BUIZENRADIO MET LAGE SPANNING

BUIZENRADIO MET LAGE SPANNING
(2019)

Nostalgie! Schakelingen met buizen! Zo heel anders als de elektronica van tegenwoordig!

Eenvoudige radio met buizen
Buizen! Een nieuw idee voor een "Barefoot Technology" project! Een eenvoudige radio met buizen, helemaal zonder halfgeleiders. En volgens de "Barefoot Technology" regels, eenvoudig, minimalistisch en veilig! Een eenvoudige radio met buizen, dat is nog niet zo eenvoudig... Hoge spanningen en een gevaarlijke netspanning, dat is geen "Barefoot Technology". Dat die hoge spanningen gevaarlijk zijn heeft Alex eens gemerkt. Toen hij zijn hoofd in een buizenradio stak om te horen waar dat gesis vandaan kwam, ontplofte de hoogspannings elco. Een week lang heeft hij geen radio aangeraakt...
Ik dacht aan batterij voeding, 15 batterijen van 9 volt in serie voor een minimale anodespanning van 135 volt en 4 van 1,5 volt voor de 6.3 volt gloeispanning. Een behoorlijke vereenvoudiging! Geen gevaarlijke netspanning, geen grote transformator, geen gelijkrichterbuis. Maar nee, die 19 batterijen, dat was niet wat ik wilde.

Het moest een eenvoudige middengolf radio worden met een ferriet antenne.
Met zo'n nostalgische buis, maar zonder gevaarlijke hoogspanning!

Barefoot technology, dat is de oplossing!
Ineens wist ik het! "Barefoot Technology", minder in plaats van meer, dat is de oplossing! Een veel lagere spanning voor de buis, dan heb je geen gevaarlijke hoogspanning, geen gevaarlijke netspanning en geen grote voedings transformator en geen gelijkrichter buis! Een echte "Barefoot Technology" Radio met buizen! Wanneer je de twee gloeidraden van 6.3 volt van een dubbel triode in serie schakelt, kun je die voeden met 12 volt en dat is dan ook de lage anode spanning. Een accu of een gewone 12 volt voeding!
Kan een ouderwetse radio buis al werken met een lage spanning? Gewoon proberen en... ja, dat kan! Het is mogelijk om een eenvoudige radio met een buis te maken die op een lage spanning werkt! Geen gevaarlijke hoogspanning en geen hoogspanningscomponenten! Maar wel nostalgie en een leuk experiment! Met een dubbel triode, twee triodes in 1 behuizing. Een ECC81, ECC82, ECC83 of ECC88. Geen speciale buis voor batterij voeding, maar een echte ouderwetse buis met indirect verhitte kathode!
Het moest een eenvoudige middengolf radio worden met een ferriet antenne. Geen zwakke signalen, want bij zo'n lage spanning werkt een buis natuurlijk niet optimaal. Ik kocht een houten kistje met een doorzichtig deksel als behuizing zodat je de buis kunt zien gloeien! Van een sponsor kreeg ik prachtige onderdelen. Buizen, een mooie afstem condensator, een prachtige tuning unit en een ferriet antenne.

Eerst wat tekenen!

Welke buis?
Eerst maar eens wat tekenen.
Welke buis? Een domme vraag! Die met de meeste versterking natuurlijk! Gelukkig hebben we internet, want Merlin Blencowe had uitgebreid onderzoek gedaan en kwam tot een heel andere conclusie! Bij een lage anode spanning worden de elektronen veel minder effectief aangetrokken door de anode. En kunnen we maar een geringe negatieve rooster voorspanning toepassen. Dat veroorzaakt een behoorlijke roosterstroom en een lage ingangs impedantie van een buis! Een hoge versterking is niet de belangijkste factor. We moeten een buis kiezen die een lage roosterstroom heeft bij lage anode spanningen! En dat is een ECC82.

Download hier het complete artikel van Merlin Blencowe: Triodes at Low Voltages by Merlin Blencowe

De roosterstroom grafiek uit het document van Merlin Blencowe. Een ECC82 heeft niet de meeste versterking,
maar wel de geringste roosterstroom bij een lage anodespanning. En dat is belangrijker dan veel versterking!

Het schema
V1 is de detector buis en vormt met de spoel op de ferriet antenne een Hartley oscillator. Wanneer deze met de 2k potentiometer op het randje van genereren wordt ingesteld, is de versterking en dus de gevoeligheid maximaal. De buis heeft geen kathode weerstand en dus geen negatieve roosterspanning. De kathode-rooster overgang werkt dan ook als diode oftewel amplitude modulatie detector. Een anode weerstand van 33k bleek het beste te voldoen, je kunt ermee experimenteren. De condensator van 1nF tussen anode en massa onderdrukt het hoogfrequent van de eerste buis naar de tweede buis. De voeding wordt extra gefilterd door de 100uF en 0.1uF condensatoren en 1k weerstand. In het oorspronkelijke ontwerp was de antenne aansluiting niet aangebracht. Het geluid was niet al te hard. Maar de ontvanger werkte veel beter met een antenne van 5 tot 10 meter lengte. De volume regelaar is daarom vervangen door de antenne aansluiting, het volume kun je ook regelen met de terugkoppeling, de 2k potentiometer. Daarmee kun je immers de gevoeligheid instellen.

Het uiteindelijke schema. Het oorspronkelijke schema is behoorlijk wat gewijzigd!

V2 is de laagfrequent versterker trap. De uitgang is via een audio transformator verbonden met een koptelefoon. Dit is een 10 watt - 100 volt audio transformator die gebruikt wordt in audio systemen voor gebouwen. Ze zijn overal in allerlei varianten te koop. De koptelefoon wordt aangesloten op de 16 ohm uitgang. Kies voor de anode aansluiting de aansluiting die het beste resultaat geeft. De 100 ohm weerstand is aangebracht als zekering en meetweerstand om de anode stroom te meten. De anode stroom in milli ampere is 10x de spanning over de weerstand. En mocht er iets fout zitten in de schakeling dan wordt de stroom door de transformator begrensd.
Normaal heeft zo'n buis een kathode weerstand voor de negatieve roosterspanning. Maar die zul je hier niet vinden. Bij zo'n lage anode spanning heb je maar heel weinig negatieve roosterspanning nodig. En die wordt veroorzaakt door de roosterstroom over de 1M ohm weerstand. Een weerstand van 1M ohm voldeed het beste. Er is ook nog geexperimenteerd met een positieve roosterspanning, maar dat gaf een slechter resultaat. De negatieve roosterpanning die wordt veroorzaakt door de roostestroom is ongeveer -0.6 volt. Veel te weinig voor een hoge anode spanning, maar prima bij 12 volt.
De anode stroom is maar heel gering, ongeveer 0.25-0.3 mA, maar dit is voldoende en zal de transformator zeker niet in verzadiging sturen! Grappig, 140 mA gloeistroom voor minder dan totaal 1 mA anode stroom! Een klein straalkacheltje!

De constructie is begonnen. Hier nog met de later verwijderde volume regelaar.

De constructie
Een houten kistje met doorzichtig deksel. Dan kun je de buis zien gloeien en ook de mooie antieke afstemcondensator en transformator zien. Dat geeft dat echte nostalgische gevoel. Een stuk printplaat wordt op de bodem gelijmt met contact lijm (Bison kit lijm). Een lipje van de buisvoet werdt omgebogen en op de printplaat gesoldeerd. En de middenpen van die buisvoet ondersteund met een dikke koperdraad. Ach, een beetje geknutsel met hout, lijm en schroeven, je ziet maar hoe je het doet.
Hier was ik nog optimistisch en monteerde ik een volume regelaar. Maar al snel werd deze vervangen door een antenne plug om de ontvangst te verbeteren.

De 80 windingen op de ferrietstaaf met de aftakking op 16 windingen.
Maar 60 windingen met een aftakking op 12 windingen was beter geweest.

De ferriet antenne
Het litze draad van de spoel was een beetje beschadigd, dus onbruikbaar. Want wanneer maar 1 draadje van het litze is onderbroken, is de kwaliteit van de wikkeling heel slecht! Dus een nieuwe wikkeling gemaakt van rood montage draad. De kwaliteit is wel slechter dan een perfecte wikkeling van litze draad...
De ferriet staaf was net iets te lang. Maar met de haakse slijper werd dat probleem in een paar seconden opgelost.
Ik dacht dat 80 windingen met een aftakking op 1/5 oftewel 16 windingen prima was. Maar de 1605kHz hoogste frequentie van de middengolf werd net niet gehaald. Dus 60 windingen met een aftakking op 1/5 oftewel 12 windingen was beter geweest. Het bereik is 340 - 1600kHz en dus kan ik wel de amateurband 472 - 479kHz (635 meter) ontvangen. Alleen telegrafiesignalen zijn daar toegestaan. Maar ik verwacht niet daar ooit iets te ontvangen met deze nostalgische laagspannings buizen radio.
Gewoon montage draad en een beetje lijm, tijdens het drogen van de lijm alles vast klemmen met knijpers en het werkt!

De audio transformator. Kies de aansluiting die het beste resultaat geeft

Klaar!

En hoe doet hij het?
Hij doet het echt! Vele avonden luisterde ik naar al die middengolf stations. Waarschijnlijk ben ik de enige luisteraar, of ken jij iemand die naar de middengolf luistert? Maar 12 volt en toch een prima ontvangst! De terugkoppeling werkt perfect, heel soepel! Het beste kun je de terugkoppeling zo instellen dat de ontvanger net oscilleert. Wanneer een station wordt ontvangen, stopt die oscillatie, of synchroniseert die en is de ontvangst perfect.
Maar het geluid met alleen de ferriet antenne was een beetje zacht. Alleen een paar sterke stations werden ontvangen. Met een 5-10 meter lange draad antenne was de geluidsterkte al veel beter en werden 's avonds heel veel middengolf stations ontvangen. Maar een volume regelaar is niet nodig! Eventueel kun je de terugkoppeling gebruiken om het volume te verlagen. Door de 12 volt voedingsspanning is de ontvanger veilig en eenvoudig. Maar zo'n ontvanger doet het wel beter bij een hogere anode spanning.
En inderdaad, de ECC82 deed het veel beter dan de ECC81!

Vele avonden luisteren naar al die middengolf stations! Net zoals Alex op blote voeten op de
ijskoude stenen vloer. Eenvoudig denken en leven dat heb ik tijdens mijn studententijd van hem geleerd!

Index PA2OHH