Verslagen Radiocafé

Verslag 14 juli: Seriebalansversterker, Synchrodyne en een bijzondere ontvanger

Het programma deze avond was zeer gevarieerd. De seriebalansversterker uit les 23, nogmaals de Synchrodyne om even mee te spelen en tot slot Gyula, met weer een bijzondere ontvanger met slechts een ECC85.

Niet alle aanwezigen kennen de vervolgcursus, laat staan les 23. Daarom even een korte uitleg. Deze cursus is ontstaan na de succesvolle NVHR-radiocursus. Deze uit 16 lessen samengestelde cursus wordt afgesloten met een examen waarna een diploma, bij slagen, wordt uitgereikt. Veel geslaagden gaven zich echter nogmaals op voor dezelfde cursus vanwege de gezelligheid, een gegronde reden om nog 16 extra lessen te schrijven onder de naam vervolgcursus.

Ook dit werd druk bezocht tot het moment dat ik tijdens een lesavond in Haarlem te horen kreeg, dat het bestuur het leslokaal niet meer beschikbaar stelde voor deze vervolgcursus. Het bestuur gaf liever de voorkeur aan een knutsel- en restauratieavond. Gelukkig konden wij met de leden van de vervolgcursus dank zij ons lid de heer Oudendijk nog een jaar gratis terecht in de Zanderij, een luxe onderkomen in Schoorl, waar we gelijk zijn gestart met een geheel nieuw programma, meer gericht op leden met een middelbare technische opleiding.

Nu werd er naast radio-ontvangsttechnieken ook diepgaand televisie, audio en zendapparatuur besproken. De belangstelling hiervoor werd echter steeds groter, we kwamen op de duur stoelen te kort. Nu is hieruit gegroeid door tussenkomst van Dick Zijlmans het goed lopende en niet meer weg te denken Radiocafé in Wormerveer.

Deze avond werd nogmaals les 23 de seriebalansversterker van stal gehaald, wat mogelijk is daar Frans Lankester als een laatste levenswerk de complete 32 lessen met tekeningen op een dvd heeft gezet. Om een balansversterker aan te sturen zijn twee regelspanningen nodig, die dezelfde grootte van amplitude moeten hebben, maar 180 graden in fase verschillen. De meest gebruikte schakelingen om dat te bereiken zijn:

  1. Het gebruik van een balans ingangstransformator. Een vrij dure trafo maar wel de zekerheid dat over het gehele frequentiebereik 180 graden fasedraaiing wordt bereikt.
  2. Een faze omkeersysteem middels buizen, die vanwege de vele nodige weerstanden en condensatoren toch weer frequentieafhankelijke netwerken bevatten.
  3. Een van de eindbuizen te laten werken als faseomkeerbuis.

Dat laatste is dan ook het geval in afbeelding 1 van les 23. Laten we voorop stellen dat ook B9 ook als penthode is geschakeld met een weerstand van 5 kΩ aan de positieve spanning van 280 volt en met een voldoende grote capaciteit naar aarde om het schermrooster voor wisselspanning kort te sluiten. Via R51 wordt een wisselspanningssignaal aangeboden op het rooster van B6. Beide gestapelde buizen staan via R42 en R43 in klasse A. De pentode B6 versterkt niet alleen het signaal maar wekt ook harmonischen op, waarvan wij verder alleen de 2e harmonische zullen beschrijven.

 De 2e harmonische zorgt voor asymmetrie van de wisselspanning (zie figuur hierboven). De anodestroom van B6 doorloopt ook pentode B9. Tevens wordt het rooster van B9 aangestuurd via R40 vanaf de anode van B6 die al dezelfde 2e harmonische bevat. Het signaal dat de B9 gaat versterken bevat nu de dubbele 2e harmonische. B9 zorgt ook weer voor een 2e harmonische in tegenfase met de andere twee, zodat we toch een 2e harmonische overhouden die de weg zoekt door de luidspreker. Met andere woorden: op deze wijze komt deze schakeling overeen met die van een enkele eindbuis.

Een oplossing zou zijn om R42 te wijzigen zodat B9 in klasse AB komt met gevolg dat het signaal in de kromme van karakteristiek komt en een grotere 2e harmonische opwekt. Maar dat zal nog niet voldoende zijn, beter is om B9 als triode te schakelen door het schermrooster met de anode te verbinden. B9 werkt dan als triode. De Ia-Vg karakteristiek is van een triode zodanig gekromd dat in hoofdzaak de 2e harmonische optreedt, de kromme is kwadratisch. De door de nu triode B9 opgewekte 2e harmonische is nu bijna zo groot als de dubbele, die wordt versterkt en een betere benadering van de voordelen van de balansversterker wordt bereikt.

Het leuke van deze schakeling is de 800 ohm luidsprekeraanpassing, zodat ook twee schaalluidsprekers parallel aangesloten kunnen worden, anderzijds een nadeel dat alleen hoogohmige luidsprekers gebruikt kunnen worden. Om toch een 8 Ω luidspreker aan te sluiten moet een trafo gebruikt worden met een wikkelverhouding 10 : 1, een transformator 240 – 24 volt waarbij de secundaire 1 ampère kan leveren is goed bruikbaar. Er loopt geen gelijkstroom dus een spleet in de kern is niet nodig. Ook de dempingsfactor is dan veel beter!

Begrijpelijk de vraag: is de vervorming veroorzaakt door de 2e en 3e harmonischen qua percentage te meten? Het lijkt mij een mooi onderwerp om daar een volgende avond eens uitgebreid over te praten. De 2e harmonische geeft de meeste vervorming zoals eerder beschreven. De 3e geeft een afplatting van de toppen van de wisselspanning, dat soms wonderlijk genoeg bij luisteraars als een verrijking van de kwaliteit wordt beschouwd. We spreken van werkelijkheidsweergave en kwaliteitsversterkers, maar horen we nu echt wat er zich op het podium afspeelt?

Als muzikant heb ik verscheidene keren in opnamestudio’s gezeten. Nee, niet gelijk met alle andere orkestleden, maar alleen zittend in een akoestisch aangepast hokje, met een hoofdtelefoon op, speelde ik de gitaarpartijen, op mijn Telecaster versterkt middels een oude 50 watt Marshall versterker van de studio. Het is alleen wat percussie en de piano, die op twee van de 24 sporen recorder staan, die ik te horen krijg.

1964: Piet van Schagen als trompettist in het jazz combo van Willem van den Zanden

Na afloop met zijn allen in de regelkamer luisterend hoe de geluidstechnicus het volgens zijn inzicht samenvoegt naar zijn smaak. De bassist, die normaal links op het podium staat, hoort zich nu rechts, nou niet altijd, want soms past toch beter een tuba die er computertechnisch overheen wordt gezet. De zangeres kan wel wat zachter, want iedereen zingt het toch mee. Wel de basedrum wat meer naar voren halen om de luisteraars in de juiste maat te doen bewegen. Blazers zijn in enkele nummers nauwelijks nog te horen en lopen te mopperen. Het uiteindelijk resultaat is zodanig, dat we het zelf niet meer als zodanig op de bühne kunnen vertolken. Maar het staat op cd en daar gaat het toch om. Nu nog afspelen op een High-End installatie.
Tijd nu om de Synchrodyne te demonstreren. Om op een andere wijze te demoduleren (detecteren) zijn er meer mogelijkheden, dan wat wij gewoonlijk aantreffen in onze radio's. De homodynes, synchrodynes, isodynes, negadynes , psygodynes enzovoort. Dyne betekent oscilleren of opwekken denk aan dynamotor of dynamo. De op de afbeelding getoonde synchrodyne bevat alleen de Cowan-modulator en de oscillator. Het toestel wordt dan ook aangestuurd met een HF-versterker en de uitgang verbonden met een LF-versterker.
Een uitgebreide beschrijving is te vinden in Electron augustus 2008. Maar hierbij in het kort de werking van deze schakeling. Het is een geheel nieuw in 1947 door Dr D.G.Tucker ontworpen detectiesysteem. Volgens HiFi-enthousiasten een welkome ontdekking, want de geluidskwaliteit is enorm en overtreft vele malen de gebruikelijke diodedetectie. Het LF-signaal hoeft zich niet eerst door een diode te worstelen, maar loopt er langs. Er wordt gebruik gemaakt van de Cowan–modulator. Vier dioden in brugschakeling en vanwege de lage drempelspanning is gekozen voor germanium dioden.

Leggen we bij A-B het antennesignaal dus een gemoduleerde HF-wisselspanning aan, dan kan die onverzwakt afgenomen worden bij C-D. De dioden staan tegengesteld. Sluiten op de punten E-F een HF-wisselspanning middels een oscillator aan en E is positief dan loopt er een stroom door de dioden a en b die in serie staan en eveneens door de dioden b en d. Wordt E negatief dan loopt er geen stroom door deze dioden. Als er een stroom vloeit door dioden of gelijkrichtcellen dan wordt de weerstand hiervan zeer gering. Dat betekent dat er tussen A en B tijdens een halve periode van de oscillator een kortsluiting ontstaat voor het gemoduleerde HF-signaal van dezelfde frequentie die door de oscillator wordt aangeboden aan E-F.

Aan C-D hebben we dan gelijkrichting of wel detectie van het antennesignaal. Om de Cowan-modulator aan te sturen met een lage impedantie wordt één helft van een ECC82 als impedantietrafo gebruikt. De andere helft werkt als regelbare oscillator die met een hulpspoel de Cowan-modulator aanstuurt. Met een potentiometer van 400 ohm in de kathode, kan een gedeelte van het signaal van de ontvangst frequentie naar de oscillator gestuurd worden om hem in de pas te houden met dit antennesignaal. Dus het synchroniseren van de oscillator.

De 9 kHz-bandbreedte wordt verkregen door een laagdoorlaatfilter in de uitgang. De afgebeelde Synchrodyne bevat alleen de oscillator en de vier dioden. Parallel aan de variable condensator is een extra regelbare condensator van 30 pF aangebracht om zuiver te kunnen afstemmen. Het werkt met een hoop gefluit en, zoals ook met terugkoppeling, moet afgestemd worden tussen de laagste fluitfrequentie. Opvallend is dan wel de zuivere ontvangst van het gedemoduleerde laagfrequentsignaal.

Tijd voor even een korte pauze met de gebruikelijke drankjes en de nodige versnaperingen in afwachting van het vervolg van deze avond. Want ook Gyula heeft niet stil gezeten aan zijn experimenteertafel thuis en heeft een variant ontwikkeld op de Negadyne met een dubbel roosterlamp (te lezen in het radiocaféverslag 5 mei 2009). Deze oude lampen zijn nog maar mondjesmaat te vinden. Reden voor Gyula om een alternatief te zoeken voor deze Numans-Rosenstein generator de Negadyne.

Ik heb het mogen beluisteren en was verbaasd over de ontvangst van de vele zenders op slechts een minimale antenne. Het uitgangssignaal is voldoende groot om een EL84 vol uit te sturen. Ook in deze schakeling gaat het om het ontdempen van de ontvangstspoel om een zo groot mogelijk Q-factor te verkrijgen. Maar wel zodanig dat de nodige bandbreedte behouden blijft en de kwaliteit van het LF-signaal niet aangetast wordt.

Het schema is te vergelijken met een roosterdetector, alleen de terugkoppeling wordt hier door een aparte triode verzorgd. De roosterdetector wordt nu niet beïnvloed door bijna oscillaties en hoeft alleen maar te detecteren. De tweede triode is met haar rooster verbonden met die van de detectietriode. De anode van deze tweede triode is verbonden met slechts twee windingen op de roosterspoel en zorgt er voor dat in gelijke fase energie wordt teruggevoerd naar de roosterspoel. Hierdoor worden verliezen in de spoel volledig opgeheven.

Met een potentiometer van 2,5 kΩ kan de werking geregeld worden om de juiste instelling te vinden zodat het hinderlijke gefluit zoals dat optreedt bij Negadyne met de A441 achterwege blijft. In het bijgevoegde schema staat de juiste afregeling vermeld. Om de roosterspoel hierbij zo weinig mogelijk te belasten is de roostercondensator verbonden met een aftakking op deze spoel.

Jammer genoeg had Gyula het geheel nog in een proefopstelling thuis op de werktafel en kon dus niet beluisterd worden in ons café. Echter wat ik ter plaatse met voorkennis heb mogen horen was overweldigend. Hopelijk dat we eerdaags dit voortreffelijke en toch uiterst eenvoudige toestel kunnen beluisteren in ons café. Echter Gyula kennende, wist hij met zijn niet te stuiten enthousiasme ons zelfs nog even weten, dat met wat wijzigingen en daar liep hij al weer naar het bord met zijn viltstift.

Maar Gyula had het al niet meer hoeven te tekenen, want er werd al geroepen “Nu wordt het zeker weer een reflex!!” Toch even snel met wat wijzigingen verscheen er inderdaad een reflexschakeling op het bord. Er werd spontaan geklapt, echter met de wisser veegde Gyula de aangebrachte veranderingen weg en tekende opnieuw zijn ontwerp van het nieuwe type Negadyne, want dat was uiteindelijk het verhaal waar zijn lezing dit keer over ging.

Piet van Schagen.