09.04.13

Elektronika analogowa - Lam powy odbiornik U KF

elportal.pl/ea/lam powyukf.htm l

1/7

f orum

szukaj

książki

linki

artykuły

teoria

dla początkujących

schematy

elektronika retro

mikrokontrolery

Elekt ronika w st ylu ret ro

Lampowy odbiornik UKF

Prezentowany tutaj Lampowy odbiornik UKF jest kolejnym projektem z serii elektroniki w stylu retro. Jest to projekt
polecany wszystkim, których pociąga urok układów lampowych. Zainteresuje on zapewne elektroników zajmujących się
nowoczesną elektroniką jak i prawdziwych hobbystów, którzy znajdują przyjemność w budowie i uruchamianiu takich
właśnie układów.
W tabelce poniżej umieszczam schemat ideowy i przydatne programy do obliczania elementów lampowego
wzmacniacza klasy A i drugi do obliczania elementów filtru zasilacza anodowego. Pliki te są w formie spakowanej. Plik ze
schematem ideowym zawiera niezbędną bibliotekę, a sam schemat narysowany jest w formacie programu CircuitMaker.

Spakowane pliki do pobrania

Nazwa schemat u/pliku

Format i wielkość pliku do pobrania

CKT

PDF (GIF)

EXE

Lampowy odbiornik UKF

78 KB

---

---

Program do obliczania wzmacniacza

lampowego w klasie A

---

---

392 KB

Program do obliczania filtru zasilacza

anodowego

---

---

388 KB

Autorem tekstu i schematów jest: Aleksander Zawada
Zmiany jakich dokonałem w stosunku do oryginału były podyktowane stylem
i układem mojej strony.

Spośród układów lampowych największym zainteresowaniem cieszą się
obecnie wzmacniacze akustyczne. Tym samym z łatwością można znaleźć w
internecie różne schematy takich wzmacniaczy. Brak natomiast opisów
innych układów lampowych, które tak naprawdę odeszły w zapomnienie.
Jest to naturalna kolej rzeczy-obecnie można wziąć specjalizowany układ
scalony, podłączyć parę elementów biernych zgodnie z notą aplikacyjną
i mamy gotowy układ np. odbiornika, bez potrzeby zagłębiania się w istotę
jego działania. Ponadto układ taki pracuje ekonomicznie (mały pobór prądu)
i ma małe wymiary.
W układach lampowych rzecz przedstawia się nieco inaczej. Aby w ogóle
uruchomić układ (nie mówiąc o jego zaprojektowaniu) potrzeba pewnej,
minimalnej wiedzy, dotyczącej jego działania. Układy lampowe "pożerają"
dużo energii, zabierają dużo miejsca i są nieraz kapryśne w pracy. Ale mają
za to swój urok.
Poniższy opis dotyczy układu prostego odbiornika na zakres UKF,
opublikowanego w EP 5/2003.

Spośród układów odbiorników ultrakrótkofalowych można wybrać
superheterodynę lub odbiornik superreakcyjny - o bezpośrednim
wzmocnieniu. Superheterodyna odznacza się bardzo dobrymi parametrami,
ale jest trudna w budowie i uruchomieniu - trzeba zestroić kilka różnych
obwodów, co bez falomierza-generatora jest w zasadzie niemożliwe. Układ
superreakcyjny wyróżnia się natomiast prostotą i możliwością uruchomienia
"na słuch". Jest to bardzo ważne dla niezbyt zaawansowanych
konstruktorów.
Mimo wielu wad odbiornika superreakcyjnego, o których będzie mowa
później - właśnie ten układ wybrałem.

T eoria
Jak działa taki odbiornik? Opiszę poniżej układ z tzw. samowygaszaniem. Jak
wiadomo, modulacja częstotliwości (FM) polega na zmianie częstotliwości
nośnej w takt sygnału modulującego. Jeśli sygnał FM podamy na równoległy
obwód LC, ale nastrojony tak, że częstotliwość nośnej wypada na zboczu
krzywej rezonansowej (rys. 1), to powstanie na zaciskach tego obwodu
sygnał zmodulowany amplitudowo (AM). W ten sposób zamienia się
modulację FM w AM. Ważne jest, aby zbocze krzywej rezonansowej było
możliwie prostoliniowe na odcinku pracy, przy jednoczesnym dużym

09.04.13

Elektronika analogowa - Lam powy odbiornik U KF

elportal.pl/ea/lam powyukf.htm l

2/7

możliwie prostoliniowe na odcinku pracy, przy jednoczesnym dużym
nachyleniu. Wymagania te są niestety ze sobą sprzeczne, przez co układ
wnosi znaczne zniekształcenia nieliniowe, albo zakres zmian napięcia
zmodulowanego AM jest niewielki.
Rozpatrzmy teraz uproszczony układ odbiornika superreakcyjnego,
przedstawionego na rys.2. W obwodzie siatki znajduje się obwód
rezonansowy oraz rezystor Rs i kondensator Cs. W momencie włączenia
układu (punkt A na rys. 2b) po podaniu napięcia anodowego Ea układ
zachowuje się jak wzmacniacz wielkiej częstotliwości, który posiada
skłonność do generowania drgań własnych. Aby jednak zapoczątkować
drgania niezbędne są niewielkie wahania napięcia w obwodzie siatki.
Zapewnia je napięcie UKF AM z obwodu rezonansowego. Narastające
drgania (na wykresie pracy oznaczone kolorem zielonym) powodują
przepływ prądu siatkowego Is, który powoduje spadek napięcia na oporniku
Rs, wytwarzając na nim ujemne napięcie (względem katody)

Us = Rs · Is

Napięcie to pojawia się także na kondensatorze Cs. W pewnym momencie
siatka lampy osiąga ujemny potencjał równy napięciu odcięcia -Uodc. Jest to
napięcie siatki, przy którym prąd anodowy przestaje płynąć. Widać to
z krzywej pracy, gdzie uwidoczniono także przebieg charakterystyki

Ia=f(Us)

- wartości prądu anodowego w funkcji napięcia siatki. W momencie
osiągnięcia potencjału -Uodc drgania zostają zerwane i wykładniczo gasną
do zera. W tym momencie osiągnięty zostaje punkt B na krzywej pracy. Na
odcinku B-A' następuje rozładowanie kondensatora Cs aż do osiągnięcia
napięcia siatki równego zeru. Wtedy znów możliwe jest powstanie drgań. Są
to tzw. liniowe warunki pracy.

Rys. 2

Na kolejnym rys.3 pokazano przykładowy kształt wejściowego napięcia
UKF AM, odpowiadające mu napięcie na siatce, anodzie i rezystorze R przy
liniowej pracy układu. Rysunki te są oczywiście idealizowane. Na anodzie
lampy występuje wzmocniony sygnał z siatki, przy jednoczesnym
odwróceniu fazy i obcięciu "dolnych" połówek sygnału z siatki (detekcja
anodowa), wskutek nieliniowości charakterystyki Ia=f(Us). Dławik dł
eliminuje składową nośną sygnału, zaś kondensator C uśrednia impulsy
napięciowe występujące na anodzie, odtwarzając tym samym kształt sygnału
modulującego - czyli użytecznego sygnału małej częstotliwości. Wynika stąd,
że aby wiernie odwzorować przebieg napięcia małej częstotliwości powinno
się nań składać możliwie dużo pików. Ich ilość w jednostce czasu jest
zależna od częstotliwości przebiegu A-B-A', zwanej częstotliwością
wygaszania. Jak wiadomo, człowiek słyszy do około 20 kHz. Aby dość
wiernie odtworzyć tą częstotliwość potrzeba 20-40 pików napięciowych na
anodzie w czasie trwania 1 okresu napięcia 20 kHz. Zatem częstotliwość
wygaszania winna wynieść około 400 kHz. I tutaj pojawia się trudność. Otóż
zmaleje wtedy selektywność układu. Bardzo dobrą selektywność uzyska się
przy częstotliwości wygaszania 20 kHz. Ale wtedy odbiornik będzie
wytwarzać gwizd i napięcie m.cz będzie bardzo marnej jakości. Są to
kolejne dwa sprzeczne ze sobą warunki pracy detektora superreakcyjnego.
Widać stąd, odbiornika superreakcujnego nie warto uzupełniać dekoderem
stereo.

Rys. 1

09.04.13

Elektronika analogowa - Lam powy odbiornik U KF

elportal.pl/ea/lam powyukf.htm l

3/7

stereo.
Poważną wadą odbiornika superreakcyjnego jest promieniowanie podczas
pracy sygnału UKF, przez co staje się on swego rodzaju nadajnikiem,
mogącym niekiedy zakłócać odbiór pracującym w pobliżu innym
odbiornikom.
Na koniec warto zaznaczyć, że odbiorniki superreakcyjne uzyskały w
latach 50.-60. ubiegłego stulecia dużą popularność, gdyż tylko odbiorniki
wysokiej klasy były wyposażone w głowicę UKF. Budowano więc
jednolampowe przystawki dołączane do gniazd adapterowych odbiornika,
wykorzystując tylko jego wzmacniacz małej częstotliwości.

Wykaz elementów

Nazwa element u

Symbol

Ilość

5-30pF trymer

C1

1

43pF/250V

ceramiczny

C2,C3

2

2,2pF/250V

ceramiczny

C4

1

10nF/400V

C5,C9,C10

3

3,3nF/250V

C6

1

100nF/250V

ceramiczny

C7,C8

2

560pF/250V

C11,C19

2

5,6nF/400V

C12

1

1nF/400V

C13

1

6,8nF/400V

C14

1

22µF/400V

C15

1

100nF/400V

C16

1

47µF/25V

C17

1

100µF/400V

C20,C21

2

3,3nF/400V

C18

1

9,1M/0,25W

R1,R4

2

510W/0,6W

R2,R10

2

10k/0,6W

R3,R13,R14

3

47k/0,6W

R5,R7,R11

3

100k/0,6W

R6,R8

2

22k/0,6W

R9

1

1M/0,6W

R12

1

150W/5W

R15

3

1,2k/2W

R16

1

5,1k/2W

R17

1

10k potencjometr

liniowy

P1

1

1M potencjometr

logarytmiczny

P2

1

1M potencjometr

liniowy

P3,P4

2

ECC 85

V1,V2

2

EL 84

V3

1

gniazdo antenowe

(BNC)

1

transformatory,

cewki, dławiki wg

opisu
podstawki pod lampy

bez ekranu

2

podstawka pod lampę

z ekranem

1

mostek prostowniczy

1A/800V

PR1

1

09.04.13

Elektronika analogowa - Lam powy odbiornik U KF

elportal.pl/ea/lam powyukf.htm l

4/7

Rys. 3

1A/800V

PR1

1

bezpiecznik 400mAT

B1

1

włącznik sieciowy

W

1

Prakt yka
Przejdźmy z kolei do omówienia praktycznego schematu układu pokazanego
na rys. 4

Rys. 4

Stopień superreakcyjny pracuje z połówką lampy V1 (druga połówka
pozostaje niewykorzystana). Różni się on od poprzednio opisanego układu
teoretycznego włączeniem obwodu rezonansowego L2C1 między siatkę a
anodę. Ażeby ograniczyć szkodliwe promieniowanie odbiornika antena z
obwodem rezonansowym sprzężona jest transformatorowo.
Częstotliwość wygaszania można ustalić dobierając pojemność C2, co ma
wpływ na czas trwania generacji drgań (odcinek A-B). Przez dobór wartości
oporności R1 można ustalić czas przerwy - odcinek B-A'.
Dobroć obwodu rezonansowego powinna być możliwie duża, przy czym
stosunek indukcyjności do pojemności powinien być duży. Dlatego cewka L2
o średnicy 20 mm zawiera 4,5 zwoju drutu srebrzonego

f

1mm. Odstęp

między zwojami 6-7 mm. Cewka antenowa L1 to 5/4 zwoju tego samego
drutu. Odległość między cewkami wynosi około 7 mm. Przewidziałem

09.04.13

Elektronika analogowa - Lam powy odbiornik U KF

elportal.pl/ea/lam powyukf.htm l

5/7

drutu. Odległość między cewkami wynosi około 7 mm. Przewidziałem
możliwość niewielkiej zmiany indukcyjności cewek poprzez wkręcanie
niewielkiego kawałka rdzenia ferrytowego w celu dokładnego dostrojenia.
Trymer C1 umożliwia zgrubne dostrojenie do żądanej stacji. Zamiast trymera
można zastosować kondensator o zmiennej pojemności, przez co radio
będzie można dowolnie przestrajać. Z powodu braku takiego kondensatora
układ modelowy jest dostrojony tylko do jednej stacji - Radia Zet (107,5
MHz w Warszawie). Kondensator C3 zwiera do masy napięcia wielkiej
częstotliwości, nie dopuszczając ich do dalszych obwodów odbiornika.
Dławik dł1 powinien posiadać 60 zwojów drutu miedzianego

f

0,2mm na

rdzeniu ferrytowym o średnicy 2 mm. Małe wymiary dławika są o tyle
korzystne, że jego pojemność rozproszona jest niewielka. Na
kondensatorze C4 odkłada się odfiltrowane napięcie małej częstotliwości.
Sygnał m.cz przechodzi przez kondensator C5, na kondensatorze C6
następuje dodatkowe jego odfiltrowanie i przez rezystor R3 zostaje podany
na potencjometr siły głosu P2. Dzielnik R5,R6 ustala napięcie zasilające
detektor na około 95V. Potencjometr P1 umożliwia dokładną regulację
napięcia zasilania detektora, przez co można regulować jego punkt pracy.
Ponieważ detektor silnie promieniuje, toteż niezbędne staje się połączenie
wewnętrznego ekranu lampy z masą, zakrycie lampy ekranem i
odsprzęgnięcie przewodów żarzenia filtrem C7, C8, Dł2, Dł3. Dławiki Dł2, Dł3
powinny posiadać około 30 zwojów drutu miedzianego

f

0,2 mm na rdzeniu

ferrytowym o

f

2 mm.

Napięcie m.cz na potencjometrze P2 osiąga wartość rzędu 50-100 mV,
przy sygnale wejściowym rzędu 5-10 µV. Odpowiada to wzmocnieniu
napięciowemu detektora około 20000 V/V. Sygnał m.cz dostaje się przez
kondensator C9 na siatkę pierwszej połówki lampy V2, która stanowi
pierwszy stopień wzmocnienia m.cz (Ku 30V/V). Niewielkie ujemne napięcie
siatki sterującej, rzędu -0,5V uzyskuje się dzięki dużej wartości opornika
siatkowego R4. Wzmocniony sygnał m.cz, występujący na anodzie lampy
dostaje się przez kondensator C10 na regulator barwy dźwięku, złożonego z
elementów C11, C12, C13, C14, P3, P4, R8, R9. Potencjometr P3 umożliwia
regulację zawartości tonów wysokich, P4 - niskich. Ten potencjometr i
rezystor R9 stanowią oporność siatkową drugiego stopnia wzmocnienia
napięciowego m.cz (Ku 30V/V), zrealizowanego na drugiej połowie lampy
V2. Regulator barwy dźwięku wprowadza pewien spadek wzmocnienia
(Ku=0,1V/V). Kondensator C19 zabezpiecza przed wzbudzaniem się
wzmacniacza napięciowego. W katodzie lampy drugiego stopnia
wzmocnienia napięciowego włączony jest rezystor R10 (ustala wstępne
napięcie siatki -1,1V i wprowadza prądowe ujemne sprzężenie zwrotne).Do
katody tej lampy doprowadzona jest pętla dość głębokiego ujemnego
sprzężenia zwrotnego C18, R17, obejmująca drugą połówkę lampy V2,
lampę V3 i transformator głośnikowy Tr1. Dzięki temu wzmacniacz m.cz
pracuje miękko, z małymi zniekształceniami. Poprzez zmianę wartości
elementów C18, R17 można zmieniać brzmienie wzmacniacza. Kondensator
C16 doprowadza wzmocniony we wzmacniaczu m.cz sygnał do pentody
mocy V3, pracującej w klasie A. Dla jej pełnego wysterowania potrzebne
jest napięcie sygnału 4,3V, co jest zapewnione przez wypadkowe
wzmocnienie wzmacniacza napięciowego (Ku 60V/V), po uwzględnieniu
działania sprzężenia zwrotnego. Lampa V3 ma tendencje do wzbudzania się,
dlatego

w

obwód

siatki

sterującej

włączyć

należy

opornik

przeciwpasożytniczy R13. R12 jest rezystorem siatkowym lampy V3. W
obwodzie katody lampy V3 znajdują się elementy R15, C17. R15 ustala
ujemne napięcie siatki na -7,3V. Kondensator C17 likwiduje prądowe ujemne
sprzężenie zwrotne dla sygnału akustycznego. Rezystor R16 ustala wartość
napięcia siatki osłonnej (ekranującej) lampy V3. Transformator głośnikowy
Tr1 powinien posiadać 2600 zwojów drutu miedzianego

f

0,12 na uzwojeniu

pierwotnym i 101 zwojów

f

1 mm na uzwojeniu wtórnym, przy przekroju

środkowej kolumny 10 cm

2

. Transformator ten powinien mieć szczelinę

0,15mm.
Rezystor R14 obniża napięcie zasilania lampy V2 do około 200V, C15
stabilizuje to napięcie. Układ jest zasilany z transformatora sieciowego Tr2,
dostarczającego napięcie żarzenia 6,3V AC przy prądzie 2A, napięcie
anodowe 200 V AC przy prądzie 100 mA (podaję ze znacznym zapasem).
Mostek prostowniczy Pr1 prostuje napięcie anodowe, filtr (C20,C21,Dł4)
wygładza tętniące napięcie wyprostowane. Dławik Dł4 powinien posiadać
indukcyjność przynajmniej 2H.

Wskazówki dot yczące mont ażu
W zasadzie należy wykluczyć możliwość wykonania układu na płytce
drukowanej dlatego, że detektor superreakcyjny musi być dobrze
ekranowany, a jego wewnętrzne połączenia możliwie krótkie, co znalazło
swe odzwierciedlenie na schemacie ideowym. Powinna istnieć także

09.04.13

Elektronika analogowa - Lam powy odbiornik U KF

elportal.pl/ea/lam powyukf.htm l

6/7

swe odzwierciedlenie na schemacie ideowym. Powinna istnieć także
możliwość modyfikacji tych połączeń. Wobec tych faktów układ został
zmontowany na podstawie z blachy ocynkowanej, o wymiarach 45 x 20 x 6
cm .

Urządzenia lampowe zasilane są z reguły wysokimi napięciami ponad
200V. Dlatego wymagana jest jak najdalej posunięta ostrożność i
porządek przy montażu. Kto nie jest w stanie sprostać temu wymogowi

lepiej niech nie zajmuje się lampami. Zagrożeniem jest także wysoka
temperatura lamp podczas pracy. Dlatego niedopuszczalne jest
stosowanie obudów plastikowych. Urządzeniu należy zapewnić dobre
odprowadzanie ciepła.

Oprócz

zaznaczonych

na

schemacie

przewodów

ekranowanych,

ekranowanie winno dotyczyć przewodów prowadzących do regulatora
barwy dźwięku i siatek lamp wzmacniacza m.cz. Transformator sieciowy musi
być zaekranowany i oddalony od detektora, gdyż okazało się, że jest on
wrażliwy na pola magnetyczne. Dobrze się do tego nadaje obudowa
zasilacza komputera.
Jeśli chodzi o elementy - najlepiej stosować, gdzie to możliwe oporniki
o tolerancji 1%, kondensatory dobrej jakości. Oszczędzi to wielu
niepowodzeń.
Jako detektor i wzmacniacz napięciowy m.cz pracują lampy ECC85.
W końcówce mocy pracuje lampa EL84 (są nadal produkowane).
W detektorze można zastosować obecnie produkowaną lampę ECC81, która
elektrycznie różni się stosunkowo niewiele od ECC85 (obie przystosowane
do pracy w układach UKF), we wzmacniaczu napięciowym może pracować
ECC82, ECC83 lub ECC88, po zmianie wartości niektórych elementów. Na rys.
5 przedstawiono topografię wyprowadzeń lamp EL 84 i ECC 85.

Wyprowadzenia lamp są zawsze rysowane tak, jakby na lampę patrzyło się
od strony cokołu

Rys. 5

Uruchomienie
Przystępując do uruchomienia układu należy przede wszystkim uzbroić się w
cierpliwość. Nie wkładamy na razie lampy detektora V1 w podstawkę.
Włączamy odbiornik. Po nagrzaniu lamp V2, V3 nie powinny występować
żadne piski czy zgrzyty z głośnika. Jeśli występują (dodatnie sprzężenie
zwrotne) - należy zamienić miejscami końcówki masy i pętli sprzężenia
zwrotnego C18, R17 przy transformatorze głośnikowym.
Kręcąc potencjometrami P2, P3, P4 sprawdzamy, czy nie występują żadne
sprzężenia. Jeśli występują, to winę za to ponosi złe ekranowanie
doprowadzeń siatek lamp lub nieodpowiednia pojemność C19. Jeśli
wszystko jest w porządku można odlutować rezystor R3 i między masę a
potencjometr P2 przyłożyć dowolny sygnał m.cz. Powinien on być słyszalny
w głośniku. Następnie przylutowujemy z powrotem R3 i uruchamiamy układ z
wetkniętą lampą V1 i przyłączoną anteną (może być to kawałek drutu lub
antena teleskopowa). Potencjometr P2 ustawiamy w środkowym położeniu.
Potencjometr P1 ustawia się w takim położeniu, przy którym słychać szum z
głośnika. Jeśli szum nie występuje, należy dobrać w pierwszym rzędzie inną
wartość P1, potem wartość R5, dł1,wreszcie R1,C2. Następnie zmieniając
pojemność C1 próbujemy "złapać" jakąś stację. Jeśli się to nie udaje, należy
nieco ścisnąć lub rozszerzyć zwoje cewki L2. Sygnał najprawdopodobniej
skażony będzie charczeniem i szumami, spowodowanymi pracą nieliniową
detektora. Aby usunąć ten problem zmieniamy położenie P1. Jeśli nie da to
całkowitej poprawy powinno pomóc dostrojenie obwodu poprzez
pokręcenie rdzeniem cewek L1 i L2. Jeśli szum nie zniknie, winę za to może
ponosić słabe sprzężenie cewek L1 i L2 (zbliżyć je do siebie)lub małe
natężenie pola w miejscu odbioru(zmienić ustawienie anteny). Poza tym
może wystąpić skażenie sygnału przydźwiękiem. Pomoże wtedy zmiana
ustawienia anteny.

autor: Aleksander Zawada

[e-mail]

UWAG A: Wszystkie um ieszczone schem aty, inform acje i przykłady m ają służyć tylko do własnych celów edukacyjnych i nie należy ich

09.04.13

Elektronika analogowa - Lam powy odbiornik U KF

elportal.pl/ea/lam powyukf.htm l

7/7

UWAG A: Wszystkie um ieszczone schem aty, inform acje i przykłady m ają służyć tylko do własnych celów edukacyjnych i nie należy ich

wykorzystywać do żadnych konkretnych zastosowań bez przeprowadzenia własnych prób i doświadczeń, gdyż nie udzielam żadnych gwarancji,

że podane inform acje są całkowicie wolne od błędów i nie biorę odpowiedzialności za ewentualne szkody wynikające z zastosowania podanych

inform acji, schem atów i przykładów.

Wszystkie nazwy handlowe, nazwy produktów oraz znaki towarowe um ieszczone na tej stronie są zastrzeżone dla ich właścicieli.

Używanie ich tutaj nie powinno być uważane za naruszenie praw właściciela, jest tylko potwierdzeniem ich dobrej jakości.

All tradem arks m entioned herein belong to their respective owners.

They aren't intended to infringe on ownership but only to confirm a good quality.

Strona wygląda równie dobrze w rozdzielczości 1024x768, jak i 800x600.

Optym alizowana była pod IE dlatego polecam przeglądanie jej w IE5.5 lub nowszych przy rozdzielczości 1024x768.

© Copyright 2001-2005 Elekt ronika analogowa