zelfbouw kristal ontvangertje

De batterij-loze één transistor ontvanger.

Mijn volgende experiment was met de batterij-loze één transistor ontvanger volgens het ontwerp van Radio bulletin, op www.pa4tim.nl/?p=1378 Dank je, Laurens voor de link. Het schema, inclusief mijn aanpassingen, staat in figuur 2. De voltmeter en een externe audio uitgang heb ik weggelaten.



Ontvangst resultaten.
In eerste instantie heb ik C4 en R2 weggelaten en in plaats van de batterij een doorverbinding toegepast. De bedoeling is immers een batterijloos toestelletje! De ontvangst werd wederom sterk gedomineerd door Radio 5 op 747 kHz en de reli-zender op 1008 kHz. Deze waren echter niet wezenlijk sterker hoorbaar, eerder iets zwakker dan bij het schema volgens figuur 1. Ik heb de indruk dat de transistor zonder extra toegevoerde collector spanning niet of nauwelijks versterkt of dat de geluidssterkte in de hoofdtelefoon domweg niet groter kan worden. Immers alle audio energie moet uiteindelijk door de detector geleverd worden, net als bij de kristal ontvanger van figuur 1.

Transistor type.
Ik heb verschillende transistors geprobeerd, de types AC125/AC128 deden het slecht, duidelijk betere resultaten verkreeg ik met een AF121 c.q. een ASY26. Klaarblijkelijk is een transistor type nodig met goede HF eigenschappen.

Bij aanbrengen van condensator C4 werd het audio signaal iets krachtiger. Maar er ontstond ook vervorming. Als gevolg van het gelijkrichten van de HF over de basis-emmitter diode ontstaat over R1/C3/C4 een spanning welke de basis positief maakt t.o.v. de emmitter. De transistor wordt dus feitelijk afgeknepen, de transistor werkt in 'klasse C'! Maar kennelijk vloeien er, dankzij de resterende stroom HF pulsjes in de basis, van emmitter naar collector nog steeds voldoende P-germanium meerderheids ladingdragers (zogenaamde 'gaten') opdat er ook een hoogfrequent pulserende, tevens audio gemoduleerde stroom in de collector ontstaat. De HF puls versterking bevestigt dat een transistor met goede HF eigenschappen het beter doet in de schakeling dan een LF transistor.

Batterij.
Vervolgens kwam bij mij het idee om toch een batterij (3 volt) te gebruiken, alsmede een stroom via R2 naar de basis van de transistor te geven. Nu kwam de versterkende werking van de transistor goed op gang, het geluid in de hoofd telefoon werd een stuk sterker! C5 heb ik aangebracht omdat hiermee de vervorming verminderd kon worden.

Transistor theorie.
Om precies te analyseren wat er electrisch gaande is in de transistor is kennis van de natuurkundige processen van het inwendige van transistors nodig. In het kort komt het er op neer dat door de emmitter-basis diode geleidend te maken een stroom meerderheids ladingdragers vanuit de emmitter (gaten bij een uit P-halfgeleider opgebouwde emmitter) in de basis wordt geïnjecteerd. Maar omdat de basis fysiek uit een nogal dunne laag halfgeleider materiaal bestaat, wordt het merendeel van de geïnjecteerde gaten niet door de extern toegevoerde basisstroom (electronen!) geneutraliseerd maar steekt de basis direct over naar de collector, dit ondanks dat de basis-collector diode in de normale gebruikstoestand gesperd is! Het is juist heel aantrekkelijk voor de gaten geïnjecteerd in de N-germanium basis om door te stromen naar de P-germanium collector omdat die gewoonlijk op een negatieve spanning staat.

Met de toevoeging van de batterij is de schakeling echter niet meer batterij-loos. En dat is niet de bedoeling. Mijn conclusie is dat - als je een toestel wil ontwerpen dat uitsluitend werkt met de energie afkomstig uit de antenne - men beter een eenvoudige diode schakeling kan gebruiken zonder actieve componenten (dus zonder een triode, penthode, bipolaire transistor of een veld effect transistor). Het is juist de essentiële functie van versterkende, actieve componenten dat ze de informatie-loze, gelijkspannings energie uit de voeding kunnen benutten om informatie dragende signalen in vermogen te versterken! Als er geen batterij of DC voeding aanwezig is, is er voor een actief versterkende component simpelweg geen nuttige functie te vervullen.

Wat in een batterij-loze radio uiteraard wel belangrijk is, is dat de binnenkomende HF energie zo efficiënt mogelijk wordt benut. Daarom is het van groot belang dat de afstemkring, de detector schakeling en de belasting op het juiste impedantie niveau op elkaar worden aangesloten zodat signaal verlies door impedantie mis-aanpassing minimaal is.

---

De batterij-loze één transistor ontvanger, deel 2.

Op www.pa4tim.nl/?p=1378 staat nog een ontwerp van een batterij-loze één transistor ontvanger welke mij interessant genoeg leek om ook eens uit te proberen. Het is het ontwerp met zowel een punt-contact diode èn een transistor. Ik heb het schema aangepast en opgetekend in figuur 2B.



Evenals in het schema figuur 2 krijgt de transistor in het schema figuur 2B op de basis een pulserend gelijkgerichte HF stroom aangeboden. De transistor werkt wederom in klasse C. Maar anders dan in het schema figuur 2 wordt in het schema figuur 2B de collector een negatieve spanning toegevoerd vanuit condensator C4. Merk evenwel op dat bij het weglaten van C4 en het onderling kortsluiten van emmitter, basis en collector de situatie ontstaat als bij een eenvoudige kristal ontvanger.

Ontvangst resultaten.
Bij vergelijking tussen de eenvoudige kristal ontvanger (schema figuur 1) en de ontvanger volgens schema figuur 2B is er geen verschil in geluidsvolume. De schakeling met transistor geeft daarintegen meer vervorming. Bovendien blijkt dat de diode D overbodig is. Immers de gelijkrichting van de HF vindt ook plaats door middel van de emmitter-basis diode.

Overbruggen van de diode D doet niet alleen het geluidsvolume maar ook de vervorming toenemen. Daarnaast is bij afstemmen op de sterke Flevo MG zenders ook een gelijkspanning over condensator C4 meetbaar, ca. 40 millivolt maximaal. De collector krijgt dus een kleine negatieve spanning. Dientengevolge zal de transistor iets meer versterking geven in vergelijking met het ontwerp volgens schema figuur 2. Maar het experiment met de één transistor ontvanger volgens schema figuur 2B heeft mijn algemene conclusie over van gebruik van actieve componenten in schakelingen zonder voeding niet veranderd: het is nutteloos.

Wordt vervolgd. Pieter.

Meerdere bijdragen aan deze forum discussie hebben mij er toe aangezet om zelf weer te gaan experimenteren met de kristal ontvanger. Tenslotte is deze de basis van de radio ontvangtoestellen techniek.

De elementaire kristal ontvanger.

Mijn idee was om eerstens de Philips Pionier 1 junior radio weer op te bouwen. Maar essentiële onderdelen, zoals de ferriet staaf met spoel en het kristal oor-telefoontje, ben ik lang geleden al kwijt geraakt. Echter ik heb nog wel een AMROH 402 spoel en ik heb daarmee een schakeling uitgewerkt. Als vervanger voor het oor-telefoontje heb ik een moderne stereo hoofdtelefoon genomen en deze aangeloten via een 7000 naar 5 ohm uitgangs transformator. Figuur 1 toont het schema:



Hierbij wil ik het volgende opmerken:

Antenne/aarde. Helaas heb ik geen grote lange draad antenne, mooi buiten opgesteld. Ik moet mij tevreden stellen met een draad antenne van maximaal 5 meter. Deze antenne kan op twee manieren worden aangesloten: op een aftakking van de 402 spoel of via C2 op de top van de spoel. Het eerste geval is de voorkeur voor een grote antenne. Maar er is dan ook storing van (waarschijnlijk) KG zenders, in alle standen van de afstem-C. In het tweede geval is de KG storing nagenoeg verdwenen (dit wordt ook beschreven in de Philips Pionier 1 documentatie) en is de ontvangst juist met een korte draad antenne sterker. Als aarde heb ik de aarde van het lichtnet gebruikt, ik heb geen aardpen in de grond.

De diode. Germanium punt contact diodes zijn nog altijd het beste: OA79, OA81, OA161, AA119. Het type nummer is niet kritisch, ze doen het allemaal goed. Maar geen Si diode gebruiken, de spannings drempel van ca. 0,6 volt hindert de detectie.

Voltmeter. Over de dector uitgang heb ik de spanning gemeten, bij wijze van afstem indicator. Condensator C4 blokkeert gelijkstroom door de uitgangstransformator. Zonder C4 werkt de schakeling ook maar is de DC weerstand van de UGT in vergelijking met R1 zo laag dat er geen DC meer te meten valt.

Audio uitgang. Eveneens heb ik aan de uitgang van de detector een verbinding naar een (buizen) audio versterker gemaakt om het ontvangen signaal duidelijk via een luidspreker hoorbaar te maken.

Ontvangst omstandigheden. Mijn woonplaats is Lelystad, slechts ca. 20 km uit de buurt van de twee sterke Flevo middengolf zenders Radio 5 (747 kHz) en de reli-zender (1008 kHz). Deze zenders bepalen dan ook heel dominant mijn ontvangst resultaten.

Ontvangst resultaten. Radio 5 en de reli-zender kon ik zacht maar goed beluisteren in de hoofd telefoon. Maar voor andere MG zenders is de veldsterkte bij mij in huis al te zwak om die goed te kunnen horen, ook niet of nauwelijks via de audio versterker. In de avond deed ik nogmaals een luister proef, alleen de zender op 1440 kHz (Luxemburg, tegenwoordig gehuurd door de Chinezen) bleek sterk genoeg om onderscheidend gehoord te kunnen worden. Daarnaast zijn bij aansluiting van de antenne op de aftak van de 402 spoel storende KG zenders zeker te horen. De selectiviteit vind ik heel redelijk, ik moet de afstem-C best scherp instellen voor de meest krachtige ontvangst van radio 5 c.q. de reli-zender. Bovendien is bij het luisteren naar de ene zender de andere vrijwel niet te horen.

Detectie spanning. Over de detector uitgang kon ik bij Radio 5 en de reli-zender tot maximaal 300 millivolt meten. Overigens zegt deze waarde in absolute zin niets, bij een grotere antenne zou er waarschijnlijk een hogere waarde gemeten worden. Maar ook de spannings indicatie liet duidelijk zien dat er beslist scherp afgestemd diende te worden.

Wordt vervolgd, Pieter.

En dat laatste zou dan kunnen betekenen dat de C voldoende negatief t.o.v de E zou
kunnen worden om de tor als LF versterker te kunnen laten werken.
Tevens kan dan die tor als een soort van kristal diode detector kunnen gaan werken,
waardoor deze tor drie dingen tegelijk doet n.l, 1e uit de binnenkomende draag golf een
pulserende gelijkspanning maken, die word afgevlakt door het LC filter F4 en 1000pF
en zodoende kan fungeren als C E gelijk voeding spanning om die tor te kunnen
laten werken als LF versterker.Een gelijkrichter dus.
2e Hij werkt als LF versterker. 3e Hij werkt als germanium kristal diode detector.
Wie het weet mag het zeggen. Wie heeft de goede oplossing?
Vr gr Cees.

Dat zou dan betekenen dat er een gelijkspanning verschil over de koptelefoon
zou ontstaan. Een soort virtuele (batterij) voeding spanning?
Er moet toch een spanning verschil van minstens 0,5V tussen C en E moeten
staan wil die germanium tor een klein beetje in werking komen.
Het achterlicht lampje dat ik fel kon laten branden als ik het tussen
mijn antenne en aarde aansloot was 6V 0,05 A en kon zelfs stuk gaan.
Dus de zeer lange antenne had wel voldoende energie.
Maar de werking van het simpele schematje heb ik nog niet weten te
doorgronden. Een hersenkraker dus voor degenen die de oplossing van
het raadsel willen geven.
Wel is mij duidelijk, dat de tor in de schakeling, tussen B en E de
antenne energie gelijkricht en er dus ook een spanning tussen de 100k R
ontstaat.
En ook dat de B - C overgang als een gelijkrichter kan werken, waardoor
de C een negatieve spanning kan krijgen?
Vr gr Cees.

Ja, leuke site.
En dan die man met zijn radiotje in en om zijn pijp!
Hoe kom je op zo'n exentriek idee.
Bekijks zal hij toen zeker gehad hebben!
Ik vraag mij af hoe hij met die raamantenne onder een
deurpost door ging.
Vr gr Cees.

hoi henk

ja deze site had ik ook al gevonden :thumbsup:

maar vooral op deze site staan mooie voorbeelden
en van simpel naar moeilijk,dus voor elk wat wils


makearadio.com/crystal/index.php

mvg johan van wijngaarden