Magnadyne M15

Come premesso la Magnadyne M15 è una radio molto semplice : Una 5 valvole della serie americana a 6,3V in produzione alla fine degli anni'30. Le valvole sono della serie GT (che stava per Glass Tube) . Essendo sprovvista di cambio gamma, è semplice capire la circuitazione anche dal lato alta frequenza.

Per descrivere lo schema cominciamo dall' alimentatore .

Alimentatore

E' costituito da un'autotrasformatore (il primario ed il secondario non sono separati) da cui vengono derivate le prese per il cambiatensione in ingresso e le tensioni filamenti (6,3V ai capi dei terminali x-x) ed anodica (250V tra il verde ed il marrone).

ATTENZIONE : Le radio a valvole, a causa della presenza di tensioni elevate, sono pericolose. Le radio con autotrasformatore di alimentazione sono doppiamente pericolose : Il telaio è sotto tensione di rete!

Nella sezione riparazione ci sono delle indicazioni sulle precauzioni da adottare.

La tensione alternata per l'anodica viene portata agli anodi della valvola raddrizzatrice 6X5 . Ai capi del catodo della stessa valvola si raccoglie la tensione pulsante raddrizzata di circa 300V, che viene spianata e filtrata dalla cella a pi-greco C-L-C costituita dai due condensatori elettrolitici da 8uF - 450V e dall'induttanza della bobina d' eccitazione dell'altoparlante.

Sino ai primi anni'50 gli altoparlanti raramente utilizzavano dei magneti permanenti per creare il campo magnetico fisso che interagiva con quello variabile della bobina mobile del cono. Per un miglior rapporto costo/prestazioni era più conveniente utilizzare una bobina di grosse dimensioni che aveva la duplice funzione di creare il suddetto campo per l'altoparlante e fungere da filtro antironzio. La resistenza di questa bobina era parecchio elevata e normalmente la caduta di tensione indotta era di circa 100V.

La massa di tutto il circuito è collegata al negativo del secondo elettrolitico di filtro. Questo fa si che la caduta di tensione sulla resistenza da 54 ohm, renda disponibile ai suoi capi una tensione negativa di qualche volt, utile per la polarizzazione delle griglie delle valvole ed il corretto funzionamento del controllo automatico di volume (CAV) che vedremo più avanti.

La valvola raddrizzatrice in oggetto utilizzata in configurazione standard con trasformatore a doppio avolgimento e rettificazione a doppia semionda.

Sezione ad alta frequenza

Il segnale viene captato dall'antenna, attraverso il condensatore da 2000pF va sul circuito risonante d'ingresso, costituito dai due avvolgimenti accoppiati ed il condensatore variabile. Il segnale d'antenna , filtrato ed amplificato arriva alla 4a griglia della valvola convertitrice 6A8. La stessa griglia è polarizzata dalla tensione di CAV che giunge attraverso l'avvolgimento secondario della bobina d'antenna. Questa griglia modula la corrente di placca (o anodica) della valvola che amplifica ulteriormente il segnale. LA 6A8 è una valvola particolare : E' un eptodo. Ha infatti 7 elettrodi, un catodo, un anodo e 5 griglie, infatti è anche chiamata pentagriglia. In maniera molto semplificata funziona così : Il filamento incandescente (x-x) scalda il catodo che emette un flusso di elettroni. Il flusso viene intercettato e modulato dalla prima griglia collegata al circuito LC che oscilla sulla frequenza legata al valore delle capacità risultante dalla combinazione dei condensatori presenti ai capi del secondario della bobina d'oscillatore. Di questi 4 la capacità prevalente è quella del condensatore variabile, coassiale ed accoppiato con quello del circuito d'antenna (vedi linea tratto-punto), il perché sarà chiaro in seguito. Parte del segnale, amplificato, viene prelevato dalla seconda griglia che funge da placca e reimmesso nel circuito oscillante attraverso il primario della bobina di oscillatore. In questo modo si riesce a mantenere stabilmente in oscillazione il circuito.

Altra parte del flusso 'oscillante' di elettroni continua a salire lungo la valvola fluisce attraverso la griglia schermo (la 3a) e si 'combina' con il segnale presente alla 4a griglia proveniente dal circuito d'antenna. il risultato della combinazione, non a caso la 6A8 è detta anche valvola mescolatrice, è la somma più la differenza dei segnali presenti alla 1a e alla 4a griglia. Queste due frequenze come già detto le ritroviamo amplificate sulla placca e sul primario del primo trasformatore di media frequenza (MF). Il trasformatore di MF è anch'esso un circuito risonante accordato su una frequenza particolare, detta frequenza intermedia. Per questa radio è 471kHz.

Ricapitoliamo con un esempio: Ammettiamo che il circuito d'ingresso sia accordato, mediante il comando del condensatore variabile, sui 1471 kHz., il cicuito d'oscillatore, opportunamente sfalsato si accorderà su 1942kHz. Sull'anodo avremo due segnali di frequenza somma e differenza, in questo caso 3413kHz e 471kHz. Di questi solo il secondo potrà essere avviato e amplificato oltre la prima MF , proprio perché questa è accordata su questo valore di frequenza.

Spostando l'asse del condensatore variabile ci si potrà accordare su tutte le frequenze in ingresso da circa 500 a 1600 kHz. la frequenza d'oscillatore si sposterà parallelamente. La loro differenza rimarrà sempre, se tutto è ben regolato, 471 kHz, a questo servono i tre condensatori addizionali sul secondario della bobina d'oscillatore.

E' questo il principio di funzionamento del circuito supereterodina. E' stato inventato da Levy e successivamente messo in pratica da Armstrong alla fine degli anni '10. Tuttora qualsiasi apparato ricevente che sia una radio, un televisore o un cellulare funziona su questo principio.

Sezione a media frequenza

Qui le cose sono un po' più semplici, ne approfitteremo per spiegare il funzionamento del CAV.

Il segnale a frequenza intermedia proveniente dal secondario della prima MF viene portato alla 1a griglia, detta griglia di controllo, del pentodo amplificatore di media frequenza, la 6K7. Per un migliore adattamento d'impedenza, evitando attenuazioni indesiderate, la connessione è effettuata ad una presa intermedia del secondario. La seconda griglia detta griglia schermo, è polarizzata da una tensione positiva derivata dalla tensione anodica, eliminando la capacità parassita tra griglia ed anodo evita attenuazioni dell'amplificazione sulle frequenze più elevate. Insieme alla griglia successiva detta griglia di soppressione ha lo scopo di evitare disturbi legati all'introduzione della griglia precedente (emissione secondaria) e viene portata allo stesso potenziale del catodo. Il segnale si ritrova fortemente amplificato all'anodo e da qui alla 2a MF. Qui dopo un ulteriore filtraggio viene prelevato dalla presa centrale del secondario della 2a MF e portato all'anodo del 1° diodo della 6Q7. La 6Q7 è una valvola particolare: Racchiude in un solo involucro un triodo e due diodi. Il primo, come già detto, funge da rivelatore per la modulazione in ampiezza del segnale ricevuto. Il segnale, demodulato, è ormai in bassa frequenza. attraverso il potenziometro del volume raggiunge la griglia della 6Q7 e poi, amplificato, viene avviato verso la valvola finale.

Il secondo diodo è utilizzato per la funzione di controllo automatico del volume. Parte del segnale di MF viene prelevato dal condensatore da 100 pF, raddrizzato dal secondo diodo ed immesso sulla linea CAV. Alla tensione negativa derivata dalla resistenza di caduta (vedi alimentatore) si aggiunge una tensione sempre negativa di valore tanto maggiore quanto maggiore è l'intensità del segnale. Questa tensione si ritrova poi sulle griglie controllo delle valvole 6A8 e 6K7. Entrambe queste valvole hanno la caratteristica di essere a 'pendenza variabile'. In altri termini il loro coefficiente di amplificazione dipende dal potenziale a cui è polarizzata la griglia. Il risultato è che l'amplificazione totale e quindi la sensibilità dell'apparecchio è tanto più alta quanto minore è il segnale in ingresso. Il sistema ci risparmia quindi di regolare il volume, entro certi limiti, al variare dell'intensità del volume, da cui il nome CAV.

Stadio finale

Non rimane che amplificare la potenza del segnale, affinché sia sufficiente a pilotare l'altoparlante. Questo compito è affidato alla valvola 6V6. Mentre in Europa si preferiva utilizzare dei pentodi per l'amplificazione finale, in America erano in voga i tetrodi a fascio. La caratteristica di queste valvole è di avere delle placchette di deflessione invece della griglia di soppressione. Lo scopo è sempre quello di evitare l'emissione secondaria già sopra descritta. Il segnale amplificato in rivelatore tensione dal triodo contenuto nella 6Q7, viene applicato alla griglia di controllo della valvola finale. La resistenza di griglia polarizza quest'ultima a massa, quindi a 0 Volt. Nella resistenza di catodo (190 Ohm) scorre la stessa corrente anodica, circa 47mA. La caduta di tensione è quindi : 190x0,047= 8,93Volt. Di conseguenza la tensione di griglia è circa -9Volt rispetto il catodo, polarizzata negativamente, come è necessario per non avere distorsioni in uscita.

Al primario del trasformatore vedremo un segnale di tensione elevata con una piccola corrente intorno ai 50mA in altri termini un'impedenza dell'ordine delle migliaia di Ohm. L'altoparlante, con la sua bobina mobile da poche spire, ha un'impedenza di circa 8 Ohm. Lo scopo del trasformatore interposto è proprio quello di effettuare un adattamento dell'impedenza.

Sul secondario del trasformatore però si vede un'ulteriore avvolgimento connesso in serie con quello dell'altoparlante. Si tratta della bobina di antironzio. Esiste solo negli altoparlanti elettrodinamici (con la bobina di campo al posto del magnete) ed è inserita per neutralizzare il ronzio indotto dalla bobina di campo sulla bobina mobile, è fissa ed avvolta in senso opposto a quest'ultima.

La riparazione

La cronaca di questa riparazione è solo un esempio di procedura standard per la riparazione di una radio di questa tipologia. Nonostante questo penso che il contenuto possa essere molto utile per i novizi che vogliano provare a far rifunzionare un vecchio ricevitore.

Esistono molti punti di vista su come effettuare il restauro di una radio antica. C'è chi sostituisce quasi tutto per riavere le prestazioni originali e c'è all'opposto chi le tiene così come le ha trovate. La mia opinione è che vadano riparate senza togliere i componenti originali. Per esempio: Se un condensatore va sostituito va scollegato dal capo caldo' (il terminale opposto alla massa) e lasciato in posizione. In parallelo, alla posizione originale, si può saldare un componente moderno, di solito più piccolo, che può essere nascosto dietro l'esistente. Per meglio dissimulare l'intruso uso affondare il componente, tenendolo per i reofori, in n barattolo di antirombo (es: Marombo). Questa vernice catramosa, una volta essiccata fa assumere un aspetto che non contrasta con il resto dei componenti presenti.

Se i componenti mancano allora comincerà una ricerca degli originali che potrà durare anni.

Quanto approfondire l'intervento, difende da quanto abbiamo intenzione di utilizzare e sfruttare l'oggetto della riparazione.

Se per esempio si tratta di un ricevitore a onde corte o a modulazione di frequenza con cui passare del tempo, allora mi spingo a interventi approfonditi sino al punto d'impiantare circuiti nuovi addizionali (ad esempio un multiplex a circuiti integrati per la stereofonia). Tutto è lecito se l'oggetto non è particolarmente raro e si operi in modo che sia possibile tornare all'originale.

1) Prima di dare tensione eseguiamo i seguenti controlli

• Giriamo l'interruttore d'accensione (il potenziometro del tono, per questa radio) in senso orario al massimo.

• Controlliamo il cambiatensione e impostiamo la tensione a 220-240V

• Con un multimetro misuriamo la resistenza ai capi della spina. Se non ci sono problemi troveremo un valore dell'ordine delle decine di Ohm.

• Giriamo sottosopra la radio e controlliamo i condensatori elettrolitici.

• Per farlo dobbiamo controllare la capacità e le perdite. Per la prima si può usare un tester analogico in modalità ohmmetro. E' un sistema non precisissimo ma in questo caso è più che adeguato. E' anche chiamata misurazione balistica della capacità, quest'ultima è proporzionale alla deflessione massima dell'indice. Se il vostro tester non riporta nel manuale una tabella di corrispondenza, createla voi empiricamente con dei condensatori nuovi.

• Per le perdite si può vedere al termine della misurazione di cui sopra se l'indice torna a zero o meno. In realtà quest'osservazione individua solo i condensatori in pessime condizioni. Il test, per essere attendibile, andrebbe fatto misurando la corrente assorbita, dopo il transitorio, alla tensione nominale di funzionamento. Altra prova importante e quella della resistenza equivalente serie ESR. Nel prossimo futuro, in questo sito, mi riprometto di dedicare un po' di spazio a questo argomento.

• Se i condensatori sono a posto (improbabile), procediamo al passo successivo, altrimenti impiantiamo dei similari nuovi.

• Controlliamo ora con l'ohmmetro il valore di resistenza tra massa e i terminali del la bobina di filtro dell'elettrodinamico. Se troviamo valori dell'ordine delle migliaia di Ohm possiamo passare alla fase successiva..

2) Inseriamo la spina!

ATTENZIONE : Le radio a valvole, a causa della presenza di tensioni elevate, sono pericolose. Intervenite solo a spina disinserita e quando i condensatori elettrolitici si sono scaricati. Controllate sempre con il tester che non ci sia tensione.Una regola fondamentale è , ad apparecchio acceso, di fare le misure e tarature con una mano in tasca.

• La tensione va applicata gradualmente, la soluzione migliore sarebbe un variac (un trasformatore con tensione variabile con continuità, ruotando una manopola), In alternativa si può utilizzare un trasformatore con il secondario commutabile. Lasciando il cambiatensione della radio su 220-240V si alimenta a 110V.

• Se la lampadina scala si accende è già un buon segno. Intanto che la radio si 'riabitua' alla tensione, misurare l'assorbimento dalla rete (dopo un minuto deve essere dell'ordine delle centinaia di mA) e la tensione al primo e secondo elettrolitico di filtro.

• Entrambe devono aumentare gradualmente. Quando si stabilizzano a circa un centinaio di volt, (la prima sarà superiore di qualche decina di volt), se tutto va bene, si sentirà già qualche crepitio.

• In tutti i casi se l'assorbimento non sale vertiginosamente, non ci sono fumate, surriscaldamenti, forti rumori dall'altoparlante ... , si può alzare gradualmente la tensione sino a raggiungere la tensione nominale di rete dopo circa 5 minuti.

3) Proviamo a ricevere una stazione

• Se non ci sono problemi che ci consigliano di sfilare subito la spina e passare alla riparazione (vedi documento pdf allegato nella sez. Didattica), proviamo ad inserire l'antenna. Se la radio è "viva", a volume massimo, dovrebbero sentirsi rumori e crepitii. In caso negativo, proviamo a mettere un dito sulla griglia della valvola 6Q7. Se si sentirà un forte ronzio allora sapremo che tutta la parte alimentatrice e BF funziona. Questo controllo è utilizzato negli ultimi 100 anni può essere adoperato qualora la valvola che precede la finale abbia la griglia collegata al terminale opposto alla zoccolo tipo le classiche octal, come la 6Q7, UX come la 75 o europee serie rossa come la EBC3. Le valvole più recenti non sono provviste di questo tipo di collegamento. Attenzione alle più antiche dove a volte si trova la placca, con la relativa elevata tensione anodica, collegata in testa alla valvola.

• Collegando un lungo pezzo di filo (5m) al morsetto di antenna e ruotando lentamente il controllo della sintonia si dovrebbe captare qualche stazione.

La maggior parte delle volte, giunti a questo punto la radio funziona. Molte volte questi apparecchi sono stati messi via perchè sostituiti da altri più moderni e quindi i punti precedenti coprono i guasti legati all'invecchiamento dei componenti. Più specificatamente i condensatori elettrolitici e il condensatore di accoppiamento tra pre e finale.

Qualora la radio non funzioni si deve procedere ad una riparazione che richiede una ricerca del guasto.

Per questo rimando al file allegato in fondo alla pagina della sezione didattica: Didattica

Di seguito lo schema elettrico con alcune tensioni di riferimento utili per una prima analisi: