Říká se, že radiotechnika je někdy tak trochu alchymie. Pak hledání optimálního audionu je stejné jako hledání Kamene mudrců.
Všichni o něm mluví, ale nikdo ho nikdy neviděl. Nebo že by...
Audion je to přijímač, který už ze své podstaty má omezené možnosti a že žádný zázrak s ním nejde udělat. Jde to jasně matematicky spočítat a odvodit. Naštěstí jsou lidé, kteří se s tímto tvrzením nespokojí a stále hledají. Někdy marně, někdy úspěšně. Mezi ty úspěšné patřil Ivan Šolc. Je to druhá osoba, po Miroslavu Pacákovi, o které bych se zde chtěl zmínit. Protože i on vyvíjel a publikoval jednoduchá zařízení. Taková, která se nejen snadno stavěla, ale i prvotřídně a na první pokus fungovala. Byla určená především pro mládež, ve které viděl budoucnost tohoto oboru.
RNDr. Ivan Šolc CSc. OK1JSI (ex. OK1SI) bydlel v Malé Skále č.p.175 (GPS: 50.6413142°N/15.1879917°E). Narodil se v roce 1927, zemřel v roce 2013. Během svého života navrhl, publikovat i vyrobil nejméně sto různých audionů, převážně elektronkových a většinu z nich rozdal začátečníkům. Kromě vlastní radioamatérské činnosti psal hodnotné příspěvky do sborníků a časopisů, především do Amatérského rádia a věnoval se mladým zájemcům o příjem i vysílání na krátkých vlnách.
Mnoho let se věnoval zlepšení parametrů audionu, až se propracoval na úroveň, kdy pomocí zpětné vazby a velmi volným navázáním ladícího obvodu zvýšil jeho jakost Q k řádu 105. Základní zapojení jím navrženého přijímače se stále podobá obyčejné krátkovlnné "dvoulampovce" s dvojitou triodou tzv. Twinplexu), ale je v něm použito zapojení k vytvoření umělého mřížkového předpětí, kterým lze snížit mřížkový proud detekčního stupně (viz. stránka Zvýšení selektivity audionu.)
Proč s elektronkou ?
Asi vás napadne - co to bylo za zpátečnictví, vracet se k elektronkám v době superhetů i masivního nástupu polovodičů? Jenže praxe ukázala, že konkurovat elektronkovému audionu s křemíkovými transistory je mnohem složitější, než se na první pohled zdá. Výsledky byly a dodnes jsou vždy o něco horší a zapojení vychází složitější. Pro začátečníky tak nadále zůstává polovodičový audion (narozdíl od elektronkového) sice velmi lákavou, ale zákeřnou a nejistou cestou, kdy jeden prototyp perfektně funguje a druhý naprosto stejně udělaný nepřetržitě zlobí. Prostě jsou zapojení více vhodná po elektronky a pak jiná, vhodná pro tranzistory. S tím se musíme smířit. Je to vlastně logické - oba zesilovací prvky jsou natolik technicky odlišné, že tomu ani jinak být nemůže.
Základní verze optimalizovaného audionu:
Sám Ivan Šolc na svém domácím QTH v obci Malá Skála používal přijímače napájené ze sítě. Nemusel tedy úskostlivě dbát na co nejmenší odběr z anodového zdroje a proto používal zapojení, kde se k řízení mřížkového předpětí používá potenciometr zapojený na kladnou větev. Hodnoty součástek optimalizoval pro elektronku ECC88. Tento audion v zapojení 0-V-1 podle laboratorních měření prý dosahoval na vstupu citlivosti až 1 mikrovolt (a bez potíží překonával např. legendární Pento SW3AC s laděním předzesilovačem).
Audion s neladěným předzesilovačem
Podle předchozího schématu jsme získali skutečně citlivý a selektivní přijímač. Ale přeci jen není dokonalý. Když s ním budete poslouchat na radioamatérských pásmech modulaci SSB nebo provoz CW, potřebujete mít zpětnou vazbu nastavenou tak, aby trioda kmitala jako oscilátor a doplňovala vám tím v signálu chybějící nosnou vlnu nebo u telegrafie vytvářela slyšitelný zázněj. Jenže v této situaci přijímač vyzařuje část vysokofrekvenční energie do antény. Je to sice nepatrné množství, ale má-li být radioamatér perfekcionista, nesmí to dopustit. Abychom se vyzařování zbavili, je vhodné předřadit před přijímač ještě vysokofrekvenční předzesilovač. Abychom si to nezkomplikovali a nemuseli vyrábět další cívky, složitě je stínit a ladit, použijeme předzesilovač neladěný. Protože budeme přijímač používat na radioamatérských pásmech, budeme jej připojovat k nízkoimpedanční anténě (anténa délky lambda-čtvrt a dobrým uzemněním nebo dipólem lambda-půl napájený uprostřed). Nepotřebujeme extrémní zesílení, ale především dokonalé oddělení antény od kmitajícího ladícího obvodu. Pro náš případ bude nejvýhodnější jednoduchý kaskádový předzesilovač s uzemněnou mřížkou. Na pozici předzesilovače se ideálně hodí opět elektronka ECC88 či E88CC (nebo po změně žhavícího napětí PCC88), případně poslouží jiná trioda určená pro kaskádové zesilovače, např. ECC84. Obvod je na schématu dokreslený modře, původní přijímač je černě.
Nízkofrekvenční zesilovač
Pokud si někdo postavil výše popsaný přijímač, jistě si všiml, že jeho hlasitost při nastavení selektivního režimu je výrazně nižší, než u audionu bežné konstrukce. Není divu. Pokud nechceme ladící obvod zatěžovat, aby zůstal selektivní, nemůžeme z něj odebírat moc energie pro další zpracování na nízkofrekvenční signál. Nebudeme se snažit, aby nám detekční stupeň nízkofrekvenční signál co nejvíce zesílil - jak se o to snažila většina stavitelů dvoulampovek, tím bychom všechny přednosti nově upraveného přijímače zhatili. Necháme detekční stupeň pracovat, tak jak pracuje a malou hlasitost vyřešíme přidáním samostatného nízkofrekvenčního zesilovače. Když použijeme další duotriodu, bude i při poslechu slabých stanic zesílení naprosto dostatečné. Máme možnost osadit regulátor hlasitosti a ještě si můžeme dovolit vhodně zvolenými vazebními a blokovacími kondenzátory pozměnit frekvenční charaktetristiku tak, aby byla přizpůsobená pro dokonalou čitelnost telegrafie i srozumitelnost SSB a naopak potlačovala nežádoucí rušivé tóny a rušení na pozadí. Zde se přímo nabízí použití nízkošumové triody ECC82 vyvinuté pro profesionální i komerční zesilovače, ale v nouzi poslouží i jiná podobná duotrioda. Obvod názkofrekvenčního zesilovače je ve schématu dokreslený zeleně, kaskádový předzesilovač modře a původní přijímač černě.
Síťový zdroj
Nemalý vliv na kvalitu přijímače má také napájení. Nebudu zde popisovat detailně celý síťový zdroj a není kritické, zda bude přijímač napájený napětím 100 voltů, 120 voltů nebo třeba 150 voltů. Jen připomenu, že důležité je, aby bylo anodové napětí stabilní. Standardní síťové transformátory pro elektronkové přijímače dávají na sekundární straně napětí od 250 do 300 voltů a pokud nechceme navíjet speciální transformátor, musíme je snížit. To je přímo ideální pro použití neonového stabilizátoru 150V=/40mA (zapojeného za velkým předřadným odporem 3K9/10W), protože pro dobrou funkci stabilizátoru je zapotřebí, aby měl k dispozici velký napěťový spád. Můžete stabilizovat napájení pro všechny stupně, ale kdo by nesehnal dostatečně dimenzovaný stabilizátor, může použít stabilizátor slabší (určený např. na 10 až 15 mA za předřadným odporem 15K/3W) a stabilizovat s ním napětí pouze pro detekční stupeň. Tedy jen to napětí, které je přiváděno k oběma potenciometrům. Nastavení zpětné vazby na hranici nejcitlivějšícho přijmu je pak velmi snadné a při poslechu „drží”. Na ostatní obvody přivedene 120 voltů ze zdroje nestabilizovaného (usměrněné napětí získané z odbočky transformátoru nebo vytvořené odporovým děličem) Zajímavou možností se jeví stabilizovat i žhavící napětí. Běžně se to nedělá, ale některé měřící přístroje Tesla osazené elektronkami, používaly dvojici transformátorů a krabicové kondenzátory zapojené jako magnetický stabilizátor, který dokázal vyrovnávat kolísání napětí v síti. Tyto součástky i zapojení by šly využít. Samozřejmě je to jen můj návrh pro ty, kteří by rádi dodrželi „stylovost” konstrukce a nechtějí nikde v zapojení používat moderní polovodiče. Samozřejmě v napájecím filtru musejí být vždy použity kvalitní elektrolytické kondenzátory a anody usměrňovací elektronky i žhavící vlákna všech zesilovacích elektronek se doporučuje vůči zemi blokovat napěťově odolnými kondenzátory o hodnotě od 1 do 10 nanofaradů, aby do citlivých částí přístroje neprolézaly VF zákmity způsobené komutačními jevy v usměrňovači ani rušení ze sítě. V amatérské praxi se používají síťové zdroje oddělené od vlastního přijímače, zabudované v samostatné krabici, které se za provozu staví opodál. To aby přijímač nerušily magnetickým rozptylem ze síťového transformátoru a nezpůsobovaly brum.
Závěr
Myslím, že by práce Ivana Šolce a vývoj, který audionu věnoval, neměla být zapomenuta. Mnozí zkoušeli s audionem experimentovat, ale předčasně to vzdali s tvrzením, že lépe to už nejde. Ivan Šolc to nevzdal a došel dál, než kdokoli předtím. Každý další přístroj, který postavíte podle jeho předlohy bude pokračováním jeho díla a odkazu, který tu pro nás zanechal. Čest jeho památce...
[autor článku: OK2TAR, datum: 11.7.2021]
§ Upozornění:
Informace obsažené na těchto stránkách jsou poskytovány „tak jak jsou", bez jakýchkoli záruk. Veškerá rizika související s použitím těchto informací přebírá uživatel. Tyto stránky obsahují informace, získané vlastním studiem i praktickými pokusy. Při nich nebyla důsledně řešena problematika bezpečnosti, ochrany před úrazem nebo škodou, ani souladu s platnými normami, bezpečnostními nebo jinými předpisy. Stránky jsou proto pouze informací o vlastních poznatcích, studiu a zkušenostech, nejsou odbornou radou nebo odborným návodem ve smyslu nového Občanského zákoníku. Praktickým využitím těchto informací podstupujete riziko škody nebo úrazu. Veškerá rizika podstupuje sami a autor stránek za ně nepřebírá žádnou zodpovědnost. Výrobu nebo úpravy všech zde uvedených zařízení provádí každý na vlastní nebezpečí. Výkresy, náčrty a konstrukce neprošly žádným schválením podle ČSN, ISO ani jiných norem a je věcí realizátora, aby si toto zajistil.