Espresso

ad16 - radio ad amplificazione diretta con rivelatore ad impedenza infinita -autocostruita-

fig.1
fig.1

 Leonardo Mureddu, nel suo libro "La radio dei pionieri"  l'ha chiamata "Duo variofono" mi è subito piaciuta ed ho deciso di riprodurla; al posto della cuffia di solito utilizzo  un altoparlante; non si sente fortissimo ma si sente abbastanza ed il suono è gradevolissimo.

Debbo dire comunque che l'ascolto in cuffia è  una favola sebbene rompa per averle attaccate alle orecchie,.... le cuffie intendo.

E' una radio con un particolare sistema di rivelazione.

E' un pò come la rivelazione di placca solo che il segnale invece di essere prelevato dall' anodo viene prelevato dal catodo ed iniettato tramite un condensatore da 10 nF nella griglia del pentodo finale.

Nella fig.2 è rappresentato lo schema della radio.

fig.2
fig.2

sezione a radio frequenza

fig.3
fig.3

Abbiamo dunque la bobina d'antenna L1 mobile e le bobine di sintonia unite tra di loro L2 ed L3, di cui L2 fissa ed L3 mobile , che costituiscono un sistema oscillante con il condensatore fisso da 150 pF (fig.1).

Il movimento delle due bobine L1 ed L3 determina una variazione dell'accoppiamento induttivo.

Il sistema di sintonia è dunque formato da un'induttanza variabile a da un condenzsatore fisso.

Le induttanze L1, L2, ed L3, hanno  dimensioni e forma come indicato in fig.3.

Esse hanno lo stesso valore L0 pari a 144 μH.  

fig.4
fig.4

 L'induttanza tolale L  del circuito di sintonia formato dal condensatore fisso da 150 pF e dalle due induttanze L2 de L3 varia, in teoria, fra un minimo di zero μH ed un massimo di 2L0; infatti poichè le due bobine sono collegate in antiserie, ai fini dell'autoinduzione, come in fig.4 B, l'induttanza totale del circuito di sintonia, per K=1 (massimo accoppiamento) è pari a:

L= 2L0 - 2M , dove M è pari a  √(L02).

Per K variabile,evidentemente, ottengo l'escursione di L su indicata.

Se avessi collegato, invece,  le bobine in serie avrei  avuto, per K=1, un'induttanza totale  L pari a 2L0 + 2M  e quindi facendo variare k avrei avuto un'escursione di L fra 2L0    e   4L valori troppo elevato per le nostre necessità.

In proposito vedi come funziona un variometro in  "un pò di teoria".

Il circuito oscillante sintonizza in pratica fra 0,6 e 1,6 MHz (onde medie).

I calcoli  delle condizioni di risonanza e dell'induttanza sono stati fatti coi file ris.xls e indragno.ods.

calcolo delle condizioni di risonanza
Nella tabella sono poste in relazione C,L,f,λ , nel rispetto dell'uguaglianza, in condizioni di risonanza, della reattanza induttiva e di quella capacitiva 1/2πfC = 2πfL
ris.xlsx
Tabella Microsoft Excel 11.7 KB
calcolo induttanza
Fissando il diametro del filo da utilizzare, i diametri esterno D ed interno d della bobina, si calcola il valore dell'induttanza.
indp.xlsx
Tabella Microsoft Excel 216.8 KB

sezione ad audio frequenza

fig.5
fig.5

La griglia del triodo è polarizzata in prossimità dell'interdizione dalla resistenza di catodo del valore di 47 KΩ.

Quando sulla griglia si presenta la parte negativa del segnale la valvola va in interdizione, quando invece sulla griglia di presenta la parte positiva la valvola riprende a condurre, in tal modo  passerà la sola  parte positiva del  segnale  ; esso verrà, insomma, rivelato e potrà essere prelevato dal catodo e portato tramite il condensatore da 10 nF alla griglia della finale.

Il segnale prelevato dal catodo ha un' amplificazione minore dell'unità.

Infatti, con riferimento al circuito equivalente di fig.5 possiamo scrivere:

vu= Rkia ; Vgk= Vs - Vu; Vgk = Vs - Rki;

μVgk = μ( Vs - Rkia).

Applicando il  2° principio di Kirchhoff al circuito d'uscita si ottiene:

μVgk= (Rk + ra)ia .

Da queste espressioni con semplici passaggi si ha  che il guadagno A=Vu/Vs risulta uguale a μRk/(ra + Rk(μ + 1)).

Da questa espressione si nota:

  •  che il guadagno è positivo e che quindi il segnale d'uscita è in fase col segnale di ingresso;
  • che il guadagno è minore dell'unità.

  Dall'analisi del circuito si evince inoltre :

  •  che la resistenza di ingresso è infinita in quanto non circola corrente;
  • che la resistenza d'uscita R0 pari al rapporto fra Vu a morsetti aperti ed ia con morsetti in c.c  risulta uguale a ra/(μ + 1) e quindi circa uguale a ra/μ e quindi a 1/ gm; ora poichè gm è dell'ordine di 10 mA/V risulta che R0 sia dell'ordine del centinaio di Ω.

Questo tipo di  connessione è detta ad anodo comune o  ad inseguitore catodico ( cathode follower).

  Il segnale non amplificato a bassa frequenza si trova sulla griglia di controllo del pentodo della ECL82 che  è polarizzata dalla resistenza di catodo da 2,,2 KΩ in modo che la valvola funzioni in zona lineare; la variazione del segnale (tensione) in ampiezza determina una variazione della corrente anodica che, attraversando il primario del trasformatore d'uscita, induce una corrente amplificata del rapporto di trasformazione dello stesso nel secondario.

Otteniamo dunque un segnale in corrente sufficientemente  ampio che attraversando la bobina mobile dell'altoparlante fa vibrare il cono riproducendo il suono.

 Il trasformatore d'uscita ha la funzione di adattare l'impedenza della finale all'impedenza dell'altoparlante; infatti per avere la massima trasmissione della potenza occorre che la resistenza interna del generatore (pentodo della ECL82) sia uguale alla resistenza del carico (bobina mobile dell' altoparlante).

In questo  caso ho una valvola con un'impedenza  pari a circa 4.500 Ω e d un trasformatore d'uscita con rapporto di trasformazione pari a 24.

Ora ricordando che  Z1 x i12=Z2 x i22 e  quindi Z1/Z2=n2 , dove n è il rapporto di trasformazione pari a i2/i1, per avere un buon adattamento di impedenza sarebbe opportuno utilizzare un altoparlante con impedenza pari a 8Ω.

In definitiva al trasformatore d'uscita, incorporato nella radio, posso collegare in alternativa  un altoparlante oppure una cuffia a bassa impedenza. 

alimentazione

 La radio non ha una alimentazione autonoma; per il suo funzionamentomi mi servo di un alimentatore separato da me costruito.

prove d'acolto

Come ho detto al posto della cuffia, che sarebbe più idonea per un tale tipo di radio, utilizzo di solito  un altoparlante; il suono non è molto forte ma è chiaro e gradevole.

chassis e mobiletto

fig.6
fig.6

Come chassis ho utilizzato,  come si può notare in una foto della   galleria fotografica, una latina di caffè espresso tagliata a metà.

Per questo motivo il mio "Duo variofono" è stato battezzato "Espresso".

Il mobiletto e le aste delle  "pale" sono state realizzate con qualche spezzone di legno di pino che mi son ritrovato fra le mani.

Per la realizzazione non ho usato alcuno strumento specifico fa falegname, ma solo strumenti di fortuna.

galleria fotografica