Tehnium/2005/0504

Similare: (înapoi la toate)

Sursa: pagina Internet Archive (sau descarcă fișierul PDF)

Cumpără: caută cartea la librării

FONDATĂ ÎN ANUL 1970

ANUL XXXVI, Nr. 359 REVISTĂ PENTRU CONSTRUCTORII AMATORI

Număr editat cu sprijinul Ministerului Educaţiei şi Cercetării

£Visr/t

USTRIfl

IN DIATE

TRANSFORMATOARE
ELECTRICE TOROIDALE
CU MIEZ FEROMAGNETÎll

hhghbbigh4ss

'Sti

<*>

acces

Vă semnalăm pe post de cheie
electronică în

l/n rubrica de diverse a P lica î'' de

\III iuuin,ct uc tjpu| “control

I faţă câteva
articole din
ultimele
apariţii ale
revistei
Conex club,

\care, sperăm,
vor trezi
interesul
dumnea¬
voastră.

\Astfel, din
numărul
\9/2005 am
selectat
articolele:

• Cheie electronică, autor Iulian
Magirescu, pag. 40-43, în care se prezin¬
tă o posibilă uti¬
lizare a cartelelor
telefonice (cu sau
fără credit, deci şi
a celor bune de
aruncat la gunoi!)

MMH

• Overture™ - High - Performance Audio |
Power Amplifier Series (IV), autor Croif V.
Constantin, pag. 44-47, de fapt un serial
deosebit de interesant şi practic referitor la
utilizarea amplificatoarelor din seria
Overture™, care în acest
episod prezintă posibi¬
lităţile de creştere a
puterii debitate
în sarcină
prin

' conec¬

tarea în para¬
lel sau în punte a
mai multor amplifica¬
toare.

Din numărul 10/2005 vă sem¬
nalăm articolul Sursă de tensi¬
une în comutaţie, 1,25...35V/3A,
pag. 19-20, o prezentare a
kit-ului cu numărul de cod 10125
oferit de firma Conex Electronic.

S.C. DIFUZOARE S.R.L. - DrobetaTurnu Severin,

Strada D. Grecescu nr. 12, cod 220097 - judeţul Mehedinţi,
tel./fax: 0252 - 312.381, E - mail: [email protected]
este

UNIC IMPORTATOR al produselor următorilor furnizori:

P. AUDIO (ATON Acoustics Co, Ltd.) - difuzoare de uz profesional şi HI FI;
SELENIUM (SUA) - difuzoare de uz profesional şi car audio;

Grupul DST (Danemarca) ce include firmele SCANSPEAK,

IVIFA şi PEERLESS - difuzoare pentru incinte HI FI pentru audiofili.

Vizitaţi site-ul: www.difuzoare.ro

Stimap cititori,

Nu dorim să facem din aceasta un moment aniversar „fes-
tivist", dar nici nu putem omite pur şi simplu să vă amintim fap¬
tul că t începând cu acest număr, 4/2005, revista TEHNIUM a
intrat in cel de-al 36-lea an de apariţie neîntreruptă, primul său
număr văzând lumina tiparului in decembrie 1970. Aşadar, cu
prilejui împlinirii celor 35 de ani de existenţă, să-i adresăm un
călduros „La mulţi ani, TEHNIUM! 11 .

Mulţi dintre dumneavoastră, mai tineri sau mai vechi cititori
ai revistei, aţi subliniat - cu diverse ocazii şi în diverse moduri
„longevitatea" lui TEHNIUM, în cuvinte frumoase, uneori
prea elogioase, dar la care aţi adăugat adesea nota de tristeţe
pe care v-o provoacă actuala sa apariţie trimestrială, dispa¬
riţia unor rubrici tradiţionale, precum şi încetarea Almanahului
TEHNIUM. Aveţi dreptate, vă înţelegem aşteptările, dar
deocamdată atât se poate. Să ne bucurăm că revista a con¬
tinuat să apară, chiar şi aşa, să-i mulţumim editorului pentru
eforturile pe care le-a făcut şi le face în acest sens, dar în
primul rând pentru că a înţeles - poate şi din mesajele dv. de
simpatie şi solidaritate, din interesul pe care îl manifestaţi faţă
de ea - ca revista TEHNIUM nu are voie să dispară. Domnul
Dan Crihan din Bucureşti, de pildă, ne aminteşte ferm că
„indiferent de preţ. această revistă trebuie să apară!". Dânsul
atinge astfel şi celălalt aspect sensibil, cel al preţului de vân¬
zare. Desigur, pentru mulţi cititori, actualul preţ (echivalent cu
al unui pachet de ţigări obişnuite sau a trei bilete şi jumătate
de tramvai!) este perfect accesibil, dar avem printre potenţialii
noştri cititori şi oameni cu venituri foarte mici, care efectiv fac
un efort financiar pentru a cumpăra revista. O soluţie posibilă
pentru aceştia din urmă ar fi sa ne scrie unu - două articole
interesante pe an, iar din drepturile de.autor cuvenite să-şi
achite abonamentul anual la TEHNIUM. li aşteptăm cu drag.

O veste bună pentru dv., domnule Negruşa Dănilă (Tg.
Mureş): prin amabilitatea colaboratorului nostru dr. ing. Andrei
Ciontu, vă putem oferi în acest număr una dintre schemele
solicitate, anume aceea a radioreceptorului Darclee (pag. 28).

Dumneavoastră, domnule Varro Ştefan (Bocşa) veţi primi
răspuns în numărul viitor referitor la acele bobine şi tuburi
electronice care vă interesează.

Intr-adevăr, cam lungă scrisoarea dv., domnule Viorel
Melinte (Haret, jud. Vrancea), dar vă înţelegem perfect ofurile
şi chiar „nostalgia" după o perioadă în care se făcea incom¬
parabil mai mult pentru educaţia tehnică a tineretului. Totuşi,
nu suntem de acord cu afirmaţiile dv. cum că electronica ar fi
o meserie pe cale de dispariţie. Dovadă sunt miile de tineri
electronişti, automatişti, calculatorişti care, formaţi la noi, şi-au
făcut cariere excepţionale în Occident practicându-şi aceste
profesii. Şi informaţii de specialitate (inclusiv, sau mai ales, în
domeniul calculatoarelor)puteţi găsi in numeroasele reviste şi
cărţi care apar, dar care, intr-adevăr, costă mult, sunt în tiraje
reduse şi nu pătrund peste tot în jara. Acelaşi lucru şi cu com¬
ponentele electronice. Există însă magazine care livrează prin
poştă, contra ramburs. De exemplu, pentru amplificatoarele
integrate menţionate vă sfătuim să contactaţi magazinul
„Conex Electronic" din Bucureşti, telefon 242.22.06.

Pentru a deveni colaborator la Tehnium, domnule Iulian
Magirescu, nu trebuie decât să ne trimiteţi propuneri de arti¬
cole, cu desenele implicate, şi, bineînţeles, cu „coordonatele"
dv. (nume, adresă, telefon, cod numeric personal). Vă aştep¬
tăm.

Da, domnule Augustin Stancu, în montajul la care vă refe¬
riţi puteţi folosi foarte bine modelele de termistoare „cu şurub",
valoareâ fiind mai puţin importantă (se compensează prin
dimensionarea adecvată a rezistenţei serie ajustabile din
respectivul divizor). In acelaşi montaj puteţi înlocui tranzistorul
2N2907 cu 2N2905.

Am primit noul dv. articol, domnule Bukaresti Geza (Tg.
Mureş) şi vă mulţumim că „ţineţi aproape". II vom publica in
nr. viitor.

După părerea noastră, domnule Ion... (restul este indes¬
cifrabil), nu merită să pierdeţi timpul pentru a „reîncarna" un
multimetru LJ435 făcut „ţăndări. Mult mai uşor vă puteţi
construi singur (sau cumpăra, la cca 15-20 RON), un multi¬
metru performant, cu afişaj digital.

Cu acestea, în numele editorului, al cercului nostru de
colaboratori apropiaţi şi al meu personal, vă urez tuturor
Sărbători Fericite şi „La mulţi ani!"

Alexandru Mărculescu

SUMAR

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR.pag. 4-13

Comparatoarele de tensiune
Aplicaţii în miniautomatizări

Dublor de tensiune „ajustabil"

Ce ar fi util să mai ştim despre diodele
redresoare, pentru optimizarea
performanţelor montajelor

PENTRU ANUL INTERNAŢIONAL AL FIZICII pag. 14-16
Bobinele Helmholtz

MINIAUTOMATIZĂRI ÎN GOSPODĂRIE. .. . pag. 17-19
Automat pentru rezervoarele de apă
Receptor auxiliar pentru telecomandă

TEHNIUM PC.. . pag.20

Portul paralel

LA CEREREA CITITORILOR.pag. 21-28

Transformatoare electrice toroidale
cu miez feromagnetic

HI-FI...pag. 29-47

Filtre pentru difuzoare
Potenţiometru digital stereo
înregistrarea şi redarea magnetică
a semnalelor audio
Incintă Voigt cu woofer de 10”

Filtru audio cu funcţii multiple

De ce unele amplificatoare audio costă mult

ATELIER.pag. 48-51

Construcţia cutiilor din material plastic

RADIOAMATORISM.pag. 52-53

Antenă FD4 modificată
Grid-dip-metru

TEHNIUM MODELISM.pag. 54-65

Staţia de telecomandă WEBRA FMSI
Troliu pentru veliere

DIVERTISMENT.pag. 66

Când oamenii de ştiinţă zâmbesc
Inventatorul Traian Vuia

TEHNIUM

Revistă_pentru constructorii amatori
Fondată în anul 1970
Anul XXXVI, nr. 359, decembrie 2005

Editor

SC Presa Naţională SA
Piaţa Presei Libere nr. 1, Bucureşti
Căsuţa Poştală 11, Bucureşti - 33

Redactor-şef: fiz. Alexandru Mărculescu

Secretariat - macheta artistică: Ion Ivaşcu

Redacţia: Piaţa Presei Libere nr. 1,

Casa Presei Corp C, etaj 1, camera 121
Telefon: 317.91.23; 317.91.28 Fax: 222.48.32
E-mail: presanationala @ yahoo.com

Abonamente

La orice oficiu poştal (Nr. 4120 din Catalogul Presei Române)
DTP: Clementina Geambaşu

Editorul şi redacţia îşi declină orice responsabilitate
în privinţa opiniilor,’ recomandărilor şi soluţiilor formulate
în revistă, aceasta revenind integral autorilor.

ISSN 1224-5925

©Toate drepturile rezervate.

Reproducerea integrală sau parţială este cu desăvârşire
interzisă în absenţa aprobării scrise prealabile a editorului.
Tiparul Romprint SA

Abonamente la revista „Tehnium" se pot face şi la sediul
SC PRESA NAŢIONALĂ SA, Piaţa Presei Libere nr. 1,
sector 1, Bucureşti, oficiul postai nr. 33. Relaţii suplimentare
la telefoanele: 317.91.23; 317.91.28 FAX 222.48.32

Cititorii din străinătate se pot abona prin S.C. Rodipet S.A.,
cu sediul în Piaţa Presei Libere nr. 1, Corp B, Sector 1, Bucureşti,
România, ia P.O. Box 33-57, la fax 0040-21-2224.05.58
sau e-mail: [email protected]; [email protected] sau
on-line la adresa www.rodipet.ro

TEHNIUM decembrie 2005

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

COMPARATOARCLC_

_de T€NSIUN€_

Aplicaţii în miniautomatizări_

Pagini realizate de fiz. ALEXANDRU MĂRCULESCU

(Urmare din nr. trecut)

Avertizorul de umiditate din figura 27 (vezi TEHNIUM
nr. 3/2005, pag. 9) poate fi experimentat rapid şi comod
folosind modulul multifuncţional propus în figura 6
(TEHNIUM nr. 1/2005, pag. 7). Tensiunea de referinţă a
fost aleasă ca jumătate din tensiunea de alimentare Ua,
luându-se R2 = R3 = 10kQ. Tensiunea de comparat va fi
dictată de raportul dintre Rtrad şi R1, mai precis va avea
valoarea:

Ucomp = Rtrad Ua/(R1 + Rtrad)

Aşa cum spuneam, rezistenţa traductorului de umidi¬
tate Rtrad poate fi uşor adusă în domeniul sute de ohmi

- zeci de kiloohmi atunci când traductorul este cufundat
în apă, iar când el este “uscat”, rezistenţa Rtrad va fi
foarte mare, teoretic infinită (practic de ordinul
megaohmilor sau al zecilor de megaohmi).

Traductorul poate fi realizat din două ace/lamele
înfipte în/prinse pe un suport izolator, dimensiunile
“electrozilor” şi distanţa dintre ei fiind alese astfel încât
să asigurăm domeniile de rezistenţă menţionate mai
sus.

Funcţionarea montajului se rezumă la comutarea
releului Rel din starea de repaus în starea anclanşat şi
viceversa. Prin aceasta, contactele de lucru ale releului

- de exemplu, contacte k normal deschise - vor închide,
respectiv vor deschide circuitul serie format din k, aver¬
tizorul propriu-zis (sonerie etc.) şi sursa de alimentare a
acestuia.

Logica de lucru este următoarea: în absenţa
apei/umidităţii, Rtrad este mult mai mare ca R1, deci
potenţialul aplicat intrării inversoare a AO este mai mare
decât cel aplicat intrării neinversoare; în consecinţă,
ieşirea AO va fi în starea de saturaţie “jos”, tranzistorul T
blocat, iar releul Rel în repaus. Cu traductorul umezit,

Rtrad este mult mai mică decât R1, ieşirea AO bas¬
culează în starea de saturaţie “sus”, tranzistorul T intră
în saturaţie, iar releul Rel anclanşează.

Comutatoare comandate de lumină

Am dat deja în treacăt, chiar din primul episod al
serialului nostru, un astfel de exemplu, atunci când am
exemplificat efectele benefice ale fenomenului de his¬
terezis (vezi TEHNIUM nr. 1/2005, pag. 9, fig. 9). Acum,
însă, când avem prezentate cam toate elementele teo¬
retice strict necesare, putem reveni asupra acestui
exemplu - şi vom aminti încă două, frecvent utilizate -
cu precizarea unor date concrete constructive.

Gradul de iluminare - naturală sau artificială - dintr-o
încăpere sau dintr-un loc/punct anume selectat pentru
supraveghere, este un alt parametru fizic frecvent utilizat
în realizarea comutatoarelor electronice echipate cu
comparatoare de tensiune.

Mărimea fizică iluminare are unitatea de măsură lux
(simbol Ix) şi se măsoară cu luxmetrul, precum şi cu
vechile exponometre foto. Adeseori, însă, pragul de ilu¬
minare la care se doreşte să aibă loc bascularea comu¬
tatorului nu este deloc (sau doar aproximativ) cunoscut
în termeni fizici de iluminare; el este ales orientativ,
“ochiometric” (zi - crepuscul - noapte etc.), lăsându-se
ca reglajul propriu-zis, în funcţie de necesităţile practice
concrete, să fie făcut, într-o plajă acoperitoare, din unul
sau mai multe elemente ajustabile cu care este prevăzut
montajul tocmai în acest scop.

Ca elemente traductoare iluminare - rezistenţă elec¬
trică se folosesc frecvent fotorezistenţe (FR), foto-
tranzistoare (FT), fotodiode (FD), celule fotovoltaice şi,
mai rar, chiar banalele diode electroluminiscente (LED).
Pentru fiecare dintre aceste traductoare (mai puţin pen¬
tru LED-uri) există în cataloagele
firmelor producătoare curbe tipice de
dependenţă iluminare - rezistenţă
electrică (sau iluminare - curent, în
condiţii specificate de alimentare).
Dar, cum spuneam, nu poţi cere ceea
ce nu ştii că îţi trebuie, adică valoarea
orientativă a rezistenţei electrice a
unui oarecare traductor la ilu¬
minarea... de zi, înserat, noapte.

Din fericire, constructorul amator
de comutatoare fotocomandate se
poate lipsi aproape în totalitate de
măsurători de iluminări. Pentru el,
important este să cunoască pretenţiile
specifice ale diverşilor traductori uti¬
lizaţi (tensiune directă sau inversă
maximă suportabilă, curent maxim
etc.), iar în ceea ce priveşte domeniul
de variaţie a rezistenţei electrice în
plaja de iluminare dorită (mai ales va-

TEHNIUM decembrie 2005

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

loarea orientativă a rezistenţei în jurul iluminării alese ca
prag de basculare), nu-i rămâne decât să stabilească,
prin tatonări experimentale, ordinul de mărime al rezis¬
tenţelor adiţionale ajustabile, respectiv al potenţiome-
trelor, folosite ca elemente de reglaj.

Aşa cum precizam la începutul serialului nostru, “fru¬
museţea” acestor montaje bazate pe comparatoare de
tensiune cu amplificatoare operaţionale constă în faptul
că se poate trece extrem de comod de la un parametru
de comandă la altul (prin simpla înlocuire a traductorului
specific), ca şi de la o “logică” de funcţionare la alta (prin
inversarea poziţiei “jos” - “sus” a traductorului în divi-
zorul care furnizează tensiunea de comparat, ori prin
inversarea conectării celor două divizoare de intrare -
de comparaţie, respectiv de referinţă - la intrările ampli¬
ficatorului operaţional, inversoare, respectiv neinver-
soare).

Aşadar, şi în cazul comutatoarelor comandate de
lumină se pot aplica aceste avantaje. De pildă, monta¬
jele descrise în continuare în figurile 28 şi 29 pot fi
“transpuse” din schemele precedente de comutatoare
comandate de temperatură, prin simpla înlocuire a ter-
mistoarelor cu fotorezistenţe.

Comutator electronic fotocomandat cu prag
superior de iluminare

Montajul, având schema de principiu redată în figu¬
ra 28, se poate experimenta comod folosind modulul
multifuncţional din figura 5 (vezi TEHNIUM nr. 1/2005,
pag. 7).

Un exemplu de situaţie practică pe care o “rezolvă”
un astfel de comutator cu prag superior (completat,
desigur, cu un avertizor sau o altă acţionare dorită,
comandate automat prin intermediul unei perechi adec¬
vate de contacte de lucru ale releului Rel), îl constituie
supravegherea pe timp de noapte a unei încăperi, sem¬
nalul de “alarmă” fiind dat de creşterea iluminării
ambiante peste un anumit prag ales. Această creştere
poate fi datorată pătrunderii în încăperea respectivă,
fără ştiinţa/permisiunea noastră, a unui intrus care
aprinde lumina sau o lanternă, ori pur şi simplu ilu¬
minează încăperea prin deschiderea uşii, dacă pe hol
există iluminare.

Nu vom descrie modul de funcţionare, căci după
atâta teorie şi atâtea exemple anterioare, mă tem că i-am
jigni chiar şi pe începători. Precizăm doar faptul că
fotorezistenţa FR are, în întuneric “complet”, rezistenţă
electrică practic infinită, iar pe măsură ce creşte ilu¬
minarea ferestrei ei, rezistenţa electrică scade la sute-
zeci de kiloohmi, până kiloohmi-sute de ohmi. Aşadar, în
funcţie de pragul de iluminare propus pentru bascularea

comutatorului, dar şi de modelul de fotorezistenţă folosit,
nu ne rămâne decât să alegem experimental valoarea
rezistenţei ajustabile R1 şi să reglăm corespunzător
cursorul ajustabilului. La nevoie putem “umbla” şi la rapor¬
tul divizorului R1/R2, care dictează tensiunea de referinţă.

Este evident că şi în acest caz ar “prinde bine” un mic
histerezis ajustabil, dar nu complicăm lucrurile pentru că
în continuare vom da şi un exemplu complet de fotoco-
mandă cu histerezis.

Aşa cum spuneam, circuitul poate fi transpus pentru
prag inferior de iluminare prin simpla inversare a poziţii¬
lor lui FR şi R1 în divizorul tensiunii de comparat.

Comutator cu prag inferior şi prag superior de
iluminare

Exemplul propus este redat în figura 29 şi, după cum
se observă, foloseşte două comparatoare cu AO - unul
pentru pragul inferior, celălalt pentru pragul superior -
două divizoare independente pentru tensiunile de refe¬
rinţă, dar un singur divizor pentru tensiunea de com¬
parat şi un singur releu de acţionare. Ieşirile celor două
amplificatoare operaţionale, ÂOI şi A02, alimentează
releul prin tranzistorul T şi prin diodele Dl şi D2. Prin
acest aranjament, releul comun Rel va fi anclanşat de
fiecare dată când unul (cel puţin) din cele două ope¬
raţionale se află în starea de saturaţie “jos”.

Pentru reglaj, respectiv pentru setarea celor două
praguri de iluminare dorite, se plasează iniţial
cursoarele lui PI şi P2 în poziţiile mediane. Cu fotorezis¬
tenţa FR la iluminare normală, se reglează apoi R1 ast¬
fel ca la bornele lui FR să avem jumătate din tensiunea
de alimentare.

în continuare se plasează cursorul lui PI în extremi¬
tatea dinspre plus, iar cursorul lui P2 înextremitatea din¬
spre zero. Ne asigurăm că în aceste condiţii releul Rel
se află în repaus. Apoi reducem intensitatea luminoasă
pe fereastra fotorezistenţei FR până la pragul inferior
dorit şi după aceea reglăm fin cursorul lui PI până când
se produce anclanşarea releului. La nevoie, acest reglaj
se repetă până când, în final, la o foarte mică creştere a
iluminării, releul se eliberează. Dacă totul este în regulă,
fără a mai “umbla” la reglajul lui PI, creştem iluminarea
fotorezistenţei până la pragul superior dorit şi reglăm fin
cursorul lui P2 până la reanclanşarea releului.

Comutator electronic fotocomandat cu histerezis

Schema montajului propus - figura 30 - este, aşa
cum am amintit, o reluare a exemplului principial din
figura 9 (vezi TEHNIUM nr. 1/2005, pag. 9), de data
aceasta cu valori numerice concrete. Comutatorul este
conceput pentru prag inferior de iluminare, adică releul
Rel va anclanşa atunci când iluminarea traductorului,

TEHNIUM decembrie 2005

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

aici un fototranzistor FT, scade sub o anumită limită infe¬
rioară aleasă ca prag de basculare. Pentru setarea
acestui prag, cu potenţiometrul (trimerul) P2 iniţial în
poziţie mediană, se ajustează corespunzător cursorul
potenţiometrului (trimerului) PI. La nevoie se schimbă
valoarea lui PI şi eventual se fac mici retuşuri din P2.

Prezenţa histerezisului, dozabil prin ajustarea rezis¬
tenţei totale R6+P3, ameliorează considerabil stabili¬
tatea comutării, care altfel ar fi putut suferi din cauza
variaţiilor aleatoare (mici şi lente) ale iluminării
ambiante. “Preţul” plătit pentru acest avantaj îl constituie
separarea celor două praguri de comutare sus-jos şi jos-
sus, care însă, fiind ajustabilă, o putem stabili prin
manevrarea cursorului lui P3 la o valoare optimă,
nesupărătoare. Practic, după ce am setat pragul inferior
de iluminare ales, când releul anclanşează, vom con¬
stata o mică “inerţie” (un mic decalaj) în revenirea releu¬
lui în repaus atunci când creştem uşor iluminarea.

model sertizat de 12 V/7Ah, iar ca sistem auxiliar de ilu¬
minare, Ne, folosirea unui montaj de alimentare la 12V a
unui tub fluorescent de 14W sau 20W.

Releul Rel 1 este conectat în permanenţă la reţeaua
de 220 Vc.a., fiind, bineînţeles, un model robust, care să
suporte pe timp nedefinit alimentarea bobinei sale la
220 V/50 Hz. O pereche de contacte normal închise ale
acestuia, kl, este folosită pentru închiderea automată a
circuitului de alimentare (de la acumulatorul Ac) a comu¬
tatorului electronic fotocomandat, atunci când “cade”
tensiunea de reţea. Evident, la revenirea tensiunii de
reţea releul Rel 1 reanclanşează, contactele kl se
redeschid şi astfel alimentarea CEF este din nou între¬
ruptă.

Comutatorul electronic fotocomandat, CEF, poate fi -
cum spuneam - cel din figura 30. Comanda de acţionare
(pornit/oprit) a circuitului auxiliar de iluminare Ne este
dată prin intermediul releului Rel 2, folosind în acest

Iluminare de avarie

O aplicaţie practică frecvent întâlnită a comutatorului
electronic fotocomandat cu histerezis prezentat în figura
30 (sau a altora similare) o reprezintă instalaţiile de ilu¬
minare de avarie. Mai precis, este vorba despre a se
asigura o sursă autonomă de tensiune care să asigure
temporar iluminarea într-o încăpere (cameră, spaţiu
comercial, hol, coridor de trecere etc.) atunci, când
“cade" accidental reţeaua de tensiune alternativă. în ast¬
fel de situaţii este util să fim măcar avertizaţi (sonor,
luminos etc.) pentru a lua unele măsuri care eventual se
impun, dar şi să avem pregătit un sistem auxiliar de ilu¬
minare care să intre automat în funcţiune atunci când
respectiva încăpere rămâne în întuneric prin “căderea”
reţelei.

Una dintre soluţiile posibile pentru acest deziderat
este indicată în figura 31. Schema bloc a instalaţiei de
iluminare de avarie este alcătuită din: sursa autonomă
de energie electrică, în cazul de faţă acumulatorul Ac,
racordat la bornele C-D; dispozitivu de “supraveghere”
a tensiunii de reţea, aici releul electromagnetic Rel 1,
conectat la bornele A-B; comutatorul electronic fotoco¬
mandat, CEF, echipat cu releul de acţionare Rel 2 (de la
care se foloseşte o pereche de contacte normal
deschise, k2) şi sistemul auxiliar de iluminare, notat Ne,
racordat la bornele E-F.

Am propus această configuraţie având în vedere de
la bun început utilizarea unui acumulator Ac cu plumb -
acid sulfuric (pastă) de mici dimensiuni, de exemplu un

scop o pereche de contacte normal deschise, k2, ale lui.

Pentru sistemul auxiliar de iluminare, Ne, se poate
folosi montajul de alimentare la 12 Vc.c. a unui tub fluo¬
rescent de 20W, pe care l-am prezentat în TEHNIUM nr.
3/2003, pag. 4-6. Republicăm alăturat schema respec¬
tivă - figura 32 - nu numai pentru că unii cititori nu
posedă (şi nu prea mai au cum să-şi procure) acel
număr, ci şi pentru a face unele precizări şi completări la
cele scrise atunci, rezultate din experimentarea între
timp a mai multor exemplare, cu diverse tipuri de tranzis-
toare şi de transformatoare.

Cu riscul de a repeta unele lucruri amintite deja,
descriem pe scurt modul de funcţionare a instalaţiei de
iluminare de avarie din figura 31. Atât timp cât există ten¬
siunea nominală de reţea (220 V/50 Hz), releul Rel 1
este anclanşat, contactele sale kl (normal închise) sunt
deschise, deci alimentarea comutatorului electronic
fotocomandat CEF este întreruptă. La căderea tensiunii
de reţea, releul Rel 1 se eliberează, contactele sale Kl
se închid, iar prin ele se închide circuitul de alimentare
a comutatorului fotocomandat. Dacă “pana” de curent
survine ziua, CEF va rămâne în continuare în starea cu
releul Rel 2 în repaus, cu contactele k2 deschise, deci
circuitul auxiliar de iluminare Ne, având alimentarea
întreruptă, nu va intra în funcţiune. Dacă însă “pana” de
curent survine noaptea sau seara, atunci când intensi¬
tatea iluminării naturale ambiante se află sub pragul
prestabilit la ajustarea experimentală a comutatorului
fotocomandat, acesta din urmă va bascula (practic

TEHNIUM decembrie 2005

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

instantaneu) în
starea cu Rel 2
anclanşat, con¬
tactele k2 se vor
închide şi sistemul
auxiliar de ilu¬
minare Ne va intra
în funcţionare.

Revenirea la starea
iniţială, cu Ne între¬
rupt, are loc
automat (şi practic
tot instantaneu) la
restabilirea tensiu¬
nii de reţea sau,
dacă se doreşte -
de pildă, pentru a
nu suprasolicita acumulatorul Ac pe durate de timp prea
mari - prin iluminarea artificială provizorie a spaţiului
respectiv folosind alte surse.

Revenim acum la montajul din figura 32, pentru a
face precizările despre care vorbeam mai înainte.

în primul rând, faptul că schema este corectă, ca
dovadă că am realizat după ea (cu mici ajustări experi¬
mentale) patru exemplare de montaje, toate cu foarte
bune rezultate. Menţionez doar că în niciunul din cazuri
nu am avut nevpie să introduc condensatorul opţional de
compensare C 3.

în al doilea rând, faptul că tubul fluorescent TF
(model de 20W sau de 14W) poate avea filamentele
arse, deci poate fi recuperat de la “gunoi”. în acest scop
este indicat să se procure mai multe astfel de tuburi
“arse”, alegând exemplare care să nu aibă înnegrite
excesiv capetele coloanei. La fiecare exemplar se vor
scurtcircuita în prealabil pinii corespunzători fiecărui fi¬
lament, după care, conectându-le pe rând la montaj, vom
alege unu-două exemplare cu iluminarea cea mai bună
şi fără tendinţe de “clipire”, de “rotire”, de instabilitate.

în al treilea rând, faptul că este preferabil, desigur, să
se utilizeze tranzistoare (cu siliciu, structură NPN, de
putere) având frecvenţa maximă de lucru cât mai mare,
rezultate foarte bune obţinându-se cu tranzistoare de tip
KU605, KD367B etc. Se pot însă folosi şi tranzistoare de

tip 2N3055 (împerecheate, desigur, aproximativ în pri¬
vinţa factorului beta), dar nu toate perechile testate au
dat rezultate bune. Motivul îl constituie lipsa unui control
larg în ceea ce priveşte frecvenţa pe care oscilează
montajul, frecvenţă dictată nu numai de valoarea con¬
densatorului C2 (între 0,1 pF şi 2,2pF, nepolarizat, la
peste 100 V tensiune), ci şi de construcţia internă a
transformatorului, element necontrolabil şi pronunţat
variabil de la un tip de transformator la altul (în special
capacităţile distribuite între înfăşurări, dar şi calitatea
miezului). Diferenţa dintre o pereche de tranzistoare
“adecvată” şi una “neadecvată” se manifestă prin con¬
sumul de curent (care poate creşte de la cca 1,5A până
la cca 2,5A) în condiţiile de reglaj optim al valorilor lui R1
= R2 (practic în plaja 160-470 Q/2W) şi C2, dar şi prin
frecvenţa de oscilaţie, care în cazul unor tranzistoare
neadecvate poate produce încălzirea pronunţată a
acestora şi a miezului transformatorului.

în fine, mai menţionez că transformatorul utilizat este
bine să aibă în secundar o tensiune (dublă) mai mică de
2 x 12 V, de pildă de 2 x 8,5V până la 2 x 10V, pentru
amorsarea sigură a tuburilor fluorescente de 20W,
având în vedere “împrăştierea” tensiunilor de amorsare,
mai ales la astfel de tuburi recuperate de la “gunoi”.

(Continuare în nr. viitor)

20W

TEHNIUM decembrie 2005

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

DUBLOR
de TENSIUNE
„AJUSTABIL**

Fiz. ALEX. MĂRCULESCU

Constructorul amator este adeseori nevoit să se des¬
curce - în situaţii de urgenţă, din lipsă de bani sau din
imposibilitatea procurării celor necesare - cu ceea ce
are prin “zestrea” de piese din casă, dar şi cu ce are “în
cap”, adică cealaltă “zestre”, mult mai valoroasă, a
cunoştinţelor acumulate. Exemplul pe care îl propun în
continuare ilustrează bine, cred, această afirmaţie.

Am fost pus în situaţia de a realiza rapid, pentru
o cunoştinţă, un încărcător pentru un acumulator
cu plumb - acid sulfuric (pastă), model sertizat,
de 12V/7Ah, deci care necesita un curent de
încărcare în jur de 0,7A. Bineînţeles, ştiam că aces¬
te tipuri de acumulatoare prezintă rezistenţe interne la
încărcare destul de mari (mult mai mari decât ale acu¬
mulatoarelor de tip auto), ceea ce face ca tensiunea la
borne în timpul încărcării normale să ajungă până pe la
17V aproximativ. Evident, după deconectarea încărcă¬
torului, tensiunea la borne scade repede până la va¬
loarea caracteristică E, care nu depăşeşte practic 14,5V.
Problema este că dacă încărcătorul folosit nu “dispune”
de acest surplus de tensiune, nu numai că încărcarea se
va face sub un curent
corespunzător mai mic,
deci în timp mai îndelun¬
gat, dar există şi riscul
ca încărcarea să nu
poată deveni “completă”,
chiar pentru timp dublu
de încărcare, de exem¬
plu. Dacă, dimpotrivă,
încărcătorul are o tensi¬
une eficace mai mare de
17V (lucru de dorit),
problema se rezolvă
simplu prin introducerea
în serie a unui element
de [imitare (bec cu incandescenţă, rezistor bobinat etc.).

întâmplarea a făcut ca în acel moment de urgenţă să
nu am disponibile în casă decât transformatoare cu ten¬
siunea secundară de cel mult 12V. Am trecut rapid prin
minte schema clasică de redresare bialternanţă, cu fil¬
trare “din abundenţă”, reamintită în figura 1, dar din 12V
tensiune alternativă (valoare eficace) în secundar n-aş fi
reuşit nicicum să obţin ce-mi trebuia. Atunci mi-a fugit
gândul la multiplicatoarele de tensiune, mai precis la un
dublor de tensiune, de pildă ca acela reamintit în figura
2, sau, dacă folosim două diode dintr-o punte
redresoare monolitică (pentru a fi necesar un singur

radiator termic în loc de
două, ca acela din

figura 3.

Ştiam însă, iarăşi,
că un astfel de “dublor”
este doar în gol un
dublor propriu-zis de
tensiune, coeficientul
său de multiplicare
scăzând treptat, de la 2
spre 1, pe măsură ce
creşte curentul de
sarcină solicitat. Pe de
altă parte, pentru un
curent de sarcină dat,
coeficientul de multipli¬
care depinde de valoarea comună a condensatoarelor
CI = C2 folosite, mai precis creşte cu creşterea valorii
acestora. Este firesc să fie aşa (nu putem aici să intrăm
în detalii), deoarece principiul dublorului de tensiune se
bazează tocmai pe înmagazinarea de energie în aceste
două condensatoare, pe fiecare semialternanţă în parte
a tensiunii secundare a transformatorului (ceea ce are
ca efect, evident, suprasolicitarea corespunzătoare a
transformatorului), pentru ca apoi, prin însumarea tensi¬
unilor atinse pe CI şi C2, să se obţină o tensiune de
până la dublul tensiunii de vârf din secundar.

Pentru o tensiune secundară de 12V (valoare

TEHNIUM decembrie 2005

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

eficace) corespunde în go! o tensiune de vârf de cca
17V, dar în sarcină de 0,7A, ţinând cont şi de căderea pe
dioda redresoare (câte una pe fiecare alternanţă) şi de
căderea pe rezistenţa înfăşurării secundare, valoarea
de vârf poate coborâ sub 15V. Pe de altă parte, în ace¬
leaşi condiţii, o dublare propriu-zisă de tensiune (valoare
comună foarte mare CI = C2) ne-ar conduce la o tensi¬
une de ieşire de vârf de circa 30-35V, ceea ce ar însem¬
na o disipaţie considerabilă pe elementul serie de limi¬
tare în curent, pe lângă suprasolicitarea şi implicit
încălzirea suplimentară, inutilă, a transformatorului.

Trecând toate acestea rapid prin minte, mi-am pro¬
pus să realizez un ”dublor” al tensiunii eficace de 12V
care să-mi asigure strictul necesar pentru încărcarea
respectivului acumulator, adică având o tensiune de
ieşire de cca 17V (eficace), ia un curent de
sarcină de cca 0,7A.

După improvizarea montajului de dublor din
figura 3, singurul lucru care mi-a rămas de făcut a
fost să stabilesc, prin tatonare experimentală, va¬
loarea comună necesară pentru CI = C2. în acest
scop am efectuat o serie de măsurători expeditive
ale tensiunii de sarcină Us corespunzătoare
curenţilor de sarcină Is de OA (în gol), 0,5A şi IA,
pentru patru valori ale perechii de condensatoare
CI = C2: 470 pF; lOOOpF; 2200pF; 4700pF.
Efectuate cu două multimetre asiatice (probabil
asamblate şi calibrate “pe vapor”), măsurătorile nu
au fost riguroase, dar,
oricum, nici nu era cazul,
având în vedere
împrăştierea probabilă
din fabricaţie a valorilor
lui CI şi C2. Rezultatele
experimentale le-am
consemnat în tabelul
alăturat, iar pe baza lor
am trasat graficele de
variaţie Us = f (Is), luând
ca parametru valoarea
CI = C2, reprezentate în
figura 4. Prin analizarea
la fel de expeditivă a
acestor curbe, am ales
pentru scopul propus CI
= C2= 470 pF, iar expe¬
rimentarea ulterioară pe
acumulatorul de încărcat
mi-a dat satisfacţii
depline.

O invitaţie şi pentru
dumneavoastră, con¬
structorii începători, la
adaptarea acestui
“dublor” de tensiune
ajustabil în diverse alte
situaţii concrete cu care
vă confruntaţi. Dar, nu
uitaţi de tensiunea în gol
(pentru Is = OA) care în
unele cazuri poate fi pe¬
riculoasă pentru monta¬

jul alimentat. Şi, bineînţeles, nu uitaţi de elementul de
limitare în curent, atunci când este cazul.

Us Rs

"\Us/ls

Us (V)

C1=C2"\

!s=0A

!s=0,5A

ls=1A

470 pF

34,45

19,75

11,65

1 000 pF

34,45

27,15

20,65

2.200 pF

34,45

28,35

24,40

4.700 pF

34,45

28,60

24,75

2x470QjiF

2x22G0mF

2x10QQ/*F

*■ *sM

TEHNIUM decembrie 2005

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

Ce ar fi util si mai ştim

DESPRE DIODELE REDRESOARE
PENTRU OPTIMIZAREA
PERFORMANŢELOR MONTAJELOR

Ing. GHEORGHE REVENCO

Diodele redresoare cu germaniu
(Ge) sau cu siliciu (Si) se întâlnesc
foarte frecvent în montajele elec¬
tronice, dar uneori alegerea optimă
a tipului de diodă ce urmează a fi
utilizat se face în incompleta
cunoaştere a fenomenelor şi a para¬
metrilor ce guvernează funcţionarea
acestor banale elemente de circuit.
Acest fapt poate afecta randamentul
şi fiabilitatea montajelor.

în esenţă, o diodă este un ele¬
ment de comutaţie, care într-un
sens, numit conducţie directă, pre¬
zintă o rezistenţă foarte mică, iar în
sens .invers, o rezistenţă foarte
mare. în figura 1 este redată depen¬
denţa curentului printr-o diodă în

menţine aproape constant pentru o
plajă mare a tensiunii de polarizare
inversă, iar peste o anumită valoare
a acesteia, numită tensiune de
străpungere, curentul cunoaşte o
creştere foarte pronunţată. Curentul
invers al diodei are două compo¬
nente. Prima componentă este
curentul de saturaţie, datorat purtă¬
torilor de sarcină din zona joncţiunii.
Acest curent este foarte mic, chiar
neglijabil la diodele cu siliciu. Cea de
a doua componentă se datoreşte
multiplicării purtătorilor de sarcină
sub efectul tensiunii aplicate şi este
mai mare decât curentul de satu¬
raţie. Crescând însă tensiunea
inversă, se ajunge la zona de

lină. în cazul diodelor redresoare
obişnuite, dacă tensiunea inversă
ajunge la valoarea de străpungere şi
montajul nu are elemente corespun¬
zătoare de limitare a curentului
invers, străpungerea în avalanşă
poate produce modificări ireversibile
ale structurii joncţiunii. Astfel, diode
care sunt capabile să suporte zeci
de waţi în sens direct, pot fi distruse
de fracţiuni de watt în sens invers,
deoarece în sens direct căldura este
degajată în toată masa cristalului,
pe când în sens invers producerea
căldurii este locală, în puncte izo¬
late. Trebuie să menţionăm însă fap¬
tul că s-au realizat şi diode speciale
- diode cu avalanşă controlată -

funcţie de tensiunea aplicată. în
conducţie directă (partea din dreap¬
ta a graficului), observăm că pentru
tensiuni de polarizare relativ mici,
dioda se deschide şi curentul are o
creştere destul.de rapidă cu tensi¬
unea aplicată. în sens invers, însă,
curentul este foarte mic şi se

străpungere, U BR , unde curentul
creşte considerabil pe seama a
două fenomene: multiplicarea în
avalanşă a purtătorilor de sarcină
sub acţiunea câmpului electric şi
efectul Zener, care constă în esenţă
în punerea în libertate a unor elec¬
troni de valenţă din reţeaua crista-

care au o structură cristalină spe¬
cială, foarte uniformă, cu dopare
uniform distribuită, astfel încât
fenomenul de avalanşă să aibă loc
pe toată suprafaţa joncţiunii. Astfel
de diode suportă curenţi inverşi în
zona de străpungere de valori apre¬
ciabile.

TEHNIUM decembrie 2005

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

Să analizăm acum puţin procesul
de redresare. Tensiunea alternativă
de redresat va polariza dioda în
sens direct într-o alternanţă,
ducând-o în stare de conducţie
directă, şi în sens invers în cealaltă
alternanţă, aducând-o în stare de
blocare. Trecerea unei diode, mai
ales dacă este de putere mare, din

starea de conducţie în starea de blo¬
care, sau invers, nu se poate face
însă instantaneu, ci după un timp de
revenire. Ca urmare, între cele două
stări staţionare intervine un regim
tranzitoriu. La aplicarea tensiunii în
conducţie directă, pentru trecerea
din starea de blocare în cea de con¬
ducţie este necesar un timp, ce-i

drept foarte scurt, pentru ca stratul
central al joncţiunii să fie inundat de
purtători de sarcină electrică pentru
a deveni bun conducător. Pierderile
energetice de conducţie în acest
sens sunt foarte mici, neglijabile. La
aplicarea tensiunii în sens invers, la
o diodă care se afla în conducţie,
aceasta nu va putea comuta

TEHNIUM decembrie 2005

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

imediat, deoarece există o sarcină
stocată care va trebui transferată
integrai prin recombinarea purtăto¬
rilor şi prin difuzie. în concluzie, deci,
oricât s-ar părea de curios, imediat
după aplicarea tensiunii inverse
asupra unei diode ce s-a aflat
anterior în conducţie directă,
aceasta rămâne deschisă pentru
scurt timp şi se stabileşte un
curent invers relativ mare,
l RM ,care însă scade destul de
repede până la valoarea
staţionară foarte mică l R , cores¬
punzătoare stării de blocare. Acesta
este timpul de revenire inversă, t rj .
Fenomenul este ilustrat în figura 2,
cu menţiunea că atât explicaţia de
mai sus, cât şi graficul, nu sunt
foarte riguroase, fenomenele fizice
fiind ceva mai complicate, dar fără
consecinţe importante din punct de
vedere practic.

Datorită regimurilor tranzitorii,
succint expuse mai sus, la fiecare
comutaţie se pierde o cantitate de
energie care depinde de para¬
metrii diodei, de forma semnalu¬
lui aplicat şi mai ales de frecvenţa
acestuia.

Dacă în cazul redresării unei ten¬
siuni sinusoidale cu frecvenţa de 50
- 60 Hz, aceste pierderi sunt negli¬
jabile, cu totul alta este situaţia în
cazul tensiunilor dreptunghiulare de
frecvenţă mai mare, situaţie ce se
întâlneşte la toate invertoarele, con¬
vertoarele, dubloarele de tensiune
continuă şi în general la toate surse¬
le de alimentare în comutaţie, care
sunt tot mai frecvent utilizate în
radiotehnică şi nu numai, datorită
avantajelor în ceea ce priveşte
gabaritul, greutatea, filtrajul, posibili¬
tatea folosirii transformatoarelor pe
miezuri de ferită cu secţiune mică

etc. în aceste aplicaţii frecvenţa ten¬
siunii de redresat poate ajunge la
sute de kHz, caz în care timpii de
comutaţie ai diodelor utilizate
determină în bună măsură randa¬
mentul montajului. Pentru astfel de
aplicaţii, diodele redresoare
obişnuite, care au timpi de comutare
de ordinui zecilor de microsecunde,
nu mai sunt recomandabile, apelân-
du-se la diode speciale de comu¬
taţie. Pentru frecvenţe de până la
400Hz, chiar pentru tensiuni drep¬
tunghiulare, se pot utiliza diode
redresoare de comutaţie de viteză
medie, care au timpi de revenire de
maximum 0,5 ps.

Dezvoltarea şi proliferarea
surselor în comutaţie şi realizarea
de diode de comutaţie cu timpi de
revenire cât mai mici au fost două
direcţii de cercetare care s-au impul¬
sionat reciproc. Astăzi există diode

TEHNIUM decembrie 2005

CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR

•a* ”, o<¥ _

O_• Bkl i mkt * a

51*

rv—-

cu revenire rapidă (snap-off diodes,
sau fast recovery diodes) care au o
sarcină reziduală foarte mică şi
timpi de comutaţie/revenire chiar
mai mici de o nanosecundă, pentru
curenţi mici şi câteva nanosecunde
pentru curenţi destul de mari, ceea
ce corespunde la o reducere de
ordinul sutelor de ori a pierde¬
rilor de comutaţie, faţă de
diodele redresoare obişnuite. Tot
pentru aplicaţii în sisteme de elec-
troalimentare în comutaţie, există
diode cu revenire în treaptă (step-
recovery diodes) şi diode cu acu¬
mulare de sarcină, care au de ase-
mea calitatea că revenirea în con-
ducţie se face foarte rapid, după o
caracteristică foarte abruptă. în ca¬
taloagele profesionale, la diodele
de comutaţie se dă parametrul trr,
care este timpul maxim de revenire
inversă (reverse recovery time).
Cele mai bune performanţe în ceea
ce priveşte timpul de revenire inver¬
să îl au diodele Schottky. Pentru
diodele redresoare obişnuite, de
regulă acest parametru nu este dat
în cataloage. La alegerea diodei
potrivite pentru aplicaţia dorită, va
trebui să evaluăm şi acest para¬
metru. Trebuie observat însă că va¬
loarea acestui parametru depinde
de valoarea curentului maxim ce-l
poate redresa dioda, fiind, pentru
aceeaşi tehnologie, mai mare la
diodele de putere mai mare. De aici
desprindem o observaţie practică,
şi anume că supradimensionarea
diodelor în montajele de comu¬
taţie rapidă poate afecta nefavo¬
rabil randamentul.

în tabelul alăturat sunt cuprinse
datele tehnice pentru câteva tipuri
de diode rapide ce se găsesc
actualmente în unele magazine de
specialitate de la noi, cum ar fi
magazinul Conex Electronic.

tăm un montaj de convertor dublor
de tensiune, preluat din literatura
germană, pe care l-am experimen¬
tat cu mai multe tipuri de diode şi
tranzistoare. Schema de principiu
este redată în figura 3, iar cablajul
în figura 4. Principalii parametri ai
montajului sunt: tensiunea de
intrare 10 - 15V, tensiunea de
ieşire 20 - 24 V, curentul de sarcină
2A, frecvenţa de tact 5 kHz.
Funcţionarea este destul de simplă,
montajul fiind în esenţă un comuta¬
tor electronic cu tactul comandat de
arhicunoscutul circuit integrat 555
în conexiunea de astabil, urmat de
etaje de amplificare în putere.

că acest comutator electronic
comandă de fapt două diode în
montaj de dublor de tensiune.
Rezultatele obţinute pentru câteva
tipuri de diode sunt sintetizate în
graficul din figura 6, de unde
rezultă importanţa alegerii diode¬
lor. Astfel, diodele BYX72-150 şi
D3N4, care sunt diode redresoare
de uz general, au dat rezultate vi¬
zibil mai proaste decât diodele
BYX50-200, care sunt diode cu
revenire rapidă. Diferenţa este şi
mai mare dacă frecvenţa creşte.
Astfel, pentru o frecvenţă de tact de
10kHz, tensiunea de ieşire scade
cu cca 10% în cazul folosirii de
diode obiş¬
nuite în loc
de diode
cu revenire
rapidă.
Dacă în
cazul mon¬
tajelor de
mică pu¬
tere, bilan¬
ţul ener¬
getic este
de mai
mică im¬
portanţă,
în cazul
puterilor
mari
devine
esenţial.

(Continuare în nr. viitor)

Tipul diodei

Tensiunea
maximă [V]

Curentul nominal
[A]

Timpul de
comutaţie fps]

Capsula

BA 158

600

0,25

D041

BA 159

1000

0,50

D041

BY 228

1500

SOD64

BY398

400

0,50

DO201

BY339

800

0,50

DO201

BYW95C

600

0,25

r SOD64

BYW96E

1000

0,30

SOD64

UF4004

400

0,05

D041

UF4007

1000

0,07

D041

BYV27-200

200

0,02

SOD57

BYV28-200

200

3,5

0,03

SOD64

BYW29/200

200

0,03

TO220AC

BYW987200

200

0,03

DO201AD

Pentru exemplificarea conside- Schema echivalentă simplificată
rentelor mai sus expuse, prezen- este cea din figura 5, unde se vede

TEHNIUM decembrie 2005

PENTRU ANUL INTERNAŢIONAL AL FIZICII

De ce trec undele
radio prin pereţi, în
timp ce lumina, o undă
electromagnetică încă
mai “energetică”, nu
poate să treacă? • De
ce trece lumina cu
uşurinţă printr-ub bloc
de sticlă, în timp ce
razele X s-ar putea să
nu mai treacă la fel de
uşor? • De ce undele
radio cu frecvenţe
până pe la vreo 30
MHz nu pot trece prin
ionosferă? • Cum este
posibil ca un ohmmetru
conectat la un capăt
al unui cablu coaxial
cu impedanţa de 75 Q,
idealizat (practic infinit
de lung şi realizat din
materiale supracon-
ductoare) să indice
tot 75 Q, şi nu o rezis¬
tenţă infinită? • Cum
se explică faptul că un
rezistor, de preferinţă
bobinat, va prezenta
la borne o foarte mică
tensiune electromo¬
toare după ce a stat
conectat un timp la
bornele unei surse de
tensiune continuă?

• De ce un condensator
electrolitic încărcat şi
scurtcircuitat timp de
două-trei secunde nu
poate fi totuşi descăr¬
cat complet? (com¬
portare prezentă într-o
măsură mai mică şi la
condensatoarele ne¬
polarizate obişnuite).

Ce legătură este între
acest fenomen şi
mărimea numită “tan¬
genta unghiului de
pierderi”? • Este posi¬
bil ca, cel puţin teoretic,
un emiţător radio să
“simtă” că un receptor a fost acordat
pe frecvenţa sa de emisie? (pentru
distanţe mici, se poate demonstra
chiar practic acest lucru folosind
montaje experimentale). • Credeţi că
un circuit paralel LC realizat din
materiale supraconductoare, cu
bobina fără miez şi condensatorul
cu vid, ar avea un factor de calitate
infinit? Dacă nu, de ce nu?

Şi seria întrebărilor de acest fel
poate continua. Cer iertare cititorilor
cărora le-am stârnit curiozitatea, dar
nu pot să le dezbat în articolul de
faţă. Motivul pentru care le-am
expus aici este următorul. Dez¬
voltarea electronicii a făcut posibilă
punerea în evidenţă chiar la nivel de

asupra câte unui conden¬
sator ceramic pe care se
pregătea să-l pună în
montaj, întrebându-se
cum este posibil ca
dielectricul acestuia să
aibă o valoare colosală a
permitivităţii electrice, de
ordinul sutelor sau chiar
al miilor, faţă de cele câteva
unităţi ale unui dielectric
obişnuit. în încercarea de
a găsi răspunsul, el
s-a lovit nu numai de
greaua accesibilitate a
unor cărţi insipide şi pline
de “icsărie” (expresie
folosită de Einstein când
vedea un material cu
prea multe formule şi
prea puţin conţinut fizic),
ci şi de obiecţiile utili¬
tariştilor, care i-au arătat
că important este scopul
lucrării, nu înţelegerea
fenomenelor colaterale,
în ceea ce mă priveşte,
chiar dacă ştiam că “nici
o faptă bună nu va
rămâne nepedepsită!”,
am preferat să văd mai
departe de simpla realizare
a unui montaj, mergând
pe linia cunoaşterii pro¬
funde a fenomenelor prin
încercarea de a afla
răspunsul unor întrebări
interesante sau chiar
intrigante ca acelea de la
început. în acest scop,
când a fost posibil, mi-am
construit aparate şi mon¬
taje cu care am putut pro¬
duce fenomene fizice stu-
diabile sau care m-au
ajutat la investigarea unor
fenomene fizice. Astfel, chiar
şi întrebările cu caracter
pur teoretic şi-au găsit
maj, uşor răspunsul.

în spiritul celor mai
sus arătate, doresc să vă
prezint o lucrare simplă care, printre
altele, ne va ajuta la redescoperirea
câmpului magnetic al Pământului,
cel căruia îi datorăm mai mult decât
am putea crede. Este vorba despre
celebrele bobine Helmholtz, folosite
ca etalon de câmpuri slabe şi pentru
generarea unor câmpuri,, magnetice
de o mare omogenitate. în forma sa
cea mai simplă, sistemul se prezintă
ca două bobine inelare cu diametrul
mare, aşezate coaxial, la o distanţă
între ele egală cu raza bobinelor
măsurată pentru zona centrală a
secţiunii bobinajeior (fig. 1). Carcasele
se fac în mod obişnuit din marmură
albă, datorită coeficientului de
dilatare foarte mic al acesteia. Cei

BOBINELE

HELMHOLTZ

MARIAN LĂCĂTUŞ, Buzău

amator a multor efecte şi fenomene
din fizică, dar din păcate sub imperiul
tendinţelor utilitariste moderne
această posibilitate a fost aproape
total ignorată, ratându-se astfel una
dintre cele mai plăcute căi de
învăţare a fizicii. Probabil câte un
amator va fi zăbovit puţin cu privirea

PENTRU

ANUL

INTERNAŢIONAL
AL FIZICII

TEHNIUM decembrie 2005

PENTRU ANUL INTERNAŢIONAL AL FIZICII

care doresc să-şi înnobileze
lucrarea, pot folosi şi marmură (mar¬
mura este un mineral moale, care
poate fi tăiat şi prelucrat cu uşurinţă
cu ajutorul sculelor pentru prelu¬
crarea metalelor, fără nici un pericol
pentru acele scule). Pentru nevoile
noastre amatoriceşti vom recurge
însă la o soluţie mai simplă: câteva
inele tăiate dintr-un tub de PVC de
diametru mare, de preferinţă des¬
chis la culoare. Avem nevoie de
patru inele înguste şi două late. Din
inelele late vom tăia o mică porţiune,
pentru ca inelele să poată fi strânse
şi introduse forţat în interiorul
inelelor marginalei fiind şi lipite cu
adeziv pentru PVC. în figura 2 sunt
date dimensiunile bobinelor mele.
Modul de fixare a bobinelor pe placa
de bază, precum şi restul construcţiei
rămân la alegerea amatorului, cu
condiţia folosirii doar a materialelor
nemagnetice: mase plastice, bronz,
alamă nemagnetică sau chiar
cupru, ultimele neacoperite de nichel
sau crom, care sunt feromagnetice.
Vom avea grijă ca bobinajele să
umple cât de cât uniform fereastra
pe toată circumferinţa inelelor.

în figura 3 se dă schema unui
generator de curent constant pentru
alimentarea bobinelor. Valoarea
curentului se fixează din PI. Evident,
bobinele vor trebui să fie străbătute
de curenţi de acelaşi sens; aşadar
atenţie la modul de înseriere.

Două formule sunt utile. Prima
dă valoarea inducţiei magnetice în
punctul din centrul sistemului:

B = 8,9917x10' 7 -|^-|T], (1)

în care I = curentul prin bobine
în A, N = numărul de spire al unei
bobine, R = raza bobinelor în m.

A doua este aproximativă şi dă
valoarea inducţiei în orice punct x
de pe axa bobinelor:

B = 9x10' 7 -^- [1 -1,152 xW] m (2)

Coordonata
x se măsoară dn
centrul sistemului
(0 < x < R/2).

Ultima formulă
serveşte la cal¬
culul abaterii de
la omogenitate
pe axa x. Pe axa
y, lucrurile stau
ceva mai bine,
după cum se
vede în graficul
din figura 4, pe
care l-am extras
din lucrarea (1).

Tot din aceeaşi

lucrare sunt prezentate în figura 5 şi
graficele redând valoarea câmpului
în funcţie de distanţa a dintre
bobine. Se cere, aşadar, îndeplinirea
cu stricteţe a condiţiei a = R.

Câteva cuvinte despre câmpul
magnetic al Pământului, asupra
căruia vom face primele măsurători.
Dacă un locuitor al ţării noastre ar
dori să vizualizeze mental liniile de
câmp, atunci el ar trebui să-şi ima¬
gineze o pădure de linii aproximativ
drepte şi paralele, care ies din
pământ sub un unghi de circa 62° cu
planul orizontal şi care se pierd în
văzduh. Liniile sunt înclinate către
sud, după cum putem deduce din
figura 6, în care se mai observă şi
că sursa liniilor de câmp se află la
mare adâncime. Valoarea medie a

inducţiei magnetice pentru ţara
noastră este de circa 47 000 nT.
Variaţiile diurne ajung la 15-20 nT şi
sunt datorate aproape în exclusivi¬
tate unor cauze atmosferice
(curenţilor ionici produşi de mareele
atmosferice). Furtunile magnetice, a
căror cauză este Soarele, produc
variaţii de vreo zece ori mai mari (cu
aparatul nostru se pot observa).
Constanţa diurnă a componentei
interne a câmpului magnetic terestru
este de-a dreptul impresionantă şi
aproape că dă de gândit. Totul se
petrece ca şi cum cineva ar fi aşezat
în centrul Pământului un magnet
puternic sau o bobină imensă par¬
cursă de curent, realizând un scut
magnetic pentru particulele cosmice
ionizate. In absenţa acestui scut,
viaţa de pe Pământ probabil ar dis¬
părea, deoarece atmosfera singură
nu ar putea reţine tot acest bombar¬
dament ionic.

Pentru măsurătorile noastre sunt
necesare precauţii speciale, mai
ales dacă vrem să mergem către
limitele sensibilităţii aparatului. Nu
trebuie să avem în preajmă nici
surse magnetice, nici corpuri fero¬
magnetice voluminoase (atrag
atenţia asupra diverselor corpuri
mascate, cum ar fi resorturile unui
pat), primele creând câmpuri neo¬
mogene care nu mai pot fi compen¬
sate, iar ultimele distorsionând local
câmpul magnetic terestru, în final cu
acelaşi rezultat. De asemenea, nu
trebuie să existe în apropiere
autovehicule în mişcare, ele creând
adevărate vârtejuri magnetice care
vor zăpăci indicatorul. Destul de
supărătoare poate fi şi reţeaua de
curent alternativ a
locuinţei.

Orientăm acum
axa bobinelor pe
direcţia meridianului
magnetic şi trecem
un curent prin
bobine care să
determine rotirea
acului indicator cu
90°. în acest
moment curentul
are aproape va¬
loarea necesară
compensării com¬
ponentei orizontale
a câmpului magne-

TEHNIUM decembrie 2005

PENTRU ANUL INTERNAŢIONAL AL FIZICII

tic terestru (pe care o putem calcu¬
la), dar mai trebuie să facem mici
ajustări aie orientării în plan orizon¬
tal a axei bobinelor. Dacă reuşim să
potrivim axa exact pe direcţia meri¬
dianului magnetic (un mecanism de
reglaj fin ar fi binevenit), atunci vom
obţine “dezorientarea” aproape
completă a acului. Constatăm acum
cu plăcere cât de sensibil este
aparatul nostru, acul rotindu-se la
apariţia unor câmpuri foarte slabe,
cum ar fi cele produse de un magnet
nu prea mic aflat la câţiva metri dis¬
tanţă. Dacă vom feri indicatorul
magnetic de curenţii de aer, putem
chiar spera să facem observaţii
asupra variaţiei câmpului magnetic
terestru.

O altă aplicaţie a bobinelor noas¬
tre constă în determinarea câmpului
magnetic pe axa principală a unui
disc magnetic având magnetizaţie
axială. Teoria arată că pentru dis¬
tanţe mult mai mari decât diametrul
discului, valoarea câmpului este
invers proporţională cu puterea a
treia a distanţei de ia magnet la
punctul considerat, adică B = k/d 3 .
Trecem la determinarea constantei k
prin măsurarea lui B într-un aseme¬
nea punct. Astfel, după ce am com¬
pensat câmpul terestru, plasăm şi
acest câmp suplimentar şi măsurăm
diferenţa de curent necesară. Cu for¬
mula (1) calculăm câmpul produs de
bobine pentru această diferenţă de
curent, care este chiar câmpul B al
magnetului la distanţa d pe axă.
Calculăm apoi constanta k, ceea ce
va da posibilitatea calculării câmpu¬
lui în orice punct de pe axă suficient
de îndepărtat de magnet.

Bobinele Helmhaltz mai servesc
şi pentru etalonarea instalaţiilor pentru
măsurarea câmpurilor magnetice
slabe. Sper să pot prezenta cât de
curând modul în care ne putem con¬
strui un senzor magnetic foarte sen¬
sibil, cu care pot fi puse în evidenţă
câmpuri magnetice chiar mai mici
de 1/100 din câmpul magnetic tere¬
stru (astfel de senzori nu se găsesc
în comerţ).

Suntem în Anul Internaţional al
Fizicii, teoria relativităţii împlinind
un secol de existenţă. Una din vic¬
toriile acestei teorii a fost şi eluci¬
darea naturii câmpului magnetic,

care în esenţă este tot un efect rela¬
tivist. Proporţional cu aprofundarea
cunoştinţelor noastre asupra
materiei, creşte şi responsabilitatea
noastră în folosirea acestor
cunoştinţe. A le folosi doar pentru a
trage vreun folos practic oarecare
din cutare sau cutare fenomen fizic
sau, mai rău, a le pune în slujba
propăşirii unor industrii cu efect de¬
vastator, consider că nu sunt idei
dintre cele mai fericit alese (aici merită
arătată înfricoşătoarea performanţă
a industriei constructoare de auto¬
turisme, a cărei producţie mondială
anuală formează un şir de maşini cu
care s-ar putea înconjura globul de
trei-patru ori!).

Ca poartă către iniţiere (în sensul
major al cuvântului iniţiere), fizica
furnizează informaţii pe care un om
evoluat le va aprecia la o altfel de
valoare decât cea conferită de impli¬
caţiile lor tehnologice sau “avanta¬
jele” lor practice.

BIBLIOGRAFIE:

Ulrich Wiener, Măsurări electrice,
voi. II (Mărimi magnetice), Editura
Tehnică, Bucureşti, 1969

Figura 1. Bobinele Helmholtz.
R = 97 mm, N = 400 spire CuEm 0
0,22 mm. în centrul sistemului a fost
plasat un magnet cilindric foarte pu¬
ternic (din materiale feritice mo¬
derne), de 8 mm diametru, având
magnetizaţie radială bipolară.
Magnetul a fost suspendat de un fir
sintetic foarte subţire (cam 10 pm) şi
are ataşat un indicator (magneţi
cilindrici, dar ceva mai mari şi nu
aşa puternici, se pot procura de la
bobinele de corecţie cu miez saturat
din unele televizoare ieşite din uz,
iar fire foarte subţiri se pot găsi în
anumite ţesături sintetice). Sub
magnet a fost aşezată o placă de
cupru care ajută la amortizarea
electromagnetică a oscilaţiilor. La un
curent prin bobine de aproximativ
5,7 mA, componenta orizontală a
câmpului magnetic terestru este
compensată, ceea ce arată o va¬
loare de circa 21 000 nT a acestei
componente. De remarcat că în
zona magnetului neomogenitatea
câmpului bobinelor este mai mică
de 1/1000 000!

TEHNIUM decembrie 2005

MINIAUTOMATIZĂRI ÎN GOSPODĂRIE

A sigurarea unei rezerve
de apă pentru uzul
gospodăresc se face
de obicei prin montarea unor re¬
zervoare la o anumită înălţime şi
umplerea lor, cu ajutorui unor
pompe, de la sursa de apă: fân¬
tână, lacuri ori râuri etc. O altă
soluţie este cea a utilizării hidro-
foarelor, dar această soluţie este
una scumpă, valabilă în general
pentru consumuri mici de apă.

în cele ce urmează se prezin¬
tă schema electrică a unui mon¬
taj care permite controlul
automat al funcţionării pompei
de apă astfel încât nivelul în re¬
zervor să fie menţinut între două
limite, minimă şi maximă; asta
dacă s-a optat pentru prima vari¬
antă de asigurare a apei.

Funcţionarea montajului
poate fi urmărită după schema
electrică dată în figura 1. Să pre¬
supunem că în rezervor nu se
află apă şi montajul este alimen¬
tat. în acest caz cele două porţi
logice inversoare, în tehnologie
CMOS, au la ieşire OL, fapt care
forţează trecerea tranzistoarelor
TI, T2 şi a tiristorului TH în con-
ducţie. Releul electromagnetic
RL acţionează pompa PM, iar
aceasta va începe umplerea re¬
zervorului cu apă. Când apa va
atinge nivelul minim, fixat prin
poziţionarea senzorului SJ, poar¬
ta P2 îşi trece ieşirea în 1L, ceea
ce face ca T2 să se blocheze, dar
TH rămâne în conducţie datorită
curentului de sarcină şi deci
pompa rămâne în funcţiune.
Când apa atinge nivelul maxim,
fixat prin poziţionarea senzorului
SS, poarta PI îşi trece ieşirea în
ÎL şi tranzistorul TI se
blochează, ceea ce duce la
scăderea curentului prin TH sub
valoarea de automenţinere a
conducţiei; TH se blochează, iar
releul opreşte pompa. Starea
montajului va rămâne neschim¬
bată până când, în urma con¬
sumului de apă, nivelul scade
puţin sub nivelul minim, când de
fapt se revine la condiţiile iniţiale
şi procesul de umplere a rezer¬
vorului se repetă.

în figura 2 este dată o moda¬
litate de realizare a celor doi sen¬
zori, SJ, respectiv SS. Pe o ţeavă
din plastic, de tipul celor folosite
la instalaţiile electrice, având
lungimea corelată cu înălţimea
rezervorului, se prind două co¬
liere metalice (de preferat dintr-un
material inoxidabil). Paralel cu
ţeava de plastic, fără să atingă
colierele metalice, se po¬
ziţionează o tijă metalică la o dis-

IVI

pentru

€

de RPR

TEHNIUM decembrie 2005

miniautomatizAri în gospodărie

tanţă de 10 mm. Atât de la cele două
coliere cât şi de la tija metalică se
duc fire electrice spre o regletă mon¬
tată la partea superioară, poziţio¬
nată peste nivelul maxim. întreg
ansamblul se poziţionează pe verti¬
cală în interiorul rezervorului, iar cu
un cablu cu trei conductori se rea¬
lizează legătura dintre regleta sen¬
zorilor şi montajul electronic.
Reglajul celor două nivele se face
prin culisarea colierelor metalice pe
ţeava de plastic. Trebuie menţionat
că pentru o bună funcţionare a mon¬
tajului, ansamblul senzorilor trebuie
păstrat curat. Este de preferat, deci,
ca montarea-demontarea senzorilor
în rezervor să fie facilă. Dacă se ştie
că apa nu este potabilă, conţinând
impurităţi ori aluviuni, atunci rezis¬
tenţele de la intrarea porţilor PI şi
P2 vor fi micşorate până în jurul va¬
lorii de lOOkQ.

Rezervor

Regletă

Coliere

metalice

Tijâ metalică
legată la masa
montajului

NIVEL MINIM

Ţeava de plastic

Montajul electronic prezentat în cele ce urmează a
fost conceput să extindă posibilităţile telecomenzii în
infraroşu, aparţinând televizorului, aparatului video, sis¬
temului de aer condiţionat etc. şi asupra altor obiecte
electrocasnice: lămpi electrice, ventilatoare, acţionarea
perdelelor etc. Cu alte cuvinte, constructorul amator, în
final, construieşte un sistem de telecomandă pornind de
la faptul că deja este în posesia părţii de emisie a sis¬
temului.

Funcţionarea montajului poate fi urmărită după
schema din figura 1. Radiaţia infraroşie emisă de tele¬
comanda televizorului, de exemplu, este captată de ele¬
mentul optoelectronic SFH 5110, care va face conversia
ei într-un semnal electric. Tot acest dispozitiv electronic
va face o amplificare şi o filtrare a semnalului electric
obţinut prin conversie. Semnalul la ieşirea circuitului
SFH 5110 are o dinamică foarte bună, acest lucru per¬
miţând ca dinstanţa dintre telecomandă şi receptorul
auxiliar să fie de până la 8 m. Forma lui este cea a unui
tren de impulsuri, poziţionate în spaţiu funcţie de
codarea făcută la emisie. Urmează o amplificare a sem¬
nalului de către tranzistoarele TI şi T2, apoi Dl şi D2
redresează trenul de impulsuri, condensatorul CX exe¬
cutând integrarea tensiunilor obţinute. în final, pe emi-
torul tranzistorului T3, având aici rol de adaptor de
impedanţă, se va obţine o tensiune de aproximativ 2,5V,
pe durata cât una din tastele telecomenzii este apăsată.
Bistabilui de tip T, realizat cu ajutorul circuitului CMOS
de tip D, MMC 4013, este comandat de această tensi¬
une prin intermediul tranzistorului T4. Se poate constata
că s-a asigurat o comandă suplimentară, manuală, a
acestui bistabil prin intermediul tastei K, determinată de
cazurile când trebuie să facem acţionarea asupra apara¬
turii telecomandate, dar nu avem la îndemână teleco¬
manda ori ne aflăm în apropierea receptorului.

Elementul de execuţie al receptorului este un releu

RECEPTOR

AUXILIAR

PENTRU

TELECOMANDĂ

ing. MILIAN OROS

electromagnetic ale cărui contacte trebuie să suporte
puterile de lucru ale aparaturii telecomandate. Evident
că se pot concepe şi alte elemente de execuţie, bazate
pe tiristoare ori triace, dar am preferat, pentru simpli¬
tatea schemei, utilizarea unui releu electromagnetic. Tot
ca o dezvoltare a schemei receptorului, ieşirea circuitu¬
lui MMC4013 poate ataca un circuit de tip MMC4017,
aşa cum este arătat în figura 2, numărul comenzilor
putându-se extinde până la 10, în sistem pas cu pas.

Curentul absorbit de montaj, în aşteptare, este de
aproximativ 10 mA. Acest lucru permite, dacă se
doreşte, alimentarea receptorului de la o baterie de acu¬
mulatori, cu condiţia ca tensiunea de alimentare stabilită
să fie mai mare de 5V şi să permită funcţionarea releu-

TEHNIUM decembrie 2005

MINIAUTOMATIZĂRI ÎN GOSPODĂRIE

lui electromagnetic. De asemenea, se va recalcula
rezistenţa de sarcină a diodei stabilizatoare DZ 5V1.

Personal, folosesc montajul pentru controlul
luminilor dintr-o încăpere şi schema de alimentare este
cea prezentată în figura 1; transformatorul utilizat este
unul de mici„dimensiuni, datele lui tehnice fiind trecute
pe schemă. întreg montajul a fost încasetat într-o doză
electrică din plastic, de tip LK 80X28, pe,tencuială,
procurată de la magazinele de specialitate. în capacul
demontabil al dozei se practică orificiile necesare pen¬
tru fereastra SFH, tasta K şi LED-ul care indică
acţionarea releului. Pe interior, orificiul pentru fereastră
va fi acoperit cu o folie subţire, transparentă, din plastic.
Am optat pentru această variantă de încasetare pentru
a facilita înlocuirea oricărui întrerupător electric,
obişnuit, al instalaţiei electrice dintr-o locuinţă, cu acest
“întrerupător telecomandat”.

Având în vedere că acest receptor auxiliar de tele¬
comandă nu face o discriminare a comenzii după tipul
tastei apăsate la emisie, discriminarea necesară va fi
obţinută prin amplasare spaţială a montajului şi, dacă e
cazul, prin obturarea corespunzătoare a ferestrei cir¬
cuitului optoelectronic SFH5110. în cazul în care, totuşi,
sensibilitatea receptorului este mare, se măreşte va¬
loarea lui CX ori se intervine asupra amplificării
realizate de TI, T2.

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM PC

Pentru marea majoritate a uti¬
lizatorilor de PC-uri, portul paralel
şi cel serial sunt cele mai cunos¬
cute. Puţini ştiu probabil că portul
paralel a fost creat, încă din 1981,
ca o alternativă la portul serial,
realizând un transfer de date mai
rapid (pe 8 biţi, faţă de un singur
bit în cazul celui serial). La acea
vreme era destinat conectării la
PC a imprimantei, ulterior proiec-
tându-se pentru conectarea la
acest port şi a altor periferice.

în 1994 a fost adoptat standar¬
dul IEEE 1284 (“Metodă de trans¬
misie standard pentru o interfaţă
periferică paralelă, bidimensională
pentru PC“), care reglementează
transmisia la nivelul portului para¬
lel: modurile de comunicare, protocolul de comunicare,
interfaţa mecanică şi interfaţa electrică. Funcţionând
după acest standard, legătura bidimensională de mare
viteză este însă compatibilă cu vechiul port paralel.

Portul paralel este prezentat în mod curent pe un
PC printr-un conector cu 25 de pini, “tip mamă” (fig. 1) şi
el nu trebuie confundat cu cel tip RS 232 cu 25 de pini
“tip tată”, care este un port serial.

Studenţi ELENA IULIANA ANGHEL,
CIPRIAN ADRIAN STOICA,
Facultatea de Energetică, UPB

1 ^

0000000000000

Pentru utilizatori sunt necesare în
mod curent primele trei moduri.
Comutarea între acestea se face
de către utilizator, la nivel de
BIOS. Modul implicit este SPP,
acesta funcţionând bine pe PC-
urile mai vechi sau la care sunt
conectate periferice mai vechi.
Condiţiile pentru a se trece la
unul din modurile ECP sau EPP
sunt ca BIOS-ul respectivului PC
să conţină în meniu aceste opţi¬
uni şi, respectiv, periferica ce se
conectează la acest port să fie
concepută pentru a comunica cu
PC-ul într-unul din aceste moduri,
în caz contrar apar conflicte şi,
respectiv, erori în timpul transfe¬
rului, chiar dacă periferica
respectivă este “văzută” de PC.

In unele BlOS-uri se poate găsi şi varianta
ECP+EPP, care nu este recomandată, dar poate fi
folosită în cazul în care periferica suportă.

în figura 2 este prezentat conectorul pentru impri¬
mantă. Acesta corespunde standardului IEEE 1284-B.
Mai există şi un Standard IEEE 1284-C pentru conector
de 36 de pini, cunoscut drept “conector de mare densi¬
tate sau Centronics”.

1 18

Modurile de funcţionare ale portului paralel sunt pre¬
văzute prin acelaşi standard (IEEE 1284) şi sunt în
număr de 5. Acestea sunt:

• Modul compatibil SPP (Standard Parallel Mode)
sau Centronics, caracterizat printr-un sens de transfer
unidirecţional de la PC către periferică;

• Modul EPP (Enhanced Parallel Port), cu sens de
transfer bidirecţional între PC şi periferică:

• Modul ECP (Extended Capabilities Port), tot bidi¬
recţional;

• Modul Nibble;

• Modul Byte.

Ultimele două moduri prezintă un sens de
transfer de la periferică spre PC.

Trebuie reţinut că acest port poate fi confundat în
mod curent cu cel serial (doar ca formă, pentru că nu se
poate face conexiunea datorită mufelor de natură dife¬
rită), dar în mod excepţional, cu o versiune de conector
de SCSI, un utilizator “insistent” poate face
conexiunea.

TEHNIUM decembrie 2005

LA CEREREA CITITORILOR

TRANSFORMATOARE

ELECTRICE TOROIDALE

CU MIEZ FEROMAGNETIC

Prog. ing. EMIL MARIAN

Transformatorul este o maşină electrică a cărei
funcţie principală o reprezintă modificarea parametrilor
energiei electrice preluate în regim alternativ (tensiunea
şi curentul) astfel încât consumatorul să fie alimentat în
mod optim.

Din definiţia prezentată anterior rezultă clar faptul că
transformatorul electric nu poate funcţiona decât ali¬
mentat iniţial cu o tensiune electrică alternativă. Ea va fi
modificată ulterior ca amplitudine şi aplicată unei impe-
danţe de sarcină, prin care va circula în final un curent
electric alternativ. Schema electrică a unui transformator
monofazat este prezentată în figura 1.

Principiul de funcţionare a transformatorului electric
se bazează pe legea inducţiei electromagnetice, şi
anume: tensiunea electromotoare care apare la bornele
unei bobine cu miez feromagnetic este egală numeric cu
viteza de variaţie în timp a fluxului magnetic care se
închide prin circuitul feromagnetic al
bobinei.

Cu alte cuvinte:

Cfy

E "' dt

unde:

E = tensiunea electromotoare

d<|>

“TT = fluxul magnetic variabil prin

a * miezul feromagnetic al bobinei

Minusul relaţiei semnifică opoziţia de fază dintre ten¬
siunea electromotoare şi fluxul magnetic.

Dar legea inducţiei electromagnetice mai prezintă şi
o “reciprocă”, şi anume: un flux magnetic variabil poate
fi produs de o bobină cu miez feromagnetic alimentată
cu energie electrică de la o sursă de tensiune alterna¬
tivă. Cu alte cuvinte, cu o tensiune electrică alternativă
putem obţine, prin intermediul transformatorului electric,
o a doua tensiune electrică alternativă, optimizată însă
ca amplitudine în vederea alimentării unui consumator
electric.

Din cele expuse rezultă că un transformator electric
are obligatoriu un miez feromagnetic şi cel puţin două
bobine (două înfăşurări).

Formele de undă ale tensiunilor electrice şi ale flu¬
xului magnetic, toate mărimi variabile în timp, sunt
prezentate în figura 2.

Se observă că tensiunea aplicată înfăşurării primare
este defazată cu 90° faţă de fluxul magnetic şi cu 180°
faţă de tensiunea înfăşurării secundare.

Marele avantaj al transformatorului electric con¬
venţional îl mai reprezintă faptul că între tensiunea pri¬

mară şi cea secundară nu există nici o legătură galva¬
nică, fapt esenţial la respectarea normativelor de pro¬
tecţie a muncii în majoritatea utilizărilor.

Apare şi problema puterii electrice transmise con¬
sumatorului - impedanţa de sarcină, deci în final va¬
loarea curentului maxim pe care transformatorul poate
să-l debiteze în condiţii normale de lucru. La transferul
puterii electrice în regim alternativ se cunoaşte faptul că
în electrotehnică există trei tipuri principale, şi anume:

- puterea electrică activă P = UI cos cp [W]

- puterea electrică reactivă Q = UI sin cp [VAR]

- puterea electrică aparentă S = UI [VA]

cp - defazajul dintre tensiunea U şi curentul I, impus
de caracterul impedanţei de sarcină a transformatorului.

Analizând relaţiile expuse anterior, rezultă că trans¬
ferul de putere electrică activă de la sursa de energie
electrică (reţea) spre consumator este reglementat de
tipul impedanţei de sarcină.

Orice transformator electric tre¬
buie să aibă cel puţin două bobine, şi
anume:

- una care să producă fluxul
magnetic variabil în circuitul feromag¬
netic - înfăşurarea primară;

- a doua (sau chiar mai multe)
care să realizeze conversia flux mag¬
netic variabil - tensiune electromo¬
toare cu amplitudine bine stabilită.

Transferul energetic nu se poate face oricum, ci
aplicând în mod strict relaţiile dintre puterea electrică
preluată / transmisă şi secţiunea miezului feromagnetic,
completate de numărul de spire al bobinelor şi secţiunea
conductoarelor de bobinaj.

Formula matematică a tensiunii electrice alternative
este:

u(t) = U M sin (cot)
unde:

u(t) - tensiunea alternativă
Um - valoarea maximă a tensiunii alternative
(£> - pulsaţia tensiunii alternative, co = 27if
f - frecvenţa tensiunii alternative
t - variabila timp

Dacă utilizăm toate relaţiile definitorii din elec¬
trotehnică pentru tensiunea alternativă, fluxul magnetic,
inducţia magnetică şi secţiunea miezului feromagnetic
proprii transformatorului electric, obţinem în final:

U = 4,44 N.f.B.App
unde:

N - numărul de spire al bobinei
f - frecvenţa tensiunii de reţea
B - inducţia magnetică

U - valoarea efectivă a tensiunii suportate/generate
de orice bobină

TEHNIUM decembrie 2005

LA CEREREA CITITORILOR

Ap[= - secţiunea miezului feromagnetic

De aici rezultă relaţia general valabilă pentru trans¬
formatoarele electrice,

Uj_ Nj_

u 2 - n 2

unde:

U-| = tensiunea

electrică aplicată
înfăşurării primare

U 2 = tensiunea de
la bornele înfăşurării
secundare

N-| = numărul de
spire ale înfăşurării pri¬
mare

N 2 = numărul de
spire al înfăşurării
secundare

Apare clar faptul că
raportul tensiunilor
este direct proporţional
cu raportul numărului
de spire al înfăşurărilor
primare şi secundare.

în privinţa curenţilor
din înfăşurarea pri¬
mară, l-|, şi I 2 , din
înfăşurarea secun¬
dară, presupunem
iniţial că puterea
aparentă preluată de la

reţea, S-|, este egală cu puterea aparentă S 2 transmisă
consumatorului. Deci:

S-j = S?

Ulli=U 2 l 2

Daca notam

e = f.B.App - numărul de volţi pe spiră, constantă
pentru un transformator electric deja realizat fizic,
obţinem:

transformatorul fizic real prezintă o serie de pierder
energetice deoarece NU SE POATE TRANSFERA
ENERGIA FĂRĂ PIERDERI.

Ele sunt în general de trei tipuri, şi anume:

- pierderi rezistive (în bobine), P w ;

- pierderi în miezul feromagnetic, Ppp;

- pierderi suplimentare, P s .

Ui =eN-,

U 2 = eN 2
şi înlocuind
relaţia de mai sus:
eN-| l-j = eN 2<2
deci

PIERDERILE REZISTIVE, Pw, se referă la pierderile
de energie din bobinajele transformatorului. Să nu uităm
că un conductor de bobinaj real are o mică rezistenţă
electrică echivalentă, r, deci conform celor “definite” de
JOULE-LENZ:

p w = r i | -r + r 2 l 2 2 +

unde:

P w - pierderile rezistive;

r-|, f2’-- r n ~ rezistenţele electrice echivalente ale
conductoarelor de bobinaj;

• r n'n

Nş

Din ultima relaţie
rezultă că raportul
curenţilor electrici II şi
12 este invers pro¬
porţional cu raportul
numerelor de spire ale
celor două înfăşurări.

Deci, pentru
aceeaşi putere elec¬
trică transmisă, un
număr mai redus de
spire al înfăşurării
secundare N 2 implică
automat posibilitatea
de a livra un curent I 2
mai mare impedanţei
de sarcină.

Din nefericire,

TEHNIUM decembrie 2005

LA CEREREA CITITORILOR

*1- ( 2> ••• l n - curenţii nominali ai înfăşurărilor primare
şi secundare

PIERDERILE ÎN MIEZUL FEROMAGNETIC sunt şi
ele de trei tipuri, şi anume:

- pierderile prin efectul de histerezis, Pu, pro¬
porţionale cu inducţia magnetică, aria ciclului de his¬
terezis ce priveşte remagnetizarea unui miez de fier şi
cu frecvenţa tensiunii alternative de reţea;

- pierderile prin curenţi turbionari (FOUCAULT), pro¬
porţionale cu inducţia magnetică şi pătratul frecvenţei
tensiunii de reţea;

- pierderile prin magnetostricţiune, şi anume variaţia
volumului miezului feromagnetic, proporţionale cu
inducţia magnetică din miezul feromagnetic (la transfor¬
matoarele mari).

PIERDERILE SUPLIMENTARE reprezintă o cate¬
gorie “mai aparte” de pierderi datorate armonicilor tensi¬
unii şi curentului electric livrat de transformator.

Să nu uităm că fluxul magnetic util, <E>ţj, produce de
fapt transferul energetic electric-magnetic generat de
înfăşurarea primară a transformatorului. Mai apare şi
fluxul de dispersie 3 >q, care se mai închide şi prin aer
sau piesele de fier ce consolidează transformatorul. Ca
urmare, relaţiile de calcul deduse anterior se “complică”
fundamental. în concluzie, suma pierderilor totale ale
transformatorului, Py, va fi:

P T = P W + P FE + P S

Ca urmare a celor precizate, rezultă că tensiunea
livrată de transformatorul electric “în gol” (fără sarcină)
nu mai prezintă practic nici pe departe aceeaşi valoare
cu tensiunea livrată “în sarcină” (atunci când transfor¬
matorul debitează pe sarcină energie electrică).

Acest fapt reprezintă în final un considerent major la
proiectarea transformatorului electric.

A nu se confunda tensiunea “în gol” cu tensiunea “în
sarcină”. Totul depinde de caracterul impedanţei de
sarcină pe care transformatorul debitează energie elec¬
trică. în figura 3 sunt prezentate variaţiile tensiunii
livrate de un transformator electric de la situaţia “în gol”
la cazul practic “în sarcină”. Am prezentat trei cazuri
definitorii în ceea ce priveşte impedanţa de sarcină:

- sarcină pur rezistivă (cos cp = 1), diagrama 1;

- sarcină rezistiv-inductivă (cos cp = 0,7 ind), diagra¬
ma 2;

- sarcină rezistiv-capacitivă (cos cp = 0,7 cap), dia¬
grama 3.

Se observă că în cazul sarcinii rezistive, tensiunea în
sarcină scade cu câţiva volţi. Ea scade şi mai mult în
cazul sarcinii rezistiv-inductive şi creşte în cazul sarcinii
rezistiv-capacitive (condensatorul electric este practic
un rezervor de energie electrică).

Din diagramele prezentate rezultă că proiectantul şi
mai ales realizatorul unui transformator trebuie să ştie
CLAR:

- valoarea puterii electrice active transmise impe¬
danţei de sarcină (tensiunea şi curentul);

- tipul impedanţei de sarcină (care priveşte energia
electrică preluată de consumator).

Problema constructorului de transformatoare elec¬
trice (amator sau profesionist) este însă alta, şi anume:
pentru un consumator (impedanţă de sarcină) bine
definit, să realizeze practic un transformator cât mai
bun, cu randament maxim şi implicit pierderi minime.

CUM?

Nu degeaba am prezentat anterior considerentele
teoretice care privesc principiul de funcţionare al trans¬
formatorului şi tipurile fundamentale de pierderi ale
acestei maşini electrice.

TOATĂ “ARTA” constă în realizarea practică, pentru
o putere bine definită, a unui transformator electric ce
prezintă pierderi cât mai reduse. Rezultă că nu este sufi¬
cientă o proiectare “foarte îngrijită”, ci şi utilizarea unor
materiale electrotehnice care să ducă în final la
obţinerea^unor pierderi minime.

TOATĂ LUMEA cunoaşte soluţia constructivă a unui
transformator electric monofazat, de putere relativ mică
(până la cca 400 VA), realizat cu bobine dispuse pe o
carcasă (sau carcase) şi miez feromagnetic, realizat din
tole E+l, E+E, F+F etc. Tolele sunt realizate din tablă
silicioasă, având un nivel de pierderi constant, indiferent
de direcţia fluxului magnetic util. Numai că pentru nivelul
tehnicii actuale, această construcţie reprezintă o soluţie
tehnică învechită, deoarece:

- transformatorul convenţional prezintă un număr

TEHNIUM decembrie 2005

LA CEREREA CITITORILOR

1.8

1.6

1,4

1.2

1.0

0.8

0.6

acn

0.4

-i

"'''Pso

Peo

0,01

2 3 4 S 7

0.1

2 3 4 5 7

1.0

2 3 4 5 7

P[w/Kg]

40000

M 8[T]

- 1.8

35000 --

30000

:: 1,6

• 1.4

25000

20000

15000

10000

5000

1.2

1.0

- 0,8

0.6

0-i- 0.4

0,01

1.T

5 7 0.1

4 5 7 1 Q 2 3 4 5 7 1Q

TTTTTr

n.mr

nnr

0.1

2 3 4 5 7 t î

1 3

4 5

7 10

2 3 4 5 7

lOOtA/m]

TEHNIUM decembrie 200!

LA CEREREA CITITORILOR

destul de mare de spire, ceea ce implică automat
creşterea pierderilor rezistive Pw;

- pierderile feromagnetice limitează drastic valoarea
inducţiei magnetice de lucru şi practic se ajunge la un
miez magnetic de dimensiuni mari, cu pierderi Pp^
apreciabile;

- un miez magnetic cu secţiune mare implică
automat o carcasă bobinată cu secţiune mare, deci o
lungime mare a conductoarelor de bobinaj, deci rezis¬
tenţe electrice echivalente mari, ce implică Pw aprecia¬
bile;

- fluxul magnetic de dispersie (din afara miezului
feromagnetic) este apreciabil odată cu mărirea inducţiei
magnetice, fapt care micşorează în final randamentul
transformatorului.

CE SE POATE FACE?

Din cele expuse anterior rezultă faptul că NUMAI uti¬
lizând un miez feromagnetic cu pierderi cât mai mici
putem realiza practic un transformator electric perfor¬
mant. Un miez feromagnetic cu pierderi reduse implică
automat:

- posibilitatea de a lucra cu o inducţie magnetică mult
mai mare decât la transformatorul convenţional

( b conv* 1T );

- secţiunea miezului magnetic va fi mult mai redusă;

- lungimea conductorului de bobinaj va fi mult mai
mică, deci automat am micşorat pierderile rezistive Pw.

Soluţia tehnică este transformatorul electric cu miez
magnetic toroidal. Un miez magnetic performant nu se
poate realiza decât folosind o tablă silicioasă cu pierderi
cât mai reduse.

Evident că acest tip de tablă silicioasă a fost de mult
realizat şi intră în componenţa transformatoarelor elec¬
trice de distribuţie a energiei electrice (sute de kVA sau

mai mult). Altfel, transformatorul de distribuţie devine o
construcţie uriaşă care nici măcar nu se mai poate
transporta (depăşeşte gabaritul şi greutatea normale de
lucru ale căilor ferate).

Tabla silicioasă cu un nivel de pierderi foarte redus
este denumită de toate standardele internaţionale
TABLĂ SILICIOASĂ CU GRĂUNŢI ORIENTAŢI.’ Fabri¬
carea ei reprezintă una dintre cele mai complexe
tehnologii metalurgice moderne.

Benzile din tablă silicioasă cu grăunţi orientaţi sunt
materiale feromagnetice care prezintă în compoziţie cca
3,25% siliciu, special concepute pentru realizarea
miezurilor feromagnetice ale transformatoarelor elec¬
trice cu pierderi cât mai reduse. Proprietăţile magnetice
speciale (ce implică pierderi minime), alături de posibili¬
tatea utilizării unei inducţii magnetice de valori ridicate
(B=1,6 T) sunt realizate printr-un procedeu metalurgic
deosebit de complex. El include alături de o compoziţie
chimică precisă, orientarea “grăunţilor 11 din banda de
tablă silicioasă (domeniile WEISS-BOLTZANO) CU
DIRECŢIA CRISTALINĂ DE MAGNETIZARE
“UŞOARĂ” (FĂRĂ PIERDERI ENERGETICE MARI),
PARALELĂ CU DIRECŢIA DE LAMINARE A TABLEI.
Mai precis, reţeaua cubică de cristalizare a fierului este
astfel “dirijată” încât “muchia” cubului devine paralelă cu
direcţia de laminare a tablei silicioase, iar planul diago¬
nal al “cubului” paralel cu suprafaţa benzii. Pentru uti¬
lizarea eficientă a acestui tip de tablă slicioasă este
absolut necesar ca tolele transformatorului să fie iniţial
debitate strict paralel cu direcţia de laminare a acesteia.

în figura 4 este prezentată o fotografie a structurii
cristaline proprii tablei slicioase cu grăunţi orientaţi. Ea a
fost obţinută folosind un microscop electronic cu laser.
Se observă imediat (pentru un metalurgist ce are funda-

TEHNIUM decembrie 2005

LA CEREREA CITITORILOR

DIMENSIUNI Şl TOLERANŢE

Tabelul 1

Rezistenţa la tracţiune R m — paralel cu direcţia de laminare

330 N/mm*

AJungirea — paralel cu direcţia de laminare

Duritate HV 5

160

De nsitate

7,65 Kg/dm 3

Rezistivitate

46 fiQ cm

Număr de îndoiri alternante

Rezistenţa de izolaţie Francklin

PROPRIETĂŢI MECANICE Şl FIZICE

Grosime

limită

Grosime limită

Lăţime

(mm)

Abateri la lăţime

minimă

(mm)

maximă

(mm)

pentru lăţimi
(mm)

abatere

(mm)

0,28

0,25

0,308

50-850

+100

+0,15

0,30

0,265

0,330

50-900

100-230

+0,20

0,35

0,320

0,380

50-900

230-380

+0,50

>380

+0,80

mentate cunoştinţele de chimie anorganică), structura
cristalină a “cristalelor” ce optimizează în final propri¬
etăţile magnetice ale acestui tip de tablă silicioasă.

Rezultatul este micşorarea cu cel puţin 75% a
pierderilor în fier, faţă de tabla silicioasă obişnuită.
Condiţia fundamentală este existenţa unui paralelism
strict între direcţia de laminare a tolelor şi câmpul mag¬
netic al viitorului transformator, construit cu acest mate¬
rial electrotehnic deosebit de bun.

Se mai menţionează că izolaţia suprafeţelor benzilor
de tablă silicioasă de acest tip se realizează cu două
straturi succesive de acoperire, şi anume un “film” de sti¬
clă şi un strat de izolaţie anorganică (rezistă la tempe¬
raturi de 800° C). Evident că după “acoperirea” cu acest
material electroizolant, se realizează şi un tratament ter¬
mic de recoacere, ce priveşte detensionarea tablei sili-
cioase.

Fără a avea intenţia de a face reclamă COMBINA¬
TULUI DE OŢELURI SPECIALE TÂRGOVIŞTE, INSTI¬
TUTULUI DE CERCETĂRI METALURGICE, INSTITU¬
TULUI DE CERCETĂRI Şl PROIECTĂRI PENTRU
ELECTROTEHNICĂ, amintim că acest “triumvirat” a
reuşit să elaboreze în anul 1984 o tablă silicioasă pen¬
tru transformatoare electrice de putere, comparabilă - şi
chiar la fel de bună ca performanţe - cu cea a firmelor
străine.

Din tabelul 1, congruent cu cel prezentat de firmele
străine, se identifică dimensiunile, toleranţele şi mai ales
proprietăţile fizice ale tablei silicioase româneşti.

Proprietăţile magnetice garantate şi totodată propri¬
etăţile magnetice tipice sunt prezentate în tabelul 2 şi J
tabelul 3.

în figurile 5,6,7 sunt prezentate diagramele pierde¬
rilor specifice de remagnetizare, diagramele inducţiei
magnetice şi permeabilităţii magnetice relative şi dia- !
gramele puterii aparente specifice de remagnetizare, I
pentru cele două frecvenţe tipice ale reţelelor energetice
din lume (50 Hz, 60 Hz), extrem de utile unui construc¬
tor amator (şi, evident, celui profesionist) de bobine cu
miez feromagnetic sau transformatoare electrice cu
miez feromagnetic din tablă silicioasă de acest tip.
Desigur că, ţinând cont de considerentele expuse ante¬
rior, ia care se adaugă graficele şi diagramele prezen¬
tate, orice constructor de maşini electrice poate dimen¬
siona lejer un transformator toroidal cu miez feromag¬
netic realizat din tablă silicioasă cu grăunţi orientaţi. La
ora actuală există programe de calcul bine puse la punct
(vezi INTERNET-ul), încât după o apăsare pe tastele
calculatorului, în câteva minute transformatorul toroidal
să fie proiectat rapid “în toată splendoarea lui”.

Dar ce ne facem cu miile (sau poate chiar zecile de
mii) de constructori amatori care vor să realizeze practic

TEHNIUM decembrie 2005

IA CEREREA CITITORILOR

un transformator toroidal performant, fără ajutorul com¬
puterului?

Apelând la experienţa proprie de inginer elec-
trotehnician (numai oca 30 de ani) de proiectare a
maşinilor electrice, voi prezenta un breviar de calcul re¬
lativ simpiu al transformatorului toroidal cu miez din tole
feromagnetice, extrem de util elevilor din învăţământul
preuniversitar cu profil electrotehnic, constructori ama¬
tori de aparataj electrotehnic, dar şi profesioniştilor care

doresc o realizare practică rapidă, utilă şi fiabilă.

Menţionez că transformatorul toroidal construit după
indicaţiile mele este cu cca 30% mai mic ca gabarit
decât transformatorul convenţional, iar randamentul lui
este cu 25-40% mai mare decât al transformatorului cla¬
sic. Aceste considerente practice impun realizarea neîn¬
târziată a transformatorului toroidal cu miez feromag-
netic.

(Continuare în nr. viitor)

TEHNIUM decembrie 2005

LA CEREREA CITITORILOR

TEHNIUM decembrie 20«

HI-FI

nSPL

w 1

w 1 ^

FILTRE

/"i

. 1

V*V' PENTRU

DIFUZOARE

[ *-*

1/2f T f

T 2f

Ing. AURELIAN MATEESCU

Sub această denumire sunt recunoscute de către cei
mai mulţi montajele care separă domeniul de lucru al
difuzoarelor montate în aceeaşi incintă acustică. Mai
corect, acestea se numesc reţele pasive de separare a
difuzoarelor, ţinând cont că există şi reţele de separare
active (electronice), care sunt introduse în lanţul acustic
înaintea amplificatorului de putere. Prezenta abordare
nu va cuprinde decât precizări şi sfaturi practice în abor¬
darea acestei probleme, bazate pe experienţa proprie şi
pe numeroasele materiale pe care le-am studiat şi uti¬
lizat de-a lungul timpului, fără a recurge din nou la for¬
mule matematice şi relaţii de calcul, mai ales că, în timp,
acestea au fost publicate de mai multe ori în paginile
revistei.

Trebuie spus că mulţi specialişti consideră că
proiectarea filtrului pasiv reprezintă un procentaj însem¬
nat din construcţia unei incinte de calitate, unii lansând,
un pic mai hazardat, un procentaj de peste 90%! Atunci
când nu dispui de traductoare acustice de calitate, care
să-ţi ofere posibilitatea de a te încadra în cazul (mai mult
sau mai puţin) ideal, în mod sigur, obţinerea unui rezul¬
tat decent este determinată de abilitatea celui ce
proiectează şi execută incinta de a manevra cu datele
tehnice de care dispune.

Elementele care trebuie luate în calcul sunt extrem
de multe şi complexe:

- caracteristicile electrice şi acustice ale traduc-
toarelor;

- tipul incintei, construcţia fizică a acesteia;

- distanţa dintre traductoare şi modul de amplasare
temporal pe faţa incintei pentru micşorarea defazajelor
dintre traductoare (obţinerea unei fazări corecte a sem¬
nalului reprodus de incintă) etc.

Pentru un producător bine dotat cu aparatura de
măsură şi control adecvată, chiar prin utilizarea unor
programe de simulare şi determinare a parametrilor
foarte sofisticate, care au în vedere un număr mare de
parametri, reuşita depinde de reluări succesive ale
determinărilor şi teste de audiţie multiple. Cum, în final,
şi cei mai mari constructori utilizează testele de audiţie
ca o parte importantă şi definitorie a deciziei asupra
soluţiei finale, pe aceeaşi soluţie este forţat şi construc¬
torul amator să lucreze, având în vedere că foarte puţini
îşi pot permite accesul la un minim de dotare tehnică. în
plus, degeaba atâta muncă şi dotare dacă auditoriul nu
este satisfăcut! De aceea sunt atât de multe firme şi pro¬
duse, ca să poţi alege! Atunci când îţi faci singur incin¬
tele, important este să-ţi placă sunetul lor şi să nu te laşi

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

influenţat de “specialiştii” care, în ignoranţa lor, cred că
numai o firmă, eventual cea pe care o' agreează ei,
poate produce incinte de calitate.

După ce va citi cele ce urmează, constructorul unei
incinte va înţelege de ce nu am recomandat şi nu voi
recomanda vreodată utilizarea reţelelor de separare
care se comercializează prin magazinele de compo¬
nente electronice. în plus, excepţia confirmă regula!
Cum se procedează atunci când vrem să construim o
incintă acustică? Bineînţeles, trebuie să decidem câte
căi va avea incinta şi dacă dispunem de sau putem
procura traductoarele adecvate. Vom considera că am
optat pentru o incintă cu două căi, deci cu un woofer şi
un tweeter, dar, ceea ce urmează este valabil şi pentru
o incintă cu N căi. încă înainte de a cumpăra setul de
traductoare, trebuie să verificăm ca cele două traduc-
toare să îndeplinească unele condiţii minimale:

- caracteristica de frecvenţă a celor două difuzoare
să fie cât mai liniară;

- preferabil, SPL-urile celor două difuzoare să fie
egale. Dacă nu sunt egale, SPL-ul tweeterului poate fi
mai mare, dar nu se pot utiliza împreună dacă SPL-ul
wooferului este mai mare decât al tweeterului, pentru că
domeniul de frecvenţă redat de tweeter va avea o pre¬
siune sonoră mai mică, tradusă prin “lipsa înaltelor”!
Invers, există posibilitate de corecţie relativ uşoară;

- caracteristica de frecvenţă comună a celor două
difuzoare trebuie să fie liniară pe minimum două octave
în zona în care vom plasa frecvenţa de tăiere a filtrului
pentru a evita distorsiunile.

Această întreprindere este practic imposibilă atunci
când cumpăraţi difuzoare ca pe cartofi, ghidându-vă
după sfaturile “iluminaţilor”: “dacă e de 4 (ohmi) e de
maşină, dacă e de 8 (ohmi) e de casă, în rest puterea
contează!” Am mai spus şi o repet, odată cu încălzirea
bobinei wooferului (vezi numerele anterioare ale revis¬
tei), lucrurile se schimbă radical, scapă de sub control
inclusiv comportamentul reţelei de separare!

După ce am achiziţionat traductoarele şi am stabilit
toate elementele constructive ale incintei, inclusiv
măsurile constructive pentru reducerea defazajelor -
panoul frontal înclinat, montarea wooferului pe inel de
distanţare, panou frontal în trepte etc. - va trebui abor¬
dată şi soluţia reţelei de separare. Servindu-ne de ca¬
racteristica de frecvenţă a celor două traductoare ce
echipează incinta, putem alege soluţia care convine cel
mai mult. Cum reţelele de ordinul I au o pantă puţin
abruptă (6 dB/octavă), solicită traductoare cu caracteris¬
tici mai greu de întâlnit la modelele de serie mare,
majoritatea constructorilor abordează reţele de ordinul

II, dintre care tipul Butterworth este predominant în uz.
Indiferent de soluţia adoptată, dacă vă aflaţi în căzii
ideal, când cunoaşteţi toţi parametrii electro-acustici ş
aceştia întrunesc toate condiţiile pentru calculul clasic ai
reţelei la frecvenţa de tăiere aleasă (fig. 1), atunci sun¬
teţi cu adevărat norocos. Problema apare atunci când se
lucrează “pe blind”, adică orbeşte: nu se cunosc carac¬
teristicile traductoarelor şi nici nu se pot găsi prin nicio
metodă: magazinul nu le are, importatorul nici atât etc.
în acest caz vă aflaţi în situaţia cea mai grea: dacă nu
puteţi apela la o firmă sau un laborator capabil să
măsoare parametrii, nu vă rămâne decât să lucraţi
orbeşte, cu consecinţele de rigoare! în acest caz vă
puteţi găsi într-una din situaţiile date ca exemplu mai jos,
situaţii fără remediu la kitul de traductoare în cauză:

- cele două caracteristici de frecvenţă nu se între¬
pătrund (fig. 2), ceea ce conduce la o cădere semnifica¬
tivă a frecvenţelor reproduse de incintă chiar dacă nu se
utilizează filtru;

- există distorsiuni majore ale caracteristicii de
frecvenţă la unul dintre traductoare, dar nu se poate
evita domeniul în cauză prin alegerea judicioasă a
frecvenţei de tăiere (fig. 3);

- wooferul prezintă o caracteristică puternic ascen¬
dentă, necorectabilă suficient prin reţele RLC (fig. 4);

- wooferul are valoarea SPL-ului mai mare decât
tweeterul (fig. 5).

Adevărul este că în realitate lucrurile pot fi şi mai
complexe, şi mai dificile, din care cauză recomand ca
abordarea construcţiei de incinte să se facă atunci când
se dispune de informaţia tehnică necesară. Copierea
unei incinte de firmă fără a dispune de aceleaşi traduc¬
toare şi reţea de separare nu garantează o reuşită.
Utilizarea unei reţele de separare de la firmele profe¬
sionale nu reprezintă o soluţie bună pentru că au fost
construite pentru o aplicaţie specifică a unor anumite
traductoare, aşa cum reţeaua de separare scoasă dintr-o
incintă “de fabrică” nu se potriveşte decât la traduc¬
toarele care au echipat incinta, fiind optimizată pentru
acestea. Din aceleaşi motive nu recomand nici utilizarea
unor reţele vândute prin magazine: nu se ştie ce
frecvenţă de tăiere au, nici ce tip de filtru este, nici punc¬
tul de îmbinare al celor două caracteristici, ba se mai
precizează că sunt universale, indiferent de impedanţa
traductoarelor. Cât despre informaţiile pe care le pot da
vânzătorii... mai bine nu mai comentăm nimic.

Un abonament la revista TEHNIUM, o vizită prin
anticariate vă pot ajuta în documentarea dv. pentru a
aborda în cunoştinţă de cauză construcţia reţelelor de
separare.

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

I.. ..."1

Controalele digitale
sunt foarte frecvent întâl¬
nite în ultima vreme şi au
înlocuit, în multe cazuri,
comenzile analogice.
Montajul prezentat poate
fi folosit de cei care dis¬
pun de amplificatoare de
medie şi mare putere; el
înlocuieşte potenţiome-
trele stereo analogice.
Numărul redus de com¬
ponente, alimentarea la
tensiune redusă şi timpul
de răspuns foarte bun fac
acest potenţiometru digi¬
tal foarte util.

Montajul este construit în jurul
circuitului integrat LC7533, produs
de firma Sanyo. Volumul se poate
regla în 16 trepte (nivele). Ali¬
mentarea se face la 5V cu ajutorul
unui stabilizator 7805 în capsulă
TO-92, consumul circuitului fiind
destul de redus. O tensiune de 12
sau 14,4 volţi se poate aplica pe
intrarea notată cu VDD. A nu se con¬
funda tensiunea de pe această
bornă de alimentare cu tensiunea
de la ieşirea lui 78L05 (5V), pentru
aceasta neexistând o bornă sepa¬
rată de ieşire. Montajul cu LC7533
se poate lega în paralel, cu un
modul amplificator, din punct de
vedere al alimentării. în acest fel nu
mai este nevoie de construirea unei
surse separate de alimentare.
Semnalele de intrare se aplică pe

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

pinii 4 şi 12, prin intermediul celor
două condensatoare electrolitice.
Semnalul introdus pe aceşti pini
poate proveni de la ieşirea unei plăci
de sunet a unui PC sau de la ieşirea
unui preamplificator. Cele două ieşiri
se regăsesc pe pinii 7 şi 9. Prin
analogie, se poate spune că acestea
sunt de fapt cele două “cursoare” ale
potenţiometrului digital stereo de pe
care se culege acum semnalul. De
aici, semnalul se poate introduce pe
bornele de intrare ale unui amplifica¬
tor final audio. Cele două rezistenţe
(R1, R2) conectate la pinul VM pot
să fie cuprinse între 10kQ şi lOOkQ,
dar dacă, de exemplu, una se alege
de 47kQ, şi cealaltă va fi tot de
aceeaşi valoare pentru a diviza ten¬
siunea de alimentare cu 2, necesară
la acest pin, în cazul unei alimentări
asimetrice.

Se recomandă ca LC7533 să fie
montat împreună cu un soclu pentru
o uşoară înlocuire în caz de defect.
Valorile componentelor sunt cele
indicate pe schemă, iar acestea nu
trebuie să fie de precizie mare;
rezistoarele pot avea 0,25 W sau 0,5
W (în acest caz un spaţiu ocupat
mai mare) şi condensatoarele elec¬
trolitice o tensiune de străpungere
de minimum 12 V. Nu este nevoie de
un radiator pentru 7805 dacă se va
folosi unul în capsula TO220 şi, în
niciun caz, pentru LC7533, puterea
disipată de acesta fiind de maximum
100 mW.

Se vor folosi obligatoriu butoane
normal-deschise (cu revenire). Se
pot utiliza butoane asemănătoare cu
cele de la panoul frontal al televi¬
zoarelor sau butoane de la CD
playere etc. Se va evita utilizarea
unor butoane care au un contact

imperfect. în cazul acţionării simul¬
tane a celor două butoane, cel pen¬
tru UP (creşterea volumului) are pri¬
oritate. Practic, volumul va creşte
până la limita maximă şi va rămâne
acolo până se eliberează butonul de
UP şi se începe acţionarea butonu¬
lui de DOWN (scăderea volumului). I
Nu s-au montat cele două contacte
pe cablaj, utilizatorul având posibili- ,
tatea de a le pune mai departe de
montaj cu ajutorul a trei conduc¬
toare. Se poate opta şi pentru j
montarea butoanelor pe o plăcuţă
de cablaj găurit şi apoi legarea
acesteia la modul prin intermediul
conductoarelor. Trebuie menţionat
că după întreruperea alimentării,
acest integrat nu memorează ultima
valoare a volumului. în schimb,
datorită configuraţiei utilizate, se
asigură o pornire lină, cu nivelJ
volumului aproape de minim.

Plăcuţa montajului va avea 11
borne (3 de intrare, 3 de ieşire, 2 de
alimentare şi 3 pentru cele două
butoane de control). Acestea sunt
marcate pe cablaj prin pătrate, lângă
care sunt trecute denumirile lor.
Dimensiunile plăcii şi ale pieselor
sunt 1:1, pentru condensatoarele
electrolitice folosindu-se capsule
mai mari. Capsulele pentru rezis-
toare corespund unor puteri de
0,5 W.

Schema montajului este dată în
pag. 33.

BIBLIOGRAFIE

1. www.alldatasheet.com

2. Tehnium, iunie 2004, articold
“Protecţie”, pag. 61

Lista de piese

U1-»LC7533

U2->78L05

C1-»1 pF/25V
C2->1 |iF/25V
C3 h> 10 piF/25V
C4-»10 pF/25V
C5-»1 pF/25V
C6-+1 |iF/25V
C7->100 pF/25V
C8->100 nF/25V
C9-*1 pF/25V
C10-»100 nF/25V
R1, R2, R3, R4->100 kQ
SOCLU 16 PINI

2 BUTOANE NORMAL DES¬
CHISE (CU REVENIRE)

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

Tudor Buzea, Bucureşti, tel. 746.54.85

TEHNIUM decembrie 2005

Hi-Fi

ÎNR€GISTRRR€R

si RCDRRCR

MRGNCTICR

A S6MNALCL0R AUDIO

Pagini realizate de praf. ing. EMIL MARIAN

(Urmare din nr. trecut)

1.5. Redarea înregistrării mag¬
netice

Pentru redarea semnalului audio
înregistrat pe banda magnetică,
aceasta se derulează prin faţa capu¬
lui magnetic de redare, obligatoriu
cu aceeaşi viteză cu care a fost tre¬
cută prin faţa capului magnetic de
înregistrare. Variaţiile inducţiei mag¬
netice remanente BREM generează
variaţii ale fluxului magnetic ce se
închide prin banda magnetică şi
capul magnetic de redare. întrefierul
capului magnetic de redare este
constructiv mai mic decât cel al
capului magnetic de înregistrare. în
momentul redării, întrefierul obligă
liniile de forţă ale fluxului magnetic
să se închidă prin miezul feromag-
netic al capului magnetic de redare.
Prin construcţia lui, capul magnetic
de redare trebuie să asigure fideli¬
tatea semnalelor electrice determi¬
nate de inducţia remanentă a benzii
magnetice BRAF. în caz contrar, la
redare apar distorsiuni de frecvenţă
şi distorsiuni neliniare THD foarte
dificil de înlăturat acţionând asupra
părţii electrice a preamplificatorului
ce succede capul magnetic de
redare. Banda magnetică induce o
tensiune electromotoare în momen¬
tul trecerii prin faţa capului magnetic
de redare:

E=k-<î>RApf= < l , (f)-f

unde:

0>(f) = fluxul magnetic generat de
banda magnetică

Oraf = amplitudinea câmpului
magnetic

f = frecvenţa tensiunii induse
k = constantă de proporţionali-
tate

Dacă se presupune liniară carac¬
teristica de înregistrare a benzii
magnetice, amplitudinea fluxului
magnetic 3 >raf rămâne constantă,
independent de frecvenţa semnalu¬
lui audio înregistrat. Se observă
amplitudinea tensiunii electromo¬
toare E, proporţională cu frecvenţa
semnalului înregistrării, reiaţie
reprezentabilă printr-o dreaptă,
E=k-<]>RAF'f

Deoarece la o octavă frecvenţa
se dublează, raportul celor două
tensiuni E2/E1, deci amplificarea
relativă pe octavă este de 6dB.
Această dreaptă reprezintă forma
ideală a tensiunii electromotoare
generate la bornele capului magne¬
tic de redare. în realitate, datorită
unei complexităţi de factori ce se vor
examina ulterior, odată cu creşterea
frecvenţei, tensiunea electromo¬
toare generată de capul magnetic
de redare suferă modificări impor¬
tante în ceea ce priveşte ampli¬
tudinea, iar caracteristica de transfer
tensiune/frecvenţă capătă o anumită
alură.

1.6. Ecranarea magnetică

Câmpurile magnetice exterioare
perturbatoare (motor, transformator,
reţea de alimentare etc.) pot induce
în capetele magnetice de imprimare
şi redare tensiuni electromotoare
perturbatoare, manifestate la redare
printr-un zgomot de fond deosebit
de neplăcut.

Pentru a reduce la limită acest
lucru, se iau o serie de măsuri de
protecţie în ceea ce priveşte forma
şi dimensiunile capetelor magnetice
de imprimare şi redare, concomitent
cu aşezarea, poziţionarea lor şi
ecranarea corespunzătoare a
surselor de zgomot. Aceste măsuri

de precauţie nu reduc însă la mini
influenţa câmpurilor magnetice pep
turbatoare exterioare. Datorită aces¬
tui fapt este necesară utilizarea una
ecrane magnetice pentru capeţi
magnetice de imprimare şi redare
Aceste ecrane sunt confecţion
dintr-un material cu permeabilii
magnetică mare. Influenţa câi
purilor magnetice perturbatoare
micşorează în următoarele feluri:

- datorită reluctanţei scăzute
ecranului (comparativ cu reiucta
spaţiului dintre ecran şi capul maţ
netic) cea mai mare parte a câm '
lui magnetic perturbator se închi
prin ecran, fără însă a intra în mie;
magnetic al capului magnetic;

- câmpul magnetic perturbai
variabil în timp, provoacă în eci
apariţia unor curenţi turbionari, c
la rândul lor creează un câmp mai
netic de sens contrar câmpul
iniţial, atenuându-l în cea mai m
parte.

Efectul de ecranare datorai
curenţilor turbionari depinde de
rezistivitatea materialului din care 1
este confecţionat ecranul magnetic,
de permeabilitatea sa magnetică, de
frecvenţa câmpului magnetic pertur¬
bator şi de direcţia magnetică faţă
de suprafaţa ecranului. La frecventă
joasă (sute de Hz), curenţii tur¬
bionari influenţează în mică măsură
ecranarea. în cazul apariţiei unor
curenţi turbionari de frecvenţă înaltă
(mii de Hz), acţiunea lor este impor¬
tantă şi poate ameliora în mod coi
cludent ecranarea. Pentru evaluarea
eficienţei ecranării este stabilit coel
cientul de ecranare, care reprezintă
raportul dintre tensiunea electromo¬
toare perturbatoare Ep indusă *
câmpul magnetic neecranat şi ten

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

unea electromotoare Epe indusă în
câmpul magnetic ecranat:

A(dB)=20 log-||-

în urma acestor încercări experi¬
mentale a rezultat că efectul de
ecranare creşte iniţial repede cu
grosimea ecranului, după care
mărirea în continuare a grosimii
acestuia nu mai este eficientă.
Utilizarea unor ecrane prea groase
este totodată neraţională din punct
de vedere constructiv. Este mult mai
avantajos a utiliza o serie de ecrane
succesive subţiri, distanţate între
ele. Cu un singur ecran având per¬

meabilitatea magnetică relativă
pr = 5000 se atinge un coeficient de
ecranare de 40...50 dB. Cu cât per¬
meabilitatea magnetică a materialu¬
lui din care este confecţionat ecranul
magnetic este mai mare, cu atât
coeficientul de ecranare are valori
mai mari. Din acest considerent se
utilizează practic ecrane magnetice
confecţionate din permalloy sau alt
material cu permeabilitate magne¬
tică ridicată. în vederea obţinerii
unei bune ecranări şi în domeniul
frecvenţelor înalte, se utilizează, pe
lângă un ecran de permalloy şi un al
doilea ecran suplimentar din cupru.
Acţiunea de ecranare a cuprului
creşte proporţional cu frecvenţa, iar
cu cât ecranul este mai gros cu atât
frecvenţa de la care începe acţiunea
efectivă de ecranare este mai joasă,
în figura 17 se observă modul de
variaţie în funcţie de ecranarea
aleasă. Diagrama 2 este trasată
pentru un cap magnetic ecranat
doar cu un ecran de permalloy.
Diagrama 3 se obţine în urma

folosirii a două ecrane din permalloy.
Un coeficient de ecranare de cca 20
dB se obţine folosind trei ecrane
succesive din permalloy - diagrama
5. Dacă în locul ecranului interme¬
diar din permalloy se foloseşte un
ecran din cupru, ecranarea în banda
frecvenţelor joase scade foarte
puţin, iar la frecvenţe foarte înalte se
obţine un efect favorabil - diagrama
4. în mod practic se alege o variantă
de ecranare în funcţie de calităţile
finale urmărite pentru cele două
capete magnetice în ceea ce
priveşte mărimea coeficientului de
ecranare.

1.7. Distorsiuni şi perturbaţii
care apar în timpul procesului de
înregistrare şi redare

Atât la înregistrarea, cât şi la
redarea informaţiei stocate pe
banda magnetică s-au făcut o serie
de aproximaţii şi idealizări iniţiale
pentru explicarea cât mai clară a
modului de lucru şi a fenomenelor
fizice esenţiale care se petrec în
acest timp. Concluziile obţinute tre¬
buie suplimentate cu o serie de
completări şi precizări în scopul
punerii în evidenţă a aspectelor
practice ale realităţii. în timpul pro¬
cesului de înregistrare şi redare
magnetică apar o serie de
fenomene perturbatoare, de care
trebuie ţinut cont pentru ca acţiunea
lor să fie minimă. Cele mai impor¬
tante cauze care micşorează cali¬
tatea unei înregistrări magnetice
sunt următoarele:

- distorsiunile de frecvenţă;

- distorsiunile de neliniaritate;

- zgomotele;

- efectul de copiere a benzii
magnetice.

Distorsiunile de frecvenţă care apar
în timpul procesului de înregistrare
şi redare magnetică se datorează
următoarelor cauze:

- efectul întrefierului capului
magnetic de înregistrare;

- efectul de autodemagnetizare;

- efectul de suprafaţă şi al
micşorării permeabilităţii funcţie de
frecvenţă;

- efectul aderenţei imperfecte a
benzii magnetice;

- dimensiunile finite ale între-
fieruiui capului magnetic de redare;

- înclinările relative ale capetelor
magnetice.

1.7.1. Efectul întrefierului ca¬
petelor magnetice

La înregistrarea cu polarizare de
curent continuu s-a presupus că
lungimea întrefierului capului mag¬
netic de înregistrare este foarte
mică în raport cu lungimea de undă
a semnalului audio înregistrat.
Conform acestei ipoteze, intensi¬
tatea câmpului magnetizant HAF nu
variază în timpul trecerii unei parti¬
cule elementare proprii benzii mag¬
netice prin dreptul întrefierului.
Acest fapt nu se poate realiza prac¬
tic datorită următoarelor cauze:

- un întrefier prea îngust este
dificil de realizat tehnologic;

- o viteză prea mare a benzii
magnetice implică un consum mare
al acesteia (soluţie neeconomică).

în mod practic, inducţia magne¬
tică BAF variază în dreptul între¬
fierului. Dacă lungimea întrefierului
devine comparabilă cu lungimea de
undă a semnalului audio înregistrat,
apar distorsiuni importante ale aces¬
tuia. Să presupunem că lungimea
întrefierului capului magnetic de
înregistrare este egală cu jumătate
din lungimea de undă a semnalului
audio util ce se înregistrează pe
banda magnetică. în momentul în
care particula magnetică elemen¬
tară trece prin faţa întrefierului, va¬
loarea inducţiei magnetice BAF
poate varia de la maximumul pozitiv
până la minimumul negativ. întrucât
la înregistrarea cu polarizare de
curent continuu sensul câmpului
magnetic de polarizare Hp este tot¬
deauna acelaşi, inducţia magnetică
remanentă BREM este determinată
totdeauna de valoarea maximă po¬
zitivă pe care o ia câmpul magnetic
total în timpul cât particula magne¬
tică parcurge câmpul de înregis¬
trare. Chiar dacă în momentul tre¬
cerii prin faţa întrefierului câmpul
magnetic se schimbă (scade),
oricum particula magnetică rămâne
magnetizată de valoarea corespun¬
zătoare a câmpului magnetic maxim

F-J f£Hz]

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

Hp + Hmax, la valoarea BREM max.
Dacă între timp câmpul magnetic îşi
modifică valoarea la Hp-Hmax, atât
timp cât particula magnetică stă în
faţa întrefierului, inducţia magnetică
remanentă cu care a fost magneti-
zată rămâne la valoarea BREM
max. Rezultă că în locul unei dia¬
grame sinusoidale în ceea ce
priveşte forma de undă a inducţiei
remanente BREM, corespunzătoare
unui semnal de audiofrecvenţă cu
formă de undă sinusoidală, apare
practic o magnetizare cu o formă de
undă ce prezintă nişte distorsiuni
foarte importante. Practic, jumătate
din forma sinusoidală a inducţiei
magnetice remanente .BREM este
puternic distorsionată. în figura 18
s-a reprezentat cazul în care lăţimea
întrefierului este egală cu jumătate
din lungimea de undă a semnalului
audio sinusoidal. Diagramele se
întocmesc practic prin reprezen¬
tarea a două sinusoide normale, cu
aceeaşi lungime de undă, care sunt
decalate între ele cu valoarea
5 = X/2.

în situaţia prezentată de dia¬
gramele din figura 18 (8 = U2 prin
realizarea unei extinderi a con¬
strucţiei grafice) se observă că de la
o lălţime a întrefierului egală cu
lungimea de undă a semnalului
audio pentru înregistrat, diagrama
inducţiei magnetice remanente
BREM devine practic o dreaptă. în
această situaţie semnalul electric
obţinut la redare este nul (doar un
zgomot mare de fond). Efectul între¬
fierului la înregistrarea cu polarizare
de curent continuu implică nu numai
distorsionarea puternică a semnalu¬
lui înregistrat, dar şi atenuarea
acestuia pe măsura creşterii
frecvenţei. In momentul în care se
îndeplineşte egalitatea dintre
lăţimea întrefierului şi lungimea de
undă a semnalului înregistrat,
frecvenţă la care înregistrarea nu
mai este posibilă, se obţine
frecvenţa limită de înregistrare la
polarizare în curent continuu.
Această situaţie nu se poate amelio¬
ra decât prin mărirea vitezei benzii
magnetice, fapt limitat din conside¬
rente economice. Rezultă clar că pe
lângă zgomotul de fond cauzat de
neomogenitatea benzii magnetice,
înregistrarea ei folosind polarizarea
în curent continuu este deficitară
datorită efectului de întrefier, care
generează atenuarea semnalului şi
apariţia unor distorsiuni importante
ale acestuia. Din aceste conside¬
rente, metoda de înregistrare cu
polarizare în curent continuu nu se
mai utilizează decât pentru semnale
audio cu banda de frecvenţă foarte
restrânsă (dictafoane, înregistrări

TFF etc.).

La înregistrarea cu polarizare de
înaltă frecvenţă s-a emis ipoteza
simplificatoare potrivit căreia sem¬
nalul de audiofrecvenţă nu variază
în momentul trecerii unei particule
elementare proprii benzii magnetice
prin faţa întrefierului capului mag¬
netic de înregistrare. Concomitent,
câmpul magnetic este presupus a
avea o formă abruptă la capetele
întrefierului.(fără componentă tan¬
genţială). în momentul în care
lăţimea întrefierului devine compa¬
rabilă cu lungimea de undă a sem¬
nalului de audiofrecvenţă destinat
înregistrării, consi¬
derând şi forma de
undă abruptă a
câmpului magnetic
din întrefier, distor¬
siunile inducţiei
remanente BREM
sunt mult mai mici
decât în cazul
polarizării în curent
continuu. Acest
lucru se explică prin
faptul că polari¬
zarea în curent
alternativ de înaltă
frecvenţă gene¬
rează un câmp
magnetic de polari¬
zare Hp alternativ,
astfel încât particula
magnetică elemen¬
tară poate urmări
variaţiile inducţiei
magnetice BAF şi părăseşte întot¬
deauna întrefierul cu inducţie mag¬
netică remanentă BREM corespun¬
zătoare momentului depăşirii aces¬
tuia. Pentru ca această condiţie să
fie îndeplinită, este necesar ca
frecvenţa curentului de polarizare să
fie de cel puţin 4 ori mai mare decât
frecvenţa limită superioară a sem¬
nalului de audiofrecvenţă înregistrat.
Dacă nu se respectă această
condiţie apar distorsiuni neliniare
datorită fenomenului de histerezis
asimetric. în această situaţie, parti¬
culele magnetice elementare nu se
mai magnetizează cu inducţia rema¬
nentă Brem 1 conform caracteristicii
de transfer drjţm = f(HAp, Hjp),
curba de histerezis fiind aeformată.
Datorită considerentelor de ordin
tehnologic, în mod practic nu se
poate construi un cap magnetic per¬
fect, care să genereze un câmp
magnetic în întrefier cu o formă de
undă foarte abruptă. Dimensiunile
geometrice şi forma capului mag¬
netic de înregistrare, materialul din
care acesta este construit, banda
magnetică folosită şi mai ales va¬
loarea curentului de polarizare con¬
stituie factori care contribuie la apla¬

tizarea formei de undă a câmpului
magnetic (turtirea ei). Lungimea
aplatizării câmpului magnetic, după
ce acesta a atins o valoare maximă,
este acea distanţă în care intensi¬
tatea lui scade la o zecime din va¬
loarea sa maximă. Efectul “turtirii”
câmpului magnetic este micşorarea
amplitudinii înregistrării cu atât mai
mult cu cât lungimea de undă a
semnalului audio înregistrat este
mai mică. Deci apare evident impor¬
tanţa formei câmpului magnetic la
întrefier. Mărirea lungimii efective a
întrefierului este însoţită de
scăderea intensităţii câmpului mag¬

netic din acesta echivalentă cu
“lungimea” stingerii câmpului mag¬
netic. Efectul de aplatizare a acestu¬
ia depinde indirect de lăţimea între¬
fierului capului magnetic de înregis¬
trare. în momentul înregistrării câm¬
pului magnetic în zona de stingere
duce la faptul că, odată cu ieşirea
particulei magnetice elementare în
mişcare din zona întrefierului, în
care câmpul magnetic este maxim,
aceasta este supusă practic unui
câmp magnetic alternativ
descrescător. Datorită acestui fapt
are loc o mică demagnetizare a par¬
ticulei, deci şi o scădere a inducţiei
magnetice remanente Br^m-
Această scădere este cu atât mai
accentuată cu cât lungimea de undă
a semnalului audio înregistrat este
mai mică, comparativ cu lungimea
stingerii câmpului magnetic din
întrefier (deci la frecvenţe înalte). La
înregistrarea semnalelor audio de
frecvenţă joasă şi medie, efectul de
demagnetizare este minim, iar în
mod practic înregistrarea se poate
considera lipsită de distorsiuni de
frecvenţă.

(Continuare în nr. viitor)

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

INCINTA

VOIGT

UIOOF6R

Până în prezent, în paginile
revistei au apărut mai multe variante
de incinte în sfert de lungime de
undă (TQWT) după principiul
descris în 1928 de Paul Voigt. Au
fost prezentate incinte pentru
woofere cu diametrul de 6,5”, 8” şi
12” (coaxial), lipsind din acest şir un
woofer de 10”. Cu sprijinul importa¬
torului care a furnizat traductoarele
necesare, am făcut mai multe deter¬
minări pentru a obţine o soluţie cât
mai optimă pentru traductorul HP-
10W, woofer de uz profesional din
seria HP, produs de firma P Audio.
Am avut în vedere ca traductorul să
fie în primul rând abordabil ca preţ,
ştiut fiind că difuzoarele pro sunt
ceva mai scumpe decât cele de uz
“domestic”, respectiv cele din maga¬
zinele grupate pe strada Maica
Domnului din Bucureşti. Vreau să
menţionez, pentru cei care nu ştiu,
faptul că un woofer pentru uz hi-fi,
de acelaşi diametru, produs de o
firmă din grupul DST (Vifa, Peerless,
ScanSpeak) sau de Visaton, de
exemplu, costă de câteva ori mai
mult decât HP-10W. Mult mai com¬
plicată a fost găsirea unui tweeter
care să corespundă tuturor ce¬
rinţelor (un SPL minim de 93-94
dB/W/m, o bandă de frecvenţă
liniară şi extinsă peste 20 kHz, pen¬
tru a îndeplini cerinţele actuale).

Date constructive. Structura
incintei nu diferă de cea a incintelor
prezentate anterior în revistă. Am
căutat să obţin dimensiuni rezo¬
nabile pentru această incintă, având
în vedere că odată cu creşterea
diametrului wooferului, dimensiunile
incintei sporesc şi odată cu aceasta
şi greutatea. în figură sunt prezen¬
tate dimensiunile interioare ale in¬
cintei. Ceea ce se remarcă este
deschiderea mai mare a portului
(180 x 250 mm), ceea ce asigură o
funcţionare preponderent ca horn
de oscilaţie, nu ca horn de compre¬
sie sau linie de transmisie. Am optat
pentru această variantă pentru că
wooferul are o suspensie destul de
rigidă, care permite o bună amorti¬
zare proprie.

Wooferul are o frecvenţă de
rezonanţă proprie de 53 Hz, care
poate părea mare. Incinta a fost cal¬
culată pentru o frecvenţă de 40 Hz
pentru a uşura lucrul wooferului sub
frecvenţa sa Fs. Nu am coborât mai
mult frecvenţa ansamblului pentru a
evita creşterea dimensiunilor incin¬
tei, cu toate consecinţele şi cu rezul¬
tate discutabile, dacă avem în
vedere că un volum prea mare are
drept consecinţe un sunet colorat de
rezonanţe multiple şi cu o creştere
minimă a basului.

Ing. AUREUAN MATEESCU

Realizare practică. Şi această
incintă a fost executată din PAL de
18 mm, îmbinat prin lipire cu aracet
gros de tâmplărie şi şuruburi tip
Ftigips de diametru 3,5 mm şi
lungime de 45 mm.

Intre peretele spate şi talpa incin¬
tei se montează un racord din plas¬
tic de„2 mm grosime, cu raza de 250
mm. între peretele spate şi capacul
superior se montează un deflector
din plastic cu raza de 100 mm. între
pereţi şi cele două deflectoare se
introduce spumă poliuretanică.

Finisajul se poate face prin
furniruire plus protecţie cu lac inco¬
lor, vopsire sau acoperire cu folie
autoadezivă ce imită furnirul.

în cazul în care incintele se vor
deplasa prin cameră mai des,
plantarea lor pe o plintă prevăzută
cu rotiţe de mobilă oferă avantaje ce
vor fi apreciate de soţie.

De asemenea, vor fi apreciate
înălţimea şi suprafaţa superioară,
care va fi un suport excelent, la
înălţimea convenabilă, pentru
plasarea ghivecelor cu plante mai
mult sau mai puţin decorative!

Cei care decid să nu le
deplaseze frecvent, le pot dota cu
spike-uri (vârfuri de oţel călit,
reglabile pe înălţime) pentru decu¬
plarea de podea, care evită atât
enervarea vecinilor, cât şi vibraţiile
mobilei. La magazinul MUZICA din
Capitală (parter) pot fi procurate
aceste accesorii utile, sau pot fi con¬
fecţionate dacă aveţi îndemânare şi
materiale.

Alegerea tweeterului. Pentru
că, iniţial, am dispus de un driver cu
horn care nu mai este disponibil
(PA-D 415S), primele determinări şi
ajustări au fost făcute cu acest dri¬
ver echipat cu horn cu dispersie 80
x 80 grade. Pentru că nu poate fi
montat sub woofer, necesitând
“ambalaj” propriu, a fost înlocuit cu
un traductor P audio din gama PHT,
putându-se utiliza, fără probleme,
oricare din cele menţionate: PHT
407, PHT 407T, PHT 407N, PHT
409N sau PHT 415 (dacă doriţi să
mai lucraţi o incintă separată pentru
tweeter şi reţeaua de separare).
După cum se poate vedea din ca¬
racteristicile tehnice ale tweeterelor
citate, nu sunt probleme deosebite
pentru alegerea frecvenţei de tăiere
în intervalul 2000-3000 Hz. Pentru
că traductoarele de înalte au pre¬
siunea acustică mai mare decât
wooferul, este necesară utilizarea
înainte de tweeter a unei reţele
rezistive care să reducă SPL-ul
acestuia la o valoare egală cu a
wooferului.

Pentru valori uzuale ale divizoru-
lui (L-pad), valorile rezistenţelor
sunt:

Rs (Q)

Rp(Q)

- 2 dB

2,2

- 4dB

3,3

- 6dB

4,7

8,2

unde Rs este rezistenţa în serie
cu tweeterul, iar Rp cea în paralel.

Puterea minimă disipată de
acestea trebuie să fie de 5 waţi.
Dacă utilizaţi incinta la puteri mari
pentru un timp mai îndelungat, pu¬
terea disipată a acestora trebuie să
fie mai mare (10-16 W).

Pentru reţeaua de separare se
recomandă un filtru Butterworth de
ordinul II (panta de 12 dB/octavă),
cu intersecţie la -6 dB pentru a nu
avea o supracreştere a caracteris¬
ticii de frecvenţă în zona lui Ft.
Pentru aceasta, frecvenţa de tăiere
a wooferului va fi 0,7692 x Ft, iar a
tweeterului 1,3 x Ft.

Recomandări. Montaţi tweeterul
la distanţă minimă de woofer,
amplasat în afara axei de simetrie a
incintei (pe care se plasează
wooferul).

Executaţi cablarea interioară cu
cablu tip Monster Cable, cu secţiune
de minimum 2,5 mm pătraţi.

Reţeaua de separare se va
amplasa, preferabil, în afara incintei,
într-o incintă plasată pe peretele din
spate, pe care se montează şi placa
de borne.

TEHNIUM decembrie 2005

HI - F!

Se vor utiliza bobine fără miez,
cu sârmă de cupru email cu
diametrul minim de 1 mm. O cerinţă
minimă este ca rezistenţa în c.c. a
bobinei să fie sub valoarea de 0,5
ohmi, pentru ca această rezistenţă
şă nu afecteze funcţionarea filtrului,
în generai, bobinele din secţiunea
wooferuiui pot depăşi această va¬
loare.

Condensatoarele utilizate vor fi
cu folie de polipropilenă (MKP)

Condensatoarele vor avea tensi¬
unea de lucru minimă de 100 volţi,
preferabil mai mare.

Materialul de amortizare. Ca
material de amortizare s-a folosit
acelaşi minet - vată sintetică sub
formă de pătură cu grosimea de 20
mm, aplicată prin lipire cu puncte de
prenadez pe cei doi pereţi laterali
(paraleli). De asemenea, se va lipi şi
pe peretele spate şi capacul supe¬
rior (fără a fi vizibilă pe deschiderea

cavernos, se poate aplica o fâşie de
minet în spatele wooferuiui, între
partea superioară a peretelui încli¬
nat şi capacul superior.

Testele de audiţie sunt decisive,
dar, trebuie ţinut cont de făptui că
materialul fonoabsorbat în exces are
efecte negative.

Incinta a fost apreciată atât pen¬
tru calităţile sonore (claritate, trans¬
parenţă a sunetului, redarea detalii¬
lor sonore), cât şi pentru puterea

sau MKT, evitându-se utilizarea de
condensatoare electrolitice nepo¬
larizate, care, chiar dacă sunt
recomandate şi des utilizate în fil¬
tre, nu sunt stabile în timp şi au
toleranţe mari. Nu uitaţi să decu¬
plaţi fiecare condensator cu
capacitate mare cu condensatoare
cu valoarea de 0,1-0,22 micro-
farazi, la minimum 100 V.

incintei). O fâşie de lăţime egală cu
lăţimea interioară a incintei şi
lungime potrivită va fi amplasată din
partea închisă de peretele înclinat,
până la deschidere. Practic, această
fâşie îmbracă peretele înclinat pe
ambele feţe.

în cazul în care, la audiţie, se
pare că există “coloraţii” în zona
frecvenţelor medii sau sunetul pare

suportată fără distorsiuni audibile,
permiţând sonorizarea unor spaţii
de 50-60 mp, cu 30-40 persoane,
utilizând un amplificator de
200W/canal.

Doresc succes celor ce abor¬
dează această construcţie şi le sau
la dispoziţie, prin intermediul
redacţiei, pentru eventuale informaţii
suplimentare dorite.

TEHNIUM decembrie 2005

U TlP ue

——-' Acest

filtru universal a fost
realizat pentru o separare netă a
subbenzilor de frecvenţă ce le
include un semnal audio. Banda de
frecvenţă percepută de organul
auditiv uman este de cca 20 Hz-=-18
kHz. Ea nu poate fi redată fidel
acustic de un singur difuzor - con¬
vertorul de energie, semnal electric
purtător al informaţiei audio - sem¬
nal acustic. Difuzorul reprezintă
practic un transformator de energie,
care preia un semnal electric codifi¬
cat, ce conţine informaţia unui pro¬

gram

muzical sonor,
transformându-l într-un semnal
acustic ce reflectă informaţia sonoră
preluată iniţial. Din practica realizării
difuzoarelor s-a constatat că nu
poate fi realizat un difuzor “perfect”,
care să lucreze “liniar” în toată gama
de frecvenţe a semnalului audio.
Datorită acestui considerent au
apărut difuzoare specializate pentru
un anumit domeniu al benzii audio, şi
anume difuzoare “de joase”, “de
medii” şi “de înalte” având denumirile
comerciale WOOFER, MIDRANGE
şi TWEETER. Fiecare dintre cele trei
tipuri de difuzoare “îşi face treaba” în
subbanda audio destinată func¬
ţionării lui.

In urma celor
precizate anterior au apărut
incintele acustice cu cel puţin două
difuzoare specializate în redarea
subbenzilor de frecvenţă ce compun
acustic informaţia audio iniţială. La
ora actuală soluţia tehnică uzuală
este: un amplificator audio de
putere cât mai performant, cuplat cu
incinte acustice foarte bune, în sen¬
sul redării fidele a întregului spectru
audio. Totuşi, această soluţie, oare¬
cum ieftină la prima vedere, implică
nişte costuri şi eforturi constructive
majore. Să nu uităm că fiecare difu¬
zor specializat în a primi subbanda
de frecvenţă a semnalului audio nu
trebuie să interacţioneze cu cele¬
lalte difuzoare specializate pentru
alte subbenzi. Orice incintă acustică
trebuie dotată cu o serie de reţele

^TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

separatoare în ceea ce priveşte
spectrul de frecventă pe care trebuie
să-l prelucreze fiecare difuzor spe¬
cializat pentru acest lucru. O reţea
separatoare reprezintă practic o
serie de filtre LC, de ordinul 1, 2,
3,... etc., care separă net subben-
zile de frecvenţă destinate fiecărui
difuzor specializat pentru acestea.
Subbenzile se adună acustic şi în
final iese banda audio estimată
iniţial.

OARE CHIAR AŞA ESTE?

Pentru a cunoaşte “adevărul”, să
facem apel la nişte cunoştinţe de
electrotehnică pe care “le servesc”
elevii din clasa a X-a a oricărui liceu.

Un filtru LC realizează o corecţie
de frecvenţă a unui semnal audio
alternativ ca amplitudine, dar nu
face nimic (dacă nu este amplificat)
în ceea ce priveşte FAZA acestuia.

Ce înseamnă acest lucru: unele
semnale audio de o anumită
frecvenţă pot fi redate mai repede
sau mai încet decât altele, în funcţie
de reţeaua separatoare de putere,
cu care este dotată marea majori¬
tate a incintelor acustice uzuale.
Reţeaua separatoare LC va face
corecţia de frecvenţă în amplitudine,
dar nu în fază! Dacă la frecvenţele
joase acest lucru nu prea “iese” în
evidenţă direct, la frecvenţele medii
şi mai ales cele înalte, faptul devine
acustic evident, lată de ce un ampli¬

ficator audio excelent nu îşi confirmă
performanţele dacă debitează putere
electrică pe o serie de incinte acus¬
tice necongruente cu cele precizate
anterior. Claritatea şi fidelitatea unui
semnal acustic depind de complexul
amplificator de putere performant şi
incinte acustice performante.
Desigur că reţelele separatoare din
incintele acustice pot fi dimensio¬
nate conform celor precizate anteri¬
or. Dar câte dintre firmele producă¬
toare de incinte acustice “o fac”?
Acest aspect diferenţiază pentru un
audiofil dotat cu ureche muzicală
calitatea redării unui program muzi¬
cal. Problema majoră este: unde
acţionăm?

Rămânem la soluţiile clasice
“comerciale”, de tip amplificator de
putere performant + incintă acustică
bună (aşa cum e!) sau preluăm con¬
siderentul viitorului amplificator
audio MULTIAMPING + incinte
acustice specializate. De altfel, chiar
dacă vor sau nu vor, firmele pro¬
ducătoare de aparataj electroacustic
merg inevitabil în această direcţie.
Să nu uităm sistemele SURROUND,
(4+1), (6+1), care implicit reflectă
realitatea celor menţionate anterior.
S-a cam lămurit LUMEA că, folosind
două boxe, indiferent de cât de bune
sunt, nu se mai poate face cu aju¬
torul lor o audiţie HI-FI.

Dacă audiţia într-o cameră de
locuit de circa 20 m 2 poate fi bună
cu un sistem stereo, pentru “volume
acustice” mai mari şi mai pre¬
tenţioase nu se mai pun problemele
de aceeaşi manieră nici pe departe!

Revenind la subiectul nostru
central, rezultă că separarea benzilor
de frecvenţă audio ce compun în
final semnalul audio iniţial se poate
face fără a accesa capitolul “forţă” -
reţele separatoare de forţă. Se
poate trimite spre fiecare difuzor
specializat spectrul audio iniţial,
separat însă în subbenzi de
frecvenţă de către un filtru electro¬
nic. Ulterior cele două sau trei sub¬
benzi de frecvenţă vor fi amplificate
ca putere de către amplificatoare
audio separate - AMPLIFICA¬
TORUL MULTIAMPING - şi apoi
transmise fiecărui difuzor specializat
din incinta acustică.

Desigur că această soluţie
tehnică poate speria iniţial pe con¬
structorii de aparataj audio. în loc de
două conductoare ce transferă infor¬
maţia audio de putere apar trei sau
patru (masa rămâne comună). Noua
incintă acustică (sau cea veche
modificată) va avea trei sau patru
borne de acces (incintă cu două sau
trei căi). Orice noutate tehnică
trezeşte iniţial un mic grad de neîn¬
credere şi suspiciune. Dar nu vă

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

lăsaţi intimidaţi. Constructorul de
aparataj electroacustic inclus în ca¬
tegoria “de viitor” va beneficia de
următoarele avantaje:

- a scăpat de construcţia unei
reţele separatoare uriaşe pentru
subbenzile audio dirijate în forţă
spre difuzoare specializate (kilo¬
grame de conductori de cupru, con¬
densatoare neelectrolitice cu capa¬
cităţi mari etc.);

- reţeaua separatoare este com¬
pusă dintr-un filtru electronic audio
realizat cu circuite integrate specia¬
lizate, ieftin şi minim ca gabarit;

- realizarea reţelei separatoare
clasice implică o investiţie cu cel
puţin un ordin de mărime mai mare
decât a filtrului audio;

- deşi noul amplificator audio,
de tip MULTIAMPING, pare iniţial o
soluţie constructivă complexă, odată
realizat şi pus la punct va confirma
pe deplin performanţele audio esti¬
mate iniţial;

- cu acest tip de amplificator
putem controla perfect funcţionarea
fiecărui difuzor specializat, indiferent
de unele inconveniente ale difuzoru¬
lui (faţă de datele din catalogul
fabricantului), pe care SIGUR le
are.

Schema electrică a filtrului audio
cu funcţii multiple este prezentată în

figura 1.

Se observă că montajul se
bazează pe utilizarea unor amplifi¬
catoare operaţionale performante,
amplasate într-o configuraţie de fil¬

tre active de ordinul doi. Pentru apli¬
caţia practică am utilizat un amplifi¬
cator operaţional de tip OP27, simi¬
lar ca performanţă cu LF351.
Configuraţia acestui tip de amplifica¬
tor operaţional este prezentată în
figura 2.

El prezintă următoarele perfor¬
manţe principale:

- amplificarea în bandă
deschisă A = lOOdB

- produsul amplificare - bandă
de trecere

A * Af = 8 MHz

- deriva termică Af = 0,6pV/°C

- tensiunea de zgomot u z =
3,5nW Vf (f = frecvenţa semnalului
audio)

- slew - rate SR 2,8V/ps

- curent de polarizaţie Ip =
10nA

- impedanţa de sarcină minimă
Zsmin = 600 Q

- tensiunea de alimentare Ua =
± 15V

- distorsiuni armonice totale THP
< 0,03% (f = 20 kHz)

- distorsiuni de intermodulaţie
TID < 0,002%

Din analiza valorilor principalilor
parametri ai circuitului integrat
LF351 se observă că el este foarte
silenţios, rapid şi liniar în ceea ce
priveşte amplificarea cu distorsiuni
minime. Concluzia imediată este că
acest circuit integrat este optim pen¬
tru aplicaţiile audio ce privesc ampli¬

ficarea unui semnal de nivel mic,
fără a introduce zgomot suplimen¬
tar.

Datorită acestor considerente,
OP27 (LF351) a fost utilizat în con¬
figuraţia filtrului audio cu posibilităţi
multiple. Analizând schema electrică
prezentată în figura 1, se observă că
etajul de intrare audio include ampli¬
ficatorul operaţional Al. El este
amplasat într-o configuraţie de tip
repetor pe emitor, ca etaj tampon
faţă de sursa de semnal şi totodată
pentru micşorarea impedanţei de
ieşire a semnalului audio iniţial, în
scopul unor prelucrări optime ulte¬
rioare. Urmează un set de filtre
active de tip TRECE-JOS, TRECE-
BANDĂ şi TRECE-SUS, realizate cu
ajutorul amplificatoarelor ope¬
raţionale A2, A3, A4, A5. Ajustarea
valorii frecvenţelor de tăiere fC-| şi
fCp dintre filtrele TRECE-JOS -
TRECE-BANDĂ şi TRECE-BANDĂ
- TRECE-SUS se realizează cu
grupurile de rezistenţe P 2 +Rg ?■

p 3 +r 9-

Se acţionează cursoarele
potenţiometrelor semireglabile P2 şi
P3 - vezi figura 3.

Se menţionează că pentru un
reglaj corect, cursoarele celor două
potenţiometre trebuie acţionate con¬
comitent, având aceleaşi valori.
Frecvenţele de tăiere fC-j şi fCp pot
lua următoarele valori:
fCi = 250 Hz + 5000Hz
fC 2 = 400 Hz * 10000Hz
Amplificarea filtrului se ajustează

TEHNIUM decembrie 2005

HI - F!

acţionând cursorul potenţiometruiui
semireglabil P-j.

Se menţionează un mare avantaj
al configuraţiei montajului, şi anume
că ajustările ce privesc frecvenţele
de tăiere fC-| şi fC 2 şi amplificarea
finală sunt independente unele de
altele, iar factorul de calitate Q ai fil¬
trului se păstrează.

REALIZARE PRACTICĂ Şl
REGLAJE

Montajul se realizează practic pe
o plăcuţă de sticlotextolit placată cu
o folie de cupru.

O variantă de cablaj este prezen¬
tată în figura 4, iar modul de
amplasare a componentelor în figu¬
ra 5. Se recomandă folosirea unor
socluri de calitate pentru cele cinci
amplificatoare operaţionale. Pentru
reglaje sunt necesare un generator
de audiofrecvenţă GAF şi un oscilo¬
scop. Se porneşte iniţial de la o po¬
ziţie de mijloc a celor trei poten¬
ţiometre semireglabile P 2 , P 3 şi P 4 .

Montajul se alimentează practic
de la o sursă dublă de tensiune U^
= ± 15V. Rezultate optime se pot
obţine folosind o sursă dublă de ten¬
siune stabilizată dotată cu un filtraj
corespunzător. Se aplică la intrarea

montajului un
semnal de cca
200mV de la
GAF, iar cu
osciloscopul se
definitivează
acţionând cursoa-
reie potenţiome-
trelor P 2 , P 3 şi
P 4 , frecvenţele
de tăiere fC-j şi
fC 2 . Amplifica¬
rea finală a fil¬
trului (A = 0n-9dB)
se reglemen¬
tează acţionând cursorul potenţio¬
metruiui semireglabil P-j. După ce
frecvenţele de tăiere alese iniţial fC-)
şi fC 2 au fost definite, iar amplifi¬
carea totală a filtrului stabilită,
cursoarelor celor patru potenţiome¬
tre semireglabile se rigidizează
folosind câte o picătură de vopsea.

Realizat îngrijit şi cu reglajele
efectuate, filtrul activ cu funcţii multi¬
ple devine un bloc electronic de
bază din componenţa unui aparataj
audio de viitor.

BIBLIOGRAFIE

BARNA A., Amplificatoare
operaţionale, Ed. Tehnică,
Bucureşti, 1984

BODEA M, VĂTĂŞESCU A.,
Circuite integrate liniare - Manual
de utilizare, Ed. Dacia, Cluj -
Napoca, 1990

*** Colecţia revistei TEHNIUM,
anii 1980+2000

*** Colecţia revistei ELEC-
TRONIQUE PRACTIQUE, anii
1980+2000

1 * 1 * 11

pl¬

73^

’sţijk

t c

.; . c

znx.-

• • c

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

De ce
unele

amplificatoar
audio

costă mult?'

Poate că unii şi-au pus întrebarea ce diferenţiază
între ele amplificatoarele audio, astfel că acestea au
preţuri care variază foarte mult, de la câteva sute de
euro până la zeci de mii sau chiar mai mult.

Dacă ne referim la cele echipate cu tuburi electro¬
nice, putem face unele precizări de la bun început:

- aceste tipuri au în componenţă ele¬
mente cu consum mare de material şi
manoperă;

- se utilizează componente care
lucrează la tensiuni mari, de cele mai
multe ori mai scumpe decât în cazul amplifi¬
catoarelor solid state;

- perioada de avânt a tranzistoarelor a
blocat pe mai mult de trei decade răspândi¬
rea acestora, în prezent,
revenirea fiind specu¬
lată de relativ puţinii
producători de pe
piaţă.

Aceasta determină ca preţul
unui amplificator de 10-20 W/canal să fie
egal cu cel al unui solid state de clasă şi cu
o putere de minimum 100 W/canal.

în perioada de avânt
semiconductoarelor în dome¬
niul hi-fi, de după anii 70, au
apărut, în baza unor cercetări
şi experimente intense, diverse
topologii ale amplificatoarelor de
putere, fapt care face ca în
prezent să nu mai avem apariţii “extraordinare şi
nemaiîntâlnite” în acest domeniu: alegerea unei
topologii se face pe criterii bine definite de încadrare
într-o gamă bine precizată de preţ. Cei care mai cred în
basme, pot să mai creadă şi că reclama uneori
deşănţată poate să aibă ceva concret în spate, mai ales
în cazul produselor de preţ mic (entry level). Apropo de
aceste produse audio, nu numai amplificatoare: cu circa
10-15 ani în urmă, majoritatea firmelor mari, în speţă
cele japoneze, aveau în producţie o gamă largă de pro¬
duse cu un preţ de două până la patru ori mai mic decât
produsele de acelaşi nivel de azi. Cum aceşti producă¬
tori au scos din producţie această gamă, reorientându-
se către produse din gama home-cinema, locul lor a fost
luat de firme de mărime medie sau mică ce au profitat
de ocazie pentru a mări preţul produselor de câteva ori,
acoperiţi de reclama unei înscrieri a produselor într-o
gamă superioară. Un examen atent al produselor va
releva imediat că avem o aceeaşi Mărie cu o altă
pălărie!

Totuşi, de ce unele amplificatoare sunt mai scumpe
decât altele şi au performanţe mai bune, făcând
abstracţie de marcă? Faptul este important mai ales
atunci când doreşti să îţi construieşti propriul amplifica¬
tor şi doreşti să fii cât mai aproape de o realizare care
prin preţ este extrem de depărtată de aspiraţiile perso¬
nale.

Desigur că un amator mai greu îşi poate permite să
procedeze ca un producător:

- nu se poate aproviziona cu zeci sau sute de tranzis-
toare sau alte componente, pentru a putea face sortări
în game strânse de toleranţă;

- nu are acces la procurarea unor componente de
calitate foarte bună, pentru uz industrial sau militar;

- nu are, de cele mai multe ori, acces la instrumente
de măsură evoluate.

Totuşi, poate să aibă în vedere, la execuţia proiectu¬
lui său, o serie de elemente care să îi asigure obţinerea
unor rezultate foarte bune.

sei de

Ing. A. MATEESCU

Unul dintre elementele componente ale unui amplifi¬
cator audio, peste care, de cele mai multe ori, se trece
uşor este sursa de alimentare, redusă de cele mai multe
ori la un minimum: un cablu de reţea, un întrerupător de
reţea, o siguranţă, un transformator, o punte (sau
4 diode de putere mai mult sau mai puţin bine alese) şi
două condensatoare de filtraj, uneori şi două siguranţe.

Majoritatea audiofililor sunt preocupaţi
de modul cum redă amplificatorul capetele
benzii audio, lucru de înţeles dacă con¬
siderăm curbele Fletcher - Munsson care
arată sensibilitatea mai scăzută a urechii
umane la extremele benzii audio. Puţini
ştiu, însă, că dacă vor să obţină rezultate
bune în aceste două domenii, indiferent
dacă construiesc sau
cumpără un amplifica¬
tor, trebuie să-şi
îndrepte atenţia nu
numai asupra topologiei
amplificatorului sau a componentelor uti¬
lizate în partea de audio, ci şi asupra sur-
alimentare a amplificatorului,
esenţială în obţinerea unor
rezultate bune în redarea
capetelor benzii audio.
Calităţile unui amplificator în
redarea frecvenţelor joase şi
înalte la un nivel de acurateţe
.ridicat depind în mare măsură
de modul de proiectare şi exe¬
cuţie a sursei de alimentare.

De multe ori s-a sugerat şi încercat utilizarea
surselor de alimentare stabilizate în amplificatoarele
solid state, ca o alternativă superioară faţă de clasica
formulă a punţii şi condensatoarelor de filtraj. Există
câteva elemente care ne îndepărtează de această
soluţie:

- o sursă stabilizată implică utilizarea unui montaj
electronic ce aproape dublează componentele amplifi¬
catorului;

- sursa este un element de putere care implică uti¬
lizarea unor componente cu caracteristici peste cele ale
componentelor amplificatorului propriu-zis;

- o sursă stabilizată are un comportament relativ
rigid, lucrând până la un anumit nivel peste care nu va
trece, atunci când vor apărea semnale de valori mari ce
depăşesc puterea nominală. Pentru a nu avea o putere
disipată exagerată în sursa stabilizată, aceasta se
dimensionează cât mai aproape de valoarea nominală a
tensiunii de alimenare a amplificatorului, astfel că în
cazul în care puterea cerută amplificatorului este
aproape de limită, căderea tensiunii sursei este destul
de mare, limitând puterea debitată de amplificator. în
cazul unei surse nestabilizate, bine dimensionată şi exe¬
cutată cu componente de calitate, căderea de tensiune
este de maximum 1-2 volţi, astfel că etajul final poate
debita o putere mărită, care urmăreşte corect semnalul
de intrare. Dacă e bine dimensionată, sursa stabilizată
va permite utilizarea unei sarcini cu impedanţă mai mică
(de la valoarea “clasică” de 8 ohmi la 4 ohmi) cu
dublarea puterii, limitările menţionate menţinându-se. La
valori mai mici ale impedanţei trebuie să ne aşteptăm la
limitări majore ale curentului debitat, cu consecinţele de
rigoare. în cazul sursei nestabilizate, condensatorul se
va comporta similar, limitând numai vârfurile de semnal.

Sursa stabilizată este însă necesară în alte etaje ale
amplificatorului de putere (etajele amplificatoare de ten¬
siune) şi se poate utiliza cu succes în cazul amplifica¬
toarelor în clasă A, la care consumul de curent este

TEHNIUM decembrie 2005

HI - FI

aproape constant. O filtrare suplimentară în cazul eta¬
jelor amplificatoare în tensiune are un efect benefic de
creştere a raportului semnal / zgomot şi se reduce influ¬
enţa pe care o are regimul dinamic al etajului final
asupra funcţionării acestora. în plus, se poate creşte va¬
loarea tensiunii de alimentare a acestor etaje, ceea ce
permite utilizarea integrală a posibilităţilor etajului final.
Dacă se reduce şi tensiunea de alimentare a etajului
final, tranzistoarele ce echipează acest etaj vor
funcţiona în regim mai sigur şi vor livra un curent sporit.
Sursa stabilizată în acest caz este uşor de construit şi
ieftină, cerând un număr mic de componente.

Mai trebuie avute în vedere unele elemente practice:

- un amplificator audio debitează pe o sarcină reală,
o incintă acustică, de exemplu, cu impedanţa de 8 ohmi.

După cum se ştie, impedanţa incintei este doar teoretic
constantă şi având valoarea de 8 ohmi. In realitate,
impedanţa incintei variază, ajungând la valori uneori sub
jumătatea valorii nominale. In plus, prezintă modificări
importante de fază, astfel că etajul final al amplificatoru¬
lui poate “vedea” o impedanţă sub 4 ohmi la o valoare
nominală de 8 ohmi;

- un alt factor important este legat de comportamen¬
tul difuzorului atunci când bobina sa se încălzeşte,
impedanţa modificându-se major, acustic apărând
fenomenul de compresie a puterii.

Pentru a reduce influenţa acestor factori asupra
funcţionării amplificatorului, este bine ca de la început
să considerăm că impedanţa de sarcină a amplificatoru¬
lui este foarte mică, să zicem 2 ohmi, ceea ce nu e
departe de realitate în cazul unei incinte cu impedanţa
nominală de 4 ohmi.

Componenţa sursei de alimentare a unui amplifi¬
cator cu tranzistoare cuprinde 3 elemente de bază:

- transformatorul de reţea;

- redresorul;

- condensatoarele de filtraj.

La aceste elemente de bază se mai adaugă unele
opţionale: filtru de reţea, un montaj soft start pentru

cazul în care condensatoarele de filtraj au capacităţi
foarte mari şi curentul la conectare produce arderea
sguranţei la fiecare pornire.

în figura 1 este prezentată o astfel de sursă, cel mai
des întâlnită în amplificatoarele de clasă medie, comer¬
ciale. Pentru a obţine din acest tip de sursă rezultate de
nivel audiofil, aşa cum clamează firmele producătoare,
trebuie ca elementele ca/e o compun să fie în mod sigur
de o calitate excelentă. în realitate, găseşti un transfor¬
mator subdimensionat (“subnutrit”), 4 diode, fără răcire,
condensatoare electrolitice de calitate îndoielnică, fabri¬
cate nu se ştie unde... Dar banii daţi sunt buni!
Rezultatul este o afectare a redării frecvenţelor înalte,
departe de cerinţele audiofile! în plus, un transformator
subdimensionat nu va asigura o alimentare corespunză¬

toare sub sarcină mare, amplificatorul va suna şters,
drept, prin limitarea sursei.

Figura 2 reprezintă o variantă îmbunătăţită a primei
surse, utilizată în produsele cu pretenţii medii. Se remar¬
că prezenţa condensatoarelor de 100 nF pentru filtrarea
zgomotului de înaltă frecvenţă. Se asigură o alimentare
mai curată. De asemenea, se presupune că şi transfor¬
matorul şi elementele de redresare au fost dimensionate
mai larg.

Figura 3 reprezintă o variantă mai serioasă, la care
s-au efectuat următoarele îmbunătăţiri:

- se utilizează două punţi redresoare care lucrează în
regim mai uşor;

- s-a dublat capacitatea totală de fltraj prin adău¬
garea unei perechi suplimentare de condensatoare
electrolitice.

în amplificatoarele comerciale, calitatea conden¬
satoarelor utilizate este deosebit de importantă. Dacă
condensatoarele utilizate sunt de foarte bună calitate,
atunci ele vor îndeplini două funcţii: filtrare şi rezervor de
enegie pentru cazurile în care apar vârfuri de semnal.
Dacă ce găsiţi în amplificatorul dv. sunt condensatoare
banale, atunci acestea sunt utilizate, în loc de filtraj,
pentru a compensa, ca rezervă energetică, transforma-

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

torul subdimensionat! De ce nu-şi vor îndeplini funcţia
de filtraj? Simplu! Fiind de calitate slabă, vor fi lente ca
timp de încărcare-descărcare, limitând dramatic perfor¬
manţele amplificatorului! Desigur, dublarea conden¬
satoarelor va fi un motiv de reclamă suplimentară, dar în
afara reducerii la jumătate a impedanţei prin conectarea
lor în paralel nu se obţine prea mult dacă conden¬
satoarele sunt lente.

Vom examina acum o ultimă variantă de sursă de
alimentare, cea mai complexă şi cea recomandată pen¬
tru amplificatoarele hi-fi de la care se cer performanţe
audiofile (figura 4). Se remarcă următoarele, ţinând
cont că schema prezentată este valabilă pentru un sin¬
gur canal (deci sunt necesare două montaje pentru un
amplificator stereofonic):

- s-a optat pentru varianta cu două transformatoare
de reţea, ca soluţie optimă din mai multe puncte de
vedere: transformator mai uşor de executat, deci mai
ieftin, greutatea distribuită mai bine, separaţie între
canale (diafonie) optimă;

- se poate utiliza şi un singur transformator, având
patru înfăşurări de putere, ceea ce reprezintă o variantă
mult mai scumpă;

- nu au fost figurate eventualele înfăşurări supli¬
mentare necesare în multe cazuri pentru alimentarea
etajelor amplificatoare în tensine, a unor funcţii supli¬
mentare etc.;

- varianta este des utilizată în cazul amplificatoarelor
hi-end pentru că asigură unele avantaje faţă de vari¬
antele simplificate, bineînţeles contra unui cost sensibil
mai ridicat. Primul şi cel mai important este legat direct
de o separare mult mai bună a canalelor, având în
vedere că fiecare canal are alimentare complet sepa¬
rată. Cel de al doilea este legat tot de obţinerea unei dia-
fonii ridicate: se obţin mai multe mase, fiecare separată
de cealaltă, cu rezultatul deja precizat şi suplimentar cu
o creştere a raportului semnal /.zgomot;

- două reţele simetrice RC compensează inductanţa
reziduală a condensatoarelor pentru a îmbunătăţi per¬

formanţa amplificatorului la frecvenţe înalte. Un conden¬
sator, oricât de bun calitativ, tot va avea o inductanţă
reziduală care va fi compensată de circuitul RC. Această
reţea are şi un alt avantaj: amplificatorul va fi mult mai
stabil în cazul unor sarcini complexe, lucru deosebit de
avantajos în practică. Rezistenţa de 1 ohm /17 W asi¬
gură funcţionarea sigură a circuitului pentru amplifica¬
toare de până la 150 W / 8 ohmi, supuse unei funcţionări
cu sarcini având impedanţa scăzută până la 2 ohmi şi
chiar sub această valoare.

Dimensionarea componentelor sursei reprezintă un
alt punct important, având în vedere că raţionamente
strict comerciale, vizând preţul de cost, conduc la
adoptarea unor soluţii de compromis, cu rezultate mai
mult sau mai puţin previzibile.

Dimensionarea transformatorului. Elementul cel
mai scump din compunerea sursei se dimensionează
având în vedere cazul cel mai dificil. Presupunem că uti¬
lizăm incinte cu impedanţa de 4 ohmi, dificil de condus
de către amplificator din cauza faptului că au o rotaţie de
fază de 60 de grade, ceea ce ar presupune o sarcină cu
impedanţa de 2 ohmi. Nu este chiar cel mai dificil caz,
dar calculul se poate reface pentru orice altă valoare.

Considerăm, de asemenea, că amplificatorul va dez¬
voltă o putere de 50 W pe o sarcină de 8 ohmi, valoare
suficientă pentru audiţii în majoritatea cazurilor.
Tensiunea de vârf în cazul considerat este:

p v = V2 xPxZ - ^(2x50)x8 = 28,3V

Tensiunea rms este:

Prms = Pv /1,41 = 20 V

Curentul pe care trebuie să-l debiteze sursa noastră
pentru diferitele impedanţe întâlnite în practică are
următoarele valori:

50W / 8 ohmi - 28,3 Vv / 3,53 A vârf

100 W / 4 ohmi - 28,3 Vv / 7,07 A vârf

200 W / 2 ohmi - 28,3 Vv /14,14 A vârf

în cazul în care am dori ca amplificatorul să lucreze

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

la impedanţe şi mai scăzute, de 1 ohm şi 0,5 ohmi, pu¬
terea ar fi 400W şi, respectiv, 800 W, curentul de vârf
având valorile de 28,28 Av şi, respectiv, 56, 57 Avârf.

Aceste valori se referă numai la sursa de alimentare,
fără să considerăm posibilităţile amplificatorului de a
lucra în aceste condiţii şi de a disipa energia termică
degajată. Având vaioarea de 200 W / canal determinată,
puterea eficace a transformatorului este: Pe = P x 1,41
= 282 VA, rotunjită la 300 VA.

Valoarea obţinută corespunde unui amplificator
capabil să lucreze continuu pe o sarcină de 2 ohmi,
ceea ce de cele mai multe ori nu este cazul. Dacă se
consideră că amplificatorul va lucra cu sarcina de 2
ohmi doar accidental, un transformator de 200-220 VA
va fi suficient.

Dacă se optează pentru un singur transformator, va
fi necesar unul de 600 VA, dotat cu patru înfăşurări de
putere, ceea ce nu va fi mai ieftin; în plus, soluţia cu
două transformatoare depinde de cele mai multe ori de
posibilităţile de procurare: cu tole obişnuite E+l, toroidal,
R-core, în manta etc., mult mai importantă fiind uti¬
lizarea unor materiale de calitate în construcţia sa,
decât tipul. Spun aceasta pentru că în practică, cea mai
importantă se dovedeşte calitatea componentei. Astfel,
Premiul EISA pentru amplificatoare audio a fost atribuit
firmei FM Acoustics din Elveţia pentru un amplificator
echipat cu un transformator pe tole E+l. Informativ,
preţul amplificatorului era de aproape 20.000 euro.

Să remarcăm şi faptul că în construcţiile industriale,
chiar cu pretenţii, un transformator de circa 300 VA este
utilizat pentru sursa unui amplificator cu puterea nomi¬
nală de 100 W / canal pe sarcină de 8 ohmi.

Un transformator de bună calitate trebuie să aibă un
curent de mers în gol cât mai mic, sub 25 mA.

Redresorul poate fi o punte monolitică sau din diode
separate. Această din urmă variantă asigură şi posibili¬
tatea utilizării de diode rapide, tip Schottky. Ce anume
veţi adopta? Depinde de experienţa fiecăruia, dar este
bine să luaţi în considerare şi următoarele:

- atunci când este nevoie să se asigure curenţi de
valori mari, punţile redresoare montate în carcase me¬
talice cu posibilitate de a fi plasate pe un radiator repre¬
zintă cea mai bună soluţie, fiind şi cea mai ieftină. în
plus, diferenţa de preţ între o punte de 100 V şi una de
400V este de cele mai multe ori nesemnificativă, dar si¬

guranţa în exploatare creşte mult. Diodele în plastic sau
punţile încasetate în plastic au disipaţia termică mult
mai puţin adecvată livrării de curenţi de valori mari, în
regim continuu;

- pentru determinarea curentului, dacă aveţi nevoie
de un curent de 5A, cel mai bine este să consideraţi o
punte capabilă să furnizeze un curent dublu, iar dacă
diferenţa de preţ între o punte de 10A şi una de 20A este
mic, preferaţi să faceţi efortul financiar corespunzător şi
să o achiziţionaţi pe ultima, care va oferi un maxim de
fiabilitate;

- dacă în amplificator veţi utiliza condensatoare de
filtraj de capacităţi mari, trebuie să aveţi în vedere că la
pornire, acestea practic scurtcircuitează puntea
redresoare, cerând un curent foarte mare. Durata de
încărcare la pornire depinde de capacitatea punţii, nu
numai de transformator. Acest fenomen arată că este
mult mai sigur să avem o punte supradimensionată, cu
cât - depinzând de capacitatea de filtraj instalată şi de
calitatea condensatoarelor.

Există opinia, mai ales a constructorilor din ţările
scandinave, că utilizarea în redresare a diodelor rapide
Schottky conduce la o îmbunătăţire a sunetului. Dacă
luăm în considerare capabilitatea de curent relativ mică
a acestora, utilizarea lor e limitată pentru etaje de pu¬
tere. în plus, foarte multe opinii, între care şi cele ale lui
Nelson Pass şi Bob Carver, sunt adverse utilizării aces¬
tui tip de diode în sursele pentru etajele de putere.
Desigur că pot fi utilizate în celelalte etaje, cu consum
mic, ale amplificatoarelor.

Alegerea condensatoarelor electrolitice. Aceste
condensatoare au două funcţii în cadrul sursei: filtrează
curentul continuu rezultat în urma redresării curentului
alternativ livrat de transformator şi totodată acţionează
ca stocatori de energie pentru acele vârfuri de semnal
care necesită curenţi mari. Prioritară este însă funcţia de
filtrare a curentului redresat.

în practică, însă, condensatoarele sunt utilizate de
producătorii de amplificatoare ca o soluţie pentru uti¬
lizarea unor componente subdimensionate sau de cali¬
tate mediocră. Condensatoarele de filtraj au o importan¬
tă influenţă asupra calităţii sunetului, lucru admis şi
recunoscut atât de audiofili, cât şi de producătorii de
amplificatoare. Modul în care este privit acest lucru,
însă, diferă în funcţie de interese.

TEHNIUM decembrie 2005

HI-FI

Dacă nu vrem să facem niciun rabat de la calitate, se
admite că o capacitate de 1.000 microfarazi este nece¬
sară pentru fiecare 1 amper rms, ceea ce înseamnă
1,41 x 1.000 microfarazi pentru 1 A vârf. Considerând
amplificatorul care debitează 50 W/8 ohmi, deci 200 W/2
ohmi, avem:

Irms = P/Z = 200/2 = 10 A.

Ceea ce corespunde unei valori a condensatorului
de 10.000 microfarazi, sau, pentru a fi complet acoperiţi,
15.000 microfarazi.

După ce am determinat capacitatea de care avem
nevoie, se pune problema alegerii condensatoarelor.
Privind strict teoretic problema, va trebui să decidem
dacă vom utiliza un condensator de 15.000 microfarazi,
două de 6.800 microfarazi sau patru bucăţi de 4.700
microfarazi. Condensatoarele de valori mai mici se
încarcă şi se descarcă mai repede, puse în paralel îşi
divid impedanţa, dar îşi măresc corespunzător induc-
tanţa. Totdeauna va trebui să optăm pentru o impedanţă
minimă, de aceea alegerea se va face corect doar cu
foaia de catalog în faţă. Impedanţa minimă asigură şi un

magazinele de specialitate nu am văzut ultimele două
tipuri, care sunt mult prea scumpe pentru piaţa noastră,
în schimb, am văzut la vânzare un tip cu performanţe
foarte bune, produs de F&T (Fischer&Tausche -
Germania), care, la o valoare de 6.800 microfarazi/63 V
se vinde la 60 RON, ceea ce nu e puţin pentru piaţa
noastră. Dacă utilizăm câte două pe ramură, ne sunt
necesare în total 8 bucăţi, ceea ce înseamnă 480 RON
pentru un amplificator de 50 W/canal pe sarcină de 8
ohmi.

lată că am găsit şi răspunsul la întrebarea din titlu şi
explicaţia de ce în cele mai multe produse comerciale
transformatorul este subdimensionat, puntea este iefti¬
nă sau se folosesc diode încapsulate în plastic, conden¬
satoarele sunt no-name, sau, în cel mai fericit caz, serii
ieftine ale unor producători cunoscuţi.

O scurtă referire şi la condensatoarele de valori mici,
100-220 nF, utilizate pentru filtrajul frecvenţelor înalte:
optaţi pentru condensatoare cu folie de polipropilenă, cu
tensiunea de lucru de minimum 100 V. Se recomandă
utilizarea reţelei RC din figura 4 (1 ohm/17W + 680 nF

factor de amortizare ridicat amplificatorului.

Dacă optaţi pentru condensatoare de valori mari,
sunt de preferat tipurile cu fixare pe saşiu, cu şurub sau
colier, pentru că montarea pe placa de circuit, deşi este
de preferat în termeni electrici, nu prezintă siguranţă la
vibraţii sau şocuri, având în vedere greutatea relativ
mare a acestor componente. Modelele industriale cu ter¬
minale cu şurub şi temperatură de lucru de 105 grade
Celsius sunt de preferat, de asemenea.

Procurarea unor condensatoare electrolitice de filtraj
de bună calitate, cu ciclu foarte scurt de încărcare, nu
este în momentul de faţă un lucru foarte la îndemână
pentru constructorul amator şi nici pentru cel care
doreşte să-şi up-gradeze amplificatorul.

Un condensator no-name, comercial, are o viteză de
30-40 V/microsecundă în cel mai bun caz, un EL-NA
audio, seria neagră, atinge 80-90 V/microsecundă, iar
un Siemens tipul Sikorel depăşeşte 100 V/microse¬
cundă. Bineînţeles că preţul creşte corespunzător. în

Obligatoriu pe placa de montaj a amplificatorului
Cf = capacitate de filtraj, conform textului
Cfs = capacitate de filtraj suplimentar, 100+200 pF,
preferabil la 105°C

Celelalte condensatoare sunt cu folie de
polipropilenă, la Umin = 100V, preferabil 400V

/ min. 100 V), care va avea totdeauna un efect benefic
asupra sunetului prin compensarea inductanţei rezi¬
duale a condensatoarelor de filtraj şi mărirea stabilităţii
amplificatorului. Atât această reţea, cât şi celelalte con¬
densatoare se plasează pe placa de circuit pentru a fil¬
tra şi ceea ce se mai poate capta prin firele de conexi¬
une dintre placă şi condensatoarele de filtraj.

în final, putem spune că se pot trage concluzii clare
privind atât alegerea componentelor pentru sursa unui
amplificator, pentru up-gradarea sursei unui amplificator
comercial, dar şi pentru a înţelege de ce unele amplifi¬
catoare au preţuri care uneori par exagerat de mari
(dacă la o analiză atentă, acest preţ este chiar nesusţi¬
nut de ce găsiţi în amplificator).

TEHNIUM decembrie 2005

ATELIER

Aparatele alimentate direct de la
reţeaua de 220 V (fără transformator)
prezintă pericol de electrocutare şi
trebuie montate numai în cutii din
material plastic.

în comerţ se găsesc plăci din
PVC sau ABS cu grosimea de 2...3
mm, de diverse culori, ce constituie
un material foarte potrivit pentru con¬
strucţie, precum şi adezivi specifici
pentru fiecare material. Nu se pot
folosi plăci din PE sau PP pentru că
nici polietilena nici polipropilena nu
se pot lipi ci numai suda, procedeul
nu stă la îndemâna amatorului, de
cele mai multe ori aspectul nu este
corespunzător şi materialele se pre¬
lucrează mecanic foarte prost.

Aparent cel mai simplu mod de
construcţie ar fi să tăiem toate ele¬
mentele componente şi apoi să le
lipim, dar acest mod de lucru nu duce
la rezultate bune nici ca rigiditate, nici
ca aspect, şi de fapt este mult mai

complicat de realizat, aşa că o con¬
strucţie executată prin îndoire şi cu
un minimum de lipituri dă rezultate
mult mai bune. Pentru aceasta este
necesar a construi un dispozitiv de
îndoire cu fir cald conform figurii 1.
Construcţia dispozitivului
Dispozitivul de îndoire este com¬
pus dintr-un suport din lemn de
esenţă tare cu dimensiunile din fi¬
gură, în care s-au executat găurile
necesare şi un canal frezat pe partea
de dedesubt pentru trecerea firelor
de conexiune la alimentare.

Din două şuruburi M5 mai lungi,
cu piuliţe, se execută suporţii firului şi
se autofiletează forţat în găurile 0 4
făcute în suportul din lemn.

Firul provine dintr-o rezistenţă de
încălzie de 1000 W din sârmă de
0,5...0,55 mm din crom-nichel (numit
incorect nichelină) şi este menţinut
întins de un arc de întindere (0 ext. 5
mm, sârmă 0 0,5) cu cel puţin 15

spire active, găsit la magazinul de
piese de schimb pentru electrocas-
nice, care menţine tensiunea în fir şi
compensează dilatarea, de cca 3,5
mm datorată încălzirii. în stare rece
tensiunea mecanică în fir va fi de
1,5...2 kgf. Spre partea arcului, firul
de alimentare se va lega şi eventual
cositori la capătul firului cald astfel
încât curentul să nu treacă prin arc.

Alimentat dintr-un transformator
de 100 VA cu tensiunea de 12 V în
secundar sau dintr-un acumulator
auto, firul cu lungimea liberă de 360
mm consumă 0,75 A la o tensiune
efectivă de 10 V şi se încălzeşte la
cca 500°C (se vede roşu în întune¬
ric). Am precizat toate aceste date
pentru a facilita construirea dispozi¬
tivului eventual la altă lungime activă,
el putând fi folosit şi la tăierea plăcilor
din polistiren expandat.

Sub fir am lipit o tablă cromată
(recuperată de la un uscător de

TEHNIUM decembrie 2005

fotografii) cu rol de oglindă pentru a
facilita aşezarea corectă a plăcii de
îndoit.

Două bucăţi prismatice din lemn,
lungi de cca 250 mm, servesc drept
suporţi pentru placa de îndoit şi se
vor aşeza de o parte şi de alta a dis¬
pozitivului, la distanţă convenabilă,
astfel ca placa să stea stabil. Se va
lucra pe o masă plană.

Pentru tăierea materialului am
construit tot din lemn un suport pen¬
tru maşina de găurit electrică şi o
placă de tăiere amovibilă, cu multiple
alte utilizări (ferăstrău circular, strung
pentru lemn etc.), care va fi prezentat
într-un articol separat. Cu acest dis¬
pozitiv se pot realiza şi şuruburile de
fixare a firului, ca şi alte piese nece¬
sare folosind astfel maşina de găurit
drept strung şi nişte pile şi un traforaj
cu pânză de tăiat metal drept scule.

Pentru tăierea plasticului şi
frezarea canalului pentru firele de ali¬
mentare am folosit două freze de
0 100 x 1 mm şi 0 63 x 3 mm,
cumpărate din târg şi fixate cu nişte
piese adecvate, realizate pe, strung,
direct în arborele maşinii. în lipsa
acestui dispozitiv placa se poate tăia
cu polizorul unghiular prevăzut cu un
disc subţire de 1 sau 1,5 mm.

Modul de lucru

După stabilirea formei şi dimensi¬
unilor cutiei se trasează cu atenţie
elementele componente şi se taie la
dimensiuni. Pentru a nu lungi inutil
acest articol, şi aşa destul de lung,
rog a se consulta articolul meu din
nr. 1/2005 al revistei TEHNIUM refe¬
ritor la cutiile din tablă, pentru detalii
privind stabilirea formei, dimensiu¬
nilor şi trasajul pieselor componente.

Cu un marker subţire se
marchează pe ambele feţe capetele
liniilor de îndoire, se aşază prismele
astfel ca placa să stea stabil şi în
poziţia corectă şi se porneşte curen¬
tul de încălzire. Dacă privim de sus şi
vedem semnele în dreptul firului şi
firul suprapus peste imaginea lui,
înseamnă că acesta este aşezat
chiar în locul stabilit şi placa se va
îndoi exact acolo unde trebuie.

Firul nu trebuie să atingă placa
de plastic, pentru că se îndoaie şi
supraîncălzeşte sau chiar arde
capetele plăcii şi va compromite
îndoitura. Dacă vrem să obţinem o
îndoitură cu raza interioară zero,
placa se aşază la 0,5 mm deasupra
firului, dacă vrem o rază mai mare, la
2...5 mm. Dimensiunile prismelor vor
fi aşa fel alese încât la aşezarea pe
lat firul să stea imediat sub placă, iar
la aşezarea pe cant să se obţină cea
de a doua poziţie. Nu am indicat cote
exacte, fiind vorba de o lucrare unicat
de amator şi existând posibilitatea
de a ajusta înălţimea firului, astfel

TEHNIUM decembrie 2005

ATELIER

h Sscfrone
>

Zenccs/Y-e-

încât să fie la cota necesară şi per¬
fect paralel cu suportul, după care se
fixează definitiv cu piuliţele M5 şi
eventual se blochează cu două pică¬
turi de vopsea.

Se menţine încălzirea până când
se observă zona topită deasupra
plăcii, se ia placa şi se îndoaie ia 90°
una faţă de alta.

Dacă încălzirea nu a fost suficien¬
tă, materialul se albeşte pe partea
exterioară a îndoiturii. La îndoiturile
cu rază zero, la interior apare o
bavură din materialul refulat, care
poate fi îndepărtată, dacă este nece¬
sar, cu un cuţit cu vârf bine ascuţit.
Tot în acest caz trebuie să ţinem
seama că distanţa dintre cele două
linii de îndoire trebuie să fie mai mare
cu o grosime de material decât cota
care se va obţine între laturile profilu¬
lui U astfel format.

Construcţia cutiei

Cel mai obişnuit mod de con¬
strucţie (fig. 2) este cel format din
două piese principale, o placă de
bază şi un capac, ambele în formă de
U, de aceeaşi lăţime B, completate
cu un panou frontal demontabil şi un
panou spate fixat cu nituri, capse,
şuruburi sau lipit pe placa de bază.

Elementele de comandă şi control
se vor monta preferabil pe un panou
de montaj din tablă, fixat pe placa de
bază imediat în spatele panoului
frontal, în care se vor practica decu¬
pajele necesare, în corespondenţă
cu cele de pe panoul frontal.

De asemenea, se poate construi
capacul cutiei puţin mai lat (cota B
fiind la interior), astfel ca acesta să
îmbrace placa de bază, sau placa de
bază poate fi plană (cota a = g) pen¬
tru materiale puţin mai groase.

Fixarea celor două piese princi¬
pale se face cu şuruburi cu cap
înecat M3 prin intermediul a două
scoabe din tablă de oţel de 1 ...1,5
mm, prinse la interiorul plăcii de bază
cu nituri din aluminiu moale, cu
capse executate dintr-o ţeavă meta¬
lică de pix sau şuruburi. Panoul
frontal se va fixa cu proeminenţele
din desen care intră în găurile cores¬
punzătoare din capac şi placa de
bază. După tăierea materialului,
proeminenţele se vor pili la forma
rotundă. Dacă materialul de con¬
strucţie este suficient de gros şi pre¬
tenţiile de aspect sunt mai mari,
găurile din capac nu vor fi străpunse,
ci cu adâncimea egală cu jumătatea
grosimii materialului (cota k), astfel
că pe capac nu se vor vedea niciun
fel de găuri, în afara celor făcute
eventual pentru circulaţia aerului de
răcire.

O altă posibilitate, ceva mai difi¬
cilă, care necesită experienţă şi
măsurători foarte precise, este con-

ATELIER

JL>~

T* 3 ^V==as

TEHNIUM decembrie 2005

ATELIER

2 ^

CW/e c/ieson

4 găuri

zenct/ctc

3 - 2 $

£ pcrnoif /ran-Zct 6

S* /a&nAts spcr/e

TEHNIUM decembrie 2005

strucţia tip cheson (fig. 3), unde cutia
este îndoită dintr-o singură bucată,
iar panoul frontal şi cel din spate sunt
fixate cu şuruburi pentru tablă cu cap
înecat pe piesele de fixare, din mate¬
rial similar cu al plăcii şi lipite la inte¬
riorul cutiei.

în ambele cazuri, după îndoirea
elementelor componente, acestea se
vor prelucra cu pile suficient de fine,
se va face o asamblare de probă şi
locurile pilite se vor finisa la umed cu
şmirghel rezistent la apă, cu granu-
laţie 400, apoi cu 800 sau 1000 şi se
vor lustrui cu o cârpă cu pastă de
dinţi mai abrazivă (de exemplu,
Supercristal sau Maxam).

Dacă la execuţia cutiei s-au folosit
lipituri vizibile, prelucrarea mecanică
se va face numai după trecerea a cel
puţin trei zile de la lipire. în vederea
lipirii, suprafeţele se vor asperiza cu
şmirghel mai grosier (granulaţie
60... 100), se vor degresa dacă este
necesar şi după aplicarea adezivului
corespunzător materialului cutiei
piesele se vor menţine presate cel
puţin 12 ore.

Cutia se va monta pe patru
suporţi din cauciuc (eventual garni¬
turi de la robinetele de bucătărie de
tip vechi), lipiţi sau fixaţi cu capse pe
partea inferioară a plăcii de bază.

Ecranare

Cutiile din metal sunt excelente
ecrane electromagnetice şi nu nece¬
sită nicio măsură suplimentară, ceea
ce nu este cazul cutiilor din plastic,
unde asemenea măsuri se impun cu
necesitate, dat fiind că montajele cu
tiristoare sau triacuri amplasate de
obicei în aceste cutii radiază uneori
destul de puternic datorită vârfurilor
de comutaţie.

Pentru ecranare, la partea inte¬
rioară se va lipi cu un strat foarte
subţire de adeziv aplicat pe ea, o
folie metalică de la ambalaje de cio¬
colată, o folie de aluminiu de uz
menajer sau o foaie autocolantă me¬
talizată, înainte de montarea scoabe¬
lor sau a panoului de montaj.

Protecţia muncii

Montajele alimentate direct de la
reţea se vor prevedea obligatoriu cu
un cablu de alimentare cu trei fire, cu
ştecher Schuco şi firul galben-verde
se va lega la o cosă fixată pe una din
scoabe şi la nulul de protecţie.

La tăierea plăcilor, indiferent dacă
se face cu freze sau cu polizorul
unghiular, se vor folosi ochelari şi
mănuşi de protecţie şi se va lucra cu
mare atenţie.

Pentru a evita arsurile ce pot fi
produse de firul cald, acesta se va
scoate de sub tensiune imediat după
ce placa de îndoit a fost ridicată de
pe dispozitiv.

RADIOAMATORISM

Pagini realizate cu sprijinul

Federaţiei Române de Radioamatorism

13,8m

27Jm

4,70m/

ANTENĂ
FD4
MODIFICATĂ

Antena FD4, folosită de mulţi radioamatori, este un
dipol alimentat nesimetric^având’braţele inegale de 13,8
m şi, respectiv, 27,7 m. întrucât impedanţa de intrare
este de cca 300 ohmi, alimentarea antenei se face prin
transformatoare de adapatare/simetrizare având
rapoarte de transformare de 1:4 sau 1:6, funcţie de
impedanţa caracteristică a cablului coaxial folosit: 75,
respectiv, 50 ohmi.

Antena funcţionează satisfăcător în benzile clasice
de unde scurte, adică la frecvenţele de 3,5; 7; 14; 21 şi
28 MHz.

Prin introducerea a două braţe suplimentare de 4,7
m şi, respectiv, 9,4 m, dispuse ca în figură, antena FD4
va putea funcţiona chiar şi în benzile WARC. Termenul
de “Benzi WARC” se referă la benzile de 30,17 şi 12 m,
adică la intervalele de frecvenţe cuprinse între: 10.100-
10.150 kHz, 18.068-18.168 kHz şi, respectiv, 24.890-
24.990 kHz. Acestea sunt denumite adesea benzi
WARC, deoarece au devenit disponibile radioamatorilor
în urma World Administrative Radio Conference din anul
1979. Totuşi, în România accesul radioamatorilor la
aceste benzi nu a fost imediat, ci s-a făcut începând cu
anul 1982.

GRID-DIP-METRU

In continuare prezen¬
tăm realizarea unui astfel
de grid-dip-metru, care a
' s fost propus de radioama-
'' torul suedez SMOVPO, un
cunoscut experimentator
şi constructor.

Circuitul se bazează pe dis¬
punerea în unul din braţele unei punţi
Wheatstone a unui oscilator avand ca element
activ un BC245 (tranzistor cu efect de câmp), cu reacţie
dublă (inductivă şi capacitivă), în timp ce în celelalte trei
braţe ale punţii sunt folosite rezistenţe. în acest mod
sensibilitatea grid-dip-metrului creşte foarte mult, iar
amplitudinea oscilaţiilor este mult mai constantă.
Consumul de curent este mic, aşa încât pentru
alimentare se poate folosi o baterie de 9 V.

Instrumentul indicator are sensibilitatea de 100
microamperi şi este recuperat dintr-un radioreceptor
AM-FM portabil, la fel ca şi condensatorul variabil, ce
are patru secţiuni (2 x 270 pF şi 2 x 20 pF, adică CI a -
Clb şi, respectiv, Cic şi Cld).

Condensatorul C2 este format din două conden¬
satoare montate în paralel, având valorile de 10nF şi,
respectiv, 1 microfarad.

Bobinele sunt realizate pe tuburi de pix cu secţiune
circulară sau hexagonală cu diametrul de 7-8 mm şi au
lungimi de 40-50 mm. Conectarea lor la aparat se face
cu ajutorul unor mufe DIN.

Cu excepţia bobinelor a şi b, bobinajul va începe de la
10 mm faţă de unul din capetele carcasei, iar capetele lor
se vor introduce în interiorul tubului pentru a fi scoase din
nou la 10 mm faţă de celălalt capăt al tubului, prin găuri
practicate radial. Tubul va fi apoi lipit cu Super Glue pe
placa cu 5 picioruşe a unui conector tată DIN.

BOBINE

Grid-dip-metrul, cunoscut şi sub denumirea de Grid-
Dip-Oscilator (GDO), este un instrument de măsură for¬
mat în principiu dintr-un oscilator cu bobine exterioare la
care se urmăreşte pe un instrument curentul de drenă
sau de grilă, în cazul în care se utilizează ca element
activ un tranzistor cu efect de câmp.

Prin apropierea bobinelor de un anumit circuit
oscilant LC, datorită cuplajului magnetic apare o mică
modificare (un dip) a cuentului măsurat. Aceasta ne
spune că frecvenţa de rezonanţă a circuitului testat este
aproximativ egală cu frecvenţa ia care lucrează în acel
moment oscilatorul.

Acesta va avea scala condensatoarelor gradată, deci
vom putea citi direct frecvenţa. Despre tehnica de
măsurare, despre micşorarea erorilor de frecvenţă s-au
scris multe articole în revista “Radiocomunicaţii şi
radioamatorism”.

Bobina

Gama

Nr.

spire

Diametrul con¬
ductorului

Observaţii

150-

460

MHz

Buclă, lungime
20mm, dis¬
tanţă 3 mm

1,5mm fără priză
mediană legată la
pinii 2-4
rezistenţă de

470 ohmi între pinii
2-5

70-200

MHz

spire

2-3 mm

fără priză mediană
cu rezistenţă de
470 ohmi între pinii
2-5.

30-75

MHz

5+5

spire

0,75 mm

un singur strat
bobinat spiră lângă
spiră.

Legături la 4-2-5

TEHNIUM decembrie 2005

RADIOAMATORISM

Bobina

Gama

Nr.

spire

Diametrul con¬
ductorului

Observaţii

14-35

MHz

9+9

spire

0,75 mm

un singur strat L
spiră lângă spira.
Legături 4-2-5.
Scurt între 1 -4 şi 3-5

7-20

MHz

20+ 20
spire

0,75mm

idem d

3-8

MHz

50+50

spire

0,5mm

idem d

1-3,5

MHz

120+120

spire

0,15 mm

idem d

0,3-1,4
MHz

300+300

spire

0,15 mm

idem d

80-310

kHz

750+750

spire

0,1 mm

idem d

Bobinele e, g, h şi i se vor realiza în două compartimente alăturate având fiecare o lăţime de cca 5 mm şi fiind rea¬
lizate cu ajutorul a 3 rondele din material plastic având diametrul exterior de cca 20 mm. ’

Realizare

Montajul se introduce într-o cutie cu dimensiunile de aproximativ 80 x 60 x 30 mm, cutie realizată din aluminiu de 1
mm grosime sau din circuit imprimat simplu placat, cu folia de cupru spre interior. Se montează condensatorul variabil,
potenţiometrul, instrumentul indicator şi soclul mamă DIN. Aceste componente determină practic dimensiunile cutiei.

Se conectează pinul 2 de la soclul DIN la rotorul condensatorului variabil şi la masa cutiei. Se leagă pinii 1-4-3-5 ai
soclului cu secţiunile corespunzătoare ale condensatorului variabil. Pentru conexiuni se poate folosi tresa exterioară
scoasă de la un cablu coaxial (RG 170 sau unul audio), aplatizată şi cositorită pe toată lungimea. Este de preferat
folosirea de bandă plată şi nu a unui fir rotund, întrucât la banda plată inductanţa conexiunilor este mai mică.

Toate celelalte componente se lipesc direct, cu conexiuni cât mai scurte, pentru a lucra până ia 460 MHz.

Sudurile trebuie făcute rapid pentru a evita deformarea carcasei de plastic a condensatorului variabil. Pe axul con¬
densatorului se va fixa un disc de plexiglas transparent cu diametrul de cca 70 mm, pe care se va trasa cu un ac un
diametru. Pe faţa cutiei se va lipi o foaie de hârtie pe care se va desena un semicerc gradat de la 0 la 180 grade, care
va constitui scala aparatului.

Pentru utilizare se va face la etaionare un tabel cu corespondenţa gradaţie-frecvenţă pentru toate cele 9 bobine. Deşi
acest mod de utilizare este mai complicat, el este de preferat gradării directe a scalei.

Etaionare

Cel mai simplu mod de etaionare constă în măsurarea directă a frecvenţei cu ajutorul unui frecvenţmetru digital
cuplat inductiv prin 1-2 spire cu bobina grid-dip-metrului. în lipsa unui frecvenţmetru, poate fi folosit un receptor, în care
să ascultăm “bătăile” dintre armonicele unui Marker de 10 MHz (pentru bobinele a şi b), 1 MHz (bobinele c şi d) şi 0,1
MHz (bobinele e, f, g, h şi i). De asemenea, se pot asculta armonicele grid-dip-metrului într-un receptor de 144 MHz (72;
48; 36; 28,8 şi 24MHz). Evident, punctele vor fi mai rare. Dacă se utilizează un receptor obişnuit, se poate introduce un
semnal de modulaţie de cca 1 kHz.

Utilizare

Se alimentează montajul şi se roteşte potenţiometrul astfel ca pentru bobina montată, instrumentul să aibă o devi¬
aţie aproximativ la jumătatea scalei sale. Apropiind mâna de bobină, se observă o schimbare a valorii indicate.

Se cuplează bobina grid-dip-metrului la circuitul oscilant pe care îl măsurăm. învârtind condensatorul variabil,
observăm un salt al acului instrumentului indicator în momentul în care grid-dip-metrul este pe frecvenţa circuitului
oscilant măsurat. Saltul va fi cu atât mai mare cu cât cuplajul dintre cele două bobine va fi mai strâns. Se depărtează
grid-dip-metrul de circuitul oscilant până când saltul abia se mai observă, pentru a se evita eventualele “târâri”ale
frecvenţei şi, deci, introducerea unor erori de măsură. Când spaţiul este limitat sau pentru măsurarea unor circuite aflate
în incinte ecranate, se va lucra cu un cuplaj ca acela din figura 2. Se va face o buclă (link) din sârmă de cupru-email cu
diametrul de 0,4-0,5 mm, ale cărei capete se lipesc împreună. Se vor înfăşură două spire pe carcasa bobinei cu care
se lucrează, iar la celălalt capăt al buclei se vor înfăşură 2-4 spire pe o baghetă de plastic de dimensiuni potrivite cu
bobina care se măsoară.

Acordul unei antene verticale se poate realiza, de exemplu, deconectând feederul şi conectând între radiator şi con¬
tragreutăţi (planul de masă) un fir scurt ce formează o singură spiră, care se va cupla cu grid-dip-metrul.

Grid-dip-metrul poate fi folosit şi pentru ajustarea lungimii unei secţiuni de cablu coaxial.
Pentru aceasta se taie o lungime egală cu cca X/2 sau X/4 electric. La un capăt se va face
o buclă la care se va cupla grid-dip-metrul, iar capătul celălalt va fi pus în scurt (în cazul
liniilor X/2) sau deschis (în cazul liniilor X/4), observându-se frecvenţa de rezonanţă.

într-un mod similar se poate măsura factorul de scurtare al tuturor cablurilor
coaxiale.

Alte utilizări ale grid-dip-metrului constau în reglarea receptoarelor la rece sau la cald,
a emiţătoarelor la rece, măsurarea capacităţilor etc., el fiind unul dintre cele mai utile
instrumente din laboratorul unui radioamator.

Vă reamintim că Federaţia Română de Radioamatorism, CP 22-50 RO-014780
Bucureşti, tel/fax 021-315.55.75 sau E-mail [email protected] editează o revistă lunară
intitulată RADIOCOMUNICAŢII şi RADIOAMATORISM. în paginile acesteia se pot găsi
multe informaţii utile pentru cei interesaţi de electronică şi radiocomunicaţii.

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODELISM

Prof. dr. ing. SORIN PIŞCAŢI

Staţia de telecomandă Webra, de fabricaţie austri¬
acă, este o aparatură de înalt nivel tehnic. Funcţionează
în benzile de 27; 32; 35 sau 40 MHz, după caz, sistem
SMS şi modulaţie în frecvenţă.

Staţia poate comanda până la 7 servouri. Deoarece
dimensiunile şi greutatea ansamblului de recepţie-exe-
cuţie sunt reduse, poate fi utilizată foarte bine atât la diri¬
jarea navomodelelor cât şi a aeromodelelor cu propulsie
electrică sau termică.

Caracteristicile tehnice principale ale staţiei de
telecomandă Webra sunt următoarele:

1. Rază de acţiune la vedere

2. Alimentare: Emiţător 9,6 Vc.c.

(8 acumulatori Ni-Cd
1,2V/0,5Ah)

Receptor 4,8 Vc.c. (4 acumulatori
Ni-Cd

1,2V/0,5Ah)

3. Temperatura mediului ambiant
pentru funcţionarea normală a

staţiei de telecomandă 15°C+60°C

4. Umiditatea relativă a mediului

înconjurător 85%

5. Lungimea antenei

emiţătorului 1250 mm

6. Lungimea antenei

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODELISM

receptorului

7. Greutatea emiţătorului

1000 mm

(fără 7 acumulatori

800 g

8. Greutatea receptorului

40 g

9. Distanţa între două canale adiacente
pe care două staţii Webra pot
funcţiona fără să se perturbe

reciproc

10 kHz

10. Număr de canale (în 27 MHz)

11. Canale autorizate în România

4j(26,995 MHz)
9(27,045 MHz)
14(27,095 MHz)
19(27,145 MHz)
24(27,195 MHz)
30(27,255 MHz)

12. FMSI (Frequenz Modulation mit Symmetrichen
Impulstelegramm)

Modulaţie în frecvenţă cu tren de impulsuri simetrice
(fig. 6).

Descrierea aparaturii de telecomandă Webra
FMSI

a. EMIŢĂTORUL

Se compune din două module electronice amplasate
pe aceeaşi placă de circuit imprimat: codificatorul (fig. 1)
şi partea de înaltă frecvenţă (fig. 2).

Codificatorul

Este realizat în jurul a două circuite integrate, un mul¬
tiplexor / demultiplexor analogic cu 8 canale de tip NEF
4051 (de exemplu, MMC 4051) şi un integrat XR 2240,
cu funcţii complexe, funcţii ce vor fi analizate ulterior.

Cele 6 potenţiometre de 10 kQ ale manşelor de
comandă sunt liniare de tip “Cermet”, cu cursor grafitat.
Din practică a rezultat că în anumite situaţii, de regulă
din vina celui care utilizează staţia, se defectează cir¬
cuitele integrate ale codificatorului şi în special 2240.
Dacă înlocuirea integratului NEF 4051 nu constituie o
problemă, el fiind echivalent în ţară cu circuitul
MMC4051, în schimb defectarea integratului XR2240 a
determinat pe unii sportivi să renunţe la staţie, deoarece
acesta nu are echivalent în ţară, iar procurarea lui din
străinătate este destul de dificilă.

Pentru a veni în ajutorul celor care se află într-o ast¬
fel de situaţie, am realizat un montaj, după schema de
principiu din figura 4. Acest montaj, care, realizat îngri¬
jit, încape pe plăcuţa de circuit imprimat originală,
funcţionează la aceiaşi parametri ca şi codificatorul
Webra echipat cu XR 2240. Cele două circuite integrate
care înlocuiesc pe 2240 sunt PE555 şi MMC 4024, de
fabricaţie curentă la noi în ţară.

Referitor la defectarea circuitului integrat XR 2240,
trebuie făcută următoarea remarcă: din dorinţa (complet
nejustificată) de a mări raza de acţiune a staţiei prin
mărirea puterii emiţătorului, unii alimentează partea de
emisie (deci şi codificatorul) cu 12+14 Vc.c. în loc de 9,6
Vc.c., cât prevăd instrucţiunile de exploatare a staţiei.

Pe lângă inutilitatea acestei intervenţii (staţia alimen¬
tată cu 9,6 Vc.c. având posibilitatea comenzii “la vedere”
a oricărui model terestru, naval sau aero), se produc
defecţiuni atât la decodificator, prin avarierea inte¬
gratelor (în special 2240), cât şi la partea de

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODEUSM

radiofrecvenţă, prin supraîncălzirea şi în ultimă instanţă
distrugerea tranzistorului final T4 (BD 137).

Deşi montajul emiţătorului Webra este realizat destul
de “înghesuit”, există posibilitatea şi este bine ca tranzis¬
torul final BD 137 să fie prevăzut cu un radiator din tablă
de aluminiu, cu dimensiuni cât mai mari posibil. Acest
tranzistor poate fi înlocuit cu BD 135 sau BD 139, cu
condiţia să aibă (3 = 150+170. Deşi de regulă această
operaţiune nu este necesară (pentru banda de 27 MHz),
este bine ca acesta să fie sortat în RF.

Tranzistorul modulator BC 308 se poate înlocui cu

BC 250+252 (A sau B). Nu se recomandă BC
177+179 din cauza carcasei metalice care
poate provoca scurtcircuite în montajul minia¬
turizat.

Tranzistoarele T2 şi T3 (oscilator şi separa¬
tor) de tip ZTX 314 se echivalează cu 2N2369
sau 2N 2369A, de fabricaţie indigenă
(P = 75+120).

Dioda varicap BB 109 poate fi înlocuită cu
orice varicap autohton (de exemplu, BB125),
care se utilizează în selectoarele de canale TV.

Filtrele, în benzile de 27 MHz şi 32 MHz sunt
de tip SK218, iar în benzile de 35 şi 40 MHz de
tip SK248. Aceste filtre, în mod normal, nu au
cum să se defecteze.

în niciun caz nu se vor roti miezurile acestor filtre. Un
astfel de emiţător dezacordat iese total din parametrii
funcţionali. Dacă totuşi un astfel de filtru este defect, se
va demonta cu atenţie, i se vor număra spirele
înfăşurărilor şi va fi rebobinat cu sârmă de aceeaşi
secţiune.

După reamplasarea filtrului, emiţătorul va fi reacordat
conform metodologiei prezentate într-un articol prece¬
dent. Ca indicator de câmp se vor utiliza montajele

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODEUSM

0 —U”

*a>

®_r

J fu f». 3

arin

f«u f tu fa

fa s

(?) ___

| _

f«. ♦*«* *f.

;i *f ».3 *f».S

prezentate în figurile 4 şi 5. Tranzistoarele
cu efect de câmp TI şi T2 sunt de tipul
2N3819; BF 245; BF 256; 2SK 41E. Este mai
bine însă să nu se ajungă ia o astfel de
situaţie.

Condensatorul de ieşire C are valoarea
de 100 pF pentru benzile de 27 şi 32 MHz şi
22pF pentru benzile de 35 şi 40 MHz.

Dioda Zener B2-6V2 care stabilizează
tensiunea de alimentare a tranzistoarelor
oscilator (ZTX 314) şi modulator (BC 308)
poate fi înlocuită cu PL6V2Z.

Rezistenţa Rx din emitorul tranzistorului
T3 are valoarea cuprinsă între 4,7 şi 22 Q
(depinde de factorul p al acestui tranzistor).
Rezistoarele sunt chimice, de 0,25 W. Pot fi
înlocuite cu rezistoare chimice sau RPM de
fabricaţie românească.

Deoarece construcţia părţii electronice a
emiţătorului este destul de “înghesuită”, nu
se vor înlătura sub nici un motiv ecranele
originale.

Un aspect important, de multe ori mini¬
malizat în exploatare, îl reprezintă alimenta¬
rea cu energie electrică a aparaturii.

Emiţătorul este echipat cu 8 acumulatori Ni-Cd,
fiecare de 1,2 V/0,5Ah. Rezultă că tensiunea de ali¬
mentare a emiţătorului este de 9,6 Vc.c.; cu acumulatorii
încărcaţi complet, emiţătorul poate fi utilizat fără întreru¬
pere 3+3,5 ore; acumulatorii trebuie să fie în perfectă
stare de funcţionare; încărcarea lor se va face de la o
sursă de curent constant înainte de folosire şi va dura
14+16 ore pentru un curent de încărcare de 48+50 mA.
Dacă staţia nu va fi utilizată mai mult de 30 de zile, se
vor scoate cei 8 acumulatori din carcasa emiţătorului,
deoarece unii dintre ei pot “curge”. Soluţia este foarte
corozivă şi poate ataca chimic diverse componente ale
emiţătorului.

Diagrama trenului de impulsuri generat de codifica¬

torul emiţătorului Webra este prezentată în figura 6.

Cuarţui Q din baza tranzistorului oscilator T2 va
rezona pe frecvenţa fundamentală, egală cu jumătate
din frecvenţa de emisie. Exemplu: dacă emiţătorul tre¬
buie să lucreze pe frecvenţa de 27,145 MHz (canalul
19), atunci frecvenţa fundamentală de rezonanţă a
cuarţului trebuie să fie Fr = 13,5725 MHz.

Se vor utiliza numai cuarţuri speciale de emisie pen¬
tru modulaţie în frecvenţă. Acestea sunt mult mai stabile,
dar şi mult mai scumpe decât cuarţurile care echipează
staţiile MA. Să nu se încerce utilizarea cuarţurilor MA în
staţiile FM deoarece nu funcţionează.

’b. RECEPTORUL

Este realizat în două variante, care se deosebesc
prin dimensiunile de gabarit şi unele mici diferenţe între
schemele electronice. Ambele variante prezintă aceleaşi

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODELISM

L 35-40MH*: 2K248
L 27-32MH2: 2K218

2K248

, j-^_J i

.o.{ 0[ ■ < 0 '

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODELISM

n»«

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODELISM

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODEUSM

caracteristici tehnicc-funcţionale.

Varianta I (fig. 7) reprezintă receptorul Webra FMSI,
iar varianta a ll-a (fig. 8) receptorul Webra FMSI MIKRO.

Etajul de intrare al receptorului Webra FMSI este
echipat cu un circuit multifuncţional specializat de tip
S042P. Schema electronică a acestui circuit integrat
este prezentată în figura 9. între intrările 7 şi 8 ale aces¬
tui integrat este conectat secundarul filtrului de
radiofrecvenţă SK248. între antenă şi acest filtru este
intercalat un circuit rezonant format din cele patru con¬
densatoare şi bobina secundară a filtrului L. Acesta va fi
de tipul SK218 pentru benzile de frecvenţă 27 şi 32 MHz
şi SK248 pentru 35 şi 40 MHz.

între pinii 11 şi 13 ai integratului S042P se
conectează soclul cuarţului Q, care trebuie să rezoneze
pe frecvenţa canalului respectiv. De exemplu, cuarţul din
soclul receptorului, corespunzător canalului 19 (27,145
MHz) va rezona pe frecvenţa Fr = 27,145 - 0,455 =
26,695 MHz.

Şi acest cuarţ va face parte din categoria celor des¬
tinate pentru staţiile de telecomandă cu modulaţie în
frecvenţă, ca şi în cazul emiţătorului.

Sarcina etajului oscilator-mixer-amplificator de FI
echipat cu circuitul integrat specializat S042P o consti¬
tuie circuitul rezonant SK248. Semnalul de frecvenţă
intermediară este filtrat din nou de filtrul ceramic LFH4
şi circuitul (filtrul) rezonant 4102 (MOKO - culoare nea¬
gră) de la intrarea integratului amplificate rului de modu¬

laţie S041P.

Cele două filtre sunt şi ele acordate pe frecvenţa
intermediară de 455 kHz.

Filtrul ceramic LFH4 determină în principal selectivi¬
tatea receptorului. Poate fi înlocuit uşor, cu mici modi¬
ficări, cu un filtru ceramic MURATA tip CFK 455
(Lextronic) sau CFS 455 G.

Decodificatorul cu 7 canale (fig. 7) al părţii de
recepţie este echipat cu circuitul integrat operaţional
TAA865 A, tranzistorul BC308 C şi registrul 74C 164. în
rest schema lui este clasică şi nu este necesar să mai
fie comentată.

Receptorul Webra FMSI MIKRO se deosebeşte de
precedentul prin miniaturizare. Electronic diferă numai
circuitul de antenă, care la acest receptor este ceva mai
simplu.

De asemenea, receptorul este echipat cu circuite
integrate S04SE şi S031E de dimensiuni mult mai
reduse decât S042P şi, respectiv, S041P.

Circuitul oscilant “L” de la intrarea receptorului este
de tipul SK218 pentru benzile de 27 şi 32 MHz şi SK248
pentru 35 şi 40 MHz.

Circuitele integrate S041 şi S042 nu au echivalenţă
şi dacă se defectează este necesară înlocuirea lor ca
atare.

Se vor evita şocurile mecanice şi mai ales pătrun¬
derea (uneori şi staţionarea) apei în interiorul receptoru¬
lui. Cu toate protecţiile sale, funcţionarea în astfel de

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODELISM

condiţii este necorespunzătoare şi duce în ultimă
instanţă la defectarea componentelor. Dacă accidental a
pătruns apă, în cantitate oricât de mică, receptorul tre¬
buie scos din cutie imediat, şters şi uscat la soare până
la dispariţia completă a oricărei urme de umezeală.
Acest lucru este valabil şi pentru electronica emiţătoru¬
lui.

Introducerea receptorului în alcool metilic (procedeu
utilizat, din păcate, chiar de unii sportivi cunoscuţi) pen¬
tru eliminarea umezelii are întotdeauna efecte dezas¬
truoase.

Decodificatorul este identic cu cel al receptorului
Webra FMSI.

Radioreceptorul Webra FMSI se alimentează de la o
sursă alcătuită din patru acumulatori Ni-Cd 1,2 V/0,5 Ah,
iar Webra MIKRO de la patru acumulatori Ni-Cd minia¬
turizaţi de 1,2V/0,1Ah sau 1,2V/0,19 Ah fiecare.

Acumulatorii miniaturizaţi de 0,1 sau 0,19 Ah se
încarcă de la o sursă de curent constant timp de 15-20
ore, cu un curent de 15 şi, respectiv, 25 mA. în felul
acesta este asigurată funcţionarea neîntreruptă a ambe¬
lor tipuri de receptoare pe o durată de 3-5 ore.

După cum se va vedea mai departe, această durată
de utilizare depinde de tipul şi numărul servomecanis-
melor care echipează aparatura de recepţie-execuţie.

Servomecanismele originale cu care poate fi
echipată staţia de telecomandă sunt de trei tipuri:

- Webra Mikro (fig. 10);

- Webra S 14/11 (fig. 10);

- Webra S 15/11 (fig. 11).

Principalele caracteristici tehnico-funcţionale ale
acestor servomecanisme sunt următoarele:

a. Webra Mikro

- Dimensiuni de gabarit

28 x 30 x 13 mm

- Greutate (masă)

16 g

- Cuplu

0,9 kgfcm

- Viteza de deplasare

0,25 s pentru 2 x 45°

- Consum

96 mA

b. Webra Mini (S 14/11)

- Dimensiuni de gabarit

43 x 38 x 19 mm

- Greutate (masă)

40 g

- Cuplu

1,3 kgfcm

- Viteza de deplasare

0,25 s pentru 2 x 45°

- Consum

125 mA

c. Webra Speed (S 15/11)

- Dimensiuni de gabarit

45 x 38 x 23 mm

- Greutate (masă)

49 g

- Cuplu

2,9 kgfcm

- Viteza de deplasare

0,15 s pentru 2 x 45°

- Consum

245 mA

La toate cele trei tipuri de servomecanisme con¬
sumul este măsurat în condiţii de sarcină maximă, cu
rotorul electromotorului blocat.

Circuitele electronice ale servomecanismelor Webra
Mikro şi Webra Mini (fig. 10) sunt identice.

Electronica servoului Webra Speed (fig. 11) este pre¬
văzută cu două tranzistoare cu siliciu, de tip BC 238 C,
montate în schemă ca amplificatoare finale.

Toate cele trei tipuri de servomecanisme sunt
echipate cu un circuit integrat specializat modern, sim¬

bolizat sub codul NE544. Se va evita pe cât posibil
pătrunderea umezelii (apei) în motorul electric şi în
partea electronică a servomecanismului. Dacă acest
lucru se întâmplă, se demontează servoul şi se usucă
după metoda descrisă mai sus. Nu se va forţa sub nici-
un motiv echea, deoarece există riscul ruperii danturii
roţilor dinţate din componenţa angrenajului servoului. De
asemenea, este necesar să fie bine studiată echiparea
diverselor modele cu aceste servouri. Se va ţine cont de
cuplul rezistent maxim al cârmei, direcţiei, profundorului
etc. El trebuie să fie de cel puţin două ori mai mic decât
cuplul dezvoltat de servomecanismul care acţionează
comanda respectivă. în caz contrar, la viteze mari există
riscul rămânerii părţii acţionate de servomecanism “în
curent”.

Firma Webra publică câteva date orientative pentru
cei care utilizează staţia, oferind o serie de variante:

Varianta I

- Acumulatori pentru partea de

recepţie - execuţie 4 buc. Ni-Cd 1,2V/0,5 Ah

- Servomecanisme Webra Speed 2 buc.

- Timp de funcţionare continuă 4 ore

Varianta II

- Aceeaşi sursă de alimentare

- Servomecanisme Webra Speed 4 buc.

- Timp de funcţionare continuă 2 ore

Varianta III

- Acumulatori 1,2V/0,65 Ah 4 buc.

- Servouri Webra Speed sau Mini 5 buc.

- Timp de funcţionare continuă 2,5 ore

Varianta IV

- Aceeaşi sursă de alimentare

- Servouri Webra Speed sau Mini 6 buc.

- Timp de funcţionare continuă 2 ore

Varianta V

- Acumulatori 1,2V/0,1 Ah 4 buc.

- Servouri Webra Micro 2 buc.

- Timp de funcţionare continuă 1 oră

Varianta VI

- Acumulatori Ni-Cd 1,2V/0,19 Ah 4 buc.

- Servomecanisme Webra Micro 4 buc.

- Timp de funcţionare continuă 1 oră

Prin timp de funcţionare continuă se înţelege timpul
cât partea de recepţie-execuţie (a staţiei Webra) permite
telecomanda sigură a modelului, operatorul acţionând în
mod obişnuit asupra servomecanismelor respective din
dotare.

în concluzie, se poate afirma că staţia de teleco¬
mandă Webra FMSI prezintă performanţe tehnice
deosebite, dând satisfacţie deplină celor care o uti¬
lizează, dar în acelaşi timp este destul de sensibilă şi nu
permite nici un fel de abatere de la instrucţiunile de
exploatare date de fabrică, manevrare şi exploatare bru¬
tală, şocuri şi vibraţii mecanice exagerate, umezeală
etc.

Dacă se respectă aceste condiţii şi nu apar accidente
cum ar fi prăbuşirea unui aeromodel în plină viteză pe
un teren dur, betonat, staţia Webra FMSI va funcţiona
ireproşabil, durata ei de exploatare fiind de ordinul
zecilor de ani.

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODELISM

LISTA DE PIESE

Figura 1

CI => 22nF
C2 => 270pF
C3 => 270pF
C4 => 270pF
C5 => 270pF
C6 => 270pF
C7 => 22nF
C8 => 22nF
C9 => 270pF
CIO => 270pF
Cil => 6,8pF
C12 => 22nF
C13 => 22nF
C14 => 22nF
C15 => 22nF
C16=> 1,5nF
C17 => 22nF
R1 =>27kQ
R2 => 10kQ
R3 => 1OkQ
R4 => 1OkQ
R5 => 4,7kQ
R6 => 27kQ
R7 10kQ
R8 3,3kQ
R9 => 27kQ
R10 => 3,3kQ
R11 => 22 kQ
R12 => 2,2kQ
Dz => PL 4V7Z
SR1^ 10kQ
PI + P6=> 10kQ

Figura 2

CI => 22nF
C2 => 22nF
C3 => 22nF
C4 => 6pF
C5 270pF
C6=> lOOpF
C7 =>22pF
C8 => lOOpF
C9 => 22pF
C10=> lOOpF
Cil => 22pF
C12 => 22pF
C13=>270pF
C14 =5- 22pF
C15 => 22pF
C16 => 22pF
C17=> lOOpF
C18 => lOOpF
R1 =>15kQ
R2 => 15kQ

R3=> 15kQ

R3 => 2,2kQ

C10=> lOOnF

R4 => 4,7kQ

Cil => 22nF

R5 => 33kQ

R6 => 33kQ

1 Figura 4

C12 => 270pF

C13 => 68nF

R7=> 15kQ

Cv =>lOOpF

C14 => 270pF

R8 => 4,7kQ

D => EFD108

C15 => 22nF

R9 => 470Q

R1 => 100Q

CI 6 => 68pF

R10 => 3,3kQ

T => 7t403

C17 => 220pF

R11 =>470Q

pA => 45pA

R1 =>33kQ

R12 =>IkQ

Figura 5

R2 => 33kQ

R13=>2-5Q

CI =>lOOpF

R3 => 5,6kQ

R14=> 100Q

C2 => 47pF

R4 => 27kQ

R15 => 470Q

R1 => 68kQ

R5 => IkQ

Dz => PL6V2Z

R2 => 27kQ

R6 => 22kQ

DVc => BB109

R3 => 1 kQ

R7 => 22kQ

TI => BC308

R4=> 100Q

R8 =>62kQ

T2; T3 => ZTX314

R5 =>10kQ

R9 => 2,7kQ

T4=> BD137

R6=> IkQ

R10 => 330Q

R11 =>18kQ

Figura 3

Figura T

R12 => 1,5kQ

R13 33Q

CI => 22nF

CI => 220pF

TI => BC308

C2 => 270pF

C3 => 270pF

C4 => 270pF

C2 => 68pF

C3 => 22nF

D => 1N4148

C4 =>22pF

i Figura 10

C5 => 270pF

C5 => 22nF

C6 => 270pF

C6=> lOOpF

CI => 0,1pF

C7 => 270pF

C7 => 0,1 pF

C2 => 0,1 pF

C8 => 270pF

C8 => lOOnF

C3 => 22nF

C9 => 1,5nF

C9 => 68nF

C4 => 1 pF

CIO => 6,8^F

CIO => 22nF

C5 IpF

Cil => 22nF

C11 => 270pF

C6 => 0,22pF

CI 2 => 200nF

C12 => 270pF

C7 => 6,8pF

PI -rP6=>10kQ

C13 => 68pF

C8 => 22nF

R1 => 10kQ

C14 => lOOpF

R1 => 470kQ

R2 => 27kQ

CI 5 => IpF

R2 ^ 18kQ

R3 => 1OkQ

R1 => 33kQ

R3 => 2,2Q

R4 => 22kQ

R2 => 33kQ

R4 =>82kQ

R5 => 10kQ

R3 => 5,6kQ

R5 => 330Q

R6 => 2,7kQ

R4=> IkQ

R6 => 330Q

R7 => 47kQ

R5 => 47kQ

P =>15kQ

R8 => 27kQ

R6 => 18kQ

T1;T2 => BC238C

R9 => 27kQ

R7 => 330Q

T1;T2 => 2N3819

R8 => 1,5kQ

ţ Figurall

pA => 45pA

R9 => 2,7kQ

C v =>lOOpF

R10 => 33Q

D => 1N4148

CI =>22nF

C2 => 0,1 pF

C3 => 0,1 pF

Figura 7

TI => BC308

C4 =>lOpF

C5 lOpF

CI 6,8pF

C2 => 18pF

C3 rî> InF

C4 => 22pF

C5 =>22pF

C6 lOpF

| Figura 8

CI => 4,7pF

C2 => 18pF

C3 1 pF

C4 => 22nF

C6 => 0,22pF

C7 => 6,8pF

C8 => 22nF

R1 => 470kQ

C7 =>22pF

C5 => 22pF

R2 =>18kQ

C8 => 1,5nF

C6 => lOpF

R3 => 82kQ

C9=> lOOnF

C7 => 22pF

R4 => 330Q

R1 => 3,3kQ

C8=> lOOpF

R5 => 330Q

R2 => 2,2kQ

C9 => 0,1 pF

P=> 15kQ

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODELISM

greutăţi apropiate, având rapoarte de
transmitere = 1/70-^1/90. Pentru micşo¬
rarea greutăţii ansamblului, scuturile la¬
terale se secţionează ca în figura 1. Tot
în acest scop, în ele pot fi practicate
găuri circulare cu spirale <|>3 -m|> 6 mm, ast¬
fel încât troliul să ajungă la greutatea ide-

Troliul pentru acţionarea velelor consti¬
tuie o componentă de bază a unui velier
telecomandat prin radio, din clasa ”F5”.
Acest ansamblu, care în prezent nu se
comercializează în ţară, este mai greu de
achiziţionat, având şi un preţ de cost
destul de ridicat. Din aceste considerente,
devine prohibitiv pentru mulţi modelişti.

în decursul anilor, autorul a construit şi
experimentat astfel de trolii în diverse
variante constructive, ajungând în final la
cea prezentată în acest articol. Troliul
este comparabil ca performanţe tehnico-
funcţionale cu cele de fabricaţie industri¬
ală de factură medie. Poate fi utilizat la
oricare din categoriile “E", “M” sau “10”
ale clasei “F-5” (veliere telecomandate
prin radio). Greutatea sa destul de mică
(cca 90 g) constituie un argument în plus
pentru montarea lui pe veliere din clasa

«pi

Reductorul cu pinioane metalice
(fig. 1) este preluat de la un releu de timp
(RT-24), fabricat în ţară. De la reductorul
mecanic al acestui releu de timp se uti¬
lizează primele patru trepte, astfel încât
raportul de transmitere este = 1/79. Se
pot folosi şi alte reductoare mecanice cu
roţi dinţate metalice, de gabarite şi

T
R
O

L
I

pentru

V€LI€

SORIN PIŞCAŢI

TEHNIUM decembrie 2005

TEHNIUM MODELISM

1 => Potenţiometru

semireglabil.

2 => Piesă de legătură.

3 => Peretele reduetoruiui

ală de 80^-90 grame; în niciun caz nu
se va slăbi rezistenţa mecanică a
pereţilor reduetoruiui.

Pentru comanda şi antrenarea
reduetoruiui cu roţi dinţate este de
preferat să se utilizeze electronica şi
motoraşul electric ale unui servo de
fabricaţie industrială: Futaba, Sanva,

Robe, Graupner, Simprop, Piko etc.

Pe arborele motorului se presează cu
atenţie primul pinion de antrenare al
reduetoruiui cu roţi dinţate. Fixarea
motorului electric de peretele lateral
al reduetoruiui se realizează prin
intermediul unei.piese strunjite, din
aliaj de aluminiu. în figura 2 sunt date
dimensiunile piesei de prindere pen¬
tru motorul electric al staţiei germane
Piko - FM/27 MHz (staţie de teleco¬
mandă destul de răspândită în ţară şi
la care preţul de cost al servourilor este cel
mai mic), iar în figura 3 schema electronică
de comandă a acestui motor. în cazul uti¬
lizării motoraşelor electrice de la alte ser-
vouri (rezultatele vor fi similare), dimensiu¬
nile acestei piese inelare vor fi alese în con¬
formitate cu cele ale motorului.

Arborele ultimei roţi dinţate se va strunji
din oţel (OL-45; OL-60 etc.) la cotele din
figura 4. Pe capătul (|>5 mm al arborelui se
va monta troliul propriu-zis, pe care se
înfăşoară şcota de antrenare a velelor.

Pentru un velier din clasa “M”, troliul
efectuează în mod obişnuit cca 5 rotaţii;
dimensiunile acestuia sunt date în figura 5. Pentru alt
număr de rotaţii ale troliului, dimensiunile acestuia se
vor alege în consecinţă, luând în considerare
deplasarea maximă a ghiului randei.

La celălalt capăt al arborelui troliului se va cupia un
minipotenţiometru liniar multitură a cărui rezistenţă va
avea o valoare cuprinsă între limitele 1 kQ şi 10 kQ.
Recomandabilă şi uzuală pentru acest potenţiometru
miniatural este valoarea ohmică de 4,7 kQ. Cuplajul din¬
tre arborele final al reduetoruiui şi arborele
potenţiometrului semireglabil se realizează ca în figura
6. Când cursorul acestui potenţiometru ajunge la unul
din capetele rezistenţei, angrenajul acestuia trebuie să
se învârtească liber. Fără această facilitate, probabili¬
tatea defectării lui, încă de la primele încercări, este
mare. Amplasarea electronicii de comandă pe carcasa
motoraşului electric de antrenare este prezentată în
figura 1. Fixarea se reajizează cu răşină de tip A+B
(exemplu, Terokal-221). jn acelaşi mod se fixează şi
potenţiometrul multitură. între grila potenţiometrului mul¬

titură şi masă (borna de minus a servoului) se inter¬
calează un semireglabil de 10 kQ, cu care se reglează
numărul maxim de ture ce pot fi efectuate de troliu.
Lungimea firelor de legătură între cele două semi-
regiabile nu trebuie să depăşească 80 mm. Este reco¬
mandabil ca toate roţile dinţate metalice să fie lipite cu
cositor de arborii respectivi, deoarece din fabricaţie ele
sunt numai sertizate. Datorită eforturilor relativ mari pe
care le transmit aceste roţi dinţate (mai ales în cazul
ultimelor trepte), s-a întâmplat ca unele din ele, nefixate
prin cositorire, să se învârtească liber pe arborele
respectiv şi mişcarea de rotaţie nu s-a mai transmis la
troliu. Pentru o bună reuşită', se recomandă această
variantă de realizare, care nu implică prea mult efort şi
este accesibilă oricărui constructor
amator. Cei care nu emit pretenţii prea
mari îşi pot realiza un astfel de troliu
utilizând în locul motorului de servo
un motor Mabuchi sau similar, preluat
de la o jucărie electrică; nu se vor
folosi motoraşe de producţie chineză
deoarece sunt puţin fiabile, au dimen¬
siuni mari, consumă prea mult şi mai
ales emit paraziţi electrici la un nivel
inacceptabil. Pentru a se evita pertur¬
barea funcţionării corecte a aparaturii
de radiotelecomandă de către para¬
ziţii electrici generaţi de aceste moto¬
raşe “zgomotoase”, este necesară
intercalarea între motoraş şi electro¬
nica de comandă a unui filtru (figura
7). Când se utilizează electronica şi
motorul electric de la un servo indus¬
trial, acest filtru, de regulă, nu mai
este necesar.

TEHNIUM decembrie 2005

DIVERTISMENT

INVENTATORUL
TRAIRN VUIA

■ Odată, bacteriologul englez
Alexander Fleming (1881-1955), bine¬
cunoscut pentru descoperirea penici¬
linei, a fost oaspetele unui mare labora¬
tor din SUA. Vizitându-I, el a fost de-a
dreptul uluit de ordinea exemplară ce
domnea pretutindeni acolo. Nicăieri, nici
măcar un fir de praf nu putea fi zărit, lată
de ce, cu glas sceptic, el a declarat celor
care-l însoţeau:

- Dacă’eu aş fi lucrat într-un laborator
atât de curat, niciodată nu aş fi descope¬
rit penicilina.

CÂND OAMENII
DE ŞTIINŢA
ZÂMBESC

După cum se ştie, descoperirea care i-a ^__

adus reputaţia mondială a fost făcută în mod I— - 1 ' „ aoropiere de Paris

cu totul întâmplător, când o cultură de bac- nRIZONTAL: 1) Localitate in w ^Efectuat cu un
terii pe care o ţinea sub observaţie a fost . la îs martie 1906 , Ţnaţa d - n ţ urne realizat b an

năpădită de mucegai. a " ion ’ construit de el, P r '™. aţ( f aparatului. 2) Aflate > »n cut a avea daru | de a vor bj pe

■ De multe ori, când fizicianul german exclusiv cu ^‘il 0 ^ 0 ®!© an âtn care Traian vuia - înţelesul tuturor despre cele mai

Albert Einstein (1879-1955) ţinea o conte- coborâre! ^ Capitala e h realizat aparatul cu a complicate probleme, a prezen-
rinţă, era însoţit de şoferul său care părea ■ ‘ ^ 1Q02 sl ^ ON nnamea

de autoritate. Naş i-a fost profesorul
Kundt, care a îmbrăţişat-o cu căldură”.

Bătrâna s-a alarmat, ştiindu-l
necăsătorit. Nou-născutul era însă una
dintre teoriile lui Lomonosov asupra
electricităţii...

■ Renumitul chimist polonez
Kazimierz Jablezynski condiţiona
primirea unui nou membru în cercul
de chimişti al Universităţii din
Varşovia de rostirea următorului
jurământ: “Voi fi nobil ca heliul, avid
de cunoştinţe precum clorura de cal¬
ciu de apa şi activ în domeniul
ştiinţei, ca hidrogenul în stare pură”.

Celebrului naturalist francez
Georges Cuvier (1769-1832) i se
prezentă definiţia racului şi i se ceru
părerea. Definiţia era: “Mic peşte
roşu, care merge înapoi”.

Răspunsul lui Cuvier a fost:

- Cu excepţia a trei mici inad¬
vertenţe, definiţia pare corectă.
Racul nu e peşte, nu e roşu şi nu
merge înapoi...

Vestitul fizician francez Paul
Langevin (1872-1946), recunos-

a stabilit în ^^jaVontesscn. 3) °M n ţuperioară - tat la Academia de Ştiinţe un
să-şi asiste cu plăcere stăpânul. Dar într-o zi evoluat m ‘ir alan - clar. 4) r .‘ •? ero pianul con- strălucit referat, model de

“ ajutorul f ar “‘ ba direcţia de

maşina.

A doua zi, ce-i drept, şoferul a rostit conferinţa
ca un papagal, dar când să plece, unul dintre
asistenţi i-a pus o întrebare destul de dificilă,
încărcată cu tot felul de formule algebrice. Deşi

izbucni pe neaşteptate: părinţilor lui manda cu ajutorul carwbimba r direcţia de expunere clară şi precisă. După

- O repetaţi cam de mult conferinţa asta! ° rg ^ n d e\/uiacobora, urca s ? u ‘^ ale ţ e aparatului’, pro- conferinţă a fost înconjurat,

Am învătat-o pe dinafară - îi spune şoferul. Ba slru * Etalat de inventator ! n J*ţT- n . ia * 0 rii săi. 5) Cele felicitat şi rugat să explice secre-

chiar aş putea-o ţine şi eu. lu ne care îl vor folosi şi^ntinua ^ de a ten- tul SUCC esului său.

- Nimic mai amuzant - replică Einstein - oa tru elemente dotate cup ® are d ă dea u posibilitat^ _ E foarte simplu - a
mâine ţii dumneata conferinţa şi eu te aştept în zare al aeroplanului iu» i nt at ât \ a decolare ca răspuns savantul. în timpul con-

— - aparatului ţa ruleze pe n P are ^ abataj! 6 ) Jg*, y fer j n ţei mă uit spre auditoriu.

aterizare comp onente aie a u prima ma flxez asupra ce | U i cu

albine - Una p ţ uctor ul a realizat P® . (pl.).7) fizionomia cea mai nătângă şi
Vuia, variabilă în-Trimişi în nu mă las până ce nu văd ci

mcarcata cu ioi Teiui ae Tormuie aigeorice. ueşi data a a . de \ e mne - italian P nV, L^| n ţt... prin Bizanţ! - acesta se înseninează în
luat prin surprindere, şoferul a avut un răspuns G ^[J? ne 9 ) Râu din Maramureş a atenuat-o la apara- semn de înţelegere,
care nu părea departe de umorul neaşteptat al bruscă, pe care Traiani dotarea roţilor din faţa cu ] n ace j mom ent, un coleg
lui Einstein, încât nimeni nu s-a mirat prea mult. tul său în timpul aterizam,P inv/e nţie care " ap da n a ri- se apropie de grup şi i se

- Dragul meu, soluţia este atât de simplă, amortizoare elastice, .. l a , co ™ t an » aae ro- adresează lui Langevin:

încât vă voi dovedi că şi şoferul meu va reuşi s-o Aflate la baza. iuj unu *, avion, îf) loCU ;l trie - Vă felicit din toată inima,

DK/e. ploaretor P^^runvolan derna^a-Jaestn^.^ & ^ admjrabj|ă>

Si cu toţii se duseră la “şoferul!” lui Einstein pl an “)io-nrA/• 11 O altă invenţie reai leazburaC u Dar spuneţi, de ce nu v-aţi
3-i lămuri pe loc... . VEf VJrl^a dotat aparatul pentru ^ a fo9t |uaţ 0 sjngură djpă ochii de

rezolve.

care

la mine?

«Waither Nernst (1864-
1941), marele fizician şi
chimist german, autorul
celui de al treilea principiu

■ Având nevoie de recipiente de sticlă pentru Vu j^^ e C ^ecan1ce proprii - Pasa ^ ea germina rapor-

experienţele sale, fizicianul şi chimistul francez de Traian Vuia pentm a P • {Qnală) s tudiu

Louis Gay-Lussac (1778-1850) le-a comandat în *£££orizontala panului său. 2) A
Germania. întrucât la vamă ar fi trebuit să J^re l-a folosit la gg'gZSfo Ivea

plătească taxe peste posibilităţile sale financiare, diminua şocurile, a ţ* trenu ţ de aterizare la aar or p su ţ u j ceiui ae ai irenea principiu
prietenul său, filozoful şi lingvistul german Wilhelm care Vuia îşi ctotas ^ __ Cuno scut parc n ^ scut al termodinamicii, în orele
von Humbold (1767-1835) a găsit o soluţie simplă său. 3) __ ^872 este cei în <? a ^ mmiş. 4) libere creştea crabi,

şi ingenioasă: a astupat şi sigilat recipientele, iar pe japonez Nagy mu na Surducu M» c « \ , d - n f a ţ a a Odată, cineva făcu

ladă a scris: “Conţine aer din Germania”. Şi î aia , n ^ U elice montată de Vuia in^p a tace c a remarca:

deoarece nici pentru aer, nici pentru ambalaj nu se T ' pu ratu \ u j pe axul m°t° ru J ul * 5^ 5 v Realitate în SV _ ciudată alegere. Să
percepeau taxe, totul s-a sfârşit cu bine. onoratul să ruleze pe s °i tP r s Prinse in cre ştj găini, da, e mai

ii Fizicianul german Albert Einstein (1879-1955) Norvegiei - Râu î n Ă erT T.^ J Aparat în genul giruet ^ interesant. Nernst
vorbea într-un cerc de cunoscuţi despre teoria reia- c ioc' 7) Scaunul calare, tru it pe vremea răspunse con

tivitâţii. pe care ^direcţia şi ^tlfstdgăt cu nepăsător:

- Mintea mea sănătoasă refuză să creadă toate copil pentru a oe (a războ j U | de î es )J: erLll su nt cele

aceste lucruri, de vreme ce nu le poate vedea - împodobi - u* P . _ Aero p\anul şi eiicop ntru a se
spuse unul dintre ascultători. cam se ^^ealizate de Traian Vum f?®"" f ^

- Ceea ce spuneţi este într-adevăr foarte d .°“ a< ?° a er (sg-)- 10 ) A ^^Traian Vuia a realizat-o
convingător - i-a răspuns savantul. V-aş ruga să nd !Sj stabilă, acţiune pe care . cu ax vertical mon-

puneţi mintea dumneavoastră sănătoasă aici pe P a aeroplanul său cu ajutorui^^. si pdn ari piie car

masă, ca să pot verifica şi eu dacă aveţi cu adevărat lala m P artead !^v orizontal. ' OD . p N . E
aşa ceva. oscilau în jurul unui a ^ r NAAj eM SE, SP1R, Nit.

■ Celibatar fiind, savantul rus Mihail Vasilievici Dicţionar, u*'- 1 qqasoVEANU ~ _

Lomonosov (1711-1765) îi scria mamei sale la Gheorgheon , uuiese

Arhanghelsk: “Eu sunt sănătos, dar am o nou-născută ^ r<

care strigă, face gălăgie, nu vrea să ştie de nici un fel

complet

- Eu cresc animale
care se află în echilibru
termodinamic cu mediul
înconjurător. Să creşti
animale cu sânge cald
înseamnă să încălzeşti
cu banii tăi Universul.

TEHNIUM decembrie 2005

Cu riscul de a fi bănuiţi iarăşi de interese oculte, gen “publicitate mascată”,
vă recomandăm - în special constructorilor începători - să vă procuraţi sau
măcar să consultaţi numărul 295 din iunie 2005 al revistei Electronique
Pratique.

Personal, prin bunăvoinţa patronului firmei Conex Electronic, împrumut
diverse numere din această revistă tocmai pentru a vă semnala unele arti¬
cole pe care le consider de interes deosebit. Dar acest număr l-am şi
cumpărat, pentru că are un sumar bogat în articole de iniţiere (ca şi alte
aplicaţii practice utile) care mă interesează şi, sper, vă vor interesa şi pe dum¬
neavoastră.

Din sumarul acestui număr vă semnalăm alăturat doar câteva titluri de articole.

• Internet Pr@tique,
autor Morin Pascal,
pag. 10-11, articol ce
conţine informaţii şi
numeroase adrese
(site-uri) de Internet
referitoare la afişoa-
rele cu cristale lichide.

• Alimentatoarele demistificate (liniare
şi cu decuplaj), autor Y. Mergy, pag. 26-
31, articol ce trece în revistă - după o
instructivă reamintire profesionistă a
“principiului” alimentatorului - diverse
tipuri de alimentatoare de tensiune con¬
tinuă, cu avantajele şi dezavantajele lor.

ewuncpj

&K * • Utiliza¬

rea regula¬
toarelor de
tensiune,
autor P.

Oguic, pag.
12-17, arti¬
col în care
se prezintă
diverse posi¬
bilităţi de

„îmbunătăţire”
a performanţelor circuitelor integrate con¬
sacrate acestui scop, cu tensiuni de ieşire
fixe sau ajustabile, prin adăugarea unor
componente externe auxiliare.

OrtWMZ)

6nd(a»

III

CRIPTOGRAMA

Ptornind «dintr-un

anumit colt si citind
* ’ ’ 0
literele într-o ânumită

ordine veţi descoperi

urarea noastră adre-

•, * *

- *

cu ocazia Anului Nou

E E E A M S A R 2006 '

Gheorghe BRAŞOVEANU

„tn numărul v.rtor

coWV®

Cauţi ? - Nu g ăseşti ? - E prea scump ? -... Ai înce rcat la :

www.trioda.ro

Multimetre,Telecomenzi,Trafo linii,Componente electronice
Cataloage din magazinele din Oradea sau prin poştă :

HIFI SHOP : str.Primăriei nr. 48 , tel.: 0259-436.782
CONTACT : str.Şelimbărului nr.2 , tel.: 0259-267.223
Cod poştal: 410209 ORADEA , Fax: 0259-210.225,
e-mail: [email protected]