Elettronica vintageRadio d'epocaRestauri radio d'epoca

Riparazione Decoder Stereo Grundig Automatic 5 – parte 1

(articolo pubblicato su La scala parlante, n.4, Luglio 2018, Associazione Italiana per la Radio d’Epoca)

Riparazione Grundig Stereo-Automatic-Decoder 5

Questo particolare apparato mi è stato portato abbinato ad un sintoamplificatore Stereomeister del 1965: la radio e il decoder sono stati acquistati separatamente su ebay.de, entrambi dichiarati revisionati e funzionanti.
Questo era vero per la radio, ma assolutamente falso per il decoder dato che come vedremo nelle righe successive, ha richiesto uno sforzo davvero inaspettato per la rimessa a punto.

Figura 1 – il decoder come ricevuto

Prima di addentrarci nei dettagli tecnici dello specifico apparecchio e della sua riparazione, credo sia necessario un richiamo ai principî della codifica FM stereo, dato che, pur risalente alla fine degli anni ‘50, è una tecnologia relativamente complessa e credo assolutamente interessante ancora ai nostri giorni.

Considerato che in quel periodo le trasmissioni in modulazione di frequenza erano ancora una tecnologia relativamente giovane, ma già un discreto numero di ricevitori erano stati immessi nel mercato e non era pensabile che venissero dismessi o comunque sottoposti ad un oneroso intervento di aggiornamento dopo l’introduzione della nuova tecnologia di trasmissione stereofonica, quest’ultima doveva essere compatibile con la monofonica, ed era pertanto necessario che l’informazione relativa alla stereofonia fosse trasmessa nello stesso canale di frequenze della trasmissione mono, senza peraltro degradarne le prestazioni.

Per ottenere questo risultato, all’informazione monofonica della trasmissione tradizionale viene assegnata la somma dei segnali stereofonici destro e sinistro (R+L); di conseguenza la parte relativa alla stereofonia deve contenere la differenza (R-L), e, per essere trasmessa nello stesso canale radio senza sovrapporsi al segnale audio monofonico (R+L), deve essere “spostata” in una parte dello spettro delle frequenze che sia al di fuori della banda udibile dall’uomo.

Per ottenere questo risultato, il segnale differenza R-L viene processato in maniera simile a quello che avviene nelle stazioni radio AM, viene cioè modulato in ampiezza con una portante ultrasonica a 38kHz.
Prima di procedere nella descrizione del principio di funzionamento è bene ricordare cosa avviene quando si modula in ampiezza una segnale (definito portante) con un segnale contente l’informazione che si vuole trasmettere (definito modulante): osservando lo spettro dei segnali (ossia la loro rappresentazione nel dominio delle frequenze) la modulazione di ampiezza produce attorno alla portante due spettri di modulazione situati rispettivamente alla sua destra e alla sua sinistra, situati ad una certa distanza che è definita dalle caratteristiche del segnale modulante (ai nostri fini possiamo tralasciare per il momento i dettagli).
La cosa ancora più interessante avviene ora: la suddetta portante (la riga A nell’immagine sopra, che nel nostro caso corrisponde a 38 kHz), necessaria per modulare il segnale e quindi traslarlo fuori dall’udibile, non trasporta informazione quindi possiamo definire la sua presenza uno “spreco” di energia; pertanto con opportuni accorgimenti è possibile eliminarla, preservando solo le porzioni di spettro che contengono l’informazione.

La modulazione risultante viene definita DSB-SC, acronimo inglese per double side band – suppressed carrier, ossia banda laterale doppia con portante soppressa ed è usata in molti ambiti tra cui, oltre alla radiofonia, in primis nella telefonia per “multiplexare” le comunicazioni all’interno di un singolo canale. Il motivo del “doppia” è che in questo sistema vengono trasmesse entrambe le bande laterali, ma si dimostra che per la trasmissione dell’informazione solo una delle due è strettamente necessaria (per questo motivo tra le tecniche di radiotrasmissione si annovera anche la SSB o single side band, dove una delle due bande laterali, ridondante, viene soppressa).

Tornando al nostro ricevitore, in sede di demodulazione la portante ridiventa invece necessaria per la ricostruzione del segnale; per ovviare al problema, al suo posto viene trasmessa una singola frequenza detta “tono pilota”, avente potenza molto bassa, in fase con la portante originale a 38kHz, collocata nello spettro a metà tra il segnale mono e quello stereo, quindi appena al di sopra dello spettro udibile. Va da sé che la frequenza ideale per questo compito è 19 kHz, ossia la metà della portante, in questo modo con semplici circuiti è possibile ricostruire la portante e quindi la modulazione AM “completa” atta ad essere demodulata nel decoder.
Il tono pilota inoltre ha anche un’altra funzione: in base alla sua presenza e alla sua intensità, il ricevitore decide se riprodurre in stereofonia oppure, in presenza di un segnale debole, passare in mono (dato che la trasmissione mono ha un rapporto segnale/rumore più elevato).

Infine è bene tenere presente che tutti i processi sui segnali descritti finora avvengono sui segnali in bassa frequenza, ossia sono a loro volta un segnale modulante per la portante di trasmissione FM! Nel trasmettitore radio tutti i segnali suddetti (quindi R+L, il segnale DSB-SC e il tono pilota a 19kHz) vengono modulati a loro volta in FM e trasmessi via radio.

Andiamo ora ad esaminare brevemente quello che avviene nel ricevitore: il segnale radio contenente le informazioni viene processato, amplificato, demodulato e trasferito al decoder stereo.

Qui viene anzitutto separato, mediante un filtro passa-basso, il segnale mono R+L.
Poi, mediante un filtro passa-banda, viene separato e amplificato il tono pilota: se di ampiezza sufficiente, solitamente va ad accendere un indicatore sul display e commuta il funzionamento in stereofonico.

Successivamente il segnale viene raddoppiato di frequenza, a rigenerare la portante a 38kHz.

Mediante un ulteriore filtro passa-banda viene separato e amplificato il segnale DSB-SC, gli viene unita la portante rigenerata, e viene demodulato con un particolare demodulatore che fornisce ai suoi capi da un lato il segnale R-L e dall’altro il suo inverso L-R, i quali sommati sulle due uscite con il segnale R+L, daranno rispettivamente 2R su canale destro, e 2L sul canale sinistro.

Arrivando a parlare del decoder in questione, per comprendere il funzionamento è necessario fare riferimento agli schemi sotto riportati (sono due disegni dello stesso circuito, il primo è utile come riferimento per i codice dei componenti, il secondo è più intuitivo per la comprensione del funzionamento; per gli schemi ad alta risoluzione, visitare Radiomuseum.org).

Schema 1 – il primo schema è adatto per i nomi dei componenti
Schema 2 – il secondo schema è più utile per comprendere il funzionamento

• Il segnale proveniente dal demodulatore FM della radio arriva sul pin 4 del connettore (visibile a destra sullo schema).
• Il segnale viene portato sulla griglia del primo triodo mediante una rete (R10-R11) che ne attenua l’ampiezza (il segnale stereo ha ampiezza doppia rispetto a quello mono).
• Sul circuito anodico del primo triodo è presente un trasformatore (BV9223-102) il cui primario è accordato a 19kHz. In pratica questo circuito amplifica esclusivamente il tono pilota; il secondario è del tipo a presa centrale e, mediante i due diodi, realizza un duplicatore di frequenza. A valle del primo triodo abbiamo quindi ricostruito la portante a 38kHz.
• In serie al primario del suddetto trasformatore, e quindi sempre sul circuito anodico del primo triodo, è presente un altro trasformatore (BV9235-104), il cui primario è accordato a 38kHz, e la cui banda passante è volutamente allargata mediante una resistenza in parallelo: questo circuito ha la funzione di amplificare solo le bande laterali (DSB-SC) corrispondenti al segnale differenza (nota: dato che un circuito risonante singolo ha una risposta in frequenza asimmetrica, sul circuito di catodo del primo triodo è presente un ulteriore circuito accordato per correggere la simmetria del circuito, inoltre fornisce anche un circuito trappola per i 63kHz, adatto per lo standard usato negli USA).
• Il secondo triodo ha la funzione esclusiva di amplificare la portante a 38kHz per equalizzarla al segnale delle bande laterali contenente l’informazione stereofonica (quest’ultima ha il suo percorso separato). Nel suo circuito anodico c’è un trasformatore (BV9235-103) il cui il primario forma con C1 un circuito accordato a 38kHz, mentre il secondario è un avvolgimento a presa centrale a cui è connesso un ponte di diodi simile ad un “modulatore bilanciato”.
• Sulla presa centrale del secondario di BV9235-103 è inserito un capo del secondario di BV9235-104 (contenente quindi la sola informazione delle bande laterali), l’altro capo è collegato a C158, dove, se seguiamo il percorso del segnale dal pin 4 del connettore, abbiamo il segnale somma. In pratica, ai capi del ponte, lungo la diagonale verticale, abbiamo la modulazione AM completa (bande laterali + portante rigenerata). Pertanto i diodi non fanno altro che realizzare un demodulatore AM: sui punti “D” ed “E” del secondo schema si formeranno i due segnali differenza, di segno invertito, rispettivamente R-L e L-R. (Nota bene: per comprendere meglio il funzionamento, immaginare che le 4 resistenze da 3k3 e i due potenziometri da 2k non ci siano, servono solo per equalizzare e ottimizzare il funzionamento!).
• Poiché, come abbiamo visto, sul punto centrale del “ponte”, in corrispondenza del nodo dove si congiungono i due potenziometri da 10 k R29 e R31, è invece presente il segnale somma R+L, capiamo che sul cursore di tali potenziometri si realizza la somma dei segnali, rispettivamente R-L+R+L = 2R e L-R+R+L = 2L, ricostruendo così il segnale stereo!
• I due segnali escono sui pin 2 e 3 del connettore, passando prima per i contatti di un relè: questo relè ha la funzione di commutatore automatico mono-stereo. In pratica, quando il tono pilota del segnale radio ricevuto dalla radio è troppo debole, la ricezione stereofonica sarebbe disturbata ma quella mono ancora accettabile, per questa ragione i ricevitori commutano la ricezione in monofonica quando il livello è troppo basso. È presente sul ricevitore anche un indicatore del livello del tono pilota (un piccolo strumento a lancetta sulla scala parlante).
• il funzionamento del commutatore automatico è il seguente: una parte del segnale a 19kHz viene prelevata dal primario di BV9223-102 mediante C55. Un circuito accordato costituito dall’induttanza 9201-175 e da C54 va in risonanza a 19kHz e in presenza di un segnale di tono pilota genera una elevata differenza di potenziale ai suoi capi, la quale, rettificata dal diodo OA81, polarizza la base del transistor attivandolo. Un potenziometro permette di regolare la sensibilità, regolando così il livello per cui la ricezione può commutare in stereo.

RIPARAZIONE (continua…)

Un pensiero su “Riparazione Decoder Stereo Grundig Automatic 5 – parte 1

Rispondi

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.