Hoe werkt deze "kristal"-ontvanger?

In een bekend Muiderkring-werkje staat deze "Standby-ontvanger".

Hij werkt zonder externe voeding, maar dat doet een gewone kristalontvanger ook. En de antennekoppeling is een beetje anders, maar dat is niet essentieel. Dat van dat veld versterken snap ik ook.
Maar hoe werkt het verder? Wat doet die tor beter dan een gewone diode?

In de tijd dat dit geschreven werd, was de modulatiediepte van de Hilversumse omroepers niet erg diep. Het had dan theoretisch zin een transistortje te voeden met de gelijkgerichte draaggolfspanning, om dan vervolgens daarmee de "rimpel" (de modulatie dus) te versterken.

Maar ik zie niet hoe dat hier zou gebeuren. Het langere verhaal met uitleg moet ergens voor 1972 in Radio Bulletin gestaan hebben.
Ik herinner me dit nog: Er werd dan eerst uitgelegd hoe, normaal gesproken, de draaggolfenergie meteen werd weggegooid. De volgende uitdrukking (uit een toneelstuk) werd gebruikt: 'der Mohr hat seine Untat getan; jetzt kann er gehen'. Doet dat bij iemand een belletje rinkelen?

Ik heb m ooit HEEL lang geleden gemaakt. Zonder succes. Maar dat kan goed aan mij hebben gelegen.

Ik heb ook alleen maar het schema; geen uitgebreide beschrijving. Ik snapte toen niet hoe het werkte, en nu nog steeds niet.

(overigens, ik heb wat gepost in jongensradio, ik weet niet of je daar eens zou willen kijken... He, da's weer eens wat ander; topics kicken in een ander topic :P )

Bij mij deed het toen ook niets, althans, een gewoon kristalletje werkte beter.. nu kwam ik het weer tegen, en dacht: hé, tegenwoordig hebben we CO. :)
Ik heb je vraag daar gezien, maar ik weet nog geen antwoord. Moet nog even peinzen.

Een poging, niet lachen.
De spanning welke door de antenne wordt opgewekt komt over de diode overgang van de tor te staan. In de eerste alternaties wordt de condensator (waar de R over zit) opgeladen en door de juiste R te kiezen krijg je een RC tijd die voldoende is om de toppen van de draaggolf van de laagste tot hoogste amplitude boven de afknijpspanning te houden. Dan loopt er dus een klein stroompje door de Basis-emitter overgang en staat er een spanning over de Collector-emitter welke door de C en L wordt verhoogd. (de L ontlaad zijn energie in de C en de C weer in de L ofzo iets waardoor je een hogere DC spanning krijgt. Er ontstaat een DC spanning, (de draaggolf) en een wisselspanning (de omhullende) De draaggolf wordt opgelagen in de elco als energie om de tor te voeden de omhullende wordt versterkt. De koptelefoon polariteit is van belang: dat zal dan wel iets met het ontladen/geladen houden van die C's te maken hebben (RC tijd)

Iets in die geest, klok en klepel verhaal, ik heb zoiets pas gelezen in radiotechniek van sietsema, maar dan mbv een buisdiode, Ik zal het wel verkeerd begrepen hebben maar misschien kan je er iets mee.

Fred

Die grappige schakeling heb ik na even nadenken maar eens in SPICE uitgeprobeerd. Nu kon ik helaaas alleen een AC128 model vinden, dus het gaat hier even om het principe.

De 2n/5u condensatoren lijken me een DC buffertje. In LT-SPICE blijkt dat de emittor enigzins positief wordt. Anders dan je wellicht in eerste instantie zou verwachten. De collector heeft echter een wisselspanning die groter is dan de positieve DC op de emittor. Maar misschien zou er nog een beetje versterking moeten kunnen plaats vinden (of een efficientere detectie?). Let wel, alle waargenomen effecten zijn erg gering, maar wellicht net genoeg om verschil uit te maken.

Omdat ik het misbruiken van een transistor op deze manier niet 100% vertrouwde kwa SPICE model, heb ik hetzelfde nog gedaan met twee 1N60 diodes in antiserie. Ook daar treedt enige DC shift op, al zij het veel geringer dan bij de transistor.

FET, weet je ook de waarde van L-F4? Ik speel nu met 1mH. Tot nu toe nog zonder AM modulatie.

Even wat eigenschappen van de F4 volgens het datablad

Zelfinductie: 104mH ±10%.
Capaciteit tussen de wikkelingen: 2,5pF ±10%
Res. freq.: 312 kHz ±10%
DC weerstand: 515 ohm
Reactantie: >100k ohm onder de 500kHz
Reactantie: >350k ohm boven de 500kHz

Edit: typo's

Spice wordt hier helemeaal zot van...

Een transistor kan werken bij een lagere Vce dan Vbe, dat is gekend. Dus je hebt een zéér sterk signaal nodig, dat door de be diode gelijkgericht wordt, het teveel aan polarisatie valt over de elco's. Via een of andere, mij niet duidelijke weg, (bc lekstroom?) beinvloed dat ook Vce, waardoor de transistor kan versterken. Waarschijnlijk bij veel vervorming. Zoals gezegd, een vrselijk sterk ingangssignaal is nodig. Rond één april is de propagatie meestal sterk genoeg...

Aan 1 april dacht ik ook even, want als FET het niet weet dan wordt het wat verdacht :-) maar het is juli. In dat boek wat ik noemde staan zo'n 20 bladzijdes welke alleen maar over diode-modulatie gaan. Daar staat een heel verhaal over het splitsen van LF, HF en DC wat ontstaat en gebruikt wordt om de diode buis te biassen. Ik denk dat men dat hier ook doet. Die RC combinatie (5uF) wordt opgeladen tot de maximale amplitude. Daardoor komt vanwege de grote RC tijd een DC bias op de basis te staan. Daar loopt dan een BE stroompje. De tor staat dan dus open en er kan LF gaan lopen door de CE. De koptelefoon is de load zodat er spanningsversterking kan plaatsvinden. De tweede C (500-1000P ) is om het HF deel af te voeren naar aarde of om het signaal naar de collector te koppelen ofzo iets :-) de RFC om oscillatie tegen tegaan. Leuke puzzle, krijg zin om hem even te bouwen (ik heb een HF aardnet en een forse dipool met zoveel signaal dat je er bijna een lampje op kunt laten branden)

Ja, bouwen!

Zelf zie ik alleen dit gebeuren:
de C van 5u+2n laadt zich via de BE diode op tot de de pieken van de modulatie. Er staat daarna bijna pure gelijkspanning op.
Alleen af en toe, in een nieuwe modulatiepiek, loopt er even een klein pulsvormig stroompje dat de C bijlaadt.
Dat is dus als de signaalspanning eventjes hoger is dan de spanning op de C.
Gedurende die momentjes kan er ook een klein beetje stroom door de BC diode lopen, maar die is nòg veel kleiner. De weg door de BE diode naar de emitter gaat alleen door die BE overgang; de weg door de BC overgang naar de emitter moet ook nog door de 4k van de koptelefoon.

Conclusie: er lopen af en toe, op de modulatiepieken, korte stroompiekjes door de BE overgang.
Op die momenten lopen er nòg kleinere piekjes door de BC overgang en de telefoon.

Als je die R en C kortsluit en alleen de BC overgang gebruikt (E los laten hangen) komt er nog heel behoorlijk geluid uit. :)

FET maar er is een ding wat ik vreemd vind. Er staan twee Ctjes parallel. Ik neem aan dat dat niet is omdat er geen 5,2 was maar omdat de ene iets wel door laat en de andere niet. Ik denk dus dat die 2n er voor zorgt dat er toch nog AC doorgaat en niet dat ze beide voor de DC zorgen want dan hadden ze ook gewoon 1 condensator kunnen plaatsen. (dat zal niet voor een precieze RC tijd zijn want de tolerantie van die dingen is te groot om dat zo precies te doen)

Hoe moet de elco trouwens (polariteit) en kan ik elke pnp tor gebruiken (ik heb nog een doosje met wat van dat oud spul uit radio's gesloopt 30 jaar geleden toen ik nog buizenradio's slachtte ipv opknapte). Voor welke frequentie is hij ontworpen ? Dan ga ik hem bouwen.

Fred

Dat ding is bedoeld voor de middengolf. AF116 zal wel goed zijn.
NPN of PNP zal niet uitmaken.

Op 8 juli 2008 17:28:13 schreef fred101:
FET maar er is een ding wat ik vreemd vind. Er staan twee Ctjes parallel.

Zie je wel vaker: de grote C zal wel een elco zijn; die heeft slechte HF eigenschappen. Zeker die dingen uit het jaar nul. Deze C zorgt voor een grote tijdsconstante van de DC afvlakking. Het kleine C'tje zorgt voor beter HF eigenschappen. De antenne spanning moet zich manifesteren over de basis-emitter overgang. Veel verlies in de dikke C is daarbij niet handig.
Anders kan ik 2 parallel geplaatste C's niet verklaren.

FullPower

F4 = 100mH? rare waarde. gaat het hier wel om een middengolfontvanger?

Afhankelijk van je ingangsspoelen: ja. Maar de F4 zit daar als onderdeel van een laagdoorlaatfilter!

De polariteit van de elko was getekend, maar de scan is iets te grof. De "witte" kant zat links; ga maar na hoe de BE diode werkt. Maar als je een NPN gebruikt, zou hij omgedraaid moeten worden.
Hoewel het me zou verbazen als je genoeg spanning opwekt om het een probleem te laten worden! ;)

Ik voor mij houd het erop dat het een aprilgrap is, die op de één of andere manier is blijven overleven omdat iedereen dacht: ik snap het niet, maar een ander misschien wel... ;):)

Komt in diverse vormen voor. Waarschijnlijk oorspronkelijk:

"Der Mohr hat seine Arbeit getan, der Mohr kann gehen!"

Johann Christoph Friedrich von Schiller
"Die Verschwörung des Fiesko zu Genua"

Ik voor mij houd het erop dat het een aprilgrap is

Tja, kzit me ook af te vragen of je überhaupt een 50 tot 100mV op die manier kunt opwekken, want da's toch het wel minimum waarbij zo'n geranium tor begint te geleiden. :S

Vroeger ook eens een normale kristal ontvanger gemaakt: één kakkafonie aan geluid... da was wel een teleurstelling; als je altijd naar FM hebt geluisterd :D

[Bericht gewijzigd door FullPower op (27%)]

Heren, de enige manier om deze discussie zinvol te maken is de zendamateur spirit: experimenteren :-)
Ik heb hem vanavond even twee keer gebouwd (een als testje met alles zwevend en daarna opnieuw op een stukje printplaat)

Hij werkt, ik heb op een redelijk volume radio maria (in iedergeval kerkmuziek) op de koptelefoon gehad. Hij is alleen niet selectief. Ik kan maria harder en zachter draaien maar blijf het horen.
De reden is dat ik geen zin had een speciale spoel te gaan wikkelen en gewoon een 1:1 trafotje heb gebruikt, Na een paar trafo's had ik geluid. Als ik een echte spoel met goede Q zou maken denk ik dat het veel beter werkt. Nu heb ik dus alleen AM inspraak, wat denk ik duidt op versterking. Met een goede kring en daarbij behoorende spanningsopslingering is het denk ik een best goed ding.

Ik heb een germanium pnp gebruikt, metaal buisje zonder opdruk. Met de tortester de aansluiting gezocht en dit was de tor met de grootste HFe. De elco zit met de min kant aan de basis.

Met een kristal oortelefoontje is het volume wat te hard. Dan vervormt het zelfs, er moet dan een potmeter tussen. Met de 600 ohm leger koptelefoon gaat het erg goed en ook met een metalen oude legerkoptelefoon model tweede wereldoorlog ofzo gaat het goed maar klinkt het wat zacht.

De antenne was 50 meter draad (de dipool als T antenne) en de aarde zat aan mijn aardnetwerkje wat bestaat uit 5 gekoppelde grondpennen over een afstand van 25 meter.

Conclusie: geen 1 april dus maar een bruikbare radio die een beter geluid gaf dan de kristalradio die ik ooit gebouwd heb. Krijg een beetje zin toch nog een goede spoel te maken.

Fred

Respect !!!

Evert

(sorry ging even wat fout)

rectificatie, hij stemt wel af maar het bereik is erg klein door de kleine varco. Ik heb gisteren nog twee zenders gehoord. Een er boven en een er onder.

Fred

Wow, gaaf. Kennelijk werken torren toch altijd weer net anders dan je denkt.
Meet eens de spanning over je elco? Eigenlijk verwacht ik, met een PNP tor, dat de basiskant positief wordt. Met jouw antenne moet je die spanning wel kunnen meten.

Doe eens de proef van de linker R kortsluiten en de emitterleiding losnemen? Je krijgt dan een gewone kristalontvanger (met de BC diode als detector), en ik vraag me af of dat niet meer geluid geeft.
Als je nog meer tijd en zin hebt kun je dan ook nog even testen met een gewone germanium detectordiode in plaats van de BC overgang.

Spannende toegepaste elektronica!

@Full: diodeovergangen doen het al wel eerder hoor, al loopt er dan maar heel weinig stroom; de grafiek heeft een bocht en geen knik. Dàt was niet de reden dat ik het niet vertrouwde. :)

FET, voor je verjaardag krijg je een soldeerbout van me ;-)

Ik ga vandaag eens een spoel maken en wat metingen verrichten.

Fred

Ja, ik moet nodig eens wat meer ruimte op zolder maken, dan kan ik daar soldeerdamp snuiven. Want dat mis ik toch wel een beetje.

Nu ben jij mijn vragen aan het oplossen. Ik lijd dus heel erg aan RSI nu: Remote Soldering Investigations.

Is het niet verbazingwekkend , dat we hier met een goed stel techneuten zo een eenvoudig schakelingetje niet weten te doorgronden ;)

Zelfs eenvoudige schakelingen kunnen erg lastig zijn! Voorbeelden genoeg om dit aan te tonen. Maar bij deze ontvanger zit je in een gebied te werken dat normaal, voor een transistor, nooit gebruikt wordt.

En dan nu de resultaten. Bij het loshalen van de emitter had ik een probleempje. Ik had hem echt los gehaald...van het huisje. Gelukkig had ik nog een oude GC510 PNP van Tesla. Echter wat deze tor doet is bizar. Het tettert echt uit de koptelefoon. Krijg de neiging er volumeregeling op te zetten. De spoel is nu een ferrietstaaf met twee spoelen naast elkaar van 158uH. Met een varco en losse C parallel kom ik nu van 452KHz tot 830KHz in twee bereiken.

Zonder emiter deed hij bar weinig. Met de weerstand kortgesloten werd de eerste tor harder. Bij de tweede niet geprobeerd.

En pierre wat hebben zij gewonnen:
Bij een sterk station: 3,4Vac over de spoel uiteinde aan de tor kant :-) met de buisvoltmeter en HFkop
Over de elco: 1,4VDC met de buisvoltmeter
Op de basis 3VACtt RF met de scoop
Over de Emiter-Collector met scoop: 5VACtt RF en LF
Over de koptelefoon 3VACtt in pieken. Dat zijn nog eens waarden :-) :-)

Niet gek voor een passief geval. Zelfs met een 8 ohm speakertje eraan kwam er nog heel erg zacht geluid uit het speakertje. Een 600 Ohm externe murphy speaker met ingebouwde trafo en volumeregelaar deed het beter, welliswaar niet hard maar goed te verstaan.
De koptelefoon kon je gewoon horen terwijl hij op tafel lag.

Wie volgt >:-)

Fred

oja germanium, diode ben ik vergeten