanal (grafički audio ekvilajzeri). U audio tehnici se inače koristi više tipova različitih filtara prilagođenih za određene namjene.

S obzirom da naš Grundig 95 GW ima samo jedan potenciometar za ton, nije dobra ideja iskoristiti ga samo kao BASS ili samo kao TREBLE filtar. Time bi originalni zvuk bio na krajnjem položaju potenciometra, a puno bolje je da on bude na sredini potenciometra tako da se na jednu stranu prigušuju niske frekvencije, a drugu stranu visoke frekvencije. Stoga nam treba kombinacija nisko i visoko propusnog filtra gdje se balans između istih regulira potenciometrom.

Na shemi se jasno uočava paralelna (uzemljena) RC grana koja čini niskopropusni filtar i serijska RC grana koja čini visokopropusni filtar. Svaki pasivni filtar neminovno unosi određeno gušenje u cijelom audio frekvencijskom opsegu. Dodatkom operacijskog pojačala uvelike poboljšavamo efikasnost filtra zbog idealnih impedancija, a također dobivamo i pojačanje propusnih frekvencija, a ne samo prigušivanje nepropusnih frekvencija.

Nezgodno je što ovdje za operacijsko pojačalo moramo koristiti simetrično napajanje jer je sinusni audio signal simetričan i pojačalo mora biti sposobno propuštati obje poluperiode signala, pozitivnu i negativnu. Stoga mora postojati referentna nulta točka (masa) između pozitivnog i negativnog napona napajanja koja je prisutna i na jednom od ulaza u operacijska pojačala.

Ugradnja “pravog” simetričnog napajanja ponekad može biti iz praktičnih razloga nezgodna zbog većih dimenzija, veće cijene ili radimo na uređaju koji već ima ugrađeno jednostruko napajanje. Glede toga postoje određeni načini kako iz jednostrukog napona dobiti simetrični napon sa istom pozitivnom i negativnom vrijednosti prema referentnoj nuli. Najjednostavnije je to izvesti preko otporničkog ili kapacitivnog djelitelja napona, a takve primjere smo već opisali u objavi Projekt “Osciloskop Clock Radio”. Postoje i specijalizirani integrirani krugovi za dobivanje referentne mase iz jednostrukog izvora napajanja ili za dobivanje dodatnog negativnog napona iz postojećeg pozitivnog napona.

Kad radimo sa operacijskim pojačalima na simetričnim naponima također treba imati na umu da amplituda ulaznog signala ne smije premašiti napon napajanja jer pojačalo ne može dati napon veći od napona kojim se napaja i sve veće ulazne amplitude će biti odrezane. To pak onda naravno unosi izobličenja u izlazni audio signal.

Danas po cijeni 6-10 dolara možete iz Kine naručiti gotove pločice sa aktivnim stereo tonskim kontrolama (BASS, MIDDLE, TREBLE, BASS BOOSTER) obično sa operacijskim pojačalima NE5532. Takve pločice u nekim izvedbama rade na jednostrukom naponu napajanja jer je ugrađen neki sklop za dobivanje simetričnog napona, obično otpornički djelitelj napona ili čip ICL7660 za dobivanje negativnog napona napajanja iz postojećeg pozitivnog napona. Za malo više novaca (oko 20 dolara) dobivate pločice sa tonskim kontrolama koje se baziraju na specijaliziranim digitalnim audio procesorima. Oni zahvaljujući digitalnoj obradi postižu odlične i precizne performanse, rade na jednostrukom napajanju, vrlo širokih su mogućnosti, a upravljanje kontrolama je naponsko (DC operated) tako da za kontrole praktično možete koristiti bilo koji potenciometar kao djelitelj napona. Neki od takvih čipova su XR1075, LM1036, NJM2150, μPC1892 i drugi.

Pred svakog elektroničara samograditelja danas se postavlja dilema da li uopće ići u pojedinačnu nabavku komponenti, izradu pločice i vlastitu samogradnju ili je bolje naručiti za sitne novce nekoliko gotovih kineskih modula koje je dovoljno samo spojiti i eventualno malo modificirati. Module dvostrukog SMPS napajanja 2x12V / 0,7 A, džepni AM/FM radio prijemnik sa čipom KT0936M, malo audio pojačalo snage 5 W i tonsku kontrolu možete naručiti za svega 20-tak dolara. Za tu cijenu ni približno ne možete nabaviti materijal za samogradnju, da o vremenu, trudu i konačnom estetskom rezultatu i ne govorim. Ako se uzme tonska kontrola sa ICL7660 onda ne treba ni dvostruko napajanje.

Mi smo se za naš projekt definitivno odlučili za gotov AM/FM radio prijemnik sa čipom KT0936M (Indin BC-R60), gotovo audio pojačalo sa čipom TDA2030A i jednu od gotovih tonskih kontrola. Naručio sam tri najjeftinije pločice sa tonskim kontrolama.

Prva pločica je niskopropusni filtar za subwoofer (22-300 Hz) sa operacijskim pojačalom NE5532 i jednostrukim napajanjem (DC 10-24 V) jer sadrži otpornički djelitelj napona za dobivanje referentne nule. Od kontrola ima potenciometar za VOLUME i BASS.

Pločica u sredini je stereo VOLUME, BASS, MIDDLE, TREBLE tonska kontrola sa operacijskim pojačalima NE5532 i jednostrukim napajanjem jer sadrži čip ICL7660 za dobivanje negativnog napona napajanja iz pozitivnog. Također sadrži mosni ispravljač pa napajanje može biti istosmjerno ili izmjenično (DC 5-24 V ili AC 3-16 V).

Pločica desno je stereo VOLUME, BASS, TREBLE tonska kontrola specijalnim čipom XR1075 (EXAR). Ovo je analogni čip koji sadrži atenuatorska i filtarska pojačala te mu je praktično dovoljno dodati samo vanjske potenciometre. Pločica sadrži mosni ispravljač pa napajanje može biti istosmjerno ili izmjenično 12 V.

Od svih ponuda gotovih tonskih kontrola danas je nemoguće naći mono izvedbe sa jednim potenciometrom kakva je potrebna za naš projekt. Testirali smo stoga stereo izvedbe sa dva (XR1075) i tri (NE5532) tonska potenciometra te došli do zaključka da daju vrlo slične rezultate. Posve primjetno možete podesiti zvučne slike sa više ili manje visokih ili niskih tonova, no maksimalni opseg regulacije ipak nije pretjerano velik. Tonske kontrole kod starih cijevnih radio prijemnika obično daju vrlo primjetan raspon boje zvuka, od posve visoke zvučne slike koja djeluje nekako „kristalno“ do posve duboke koja počinje zvučati kao „mumljanje“. Sa ovim tonskim kontrolama pak ćete dobiti manji dinamički opseg koji ne mijenja drastično zvučnu sliku no ipak dovoljno primjetno naglašava visoke ili niske tonove. Vjerojatno bi se promjenom RC elemenata mogli dobiti „agresivniji“ filtri. Dobro je da su čipovi NE5532 na podnožjima pa se lako može eksperimentirati i sa nekim drugim (boljim) operacijskim pojačalima iako i NE5532 ima dobar frekvencijski odziv i ne unosi primjetan šum (ako ne govorimo o nekoj vrhunskoj Hi-Fi kvaliteti).

Kako god bilo, ove dvije stereo tonske kontrole nisu dobri kandidati za naš projekt jer su pločice relativno velike, jedan kanal nam je suvišan, a dinamički raspon boje tona koji možemo mijenjati jednim potenciometrom nije velik. Pločice sa digitalnim tonskim čipovima su nešto skuplje (20 dolara) tako da ih nisam naručivao, no sasvim sigurno se sa njima može dobiti bolja i preciznija tonska regulacija.

Prva pločica koja sadrži samo niskopropusni filtar za subwoofer nam je ovdje više zanimljiva jer bi promjenom RC elemenata filtra mogli dobiti tonsku kontrolu koja odgovara našim potrebama. Za početak smo nacrtali elektroničku shemu ovog filtra.

Shema gotovog modula niskopropusnog filtra za subwoofer 22-300 Hz (gornja shema) i modifikacija tog modula za dobivanje aktivne BASS/TREBLE tonske kontrole preko jednog potenciometra (donja shema).

Prvo operacijsko pojačalo je spojeno kao sumirajuće pojačalo koje dva ulazna stereo kanala spaja u jedan signal, odnosno to je ovdje svojevrsni audio mikser. S obzirom da u povratnoj sprezi pojačala imamo paralelnu RC kombinaciju onda ovo pojačalo također djeluje i kao aktivni niskopropusni filtar. Pojačanje je određeno omjerom otpora RP1/R1, te iznosi do 5x.

Drugo operacijsko pojačalo je spojeno kao aktivni niskopropusni filtar Sallen-Key tipa koji smo već spomenuli u gornjem tekstu. Naš cilj je niskopropusni RC filtar zamijeniti kombinacijom nisko i visokopropusnog RC filtra. No prije toga se moramo pozabaviti prvim pojačalom i modificirati ga za naše potrebe. Za početak ćemo ukloniti kondenzator C4 jer nam ovdje ne treba filtarsko pojačalo nego pojačalo punog frekvencijskog opsega koje će poslužiti umjesto originalnog 8002 pojačala na pločici prijemnika. Naime, pojačalo sa 8002 je mosnog tipa, a nama je puno bolje imati ulazni audio signal sa jednim priključkom na referentnoj nuli (masi). Također uklanjamo elemente C2 i R2 jer nam ovdje dva kanala nisu potrebna. Umjesto potenciometra za pojačanje u negativnoj povratnoj sprezi prvog pojačala ugraditi ćemo trimer-potenciometar tako da možemo ugoditi onu maksimalnu razinu pojačanja za izlazno pojačalo i zvučnik kod koje još ne nastaju čujna izobličenja. LED indikacija napajanja jednako tako nije potrebna. Dioda D1 koja je vezana paralelno napajanju u nepropusnom smjeru štiti od pogrešnog polariteta napajanja. Kad je već tu onda ovu diodu možemo ostaviti na pločici.

Sada kada smo napravili mjesta na pločici ugrađujemo dodatne RC elemente za naš filtar. Ogromni otpor potenciometra za ton od 1 MΩ pa još k tome logaritamskog tipa ovdje nam nikako nije pogodan. Pomoću otpornika od 47 kΩ paralelno spojenom kontaktima potenciometra donekle smo poravnali regulaciju tona tako da bude približno linearna kroz puni okret potenciometra.

Izlazni signal sa tonske kontrole vodimo na izlazno pojačalo preko potenciometra za glasnoću. Opet za pojačanje (djelitelj napona) moramo koristiti nepovoljan logaritamski potenciometar velikog otpora od 1,3 MΩ te smo ga morali nadograditi sa otpornikom 220 kΩ.

IZLAZNO POJAČALO

Izlazno pojačalo je gotov modul sa integriranim krugom TDA2030.

Ovo pojačalo u AB-klasi može isporučiti do 18 W izlazne snage na simetričnom napajanju ±16 V i opterećenju od 4Ω. U našem slučaju se koristiti jednostruko napajanje 12 V, a referentna masa je i ovdje ostvarena otporničkim djeliteljem napona R2/R3. Pod tim uvjetima izlazna snaga na opterećenju 4 Ω je oko 5 W, a to je i više nego dovoljno za pogon našeg zvučnika. Od vanjskih elemenata pojačalo sadrži Zobel filtar (Boucherotova ćelija) koju čini RC kombinacija 1 Ω / 220 nF. Ovaj filtar služi za poništavanje reaktivnog dijela impedancije zvučnika te time sprječava da pojačalo počne oscilirati na visokoj frekvenciji. Na visokoj frekvenciji pojačalo ovdje “vidi” samo čisto omsko opterećenje od 1 Ω. Diode 1N4001 su za zaštitu od pojave prenapona (iznad visine napona napajanja) kojeg može izazvati samoindukcija zavojnice zvučnika kod isključenja. Test je pokazao da se snaga naše kombinacije NE5532/TDA2030  mora smanjiti na nekih 70% jer je to maksimum koji zvučnik može reproducirati bez izobličenja.

Elektronička shema gotovog modula pojačala sa integriranim krugom TDA2030.

Ovime smo konačno izabrali i prilagodili najjeftiniju dostupnu kombinaciju modula za naš projekt čija cijena sveukupno ne prelazi 10 dolara. Pa ipak, može se sve to napraviti i još malo jednostavnije i jeftinije 🙂 Ideja je iskoristiti neke stare (ili kupiti nove) male aktivne PC zvučnike. To su mahom stereo zvučnici sa ugrađenim stereo pojačalom, a neki modeli uz to imaju i tonsku kontrolu. Tonska kontrola može biti samo niskopropusni filtar za BASS, no neki zvučnici imaju upravo kombiniranu BASS/TREBLE kontrolu preko jednog potenciometra. U našim zalihama elektroničke ropotarije našli smo četiri stara PC zvučnika sa tonskim kontrolama.

Test je pokazao da najbolje radi treći po redu model sa slike. Stoga smo proučili njegovu konstrukciju.

Stereo pojačalo se bazira na integriranom krugu TEA2025 koji može dati snagu od 2 x 2,4 W (9 V, 4 Ω ili 12 V, 8 Ω) u stereo spoju ili 4,7 W (9 V, 8 Ω) u mosnom spoju. Kao što vidimo na našoj shemi, tonski filtar je pasivan i izveden na vrlo promišljen način. Audio signal se prvo vodi na blagi visokopropusni filtar (R1, C5 / R2, C6), a zatim slijedi promjenjivi niskopropusni filtar (VR2, C7, C8). Tako nakon prvog filtra dobivamo izraženije više frekvencije, a nakon drugog filtra se te više frekvencije prigušuju. Kad je potenciometar otprilike u sredini, onda je omjer prigušivanja niskih frekvencija prvim filtrom i prigušivanja viših frekvencija drugim filtrom jednak, pa zvučna slika ima originalni frekvencijski odziv. Ova kontrola vrlo lijepo radi sa našim prijemnikom sa izlaznim pojačalom 8002.

Na donjoj shemi se vidi kako bi ovo pojačalo trebalo modificirati za jedan kanal dvostruke snage, odnosno za mosni spoj. Preinake su minimalne i samom čipu TEA2025 je dovoljno ostaviti sedam kondenzatora. Na toj shemi smo također prikazali modificirani dio za tonsku kontrolu kakva je ugrađene u neke druge PC zvučnike sa istim čipom. I ovdje imamo pasivnu kombinaciju nisko-propusnog i visoko-propusnog RC filtra gdje se omjer između njih podešava potenciometrom.

Moramo ponoviti da efikasnost ovakvih pasivnih filtara ovisi o izlaznoj impedanciji pojačala na koje se spajaju te je prije prenamjene to svakako treba provjeriti. Mi smo testiranjem ova četiri modela PC zvučnika mogli vidjeti da na nekim pojačalima ista tonska kontrola uopće nema efekt, dok na nekim drugima radi odlično. Danas su cijene operacijskih pojačala vrlo niske i najbolje je koristiti aktivne tonske kontrole koje će jednako dobro raditi sa svim pojačalima.

MREŽNO NAPAJANJE

Posljednje što preostaje glede našeg projekta to je ugurati mrežno napajanje. Možemo birati između klasičnog transformatorskog ili SMPS napajanja. Pronašli smo nekoliko malih mrežnih transformatora za 12 V, međutim isti su zbog kockastih oblika vrlo nespretni za smještaj na donji dio šasije. Trudimo se gornji dio šasije sa elektronskim cijevima ostaviti netaknut, a donji dio šasije pak pruža vrlo malo prostora. Stoga ćemo ovdje ipak upotrijebiti SMPS napajanje jer je izduženog oblika i time pogodnije za smještaj u uski prostor donje šasije.

Najmanje SMPS napajanje koje smo pronašli je modul 12 V / 700 mA dimenzija 70x35x20 mm. Kad se modul izolira u neko plastično kućište dobiva se napajanje maksimalnih dimenzija koje se još nekako može diskretno ugurati ispod šasije. Napajanje radio prijemnika se uključuje preko tastature zajedno sa odabirom valnog područja. Ove sklopke su previše stare i previše metalne da bi se njima usudili prekidati mrežni napon 230 V. Radije ćemo prekidati sekundarni napon 12 V jer SMPS napajanje može u praznom hodu bez problema biti stalno spojeno na mrežni napon pri čemu je potrošnja struje svega 4,8 mA. Kad se uključi radio na najveću glasnoću, potrošnja struje je 30 mA (cca 7 W). Ovo će se malo povećati (za cca 10 mA) kada dodamo LED za osvjetljenje skale.

OSVJETLJENJE SKALE

Što se tiče osvjetljenja skale u originalu je to jedna žaruljica snage oko 1,8 W postavljena po sredini skale. Mogli bi ovdje staviti neku žaruljicu za 12 V, no jedna žaruljica vrlo nejednako osvjetljava skalu, a osim toga u radu se grije i troši struje gotovo kao čitav prijemnik sa pojačalom. Također, žaruljice mogu biti nepouzdane i nikad se ne zna kada će pregorjeti, a nabavka istih (12 V, 100-200 mA) može biti problem. Stoga ćemo ovdje radije ugraditi LED diode. Kako bi zadržali topli vintage efekt odabrati ćemo narančaste ili žute LED.

Žute i narančaste svjetleće diode (LED). Žute LED troše puno manje struje i daju puno veći sjaj od narančastih LED.

Danas se proizvode pojedinačne LED u različitim bojama, veličinama, oblicima i različitih intenziteta svjetla. Stoga postoje i bitne razlike u maksimalnim naponu i struji kojom se određene LED mogu napajati. Ako nemamo tvorničkih podataka, najsigurnije je raspoložive LED testirati preko konstantnog izvora struje i napona. Jednostavno polako podižemo napon i/ili struju preko LED i pratimo njezin sjaj. Svakako pri tome nije dobro ići do maksimalnog sjaja jer to smanjuje životni vijek LED diode. Tipičan raspon napona za jednu LED je 1,2 – 3,6 V, a jačina struje 10 – 30 mA.

Narančaste diode (standardna debljina 5 mm) koje smo imali u zalihama pokazale su se kao vrlo neučinkovite. Potreban im je napon od 2,5 V i struja od 50 mA da postignu maksimalni sjaj, a taj sjaj je svojim intenzitetom dovoljan samo za neku LED indikaciju, nikako za osvjetljenje skale. S druge strane žute diode na naponu od 2 V i puno nižoj struji od 10 mA postižu barem deset puta jači sjaj od narančastih. Svijetle već na struji manjoj od 1 mA. Za naše napajanje od 12 V smo vezali u seriju pet žutih LED i ograničili struju otpornikom od 330 Ω. Test je pokazao kako je to posve dovoljno za blago ravnomjerno osvjetljenje čitave skale, a same LED će imati dugi vijek trajanja.

Pet žutih LED dioda za ravnomjerno osvjetljenje skale.

Elektronička shema našeg radio prijemnika sa svim modifikacijama.

FM prijemnik, tonska kontrola i izlazno pojačalo spremno za ugradnju na šasiju.

Diskretna ugradnja moderne elektronike (lijeva strana donje šasije) i SMPS napajanja (desna strana donje šasije).

Gornja strana šasije je ostala gotovo netaknuta.

Internu FM antenu smo izveli sa žicom duljine 75 cm skrivenom uz unutarnji rub kućišta. Kod ugradnje šasije ova žica se spaja malim konektorom sa antenskim ulazom prijemnika.

Radio je očišćen od naslaga masnoća i prljavštine. Plastična maska i gumbi kontrola su u originalu vjerojatno bili čiste bijele boje, no ovdje imaju nejednaki sivo-žućkasti ton kakav nastaje od utjecaja duhanskog dima. Zlatna boja je korodirala, a zvučničko platno je također natopljeno prljavštinama i ima neka oštećenja. Lak na drvenom kućištu je djelomično popucao i promijenio strukturu. Sve ovo bi neki dobar i iskusan majstor vjerojatno mogao vratiti u stanje slično originalnom, no ja kao elektroničar se time neću baviti. Moja iskustva govore da je nikakav popravak daleko bolji od nestručnog popravka. Na kraju, ovo je stari radio uređaj i najbolje mu priliči da tako i izgleda.

Ono što me je smetalo to je izgubljena pločica sa logom tvrtke Grundig. Negdje sam pročitao da velika većina sačuvanih primjeraka radio uređaja Grundig 95 GW ima izgubljenu ovu pločicu. Razlog tome je nekvalitetno ljepilo kojim je pločica zalijepljena za plastični okvir i koje se s vremenom degradira te pločica otpadne. Na internetu možete naći svega nekoliko slika Grundiga 95 GW gdje se vidi ta pločica, no iste su zapravo različite te je teško utvrditi koje su uopće originalne te od čega i kako su napravljene.

Žućkasti trag od ostataka starog ljepila vrlo loše izgleda na mjestu gdje je bila pločica i vjerojatno se ne može ukloniti da ostane čisti bijeli okvir. Stoga smo ovdje dizajnirali naljepnicu prema dostupnim slikama i u bojama koje imamo na skali uređaja. Na fotografiji naljepnica malo blješti pod oštrim kutom, no kad se gleda uživo mogu reći da sam uspio prilično dobro pogoditi boje sa skale i naljepnica se dobro uklapa u ukupni dizajn prednje ploče.

Zadnja strana se praktično ne razlikuje od originala, osim što je očišćeno nekoliko milimetara naslaga prljavštine po čitavom gornjem dijelu šasije.

Kako je bilo i u originalu, na odgovarajućim priključcima na zadnjoj strani može se koristiti vanjska FM antena ili interna antena preko originalnog simetričnog kabla. Jednako tako, na audio priključak na zadnjoj strani šasije je spojen izlaz iz pojačala tako da se ovdje sada može priključiti dodatni vanjski zvučnik.

Sa donje strane je smještena naša elektronika i djelomično je vidljiva kad se ukloni servisni poklopac. Morali smo zamijeniti originalne gumene nožice (gumaste pločice zalijepljene za drvo) jer je jedna otpala i izgubljena, a druge tri su bile u različitim stadijima istrošenosti i raspadanja. Stavili smo nožice koje se pričvršćuju vijkom, tako da taj vijak ujedno drži drvene montažne elemente s unutrašnje strane. Ti elementi su bili zalijepljeni i (nemarno) zaklamani sa dva mala čavlića. Ni jedno ni jedno nije izdržalo zub vremena te je šasija plesala po unutrašnjosti kućišta.

Znam da križni vijci ne pripadaju 1950-tim godinama, no servisni poklopac se držao na svega jednom vijku dok su ostali izgubljeni. U zalihama nisam mogao naći šest istih malih vijaka za ravan odvijač, a s obzirom da se ovi vijci ionako ne vide neću sad na njih trošiti vrijeme na njihovu nabavku.

Vlasnik je insistirao da se sačuva ovaj dotrajali i okrhani mrežni utikač. Htio sam zamijeniti barem mrežni kabao, no novi bijeli kabao, iako vrlo sličnog dizajna, jednostavno previše odudara od ostatka uređaja. S obzirom da je izolacija još uvijek u zadovoljavajućem stanju ostavio sam originalni kabao. Utičnica je očišćena, spojevi su obnovljeni, a s obzirom da je maksimalna struja kroz mrežni kabao 40 mA ne bi trebalo biti problema sa pregrijavanjem.

Utikač je netko okrhao po rubovima jer se više nije mogao ugurati u nove kućne šuko utičnice koje nemaju ravno lice kao stare mrežne utičnice. Moglo se to elegantno riješiti adapterom kakav vidimo na slikama.

Početna ideja je bila osposobiti sva valna područja na ovom radio uređaju jer imamo radio čip idealan za tu namjenu. Pri tome bi koristili originalnu feritnu antenu sa zavojnicama. Međutim, zbog kompliciranog sistema birača postaja i vrlo malo prostora u unutrašnjosti uređaja odustali smo od te ideje. Za ugradnju AM opsega također bi trebali odlemiti, rastaviti i očistiti mehanizam tipaka i vjerojatno ukloniti sve originalne komponente sa donje strane šasije. U konačnici, na dugom, srednjem i kratkom valu danas se može uhvatiti vrlo malo radio postaja bez dobre vanjske antene i dobrih propagacija. Bilo bi to puno truda oko nečega što vlasnik posve sigurno neće koristiti.

S druge strane prijem na FM opsegu je i sa internom antenom vrlo dobar zahvaljujući odličnoj osjetljivosti i selektivnosti radio čipa KT0936M. Tonska kontrola ima vrlo širok dinamički raspon od niskih do visokih tonova. Maksimalna jačina (snaga) zvuka bez izobličenja je iznenađujuće velika s obzirom na relativno mali zvučnik. LED osvjetljenje je ugodnog blagog intenziteta u nostalgičnoj više narančastoj nego žutoj boji. Radio je malen te se može lako smjestiti bilo gdje u prostor. Najvažnije je što može biti trajno uključen i svirati do mile volje, troši vrlo malo struje, ne grije se, te se po potrebi sada i vrlo lako servisira 🙂