Verslagen Radiocafé

Verslag 24 januari 2012: De Dremel en Philips High Fidelity

Weer een redelijk druk bezochte avond. Louis had voor de verandering een nog jonge pelikaan mee genomen. Ik dacht als dat straks gaat rondfladderen en gaat kwekken dan moeten we de vogel toch buiten de deur zetten. Maar het beestje bleef de gehele voordracht rustig op zijn schoot zitten en keek aandachtig naar het bord.

Alvorens het woord te geven aan John Hupse die, gewapend met een dremel, een aantal pick-up elementen straks wil laten schrikken. Eerst even een vraag beantwoord over een wat oude uitdrukking uit een ver verleden gebruikt bij de uitleg over wisselspanning. Daarom had ik al een cirkel op het bord getekend in vier segmenten verdeeld.

Volgens mij had Anneke dat al eerder besproken als puzzeltje. Namelijk wat gebeurt er als we het middelpunt A met de lengte van de straal R naar links verplaatsen? De omtrek van het wiel verplaatst zich dan met de lengte van de straal. Trekken we nu een lijn van het midden naar beneden dan vormt deze een gelijkbenige drie hoek met de lijn a-b , echter de zijde van de wielomtrek loopt krom en trekt de beide benen iets naar elkaar. De hoek bij a is dus kleiner dan 60 graden. Nu kunnen we dat gemakkelijk berekenen, want de omtrek is 2 π R en 360 graden. Een kwart van de omtrek is ½ π R en 90 graden. De hoek a is dan  2R / π R x 90 = 57,6 graden. Men noemt dat wel de vouwhoek.   2R / π R = 0,64 .

We weten dat als we het wiel door laten rollen dat een vast punt op de omtrek een sinusvormige beweging aangeeft. Bij wisselspanning is 0,64 maal de topwaarde van de amplitude de gemiddelde spanning van een halve periode van het sinusvormig signaal. Van een hele periode is dat nul omdat de amplituden tegengesteld zijn.

Sluiten we bijvoorbeeld een wisselspanning met een amplitudespanning van 10 volt aan op een weerstand van 2 ohm dan geldt een maximum voor de stroom van 10/2 = 5 ampère. Net als bij gelijkstroom wordt in de weerstand warmte ontwikkeld. Het vermogen dat aan de weerstand wordt afgegeven is dus P = u x i (watt). Echter u en i hebben steeds een andere waarde; op het maximum is voor korte tijd u max x i max = 50 watt . Maar op het moment van de nuldoorgang is dat 0 watt. Voor de negatieve helft van de sinus is de warmteontwikkeling weer gelijk aan de positieve helft van de sinus.

Stroom en spanning zijn beide van richting omgedraaid. Als we nu de warmteontwikkeling over een langere periode in de weerstand meten, dan blijkt het effect van een gelijkspanning met een waarde van 0,71 maal u max  (1/2√2) net zo groot te zijn als dat van de sinusvormige spanning met de amplitude u maximaal. We noemen deze waarde de effectieve waarde van de wisselspanning.  U eff = 0,71 x u max,  dat geldt alleen voor een sinusvormige wisselspanning!! Men heeft dat bepaald door eenzelfde weerstand op een gelijkspanning aan te sluiten, waarbij hetzelfde vermogen wordt geleverd.

Bij een voedingstrafo wordt de effectieve spanning opgegeven. Bij gelijkrichting met een diode waaraan een condensator is verbonden, zal de spanning over de condensator 1,4 x de effectieve spanning zijn, gelijk aan de topwaarde van de amplitude. Maar als de trafo 100 mA kan leveren wil dat niet zeggen dat ook bij deze spanning 100 mA geleverd kan worden. Dat vermogen is er niet. Je zou dat uit die condensator moeten betrekken maar de trafo  kan dat niet zo snel bijvullen. De ladingstootjes zorgen wel voor een fikse rimpelspanning. Met uitfilteren van deze rimpel moeten we dan toch uitgaan van de gemiddelde spanning die geleverd kan worden om zeker te zijn om van het totale leverbare vermogen gebruik te kunnen maken zonder rimpel.

Komen we toch weer bij de vouwhoek terecht. Bedenk wel dat het vermogen van een laagfrequent versterker geleverd wordt door de voeding.  Die prachtig gloeiende grote buizen regelen slechts de stroom in het ritme van het laagfrequent toegevoerd signaal aan de roosters. De voeding is een heel belangrijke schakel in het geheel.
Ik zag de vogel nu duidelijk ja knikken.

Tijd voor de dremel………..       Piet van Schagen.

 

Na de verhelderende uiteenzetting van Piet gaan we even terug in de tijd. Om precies te zijn naar 1950, wanneer Philips de 33-toeren Minigroove grammofoon in Nederland introduceert. Deze stap maakt het mogelijk om muziek op een kwalitatief hoger niveau in de huiskamer te kunnen beluisteren.

Peter Boin reageert hier direct op door deze eerste Philips Minigroove grammofoon (78 en 33 1/3 toeren) tevoorschijn te halen uit de NGG collectie: de Philips HX301A.

Op het zeer licht uitgevoerde ampje van de HX301A is een miniatuur Philips kristalelement gemonteerd, met zowel een Normaal- als een Micronaald. Deze vroege Philips elementen gingen maar een paar jaar mee, en moeten dus eerst worden gereviseerd voordat je ze kunt gebruiken. Na zo'n reparatie is er met de geluidskwaliteit weinig mis, alleen loopt het hoog wat minder ver door. Maar dat was in 1950 ook al het geval.

Daarom komt Philips in 1956 met een magneto-dynamisch (moving magnet) element, dat alle tonen van laag naar hoog kan weergeven. Dit element wordt in eerste instantie gemonteerd op een volautomatische platenwisselaar, de Philips AG1102/MD. Dit is een iets aangepaste AG1000 speler op een notenhouten sokkel. Een van de aanpassingen is een High Fidelity logo links-voor op het dek. Een andere aanpassing heeft te maken met het gewicht van het nieuwe element, het is bijna twee keer zo zwaar als een normale Philips kristalkop.

Op het Philips MD element kan slechts 1 naald worden gemonteerd, bij elke platenspeler worden dus twee elementen meegeleverd, een AG3020 met een groene N-naald en een AG3021 met een rode M-naald.

Net als bij de Philips kristalelementen blijkt de levensduur van het nieuwe Philips MD element vrij beperkt. Om dit te kunnen begrijpen is het nodig om eerst even de constructie te bekijken. 

Het element bestaat uit een spoel en een ronde staafmagneet met een diameter van 0,8 mm. Onderop de magneet is de naalddrager met naaldpunt gemonteerd. De staafmagneet draait in twee rubberlagers, het bovenste lager is vrijwel altijd verteerd. Het is de bedoeling dat het enigzins konisch gevormde bovendeel van de staafmagneet zich vastklemd in het bovenlager, en dat op die manier de naald met naalddrager recht naar voren blijft wijzen. Maar wanneer het rubber na een aantal jaren gebruik slap is geworden lukt dat niet meer. De naalddrager rust dan tijdens het spelen tegen de rechter aanslag, en het geluid klinkt vervormd.

De naald kan worden vervangen door deze uit het element te trekken, compleet met de staafmagneet. Wanneer het rubber nog goed is gaat dat inderdaad redelijk probleemloos, wanneer het rubber slap is geworden, of nog erger, is uitgedroogd, breekt hierbij vaak het staafmagneetje en lijkt het element reddeloos verloren. Je kan het afgebroken magneetje er namelijk niet meer uit krijgen

Natuurlijk is er ijverig gezocht naar een bruikbare oplossing, en deze is uiteindelijk gevonden in de vorm van de Dremel met slijpschijf. Met dit gereedschap wordt de metalen omhulling genadeloos ontdaan van een plak metaal, juist boven het defecte bovenlager:

Door deze ingreep wordt het verteerde bovenlager zichtbaar, en kan dit worden verwijderd.

Vervolgens wordt een nieuw lager gemonteerd, gezaagd uit een voorgeboord pertinax printplaatje.

Hieroverheen wordt een nieuw zwart bovenplaatje gemonteerd:

Aan de onderkant van het element worden nog twee rubberen ringetjes gemonteerd, hierna is het element weer volledig functioneel.

De ringetjes zorgen ervoor dat de naald altijd naar voren wijst. Op deze manier kunnen deze elementen dus weer speelklaar worden gemaakt.

De Norelco versie (Norelco AG3121) ging ook nog even rond, dit element is veel lichter vergeleken met de AG3021 omdat de bakelieten kop ontbreekt. Het binnenwerk is echter volkomen gelijk:

Vervolgens wordt aandacht besteed aan de Philips correctieversterker die tegelijk met de AG3020/3021 uitkomt, de Philips AG9005. Deze versterker heeft een ingebouwde netvoeding en kan eenvoudig tussen een grammofoon die is uitgerust met het Philips MD element en een radio of versterker met een normale diodeaansluiting worden geplaatst. 

Deze versterker is één van de eerste volledig getransistoriseerde produkten van Philips, en is uitgerust met een enkele transistor van het type OC75. De diode in de voeding is een OA81:

Normaal gesproken is het onmogelijk om met 1 transistor een correctieversterker te maken die voldoet aan de RIAA norm, maar in dit geval is listig gebruik gemaakt van de zelfinductie van de spoel in de AG3020/3021. Deze zelfinductie is immers bekend (0,6 Henry), Philips maakte in 1957 slechts 1 soort MD element. De laag-op correctie wordt bij deze versterker geleverd door deze 0,6 H, in combinatie met de ingangsweerstand van 10.000 ohm.

Voor andere MD elementen is de AG9005 versterker ongeschikt, de zelfinductie moet circa 0,6 H zijn voor een correcte weergave.

De lezing wordt afgesloten met een demo van een aantal meegebrachte vroege Philips elementen, waaronder het Philips Hi-Fi kristalelement AG3012. Om een en ander te kunnen demonstreren wordt gebruik gemaakt van een Philips platenwisselaar en een Aetherkruiser radiotoestel.

John Hupse