Archivio per 'marzo, 2017'

Restauro autoradio Autovox RA2011 per Lancia Fulvia

 | 1 marzo 2017 22:00

Sono stato recentemente contattato da un amico che mi ha chiesto aiuto per la riparazione di una autoradio che equipaggiava una Lancia Fulvia berlina, ricordo di suo padre e che si stava cimentando a restaurare.

Autoradio Autovox RA2011 per Lancia Fulvia

Nello specifico, l’apparecchio radio è un’Autovox RA 2011 di produzione 1967, modello alquanto interessante in quanto non solo completamente a stato solido – questo dettaglio non ha in sè un particolare valore aggiunto in quanto in quegli anni la tecnologia valvolare stava venendo completamente rimpiazzata dal transistor e dalla conseguente integrazione su silicio di circuiti completi – ma soprattutto dotata di ricerca automatica delle stazioni di tipo elettronico.

Pubblicità Autovox RA2011-RA2001La brochure pubblicitaria dell’epoca dichiara infatti che la radio è dotata di “sintonia totalmente elettronica”.
Per comprendere cosa si intenda con quest’ultima definizione, è bene ricordare un mio precedente post dove avevo già descritto una radio a sintonia automatica (una Saba Meersburg-Automatic 8 per la precisione): apparecchi che effettuavano la ricerca automatica esistevano già dalla fine degli anni ’30, ed in essi i circuiti di controllo erano ovviamente elettronici, ma l’attuazione era meccanica, nel senso che gli organi di sintonia erano azionati da un motorino elettrico, solitamente in asse con la manopola di sintonia. Ciò che permise di passare alla sintonia completamente elettronica fu l’invenzione del diodo Varicap, per la cui definizione, rimando alla corrispondente pagina di wikipedia, ma di cui possiamo qui ricordare che si tratta di un dispositivo che varia la propria capacità (e quindi la risonanza dei circuiti di sintonia), al variare della tensione applicata ai suoi capi. Questo permise appunto l’abbandono dei condensatori variabili, consentendo di realizzare circuiti più semplici, compatti ed economici: la regolazione avveniva regolando un potenziometro simile a quello del volume, nel caso della sintonia manuale, oppure un circuito automatico che altro non doveva fare se non regolare una tensione continua.

La brochure originale aggiunge inoltre che “il principio degli elaboratori elettronici è applicato alla vostra Pubblicità Autovox RA2011-RA2001autoradio PER LA PRIMA VOLTA AL MONDO DA AUTOVOX. Tre microcircuiti logici integrati selezionano le stazioni e realizzano una sintonia automatica totalmente elettronica.”

Ebbene, quando lessi questa frase senza aver ancora aperto la radio ero dubitativo nel senso che da un lato ero propenso a “postdatare” l’anno di costruzione della radio, da un altro ero indotto a ritenere che si trattasse di una frase ad effetto di tipo “markettaro” e che la radio contenesse della circuitazione tradizionale, oppure che la radio avesse realmente dei circuiti integrati analogici (magari un paio di transistor racchiusi in un unico package) oppure infine che avesse realmente dei circuiti integrati logici, ma integrasse dei moduli di produzione estera, americana o giapponese… Insomma la situazione attuale del nostro Paese mi traeva in inganno su quanto invece fossimo “avanti” all’epoca!

Autoradio Autovox RA2011All’apertura della radio infatti, oltre alla miriade di componenti che affollano l’esiguo spazio all’interno (e, devo dire alla prima impressione scoraggiano ad intraprendere qualsiasi riparazione) sono ben evidenti tre circuiti integrati metallici con capsula circolare tipo “TO100”, due di essi con 10 pin e uno con 8, marchiati “SGS AUTOVOX 4, 5 e 6”. La prima cosa che si evince è che è tutta roba “made in Italy”!

La seconda, meno positiva, è che si tratta di circuiti “custom” prodotti dalla SGS (Società Generale Semiconduttori, che forniva i semiconduttori ai famosi computer della Olivetti) esclusivamente per la Autovox: persa ogni speranza di trovare i ricambi qualora ne trovi uno guasto, se non cannibalizzando un apparecchio simile…
La terza, ancora meno positiva è che a questo punto non ho gli schemi elettrici della radio e quindi non se ne conoscono le funzioni. Successivamente scoprirò che il funzionamento di questi integrati era un segreto industriale gelosamente custodito dalla Autovox, quindi anche il manuale di servizio (che ho ottenuto ahimè a riparazione ultimata) “sorvola” sull’argomento non fornendo alcun cenno nè sul contenuto nè sul principio di funzionamento della sintonia automatica.Autovox RA2011 - circuito stampato

Spinto da curiosità tecnica, durante la riparazione ho fatto diverse speculazioni sul funzionamento della sintonia e sul contenuto di questi misteriosi integrati custom (quando ad un certo punto sono riuscito a riportare la radio al pieno funzionamento, alcune si sono rivelate fondate) e una di esse era che si trattasse di circuiti di uso industriale (gate logici, operazionali etc.) rimarchiati per la Autovox. La SGS infatti produceva per i computer della Olivetti, e costruiva anche su licenza della Fairchild, che mi risulta sia stata tra le prime ad usare quel tipo di case metallico per i propri circuiti integrati.

Per esporvi le altre deduzioni che hanno affollato la mia mente durante i diversi giorni che questo apparecchio mi ha tenuto impegnato, devo prima descrivere brevemente il funzionamento della radio: la sintonia automatica si avvia premendo la manopola di destra (che per inciso, se tirata verso l’esterno, commuta la sintonia in modalità manuale). Quando si preme la suddetta manopola, la logica della radio (uno dei misteriosi integrati) fa partire una rampa di tensione che viene applicata ai varicap e che, salendo, sposta la sintonia dall’estremo basso delle frequenze verso l’estremo alto. Appena ci si avvicina ad una stazione, un rivelatore a rapporto fornisce la sequenza dei segnali di “trigger” per fermare la rampa e quindi la sintonia: ci si è sintonizzati sulla stazione. Una nuova pressione della manopola “sgancia” la sintonia e fa ripartire la rampa. Arrivati a fine scala (la massima tensione di rampa e quindi di varicap) la logica fa calare bruscamente la tensione al valore minimo e la scansione ricomincia da capo dall’estremo basso della scala.

Da queste righe comprendiamo due cose: il funzionamento è differente rispetto al tipo di sintonia presente nelle Saba automatiche, in quanto non è presente il controllo automatico di frequenza. Quando una stazione è sintonizzata non viene più “inseguita”, ed in effetti questo è voluto in quanto in auto sarebbe controproducente dato che in caso di dissolvenza temporanea di una stazione la radio inizierebbe a cercare da sé… La ricerca avviene solo in una direzione, dal basso verso l’alto. Questo è reso possibile dal fatto che l’indice di sintonia in realtà non è un indice ma un.. tamburo avvolto con una spirale rossa e nera che, ruotando, dà l’idea di un indice che si sposta, e che a muoverlo non è un motore ma un voltmetro che si muove al variare della tensione di varicap. Semplice e geniale.

Dal funzionamento della radio ad un completo reverse engineering del contenuto degli integrati ci vorrebbe tempo e pazienza, cose che ritengo di aver già dedicato in abbondanza a questa radio soprattutto a causa della assenza degli schemi, inoltre avendo riparato la radio non volevo rischiare di danneggiarla durante le prove… ciò premesso, posso dirmi moderatamente sicuro che gli integrati contengano almeno degli operazionali (uno dei quali dedicato alla generazione della rampa mediante carica di un condensatore a corrente costante) e soprattutto un circuito di “sample and hold”, avente la funzione sicuramente non banale per l’epoca di tenere in memoria la tensione raggiunta dalla rampa quando il rivelatore a rapporto ha triggerato una stazione (sicuramente parliamo di alta tecnologia per l’epoca in quanto prevede l’utilizzo di tecnologia a effetto di campo (FET)).
In questo link trovato in rete si vede un esempio di package a 8 piedini di circuito sample and hold, che rende plausibile l’ipotesi di aver identificato almeno uno degli integrati “misteriosi”.

Per quanto riguarda gli interventi di riparazione, il mio amico, prima di spedirmela, mi disse di aver affidato l’apparecchio ad un riparatore locale ma questi, dopo diversi giorni, rinunciò all’incarico asserendo che la radio era vetusta, che molti condensatori elettrolitici si erano svuotati e che nel sostituirli, essendo molto complessa, non avrebbe voluto rischiare di danneggiarla ulteriormente.

Dopo averla messa sul banco e provato ad alimentarla a 14 volt, la radio emetteva solo un forte rumore costante su tutte le gamme d’onda e per qualsiasi posizione della manopola del volume. Constatai che anche iniettando un segnale sul “polo caldo” del potenziometro nulla si udiva in altoparlante. Seguendo le visti trovai che un elettrolitico aveva “trasudato” e, misurandolo aveva capacità pressoché nulla. Visto che anche gli altri elettrolitici erano dello stesso tipo, decisi di sostituirli in toto, al prezzo di ore di lungo e snervante lavoro di pazienza

Al termine del recapping,
– il rumore era ancora presente anche col volume al minimo;
– si cominciava a ricevere qualche stazione in OM, ma l’audio era ancora molto basso, o meglio raggiungeva un massimo alimentando la radio tra 12 e 13 volt, mentre salendo a 14 (che è la tensione di regime dell’impianto dell’automobile quando il motore è acceso) il volume calava;
– la sintonia automatica continuava ad essere “morta”.Autoradio Autovox RA 2011

Dopo una serie di altre prove e imprecazioni, riuscii infine a capire e risolvere le anomalie relative al rumore costante e allo strano comportamento al variare della tensione di alimentazione. Questi problemi erano anche collegati al mancato funzionamento della ricerca automatica.

In pratica il transistor preamplificatore, quello subito a valle del potenziometro del volume, viene abilitato o meno da un circuito di “muting” (proveniente da uno dei tre integrati custom), che durante la ricerca automatica dovrebbe mettere il volume a zero, mentre nel funzionamento normale dovrebbe essere essere appunto abilitato.
Questo circuito di muting sembrava essere guasto in quanto la tensione era assente. In queste condizioni il transistor DOVREBBE essere spento e non amplificare. Però il transistor presente in questo esemplare in qualche modo si autopolarizzava e amplificava ugualmente, l’amplificazione era massima a 11 volt, mentre andando verso i 14 non ce la faceva più e il volume andava a zero.

Lo stesso transistor era la causa anche del rumore, ma prima di capirlo mi ha fatto perdere ulteriore tempo. Infatti quel tipo di rumore di solito caratterizza le resistenze a carbone e tutti i sintomi sembravano andare in quel senso (se chiudevo a massa la base del transistor con un condensatore, il rumore spariva mentre mi sarei aspettato permanesse) e quindi ho cambiato tutte le resistenze afferenti a questo circuito. Poi ho fortunosamente trovato un transistor al germanio di ricambio equivalente e dopo averlo montato, radio era (correttamente) muta!
Per bypassare il problema al circuito del muting, temporaneamente lo scollegai e polarizzai il transistor con una resistenza, ottenendo per lo meno un buon funzionamento della radio in sintonia manuale!

Autoradio Autovox d'epoca RA2011La brutta notizia era che il circuito di muting, afferendo al solito e ormai famigerato integrato custom, poteva indicare che ero arrivato ad un punto morto e che il mio amico doveva accontentarsi di una radio a sola sintonia manuale!
E invece no! Dopo altro indefinito tempo passato a seguire le piste dello stampato e cercare di trovare il / i guasti, riscontrai che i suddetti integrati non erano alimentati o se lo erano, lo erano in modo errato (ricordiamo che a questo punto ancora non avevo alcuna documentazione…) in quanto tensioni inferiori ai 3 volt non erano concepibili per circuiti di quegli anni. Ebbene, una delle alimentazioni era in corto secco a causa di un diodo zener da 4.3 volt andato in cortocircuito. Dopo la sostituzione di detto componente, con molta trepidazione ho ridato tensione e tutto ha ripreso a funzionare correttamente, ricerca automatica compresa!!!

Di seguito un breve video che mostra il funzionamento della sintonia elettronica.

Per ironia della sorte il giorno dopo aver risolto il problema, mi arriva una busta intestata AIRE contenente lo schema elettrico di questa e della corrispondente Concorde RA3016/RA3006… che comunque mi è servito per ritoccare alcune tarature e fare un lavoro ancora migliore.

Dopo questa riparazione ho deciso di prendermi alcuni giorni di distacco dall’elettronica (almeno di quella “domestica” dato che di giorno ci lavoro) causa saturazione.

Ringrazio il collega Dario Tirel e l’amico Ing. Nicola Giampietro per le “dritte” datemi durante questo complesso intevento, e il sito “Viva Lancia” per la gradita menzione.