Ako sa rokmi menili "vnútornosti" bežného rádia

Prednedávnom mi odišlo do elektronického neba obľúbené rádio. Napadlo ma, ako veľmi sa konštrukcia po rokoch zmenila.

Písmo: A- | A+
Diskusia  (10)

Nebudeme riešiť teóriu lebo to je zdĺhavé a pravdu povediac aj dosť nezáživné. Skôr sa zameriame na to, čo sme našli pod krytom bežného komerčného rádioprijímača v minulosti a čo tam môžeme nájsť dnes a či sa jeho funkčné časti ešte dnes dajú ľahko rozoznať.

Bežné rádio ktoré mali ľudia doma od povojnových časov pracuje na princípe ktorý sa nazýva superheterodyn. Jeho najvýraznejšou zmenou počas desiatok rokov bolo akurát zavedenie vysielania na veľmi krátkych vlnách a stereofónneho príjmu.

Najskôr doba dávno minulá. Kto mal možnosť niekedy nájsť staré rádio na pôjde, našiel napríklad čosi podobné.

SkryťVypnúť reklamu
Článok pokračuje pod video reklamou

Zdroj nasledujúcich obrázkov je ( https://teslaradio.webgarden.cz/ ) kde si môžete prezrieť dosť podrobnú históriu výroby podniku Tesla.

Prvý model ktorý v elektrónkovom prevedení má všetko je napríklad Kvarteto 525A čo je vraj prvý Československý prijímač s možnosťou prijímu VKV , tj FM z roku 1958.

Kvarteto 525A pohlad zozadu
Kvarteto 525A pohlad zozadu (zdroj: https://teslaradio.webgarden.cz/_/common/img/lightview/blank.gif)

Reproduktor ktorý zaberá pravú hornú časť rozozná zrejme každý. Hneď napravo pod ním, je veľký transformátor, ktorý upravuje napätie zo siete jednak na pracovné napájanie elektróniek ktoré je síce tiež vysoké (existuje aj možnosť sieťový transformátor vynechať úplne ale bežné prijímače ho obsahovali) a potom poskytuje aj nízke napätie cca 6 Voltov pre žeravenie elektrónok ( to je tá tmavočervená žiara ktorou svietia elektrónky.) Čierny plastový krúžok pod transformátorom je volič sieťového napätia ( 110 alebo 240 V).

SkryťVypnúť reklamu

Menší transformátor vedľa neho slúži na pripojenie reproduktora lebo ten potrebuje pracovať so signálom iného napätia (presnejšie povedané má inú impedanciu ako výstup elektrónkového zosilňovača) ako poskytuje elektrónkový zosilňovač. Takýto transformátor nájdete v aj v dnešných moderných elektrónkových zosilňovačoch. Pravda trochu parádnejší ale byť tam musí.

Za malým transformátorom je hliníkovo lesklý valcový kondenzátor ( nuž kôli tomu že jeho obal je z hliníka) ktorý vyhladzuje napájacie napätie. K zdroju patrí usmerňovač ktorý bude zrejme zo spodnej strany. Prvými usmerňovačmi boli vákuové diódy tj , druh elektrónky ale potom sa používali prvé polovodičové usmerňovače na základe selénu či oxidu meďného, tj nie ešte germániové alebo kremíkové diódy.

SkryťVypnúť reklamu

Vľavo dole od reproduktora je čierna tyčka s navinutým lankom ktorá slúži ako anténa na dlhé a stredné vlny. Podľa materiálu sa dodnes volá feritová.

Vľavo pod anténou s v oceľovom kryte ktorý slúži ako elektrické tienenie časť ktorá slúži na príjem FM signálu na veľmi krátkych vlnách, teda tých kde (síce v inom pásme) vysiela pozemný rozhlas takmer výhradne v dnešnej dobe. Kôli odlišným obvodom na príjem FM signálu je celá táto časť riešená ako osobitný modul až do doby keď sa začali používať prvé integrované obvody ktoré mali v sebe časť na AM aj FM príjem a tento obvod respektíve jeho časti slúžil pre obe pásma.

SkryťVypnúť reklamu

Okrem sklenených baniek elektrónok tu môžeme vidieť ešte kovové hranolčeky ktoré skrývajú ladené obvody. V podstate je to valcová trubička s navinutým drôtom , tj cievka ku ktorej je pripojená súčiastka ktorú nazývame kondenzátor. V trubičke je upevnené feritové jadro ktorého posúvaním alebo skrutkovaním v cievke sa obvod naladí a zaleje v tejto polohe lakom aby sa nastavenie nemenilo.

Tento prijímač ich má teda dosť veľa, ale čím viac týchto ladených okruhov obsahuje, tým lepšie vlastnosti prijímač mal. Samozrejme tu to súvisí aj s tým že VKV rozsah potrebuje iné obvody ( pracuje s inou tzv. medzifrekvenciou 10,7 MHz , na AM rozsahu je to 455 KHz). Preto sa pri prepnutí rozsahu otočným prepínačom pripoja do obvodu iné ladené obvody.

Dôležitou časťou je ešte ladiaci kondenzátor, ktorý je tu dosť malý a je vedľa ľavej žiarovky osvetľujúcej stupnicu. Je to pomerne veľká mechanická súčiastka kde sa otáčaním osi zasúvajú do seba dve sady polkruhovách doštičiek, čím sa mení ich kapacita a vstupný obvod sa tak ladí na frekvenciu ktorú chceme prijímať.

Poslednou súčiastkou ktorá je len na starých elektrónkových rádiách je vľavo ´úplne hore tzv. magické oko, tj, elektrónka kde vidíme vejárovitý výboj ktorý ukazuje naladenie na signál stanice.

Keď otvoríte akékoľvek bežné staré elektrónkové rádio, nájdete tam tie isté základné časti.

FM časť môže chýbať a ladených obvodov môže byť značne menej.

Kvarteto 525 A zdola
Kvarteto 525 A zdola (zdroj: https://teslaradio.webgarden.cz/_/common/img/lightview/blank.gif)

Teraz sa pozrieme na konštrukciu zdola. Tu to už vyzerá neprehľadnejšie. Tento spôsob montáže je navrhnutý tak, že v kovovom ráme sú zasadené veľké súčiastky a zdola k nim sú prispájkované zvyšné spoje a elektronické súčiastky ako rezistory a kondenzátory.

Výroba takéhoto prístroja prebiehala ručne a veľmi sa automatizovať nedala.

Všimnite si v pravom dolnom rohu na plechu je pripevnený usmerňovač, z neho ide biely drôt na ten veľký filtračný kondenzátor ktorý sme videli zhora.

Takáto konštrukcia sa zmenila ešte v dobách vlády elektróniek tým, že sa začali používať plošné spoje ktoré sprehľadnili montáž a zefektívnili výrobu aj opravy.

Príkladom takého prijímača je napr. Bohéma 541A z roku 1971.

Bohema 541 A chassis
Bohema 541 A chassis (zdroj: https://teslaradio.webgarden.cz/_/common/img/lightview/blank.gif)

Podobne tu vidíme vľavo v čiernom kruhu sieťový transformátor, vpravo v modrom transformátor pre reproduktor ( ten je v skrinke tak na obrázku nie je). V červenom kruhu je ladiaci kondenzátor a vedľa neho FM modul. Ladených obvodov je trochu menej, feritová anténa je pod stupnicou. Oproti predošlej je konštrukcia oveľa prehľadnejšia najmä kôli použitiu plošného spoja a odpadá spleť drôtov na spodnej strane.

Nahradenie elektrónok tranzistormi umožnilo jednak znížiť spotrebu, ale aj hmotnosť a rozmery rádioprijímača.

Tu je kufríkové rádio Tesla 2827B-4 Song Super z roku 1972

Tesla Song Super
Tesla Song Super (zdroj: http://www.radiohistoria.sk)

Znovu sú tu známe ladené obvody, pravda trochu menšie. Tranzistory sp tie súčiastky so zeleným prípadne žlto natretým vrhchom. Feritovú anténu možno vidieť vpravo úplne hore čiastočne zakrytú. Sieťový transformátor bude zakrytý. Vpravo hore je miniatúrna verzia ladiaceho kondenzátora. Ten už nie je so vzduchovými medzerami ale tesne priliehajúce otáčavé dosky sú izolované plastovou fóliou. Tranzistory sa už obišli bez transformátora na reproduktor ( aj keď v istom zapojení ho môžu stále obsahovať).

FM modul sa presunul do blízkosti ladiaceho kondenzátora a veru bez schémy by som si netrúfal nájsť ktorá časť na obrázku to presne je.

Konštrukcia je stále pomerne zložitá a obsahuje mnoho jednotlivých súčiastok.

Ďalšou zmenou v obvodovom riešení bol nástup integrovaných obvodov.

Tie sa jednak dali použiť ako výstupný zosilňovač ktorým sa stal jediný integrovaný obvod aj pre stereofónny prijímač. Ďalšou zmenou je použitie špeciálnych integrovaných obvodov ktoré nahradili tranzistory v oscilátoroch a zosilňovačoch. Prijímač fungujúci ako superheterodyn potrebuje vysokofrekvenčný zosilňovač, oscilátor pre zmiešavač, medzifrekvenčné zosilňovače a nakoniec zosilňovač zvuku pre reproduktor. Plus ak máme ešte FM prijímač a stereo , tak to sú všetko časti navyše. Preto je konštrukcia z jednotlivých súčiastok pomerne zložitá na výrobu aj na oživenie a nastavenie.

Cestou vpred je zníženie počtu súčiastok a prípadne aj náhrada zložitých mechanických dielov.

Integrované obvody nahradili takmer ak nie všetky tranzistory. Problémom ostávali mechanické diely ako ladiaci kondenzátor a ladené obvody.

Ladiaci kondenzátor sa dá nahradiť kapacitnou diódou, ktorej kapacita sa mení výškou privedeného napätia. Kondenzátor sa tak nahradí napríklad premenným rezistorom ktorým sa nastaví napätie a tým aj kapacita diódy ktorá prijímač ladí. Takýchto premenných rezistorov môžete mať viac a ich prepínaním dostávate akýsi jednoduchý systém predvolieb ktoré môžete prepínať.

Ladené obvody náhrade odolávali, aj keď niektoré v časti ktorá sa nazýva medzifrekvenčný filter sa dajú nahradiť piezokeramickými filtrami ktoré sú oveľa kompaktnejšie a nemusia sa ladiť. Klasický ladený obvod však nájdete v mnohých prijímačoch aj dnes.

Napríklad jeden "retro" príjímač SCOTT rx19WS ktorý má ale aj modul na pamäťové karty či USB. Pri pohľade dovnútra uvidíte niekoľko dosiek. Transformátor spoľahlivo odhalí miesto zdroja.

Na osobitnej doske je usmernovač tvorený 4 diódami , filtračný kondenzátor zdroja. Integrovaný obvod BF 5417 na plechovom chladiči je stereo NF zosilňovač.

Ku zvyšku radia sa modul pripája dvomi plochými káblami. Menší biely konektor dole smeruje k reproduktoru ( tj výstup z NF zosilňovača.)

Doska zdroja a NF zosilnovaca
Doska zdroja a NF zosilnovaca (zdroj: ML)

Zelenú dosku je možné odignorovať lebo tam je radič a prehrávač USB a kariet s ovládaním.

Rádio je ladené klasicky, takže hnedá doska rádia dole by mala fungovať vcelku samostatne. K modulu NF zosilňovača a zdroja je pripojená pomocou plochého vodiča a jednotlivé piny su vcelku zmysluplne popísané.

Hore vľavo vidno klasický miniatúrny ladiaci kondenzátor. Nad nim je feritová anténa ktorú na obrázku nevidieť.

Doska obsahuje 3 ladené obvody v krytoch. Dve (biely a zelený) sú vľavo dole a červeny zrejme pre FM je vedľa ladiaceho kondenzátora. Žltý plastový hranolček vyzerá byť piezokeramický medzifrekvenčný filter.

Plechový chladič v strede pri zväzku vodičov by mal byť stabilizátor na 5V ktoré potrebuje modul USB a karty. rovnaké použitie bude mať aj pár elektrolytických kondenzátorov okolo neho.

Popis zelenej dosky teda jej konektorov vyzerá že do nej ide akurát 5V a ZEM , signál MUTE a výstup L a P kanálu. Tá by v podstate po napájaní mala fungovať samostatne . Sivý káblik vpravo hore je výstup na slúchadlá.

scott rx19 pohlad dovnutra
scott rx19 pohlad dovnutra (zdroj: ML)

Niekoľko integrovaných obvodov odhalí spôsob ako to súdruhovia kdesi v ázii spravili.

Prijímač je ladený pomocou klasického ladiaceho gombíka a vnútri vidno miniatúrny typ ladiaceho kondenzátora.

Okrem integrovaného zosilňovača je jedným z obvodov na hlavnej doske SA 2132 čo je obvod pre AM-FM prijímač.

SA2132 IC AM FM receiver
SA2132 IC AM FM receiver (zdroj: https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/301396/SILAN/SA2132.html)

Ten obsahuje prakticky všetky obvody pre AM FM prijímač. Externe sa pripájajú ladiace obvody tj AM anténa s ladiacim kondenzátorom, FM vstupný ladený obvod , a taktiež dvojica príslušných obvodov pre MF oscilátor.

Otázka je na čo slúžia 3 tranzistory tkré na doske vidno.

Na tomto príklade však vidno, že teoreticky sa minimálny prijímač vystačí s jedným integrovaným obvodom pre AM-FM a minimálne jedným ďalším ako zosilňovač. Okolo nich okrem zdroja stále musí byť zopár povinných kondenzátorov ktoré uvádza typické zapojenie na predošlom obrázku.

Zelená doska je príkladom novšej modernej technológie, a tou je povrchová montáž. Jednotlivé súčiastky už nemajú klasické prívody v tvare drôtu ktoré sa musia prestrčiť otvorom v plošnom spoji a zaspájkovať z opačnej strany.

Povrchová montáž sa deje zo strany spojov, kde sa vývody či častejšie len kontaktné plôšky prispájkujú priamo bez vŕtania. Automatická výroba je takto oveľa rýchlejšia.

Konštrukcia tohto prijímača vyžaduje stále mnoho ručnej práce a stále mechanický ladiaci kondenzátor a ladené obvody s cievkami. Konštrukčne je časť na príjem rádia ťažká klasika bez digitálneho ladenia a predvolieb. A to je rádio pomerne nové. Zrejme retro pojali nie len drevenú skrinku ale aj konštrukciu rádioprijímača ktorá fakt v kombinácii s moderným modulom na prehrávanie hudby z USB a MMC karty predstavuje dramatický kontrast.

Dnes bežným typom zariadenia na príjem rozhlasu je klasický prenosný typ s integrovaným CD a dnes s podporou prehrávania digitálneho formátu z karty či USB.

Ladenie sa dnes už neodvodzuje od premenného kondenzátora a často ani od premenného rezistora , ale s podporou digitálneho obvodu je možno ovládať ladenie tlačidlami a frekvenciu zobraziť na LCD paneli. Tj smer je jednoznačne odklon od zložitejších mechanických prvkov.

Aj tu zasiahla digitalizácia a možnosť v reálnom čase spracúvať signál. Cievky a kondenzátory nahradila frekvenčná syntéza a úlohu filtrov prevzali digitálne obvody.

V zostave ako na nasledujúcom obrázku.

Sony CFD--S07CP
Sony CFD--S07CP (zdroj: ML)

je ako prijímací obvod použitý SI4730 čo je jedna verzia z integrovaných prijímačov firmy Silicon Labs.

SI473X IC
SI473X IC (zdroj: http://www.silabs.com)

Technicky celé rádio je skryté v čipe ktorý má v najmenšom prevedení pre povrchovú montáž cca 4X4 milimetrov.

K nemu je nutné pripojiť FM anténu, tj zvyčajne teleskopickú a AM anténa ak príjem na AM je ešte vyžadovaný je stále vo forme feritovej antény.

Ladenie v tomto prípade konkrétneho modelu je zápisom príkazov cez sériovú zbernicu pomocou mikrokontroléra. Externe samozrejme je riešené zobrazenie a fyzické vyhotovenie ladenia ( tlačítka alebo otáčavý kodér) a pamäte. Úprava a zosilnenie signálu aj napájanie je samozrejme nutné priložiť tiež.

Všetky bežné rádiá takto majú prakticky na výber z niekoľkých výrobcov takýchto čipov a líšia sa len vonkajším vzhľadom , ovládaním a využitými funkciami či časťou spracúvajúcou zvukový signál. To, koľko a ako kvalitne spracovaných cievok a obvodov už nemá pri plne digitálnom spracovaní význam. Všetko dôležité je na jednom kuse kremíka ktorý sa vyrába v miliónových sériach pre honosne vyzerajúce zostavy aj lacné autorádiá. Dnes keď praktický význam má len príjem FM zostáva k obvodu pripojiť akurát kus drôtu ako anténu a zabezpečiť napájanie, ladenie a ďalšie spracovanie NF signálu či už v digitálnej alebo analógovej forme.

A presne takto funguje aj FM rádio v mobilnom telefóne. Lebo nič viac ako kúsoček miesta na čipe nepotrebuje. Ako anténa slúži šnúra od slúchadiel čo je jediná externá časť samotného FM prijímača. Ovládanie rádia a spracovanie zvuku v pohode zvládnu zvyčajné obvody mobilného telefónu. A to FM rádio tam v podstate je aj vtedy ak ho telefón oficiálne nevie využiť, lebo čipy sú často unifikované a neoplatí sa vyrábať dve verzie.

Celá rádiová časť dnes môže vyzerať ako modul na dolnom obrázku .

Si4703 board
Si4703 board (zdroj: https://www.sparkfun.com/products/11083)

Na ovládanie potrebujete samozrejme nejaký mikroprocesor a tlačidlá a napokon nejaký zosilňovač zvuku.

Od pár elektrónok, hromady mechanicky chúlostivých ladených obvodov je to obrovský pokrok. Modul zvládne samozrejme aj dekódovať RDS aj dopravné vysielanie.

Matúš Lazúr

Matúš Lazúr

Bloger 
  • Počet článkov:  117
  •  | 
  • Páči sa:  454x

Dokážem usedavo ležať. Zoznam autorových rubrík:  AustráliaMalajziaSúkromnéNezaradenéVeda a technikaO dobe kovidovej

Prémioví blogeri

Monika Nagyova

Monika Nagyova

273 článkov
Karolína Farská

Karolína Farská

4 články
Milota Sidorová

Milota Sidorová

5 článkov
Iveta Rall

Iveta Rall

49 článkov
SkryťZatvoriť reklamu