Moltiplicatore elettronico d’antenna RR09.2014

Moltiplicatore elettronico d’antenna

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In queste pagine vedremo assieme un interessante apparecchio surplus noto come “moltiplicatore d’antenna”.

Prodotto dalla Sicret di Roma a cavallo fra il finire degli anni ’60 e i primi ’70, può ancora avere un discreto appeal per gli appassionati del radio ascolto. Proviamo quindi in queste pagine a conoscerlo meglio.

Che cosa è un “moltiplicatore d’antenna”

L’apparecchio permette di collegare a una singola antenna un numero di ricevitori, completamente indipendenti, in questo caso otto, senza che gli stessi si interferiscano o patiscano perdite di segnale. La sua applicazione tipica è nei centri d’ascolto, ove vari operatori monitoravano frequenze differenti impiegando un unico aereo a larga banda (tipicamente antenne romboidali o simili).

L’aspetto e le connessioni

L’apparato è costruito in un mobile rack standard da 19” e tre unità. Il fondo è quasi allineato al pannello frontale e questo ne permette l’impiego appoggiato su un semplice tavolo o mensola.

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Sul frontale troviamo sulla destra l’interruttore di accensione e la relativa spia rossa a gemma. Al loro fianco vi è un milliamperometro con un selettore: questo permette di monitorare la corrente anodica dei vari tubi ed essere così informati dell’approssimarsi del loro esaurimento.

Il guadagno del circuito per ogni uscita è regolabile con continuità tramite otto potenziometri i cui comandi sono disposti su due file parallele. Fra questi, vi è uno sportellino che permette l’accesso alle valvole per una loro rapida sostituzione.image005

 

Il retro è principalmente popolato di connettori: due per la connessione (anche in cascata con altri) all’antenna e otto per le uscite dedicate ai ricevitori. Sulla sinistra troviamo invece la spina a vaschetta per l’alimentazione, un porta fusibile e il cambia tensioni, icona di quell’epoca. Chiudono il mobile i pannelli inferiore e superiore, con ampie asole per la ventilazione e ben 8 viti di fissaggio per assicurare una ottimale schermatura dell’elettronica.

Il circuito interno

La parte elettronica si può idealmente dividere in tre sezioni: alimentazione, buffer d’ingresso, amplificatori d’uscita.

L’alimentatore è un classico: trasformatore a due secondari, uno per i filamenti e uno per l’anodica. L’alta tensione è raddrizzata da un ponte di diodi a stato solido e filtrata col classico pi-grego C-L-C impiegato per decenni assieme ai raddrizzatori a vuoto. Il circuito comprende anche la rete di shunt e commutazione necessaria a misurare le correnti anodiche di ognuno dei cinque tubi impiegati nella parte attiva.

Lo stadio d’ingresso ha la funzione di filtrare il segnale in ingresso e di isolare l’antenna dagli stadi successivi di amplificazione.

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La definizione della banda passante è realizzata da una serie di elementi L-C in configurazione passa alto. E’ evidente che l’intero dispositivo era pensato per ascolti in HF e per questo reso insensibile verso i segnali in onda media o lunga.

L’elemento attivo di questa sezione è un doppio triodo 6BK7A, noto amplificatore a basso rumore per VHF. L’amplificatore è un inseguitore, quindi guadagno circa unitario, in configurazione push-pull con uscita a trasformatore sul catodo, anche noto come “square-law push–pull”. Come suggerisce il nome, la scelta non è affatto casuale, permette infatti, se ben bilanciato, di cancellare le armoniche pari (predominanti nei triodi) prodotte dalla non linearità della caratteristica del dispositivo. Inoltre ha una impedenza d’uscita bassa, adeguata a pilotare gli stadi seguenti.

Il buffer d’ingresso è seguito da quattro sezioni di amplificazione, ognuna con due uscite indipendenti, tutte collegate in parallelo sull’uscita del primo stadio appena descritto.

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Anche in questo caso il componente attivo è il doppio triodo 6BK7A, a tutto vantaggio della semplicità di manutenzione. Vale la pena ricordare come questi apparecchi fossero impiegati con continuità e l’utilizzo di un solo modello di tubo elettronico permetteva di semplificare le scorte del magazzino ricambi.

La configurazione è differenziale con uscita ancora una volta in push-pull in modo da minimizzare i prodotti di distorsione del secondo ordine. Il trasformatore d’uscita ha due secondari, ognuno collegato ad un potenziometro in modo da poter dosare separatamente il livello del segnale in uscita.

Tutti i cinque tubi sono dotati di schermo esterno che impedisce indesiderati accoppiamenti fra gli stadi e costanza di prestazioni.

Le prestazioni

La risposta in frequenza (con tubi “freschi”) si estende da 2 a 25MHz, ma anche in banda 10m è usabile con profitto. Oltre i 24MHz c’è un naturale e dolce roll off dovuto ai limiti dei tubi ed alle capacità parassite del circuito. Differente invece il discorso a bassa frequenza: il ripido taglio sotto i 2MHz è voluto, come prima accennato, per evitare saturazioni e intermodulazione da segnali in onda media e lunga.

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La massima amplificazione si attesta sui 10dB a circa 7MHz. La regolazione d’uscita permette di variare il guadagno di circa 12dB.

La cifra di rumore (che definisce e limita la sensibilità del sistema) si attesta a soli 12dB @ 10MHz e rimane confinata nei 14dB @ 30MHz. Non vi sono quindi, anche abbinato a ricevitori moderni particolari perdite di prestazioni.

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L’impedenza d’ingresso ha una curva che riflette bene l’utilizzo dall’apparato. Il return loss rimane migliore di 10dB da 2 a 20MHz e poco dipendente dalla chiusura del secondo connettore su un carico. Questo permette come anticipato di porre in cascata una serie di moltiplicatori d’antenna per alimentare contemporaneamente un elevato numero di ricevitori.

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La dinamica è ancora oggi interessante: il livello d’ingresso a cui corrisponde una compressione del guadagno di 1dB ha il ragguardevole valore di 4dBm su quasi tutto il campo delle frequenze di utilizzo.

Consigli per la rimessa in servizio

E’ molto probabile che gli apparecchi siano fermi da molto, molto tempo. Occorre quindi una qualche cautela per riportarli in servizio.

Prima attività da farsi è una buona pulizia tramite ad esempio soffio d’aria o pennellino dopo aver smontato i due coperchi. Se il mobile appare molto sporco, si può pensare ad un buon lavaggio con detergente poco aggressivo e acqua tiepida. Far eseguire una ottima asciugatura (almeno 72 ore in aria secca ventilata) prima di applicare tensione. I ristagni di acqua a fine lavaggio vanno rimossi subito con stracci o aria compressa. L’unico componente che veramente mal tollera il lavaggio è il milliamperometro: nel caso proteggerlo adeguatamente o rimuoverlo temporaneamente.

I contatti degli zoccoli delle cinque valvole possono essere spruzzati di liquido puliscicontatti, così come i reostati di regolazione del guadagno possono essere puliti con il consueto spray per potenziometri.

Come detto, la presa di rete è di tipo bipolare, tipo “vecchio ferro da stiro”. Per fortuna, sul retro vi è un morsetto (vicino agli ingressi) che consiglio vivamente di impiegare per collegare ad una buona terra l’oggetto.

L’alimentazione deve essere erogata con progressività, verificando che non vi siano correnti di fuga verso terra o componenti che surriscaldino.

Il guasto più frequente e prevedibile è l’avaria dei due condensatori elettrolitici dell’alimentatore. Molto probabilmente saranno in perdita o con capacità ridotta. Questo può essere messo in luce tramite la misura della tensione anodica. In caso di problemi, la componente continua sarà significativamente inferiore alle attese così come vi sarà sovrapposto un ripple significativo.

Per motivi di sicurezza è bene che tutte le prove ed ancor più il quotidiano utilizzo, venga eseguito colle protezioni montate: le tensioni di rete ed anodica all’interno sono tali da essere realmente pericolose.

Modifiche ipotizzabili

La prima che consiglio è la sostituzione del connettore di alimentazione con altro più moderno e senza indugi, tripolare. Certo si perde un poco in originalità dell’apparecchio, ma si guadagna senza dubbio in sicurezza e praticità.

Una modifica possibile è estendere verso il basso la copertura di frequenza in modo da renderlo idoneo al radioascolto in onda media. La cosa in verità non è così immediata come potrebbe apparire. Infatti il taglio a bassa frequenza è determinato da quattro elementi circuitali: il filtro passa alto in ingresso, il trasformatore (indicato come TR1 nello schema) con uscita simmetrica che alimenta il primo triodo, i condensatori (i.e. C8 nello schema) di bypass sul catodo degli stati d’uscita ed il trasformatore d’uscita.

Il ruolo chiave fra i tre, lo gioca il trasformatore d’ingresso: infatti anche saltando completamente il filtro d’ingresso, la risposta a bassa frequenza rimane limitata dalla ridotta autoinduttanza dello stesso. Vero è, che così modificato, il punto a 0dB di guadagno scende a circa 1,5MHz con un roll off abbastanza dolce al di sotto. Da un punto di vista pratico, visti i potenti segnali e l’elevato livello di rumore delle bande basse potrebbe essere comunque usabile. La soluzione ottimale è comunque rappresentata dal rifacimento del trasformatore d’ingresso. Ultima modifica da attuare a valle delle altre è elevare ad almeno 100nF il valore dei condensatori di bypass sui catodi degli stadi d’uscita e il rifacimento dei trasformatori d’uscita.

Conclusioni

Il moltiplicatore d’antenna elettronico Sirtec a dispetto degli oltre quaranta anni si dimostra essere ancora un oggetto utile e valido. Ben progettato e ancor meglio realizzato offre prestazioni ancor oggi godibili in molte applicazioni. Perché dunque non dargli ancora una chances di rendersi utile?

Buon divertimento! 73, Pierluigi

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