Gollumīs Crystal Receiver World

Double tuned DX crystal receiver with cylinder coils.

Construction project and experimental set-up.
Version 1, version 2, version 3

Last update 05/17/2004

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Gollums Welt der Detektor-Empfaenger

Zweifach abgestimmter DX-Detektor-Empfaenger (Zweikreiser) mit Zylinder-Spulen.

Bau-Vorschlag und Experimentier-Aufbau.
Version 1, Version 2, Version 3

Letzte Bearbeitung 17.05.2004

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2 tuned long wave xtal set
Schematic version 1 / Schaltbild Version 1

Version 2
Version 2 using sound powered headphones. / Version 2 nutzt sound powered Kopfhoerer

Version 3
Version 3 with 2 diodes 5082-2835 for best sensitivity / Version 3 mit 2 Dioden 5082-2835 fuer hoechste Empfindlichkeit.

close up of coil former
Coil former of 10 cm diameter coil. Photo taken before fine adjusting of turns between the the glue strips. 1=good, 2=not so good.Why a constant space between the turns? Because of a lower internal capacitance of the coil (result is a greater frequency range).

Spulenkoerper der 10 cm-Durchmesser-Spule. Photo wurde vor der Feinjustage der Windungen zwischen den Klebestreifen aufgenommen. 1= gut, 2= nicht so gut. Warum ein gleichmaessiger Abstand zwischen den Spulen? Weil so eine geringere Eigenkapazitaet der Spule entsteht und das ist gut fuer einen groesseren Frequenzbereich der Spule.

version 1 & 2
Labatory model. Version 1 or 2: Using two modified long wave xtal sets. Left set is now only the antenna circuit, except rectifier and phone unit.
Right set has now no antenna section, but the rectifier and the phone section. I had experimented with combinations of coil variant 1 and 2. The both units of the set are only placed for the photo so close nearby.

Labor-Modell. Version 1 und 2: Es wurden zwei modifizierte Langwellen-Detektoren verwendet. Das linke Geraet ist nun nur der Antennkreis ohne Gleichrichtung und Kopfhoerer-teil. Das rechte Geraet hat nun kein Antennenteil, aber die Gleichrichtung und das Kophoererteil. Ich hatte mit den verschiedenen Spulen-Varianten 1 und 2 getestet. Die beiden Teile des Empfaengers sind nur fuer das Photo so dicht nebeneinander plaziert.

Version 3
Labatory model. Version 3: Using two modified long wave xtal sets. Left set is now only the antenna circuit, except rectifier and phone unit.
Right set has now no antenna section, but the rectifier and the phone section. Both coils are variant 1. The both units of the set are only placed for the photo so close nearby.

Labor-Modell. Version 3: Es wurden zwei modifizierte Langwellen-Detektoren verwendet. Das linke Geraet ist nun nur der Antennkreis ohne Gleichrichtung und Kopfhoerer-teil. Das rechte Geraet hat nun kein Antennenteil, aber die Gleichrichtung und das Kophoererteil. Beide Spulen sind Variante 1. Die beiden Teile des Empfaengers sind nur fuer das Photo so dicht nebeneinander plaziert

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Long wave (LF) long distance reception is possible with this model. In order to reduce interference by parasitic reception of medium wave (b.c. band) and short wave stations, the receiver has been laid out with two tuned circuits. For good circuit-Q air-spaced variable capacitors and big-diameter cylinder coils with enamelled copper wire (magnetic wire) and skeletonized coil formers are used. The model version 1 functions with crystal earphones since these types are still available and provide good listening. Version 2 offers a better sensitivity beacuse the use of sound powered headphones. With version 2 I received Radio Alger, Algeria. Version 1 could not do that. See the reception report.

Frequency range: Long wave, 150 kHz - 300 Khz.

Antennas, Arials: The set has two antenna coupling capacitors to match varying antenna lengths of 10 to 30 meters (30 to 90 feet). Warning: With a thunderstorm approaching, seperate the set from the antenna and out and away from the house with the antenna feed line (When using a outdoor antenna).

Ground: Don't forget a good earth connection (cold water pipe or central heating tubing).

Coils: Coupling of the tuned circuits is inductive. The circuit schematic shows two versions. Don't use a metal housing and place the coils away from metal parts. The coils should also be mounted two inches away from the mounting plate (table top). The coils are placed next to each other side by side (and not one behind the other on the same axis) and are spaced from 5 to 8 cm (2 to 3 inches) apart using version 1 or 2, version 3: 8 to 12 cm (3 to 5 inches) apart.

Coil variant # 1. The better one uses a skeletonized coil former with a dimameter of about 10 cm (4 inches). The coil former comes from a PVC drain pipe with the wall drilled with as many holes ( 8 to 10 millimeters each) as is practicable without impairing mechanical stability. This aids in keeping coil-Q up. Important is the winding procedure: 5 thin strips of double-sided tape evenly spaced on the circumference of the coil former keep the wire in position. Wind with a wire spacing of about 0.4 milimeters. The tacky tape keeps the wire where you want to stay. Wire diameter is also 0.4 millimeters (26 AWG). You will need a length of approx. 44 meters of wires for a coil length of about 9 to 10 centimeters (3.54 to 4 inches). Approx. 126 turns. Use for version 3 only this coil variant, not variant 2.

Coil variant # 2. The second best solution is a coil former with a diameter of only 5 cm (2 inches) using the same plastic material of tubing (as descripted under coil variant # 1), also skeletonized with holes of 6 mm diameter (one fourth of an inch). It takes about 215 turns close wound, wire fixing by tape is not needed here. Ename(l)led copper wire (magnetic wire) with a diameter of 0.2 mm (AWG # 32) is used. Coil length will be about 5.5 cm (2.15 inches). It will take a length of 35 meters. This coil has a lower Q.

Tuning capacitors (variable capactitors): Both of the twin-gang air spaced variable capacitors of 2 * 350 pF are connected in parallel, possible existing trimmers are used for fine tuning of the frequency range. When tuning, both of the double variable capacitors will affect each other. You will have to practice to get the knack for right tuning of both circuits.

Coupling capacitors: The antenna coupling capactitors of 82 pF and 200 pF couple the antenna to the antenna circuit. Don't be tempted to bridge thes capacitors for better performance. You will loose selectivity and tuning range!

Diode:Version 1 and 2: Use an normal germanium diode such as type AA112. When you look for higher sensitivity use a selected type AA112.
Version 3: Use two diodes of type 5082-2835 for best sensitivity (Only in combination with the impedance transformer and the "sound powered" headphones).

Earphone: Version 1: This receiver is optimized for best reception with a crystal earphone. Don't leave out the 140 kOhms resistor. More information on using crystal earphones and the necessity of the parallel-connected resistor here. The old magnetic phones must be connected by a tap on the coil to the diode.

Version 2 and 3: You can use sound powered headphones? In this case the result is a higher sensitivity in combination with a audio transformer (100000 ohms / 500 ohms) for example with DLR5H headphones. For other types perhaps you need an other transformer. I use two transformers in series, you will find such type in my online shop.

Parts, components: The most components (Tuning capacitor type 17, crystal phone, diodes, magnetic wire, audio transformers) for this receiver you will find here.

Reception report.

History of this project:

  • Version 1: 05/04/2004 (ODX 1009 miles)
  • Version 2: 05/08/2004 (ODX 1242 miles)
  • Version 3: 05/17.2004 (ODX 1708 miles)
Langwellen-DX-Detektor-Empfang ist mit diesem Modell moeglich. Um eventuelle Stoerungen durch parasitaeren Empfang in MW und KW zum reduzieren, ist das Geraet als Zwei-Kreiser aufgebaut. Um eine gute Schwingkreisguete zu erreichen, werden Luft-Drehkondensatoren und grosse Zylinder-Kupferlackdraht-Spulen mit skeletierten Spulenkoerper verwendet. Die Schaltung der Version 1 ist fuer Kristallkopfhoerer ausgelegt, da diese Typen noch erhaeltlich sind und guten Empfang bieten. Version 2 ergibt hoerere Empfindlichkeit, da sound powered Kopfhoerer verendet werden. Mit Version 2 konnte ich Radio Alger (Algerien) empfangen, was mit Version 1 nicht gelang. Siehe auch mein Empfangsreport.

Frequenzbereich: Langwelle, 150-300 KHz.

Antennen: Das Geraet ist mit seinen beiden Antennenkoppel-Kondensatoren fuer Antennenlaengen von ca. 10-30 Meter ausgelegt. Auch hier wieder die Warnung: bei aufziehenden Gewitter und Verwenung einer Aussenantenne UNBEDINGT und rechtzeitig Antenne vom Geraet trennen, Antennen-Leitung raus aus dem Haus.

Erde: Verwenden Sie eine moeglichst gute Erde (Metall-Wasser-Rohr oder Zentralheizung). Vergessen Sie nicht den Erdanschluss.

Spulen: (Zylinder-Spulen) Die Kopplung der beiden Schwingkreise erfolgt induktiv. Dem Schaltbild sind zwei Varianten zu entnehmen. Bauen Sie den Empfaenger nicht in ein Metall-Gehauese, plazieren Sie die Spule weit weg von Metallteilen. Die Spulen sollten auch ca. 5 cm von der Tischplatte entfernt montiert werden. Die beiden Spulen liegen nebeneinander (nicht hintereinander als unterbrochenes Rohr) und ihre Aussenwaende sind ca. 5-8 cm (Version 1 und 2) oder ca 8-12 cm (Version 3) voneinander entfernt.

Spulen-Variante 1. Die bessere hat einen skelettierten Spulenkoerper von ca. 10 Durchmesser. Dieser Spulenkoerper ist aus Abwasser-PVC-Rohr aufgebaut, dessen Wand moeglichst durchloechert (8-10 mm Loecher) ist um soviel viel Material abzutragen, dass die mechanische Stabilitaet nicht gefaehrdet wird. . Dadurch wird die Spulenguete verbessert. Wichtig ist die Wickeltechnik: Mit 5 duennen Streifen doppelseitig klebenden Teppichband wird die Wicklung so aufgebracht, dass zwischen jeder Windung ein Leerraum von ca 0.4 mm entsteht. Das Teppichklebeband fixiert diesen Freiraum. Drahtdurchmesser des Kupferlackdrahtes ist 0.4 mm. Sie brauchen ca 44 Meter Draht. Wicklungslaenge ca 9 - 10 cm. 126 Windungen. Verwenden Sie fuer die Version 3 nur diese Spule, nicht die Variante 2.

Spulen-Variante 2. Die zweitbeste Loesung ist ein Spulenkoeper von ca 5 cm Durchmesser aus dem gleichen Material, ebenfalls skeletiert mit 6 mm Loechern. Wickeln Sie hier ca 215 Windungen dicht an dicht auf. Eine Klebebandfixierung ist nicht notwendig. Kupferlackdraht-Durchmesser 0.2 mm. Spulenlaenge ca. 6.5 cm. Sie brauchen ca 37 Meter Draht. Diese Spule hat eine geringere Guete.

Abstimmkondensatoren: Die beiden Doppel-Luft-Drehkondensatoren mit 2*350 pF werden parallel geschaltet, eventuelle Trimmer dienen zur Feinjustage des Frequenzbereiches. Die beiden Doppel-Drehkos beeinflussen sich etwas gegenseitig. Sie muessen etwas ueben, um ein Gefuehl fuer die richtige gegenseite Einstellung der beiden Schwinkreise zu finden.

Anpass-Kondensatoren: Die Antennenkondensatoren von 82 pf und 200 pf passen die Antenne an den Antennenkreis an. Widerstehen Sie dem Wunsch, diese Kondensatoren zu ueberbruecken, um 'mehr Leistung' zu erhalten. Die Selektivitaet und Frequenz-Varianz wuerde verloren gehen!

Diode: Version 1 und 2: Nutzen Sie eine normale Germanium-Diode, wie z.B. AA112. Wollen Sie eine hoehere Empfindlichkeit, verwenden Sie AA112 selected.
Version 3: Verwenden Sie zwei Dioden vom Typ 5082-2835 fuer beste Empfindlichkeit (nur in Verbindung mit dem Anpasstrafo und den "sound powered" Kopfhoerern).

Kopfhoerer : Version 1: Dieser Empfaenger ist fuer beste Ergebnisse mit Kristallhoerer gebaut worden. Lassen Sie nicht den Widerstand von 140 k-Ohm weg. Mehr Information zur Verwendung von Kristallhoerern und der Notwendigkeit des Parallelwiderstandes hier . Die alten Magnet-Hoerer muessten ueber eine Spulenanzapfung zur Diode angepasst werden.

Version 2 und 3: Wenn Sie einen sound powered Kopfhoerer verwenden koennen, erhalten Sie in Verbindung mit einem Anpasstrafo (100000 Ohm / 500 Ohm) eine erhoehte Empfangsempfindlichkeit. Der genannte Trafo passt zu meinen Kopfhoerer-Typ DLR5H. Bei anderen Typen brauchen Sie eventuell einen anderen Trafo. Ich verwende zwei in Reihe geschaltete Trafos, wie sie in meinem Online-Shop zu finden sind.

Bauteile: Die meisten Bauteile (Drehkondensator Typ 17, Kopfhoerer, Dioden, Kupferlackdraht, Anpasstrafos) fuer diesen Empfaenger koennen Sie hier bestellen.

Empfangsbericht.

Historie des Projektes:

  • Version 1: 04.05.2004. (ODX 1626 km)
  • Version 2: 08.05 2004 (ODX 2000 km)
  • Version 3: 17.05.2004 (ODX 2750 km)