Il modulo “FM-CONVERTER”, la storia

Tutto è cominciato una mattina quando, accendendo una delle radio d'epoca che stavo riparando, mi sono accorto che non sentivo il poderoso segnale di RAI-1 a 657 Khz! Dopo un attimo di perplessità, giro la sintonia e, eccetto il rumore di fondo e qualche crepitio, non ascolto niente! Forse la radio non funziona. Col generatore inietto un segnale a 657 Khz e lo trovo sulla scala; attenuo e la sensibilità ci sta; deduco subito che hanno spento il ripetitore di Grazzanise (CE) la cui antenna si vedeva, prepotente, dall'autostrada A-1, nei pressi di Caserta Sud. La decisione di spegnere le emissioni in OM ha messo in crisi tantissimi appassionati come me (e ne siamo veramente tanti...), collezionisti ed appassionati di “vecchie glorie”, le RADIO D'EPOCA. Queste ci riportano indietro nel tempo, alla nostra infanzia, quando eravamo attratti dalle lucine e le scritte colorate della scala parlante...; un pò come oggi lo sono i cartoni animati per i piccoli. E siamo cresciuti con loro. I primi tentativi di girare le manopole per variare i suoni salendo sopra la sediolina, per poi crescere e ascoltare Arbore e Boncompagni con le classifiche musicali, mentre era sacro il pomeriggio della domenica con il “calcio, minuto per minuto”. E la sera con la propagazione sentire tante stazioni che venivano dall'estero con l’evanescenza tipica della banda che rassomigliava al rumore dei covoni mossi dal vento nei film western.... I tempi cambiano. Cambia la musica, cambiano i gusti, cambia la tecnologia, cambia tutto..., ma non il desiderio di far funzionare la nostra vecchia radio che è rimasta sempre lì come soprammobile o relegata in soffitta o in cantina...perché il coraggio di buttarla non c'è mai stato! Sarebbe stato come buttare una parte di noi stessi..., del nostro passato! E le nostre radio si sono ammutolite. Solo di sera hanno dato vibrazioni agli altoparlanti con musiche e parlate che arrivavano da fuori, a volte incomprensibili, grazie alla propagazione serale. E le radio d'epoca hanno perso, in parte, il loro valore, sminuito dal fatto che, per la gente “normale, non collezionista, non permettevano di ascoltare i programmi nazionali, non “cantavano”! Ma il desiderio era grande, come grande è stato l'interesse di tanti per cercare di ridare vita alle “vecchie signore, ops...non offendiamole, “signore d'epoca”!

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Il problema

Considerando che le emissioni in OM erano andate man mano a spegnersi, l'unico modo per ricreare l'interesse era quello di far ascoltare nelle radio d'epoca la FM. Inutile dire che tentare una modifica a livello circuitale era impensabile perché si sarebbe stravolto tutto il circuito sia elettrico che meccanico. Gli “arditi” sono passati direttamente all'inserimento meccanico di una volgarissima radio in FM e si sono scervellati su come creare un'altra demoltiplica da agganciare a quella della sintonia per far sì che si potesse sintonizzare le stazioni in FM usando la sola manopola della radio, ma facendole perdere la sua originalità! Troppo lavoro meccanico..., operazione molto “invasiva” che, comunque, dava un senso di “rifiuto psicologico” (almeno per me...). Lo stesso effetto di quando si vedono in giro riproduzioni di radio antiche e poi si legge AM/FM..., guardi dentro e c'è solo la classica radiolina cinese! Le foto in galleria danno un chiaro esempio dell'assurdità di certi “vandalismi”! Certamente qualcuno ricorda che qualche anno fa, (quando ancora i cinesi non imperversavano...) furono introdotti sul mercato degli integrati che, da soli, erano dei ricevitori in FM completi di tutto con sintonia a diodo varicap. All'epoca furono rivoluzionari...e tutti ci cimentammo alla costruzione di mini ricevitori da 88 a 108 Mhz, di dimensioni ridottissime. Sulle principali riviste di elettronica furono presentati diversi progetti. Ricordo quello di Nuova Elettronica con il famoso TDA-7000. Quindi è cominciata a balenare l'idea di costruire un ricevitore in FM il più piccolo possibile con sintonia a diodo varicap comandata da un potenziometro. Trovato l'articolo di N.E. (ma non più il kit...) ho costruito questo ricevitore su di una basetta a fori stagnata, tanto per vedere come funzionava. Il risultato è stato soddisfacente e questo mi ha spinto a cercare di miniaturizzare il più possibile riducendo la componentistica all'osso intorno all'unico integrato TDA-7000, anche abbastanza difficile da trovare. Interessante il ricevitore provato, facile da sistemare all'interno dello chassis con il solo problema di dover posizionare un potenziometro esterno nella parte posteriore della radio per comandare la sintonia. E se si usava un potenziometro con interruttore, quest'ultimo alimentava il ricevitore ed il potenziometro permetteva la sintonia. Quando la radio aveva anche il potenziometro del TONO, si poteva usare quello come comando di sintonia in FM. Anch'io, come tutti, fino a qualche tempo fa ho adottato questo sistema. Un giorno apparve su “La radio di Sophie” un circuito sperimentale che proponeva la conversione segnale AF-tensione con lo scopo, quindi, di poter pilotare in tensione un diodo varicap in un ricevitore per FM. Quel circuito usava un circuito integrato molto comune; lo sperimentai e mi accorsi che non era stabile. Di conseguenza era difficile comandare il varicap come normalmente si fa con un potenziometro. Ma la cosa non mi piaceva. Sono un radioamatore e questa è la mia sigla: i8YGZ. Quando ero agli albori della mia attività radioamatoriale negli anni ’60, la maggior parte di noi doveva autocostruirsi le apparecchiature radio e accessori. Ricordo che per ascoltare la frequenza dei 144 MHz costruii un convertitore che aveva come base il mio ricevitore ad OC sui 28 MHz. Ricevevo i 144 MHz, il segnale “batteva” con un oscillatore locale controllato a quarzo che mescolato al segnale di ingresso, mi permetteva di ascoltare questa banda in 28 MHz. Un giorno ebbi l’idea: se abbasso le frequenze, teoricamente dovrei avere lo stesso risultato… E così, mano alla calcolatrice, una serie di calcoli teorici per vedere se la cosa era fattibile. Poi bisognava passare dalla teoria alla sperimentazione pratica e qui entrò in maniera “preponderante” l’aiuto del mio amico Antonino.

Mission

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L'incontro “fatale” con Antonino

Il desiderio era e rimaneva sempre quello di poter comandare un ricevitore in maniera elettronica e senza compromettere la funzionalità della radio. Con Antonino ci conosciamo da una vita, dai tempi delle prime radio libere negli anni '70. Antonino è un cervellone, laureato in ingegneria elettronica è ...un mostro. Riesce sempre a trovare le più ardite o assurde risoluzioni circuitali, niente lo ferma! Antonino è “diversamente alto” come me...e, forse perciò non siamo cresciuti a furia di pensare molto e sempre con la testa immersa nei circuiti, transistors & affini! Dopo aver costruito il ricevitore FM di N.E., per rimpicciolirlo mi serviva il circuito stampato. L'amicizia è una cosa sacra ed Antonino si “abbassò” ancora di più a sbrogliarmi lo schema elettrico e ricavarne lo stampato. Nacque così un ricevitore FM di dimensioni molto contenute. Una sera che venne a trovarmi gli parlai del fatto che avevo visto sul web, un anno prima, qualcuno che aveva sperimentato un “qualcosa” che permetteva di sintonizzare un varicap in modo particolare prelevando un segnale di iniezione dalla radio. Ma, dopo tutto questo tempo, non avendo letto in giro altro, avevo pensato che la cosa era finita lì e non c'era stato un seguito. Ci guardammo in faccia e, come “il gatto e la volpe”, con un'occhiata d'intento, decidemmo di iniziare la sperimentazione. Abbandonata l’idea della risoluzione segnale AF-tensione, gli prospettai la mia idea del convertitore a 144 MHz. Gli feci vedere i miei calcoli e lui, come suo solito, “…l’idea mi piace, mettiamoci a lavoro…”! Iniziammo così la fase di sperimentazione. E di sperimentazione ne abbiamo fatta tanta...in tutti i modi ed in tutte le “salse” fino ad arrivare al punto di gettare la spugna! Ma la fortuna aiuta gli audaci (ed almeno in questo lo siamo stati...) e, prova e riprova dopo ben 3 mesi di test e modifiche, finalmente riuscimmo nell'intento!

Le problematiche

Le problematiche da risolvere erano diverse: come prelevare il segnale senza “caricare” l’oscillatore, la copertura di tutta la frequenza, l’adattabilità a tutte le radio d’epoca, una buona uscita di BF, la possibilità di poter alimentare il modulo direttamente dalla tensione alternata della lampadina della scala parlante… Queste problematiche ci impegnarono per moltissimo tempo con una sperimentazione continua e alla fine riuscimmo a risolvere tutti i problemi che al momento erano basilari per il funzionamento del convertitore. Dopo ben 6 mesi di sperimentazioni, riuscimmo a preparare il primo modello di convertitore che presentammo in un video su Facebook. Quel video non aveva descrizione, ma faceva ascoltare la FM con le stazioni che si centravano con la manopola della sintonia della radio. (vedi video nr 1). Fu un successo enorme…era il primo sistema di far sentire la FM su di una radio d’epoca con la sintonizzazione delle stazioni direttamente con la manopola di sintonia della radio. Dopo circa 1 mese dalla pubblicazione del video presentammo il convertitore alla fiera di Marzaglia. Non avendo corrente elettrica allo stand, non c’era la possibilità di vederlo in funzione. Nonostante questo, circa 20 persone si prenotarono per averlo! Era una vera rivoluzione e, grazie a questo convertitore si ebbe la possibilità di dare nuova voce alle radio d’epoca e far ripatire il mercato che era caduto in maniera precipitosa.

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L’incontro con Francesco, “la mente….”

Alla fiera di Tito (PZ) io e Antonino avemmo uno stand con le radio d’epoca da noi modificate in FM e il nostro convertitore da pubblicizzare “dal vivo” con la nostra solita G-108 Geloso che avevo usato nel video di presentazione. Di fronte al nostro stand c’era quello dell’ing. Francesco Villamaina che vendeva circuiti di sua progettazione e minuterie elettroniche. L’incontro avvenne in maniera spontanea e non poteva essere altrimenti, grazie alla sua proverbiale simpatia coronata sempre con un sorriso incorniciato da un vispo baffetto… Francesco è uno specialista nella miniaturizzazione e quando gli facemmo vedere il nostro convertitore, lui subito ci illustrò come si poteva miniaturizzare e anche usare la tecnologia SMD che avrebbe fatto guadagnare un sacco di spazio e di tempo per il montaggio. Diventammo subito amici e cominciammo a frequentare il suo laboratorio. Nacque così la nostra collaborazione e, di conseguenza, il convertitore ebbe diverse trasformazioni diventando sempre più piccolo e furono introdotte diverse risoluzioni circuitali che stravolsero radicalmente il progetto originale. Queste risoluzioni circuitali erano frutto della grande esperienza e capacità dell’Ing. Francesco Villamaina che è un mago nella risoluzione di tutti i problemi e nella capacità di apportare modifiche sostanziali. Non a caso, quando volevamo aggiungere qualche cosa che potesse rendere il modulo più performante, io e Antonino diventavamo una ossessione per Francesco…ma lui con tanta pazienza ci ha sempre accontentato e il convertitore sempre più interessante e funzionale! Francesco è anche un mago nel disegnare e realizzare circuiti stampati. Riesce a mettere sempre tutto al posto giusto anche nei casi impossibili. E’ sempre in competizione con…se stesso nelle risoluzioni tecniche ed è, a dir poco, strabiliante quello che riesce a fare! Io e Antonino riteniamo che non esista qualcuno che lo superi! Tanto è vero, che ha pensato di introdurre due protezioni importantissime, la prima contro le fulminazioni, sull’ingresso dell’antenna e la seconda protezione contro le sovratensioni provenienti da scariche elettrostatiche sull’alimentazione, inoltre ha progettato il sistema di alimentazione a duplicazione di tensione, permettendo così, l’utilizzo dell’oggetto conforme al sistema “DC WIDERANGE” con funzionamento da una tensione di alimentazione minima di 5 Volt AC e fino a 12 volt CC. Compatibilmente alle sue esperienze progettuali nel campo, ha inserito un nuovo preamplificatore audio con il controllo dei toni alti e toni bassi, uniformando così il suono, compatibilmente con gli altoparlanti, esistenti nella radio, dando all’orecchio umano una sensazione di equilibrio acustico.

Che cos'è l' FM-converter”?

Il modulo “FM-converter” è composto da 2 unità: la parte ricevente FM ed il circuito per il comando della sintonia.

Sulla prima unità c'è poco da dire. E' un ricevitore in FM che copre da 88 a 108 Mhz con squelch e aggancio delle stazioni in maniera agevole e selettiva.

La seconda unità, permette di comandare la sintonia attraverso il segnale dell’ocillatore locale generato dalla valvola oscillatrice che viene prelevato con un link. Il segnale deve essere preso  in OM con un range di funzionamento da 500 a 1500 Kc. Con questo range si copre agevolmente da 88 a 108 Mhz in FM. Chiaramente se la radio ha un range maggiore  si avrà una gamma più estesa anche in FM. Al contrario, se è più stretto si perderà un pò sopra o un pò sotto la banda FM. Ma vale la pena ricordare che le prime radio che avevano la FM arrivavano fino a 100 e poi dopo fino a 104 Mhz; quindi perdere un po di ricezione non diventa assolutamente una cosa importante!

Come si installa?

Si installa con una semplicità a dir poco ...disarmante, a prova di pierino!

Per prima cosa bisogna trovare il posto dove sistemare la scatoletta. Ci sono diversi modi per fissarla; noi abbiamo preferito quella del silicone che, eventualmente può anche essere anche rimossa senza difficoltà.

Una volta fissata la scatoletta, si passerà alla cablatura. Dal modulo escono 4 fili:  alimentazione, il prelievo del segnale di AF, la BF e l' antenna per l'FM.

Il cavetto  nero è schermato e all'interno ci sono 2 fili, rosso e bianco. Dovete dissaldare il filo che va all'estremo del potenziometro del volume, e saldarlo con il cavo bianco; mentre quello rosso andrà sul capo del potenziometro che era rimasto libero.  La calza del cavo  va collegata al telaio con una buona saldatura (assicurarsi che ci sia un buon contatto...) N.B.: se la calza del cavo  non fa contatto bene, il tutto NON funziona!

Fatto questo ...avete finito, almeno nella parte inerente la radio.

Alimentazione

Procediamo all'installazione? Seguitemi

Considerazioni finali...

Per poter funzionare il modulo ha bisogno di un'alimentazione di 5 Volt CC.

Questa tensione la si ricava dal secondario BT del trasformatore di alimentazione. Questa tensione è quella che alimenta i filamenti delle valvole e accende le lampadine della scala parlante.

La tensione alternata va raddrizzata con 1 diodo e livellata da un condensatore elettrolitico,  andrà in uno stabilizzatore di tensione che la porta a 5V CC.

La tensione a 5V arriverà al modulo attraverso un interruttore che ognuno posizionerà dove e come meglio crede.

Con interruttore aperto la radio funziona in tutto e per tutto come in origine. Con l'interruttore chiuso si attiva la ricezione in  FM con la possibilità di sintonizzare le stazioni in FM usando la manopola di sintonia della radio.

Tutto questo quando l'alimentazione della radio è fatta con un trasformatore e le valvole sono con accensione in parallelo. Nel caso la radio funzioni con un autotrasformatore e le valvole accendono in serie, SCONSIGLIAMO di fare qualunque adattamento. Per questi tipi di apparecchi abbiamo progettato un piccolo alimentatore che permette di accendere il modulo in maniera autonoma e perfetta. Per chi avesse questo problema, anche questo alimentatore è disponibile.

Le foto e i disegni vi guideranno nella modifica.

In questo modo abbiamo aggiunto la FM e la radio è rimasta con funzionamento originale in tutto e per tutto!

Una volta che vi ho spiegato sommariamente come fare, adesso procediamo “praticamente” alla modifica.

Per chi non è un tecnico e non ha mai fatto operazioni del genere, gli viene spontaneo abbandonare!

E invece no! Bisogna insistere seguendo le istruzioni e vi accorgerete che sarete bravi e raggiungerete l'obiettivo....Ma la cosa più bella è la soddisfazione di poter fare qualcosa con le proprie mani e dopo essere orgogliosi di dire: “questo l'ho fatto io”!

Pronti? Partiamo....

Ci troviamo davanti ad una radio dove si deve  mettere la FM. Per prima cosa la dobbiamo testare per vedere se funziona bene (almeno sulle OM). Fatta questa prova, si procederà a togliere lo chassis dal mobile. Non è difficile...; basta togliere le viti di fissaggio, eventualmente le manopole e staccare i fili dell'altoparlante. Questi si debbono dissaldare o tagliare avendo l'accortezza di scriversi dove vanno collegati dopo.  Se si dissaldano, con una matita segnatevi i colori dei 2 fili e dove debbono essere riattaccati. Se si tagliano, lasciate 1 cm così che dopo si sa dove risaldarli.

Ops...: una premessa tecnica. Prima di fare qualunque intervento sulla radio, STACCATE LA SPINA di alimentazione alla rete, così state sicuri di non prendere scosse!

Adesso bisogna creare il punto per il prelievo del segnale di AF.

Cercate la valvola oscillatrice-convertitrice; è quella che normalmente sta vicino al condensatore variabile e al gruppo di RF. Le valvole convertitrici possono essere di 2 tipi: quelle che hanno il triodo separato e le plurigriglia con alcune di queste che le fanno lavorare come triodo.

Qualunque sia la convertitrice, bisogna individuare la griglia oscillatrice. Basta vedere le caratteristiche tecniche per sapere a quale piedino corrisponde. Pubblicherò un disegno con la piedinatura delle più usate convertitrici identificando il numero corrispondente alla griglia della sezione oscillatrice.

Una volta individuato il piedino, spellate un filo rigido di piccolo diametro (tipo reoforo di resistenza o condensatore ) di ca 5-6 cm e saldatelo sul piedino della griglia oscillatrice.

Quando dico di saldare un filo do per scontato che avete un saldatore....; uno qualunque in grado di fare un semplice saldatura va bene. L'importante che non sia come quello degli stagnini da 1000W!!

fatto questo avete finito la parte più difficile e delicata dell'operazione.

Adesso si passa a ricavare i 5V CC per l'alimentazione del convertitore.

Dovete individuare il filo che porta l'alimentazione di 6,3 V AC ai filamenti delle valvole. I piedini corrispondenti ai filamenti sono due, uno dei quali generalmente viene collegato a massa sul telaio.

Individuato il piedino “caldo” non a massa, con uno spezzone di filo lo si collegherà ad un diodo raddrizzatore e ad un condensatore elettrolitico. Il punto di unione diodo-condensatore lo salderete all'ingresso di uno stabilizzatore di tensione a 5VCC la cui uscita sarà proprio questo valore.

Gli schemi elettrici ed il disegno sono molto più esaurienti.

Individuate un posto dove fissare il modulo. Ognuno scelga il modo che ritiene più opportuno. Noi abbiamo preferito fissarlo con il silicone; un po di puzza...., ma un'ottima presa quando si è indurito e possibilità di poterlo sempre togliere.

Una volta fissata la scatoletta, passate ai collegamenti. Il filo rigido  ha già un link; se è troppo lungo, lo si taglia e lo si riforma facendo 6 spire  arrotolandolo su di una punta di trapano da 2 mm.

Questo link viene infilato sul filo che abbiamo saldato sul piedino corrispondente alla griglia del triodo oscillatore della valvola convertitrice avendo l'accortezza di piegarlo ad “U” per fare in modo che il link rimanga al suo posto con la radio in posizione normale.

Fatta questa operazione si passa alla B.F.

Il cavetto schermato che esce dal modula ha 2 fili e la calza. La calza va saldata a massa, assicurandosi che ci sia una buona conducibilità. Poi si passa a saldare gli altri 2 fili in questo modo: si stacca il filo che sta sul lato esterno del potenziometro del volume e lo si salda al filo bianco del cavo schermato e l'altro filo, rosso, lo si salda sul capo esterno del potenziometro al posto di quello che avete saldato dissaldato prima.

Adesso rimane solo da posizionare un interruttore che serve ad alimentare il modulo quando si vuole ascoltare la FM. Normalmente lo si mette dietro, ma ognuno può scegliere come meglio crede. Tutto qui....non c'è altro da fare! E' stato difficile? Penso proprio... di no! E' stato più semplice di quanto pensavate...!

Pensiamo che l'aggiunta del modulo possa dare ancora più splendore alle nostre “radio d'epoca”.

Ci sono ancora tante possibilità di modifiche e variazioni che si possono fare a questo progetto iniziale. Io ed Antonino siamo disponibili a discutere con voi altre possibili soluzioni  o modifiche. Così   come lo siamo se ci sono problematiche differenti da risolvere in caso di radio particolari.

Ci sarebbero ancora tante cose da dire e tante altri consigli da dare ..., ma preferisco farlo in seguito .

Questo sito sarà sempre un “work in progress” con aggiornamenti continui, quindi vi do appuntamento alle prossime volte.

Al momento mettiamoci comodi in poltrona e godiamoci l'ascolto delle nostre belle radio,  le nostre “SIGNORE D'EPOCA”.

Un caro saluto a tutti!

Pino ZAMBOLI