In de aankondiging had men het al kunnen lezen, deze avond zou Gyula
zijn speciale middengolfzender demonstreren. Met andere woorden na vele
voorbeschouwingen en proefschakelingen zou deze avond nu eindelijk het
eindproduct aan onze bezoekers worden getoond. Als Gyula arriveert met
een grote doos en zijn benodigdheden begint uit te stallen, kijk ik daar
met enige verwondering naar.
Niet alleen dat van elk bouwproject eerst
een uitgebreide tekening van wordt gemaakt, waarin voor elk onderdeel de
juiste plaats wordt bepaald. Elk draadje op minimumlengte wordt
uitgerekend en over het aantal boutjes en moertjes wordt lang nagedacht.
Geldt dat schijnbaar ook voor het inpakken van een doos, want met
verbazing zie ik hoeveel apparaten Gyula in een slechts kleine doos weet
te vervoeren. Als de zender met bijbehorende antennetuner staat
opgesteld, verdringen de aanwezigen zich om deze prachtige toestellen te
bewonderen.
Nu is het nog wachten op de werking, maar Gyula wil
schijnbaar de spanning wat opvoeren en vraagt aan mij of ik eerst nog
iets wil vertellen. Daar deze zender direct gemoduleerd wordt, zoals we
kunnen zien in het schema, en Gyula kennende, zal waarschijnlijk in de
toekomst nog een aparte modulatieversterker gebouwd worden. Reden voor
mij om in voorbereiding daarop iets te vertellen over het bemeten van
een laagfrequentversterker.
Meestal als iemand vanaf een schema een versterker heeft gebouwd, wordt
een plaat of cd afgespeeld om te luisteren hoe deze klinkt. Dat wordt al
gauw mooi gevonden en men is tevreden met deze zelfbouw.
Anderen gaan weer wat verder en gebruiken een scoop en een sinustoongenerator om op diverse frequenties metingen uit te voeren en
diverse karakteristieken tekenen bij willekeurige tooninstellingen.
Handig zo'n sinusvormig signaal om output, vervorming en versterking
te meten. Maar de werkelijkheid is toch wel anders, want het wordt al
heel anders als meerdere sinusvormige signalen tegelijk worden gebruikt.
In de praktijk zijn deze signalen nog complexer en dan is de vraag: hoe
staat het met de transient respons van de versterker?
Hoe worden plotseling aperiodische veranderingen van het signaal weergegeven. Muziek en vooral spraaksignaal zit uiteraard vol met
“transients” dit in tegenstelling met een sinusvormig signaal. Het gaat
om de stijgtijd van het signaal die direct gevolgd moet kunnen worden.
Als het ware binnen een minimum van tijd vol gas! Iets wat, zoals ik al
eerder liet weten, bij buizentesters volkomen ontbreekt!!
We moeten dus meten met een spanningsvorm die ver van de sinusvorm
afwijkt en dat is de blokgolf. Deze wordt ook wel genoemd vierkantsgolf,
is te vergelijken met een periodiek in een uitgeschakelde gelijkspanning,
waarbij ook nog de polariteit telkens omkeert.
Beschouwen we deze blokgolf echter als een sinusspanning, dan blijkt
deze te zijn samengesteld uit een groot aantal componenten met
verschillende frequenties en amplituden. Niet alleen vergelijkbaar met
de Fourrier-reeksen, maar ook aantoonbaar, doordat grondfrequentie en harmonischen, zoals voorkomend bijvoorbeeld in afstemkringen, aanwezig
zijn. Verzwakt men echter de lagere harmonischen dan verliest de
blokgolf zijn rechthoekige vorm. Ook bij andere frequenties zal deze
rechthoekvorm veranderen. Hieruit volgt dat deze blokgolf geschikt is
als testsignaal en aan de vervorming van de blokgolf afgelezen kan
worden hoe de versterker reageert op dit signaal (zie beschrijving
fig.1).
Als op de scoop de afbeeldingen 7 en 8 zichtbaar worden, is het
wel erg slecht gesteld met de versterker. Als we met de toonregeling een
punt vinden dat de blokgolf zuiver is, dan is de versterking over het
grootste deel gehele frequentiegebied gelijk.
Nu zijn er goedkope en goede blokgolfgeneratoren. Van belang is dat de
positieve en negatieve amplituden gelijk zijn. Dat is natuurlijk te
controleren met een scoop. Een mooi voorbeeld is dit basisschema van
een generator waarin een transistron en begrenzer worden gebruikt. Als
buizen zijn geschikt de EF80, waarvan de tweede als triode is geschakeld,
door anode, vang- en schermrooster door te verbinden. Het is een
schakeling van O.Wells uit 1951, het januarinummer van 'Wireless World' en
voldoet prima.
De eerste buis is geschakeld als transistron. Een reeds
lang bekende schakeling beschreven in de Numans Rosenstein generator (radiocafé 5 mei 2009). Nu in plaats van de dubbel roosterbuis een
pentode, waarvan het stuurrooster is verbonden met de kathode. De
werking zal de meesten wel bekend zijn. Het is een pentode die zodanig
is geschakeld dat zij een negatieve weerstand vertoont. Hierdoor worden
oscillaties mogelijk gemaakt. De gelijkspanningen moeten zodanig gekozen
zijn, dat de anodespanning lager is dan de schermroosterspanning, en de
vangroosterspanning lager dan de kathode spanning. Het gevolg is dat
de anode weinig invloed kan uitoefenen op de elektronenstroom en nu
stuurt het negatieve vangrooster de meeste elektronen, welke door het
schermrooster komen (die in deze schakeling als anode gebruikt wordt),
terug met als gevolg de vorming van een ruimtelading.
Als de spanning
van het vangrooster minder negatief gemaakt wordt, dan zal de
afstotende werking van het vangrooster kleiner worden en meer anodestroom gaan lopen en de schermroosterstroom afnemen. De spanning van
het schermrooster neemt dan toe. Als de spanning over een weerstand
toeneemt en de stroom door deze weerstand kleiner wordt, is dat de
omgekeerde wereld. De inwendige weerstand vertoont dan een negatieve
weerstand die in serie met de kathodeweerstand parallel staat aan de
serieschakeling van condensator en weerstand. Er ontstaan nu
oscillaties.
De schakeling is berekend voor een frequentie van 800
hertz . Het meest geschikt voor LF-metingen. Met de kathodeweerstand
kunnen de juiste amplitudehoogten gelijk gesteld worden. De juiste
waarde van deze weerstand moet proefondervindelijk gevonden worden.
Dat is ook de reden dat er een dubbele voedingsspanning wordt gebruikt,
om zowel positief en negatief goed te kunnen instellen. De begrenzer
wordt direct gestuurd vanuit de anode van de transistron en de uitgangspanning kan ingesteld worden met een lineaire regelbare weerstand.
Om spanningsloos te kunnen uitsturen kan een condensator van 0,1 uF in
serie worden geschakeld met de uitgang. De uitgangsspanning is ongeveer
tien volt, de ingangsregelaar van de versterker zal dus niet te ver
open gedraaid moeten worden. Of een geschikte verzwakker moet aangebracht worden, die de blokgolfvorm niet aantast. Let op dat bij teveel
signaal de versterker zelfs bij een enkel sinusvormig signaal aan de
uitgang al een blokgolf laat zien door oversturing!
Ik zie dat enkele toehoorders al wat zitten te draaien op hun stoel, al
die theorie is natuurlijk wel leerzaam maar ze zijn uiteindelijk gekomen
om de demonstratie van de prachtige zender bij te wonen. Dan komt er
ineens een vraag achter uit het zaaltje of hiermee het verschil tussen
een mantelkern- en ringtrafo op de scoop te zien is. Er gaat even een
zucht door het zaaltje: "Verdorie nog aan toe nu komt die ringkerntrafo
weer om de hoek kijken. Voor je het weet zijn we dan weer een kwartier
verder". Het antwoord op de vraag is: "Nee, er zal weinig verschil te meten
zijn. Echter als de kerndiameter van een ringtrafo kleiner is dan
moeten daar per volt meer windingen op".
Als we de formule bekijken (zie
verslag 8 juli 2008) en we vullen voor B = 12000 gauss in en cosinus
phi = 0.8. Dan is het aantal wikkelingen per volt 47, gedeeld door de
kerndoorsnede in cm². Hoe kleiner de doorsnede des te meer wikkelingen,
wat tevens inhoudt dat de doorsnede juist groter moet worden om de koperweerstand laag te houden. Hierop voortbordurend kan je dus volgens
Anneke stellen, dat er uiteindelijk zelfs geen kern aanwezig is, maar de
trafo is dan zo groot dat hij de voordeur niet meer door kan.
Ach een
ringtrafo is niet slecht maar er worden vreselijke bloemlezingen
gehouden als zou het een wondertrafo zijn. Het is net als bij auto's
met voorwielaandrijving, beter kan niet! Maar echte automobielen zoals Rolls, Bentley, enzovoorts hebben nog altijd achterwielaandrijving. Gyula
staat op met de woorden: “En een starre achteras!”
Ik geef hem de viltstift het is tijd voor zijn lezing over zijn zender.
Eerst een demonstratie en dan de uitleg van het schema. De zender die
met een korte draadantenne is verbonden wordt nu zorgvuldig afgeregeld
met de bijbehorende tuner . Een lampje geeft met vol branden aan dat
maximum energie in de antenne wordt gestuurd. Met een bandrecorder wordt
de zender aangestuurd om de modulatie te verzorgen. Er zijn een paar
draagbare radio's meegenomen die worden afgestemd op de draaggolf.
Dan
schakelt Gyula in. Eerst klinken er luid en helder enige tonen op een
mondorgel, een melodietje dat doet denken aan vroeger in een tentenkamp
tijdens een schoolreisje. Dan klinkt ineens de stem van een omroeper
waarin we duidelijk Gyula herkennen. Die laat weten dat als wij ook weer
graag een mondorgel willen bespelen, deze verkrijgbaar zijn in een
muziekhandel op de Geestersingel in Alkmaar. Dan onmiddellijk volgt er
weer muziek maar telkens onderbroken door reclame over dezelfde
muziekhandel. Maar of daar nu ook kerkorgels gekocht kunnen worden?
Anderzijds de muziek is zeer goed te ontvangen en komt glashelder over
en keurig binnen de bandbreedte. Toch anders dan die zelfbouw setjes met
een ferrietstaafje als antenne, waarbij de muziek herkenbaar genoemd kan
worden, en met een hoop gescharrel de juiste opstelling van het
apparaatje gezocht moet worden om kwaliteitsontvangst mogelijk te
maken. Het staat dan ondertussen zo dicht bij de ontvanger dat een
directe verbindingslijn tot de mogelijkheden behoort.
Wat is het geheim
van deze zender? Ingewikkeld? Nee zeker niet, maar het is een
bijzonder uitgekiend ontwerp en eigenlijk alleen al door gebruik van
zelf gefabriceerde spoelen. Met gewone fabrieksspoelen ben je altijd
gebonden aan schakelingen die door de fabrikant zijn voorgeschreven.
Deze triode-oscillator met geaard rooster heeft vijf vast instelbare
banden die afstembaar zijn, dit met een bereik van 1400 tot 1620 kHz.
Ingenieus is de directe overdracht van het oscillatorsignaal vanaf de
kathode naar het rooster van de als zendbuis geschakelde pentode.
Klik op schema voor vergroting.
Het
negatief is instelbaar met een regelweerstand in de kathode en zal bij
veranderlijk oscillatorsignaal bijgesteld moeten worden. De tankkring
staat in serie met een modulatietrafo. Een omgekeerde uitgang, zodat een laagohmige uitgang er op aangesloten kan worden. Het is Meisner
modulatie wat toegepast wordt, echter ook het schermrooster wordt via
deze trafo gevoed. Zowel anode en schermrooster zijn met de modulatietransformator verbonden, waarmee een prima modulatie verkregen wordt. Wat
vaak over het hoofd wordt gezien, is de antenne aanpassing. In dit
apparaat wordt een seriespoel gebruikt met aftakkingen (beschrijving
staat bij het schema), waarbij de schakelaar zo dicht mogelijk bij de
spoel is gemonteerd.
Lange toevoerleidingen moeten vermeden worden. Deze beïnvloeden de afregeling nadelig. Bij elke stap van de schakelaar wordt
het niet gebruikte deel van de spoel kortgesloten om te voorkomen dat
het losse eind met zijn eigen capaciteit een kring vormt en in een van
de harmonische afgestemd energie zal opnemen. Een al oud principe uit de
tijd van de ouderwetse lange afstemspoelen met schuifregelaars, dat men
de doodeindschakelaar noemt. Tussen spoel en afstemcondensator moet
het juiste evenwicht gezocht worden wat te zien is aan het opgloeien van
het rode ledje dat verbonden is met een enkele draadwinding over de
spoel.
De beide apparaten oogsten bewonderende blikken van de aanwezigen.
Duidelijk te zien dat dit niet zo maar even uit de losse hand is samengesteld. Elk onderdeel is over nagedacht, op een minimale oppervlakte
van het chassis is alles zodanig gerangschikt dat nauwelijks over
bedrading gesproken kan worden. Alles heeft die plaats waar het ook
hoort te staan. Dat moet dan ook wel op papier uitgedokterd zijn,
onmogelijk om het anders zo verfijnd in elkaar te zetten. De energie is
behoorlijk, een neonlamp bij de antenne gehouden lichtte fel op, ook de radio's vlak bij de antenne raakten overstuurd.
Mijn radio een oude
draagbare Philips, een L3X71T uit 1957 voldeed het beste op een afstand
van een meter of tien met een uitzonderlijke hoge kwaliteit. Het is
natuurlijk niet de bedoeling om zo'n maximum aan antenne energie uit te
zenden dan is toegestaan. Toch maakte Gyula zich daar wat zorgen over
dat tijdens deze avond misschien wat te veel vermogen gebruikt zal zijn.
Ik sprak hem een paar dagen daarna en hij bracht het ter sprake. Ik
antwoordde hem dat het zou kunnen en hij zich er nou geen zorgen over
hoeft te maken. Wel was het mij opgevallen dat de volgende dag er drie
klanten in de winkel waren om een mondorgel te kopen. Tegen sluitingstijd
kwam er zelfs nog een pastoor langs met de vraag of ik eens naar zijn
kerkorgel wilde kijken. Maar dat kan natuurlijk toeval zijn.
Of dit het
laatste product zal zijn, dat denk ik niet. Middengolf is natuurlijk
buiten de toegestane banden en toch ook minder interessant. Ombouw tot
een 80 meter zender wordt al weer overwogen. Trouwens met wat ingrepen
is deze zender eenvoudig om te schakelen naar een direct converterontvanger! Met andere woorden we zullen in ons café nog veel ontwerpen
van Gyula Kiss te zien en horen krijgen.
Piet van Schagen |