Verslagen Radiocaf

6 maart 2018: Modulatie met koolmicrofoon

Bij binnenkomst viel mij al gelijk op dat de opstelling van tafels en stoelen was gewijzigd.
Nu kon iedereen naar voren kijken wat begrijpelijk prettiger is. Ook de demonstratietafel heb ik met behulp van Gerard Tel op een handiger wijze neergezet zodat de daarop geplaatste toestellen nu beter bekeken kunnen worden.

Deze avond was er een redelijk aantal aanwezigen. Hoe meer zielen hoe meer vreugd zou men denken maar hier geldt: hoe meer demping des te beter is de voordracht van de spreker te volgen. Na-ijlende reflecties kunnen anders voor onverstaanbaarheid zorgen achter in het zaaltje. Vergelijk het met het aanbrengen van absorberend geluidsmateriaal in een luidsprekerkast om reflectie tegen te gaan. In deze niet al te grote ruimte heeft geluidsversterking weinig zin. Ervaring heeft mij geleerd dat het willekeurig plaatsen van een microfoon en een paar luidsprekers, niet altijd bijdraagt aan een verbeterde verstaanbaarheid van de spreker. Ik vertrouw daarom maar liever op mijn eigen onversterkte stemgeluid.

Deze avond zal nogmaals gesproken worden over de E10 zendontvanger en wel de wijze van moduleren van het HF-signaal. Het is een vervolg op de voorgaande avond van 20 februari 2018. Veel gegevens zijn overgenomen uit een Franse militaire telegraphie cursus uit 1920.

Daarvoor meegenomen een heterodyne uit 1922 en een antenneafstemming van Lemouzy uit diezelfde periode. Plus een koolmicrofoon en spoel voor de modulatie.

Om de werking te kunnen beluisteren gebruikte ik een oude Eddystone ontvanger type 840 A (radiocafé 26 juli 2011). Als ik deze op de tafel zet is er al gelijk belangstelling voor deze ontvanger.

Terwijl er nauwelijks gekeken wordt naar de GMR heterodyne, te weten dat deze zelfs een tijdje heeft gelogeerd in Frankrijk om er foto’s van te maken voor het boek. “TSF Antique” geschreven door Camel Belhagène. Le plus beux postes de TSF de 1921 à 1927. Ik mag daarom aannemen dat de meegebrachte GMR een zeldzaam exemplaar is.

Het geheel is te gebruiken als zender en kan telegrafie verzorgd worden met een morsesleutel die in serie is geschakeld met de anodevoeding. Tevens meegenomen een honingraatspoel 100 wdg waar op een koolmicrofoon is aangesloten. Hiermede een kring met variabele weerstand vormend, welke tegen de oscillatorspoel wordt aangeschoven. Er zal straks telefonie te horen zijn om zo te laten weten hoe dit werkt bij de E10 zendontvanger die de vorige keer op 20 februari 2018 besproken is. Daar is ook het schema te vinden van de E10 zend ontvanger.

De gegevens van deze beroemde E10 heb ik op gevraagd en gekregen en hieronder vermeld.

Later bleek naar het zoeken in allerlei boeken en bladen dat iemand mij een tijdschrift AVIONS had gegeven waarin ook deze gegevens vermeld staan. De E10 werd namelijk ook tijdens de Eerste Wereldoorlog in vliegtuigen gebruikt. Het trillen van de gloeidraden kon zorgen voor ongewenste klok geluiden (microfonisch effect) en daarom werden de zes lampvoeten op een rubberen chassis gemonteerd.

Het hieronder afgebeeld schema laat het principe zien van de oscillator welke wordt toegepast in de E10 zender.

In deze schakeling wordt geen roostercondensator en lekweerstand gebruikt. Dit om maximaal ver in klasse C te kunnen oscilleren tot zelfs in het positieve roosterspanningsdeel. Dit om maximale HF-energie op te wekken in de oscillatorspoel die verbonden is met (La) de regelbare antennespoel (L) in het grote schema. Met 320 Volt plaatspanning en 6 Volt gloeispanning zou dan ongeveer 14 Watt antenne-energie opgewekt kunnen worden in de spoel met één TM lamp.

In klasse C krijgt de spoel namelijk door de hoge anodespanning van 320 Volt, net als een schommel een stevige zet en slingert door het nulpunt heen de andere kant op. Met een theelepeltje roeren in een pan met water geeft kleine golfjes, met een grote houten pollepel worden het ruwe golven. Zo ook met de sterke anodestroom die door de triode loopt. Om uit deze sterk oscillerende schakeling welke wordt gebruikt als zendlamp, maximaal vermogen en rendement te halen wordt deze namelijk ver in klasse C gebruikt.

Men kiest Vg zo groot, dat het werkpunt op de Ia-Vg karakteristiek nog voorbij het afknijppunt komt. Het opgewekte signaal wordt zo groot dat de wisselspanning toppen ver in het positieve roosterspanning gebied doordringen. Dit door de gloeidraadaansluiting Lg op de meest gunstige plaats aan te sluiten. De anode is direct verbonden met de hoogspanning van 320 Volt en de oscillatorspoel is geschakeld tussen het rooster en aarde.

De gloeidraad is op een aftakking van de spoel geplaatst. Een variant op de twee jaar eerder bedachte Hartley-schakeling. In het originele schema is er nog een smoorspoel geplaatst met een lage weerstand die buiten de eigenlijke afstemming ligt in serie met de min-leiding van de gloeispanning. Het antennesignaal wordt afgenomen van het rooster. Zoals ook wij dat nog altijd doen in onze superheterodyne ontvangers om als mengsignaal te gebruiken.

Met drie TM’s komen we dan zoals vermeld in de oude bijlage, bijna op 45 Watt als we middels de morsesleutel het onderbreken van de oscillator, telegrafie toepassen. Er is dan genoeg rust tussen de tekens om de overbelasting van de drie TM’s te voorkomen. Maar dat kan alleen als ook de antenne goed is afgestemd.

Voor het vliegtuig is de romp het aardpunt en de antenne een draad van 80 à 100 meter. Op de grond wordt gebruik gemaakt van een V-antenne gespannen op een paal van 12 meter hoog en aan beide zijden in een driehoek 50 meter draad. Het grondvlak is dan 97 meter lang. Aarde middels een paar draden over de grond gespannen. Afstemmen van de antennestroom wordt met de aftakbare spoel geregeld en de primaire condensator welke ook dienst doet om de ontvanger af te stemmen. De hittedraad ampèremeter moet dan een anodestroom dip aanwijzen.

De ontvanger heeft geen terugkoppeling, waarschijnlijk om te voorkomen dat door oscilleren fluitsignalen door de vijand hoorbaar zijn. Met gevolg dat de E10 gemakkelijk gelokaliseerd kan worden, wat voor de telegrafist niet zo prettig is.

Het is deze avond niet de bedoeling de E10-schakeling te bespreken, maar of het mogelijk is om redelijke telefonie uit te zenden middels een koolmicrofoon die aangesloten is over enkele windingen van de oscillatorspoel. Het liefst zo weinig mogelijk windingen want deze absorptiemodulatie kost antenne-energie.

Ook wij konden door de spoel verder te verwijderen van de oscillator spoel een zodanig punt vinden waarbij de modulatie nog redelijk goed hoorbaar is. Met morse is begrijpelijk een veel groter zendbereik mogelijk. Ed Plevier heeft al eerder zijn NSF-project op een van onze avonden uitgebreid besproken en beschreven in ons blad waarbij deze wijze van modulatie ook werd gebruikt. Altijd toch weer interessant deze oude technieken te bestuderen en demonstraties bij te wonen.

Daarom nogmaals een demonstratie met deze zender, die hier op de tafel is opgesteld. Bestaande uit de GMR heterodyne en een antenne-afstemming vergelijkbaar met die van de E10.

Tegen de oscillatorspoel is een honingraatspoel geplaatst van 100 wdg welke meer of minder gekoppeld kan worden met de heterodyne-spoel door deze meer of minder ver ten opzichte van de oscillatorspoel te verschuiven. De koolmicrofoon is aangesloten direct op de spoel. Dus geen batterij of andere hulpspanning.

Het geheel werkt als een absorptieschakeling. Door de spoel welke kortgesloten is door de koolmicrofoon te verschuiven kan zelfs afgestemd worden. Marconi deed dat in zijn eerste ontvangers middels een koperen plaat die meer of minder voor een ontvangstspoel werd geschoven. Wij laten de spoel staan en door de weerstand van de koolmicrofoon te wijzigen middels onze stem, verandert de kringkwaliteit van de spoel en wel in het ritme van ons stemgeluid. Hiermee wijzigt de afstemming van de oscillator in hetzelfde ritme en het is duidelijk dus frequentiemodulatie.

Toch blijkt al snel dat met de Eddystone AM-superontvanger luid en duidelijk het gesproken woord is te horen. Als de ontvanger op de zendfrequentie staat afgestemd dan zal de door ons uitgezonden frequentie zich tijdens het spreken capacitief of inductief wijzigen en over de antennespoel in de ontvanger een wisselende amplitude opwekken naar gelang van de frequentiewijziging. Er komt dus een draaggolf binnen die als het ware tweevoudig is gemoduleerd. Door de afstemming iets te verdraaien van de ontvanger komen we iets naast de zender op een der flanken van de afstemkromme en is het laagfrequentsignaal door detectie goed te verstaan.

Men noemt dat zijbanddetectie, een nadeel is dat terugkoppeling bij rechtuitontvangers met een dergelijke gemoduleerde draaggolf onmogelijk is. Zelfs Idzerda werd hierover vroeger aangesproken. Hier betreft het zelfs een heterodyne-ontvanger waarbij zelfs de modulatie in de MF-versterker behouden blijft. Het kan dus ook een van de redenen zijn dat de E10 ontvanger geen terugkoppeling heeft. Het is de bedoeling gesproken boodschappen over te brengen die redelijk verstaanbaar zijn.

De demonstratie verliep goed, wel moest de koolmicrofoon soms geschud worden omdat er toch een geïnduceerde hoogfrequentstroom loopt door de spoel en de daarop aangesloten microfoon waardoor de koolkorrels gaan kleven.

De koolmicrofoon uit de Tweede Wereldoorlog, een onderdeel van de 18 set, hebben we vervangen door een telefoonhoorn, uit een telefooncel in Parijs rond 1920, en deze deed het zelfs nog beter.

John Hupse maakte van de gelegenheid gebruik om via de zender ons te bedanken voor de prachtige kaart met de beste wensen die wij hem hadden toegestuurd na zijn ongelukkige val in Zaandam tijdens de vorstperiode. Luid en duidelijk klonk zijn stem uit de Eddystone luidspreker en die gelijktijdig verder het land in werd gedragen op de lange golf.

Het zou natuurlijk beter zijn om te moduleren in de anodestroom ook wel Heizing-modulatie genoemd. Echter dan moet de modulatieversterker twee maal zoveel vermogen leveren dan het uitgangsvermogen van de oscillator. Dat zou betekenen nog zes extra TM lampen wat alleen al een enorm extra gloeistroomvermogen betekent en extra gewicht aan accu’s. Wat in een vliegtuig meetelt en voor het haastig verplaatsen in een loopgraaf ook al niet zo handig is.

De E10 is nog lang na de eerste wereldoorlog gebruikt!
Weer een leuke avond waarbij de voordracht behoorlijk uitliep, de drinkpauze schoot er bij in.

Piet van Schagen radiotechnicus.

Gegevens uit:
“TSF et Aviation 1917 – 1918” par Aimé Salles.
“Les secrets de la TSF” par Willy Rogers, Telegrafiecursus. 1920.