Hints and Wrinkles

Ear phones

Tips und Tricks

Kopfhoerer

You have no 2000 ohms headphones? Hint # 1

Use crystal phones!

You have no 2000 ohms headphones? Hint # 2

The old-time high ohms headphones are good for your crystal set. When you have no of these headphones: Do you still have an old tube AF output transformer left? You may use this transformer together with a small modern 16 ohms stereo earphone (Walkman, etc) for reception with the crystal receiver.

These transformers have a primary impedance of approx. 3-7 KOhms. Secondary approx. 4-5 ohms.

Despite the little mismatch the audio volume is good! Connect the primary-winding to the original headphone socket of the crystal receiver. The two earphones are connected in parallel to the secondary of the transformer (Schematic).
Here you can order a modern transformer for use with a 16 Ohms stereo headphone. When you will use a loudspeaker read this hint.

Remark: You cannot connect these 16 ohms phones directly to the crystal receiver. The reception would be much too quiet.

Which headphone is best for DX reception?

Crystal phones: I use a crystal earphone for the reception of long distance (DX) broadcast stations. This ear phone load the resonant circuit lesser, than a normal 2000 ohm headphone. In such a way, the sensitivity and selectivity of the DX receiver is better.

For best results with crystal earphones use a potentiometer to achieve a good d.c. match. This way different diodes and differing signal strenghts can be matched to crystal phones. Adjust for least audio distortion and least loading of the tuning circuit. A linear 250 kOhms pot is suitable. Here a schematic example. In Internet forums you will find coments like this: This resistor is not nessesary. The sound of your xtal set is a little distorted? You will then learn estimate this resistor.

Unfortunately, these crystal phones have tendency to loose contact inside between the wire and the diaphragm. A little kick with your finger can remove such loose contacts, but not finally..

Magnetic earphones: With the old 1000/2000/4000 Ohms impedance magnetic earphones the capsules were often connected in parallel (left and right capsule) This increased the loading of the detector circuit. Other phones were connected instead in series. This presented a lesser load to the detector. Most magnetic types are not so sensitv as crystal phones.

Some old-time magnetic ear phones loose the magnetic field with the passing of time, so the performance can become very poor.(But you can restore this magnetic field). Test: Remove the ear phone cap. Can the headphone magnet hold the tin plate diaphragm in position (diaphragm under magnet core of the phone)? No? The magnet must then be reformed. Wind a coil with approx. 100-150 turns. Connect the iron core of this coil mechanically with the pole pieces of the headphone magnet. Switch on and off repeatedly the battery (3-6 volts transistor radio batteries.). Test again. Can the headphone magnet hold the diaphragm now in position? Otherwise, repeat procedure. Construction plan.

Simple performance test of your ear phone: Touch with your tongue both connectors of your phone. You must hear a clear "click".

Special hint: "Sound powered" earphones. The phones were in use in America (USA) and England for save communication nets like Navy. Very high sensitivity, very loud reception of faint signals, impedance approx 200 to 1000 ohms. But very expensive and very heavy. Very hot performers for dx reception using special .af. transformers. The name "sound powered" for a stand alone headphone is in the true sence of the word not correct, because sound powered is only a combination of a microphone and a headphone except any external voltage source or amplifier. A better name would be for a stand alone "sound powered" headphone balanced headphone. The high sensitivity is a result of the combination of the exciter-metal as a part of the magnetic flux with bipolar excitation and middle contacted mechanical tranformation to the phones diaphragm. Useful are these phones only in combination with high Q resonance circuits, optimized diode(s) and well matched transformer(s). More details about these interesting phone types you find on Stay Tuned by Darryl Boyd (Thanks to Darryl for his outstanding work). I have tested such models (Thanks for support to Berthold Bosch, DK6YY). Currently I use the English model DLR5H and two Pikatron transformers, prim. 2*50000 ohm / sec. 2*200 ohms.

1, 2 = With skilfull construction an additional mechanical amplification of sound by leverage is the result ( different length of 1 to 2).

Transformers for sound powered headphones. Impedance of these phones 100 ohms to 1000 ohms. With impedance transformers you can incrase the sensitivity of your receiver significant. I have tested Thordarson T-53710 (125000 ohms / 500 ohms), Mouser TM117 (50000 ohms / 1000 ohms) und Pikatron (50000 ohms / 200 ohms) tranformers with sound powered headphones DLR5H (500 ohms impedance). See the following rank list from best to good:

1. Thordason T-53710 (at best). See schematic.
2. Pikatron (not quite as good). See schematic. You can order here.
3. Mouser TM117 (good). See schematic.

Sensitivy test of different phones types: Best is the sound powered phones, followed from crystal phone and magnetic head phones (test with 15 magnetic phones).

Using two crystal earphones with a crystal receiver.

Until now I have been using only one crystal earphone (for one ear only) for dx reception. Experiments in particular with two earphones connected in series resulted in better listening. Each one of the two series connected phones is lower in audio volume as one earphone alone, nevertheless total sound impression is better. Two crstal earphones connected in parallel is also acceptable. When connecting two mono phones, watch the correct phasing. When needed, reverse the connecting wires of one of the units. Circuit diagram example.

R.F. filter cap connecting parallel to ear-phones?

Time and again I am being asked whether it would be better to use to use a r.f. filter capacitor parallel to the ear-phone. In many of the old circuits these capacitors (about 1 to 5 nF) are being used. Time and again I have made tests with magnetic and crystal ear-phones (with and without parallel resistor) during day- and night-time using long and short antennas and also at various locations. All the while I listened for audio quality, high frequency disturbances with weak stations. I tested single-tuned and double-tuned receivers, sets using loop antennas, Germanium diodes and pyrite rectifiers.

Results:
Using magnetic ear-phones, the audio seems to be just a little louder. You have to listen intently for it. The audio quality seems to be somewhat richer.

Using crystal ear-phones with a parallel resistor of approx. 68 k ohms no difference is distinguishable.

Loudspeaker reception using crystal receiver

At strong field strength of the broadcast transmitter, quiett loudspeaker reception can also be realized. However, the sensitivity and selectivity of the receiver sinks by the loading of the loudspeaker. The loudspeaker must be adapted with a transformer (example 10 k ohms to 16 ohms). However, expect no volume wonders. Use compact-loudspeakers with high efficency (impedance 8-32 ohms). An a.f. voltage a.c. of approx. 0.5 volts eff. at the primary winding of the transformer with connected speaker is needed! Test different speakers for best reception.

Sie haben keinen 2000 Ohm-Kopfhoerer? Tip Nr. 1

Benutzen Sie Kristall-Hoerer fuer Detektoren.

Sie haben keinen 2000 Ohm-Kopfhoerer? Tip Nr. 2

Die alten hochohmigen Kopfhoerer sind gut fuer ihren Detektor geeignet. Wenn Sie keinen solchen Kopfhoerer haben: Haben Sie noch einen alten NF-Lautsprecher- Transformator fuer Roehren-Endstufen uebrig? Sie koennen diesen Transformator und einen kleinen modernen 16 Ohm- Stereo- Ohr-Hoerer (Walkman, etc.) fuer den Detektor nutzen. Diese Transformatoren haben eine Primaer- Impedanz von ca. 3-7 KOhm. Sekundaer ca. 4-5 Ohm. Trotz der leichten Fehlanpassung ist die Lautstaerke gut! Schliessen Sie die Primaer-Wicklung an den Original-Kopfhoerer- Anschluss des Detektors an. Die Stereo-Ohrhoerer werden parallel geschaltet (Schaltbild).
Hier koennen Sie einen modernen Transformator fuer den Anschluss von 16 Ohm Hoerern bestellen. Wenn Sie einen Lautsprecher verwenden wollen, lesen Sie diese Hinweise.

Bemerkung: Sie koennen diese 16 Ohm Hoerer nicht direkt an den Detektor anschliessen. Der Empfang waere viel zu leise und der Wirkungsgrad zu gering.

Welcher Kopfhoerer ist fuer DX-Empfang am besten?

Kristallhoerer: Zum Empfang weit entfernter Stationen, benutze ich einen Kristall-Ohrhoerer. Dieser Hoerer belastet den Schwingkreis weniger, als ein normaler 2000 Ohm-Kopfhoerer. So wird die Empfindlichkeit und Selektivitaet des DX-Empfaengers weiter verbessert.

Beste Ergebnisse bringt der Kristall-Hoerer, wenn zur Gleichstromanpassung ein Widerstands-Potentiometer genutzt wird. So koennen unterschiedliche Dioden und unterschiedliche Sendefeldstaerken an den Kristall-Hoerer angepasst werden. Es wird auf hoechste Verzerrungsfreiheit bei geringster Belastung des Schwingkreises justiert. Als Potentiometer ist ein lineares 250 kOHM Poti geeignet. Hier ein Schaltungs-Vorschlag. In Internet-Foren wird manchmal die Notwendigkeit dieses Widerstandes bezweifelt. Nun, sollte Ihr Detektor leicht verzerrt klingen, dann werden Sie diesen Widerstand schaetzen lernen. Für einen guten Kompromiß zwischen Verzerrungsfreiheit und Trennschärfe kann ein 68 kOhm-Widerstand parallelgeschaltet werden.

Leider neigen diese Kristallhörer aufgrund von Kontaktklemmproblemen zu Aussetzfehlern wischen Anschlussdraht und Membran. Ein Fingerschnipsen kann die Aussetzte (nicht endgültig) beseitigen.

Magnetische Kopfhoerer: Die alten 1000/2000/4000 Ohm-Hoerer wurden oft parallel geschaltet (linker und rechter Hoerer). Dadurch wurde auch die Belastung des Detektor-Kreises erhoeht. Andere Hoerer legten den linken und rechten Hoerer in Reihe. Dadurch wurde der Detektorkreis weniger belastet. Die meisten Magnet-Hoerer sind etwas unempfindlicher als Kristall-Hoerer.

Einige der alten Kopfhoerer verlieren im Laufe der Zeit ihren Magnetismus, die Empfindlichkeit geht dann verloren. Man kann den Magnetismus aber wieder herstellen. Test: Kann der Kopfhoerermagnet bei abgeschraubtem Hoerer-Deckel die Blechmembran kopfunter halten? Nein? Dann muss der Magnet reformiert werden. Stellen Sie eine Spule mit ca 100-150 Windungen her. Den Eisenkern dieser Spule verbinden sie mechanisch mit den Polschuhen des Kopfhoerer-Magneten. Lassen Sie mehrfach Strom (ca. 3-6 Volt Transistor-Radio Batterien) kurz durch die Spule fliessen. Kann der Kopfhoerer-Magnet die Blechmembran wieder halten? Wenn nicht, Prozedur mehrfach wiederholen. Aufbauanleitung.

Ein einfacher Test, ob ein Kopfhoerer empfindlich ist: Beruehren Sie mit Ihrer Zunge beide Kontakte des Hoerers. Es muss ein deutliches "Knacken" zu hoeren sein.

Geheim-Tipp: Amerikanische "Sound powered" Kopfhoerer. Diese eigentlich nur in Amerika (USA, Navy) und England bekannten Kopfhoerer haben eine hohe NF-Empfindlichkeit und geben lautstarke Wiedergabe von schwachen Signalen, Impedanz ca. 200 - 1000 Ohm. Sie sind allerdings teuer und recht schwer. Der Begriff "sound powered" ist fuer ein Kopfhoerer allein nicht ganz richtig, "sound powered" ist nur ein System aus Mikrophon und Kopfhoerer, dass ohne externe Stromversorgung und ohne Verstärker-Elemente auskommt. Diese Kopfhoerer sollten besser "balanced earphones" genannt werden. Die hohe Empfindlichkeit entsteht durch die Kombination von Erreger-Metall als Bestandteil des Magnetflusses mit bipolarer Erregung und mittenkontaktierter Umlenkung auf die Wandlermembran. Typische sonstige alte Kopfhörer haben die Membran ja abseits vom stärksten Magnetfluss und nutzen quasi die Energie nicht optimal. Die guten alten Volksempfänger-Lautsprecher waren in etwa "balanced speakers" (Elektromagnetischer Freischwinger). Sinnvoll ist der Einsatz nur, wenn Schwingkreise mit hoher Guete, eine (oder mehrere) passendeDiode(n) und ein (oder zwei) passender Anpasstransformator(en) mit dem sound powered Kopfhoerer kombiniert werden. Mehr Details zu diesen interessanten Kopfhoerern finden Sie bei Stay Tuned von Darryl Boyd (Dank an Darryl fuer seine gute Arbeit). Ich habe solche Modelle getestet (Danke fuer Unterstuetzung an Berthold Bosch, DK6YY). Leistungsfaehig besonders mit speziellen NF-Transformatoren . Siehe weiter unten. 100 kOhm zu 500 Ohm. Derzeit nutze ich den englischen Typ DLR5H mit 2 Pikatron Trafos 50kOhm zu 200 Ohm. Primaer in Reihe, sekundaer in Reihe.

1, 2 = Bei geschicktem Aufbau ergab sich auch eine zusätzliche mechanische Verstärkung durch Hebelwirkung. (Unterschiedliche Länge von 1 zu 2)

Transformatoren fuer die sound powered Kopfhoerer. Die Impedanz dieser Kopghoerer liegt zwischen 100 und 1000 Ohm. Mit Anpasstrafos kann die Empfindlichkeit des Empfaengers deutlich verbessert werden. Ich habe Versuche mit Thordarson T-53710 (125000 Ohm / 500 Ohm), Mouser TM117 (50000 Ohm / 1000 Ohm) und Pikatron (50000 Ohm / 200 Ohm) gemacht. Mit einem englischen sound powered Hoerer DLR5H (500 Ohm Impedanz) ergab sich folgende Empfindlichkeits-Reihenfolge von sehr gut nach gut:

1. Thordarson T-53710 (am besten). Siehe Schaltbild.
2. Pikatron (kaum schlechter) Siehe Schaltbild. Sie koennen hier solche Trafos bestellen.
3. Mouser TM117. (gut). Siehe Schaltbild.

Meine Versuche haben gezeigt (es wurden auch 15 verschiedene Magnethoerer getestet), dass Sound powered Hoerer am empfindlichsten sind, gefolgt von Kristallhoerern und Magnethoerern.

Verwendung von zwei Kristall-Ohrhoerern am Detektor-Empfaenger.

Bisher habe ich meistens nur ein Kristall-Hoerer (fuer ein Ohr) bei DX-Empfang genutzt. Versuche mit zwei Hoerern haben aber ergeben, dass insbesondere bei Reihenschaltung der beiden Hoerer ein angenehmeres Hoeren die Folge ist. Jeder der beiden Hoerer ist etwas leiser als bei Verwendung nur eines Hoerers. Auch die Parallelschaltung beider Hoerer ist akzeptabel. Es ist beim Anschluss der beiden Hoerer auf Phasenrichtigkeit zu achten. Gegebenenfalls die Anschlussdraehte eines der beiden Hoerer umtauschen. Schaltungsvorschlag.

HF-Siebkondensator parallel zum Kopfhoerer?

Immer wieder werde ich gefragt, ob es nicht besser waere, parallel zum Kopfhoerer einen HF-Siebkondensator zu verwenden. In vielen alten Schaltungen werden diese Kondensatoren (ca. 1-5 nF) eingesetzt.

Ich habe immer wieder Versuche mit Magnethoerern und Kristallhoerern (mit und ohne Parallelwiderstand) am Tag und in der Nacht mit langen und kurzen Antennen, auch an verschiedenen Standorten, gemacht. Dabei habe ich auf NF-Qualitaet und HF-Stoerungen bei schwachen und starken Stationen und auf freie Frequenzen zwischen den Sendern geachtet. Getestet wurden Einkreiser, Zweikreiser, Rahmenantennen-Empfaenger, Germanium-Dioden und Pyrit-Gleichrichter.

Ergebnisse:
Bei Verwendung von Magnet-Hoerern ist eine gerade so eben wahrnehmbare Lautstaerkesteigerung erkennbar. Man muss schon genau hinhoeren. Das Klangbild wird ein Hauch voller. Bester Wert des Kondensators 1-3 nF.

Bei Verwendung von Kristallhoerern mit Parallel-Widerstand 68 K Ohm ist kein Unterschied hoerbar.

Lautsprecher-Empfang mit Detektor-Empfaenger

Bei ausreichender Feldstaerke des Rundfunk-Senders kann auch leiser Lautsprecher-Empfang realisiert werden. Allerdings sinkt durch die Belastung des Lautsprechers die Empfindlichkeit und Selektivitaet des Empfaengers. Der Lautsprecher muss mit einem Transformator (Beispiel 10 k Ohm zu 16 Ohm) angepasst werden. Erwarten Sie aber keine Lautstaerke-Wunder. Verwenden Sie Kompakt-Lautsprecher mit hohem Wirkungsgrad (Impedanz 8-32 Ohm). Die NF-Wechselspannung am Primaer-Anschluss des Trafos sollte bei angeschlossenem Lautsprecher mindestens 0,5 V eff. betragen! Testen Sie unterschiedliche Lautsprecher fuer besten Empfang.