Dave's Homemade Radios Banner

DX Crystal Set bouw notities

Font Decrease Font Increase



Mijn eerste idee was, toen ik deze pagina schreef, ze te betitelen als 'besluit'. Dit klinkt echter zo finaal. Dus let ik beter op.

Ik bouwde verscheidene DX of high performance sets (HP). Dit zijn mijn #20, 28, 35, 48, 50, 63, 64, 66 (NL), 68, 69, en 70. Vroeger dacht ik dat alles prima was als ik een half dozijn radiostations gehoord had vroeg in de morgen of in de late namiddag. Op een morgen in september hoorde ik na zonsopgang 18 stations. Hoe is dit mogelijk? Gewoon omdat ik de laatste jaren verbeteringen aanbracht op elke mogelijke manier van antenne tot hoofdtelefoons. Hieronder beschrijf ik elk onderdeel van een goed DX-ontvangstation. Als voorbeeld start ik met mijn #35 set gezien ik deze heel vaak gebruikt heb. Deze betekende ook voor mij de 2004 Crystal Radio Contest -start.

Deze pagina zal niet echt een technische aangelegenheid worden. High performance kristalontvangers bouw je met de juiste onderdelen en met in acht nemen van de juiste regels betreffende hoogfrequentschakelingen. Bij het ontwerpen en bouwen hou ik steeds de nodige technische achtergrond in het oog. Verder reken ik dan op mijn ervaring als het echte bouwwerk start.

Een laatste waarschuwing... Zo'n set bouwen kan diep in je geldbeugel graven. Je vrouw kan er ook haar eigen ideeën over hebben! Geen probleem! Doe wat je kan doen!

Stapje per stapje

Antenne

Hiermee begint dus alles. Probeer je antenne zo lang mogelijk te maken en zo hoog mogelijk op te hangen. De draaddikte moet dik genoeg zijn om te weerstaan aan lokale weersomstandigheden. Gebruik isolators om ze te verbinden met andere voorwerpen. Je kan ook meerdere draden gebruiken met een tussenafstand van 12 inches (30 cm). Dit is een 'flat top antenne'. De voedingslijn hou je best zo ver mogelijk verwijderd van andere obstakels.

In oudere tijdschriften van QST las ik verschillende artikels over radioamateurs die dodelijk verwond werden omdat hun antennes in aanraking kwamen met electriciteitsleidingen. beste mensen, dit kan vermeden worden door goed uit te kijken! Hang je antenne op een veilige afstand ervan op!

Aarding

De aarding is minstens even belangrijk als de antenne. Ik gebruik hiervoor de waterleidingsbuis die in mijn woning binnenkomt. Het is metaal en mogelijk het beste dat ik kan gebruiken. Als aardingsleiding gebruik ik tv-twin-draad die naar mijn radio's gaat. De dubbele geleider geeft de illusie van een dikkere draad. Dit minimaliseert storingen en ook kortegolfinstraalprobklemen.

Spoelen

Litzedraad is 'het van het'. Litz = €. Big Litz = € € €. Het neusje van de zalm is 660 strand, 46 gauge. Ik ervaarde dat 660/46 in een dual coil set zorgt voor een zeer goede selectiviteit. Onder normale condities kan ik twee radiostations die 10 Khz van elkaar uitzenden in om het even welk deel van de band, uit elkaar houden. Laatst deed ik enkele metingen inzake bandbreedte met mijn #50 set die ook 660/46 litzedraad in gebruik heeft.

Hou je het budget liever lager, dan voldoet 165 ook. Dit is een kwart van het aantal adertjes. Litzedraad met 4 keer zoveel aders laat alles niet 4 keer beter werken. ben je echter op zoek naar de beste performantie, dan is 660/46 aanbevolen.

Dit zijn drie methoden voor het wikkelen van spoelen. Spider, rook en space wounded cylinderspoelen. Kies wat je het makkelijkste vindt en kijk hoeveel ruimte je hebt. Het beste materiaal voor de spoelvormen is styrene. Gebruik a.u.b. geen karton. Hout is ook bruikbaar als het bewerkt is tegen vochtigheid. Bekijk mijn spider coil pagina voor bijkomende informatie.

Rook spoelen werken prima met 660/46 litzedraad maar zijn niet zo stevig met 165/46. Bijkomende steun met styrene kan helpen.

Probeer de inductie zo klein mogelijk te maken maar wel voldoende om heel te band te beslaan. Ik heb een goeie gewoonte van een iets te grote spoel te wikkelen en het laagste gedeelte van de band te chechen. Vervolgens verwijder ik keer op keer een wikkeling tot de variabele capaciteit juist over het laagste bandsegment raakt. Dit blijkt de meest efficiënte werkwijze. Meervoudige spoelen kunnen gebruikt worden. aftakkingen op de spoel zijn niet aan te raden. Een contra-gewikkelde spoel blijkt laatst ook heel goede resultaten te geven.

De spoelen dienen zo ver mogelijk van andere voorwerpen gemonteerd. Ik raad aan metalen behuizingen te vermijden. Houten kastjes zijn ok maar monteer de spoelen op voldoende afstand van de houten randen.

Als je een set bouwt met twee spoelen, zorg dan voor een mogelijke variabele koppeling. Dit kan door afzonderlijke montageborden voor de antennetuner en de detector zoals bij mijn #35 set of draai de spoelasrichting zoals in mijn #48 set. Een te sterke koppeling zal de gevoeligheid en de selectiviteit verminderen. Een te zwakke koppeling vermindert de selectiviteit. Er is een ideale koppeling afhankelijk van condities en de plaats in de band waar je luistert. De beste koppeling is nooit op dezelfde afstand. Onder normale omstandigheden gebruik ik een spatie tussen de spoelen van ongeveer 30 - 45 cm. Bij het gebruik van kleinere Litzedraad, zal deze afstand kleiner zijn. om maar eens te bewijzen dat betere Litzedraad tot betere ontvangstresultaten leidt.

Sommigen gebruiken met goed resultaat toroid spoelen. Mijn ervaring hiermee is miniem. Hieromtrent raad ik u aan contact op te nemen met mensen van de BAMA group. Een aantal van hen hebben toroids heel efficiënt ingezet.

Variable capaciteiten

De keuze van een variabele draaicondensator is van even groot belang als het gebruik van Litzedraad. De Q-factor van de kring met spoel en capaciteit wordt bepaald door de zwakste schakel. De variabele condensator is best een type met luchtisolatie en de isolatoren zijn best keramisch. Dit is een minimum vereiste. Een andere belangrijke factor is de kwaliteit van de wiper arm. Zilveren platen vormen ook een pluspunt.

In schakelingen waar het frame niet geaard is, moet de variabele condensator geïsoleerd worden van het frontpaneel. Wanneer je je hand bij de tuningknop brengt, zal de set van frequentie veranderen door handeffect. Dit is heel vervelend. Plaats de condensator een 5-tal centimeter achter het frontpaneel en gebruik een geïsoleerde as. vergeet niet keramische of styrene isolatoren te gebruiken om de CV op de basis te monteren. Elk verlies gaat ten koste van de selectiviteit van de kristalontvanger.

Vernier Drive

Een ander probleem bij het bouwen van een DX-set die selectief werkt, is hetvolgende. Probeer je al de 115 U.S. omroepstations te tunen met een 180 graden rotatie, dan mis je zeker stations. Dit vraagt heel wat precisie. Een 6:1 vertraging zorgt voor 3 volle toeren om heel de band te scannen. Echt een must voor je variabele condensator!

Detector Circuit

ik hou van de detector die bekend is als de "Hobbydine". Het oorspronkelijke Australische ontwerp had een kleine variabele koppelingscapaciteit terwijl de Hobbydine een differentiaalcapaciteit gebruikt. Kijk a.u.b. even hieronder naar het onderdeel 'Selectivity Enhancement Circuits'.

Zorg ervoor dat verbindingen van de spoel en de diode geïsoleerd zijn met keramische of styrene isolators.

Diodes

In een hoge impedantiekring is het gebruik van een 1N34A diode weinig nuttig. De diode zal de kring belasten met verlies van selectiviteit en gevoeligheid als gevolg. 1N34A diodes zijn wel degelijk bruikbaar in zwak of middelmatig performerende sets.

De twee beste diodes die ik gebruikt heb, zijn een schottky (of verschillende parallel) en de ITT FO-215 diode. Een goede schottky diode is de Agilent HSMS-286. Ze bestaan in verscheidene configuraties. Het zijn surface mount types maar draden kunnen eraan gesoldeerd worden.

Mijn ervaring vertelt me dat een keuzeschakelaar (gebruik een keramische of styrene) heel nuttig is aangezien het type diode afhangt van de ontvangstomstandigheden en het gedeelte van de band dat beluisterd wordt. Meestal gebruik ik een FO-215 diode in het laagste gedeelte van de band tot ongeveer 1300 khz. Dan schakel ik over op een schottky diode voor de rest van de band. De schottky diode is beter op vlak van selectiviteit en de FO-215 wat gevoeligheid betreft. Selectiviteit in het onderste gedeelte van de band is geen groot probleem maar ik wil al de gevoeligheid die ik kan verkrijgen.

Audio Transfo Aanpassing

Magnetische hoofdtelefoons type hoge impedantie hebben een impedantie van ongeveer 1000 tot 4000 ohm. Sound powered tussen de 100 en 1000 ohm. Kristaloortelefoons ongeveer 10000 ohm. De impedantie van de kristalontvanger na de diodedetectie kan verscheidene honderdduizend ohm bedragen. Als je een van deze hoofdtelefoons onmiddellijk na de diode schakelt, krijg je een immense audiomisaanpassing. Dit leidt tot vermindering van het volume. De belasting zorgt ook voor een heel sterke vermindering in selectiviteit waar je zo naar zocht met Litzedraad en prachtige variabele condensatoren.

Een audiotransformatoraanpassing is van het grootste belang in een high performing set. De oude types transformatoren zijn zeldzaam en duur. Begin 2007, liet ik een aangepaste transformator maken. Hij beschikt over een heel hoge ingangsimpedantie en verschillende lagere impedantieaftakkingen.

Een ander goed alternatief is de Bogen T725 transformer. Met deze zal u goede resultaten verkrijgen in een medium kristalontvanger. Ramon Vargas en ikzelf hebben informatie omtrent de T725 transformer verzameld.

Hoofdtelefoons

Een hoofdtelefoon is evenzeer belangrijk als alle andere onderdelen. De meest gevoelige hoofdtelefoons zijn de zogenoemde "sound powered" hoofdtelefoons. Darryl Boyd deed veel onderzoek i.v.m. dit onderwerp en stelt u dit voor op zijn site crystalradio.net.

Deze hoofdtelefoons zijn steeds beschikbaar op eBay. let wel, het kunnen dure gevallen zijn. Meestal moeten ze heel nauwkeurig aangepast worden. Gewone, alledaagse magnetische oortjes zijn niet gevoelig genoeg voor de meeste DX-situaties. Mijn tweede keuze valt dus op een klein kristaloortelefoontje of twee ervan.

Oren Zorg

ervoor dat deze in goede staat zijn. Uw dokter kan u hierbij helpen.

Schakelingen die de selectiviteit verhogen (SEC)

Ik wil het graag hebben over schakelingen die de selectiviteit verbeteren. Sommige ervan refereren naar de "Hobbydyne". Jim Frederick in Florida stelde de Hobbydyne-schakeling voor. De eerste publicatie van selectiviteitsverhogende schakelingen die ik zag, kwamen in de vroege dertigerjaren uit Australië.
Jim Frederick's Site
Hier de Australische pagina.

Zo zie je maar: wat nieuw lijkt, is niet altijd zo. Maar de Hobbydyne van Jim was het wel. Ook zijn eerste (bij mijn weten) gebruik van deze schakelingen is van Jim's hand.

Ze laten je de resonantiekring minder belasten met als gevolg een betere Q-factor wat resulteert in een betere selectiviteit. Dit systeem zorgt ook voor een betere aanpassing tussen de resonantiekring en de diode (en audio als verder eindresultaat). Dit is een betere oplossing dan de oude manier van werken en de aftakkingen op de spoel.

Alles zit em in een kleine variabele capaciteit (gewoonlijk ongeveer 20 - 30 pf), en een kleine RF choke. Ik experimenteerde met 27 millihenry wat goede resultaten opleverde. Sommigen gebruikten een reverse biased diode i.p.v. de rf choke. De choke zorgt voor een DC aanpassing zodat de detector aangepast kan werken.

Jim ontdekte dit toen hij aan het experimenteren was met zijn kristalset in 2003. Hij stuurde me een mail en vroeg me deze schakeling uit te testen. Ik testte dit uit op mijn, toen in gebruik DX-ontvanger, de #35 radio.

Het duurde niet lang voor ik de waarde van deze ontdekking inzag. Ik begreep dat dit een durend ingredient zou worden in al mijn DX-radio-ontwerpen. Dus ging ik op zoek naar goedkope RF chokes en vond 27 mh chokes. Ze doen het prima!

De volgende verbetering door Jim was zijn Hobbydyne schakeling. Gebruikmakende van de SEC hierboven beschreven, kwam de topic van de resonantiefrequentieshift als de selectiviteit werd veranderd. Het is makkelijk te begrijpen dat een verandering in capaciteit een afstemverandering teweeg brengt.

De oplossing die Jim voorstelde, is het toevoegen van een differentieel condensator. Dit is een variabele capaciteit met één rotor en twee stators. Als de capaciteit aan één kant verhoogt, vermindert ze aan de andere kant. Dit onderdeel werd meestal gebruikt voor een betere stabiliteit in high end oscillatoren.

Jim voegde later nog een verbetering toe aan zijn oorspronkelijke Hobbydyne door het toevoegen van een kleine trimmer aan de aardezijde van de differentiële variabele capaciteit. Dit maakte een betere tracking mogelijk over de differentiële capaciteit.

Hieronder staan een aantal schema's met verschillende SEC-configuraties. Figuur (a. is een diode direct geschakeld aan de top van de kring. Dit is de slechtste manier van koppelen. alleen als een hoge impedantie op de uitgang gebruikt wordt, zal dit kunnen werken. Een andere manier van werken is, de diode aansluiten op een aftakking op de spoel. op die manier verkrijg je geen al te grote misaanpassing en belasting van de kring. Evenwel zorgt dit voor een verlies wat selectiviteit en gevoeligheid betreft.

Figuur (b. is een basis SEC. Alleen een kleine trimcapaciteit en een DC Rf choke. Dit is een betere manier als je niet beschikt over een differentiële capaciteit.

Een ander hulpmiddel bestaat erin twee kleine capaciteiten te gebruiken als'namaak-differentieel". U kan dan handmatig de ene verhogen en de andere tegelijk verlagen in capaciteit. Dit kan het effect van de differentieel nabootsen.

Na het bouwen van mijn #64 contra coil radio in de zomer, vroeg men mij te proberen met een verbinding direct aan de top van de kring, dan terug te schakelen naar de Hobbydyne. Aangezien ik geen vergelijking gemaakt had sinds drie jaar, meende ik het nuttig te checken of de SEC-schakeling echt hielp. Ik voerde een aantal luistertesten uit op het hoogste gedeelte van de band en was vlug overtuigd van het feit dat de SEC behouden bleef.

Various Selectivity Enhancement Circuits for Crystal Radios

Erkenningen

Deze mensen en hun websites waren inspirerend voor het aanmaken van deze pagina.

Ben Tongue heeft veel hoogstaand onderzoek verricht inzake design van kristalontvangers en stelt dit voor in bijna 30 pagina's. Deze pagina's krijgen regelmatig een update. Deze site lag aan de basis van mijn ontwerpen. Lees alles meerdere keren want alles is heel technisch.

Darryl Boyd's crystalradio.net bevat interessante informatie inzake sound powered hoofdtelefoons. Ook op deze site staat een volledige beschrijving van Mike Tuggle's Lyonodyne high performance crystal set. Mijn #35 and 48 sets zijn gebaseerd op dit design.

Jim Frederick's crystal radio pagina, toont de Hobbydyne schakeling. Naar mijn mening is de schakeling van Jim de beste detector voor een high performance radio.

Ramon Vargas zorgde voor uitstekende technische artikels omtrent de werking van de Tuggle Tuner and Bogen T725 transformators.

Gary Johanson, WD4NKA met zijn inbreng van the Tubepad schematic diagram drawing system.

Er zijn nog andere sites en mensen die me uitstekende informatie en hints bezorgden sinds de laatste jaren.