Radio-kasetofon Philips 774 (22AR774)

Danas je nabavljen prijenosni stereo radio prijemnik sa ugrađenim kasetnim audio snimačem i reproduktorom oznake 774 (22AR774), proizvod nizozemske tvrtke Philips iz 1978. godine.

Nizozemska tvrtka Philips osnovana je 1891. godine te je do danas prerasla u jednu od vodećih svjetskih kompanija za proizvodnju elektronike. Poslovanje je započela proizvodnjom električnih žarulja, a 1916. godine Philips je proizveo i svoju prvu rendgensku cijev. Od 1927. godine Philips započinje proizvodnju radio aparata, a zatim i elektronskih cijevi. U 1930-tim godinama tvrtka već proizvodi medicinsku rendgensku opremu, predstavlja svoj prvi TV prijemnik te pionirski električni aparat za brijanje sa rotirajućim noževima (Philishave). 1963. godine Philips uvodi standard za snimanje zvuka na audio kazetu – Compact Audio Cassette, koji postaje globalni prihvaćen, a 1970-te godine obilježio je inovacijama poput štednih žarulja, optičkih telekomunikacijskih sustava, optičkog diska LaserVision i vrlo uspješnog Compact Disc (CD) sustava razvijenog u suradnji sa tvrtkom Sony. Sa istom tvrtkom je krajem 1990-tih godina razvijen i DVD sustav, a oba standarda doživjela su globalni uspjeh i najbrže rastući proizvod za kućnu elektroniku u povijesti. Philips danas proizvodi širok i raznolik spektar komercijalnih i profesionalnih elektroničkih uređaja i komponenti.

Prvo ćemo kroz opise kontrola proći sve funkcije i mogućnosti radio-kasetofona Philips 774.

Ugrađeni prijemnik ima četiri frekvencijska opsega:

• LW (dugi val): 150 – 260 kHz
• MW (srednji val): 520 – 1605 kHz
• SW (kratki val): 5,75 – 15,45 MHz
• FM (ultrakratki val): 87,5 – 108 MHz (stereo)

Skala prijemnika je relativno kratka s obzirom na veličinu uređaja i opremljena je sa tri klizna markera kojima se mogu označiti pozicije tri radio postaje. Na kratkoj skali je teže točno ugoditi frekvenciju odašiljača pa je prijemnik opremljen stalno uključenim krugom automatske kontrole frekvencije (AFC). Ovaj krug će automatski ugoditi prijemnik na točnu frekvenciju (najjači signal) kada se biračem postaja dovoljno približimo istoj. AFC je inače osmišljen za automatsko korigiranje frekvencije prijemnika na frekvenciju FM odašiljača s obzirom na mogući pomak (ofset) radne frekvencije odašiljača tijekom njegovog rada. Naime, rani radiodifuzni FM odašiljači nisu imali vlastite sisteme kontrole frekvencije (PLL) i komercijalna VHF tehnika još uvijek nije toliko napredovala da bi bilo moguće napraviti visoko stabilne komercijalne odašiljače po prihvatljivoj cijeni.

Također su kod našeg prijemnika AM frekvencijska područja nešto sužena (obično prijemnici iz 1970-tih godina imaju nešto veći opseg pokrivanja LW, MW i SW područja). Već krajem 1970-tih i početkom 1980-tih slušanje radija se sve više počelo orijentirati na lokalne FM radiodifuzne postaje koje su odašiljale u stereo tehnici i programom bile više orijentirane na ciljano lokalno stanovništvo, umjesto AM odašiljača velike snage koji su emitirali općeniti nacionalni (propagandni) program. Proizvođači radio prijemnika stoga prilagođavaju svoje nove modele za što bolji i kvalitetniji prijem FM stereo postaja, često pri tome štedeći na komponentama za manje atraktivne AM radio prijemne opsege. Tako se AM tuner prijemnika najčešće bazira na svega jednom tranzistoru (samooscilirajući mješač), a za stupnjeve MF pojačanja AM prijemnika se koriste isti tranzistori kao i za MF pojačala FM prijemnika.

Lijevo od skale je potenciometar sa oznakom STEREO NOISE SUPPRESION – MONO / STEREO / SPATIAL STEREO. Već smo vidjeli da su radio kasetofoni iz 1970-tih godina specifični po različitim patentima proizvođača kojima manipuliraju mono zvukom da zvuči slično kao stereo ili se koriste specifični trikovi da se iz stereo zvuka, dodatnim miješanjem dva stereo kanala ili preko više posebno spojenih zvučnika dobije osjećaj kvadrofonije ili višekanalnog surrounda. Naime, u 1970-tim godinama postao je vrlo popularan izraz Hi-Fi kojim se označavala visoka vjernost audio reprodukcije. Na kraju, gotovo da i nije bilo komercijalne audio komponente bez te oznake pa se išlo i korak dalje. Tako su proizvođači osmislili razne “jeftine trikove” popraćene zvučnim imenima kako bi kvalitetu zvuka iz svojeg uređaja izdigli iznad običnog sterea ili uobičajenog HI-Fi standarda, a da se pri tome ulaže u skupe procesore zvuka ili u dodatne kanale pojačala. Stoga su u praksi ti efekti zapravo bili slabo izraženi, razlika u zvučnoj slici bi se primijetila samo pod određenim uvjetima, a upotreba “efekta” je ponekad mogla rezultirati i lošijom zvučnom slikom.

Kod prijenosnih kompaktnih stereo radio-kasetofona (Boombox) postojao je još jedan problem. Zvučnici se kod takvih uređaja obično ne mogu fizički razdvojiti i njihov maksimalni razmak je ograničen veličinom samog kućišta. Tako isti moraju biti smješteni vrlo blizu jedan drugome čime se gubi efekt stereo reprodukcije. Stoga se raznim elektroničkim sistemima pokušava na umjetan način “proširiti” zvučno polje.

Radio-kasetofon Philips 774 (22AR774) je bio prvi uređaj ove tvrtke dizajniran kao Boombox, a Mono-Stereo-Spatial Stereo sklop ugrađen u ovaj model postao je budući zaštitni znak tvrtke Philips za sistem proširenja zvučnog polja. Kasnije ćemo na elektroničkoj shemi pojačala vidjeti kako zapravo radi ovaj sklop.

Ispod MONO-STEREO potenciometra su tri 3-položajne sklopke za selekciju određenih funkcija. Prvom sklopkom electret/off/elect.mix se postavlja rad ugrađenih elektret mikrofona. Mikrofonski signal je moguće miješati sa drugim izvorima audio signala priključenim na uređaj. Drugom sklopkom line/radio/batt. check odabire se rad kasetofona ili radio prijemnika, te pokazivanje stanja baterija na ugrađenom instrumentu. Trećom sklopkom mains/batt/OFF uključuje se uređaj za rad preko baterija ili preko mrežnog napajanja. Mjerni instrument osim stanja baterija (batt. check) pokazuje jačinu prijemnog FM signala.

Instrument sa zakretnim svitkom ima dvije funkcije: pokazivanje jačine prijemnog signala kod FM prijema i pokazivanje stanja baterija (napajanja) kada se pritisne tipka batt. check. Ugrađena su dva elektret-mikrofona. To su kondenzatorski mikrofoni sa ugrađenim pojačalom (FET).

Radio-kasetofon Philips 774 je opremljen standardnim tonskim kontrolama (BASS, TREBLE) te potenciometrima za balans i jačinu zvuka.

Sa jedne bočne strane su kontrole prijemnika: gumb za odabir radio postaje, sklopka za odabir prijemnog frekvencijskog opsega, priključnica za spajanje vanjske antene. Sa druge bočne strane su ulazni i izlazni audio konektori za povezivanje drugih audio uređaja, konektori za vanjske zvučnike i priključnica za vanjsko napajanje.  

Kod snimanja programa sa AM radija na kasetofon, može doći do interferencije između frekvencije bias oscilatora kasetofona i prijemne AM frekvencije. To će izazvati snažno i neugodno zavijanje (cviljenje) u zvučniku. Da se to spriječi, moguće je promijeniti frekvenciju bias oscilatora pomoću sklopke RIF smještene na zadnjoj strani kućišta.

Radio-kasetofon Philips 774 radi na naponu od 9 V i može se napajati preko 6 baterija od 1,5 V (6 x R20) ili preko mrežnog napona 230 V (ima ugrađen mrežni transformator te ispravljač i stabilizator napona).  

Kasetofon je osnovni model sa elektronički kontroliranim pogonskim motorom i “long life” magnetskom glavom. Elektronika kasetofona nadalje uključuje sklopove za prilagodbu uvjeta snimanja i reprodukcije na dva najčešća tipa kasetnih traka: ferro što se odnosi na standardne (Normal) željezo-oksidne trake (Type-I ili Fe2O3) i chrome što se odnosi na nešto kvalitetnije tzv. “high-bias” krom-dioksid trake (Type-II ili CrO2) kojima se postiže manji šum i linearniji frekvencijski odziv na višim audio frekvencijama.

Vidjeti ćemo kasnije na shemi da frekvencija bias oscilatora (VF oscilator za brisanje i predmagnetizaciju) iznosi 63 kHz, a amplituda je 15 V za Type-I i 22,5 V za Type-II trake. Za snimanje Type-II traka inače je potreban oko dva puta veći napon bias-oscilatora od Type-I traka. Također, svaki tip kasete ima definiranu nešto drugačiju amplitudno-frekvencijsku karakteristiku zapisa kako bi se maksimalno smanjili gubici u pojedinim frekvencijskim područjima i postigao što bolji odnos signal/šum. Stoga je za vjernu reprodukciju potrebno za svaki tip kasete uključiti nešto drugačiji audio filtar (ekvilajzer) kako bi se ta karakteristika linearizirala. Proizvođači su odredili da vremenska konstanta za Type-I kazete iznosi 120 μs, dok je za ostale tipove kaseta postavljena na nižu vrijednost od 70 μs. Naravno, ove vrijednosti se mogu i malo razlikovati ovisno o vrsti upotrijebljenih magnetskih glava, no za točne podatke morali bi svakako imati i potpunu servisnu dokumentaciju.

Sklopkom PAUSE moguće je odabrati vrstu pauze kod rada sa kasetofonom. Kod reprodukcije kasete sklopka je normalno u položaju play, a na položaju pause zaustavlja se vrtnja trake bez isključivanja pogonskog mehanizma.  Pozicija blanking radi pauzu kod snimanja. Pojačalo kasetofona uključuje krug za automatsku kontrolu razine signala kod snimanja. Također je ugrađen mehanički brojač količine trake.

Sklopovlje radio-kasetofona Philips AR-774 smješteno je na četiri tiskane pločice:

• AM/FM prijemnik
• FM stereo dekoder
• pretpojačala i bias oscilator za kasetofonske glave te kontrola brzine vrtnje pogona kasetofona
• tonske kontrole, stereo pretpojačalo i izlazno pojačalo te krug stabilizacije i regulacije napona napajanja

AM/FM prijemnik

FM i AM prijemnici su superheterodini sa zajedničkim tranzistorima u MF pojačalima. FM tuner se sastoji od dva tranzistora: ulazno RF pojačalo (BF494) i samooscilirajući mješač (BF495). Preko varikap diode OF420 u LC krugu lokalnog oscilatora tunera vrši se AFC. Međufrekvencija je 10,7 MHz i ista se pojačava kroz tri stupnja selektivnog MF pojačanja (BF495 x3). Slijedi ratio detektor kao FM demodulator (AA119 x2) iz kojeg se signal vodi na stereo dekoder sa integriranim krugom µPC585C.

AM tuner se bazira na jednom tranzistoru (BC548) koji radi kao samooscilirajući mješač za sva tri AM područja. Dobivena međufrekvencija na 460 kHz se zatim vodi na dva stupnja selektivnog MF pojačanja (BF495 x2), a amplitudna demodulacija se vrši na krugu sa diodom BA316. AM signal se jednako kao i FM signal prosljeđuje preko stereo dekodera LA 3301 kako bi za sve radio opsege na izlazu iz dekodera dobili dvije jedinstvene audio linije (kanala) za daljnje NF pojačanje.

Ovo je uobičajena izvedba komercijalnog AM/FM tunera u 1970-tim godinama koji svakako ne spada u vrh tadašnje ponude (bolji FM tuneri imaju tri tranzistora i više MF stupnjeva selektivnog pojačanja sa kristalnim ili keramičkim MF filtrima), no osigurava posve zadovoljavajući prijem lokalnih radio postaja na svim valnim područjima.

Mehanizam kasetofona i mehanizam birača postaja sa spregnutom frekvencijskom skalom prijemnika.

Stereo dekoder sa integriranim krugom µPC585C.

Pretpojačala i bias oscilator za kasetofonske glave te kontrola brzine vrtnje pogona kasetofona

Kasetofonska pretpojačala se baziraju na specijaliziranom integriranom krugu TDA1002 koji sadrži tri namjenska pojačala: pretpojačalo za mikrofon kod snimanja i za magnetsku glavu kod reprodukcije, pojačalo za magnetsku glavu za snimanje i pojačalo za automatsku kontrolu pojačanja signala kod snimanja. Drugi specijalizirani integrirani krug TDA1003 također sadrži tri namjenska kruga: kontrolu brzine vrtnje pogonskog elektromotora, sklop za automatsko zaustavljanje pogona na kraju trake i oscilator VF napona za brisanje i predmagnetizaciju (bias). Time su u ova dva integrirana kruga implementirani praktično svi osnovni sklopovi kasetofonskog recording/playback sistema.

Mehanizam kasetofona je uglavnom plastični u svim elementima. Međutim, problem trajnosti ovdje nije samo u plastici kao takvoj već u tome što su neki od zupčanika izrađeni od posebnog tipa (mekše) plastike kako bi se utišala buka koju proizvodi sam pogon. Takvi zupčanici se kroz tri ili četiri desetljeća neminovno strukturalno degradiraju i raspadaju bez obzira koliko su bili u pogonu, to je jednostavno takav materijal (vidi objavu Grundig RR 1140 Profesional). Jedini način za popravak ovakvih mehanizama je 3D ispis novih zupčanika.

Uočena mehanička oštećenja na mehanizmu kasetofona.

Na slici lijevo se vidi sistem mehaničke sprege vanjskih kontrola kasetofona sa samom mehanizmom kasetofona. Neki graničnici su ovdje potrgani vjerojatno zbog prethodnih grubih pokušaja vađenja mehanizma. Ovo ne utječe puno na rad mehanizma no ipak je znak da je s ovim mehanizmom nestručno rukovano. Na slici desno se vidi kako je otkinut jedan zub zupčanika. Ovi plastični zupčanici specifične žućkaste boje najbrže propadaju pod zubom vremena i uglavnom su više ili manje raspadnuti na svim tipovima kasetnih mehanizama starih preko 40 godina. Iako mehanizam ovdje i dalje vrti kasetu, jasno se čuje preskakanje tog jednog zuba zupčanika u vidu periodičnog “škljocanja” mehanizma.

Iako se ovaj nacrt kasetofonskog mehanizma čini detaljan, elementi montaže mehanizma na kućište našeg uređaja su izostavljeni. Mehanizam je na kućište montiran sa tri vijka od kojih je jedan skriven duboko unutar cjevastog nosača elektroničke pločice kasetofona.

Pinch roller sa Capstanom, kombinirana glava za reprodukciju/snimanje i glava za brisanje. Ovo je uobičajeni set magnetskih glava za standardne kasetofone. Vidi se kako su glave na našem mehanizmu prilično prljave i djelomično korodirale.

Tonske kontrole, stereo pretpojačalo i izlazno pojačalo te krug stabilizacije i regulacije napona napajanja

Odmah se uočava da ovdje nedostaje konektor za vanjski izvor napajanja. Očito je netko pokušao popraviti ili prilagoditi konektor napajanja, a na kraju je sve sklopljeno bez konektora sa odrezanim priključnim žicama.

Zajednička elektronička shema kasetofonskog i izlaznog pojačala.

Izlazno stereo pojačalo uključuje po kanalu jedan stupanj tranzistorskog predpojačanja BC549B i integrirano izlazno pojačalo sa poznatim i široko korištenim krugom TBA810S. Na naponu napajanja od 9 V ova pojačala mogu isporučiti snagu od oko 2,5 W (4 Ω) po kanalu. Ugrađeni su klasični pasivni tonski filtri (RC) za BASS i TREBLE, te kontrola balansa između lijevog i desnog kanala.

Ono što je ovdje specifično to je spomenuta STEREO NOISE SUPPRESION – MONO / STEREO / SPATIAL STEREO kontrola. Vidimo na shemi da se iza svega krije tek jedan promjenjivi paralelni RC filtar spojen između dva stereo kanala (na shemi je potenciometar tog RC filtra označen sa MONO-STEREO). Osnovna uloga kondenzatora u RC filtru bila bi filtriranje (zaglađivanje) šuma što opravdava naziv STEREO NOISE SUPPRESION. Potenciometrom pak se miješa dio lijevog ili desnog kanala sa signalom suprotnog kanala čime se kod stereo prijema zapravo miješaju dva donekle različita (fazno pomaknuta) signala. Kod većine stereo pojačala ovdje se umjesto potenciometra nalazi sklopka MONO/STEREO. Međutim, jasno je da se ovdje ne postoji ni posebno dobra kontrola potiskivanja šuma, niti posebno dobra izvedba proširenja zvučne slike.

U objavi Radio-kasetofon Sanyo M9980LU već smo opisali da se slušni doživljaj šire zvučne slike dobiva miješanjem dva neznatno fazno pomaknuta audio signala. To se obično postiže vraćanjem dijela audio signala sa izlaza pojačala ponovno na ulaz, gdje su na ulazu onda ta dva signala vremenski, a time i fazno međusobno pomaknuta. Fazni pomak odgovara vremenu koje je potrebno pojačalu da procesuira zvuk. To su naravno vrlo mala vremena, no i taj mali fazni pomak je dovoljan za postizanje željenog efekta. Ovo može funkcionirati za jednokanalni sistem (mono) i za dva kanala (stereo). Kod Philipsa 774 ovo funkcionira samo za stereo signale i to funkcionira dobro samo ako su sadržaji oba stereo kanala slični (što obično jesu). Međutim, ukoliko je velika razlika između sadržaja dva stereo signala miješanjem će se dobiti neki neprirodni zvukovi koje originalno ne sadrži niti jedan kanal. Jasno je da se promjenom potenciometra istovremeno mijenja frekvencijska karakteristika filtra i omjer miješanja dva stereo kanala tako da funkcije filtriranja šuma i dobivanja prostornosti zvučne slike nije moguće odvojeno kontrolirati. Možemo zaključiti da se ova funkcija može dobro namjestiti samo pod određenim uvjetima i može degradirati dijelove originalnog zvučnog zapisa. Ovo je zapravo samo funkcija kojom se mogu više ili manje razdvojiti dva stereo kanala.

Na pločici izlaznog pojačala smješteni su i elementi ispravljača, filtra te tranzistorskog stabilizatora napona napajanja. Mrežni transformator ima samo jedan sekundarni namotaj, a jezgra je C-tipa. Korozija na jezgri jasan je znak da uređaj posljednjih desetljeća i nije najbolje skladišten.

Elektronički gledano naš primjerak Philipsa 774 je potpuno ispravan. Međutim, zub vremena, nestručni popravci i loše skladištenje ostavilo je traga na osjetljivim mehaničkim dijelovima i komponentama. Glede mehanizma kasetofona, iako još uvijek radi, za daljnje korištenje potrebno je kompletno rastavljanje i čišćenje istog, zamjena oštećenog zupčanika i zamjena obje magnetske glave. Također bi trebalo očistiti ili zamijeniti sve potenciometre i sklopke kako bi sve kontrole radile glatko i bez “škripanja”. Na mikrofonskoj sklopki je potrgana ručica. Potrebno je naći i neku odgovarajuću izvlačivu antenu koja ovdje nedostaje jednako kao i konektor za vanjsko napajanje. Kontakti baterija su posve korodirali te je potrebna i njihova zamjena.

Sve ovo su dijelovi koje danas više ne možete jednostavno naručiti ili nabaviti u slobodnoj prodaji. Potrebno je imati sačuvane stare zalihe komponenti za radio-kasetofone (magnetske glave, gumeni dijelovi), a većinu toga je svakako potrebno izraditi ručno, strojno ili nekim 3D ispisima. To apsolutno nije isplativ posao i potrebna je velika volja da se krene u jednu takvu restauraciju. Nas pak čeka još nekoliko desetaka sličnih uređaja za detaljan pregled, a onda možda odlučimo zadržati i po potrebi restaurirati neki posebniji model za ukras i možda kakvu povremenu demonstraciju njegovih mogućnosti 🙂