La legge di Murphy in azione

Ieri sera credo di aver battuto il record mondiale di conferme dell'esistenza della legge di Murphy, nella sua formulazione semplificata ("se una cosa ha una probabilità di andare storta, lo farà").
Situazione: montaggio degli alimentatori del mio ricevitore a reazione in una scatola di alluminio, molto carina, comprata su eBay ad un prezzo ragionevole ed appena arrivata dal Regno Unito.
Manifestazioni della legge di Murphy nel giro di un paio d'ore:
1) prima ancora di comprare la scatola, avevo praticato dei fori di fissaggio ai quattro angoli delle basette degli alimentatori (e dove avrei dovuto farli, se no?). Ebbene, ieri sera scopro che - come per magia - quattro dei fori coincidono con la posizione dei piedini in gomma sotto la base della scatola. Work-around: tagliare una fettina di gomma dai piedini (per fortuna grandi) per fare spazio alle viti.
2) Inizio a montare una delle due basette, fissandola ben bene al fondo della scatola con torrette esagonali e viti. Totale 8 viti, 4 per fissare le torrette al fondo della scatola e 4 per fissare la basetta alle torrette. Quale sarà stata la probabilità di avere orientato la basetta nel verso sbagliato? Dite 50%? Sbagliato, era il 100%. Work-around: smontare e rimontare pazientemente le 8 viti (e la prossima volta fare più attenzione).
3) Le connessioni di massa al telaio ovvero alla scatola in alluminio. Un capocorda con un pezzetto di cavo da montare vicino all'ingresso dell'alimentazione di rete (da connettere alla terra del cordone di alimentazione), un altro capocorda con due pezzetti di cavo da montare dalla parte delle uscite degli alimentatori (da connettere con il riferimento di massa di ciascuna delle due basette). Anche qui, ho avuto conferma che la probabilità che invertissi tra loro i due capocorda (per mia distrazione, è ovvio), montandoli uno nella posizione dell'altro, non era il 50% ma di nuovo il 100%.
4) Foratura dei pannelli frontale e posteriore: convintissimo che i due pannellini fossero simmetrici rispetto ai fori per il loro fissaggio al resto della scatola; e quindi di poter scambiare sopra e sotto, alto e basso, senza alcun timore. Sbagliato: i due fori presenti sui bordi laterali dei pannelli, per fissarli con viti al resto della scatola, sono un pochino più in alto della metà altezza dei pannelli stessi. Risultato: i pannelli hanno un ben definito "sopra" e un ben definito "sotto". Probabilità che - nel praticare i fori per boccole, interruttore, passacavo - io abbia invertito il "sopra" con il "sotto"? Questa volta ci avete azzeccato: 100%.

Direte "Ma che c'entra Murphy? Sei tu che lavori con la testa tra le nuvole, senza fare attenzione, e non ne azzecchi una!". Eh - rispondo io - proprio in questo Murphy ci mette lo zampino! Se si trattasse di semplice distrazione, quando la probabilità statistica di fare la cosa giusta è del 50%, almeno una volta ogni tanto dovrebbe andarmi bene, no? E invece niente, no way, sempre sbagliato. Quattro volte consecutive in una sera. Roba da esorcisti.

Last but not least. In effetti, di tutti questi intoppi, è stato quello che mi ha disturbato di più: durante il fissaggio di una delle boccole, il dado (metallico) si è mangiata la filettatura della boccola. Chiamiamola filettatura, anche se impressa sulla flaccida gomma del corpo della boccola. Qui Murphy non centra. Queste boccole da pannello comprate su eBay sono ridicole. Se le stringi poco traballano, se le stringi troppo si rompono che è un piacere. Anche quelle con la filettatura in metallo, sembrano fatte di una lega tra ottone e burro. Va bè, lasciamo perdere. Ovviamente non ne avevo altre. C'ho buttato un pò (un pò tanto) di colla a caldo e vedremo se sarà sufficiente. Tanto rimarrà all'interno della scatola e non si vedrà. Dopotutto, l'importante sarà che funzioni bene, giusto? Non vedo l'ora di poterla chiudere. E dimenticare Murphy.

Piccole autocostruzioni utili

Con questo post vorrei proporre una carrellata di piccole costruzioni utili. Una serie cioè di progetti minuscoli e di estrema semplicità, che però in molti casi - almeno per me - hanno rappresentato proprio quello che serviva per facilitare una misura o rendere meno difficile un radioascolto.

Adattatore multiplo

Il titolo è altisonante, ma in pratica altro non è che una piccola scatola in plastica (ma ovviamente potrebbe essere metallica), munita sulle diverse facce di connettori di vario genere, tutti tra loro connessi in parallelo. Dal punto di vista radioelettrico sicuramente non si tratta di una soluzione molto raffinata, specialmente per le frequenze più alte, ma nella mia attività pratica si è dimostrata utile in diverse occasioni.
La scritta "balun 1:1" che si intravede nella foto è solo un ricordo dell'utilizzo originale della scatola.

Filtro passa-basso per la ricezione delle LF

Si tratta di una costruzione che devo in realtà alla gentilezza di Roelof Bakker PA0RDT, che mi spedì - già montato - il piccolo circuito stampato che si vede nella foto. Da parte mia mi sono limitato a costruirci intorno la scatolina metallica, munita di connettori BNC sui due lati. L'impedenza di ingresso (e di uscita) è di 50 ohm.

Un filtro come questo è utilissimo - per non dire indispensabile - per l'ascoltatore delle LF, in quanto consente di attenuare moltissimo i forti segnali delle stazioni broadcast in MW. Questo è tanto più importante quanto meno selettivo è l'insieme composto dal sistema di antenna e dagli stadi di ingresso del ricevitore.
I forti segnali delle stazioni broadcast in MW non solo potrebbero portare in zona di funzionamento non lineare gli stadi di ingresso del ricevitore (dando luogo ai noti fenomeni di intermodulazione e ad altri effetti indesiderati), ma potrebbero anche erroneamente comparire in mezzo ai veri segnali LF, dopo essere stati convertiti in frequenza dal battimento con una delle armoniche dell'oscillatore locale.

Di questo filtro purtroppo non ho più lo schema elettrico ma ritengo sia del tutto analogo al filtro a 7 poli descritto a questo link:
510 KHz LOW PASS FILTERS

Il programma di calcolo AADE descritto nella pagina web sopra citata è gratuitamente disponibile a questo link:
AADE FILTER DESIGN AND ANALYSIS

Il filtro di Roelof impiega nuclei toroidali del tipo Amidon T50-1, con un valore di AL pari a 100 uH/100 turns.Per calcolare il numero di spire necessarie, partendo dall'induttanza, si può utilizzare la seguente formula:

turns = 100 * sqrt ( L / AL)

dove L è l'induttanza in uH e AL è qui espresso in uH / 100 turns.

Attenuatore a passi

Anche questo oggetto può risultare utile sia per l'esecuzione di semplici misure, sia per attenuare i segnali in ingresso al nostro ricevitore, con un range che va da 0 dB a 58 dB, a step di 2 dB o 3 dB. L'impedenza all'ingresso e all'uscita è di 50 ohm.

Purtroppo non mi è possibile mostrare una foto della costruzione interna, in quanto la scatola metallica è saldata. Comunque la tecnica costruttiva è del tutto simile a quella mostrata in questa pagina web:
I8AOE RF attenuator

Interfaccia radio-PC

Si tratta della solita interfaccia da interporre tra l'uscita audio della radio e l'ingresso linea della scheda audio del nostro PC. Gli scopi sono separare elettricamente la radio dal PC e consentire una migliore regolazione del livello del segnale, evitando di saturare l'ingresso della scheda audio.

L'elemento centrale del circuito è un trasformatore di isolamento audio del tipo Bourns LM-NP-1001, scelto in base al costo contenuto in rapporto alla larghezza di banda. Terminato infatti con un adeguato valore di impedenza, di circa 10 kohm, questo trasformatore può esibire una larghezza di banda di oltre 100 kHz, adeguata anche per utilizzare schede audio con frequenza di campionamento di 192 kHz.
Si veda in proposito questa ampia e dettaglata analisi fatta dai Clifton Laboratories:
Bourns LM-NP-1001-B1 600 Ohm Audio Transformer

Il fascino discreto delle vecchie riviste

Molti di noi conosceranno già il sito web Introni.it nella sua sezione dedicata alle vecchie riviste di elettronica. La raccolta contiene, digitalizzate in formato PDF, moltissime riviste degli anni d'oro dell'hobby della sperimentazione e dell'autocostruzione, in particolare gli anni '50 e '60 del secolo scorso.
Una fotografia, ancora nitida seppur dai colori leggermente sbiaditi, dell'epoca della massima fiducia nel progresso; anni in cui le copertine illustrate di quelle riviste ci mostravano spesso giovani professionisti o tranquilli impiegati che, giunti a casa dopo il lavoro, trovavamo intenti ad operare su piccoli o grandi apparecchi, con l'aria di chi sa benissimo quello che fa e comunque lo fa con serietà e passione.
Talvolta una bella ragazza - forse una moglie felice - occhieggiava alle spalle e sembrava di poterle leggere, nello sguardo ammirato, la serenità di chi vede davanti a sè un futuro senza incognite.
All'interno di queste riviste, moltissimi progetti, semplici o complessi, a tubi o a transistor, che qualcuno di noi avrà forse realizzato in gioventù; progetti che potrebbero regalare ancora qualche divertimento condito da un pò di nostalgia, se ripresi in mano ai giorni nostri, sempre che si riescano ancora a reperire i materiali adatti.
Mille grazie a tutti coloro che, tramite il sito Introni.it, ci danno la possibilità di compiere questi innocui e piacevoli viaggi nel tempo...

Un preselettore per LF ed MF

La maggior parte dei radio-ricevitori economici di recente costruzione (ed anche molti ricevitori SDR) non montano al loro interno dei buoni filtri di preselezione (anzi spesso non ne hanno alcuno, se non un semplice filtro passa-basso). I filtri di preselezione sono filtri di banda (BPF, Band-Pass Filter), collocati nella catena di ricezione subito dopo l'ingresso antenna, il cui scopo è quello di far arrivare agli stadi successivi - siano essi amplificatori RF o direttamente il primo stadio di conversione del ricevitore - solo i segnali contenuti all'interno della banda che si intende ricevere, attenuando il più possibile tutti gli altri.
L'opportunità di tale filtraggio deriva in genere dalla necessità di salvaguardare gli stadi successivi dal rischio di saturazione dovuta ad eventuali segnali (al di fuori della banda desiderata) che potrebbero giungere in ingresso con un livello di potenza tale - si pensi ad esempio ad un trasmettitore FM o in onde medie situato a poca distanza - da far uscire gli stadi di ingresso del ricevitore dalla loro zona di linearità.
Il funzionamento degli stadi di ingresso in zona non-lineare (anche detta zona di compressione) darebbe fatalmente luogo ai famigerati (per chi si occupa di radio-ricezione) prodotti di intermodulazione tra le varie componenti del segnale stesso, ovvero tra i singoli segnali presenti all'interno della banda ricevuta. I prodotti di intermodulazione sono segnali spuri (originati dal battimento tra i segnali presenti nella banda di frequenza ricevuta in ingresso dal ricevitore), che possono ricadere all'interno della banda dei filtri degli stadi successivi (in un classico ricevitore supereterodina, si tratterà gli amplificatori a frequenza intermedia o IF), confondendosi e sovrapponendosi quindi con i segnali di cui sarebbe desiderata la ricezione.
Il rischio di IMD (intermodulation distortion) è tanto maggiore quanto minore risulta essere il cosiddetto dynamic range degli stadi di ingresso del ricevitore sotto esame. Nei ricevitori di elevata qualità, siano essi analogici o SDR, il dynamic range è in genere sufficientemente elevato da non richiedere - salvo in casi eccezionali - l'aggiunta di filtri di preselezione esterni.
Senza entrare qui in una trattazione troppo complessa per i limiti di questo spazio, rimando alle numerose risorse disponibili sul web per tutti gli approfondimenti necessari sul concetto di dynamic range dei ricevitori radio, sui parametri che lo descrivono numericamente e sulle tecniche di misurazione di tali parametri. Suggerisco ad esempio i documenti seguenti, che ampliano il discorso e lo inseriscono in un quadro più ampio e senza dubbio tecnicamente più corretto:

I ricevitori moderni (di IK5CON)

Measurement of all products intermodulation (di I2VGO)

Receiver noise figure, sensitivity and dynamic range

Da quanto sopra sommariamente esposto (spero senza cadere in errori troppo grossi) risulta evidente quale possa essere il ruolo di un preselettore esterno per quei ricevitori che non sono dotati di adeguati filtri di preselezione interni. Il preselettore attenuerà il più possibile tutti i segnali che si trovano al di fuori della banda che si desidera ricevere, con ciò riducendo il rischio che gli stadi di ingresso del ricevitore possano finire in condizione di saturazione.

Quando invece si vogliano sopprimere i segnali indesiderati che si trovano al di sopra di una certa frequenza, oppure al di sotto, oppure tra due frequenze note, si potrà ricorrere a filtri passa.basso, passa-alto o notch. Tipico è il caso del filtro notch impiegato per sopprimere i forti segnali delle emittenti commerciali FM compresi tra 88 e 108 MHz.

Naturalmente la condizione di saturazione potrà anche essere causata da segnali che si trovano all'interno della banda desiderata. Un attenuatore variabile in questo caso potrà essere di qualche aiuto, con l'avvertenza che potrebbe attenuare i segnali di piccola intensità, presenti nella banda desiderata, tanto da farli sparire al di sotto della soglia di rumore del ricevitore.

Concludo questo post presentando è la realizzazione di un semplice preselettore per MF ed LF, con regolazione della frequenza centrale del filtro, che ha suo tempo ho descritto sulle pagine del blog AIR-Radiorama.

Semplice preselettore per LF ed MF - Prima parte

Semplice preselettore per LF ed MF - Seconda parte

Il mio primo ricevitore a reazione

Ebbene sì, a 54 anni sono tornato adolescente ed ho voluto cimentarmi di nuovo nella costruzione di un semplice ricevitore a reazione. Lo stimolo decisivo è venuto dalla lettura di un post in uno dei tanti forum dedicati alla radio ed all'autocostruzione delle radio, in particolare quelle - dall'alone inconfondibilmente vintage - basate sui tubi termoionici, in italiano comunemente noti come valvole, per chi parla inglese tubes.
Questo post descriveva un progetto di ricevitore a reazione, basato sul circuito oscillatore di Hartley, costruito attorno a un pentodo 6AK5 (alias EF95) alimentato con solo 50V di tensione anodica. Guarda caso nel cassetto dei componenti dimenticati occhieggiava proprio una valvola inglese Mullard CV4010, una versione della 6AK5 smontata da un apparato militare.
Da qui sono partito per approfondire per quanto possibile il progetto e di grandissimo aiuto in questo mi sono stati gli amici del gruppo regenrx su yahoo.com (al quale mi ero nel frattempo iscritto). Strada facendo lo schema elettrico si è arricchito di un amplificatore RF a larga banda di tipo grounded-grid (talvolta abbreviato come GG), ancora basato su una valvola 6AK5. Si tratta di un semplicissimo circuito amplificatore a guadagno unitario, il cui scopo principale è quello di agire come buffer (separatore) tra l'antenna e lo stadio rivelatore Hartley. Questo fa sì che le caratteristiche dell'antenna, i suoi movimenti rispetto a terra o a masse metalliche (si pensi a un lungo filo esposto all'azione del vento), ecc. non abbiano influenza (o molto ridotta) sullo stadio rivelatore.
Per lo stadio amplificatore audio (AF ovvero audio frequency) ho optato per una soluzione economica riusando un doppio triodo 12AU7 (alias ECC82) che già avevo. Ovviamente una 12AU7 alimentata con 50V di tensione anodica non può rappresentare un'alternativa ad un pentodo come una EL84 o simile. La potenza audio che si riesce a estrarre è però sufficiente per un buon livello sonoro in una normale cuffia a bassa impedenza. Inoltre è sempre possibile collegare l'uscita audio ad un piccolo amplificatore esterno, ad esempio del tipo comunemente utilizzato per amplificare l'uscita audio di un PC.
Quindi, con un primo schema elettrico in mano (e tanti importanti consigli per la disposizione dei componenti, i cablaggi, gli accorgimenti meccanici ed elettrici) mi sono invischiato nel montaggio. Non si pensi che la costruzione di un semplice apparato a valvole sia più semplice che la costruzione di un equivalente apparato a transistor! Al contrario: a parte il lavoraccio meccanico per forare con un minimo di precisione il telaio in alluminio (comprato già piegato) e per montare i componenti ingombranti (come bobine e condensatori variabili) e gli ancoraggi per resistenze e condensatori; a parte questo, il fatto che i componenti siano tutto sommato voluminosi non aiuta proprio per niente. In breve tempo, la parte nascosta sotto il telaio si riempie di fili e di connessioni, specialmente intorno agli zoccoli delle valvole, e presto risulta difficile fare modifiche o aggiungere qualcosa senza bruciare con la punta del saldatore la guaina di qualche filo (oppure la pelle di qualche dito).
Le foto di questo breve video che ho pubblicato su Youtube descrivono le varie fasi della costruzione, dall'inizio fino (quasi) alla fine:
My first regen receiver - Photo album

Una volta ultimata la costruzione, ho cominciato a fare qualche test. Inutile dire che all'inizio non ne voleva sapere di funzionare ed è qui che il mitico gruppo regenrx mi è venuto di nuovo in aiuto. Prova dopo prova, modifica dopo modifica, qualcosa ha cominciato a funzionare e ad oggi i risultati ottenuti sono quelli documentati in questi due video:
Testing my first regen receiver - 1 of 2
Testing my first regen receiver - 2 of 2

Lo schema elettrico invece ad oggi è questo, come si vede è molto semplice e di facile lettura:

La copertura in frequenza è compresa tra circa 1300 kHz e circa 3700 kHz. In pratica la parte alta delle MW e le onde medio-corte. Alle nostre latitudini, l'inverno dovrebbe essere la stagione migliore per la ricezione a queste frequenze.
Naturalmente il lavoro non è ancora terminato. Sono in cantiere ancora alcune piccole modifiche (che non mancherò di documentare, in caso avessero esito positivo), poi la costruzione di un pannello frontale per schermare condensatori variabili e bobina e la costruzione di un piccolo alimentatore ad hoc per il ricevitore, in grado di fornire sia la tensione per i filamenti delle valvole che quella anodica.
Con l'arrivo dell'inverno, poi, conto di rendermi conto meglio delle prestazioni della radio. Ne parleremo ancora. Grazie per l'attenzione.