Bygge av rörradio (FM)

[Spisblinkaren]

Som vanligt hoppar jag en del mellan alla mina 51 projekt (12 i fokus)

Försöker få grepp om hur jag ska fortsätta mitt bygge.

Jag gillar inte den udda MF-frekvensen på 10,7MHz, jag vill ha 10MHz så att man lättare ser/förstår vad som händer (jag får se om jag gör nåt åt det).

Nu tänker jag som sagt bygga radion bakifrån-å-fram så nästa steg är MF&detektor-steget mha ECC81, detta MF&detektor-steg kommer innehålla en triodhalva som likriktare för flankdiskriminatorn och två triodhalvor som MF-steg i kaskad.

Jag har då en triodhalva över som är dedikerad LO'n, jag skulle kunna bygga en Hartley MF-oscillator av den tillfälligtvis, men jag har ju min KD-testare dvs jag kan bara peta med den på MF-stegets ingång och mäta/höra vad som händer och att tillfälligt bygga en MF-oscillator som sedan måste bli/bytas till en VHF-oschillator det betyder dels helt olika kärnor dels helt nya komponentvärden dels en massa jobb.

Nåt som är bättre är att förlita sig på KD-testaren och trimma MF-delen mha den, då är hela den biten färdig, tom AF sitter där och väntar på flank-detekterad signal.

Om vi då hoppar till steget efter detta i projektet så blir det till att bygga LO & Mixer (sista steget i raketen blir Antenn+VHF-steg), sen lurar jag lite pga ElTompa's trevliga tips att skippa dubbla VHF-steg och detta mest för att det blir tillräckligt meckigt att trimma in ett VHF-steg samtidigt som förstärkningen sägs räcka.

När jag då får ett halvrör över i VHF-delen är min plan faktiskt att parallella dom båda triodhalvorna, på det sättet får jag nämligen halva rp med samma my, och vi har ju redan sett hur små Zo (~6k) vi faktiskt får redan hos MF, pga strökapacitanser, skin-effekt och annat räknar jag med ännu lägre Zo för hela FM-bandets LC-krets och vad jag vill komma till är att ju lägre rp desto högre gain för samma Zo får jag, dock kan det kanske bli lite problem med "dubbla" kapacitanser(?).

Den här delen av radion kommer jag trimma in med de spartanska medel jag har förutom den hemmabyggda KD-testaren (FM-modulerad MF) och FM-testaren (100MHz, 5:e övertonen hos 20MHz-kristall).

När jag byggt MF&detektor-delen och nyttjat KD-testaren så att jag får ut en ton (~350Hz) i högtalaren så kan man anse MF&detektor-delen vara färdig.

Därefter bygger jag LO'n (98,7<f<118,7MHz), detta kan jag knappast mäta med mitt 30MHz-skåp och vad värre, jag kan inte ratta in hela spannet på radion heller så jag måste mäta indirekt.

Vi vet nämligen att FM-testaren fungerar, den genererar 100MHz (tillräckligt för att "få bort" bruset på radion ställd på FM 100MHz på ett avstånd av 10 meter) och när vi vet det samtidigt som vi trimmat in MF-delen till 10,7MHz mha KD-testaren, då kan vi indirekt räkna ut vilken frekvens LO har (som alltså ska ha 118,7MHz för att ligga 10,7MHz över högsta frekvensen i FM-bandet, dvs 108MHz), med andra ord, OM jag kan mäta 10,7MHz hos MF-steget samtidigt som jag petat in 100MHz till Mixern så är LO helt enkelt 110,7MHz.

Sen är det BARA tracking kvar

MVH/Roger
PS
Fan jag är trött på dom här jävla 10 KOMMA SJU hela tiden, jag ska ha 10 KOMMA NOLL

[Spisblinkaren]

\(\frac{f_1}{f_0}=\sqrt{\frac{L_0C_0}{L_1C_1}}\)

C är runt 60pF, önskad frekvens lägre alltså ny kapacitans större dvs 68pF

C+8pF mao, [Grön] trimmer i parallell nästa

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Jag har bestämt mig för att experimentera med en sak innan jag bygger vidare på min rörradio.

Synthesia påtalade nämligen indirekt via ett schema att man kan bygga dioder med trioder på ett sätt som är i det närmaste galant tänkt och bortanför min horisont av tänk.

Jag har kopplat galler till katod och får då en diodfunktion som är i enlighet med Ugk=0 och detta är den överföringsfuntion som normalt ger minsta spänningstapp, om man säger.

MEN Synthesia's schema visade skumt nog att gallret kan kopplas till anod, detta är faktiskt mycket intressant för på detta sätt kommer "anoden" mycket närmare katoden och strömformeln vid termisk emission är inverst proportionerlig mod avståndet i kvadrat, dvs en halvering av avståndet ger 4 ggr mer ström och därmed 4ggr lägre effektiv resistans vilket i sin tur gör så att tappet vid denna typ av FW-koppling blir avsevärt mindre (nu tappar jag nästan hälften av späninngen redan vid 3mA och ett låg-rp rör såsom ECC88).

Därför vill jag utreda det här på detta sätt:
1) Sätt i rörsurrugatet dvs två 1N4007 och mät utspänning och utström
2) Kläm i ECC88 och mät utspänning och ström
3) Koppla om likriktarsockeln så att du får att galler och anod går ihop istället för galler och katod, mät utspänning och ström.

Dessa experiment går alltså före vidare HF-konstruktion.

MVH/Roger
PS
Fasen, tänk om jag kan likrikta mha ECC88 trots allt Fast samtidigt, sa vi inte 5mA per ECC81-halva, 8 halvor och vi är uppe i 40mA, det tål inte ECC88, så kanske jag ska lägga ner detta experiment från början, om det inte vore för detektordioden, där är det ju bra ju lägre rp man kan få (dock inte riktigt samma problematik som för Si/Ge).

[Spisblinkaren]

Nu ska Ni få höra på nåt roligt.

Första testfallet är med två kiseldioder (1N4007) som helvågs (FW) likriktarrör-surrogat [Si], andra testfallet är en ECC88 i FW-koppling men med galler kopplad till katod [ECC88_std], tredje testfallet är en ECC88 i FW-koppling men med galler kopplad till anod [ECC88_opt].

Spana in dessa resultat

Data från vänster till höger:
U (efter filtrering mha 1k/33uF och alltså för-filtrerad rå matning för alla rör)
Ik1 (ECC83-splitterns ström)
Ik2 (ECC83-förstärkarens ström)
Ik3 (ECC82-PP ström)
I_tot (summering av all ström)
[Si]: 182V, 2V/15k, 2V/15k, 9,4V/4k7, 2,3mA
[ECC88_std]: 139V, 4V/15k, 1V/15k, 7,1V/4k7, 1,8mA
[ECC88_opt]: 172V, 4V/15k, 1V/15k, 8,9V/4k7, 2,2mA

Om man antar att [Si] är "generatorns" spänning så gäller

\(R_g=\frac{182V-U}{I_{tot}}\)

Och sätter man in värdena för [ECC88_std] så fås hela 24k inre resistans (begriper det inte ty rp~3k), sätter man däremot in värdena för [ECC88_opt] så fås bara knappt 5k, vilket ju är mer rimligt.

Mycket roligt detta för utgångsimpedansen har sjunkit så mycket iom detta tricket att jag faktiskt kan använda ECC88 som likriktarrör, måste bara försöka hålla nere totala strömförbrukningen, men jag har ju ändå tänkt införa Rk på alla rör och då är det inte så svårt att dra ner strömmen ytterligare även om min första tanke var att bara skona filtermotståntet på 15k/0,6W som alltså redan är ditsatt (och som jag vägrar byta pga meckigt).

Det finns alltså fortfarande en chans att detta kan bli en genuin All Triode Tube Radio

MVH/Roger
PS
Att Rg gick ner så våldsamt (typ 1/5) är nog inte så konstigt för elektronerna accelereras mycket närmare katoden om gallret leker anod, och vad jag har förstått så gäller för en diod

\(Ik\propto \frac{A}{d^2}\)

där A är arean och d avståndet.

[Spisblinkaren]

Jag har mätt lite idag.

Från vänster till höger
Uin(pp), Ur(pp), Uo(pp), Pout
I den ordningen
Hörbarhet: 4mV, -, 100mV, -
Max: 200mV, -, 4V, 40mW@50 Ohm/1kHz
Rippel: -, 1mV/50Hz, -, -

Alltså är ingångskänsligheten för att nätt och jämt kunna höra 1kHz-tonen 4mVpp (<2mVe), förstärkningen ut till högtalare är då lite kuriosamässigt 25ggr.

Max utsignal fås vid 200mVpp in, effekt ut är då 40mW

Rippel är nästan inte mätbart dvs bara 1mVpp@50Hz (dvs kommer från AC-glöden).

Om min Mixer hade kunnat ge runt 100mV direkt hade det således räckt med endast ett MF-steg (ty jag hade runt 5mVpp ut från Flankdiskriminatorn med runt 100mVpp in, då) men eftersom min kommande Mixer inte kommer att kunna ge mer än några mV (tror jag) så har det ju införts ännu ett MF-steg.

Pga den trevliga erfarenheten att ECC88 kan leverera helvågslikriktad dc-ström med en inre resistans om bara 5k när galler dras till anod (istället för katod), så ser vi att ett maximalt tapp på 50V innebär max 10mA ström till hela radion.

Så min strömbudget för hela radion spikar jag nu till runt 10mA.

Jag har 6 dubbel-trioder som drar ström, 1mA/rör-halva är då önskvärt (e.g 12mA totalt).

Nu är det lite trist att gå ner så långt i ström/biasering med ECC81 för den funkar lite dåligt där nere dvs rp är högre än optimalt och my är mindre än optimalt, men fungerar gör det.

Eftersom jag har den resonanta impedansen för LC-kretsen i MF-fallet på runt 6k (Zo) och om vi säger, pga den låga strömmen, att rp är dubbelt så stor dvs 20k och my hälften så stor dvs 30 så blir förstärkningen bara 7ggr, hade däremot rp/my varit de normala 10k/60 så fås 23, dvs en ganska stor skillnad.

Så frågan är, ska jag verkligen strypa strömmen så mycket eller ska jag byta rörtyp?

Och i så fall till vilket?

Jag vill alltså ha ett rör (dubbeltriod, pga elektromekaniskt spikat) som har:
1) Lågt rp (gärna runt 5k eller mindre)
2) Högt my (över 30 är okej)
3) Funkar bra på låg ström (gärna runt 1mA bara)

ECC81 funkar inget vidare på så låg ström som 1mA, mätte precis detta med linjal (arbetspunkt:150V/15k, Ia=1mA@-2,5V)
1) my: 37 (-38%)
2) rp=21k (+110%)

Inte bra, MEN jag tror ändå jag ska köra med detta dvs Rk=2k2

MVH/Roger
PS
I shemat har jag ändrat värdet på Rk från 220R (5mA) till 2k2 (1mA), sen har jag kopplat om alla dioder (dvs dragit galler till anod isf katod).

[Spisblinkaren]

Nu har jag lindat ett par MF-spolar, den ena är en 1:1 transformator och den andra en ren spole.

Transformatorn skall bli till en flankdiskriminator (FD) dvs primären kommer att avstämmas till MF (10,7MHz) för maximal förstärkning men sekundären kommer att avstämmas lite snett för att sedan AM-detekteras för då får man nämligen en F/V-överföring som man kan nyttja till att dektektera modulationen (AF).

Spolen kommer nyttjas i det experimentellt bestämda behovet av kaskadförstärkning av MF ty ett MF-steg räcker alltså inte för att ta hand om den lilla blandarsignalen som kommer komma ut från blandaren.

Jag kommer börja med att försöka få ordning på detektorn och därmed införa ett enda rör (ECC81), om sedan test mha min KD-testare ger nån slags hörbar AF ut så kommer jag införa det andra MF-steget och därmed ovanstående (avstämda) spole ty HF kan inte förstärkas utan att (ingångs)kapacitanser neutraliseras mha avstämda steg.

MVH/Roger

[Spisblinkaren]

Nu har jag byggt ena MF-steget och flankdiskriminatorn (FD).

Det jag är bäst på dvs linjär elektronik fungerade klockrent, siktade på 1mA och fick 1,1mA

Det jag är sämst på dvs olinjär elektronik blev NATURLIGTVIS ett fiasko, primära resonansspänningen (Up) var rejält mycket mindre nu än med JFET (förstärkning runt 12dB, tidigare med JFET runt 25dB).

Inte nog med det, inte tillstymmelse till AF varken syns eller hörs.

Jag tror dock det är svårt att trimma båda sidorna av en trafo för att båda sidorna påverkar varandra, man kan alltså inte trimma max Up och sedan trimma för max Us, speciellt svårt blir det när Us skall snedställas (FD).

Jag har mest lött ihop grejerna ikväll, tänker applicera två feta vridkondensatorer (>150pF) på både primär och sekundär i morgon sen får jag hoppas på ett under som faktiskt skedde för JFET-varianten, dvs jag prickade samtidig Up-avstämning med optimal Us-snedställning.

Men den låga förstärkningen bekymrar mig, fast jag har å andra sidan inte testat med feta vridkondingar än.

Jag tror jag gör det nu, vänta...Nej, jag får inte ut tillstymmelse till AF ut hur jag än vrider de båda vridisarna.

Bifogar ändå ett kort på vad jag byggt

MVH/Roger
PS
Har för mig att jag hade räknat ut 6k som Zo, Av=myZo/(rp+Zo)=60*6k/(10k+6k)=22, nej det stämmer inte för typ 5 har jag nu.

Kikade i trådhistoriken, jag fick ut 1,4Vpp när jag matade JFET med 10V och standard KD-testare (150mV), nära 20dB alltså, nu får jag plötsligt bara ut 800mV dvs drygt 5ggr eller 14dB fast 1mA ÄR en taskig ström för ECC81, kan tänka mig att rp minst är den dubbla där nere och kanske tom den tredubbla så om vi avrundar till 25k så blir förstärkningen 60*6/(25+6)=12, men det blir ändå 12ggr och inte 5ggr, my är iofs också mindre...

[Spisblinkaren]

Nu jävlar är jag på G

Eftersom jag tänkt bygga RIAA-steg med ECC81 och hade 2st Philips och 3st Siemens så bytte jag detta teströr mot ett Siemens (två Philips i RIAA mao).

Lite mätdata:
1) Ib=2,2mA (parallellade befintligt 2k2 med 1k för att få upp strömmen och därmed bättra på parametrarna lite).
2) Uin(PA)=1mVpp
3) Uo(hgt)=30mVpp, ~300Hz
4) Up~600mVpp (spänningen över primären, alltså).

Sen tog jag bort proben på Up, mätte över hgt och rattade på de feta vridkondingarna, då fick jag till slut:
1) Uo(hgt)=225mVpp, ~300Hz
2) Uin(PA)=10mVpp

Då lödde jag loss de båda feta vridisarna (samtidigt som on board trimmisar var satta på "noll") och mätte då
1) Cp=+70pF
2) Cs=+107pF

När jag sen adderade fasta 56p och 100p så blev det tyvärr sämre (Brun trimmar 0-33pF, nedre gräns grovt räknat):
1) Uo(hgt)=70mVpp
2) Uin(PA)=2mVpp

MEN, konceptet fungerar!

Lite märkligt med dom höga kapacitanserna dock, förstår det inte riktigt för resonans skall ske runt 30pF, tror jag.

Vi kan räkna lite på det för jag har runt 18 varv på en kärna med AL-värde på 5,5nH/varv och detta borde ge 1,8uH samtidigt som resonans runt 10MHz innebär ett C på runt 141pF, så det kanske inte är så fel?

MVH/Roger
PS
Nu ska jag bygga ett till MF-steg där jag hoppas kunna höra lite från högtalaren, högtalaren låter inte ett skvatt just nu oavsett ovanstående nivåer men man känner på membranet att den ger ifrån sig en signal. Man skulle haft trimmers som var närmare 100pF än dessa bruna som bara maxar 33pF.

[Spisblinkaren]

Jag har gjort om flankdiskriminatorn lite, den liknar nu mer en gammal hederlig kristallmottagare.

Jag införde lite sent ett 100k över 100pF för det passar bättre med avseende på hur väl man vill att spänningen över 100pF skall följa modulationen/meddelandet, RC är egentligen unikt för varje frekvens och modullationsgrad (%) men att nyttja en RC som är i paritet med mista 1/w tycks vara en bra approach.

MVH/Roger
PS
I morgon skall jag försöka trimma flankdiskriminatorn bättre, tror jag adderat för stor kapacitans sekundärt, tänker mig 82pF//10pF i stället för 100pF. Lite häftigt att röret fungerar så pass bra som diod också!

[Spisblinkaren]

Ikväll hände nåt riktigt jävla roligt!

Jag fick ju inte trimmat in AF(hgt) så bra igår efter att jag bytte ut de feta vridisarna mot deras fasta värden, men jag gav mig f-n på att jag skulle ha samma fina prestanda med fasta kondinger så jag har ikväll trimmat både framlänges och baklänges och till slut satt den där:

400mVpp demodulerad AF ut på högtalaren

Inte dåligt, eller hur?

Betänk att jag med hjälp av JFET kom upp i knappt 10mVpp om jag inte minns fel, med samma stimuli dvs KD-testaren alltså.

Up är svår att mäta men buffrad utgång från KD-testaren tycks vara 150mVpp enligt nyligen gjorda mätningar (emitterföljarutgång+1:10prob/20pF) som alltså är input till MF-testet.

Med andra ord har jag en såpass rejäl signal som 150mVpp in i demodulator-delen, jag kan naturligtvis inte räkna med dessa nivåer ut från Mixern så här finns eventuellt ett problem.

Det är svårt att säga vad Gain är men en uppskattning är 400mVpp/150mVpp ut dvs runt 3ggr "modulerad FM->AF".

Kanske jag kan kräma ut mer än detta i kaskad-steget ty nu gäller bara relativ förstärkning dvs att om man kan anta att mixern max kan ge 4mVpp samtidigt som säg 400mVpp är optimalt för hörbarhet ut till högtalare (jag hör nu faktiskt 400mV men det är sannerligen på gränsen, 50 Ohm hgt) OCH att jag har säg 3ggrs förstärkning (400mVpp/150mVpp) i detta steget, då krävs faktiskt "bara" 100/3ggrs förstärkning av kaskadsteget för hörbarhet.

Detta bådar inte gott för jag har verkligen trimmat andra delen av MF-steget och jag tror ärligt talat jag inte kan få ut mer än dessa 400mVpp.

Får hoppas på att mixern kan ge typ 3ggr högre signal än vad jag kalkylerar med, men kanske den kan det om man har avstämda filter?

MVH/Roger
PS
När jag provade sänka tillbaks strömmen hos ECC81 sjönk utnivån med max 3dB dvs 1mA bias går utmärkt!

[ELTompa]

Kul att följa dina framsteg. Känner igen mig mycket i din beskrivning att ge sig f-n på att få till det med de fasta kondingarna.
Har gjort exakt så själv när jag byggde rörsändare tidigt 80-tal.
Lite tråkigt att du inte fick kvotdetektorn att fungera. Det är ju nästan så man skulle försöka själv att göra en KD. Lite samma känsla, de ska f-n gå
Gillar också ditt sätt att prova dig fram . Det är mycket roligare än att sitta och LTspajsa på datorn.

[Spisblinkaren]

Tack för ditt inlägg, det peppar mig!

Ja, det var synd att jag inte fick nån ordning på KD men den funkade faktiskt hyfsat till slut, problemet var bara att hur jag än försökte så lyckades jag inte först den och jag vill inte använda mig av kretslösningar jag inte ens delvis förstår, en FD är däremot busenkel att förstå så jag föredrog den till slut.

Jag älskar det här sättet skapa saker, när det gäller analoga grejer är det ju dessutom ganska tacksamt för det finns mer utrymme för experimenterande ty saker behöver inte vara så exakt vid första testet, det räcker liksom om man kan se en liiiiten signal ut från FD till exempel så är det först extas sen är det "bara" att ratta runt

MMVH/Roger
PS
Bifoga gärna en bild/schema på din säkerligen fina rörsändare om du har nåt sånt kvar. Eftersom sändarbyggen är "förbjudet" för amatörer utan licens så är det inte aktuellt att bygga nån men det kan ändå vara kul att se nån (och försöka sätta sig in i hur den fungerar).

[Spisblinkaren]

400mVpp@50 Ohm=0,4mW

Ingen stor uteffekt precis samtidigt som högtalarens verkningsgrad bara sägs vara 75dB/Wm.

Avvikelsen i SPL pga den låga effekten är 10lg(0,004/1)=-34dB=>75-34=41dB SPL.

Vad är egentligen SPL hörbarhet?

Eller är kanske 0dB SPL just hörbarheten?

Tittar man sedan på SPL(f) så ser man att högtalaren är igång först vid lite drygt 500Hz samtidigt som 300Hz ger ytterligare -10dB dämpning av ovan.

Jag tänker dock inte ändra på min entransistor-oscillator i KD-testaren även om den verkar ligga på 368Hz vilket faktiskt ger en grovt sett +10dB "gain" bara av att flytta frekvens ovanför 500Hz.

Sen har jag kommit på nåt annat roligt:

ka=1=>f=c/(2piD)=340/0,1>3kHz innebär att ett löst element är direktivt efter 3kHz och här kommer det, eftersom jag inte har nån låda för elementet så kortsluts elementet akustiskt för frekvenser under 3kHz!

Detta kan stämma för jag känner helt klart vibrationerna hos membranet men hör inte tillstymmelse till signal!

Jag måste mao bygga in högtalaren i en liten låda, där faktiskt ytterligare "gain" kommer att komma av det faktum att rymdvinkeln halveras, med andra ord får jag +3dB här och om jag orkar flytta entransistorn till säg 1kHz istället så skulle jag få ytterligare "gain" på +10dB av det, slutligen kan man kräma ur ännu mera "gain" genom att bygga en liten pappers-tratt framför elementet

Om halva öppningsvinkeln hos papperstratten är alfa, då är "rymdvinkelförstärkningen" 4pi/(2pi*sin(alfa))=2/sin(alfa) så om vi leker med en tratt som bara har 30 graders öppning (alfa=15 grader) då har vi en "gain" på nära 8ggr och eftersom det egentligen handlar om intensiteter (W/m^2) och jämförelsevis en isotrop spridning av effekten så blir den akustiska förstärkningen ("gain") nära 9 dB.

Totalt kan jag alltså trolla fram närmare +10+3+9=+22dB, inte illa va?

Men varför håller jag på och fjantar mig såhär?

Jo, MF/FD-stegen kommer knappt ha tillräckligt med gain för att, utifrån den förväntat låga mixer-nivån, kunna göra AF hörbar i högtalaren, jag behöver alltså all typ av extra gain jag kan få tag i.

MVH/Roger
PS
Elementet jag använder: https://www.elfa.se/Web/Downloads/ta/_d ... tion%2Fpdf

[YD1150]

Ett förslag på alternativ flankdetektor, som du har nu så har du väl två avstämda kretsar
på samma järnpulver eller ferritkärna men de lär påverka varandra mycket.
De kopplar till varandra rätt "hårt" via kärnan så blir det någon "resonanspuckel" ?
Annars tar du lite färre varv på sekundären och använder den som en vanlig kopplingsslinga till detektorn.

Alternativ till detektor i bilden nedan, dioden får du givetvis byta till din diodkopplade triod.
Då behövs inte den andra avstämda kretsen alls.

det.jpg

Som AM-detektor så finns det även en så kallad anodlikriktande detektor med triod
den ger dessutom lite förstärkning.

http://www.vias.org/basicradio/basic_radio_18_03.html
https://en.wikipedia.org/wiki/Plate_detector_(radio)

[Spisblinkaren]

Hej YD1150!

Den första länken var ju en ren succe', tack!

Ganska genialiskt att kombinera en triod biaserad nära cut-off (så att den bara kan pendla åt ena hållet och därmed agera likriktare) för att på så sätt kombinera likriktning med förstärkning!

Eftersom jag bara kopplat V5b som ren diod samtidigt som jag saknar en faktor 10 i gain totalt sett så är denna ide' mycket välkommen.

Det är nämligen inga större problem (tror jag) att koppla om den passiva triod-dioden till en aktiv anod-detektor.

Jag skall lura lite mer på det ombyggnaden och hur meckigt det eventuellt blir innan jag bestämmer mig men helt klart är att jag tycks behöva mer gain.

MVH/Roger