Radio prijemnik Stern-dynamic 2030

Danas je nabavljen prijenosni radio prijemnik oznake Stern-dynamic 2030 proizvod istočnonjemačkog poduzeća RFT VEB Stern-Radio Berlin iz 1977. godine. Prvi modeli ovog prijemnika počeli su se proizvoditi 1974. godine.

Oznaka RFT (njem. Rundfunk und Fernmelde Technik ili kasnije Repräsentant Fortschrittlicher Technik) je zaštitni znak (logotip) udruženja svih proizvođača različite radio, TV, telekomunikacijske, mjerne i slične elektroničke opreme u bivšoj DDR koje je osnovano 1946. godine. Isto tako državno poduzeće VEB (njem. Volkseigene Betrieb) bio je pravni oblik industrijskih i uslužnih poduzeća u sovjetskoj okupacijskoj zoni i kasnije u DDR-u sve do kraja postojanja te države. Stoga se na elektroničkim proizvodima porijeklom iz bivšeg DDR-a često nalaze i te općenite oznake nacionaliziranih grupa poduzeća RFT i VEB.

Proizvodnja radio prijemnika i opreme u DDR-u bila je centralno kontrolirana u kombinatu VEB Stern-Radio Berlin kao krovnoj organizaciji. Tijekom vremena kombinat je uključivao različite pogone, a od oko 1970. do kraja DDR-a bilo je ukupno četiri pogona koji su se bavili cjelokupnom proizvodnjom radijskih prijamnika:  VEB Stern-Radio Berlin, VEB Stern Radio Sonneberg, VEB Stern-Radio Rochlitz i VEB Stern-Radio Staßfurt.

Zgrada u kojoj se nalazila tvornica Stern-Radio u Berlinu izgrađena je 1913. godine za tvornicu kugličnih ležajeva Augusta Riebe GmbH. Od 1920. godine tvornicu preuzimaju novi vlasnici i proizvodna se nastavlja pod imenom “Raspe i Riebe”. Ova tvornica je tijekom 2. svjetskog rata bila uključena u ratnu industriju, te je između ostalog proizvodila spremnike goriva za tenkove i zrakoplove, komponente i upravljačke module za njemačke krstareće rakete (oružje odmazde) te radiotehniku za zrakoplove.

Nakon rata tvornicu Raspe i Riebe preuzima Opta-Radio AG i pokreće proizvodnju elektronskih cijevi. Godine 1948. u istoj tvornici osnovana je tvrtka Phonetika Radio GmbH za proizvodnju elektronskih cijevi i radio uređaja. Nakon eksproprijacije, tvornica se od 1950. zvala VEB Phonetika Radio i bila je dio udruženja državnih poduzeća VVBB. Tvornica je stavljena pod kontrolu VVB Elektroindustrie i već je imala robnu marku RFT. Godine 1951. naziv je promijenjen u VEB Stern-Radio Berlin. Tijekom 1957. godine tvornica je počela proizvoditi i televizore, međutim od 1962. godine proizvodnja je ograničena samo na tranzistorske radio prijamnike. Proizvodnja radio-kasetofona započela je 1972. godine u suradnji sa drugim njemačkim elektroničkim poduzećima. Nakon 1979. godine proizvode se Hi-Fi sustavi i prijenosni stereo radio snimači. Tijekom 1986. godine nabavljeni su moderni strojevi za montažu i elektroničke komponente iz Japana i SAD-a kako bi se odgovorilo zahtjevima tržišta i konkurenciji. Međutim, 1990. godine tvornica u Berlinu je zatvorena, a svih 3300 zaposlenika ostalo je bez posla.

Priključnice za vanjsku antenu, vanjski zvučnik, mikrofon ili audio komponentu bez vlastitog pojačala te za mrežno napajanje.

Naš primjerak radio prijemnika Stern-dynamic 2030 je došao bez gumbi (poklopaca) kontrola, sa potrganom antenom i izlupanom prednjom aluminijskom maskom. Ipak, ostatak kućišta je dobro očuvan jednako kao i unutrašnje komponente uređaja. Prijemnik pokriva četiri radio frekvencijska opsega:

• L-LW (dugi val): 150 – 285 kHz
• M-MW (srednji val): 520 – 1605 kHz
• K-SW (kratki val): 5,8 – 12 MHz
• U-FM (ultrakratki val): 87,5 – 108 MHz

Ranije serije ovog tipa radio uređaja mogu imati skraćenu kratkovalnu (5,9-6,2 MHz) i UKV skalu (87,5-100 MHz). Specifičnost ovih modela pak je kontrola naziva KW-LUPE (kratkovalno povećalo).

Na kratkom valu (3-30 MHz) emitira veliki broj različitih komercijalnih, amaterskih, službenih i drugih radio postaja. Ovisno o lokaciji i tipu odašiljača emisije mogu biti na različitim frekvencijama i zauzimati različite širine pojasa, a odašiljači mogu biti i vrlo velikog dometa. Stoga na kratkom valu često hvatamo veliki broj različitih postaja sa različitim jačinama signala unutar relativno uskog frekvencijskog opsega. Kako bi u toj gužvi uvijek mogli izdvojiti i što čišće slušati samo jednu željenu postaju trebamo imati prijemnik što veće selektivnosti i pojačanja, sa dobro filtriranim i po mogućnosti podesivim propusnim opsezima i sa što finijom rezolucijom birača postaja. Za komercijalne radio prijemnike bi bilo vrlo skupo ugrađivati sve ove opcije, no jedna od najčešće korištenih je takozvano “kratkovalno povećalo”.

Kratkovalno povećalo nije ništa drugo nego dodatni promjenjivi element titrajnog kruga lokalnog oscilatora (kondenzator, zavojnica ili potenciometar za upravljanje varikap diodom) kojim se dodatno fino ugađa točna prijemna frekvencija, nakon što je prethodno približno namještena glavnim gumbom birača postaja prijemnika. Time se svakako lakše ugoditi na točnu prijemnu frekvenciju, no ova funkcija najviše pomaže ako hvatamo dva odašiljača na vrlo bliskim frekvencijama, a željeni odašiljač uz to ima puno slabiji signal od neželjenog. Tu je potrebno vrlo precizno ugađanje da se što više potisne jaki neželjeni odašiljač u blizini željene prijemne postaje.

Kod komercijalnih radio prijemnika frekvencijske skale su uglavnom relativno kratke, podjele na skalama su grube, spregnuti mehanički sistemi promjenjivog kondenzatora, gumba birača i skale imaju nisku redukciju vrtnje pa je fino namještanje frekvencije (reda desetak kHz) praktično nemoguće jer već minimalni pomak birača postaja uzrokuje relativno veliku promjenu frekvencije. Ovaj problem je to izraženiji što želimo imati širu kratkovalnu skalu na prijemniku.

Stoga se kod nekih prijemnika kratki val razdjeljuje na više frekvencijskih opsega, a kod nekih se koristi dodatna “razvučena skala”. Tako smo već kod nekoliko prijemnika (npr. RIZ RAMA 4100)  vidjeli dvije kratkovalne skale, jedna raspona 5,9 – 6,2 MHz i druga raspona 5,9 – 12,1 MHz. Na prvi pogled se čini nelogično imati dva preklapajuća opsega, no ovaj 5,9 – 6,2 MHz je zapravo “KV povećalo” i u tom opsegu je točno ugađanje na prijemnu postaju dvostruko lakše. Problem je što je takvim povećalom obuhvaćen samo dio od ukupnog prijemnog KV opsega.

U slučaju radio prijemnika Stern-dynamic 2030 je taj problem riješen ugradnjom dodatne promjenjive zavojnice sa vanjskom kontrolom (L19) u krugu lokalnog oscilatora za KV područje. Ovom zavojnicom se grubo namještena frekvencija u cijelom prijemnom KV opsegu može dodatno fino ugoditi u rasponu nekoliko stotina kHz.

Da bi namještanje na željenu frekvenciju bilo još više olakšano gumb za biranje postaja je opremljen malom ručicom koja olakšava vrtnju. Također, ispod skale se nalazi šest pomičnih markera u crvenoj i zelenoj boji kojima se mogu označiti pozicije jednom pronađenih favoritnih radio postaja na skali.

8 Ω je minimalna impedancija zvučnika za komplementarna pojačala sa germanijskim tranzistorima bez transformatora.  

Radio prijemnik Stern-dynamic 2030 je čisti tranzistorski uređaj i ukupno sadrži svega devet tranzistora. Ovo nije neuobičajeno za jeftine tranzistorske prijemnike iz sredine 1970-tih godina i već smo se nekoliko puta uvjerili da se elektroničke sheme prenosivih radio prijemnika često ne razlikuju puno od onih u malim džepnim prijemnicima. Veličini kućišta ovdje najviše doprinose elementi za mrežno napajanje, prostor za baterije, veliki zvučnik, veće skale sa mehanizmom birača te standardne veličine MF transformatora, feritnih antena i promjenjivih kondenzatora. Zbog velikih zvučnika i većeg kućišta koje djeluje kao zvučna kutija, zvuk sa stolnih ili prijenosnih radio uređaja je puno ugodniji nego kod džepnih prijemnika iako su izlazna audio pojačala kod oba tipa uređaja vrlo slična. Također, zbog veće skale i finije redukcije okretanja mehanizma birača postaja te dužih antena, biranje postaja i kvaliteta prijema su bolji kod stolnih radio prijemnika iako im AM/FM tuneri elektronički nisu nužno bolji od onih u džepnim prijemnicima.

FM tuner kod prijemnika Stern-dynamic 2030 standardno sadrži dva tranzistora, jedan radi kao ulazno VF pojačalo (T401), a drugi kao lokalni oscilator i ujedno mješač za što se koristi termin samooscilirajući mješač (T402). Uočavamo varikap diodu D402 u krugu lokalnog oscilatora FM tunera koja služi za automatski kontrolu frekvencije (AFC), a napon za AFC regulaciju se dobiva sa FM ratio detektora preko R25 i L002 i limitiran je anti-paralelno spojenim diodama D9 i D10. Sa prvog FM MF transformatora L404 se dobiva MF na 10,7 MHz koja se dalje pojačava na MF pojačalu sa tranzistorom T1. Slijedeći stupanj MF pojačanja je aperiodski sa tranzistorima T2 i T3. Ovakve izvedbe MF pojačala objašnjavali smo kod prijemnika Sokol 403, Sanyo RP 1280, Stern Sensomat 3000 i Universum CTR 1191U. Pojačana MF preko transformatora Fi3 vodi se na ratio-detektor (D3, D4) gdje se vrši FM demodulacija.

FM tuner smješten je u blok uz zajednički promjenjivi kondenzator birača postaja za AM i FM frekvencijske opsege. 

U AM tuneru tranzistor T1 radi kao samooscilirajući mješač. Dobivena MF na 455 kHz se zatim pojačava na aperiodskom stupnju sa T2 i T3, a potrebna selektivnost se postiže MF transformatorom Fi2 i keramičkim filtrom PF1 na ulazu u pojačalo i MF transformatorom Fi4 na izlazu iz pojačala. AM demodulacija se vrši na diodi D5 i pripadajućim RC elementima.

Promjenjivi kondenzator i elementi mehaničke sprege birača postaja. 

Plava pravokutna komponenta je AM MF filtar za 455 kHz.

Mehanizam kratkovalnog povećala (KW-LUPE). To je u osnovi promjenjiva zavojnica kojoj se induktivitet mijenja uvlačenjem ili izvlačenjem feritne jezgrice unutar zavojnice na kalemu.   

Silicijski tranzistor SC 207 za prvi stupanj audio pojačanja (slika lijevo) i silicijske diode SAY 20 u krugu limitera za AFC napon (slika desno).

Audio pojačalo sadrži dva stupnja tranzistorskog pojačanja u RC vezi (T4 i T5) te komplementarni izlazni stupanj sa T6 i T7 (push-pull) tako da je čitavo pojačalo izvedeno bez transformatora. Upotrijebljen je komplementarni par germanijskih tranzistora AC187/AC188 tako da uz napon napajanja od 9 V možemo očekivati do 1 W izlazne snage.

Komplementarni izlazni stupanj sa germanijskim tranzistorima AC187/AC188. Lijevo od njih na pločici se uočava termistor za temperaturnu stabilizaciju istih.

Za temperaturnu stabilizaciju izlaznih tranzistora ugrađen je termistor R43. Prednapon baza izlaznih tranzistora podešava se trimer potenciometrom R41, a isti je postavljen i silicijskom diodom D7. Ova dioda omogućuje protok male struje kroz izlazne tranzistore i kada oni nisu pobuđeni ulaznim audio signalom (push-pull) čime se radna točka pomiče u AB-klasu i smanjuje se crossover izobličenje. Dioda također pomaže temperaturnoj stabilizaciji izlaznih tranzistora. Kondenzator C56 i otpornici R38 i R39 služe za osiguranje simetrične pobude oba izlazna tranzistora jer nejednake pozitivne i negativne amplitude izlaznog signala uzrokuju harmonička izobličenja. To je tzv. butstrep (bootstrap) spoj gdje se dovođenjem napona preko kondenzatora C56 znatno povećava dinamičko opterećenje tranzistora T5 i praktično cijela izmjenična kolektorska struja teče prema bazi tranzistora T7. Time se tranzistor T7 za pozitivne amplitude pobuđuje do iste amplitude kao i tranzistor T6 za negativne amplitude. Bez toga butstrep kruga ne bi se nikako moglo postići da T7 bude pobuđen do razine da praktički predstavlja kratki spoj za napon napajanja, kao što se to postiže kod T6.

U 1970-tim godinama je razvijeno na stotine elektroničkih shema jednostavnih audio pojačala za radio prijemnike sa četiri tranzistora, a koja uključuju komplementarni izlazni par tranzistora AC187/AC188 ili sa nešto boljim karakteristikama AC180/AC181. Razlike u shemama su u načinu izvedbe temperaturne stabilizacije izlaznih tranzistora (termistor, emiterski otpornici, diode, tranzistor) zatim u načinu izvedbe negativne povratne sprege te u načinu kompenziranja nesimetričnosti i pojave istosmjerne komponente u izlaznom signalu. S obzirom da se radi o jednostavnim pojačalima male snage (tipično do 3 W) za komercijalne uređaje teži se što jeftinijoj shemi sa što manje upotrijebljenih elemenata. Tako svaka od izvedbi ima svoje prednosti i nedostatke, no generalno gledano se uvijek dobivaju podjednaki rezultati, a sheme su se s vremenom prilagođavale najviše prateći razvoj i cijene proizvodnje dostupnih elektroničkih komponenti.

Elementi mrežnog napajanja: mrežna priključnica, mrežni transformator, selenski punovalni ispravljač i filtarski elektrolitski kondenzatori.

Stern-dynamic 2030 je tipičan primjerak jeftinijeg prijenosnog radio prijemnika (kofer-prijemnika) koji može raditi na baterije ili na mrežni napon. Specifičnost je funkcija kratkovalnog povećala  (KW-LUPE) koja omogućuje lakše ugađanje na kratkovalne radio postaje. Općenito gledano, iako ovaj prijemnik ima ugrađen minimalan broj elektroničkih RF i NF stupnjeva potreban za neki standardni komercijalni AM/FM prijemnik, ipak je puno pažnje posvećeno da se i iz takve jednostavne elektroničke konstrukcije izvuče neki maksimum.

Tako je skala prijemnika razvučena praktično duž cijele širine kućišta prijemnika kako bi se omogućilo što preciznije ugađanje na željenu frekvenciju. Za FM prijem se standardno koristi interna razvlačiva štap antena, a za AM prijem interna feritna antena. Međutim, interna štap antena i priključnica za vanjsku (auto) antenu ovdje funkcioniraju na svim prijemnim opsezima tako da se istima može uvelike poboljšati ulazna osjetljivost. Šest markera može omogućiti brzu promjenu radio postaje, odnosno ubrzati ponovno traženje omiljenih radio postaja. FM tuner ima stalno aktivan krug automatske kontrole frekvencije (AFC) što olakšava ugađanje na FM radio postaje i automatsku kompenzaciju mogućih malih pomaka (drifta) noseće frekvencije što je bilo karakteristično za prve FM radio odašiljače.

Izlazno pojačalo je opremljeno pasivnom tonskom kontrolom (balans između visokih i niskih tonova) te je ugrađen veliki zvučnik 2 W / 8 Ω koji onda sa minimalnim izobličenjem može reproducirati audio signal dvostruko manje snage. Upravo taj trik sa velikim zvučnicima i rezervom snage najviše doprinosi ugodnom zvuku stolnih radio prijemnika, za razliku od džepnih prijemnika gdje zvučnik mora biti što je moguće manji i najčešće tijesno uguran sa ostalim sklopovljem u malo kućište. Spojite li audio izlaz bilo kojeg malog džepnog radio prijemnika na veću zvučnu kutiju, odmah ćete čuti ogromnu razliku u kvaliteti reproduciranog zvuka.

Dobar primjer za to su bili stari cijevni radio prijemnici koji su mahom imali velika drvena kućišta sa jednim ili više velikih zvučnika. Kućišta su bila poluprazna i zapravo se na čitavu konstrukciju može gledati kao na zvučnu kutiju sa ugrađenim radio prijemnikom. Kao što dobra antena na početku RF lanca najviše doprinosi kvaliteti prijema, tako i dobar zvučnik na kraju NF lanca najviše doprinosi kvaliteti zvuka.