Varování na úvod - pokud hledáte návod na bezvadně hrající a běžně použitelné VKV FM rádio, jste na této stránce špatně. Následují nejrůznější nesmyslné a šílené konstrukce, ze kterých se často sotva něco kloudného ozve. Proč se jimi zabývám? Už nějakých třičtvrtě století se ani krystalky a audiony nestaví jako přijímače pro běžný poslech. Zato výborně poslouží jako prostředek k nabývání praktických znalostí a zkušeností, které u teoretizování a sezení u počítače nikdy nezískáte. Jestli si chcete pohrát, zaexperimentovat, něco se naučit a vyzkoušet nejrůznější pikačoviny, potom čtěte dál.
Věc, která je téměř neprobádaná alespoň v našich končinách, v těch zahraničních se nějaký námět najde. Dále následuje několik možností.
Jedním z nich byl popis "rezonátorové" VKV krystalky na jedněch, dnes už neexistujících amerických stránkách. Alespoň základní informace jsem si kdysi obkreslil a opsal, díky tomu mohla vzniknout následující konstrukce. Původně jsem ji zamýšlel jako preselektor pro SDR přijímač. Především ty levné "klíčenky" nevynikají odolností a podobný rezonátor by jim předpokládám mohl pomoci podobně jako klasickému levnému worldreceiveru preselektor. Ale zároveň zůstala zachována původní funkce krystalky.
Základem je dutinový rezonátor o rozměru 5x5cm a o celkové délce krabičky 25cm. V přední stěně je namontován inkurantní vzduchový kondenzátor o kapacitě 45pF. Délka vlastního rezonátoru, tedy vsazeného silnějšího měděného drátu vychází na asi 21cm. Odbočka na vstupní konektor je asi 4cm od začátku, podobně je dlouhá i vazba pro výstup pro SDR přijímač. Detekční dioda je zapojena přímo na rezonátor 12cm od jeho začátku, tedy trochu nad jeho polovinou, místo je nalezené experimentálně, jako místo kde už dál nestoupala síla signálu a ještě se neomezila selektivita. Výsledkem je "krystalový" VKV přijímač s přeladěním 60 - 150MHz. Při prvních pokusech a buzení generátorem bych citlivost odhadl asi na 30mV.
Velkou neznámou ale byla funkce v reálném prostředí. Tu jsem otestoval poblíž Rychnova nad Kněžnou, na kopci Budín, TX Bezděkov - ČRo HK 96.5MHz 1000W V a R. Beat, 107.6MHz 500W V. Anténa - klasický dipól z teleskopů, nastavený na zhruba rezonanční délku.
Výsledek? Ve vzdálenosti asi 120m od vysílače hrály obě stanice, v síle odpovídající zhruba klasické krystalce na středních vlnách. Selektivita dostačující právě k dobrému odladění obou stanic od sebe. Protože jde o FM modulaci, naladění přesně na kmitočet se projeví ztichnutím modulace, pro srozumitelný poslech je nutné se odladit "na bok". S přibližováním k vysílači síla poslechu ještě samozřejmě stoupne, ale nijak extrémně - zato je poučné a zajímavé sledovat stáčení polarizace a vlastně i směru příjmu.
Co bude asi zajímat každého nejvíc? Použitelný jakž - takž slyšitelný signál je přibližně do trojnásobku předchozí vzdálenosti, tedy nějakých 300 - 400m od vysílače. V úplném tichu by možná bylo ještě něco slyšet i dál, ale to ve volné přírodě není, už kvůli větru.
Výsledek zdánlivě nic moc, ovšem - možnosti jsou. Prvním námětem je záměna dipólu za ziskovou anténu, například Supersonic. Nakonec - i středovlnná krystalka potřebuje co nejúčinnější anténu.... A potom je zde ještě relativné snadná možnost přídavného zesilovače - v prodeji jsou nejen anténní zesilovače pro FM rozhlas s udávaným ziskem 15dB a více, ale i širokopásmové linkové zesilovače s udávaným ziskem kolem 20 - 30dB. Jak se to projeví na citlivosti a dosahu příjmu, to je otázka pro další experimenty.
Trochu záhadný název, vysvětlení je jednoduché. Předchozí krystalka pro VKV je určitě zajímavá, ale neprakticky velká. Proto jsem postavil něco podobného v malém kapesním provedení.
Zapojení je na následujícím obrázku:
Toto zapojení je v krystalce celkem třikrát, pokaždé pro jiné pásmo a se samostatným anténním vstupem. Výstup z detekčních diod se přepíná na společný sluchátkový výstup.
Klíčovou součástkou je teslácký fóliový ladicí kondenzátor z komerčních rádií, používaný v sedmdesátých a osmdesátých letech. Je možné použít i jakýkoli jiný podobný kondenzátor. Protože má celkem čtyři sekce - dvě pro AM a dvě pro VKV pásma, v plechové krabičce o velikosti přibližně 7x7 cm jsou celkem tři krystalky.
První je klasická AM středovlnná krystalka, s cívkou na feritovém toroidu, která má celkem asi 50 závitů s odbočkami pro diodu na 30. a pro nízkoohmovou anténu na 5. závitu. Vstup je na BNC konektoru, počítáno je především s aktivními anténami (KAA1000, Miniwhip). Zatím jsem ale s touto konstrukcí moc štěstí neudělal, především selektivita je proti běžným krystalkám tristní.
Další je potom krystalka pro VKV FM a AIR pásmo, s přeladěním cca 85 až 145MHZ. Cívka má celkem 7,5 závitů na průměru asi 6mm, odbočka na diodu je na 4. závitu, odbočka pro anténní vstup na 1 závitu a něco málo k tomu. Citlivost krystalky je asi stejná jako u předchozí rezonátorové konstrukce, v reálu hraje do vzdálenosti několika set metrů od 1kW vysílače. Selektivita je ale o poznání horší.
Třetí krystalka, využívající druhou VKV sekci ladicího kondenzátoru má asi 5 závitů na průměru 4,5mm s odbočkami na 2,5 závitu pro diodu a 2/3 závitu pro anténní konektor. Má přeladění navazující na předchozí, asi v rozsahu 150 - 350MHz. Oba anténní konektory jsou klasické "televizní" IEC.
Jako anténa slouží dipól z teleskopických antén, bohužel jsem zatím nesehnal jiné než o délce 65cm - chtělo by to ještě 10cm navíc. Střed antény je opatřen IEC "samicí" a zapojuje se do příslušného anténního konektoru krystalky.
Představa je jednoduchá - zvýšit citlivost klasické krystalky změnou zapojení detektoru a zesilovačem. Zapojení ale musí zůstat jednoduché, snadno oživitelné i pro začátečníka a hlavně nezáludné. Trochu mě inspirovala i idea "nevyzařujícího přijímače pro air band" - tedy v zásadě krystalky pro letecké pásmo doplněné o citlivý NF zesilovač. Ale původní zapojení vstupu, tedy samotné krystalky, jsem trochu změnil:
Laděný obvod je stejný jako u jiných zapojení, cívka má 7 závitů na průměru asi 6mm. Odbočka pro anténu je na 1. závitu od studeného konce. Protože se jedná o konstrukci v zásadě pokusnou, pro ladění jsem použil klasický starý hrníčkový kapacitní trimr 30pF. Jako ovládací knoflík jsem na horní část trimru nasadil provrtaný vršek uzávěru od zubní pasty. Je to nutné, jinak se při přímém dotyku ladění posouvá. Detektor je tentokrát zapojen jako vysokoimpedanční "hobbydyne", s úspěchem odzkoušený na klasických SV konstrukcích. Vazební kapacitní trimr jsem vykuchal ze starého kanálového voliče, je možné použít i teslácký skleněný šroubovací trimr. Dioda běžná germaniová detekční, vykuchaná opět z obrazového detektoru televizní mezifrekvence. Následuje tranzistor v zapojení se společným kolektorem jako převodník impedance. Laděný obvod tak není detektorem tlumený. Sluchátka používám klasická vysokoimpedanční. když už je v zapojení napájení, zkusil jsem i nastavení pracovního bodu detekční diody, ale zdá se že vliv na citlivost je zanedbatelný.
Zde je pohled na osazenou desku.
První zkušenosti jsou zajímavé. Citlivost je podstatně vyšší než u klasické krystalky (samozřejmě že ne ohromující). Zatímco u předchozích se pohybovala kolem -30dBV, zde se dosaneme na -40dBV, tedy asi z 30 mV na 10mV. V reálu u výše zmíněného vysílače to znamená prodloužení dosahu z nějakých 300 - 400m na 600 - 700m.
Je jasné, že samotná krystalka na VKV FM není pro malý dosah ani pokusně využitelná, s výjimkou dohledávání vysílačů v těsné blízkosti. VKV signály jsou výrazně slabší než středovlnné a tuto ztrátu je nutné nějak nahradit. Možnosti jsou v zásadě dvě:
Sestava multikrystalky i s předzesilovačem je na dalším obrázku.
Několik předběžných informací:
Předzesilovač je samostatná jednotka, vložená mezi dipól a krystalku. Obsahuje jednoduchý širokopásmový zesilovač s BFR90, napájený z 9V baterie. Alternativně je možné použít i tovární zesilovače. Krystalkoví puristé jistě namítnou, že potom už nejde o krystalku. Ale kdo chce pokusničit bez předzesilovače, může připojit anténu napřímo. Jinak si myslím, že v zásadě ten "duch krystalky" - tedy jednoduchý a snadno nastavitelný přijímač, zde stále zůstává.
Jak se předzesilovač projeví? Prozatím mám jednu dobrou zprávu - tam kde samotná krystalka přestává hrát, s předzesilovačem hraje dost hlasitě a dosah příjmu se prodlouží ze stovek metrů na kilometry. A dvě špatné zprávy:
Za prvé - na běžný poslech na vzdálenějších místech to stále ještě nestačí. A za druhé - v takto těsné sestavě jsou problémy se stabilitou, předzesilovač má snahu se rozkmitávat, projevuje se to několikanásobným výskytem vysílačů a lupáním v reprodukci. A na to pozor - kmitající vehement na kopci poblíž dalších telekomunikačních zařízení ve spojení s účinnou dipólovou anténou, to může být poukázka na průser. Jak jste si ale možná všimli, při tomto prvním pokusu nemá krystalka ani předzesilovač víčka na krabičkách, oboje je zespodu otevřené.
Po zavíčkování samotné krystalky a předzesilovače se to změnilo k lepšímu a kmitání se už neprojevuje. Citlivost stoupla o asi 20dB, tedy na asi -50dBV a 3mV. To už začíná být docela zajímavé....
Opět se jedná o info víceméně předběžné. Další možností je doplnění krystalky o citlivý nízkofrekvenční zesilovač. I v tomto případě jsem se inspiroval ideou "nevyzařujícího přijímače pro AIR band".
Použil jsem samotný zesilovač bez "krystalkové" části zcela vlevo - pouze odpor pro nastavení poloviny napájecího napětí na vstupu musel samozřejmě zůstat. Dvojitý operační zesilovač LM358 jsem nahradil klasickým tesláckým MAA1458, kterých mám v zásobě dostatek. Zesilovač má nf zisk nastavitelný od asi 33 do 1000. V praxi to znamená dalších -20dBV na generátoru. Ve spojení s VF předzesilovačem se už dostaneme s citlivostí pod 1mV, až ke stovkám uV a to už začíná být zajímavé - takový přijímač začíná hrát i na dipól silnější FM stanice v domácích podmínkách.
Trochu prapodivná konstrukce, původně jednoduchého přijímače pro letecké pásmo, zveřejněná na dnes už zrušeném webu "Pandatron". Stejný přijímač byl popsán i v roce 2002 v klubovém časopise CSDXC RadioRevue. Na vstupu je hodně široká pásmová propust, která měla obsáhnout velkou část leteckého pásma bez přelaďování. Zapojení běžných vf tranzistorů na těchto kmitočtech se společným emitorem je také hodně odvážné. Další kritici namítali i nedostatečné zesílení, postačující spíš jen pro poslech v těsné blízkosti letiště.
Údaje o cívkách se vztahují právě na letecké pásmo 110 - 140MHz. Úprava pro poslech na VKV FM s řádově silnějšími signály se ale přímo nabízela, nakonec jich bylo víc. Tou první a největší byla záměna pásmové propusti za obyčejný jediný laděný obvod, protože je nutné detekovat FM modulaci na boku jeho rezonanční křivky. Jeho cívka má 6 závitů na průměru 6mm a ladění je varikapové. Obsáhne kmitočty od asi 86 do 135MHz. Další změna byla na detektoru, jednoduchý jsem změnil na dvojčinný, stále s přídavným předpětím pro lepší účinnost. Tranzistory jsem původně použil KF254, ale při testování se BF199 doporučené v návodu ukázaly jako lepší - tedy většinou, zdá se že KF254 měly kus od kusu kolísavou kvalitu a některé moc nezesilovaly, jiné fungovaly srovnatelně s BF199.
Velkou otázkou je navázání báze prvního tranzistoru na laděný obvod. Z odbočky to stále nějak nebylo ono, potom jsem objevil obdobné zapojení sloužící jako VKV VF indikátor signálu a vlnoměr z "modrého" amára 1/1998 o VKV přijímačích. Tam byl tranzistor navázán na laděný obvod malým kondenzátorem 1,5pF. Nakonec jsem ale místo běžného bipolárního tranzistoru použil J-FET BF245 a to se mi zdálo jako nejlepší. Samotný zesilovač jsem původně postavil na proškrabavaném plošném spoji, ale záhy se ukázalo že lepší je "polovzdušná" konstrukce kvůli přece jen poněkud humpoláckému návrhu a hlavně parazitním kapacitám.
To už se z přijímače začalo i "něco" ozývat, ale celkové zesílení bylo stále nedostatečné. Proto jsem před laděný obvod přidal ještě jednoduchý aperiodický předzesilovač podle zapojení SRG přijímače z AR 4/1974. Dále je přijímač doplněn o NF díl s LM386.
Konečné zhodnocení - přijímač tak nějak funguje s venkovní dipólovou anténou na silnější stanice, pokud není úplně "přeplněno". Na takových místech nebo někde na kopci s výbornými příjmovými podmínkami kvůli nedostatečné selektivitě selhává. Na leteckém pásmu jsem z něj zatím nezaslechl nic, citlivost odhadovaná na stovky mikrovoltů je zde stále nedostatečná a zvyšovat ji nemá smysl pro nedostatečnou selektivitu. Funkce přijímače je asi neúměrná jeho výsledné složitosti, ovšem na druhou stranu se dá postupně oživovat po jednotlivých částech a chová se celkem nezáludně. Na normální hraní to moc není, ale jako učební a cvičební praktikum vynikající.