MG radio met LF IC’s
Deze week een leuk schakelingetje in de i-Trixx: een radio opgebouwd met twee LF IC’s uit de bekende 386 serie. Het blijkt nl. dat bepaalde audio-IC’s uitstekend bruikbaar zijn als ontvanger-IC voor (middengolf)radio’s.
In dit schakelingetje heeft Thomas Scarborough het bekende versterker-IC LM386N voor dit doel ‘misbruikt’ (andere voorbeelden zijn de LM380N en de CA3130E) en het resultaat is een minimalistische middengolfontvanger met een voor deze simpele opzet onverwacht goede geluidskwaliteit.
Om een (middengolf)zender te ontvangen, heb je in principe genoeg aan een spoel, een afstemcondensator, een (germanium)diode en een kristal-oortelefoontje. De spoel en condensator vormen een op de ontvangstfrequentie afgestemde resonantiekring, de diode zorgt voor de detectie van het audiosignaal en met het oortelefoontje beluister je het resultaat. Hiermee kun je, zonder transistoren en batterijen (!) maar met een antennedraad van een paar meter en een goede aardaansluiting, met een beetje geluk twee of drie sterke zenders ontvangen.
Het grote nadeel van deze opzet is natuurlijk de geringe gevoeligheid. Het ligt voor de hand om daar met wat extra versterking iets aan te doen. En Thomas Scarborough bewijst dat je daar geen speciale hoogfrequent-transistoren of -IC’s voor nodig hebt. Met een handjevol onderdelen die elke hobbyist wel ergens heeft rondslingeren, bouw je in een handomdraai een radiootje dat genoeg volume produceert om de buren het leven zuur te maken…
Het hart van de ontvanger valt helemaal links in het schema gemakkelijk te herkennen: de afgestemde kring die is opgebouwd met L1 en C1. Van de door de zender de ether in geslingerde hoogfrequentenergie wordt een minuscuul deel door de antenne opgepikt; de op de zendfrequentie afgestemde kring slingert deze wisselspanning op (resonantie) en dit (nog steeds kleine) spanninkje wordt door IC1 versterkt.
De combinatie D1, R3 en C6 aan de uitgang van IC1 zorgt voor de demodulatie van het HF-signaal. Je kunt je dit zo voorstellen dat de hoogfrequent-draaggolf waarop de informatie (het audiosignaal) in amplitude is gemoduleerd door C6 naar massa wordt kortgesloten, zodat op het knooppunt van D1, R3 en C6 het laagfrequente audiosignaal overblijft waar het ons om te doen is. Terzijde: omdat IC1 intern al voor enige demodulatie zorgt, zijn D1, R3 en C6 niet per se noodzakelijk; de geluidskwaliteit wordt er echter aanzienlijk door verbeterd. Ook hoeft dankzij IC1 voor D1 geen diode met een zo laag mogelijke doorlaatspanning (dus geen germaniumdiode) te worden gebruikt; de LM386 levert voldoende HF-versterking om de hogere (0,7 V) doorlaatspanning van een gewone siliciumdiode te ‘overwinnen’.
Je zou nu al een kristal-oortelefoontje (als dat nog te krijgen is) op de ‘bovenkant’ van C6 kunnen aansluiten, maar IC2 (ook een LM386N die hier als gewone audioversterker wordt gebruikt) levert echter voldoende ‘power’ om een luidspreker(tje) aan te sturen. P1 dient hierbij als volumeregelaar.
Enkele details
Aan de uitgangen van de beide IC’s zijn RC-netwerkjes (R1/C3 resp. R4/C9) geplaatst om de stabiliteit van de schakeling te vergroten. De 47-µF-elco’s (C2 resp. C8) aan de bypass-aansluitingen van de IC’s onderdrukken eventuele rimpel op de voedingsspanning (dat wordt van belang als de batterij leeg raakt en de inwendige weerstand ervan toeneemt). IC1 is voor alle zekerheid ontkoppeld met R2/C5. C4 en C11 zorgen voor extra HF-ontkoppeling; hiervoor kun je het beste keramische condensatoren gebruiken die zo dicht mogelijk bij de voedingsaansluitingen van de IC’s worden gemonteerd.
Bij de afgestemde kring (C1/L1) kun je al experimenterend je hart ophalen! Je kunt hiervoor de afstemkring uit een oude sloopradio (middengolf) gebruiken, maar je kunt de spoel ook zelf wikkelen. In het i-Trixx lab zijn twee uitvoeringen geprobeerd die beide uitstekend voldeden.
De eerste uitvoering bestond uit een ferrietstaaf van 10 mm dik en 37 mm lang waarop we 100 windingen van 0,3 mm koperlakdraad (CuL) hebben gelegd; de zelfinductie kwam daarmee uit op ongeveer 390 µH. Het tweede exemplaar bestond uit 80 windingen 0,4 mm CuL op een ferrietstaaf van 12 mm dik en 190 mm lang, met een resulterende zelfinductie van zo’n 550 µH. Met deze gegevens kun je uitrekenen welke condensator je nodig hebt om in het middengolfbereik te kunnen afstemmen; typen van 200 pF of 500 pF zijn prima bruikbaar (eventueel een kleinere waarde met een vaste condensator parallel geschakeld).
Bouw en gebruik
De schakeling kan zonder meer op een stukje gaatjesprint worden opgebouwd, maar vergeet daarbij niet dat het hier wel degelijk om een HF-schakeling gaat! Dat betekent dat je vooral het deel rond IC1 compact moet opbouwen en eventueel het HF- en het LF-deel met blikken schotjes van elkaar moet afschermen. Ook en vooral rond de afgestemde kring is goed soldeerwerk een eerste vereiste omdat je hier met uiterst geringe spanningen en stromen te maken hebt. Slordig bak- en braadwerk leidt gegarandeerd tot een teleurstelling. Bouw de schakeling bij voorkeur in een metalen kastje in (laat de ferrietstaaf daar natuurlijk buiten), en let erop dat het metalen frame en de as van de afstemcondensator met massa zijn verbonden.
Het versterker-IC LM386N is in vier ‘smaken’ verkrijgbaar (LM386N-1, -2, -3 en -4). Voor IC 1 zijn de ‘-1’ en de ‘-3’ zonder meer bruikbaar; voor IC2 geldt: hoe hoger het laatste cijfer, hoe meer vermogen aan de luidspreker wordt geleverd. Hier zouden we de ‘-3′ willen adviseren die bij 9 V voedingsspanning zo’n 0,7 W aan een luidsprekertje van 8Ω kan leveren.
Zonder antenne en deugdelijke aardaansluiting zal de radio het niet al te best doen! Als antenne kun je een paar meter koperlakdraad gebruiken dat je langs het plafond spant; verbind de massa van de schakeling met een (niet geverfd!) deel van de metalen buizen van de waterleiding of centrale verwarming. )Om veiligheidsredenen kun je de randaarde van het stopcontact beter niet gebruiken!)
Tenslotte: De schakeling werkt prima op een voedingsspanning tussen 9 V en 12 V. Voeding uit een 9-V-blokje is dus zonder meer mogelijk, temeer daar het stroomverbruik (met volumeregelaar dicht) slechts ongeveer 10 mA bedraagt.
We wensen je veel experimenteer- en bouwplezier en vooral veel luistergenot!