Din revista Electronique articolul Miniemiţâtor FM Este vorba despre un mini- Pratique nr. 268/septembrie 2002 vă semnalăm alăturat pentru sunet TV, autor B. Lebrun. pag. 14-16. emiţător radio de mică putere, cu modulaţie de frec¬ venţă, în banda de frecvenţă de aproximativ 85MHz - 110 MHz (selecţia de frecvenţă din CVI), cu ajutorul căruia poate fi trans mis la mică distanţă sonorul uc program TV, pentru a fi ascui- eventual la căşti, cu ajutorul ' radioreceptor FM de buzu Semnalul sonor se preia d priza Peritel a televizorului • Jucaţi-vă cu Simon este titlul celui de al doilea articol pe care vi-l semnalăm în rubrica de faţă, articol publicat în nr. 266/iume 2002 al aceleiaşi reviste Electronique Pratique. autor C. Tavernier, pag. 44-46. Simon este un joc creat pentru dezvoltarea memoriei. El constă dintr-un disc echipat cu patru butoane mari luminoase de culori diferite (roşu. verde, albastru şi galben). Aceste butoane sunt făcute să lumineze într-o ordine aleatoare, fiecare aprindere fiind acompaniată de o notă muzicală. „Jocul" cu Simon constă în a re' duce identic respectivele secvenţe, , . apăsarea acestor butoane. Construcţia propusă face apel la un circuit integrat de tip PICI6 F84 (MICROCHIP), iar butoanele luminoase ale jocului Simon origi¬ nal au fost aici simulate prin asocierea câte unui buton cu apăsare cu un LED, ambele de aceeaşi culoare. Stimap cititori, Cu numărul de (aţă, revista TEHNIUM a intrat în cel de al 37-lea an de existenţă, „longevitate" al cărei secret l-au constituit generaţiile succesive de constructori amatori ataşaţi fată de revistă, adeseori în dubla ipostază de colaboratori şi de cititori fideli, dar şi foarte critici, in sensul bun al cuvântului. Dumneavoastră, actualii colaboratori şi cititori al Iul TEHNIUM, deşi mult mai puţini la număr decât odinioară, vă străduiţi să duceţi mai departe această frumoasă şi deosebit de utilă tradiţie, in pofida greutăţilor pe care le întâmpinaţi - şi dum¬ neavoastră şi TEHNIUM - în această lungă şi săracă tranziţie. Desigur, sperăm cu toţii într-o revigorare, inclusiv a domeniu¬ lui nostru, al construcţiilor pentru amatori, după aderarea României la Uniunea Europeană, dar nu imediat, fireşte. Până atunci, TEHNIUM are mare nevoie ca dv. să-i fiii aproape, sâ sprijiniţi revista atât prin propuneri de articole interesante - din cele mai diverse domenii, nu numai din electronică - dar şl prin efortul financiar de a o cumpăra cu regularitate. Cum difuzarea a rămas călcâiul lui Ahile al lui TEHNIUM. vă rugăm sâ ne semnalaţi în continuare zonele / oraşele in care revista nu apare sau este foarte greu de „prins". Vă mulţumim, domnule Felix Lazâr (Arad), pentru ideea de a se realiza şi publica „un circuit electronic care sâ elimine clasicele siguranţe, folosind, de exemplu, un tiristor sau un triac". Vă precizăm că, foarte repede după apariţia lor, tiris (oarele şi triacele şi-au găsit aplicaţii şi în domeniul pe care îl menţionaţi, ca de exemplu acele configuraţii crow-bar, prezerv late şi în TEHNIUM. In care tiristorul forţează în caz de pericol arderea unei siguranţe fuzibile, protejând astfel montajul aii montat „în aval". Vâ felicităm pentru consecvenţa în pasiunea dv., dom nule Cornel Denghel (Târnâvenl). Vom căuta să publicăm schema solicitată de dv„ adică un multimetru cu circuitul MMP190. Şi dumneavoastră, domnule Sima Attila (Tg. Mureş), vâ I mulţumim că vă străduiţi sâ ne ajutaţi pentru onorarea solici¬ tărilor venite de la alţi cititori. Vâ aşteptăm şi cu articole, inclu¬ siv montaje realizate de dv. după scheme din cărţi sau reviste, dar cu precizarea sursei, a modificărilor făcute, a rezultatelor obţinute, eventual a unor observaţii critice etc. Cu părere o'e rău, domnule mg. loan Mărginean (Valea Largă, jud. Mureş), trebuie sâ vâ sfătuim să nu ne trimiteţi nouă întâi a colul despre Busola seismică balistică, despre care ne precizaţi ca are caracter de noutate. Cel mai indicat este să o prezentaţi întâi la OSIM, pentru a-i obţine protecţia legală. Solicitarea dv., domnule Dumitru Popescu (Bucureşti), este onorată chiar în paginile acestui număr. Contactaţi-ne telefonic, dacă doriţi o copie după respectivul articol. Alte numeroase solicitări ale dv. sunt „în lucru" sau rezolvate tacit prin articolele publicate în paginile revistei. în încheiere, in numele colectivului redacţional şi al meu personal vâ urez în anul care vine multă sănătate, împliniri în viaţa personală şi în cariera profesională, realizări şi satisfacţii pe domeniul hobby-ului dv. Şi, bineînţeles, şi mult noroc, căci — vorba unei. glume care circulă pe Internet - sănătoşi au fost şi cei de pe Titanic... Alexandru Mărculescu SUMAR ' CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR Stabilizatoare de tensiune Alimentarea amplificatoarelor operaţionale Detector pentru traseele do reţea Adaptor ponlrn sortnroa diodelor 2ener ■ Experiment pag 4 1 / HI-FI Amplificatorul HAFLER DM200 Proiectarea reţelelor do separare Traductoare pentru frecvente înalte Inantd HI-FI cu difuzor coaxial Amplifţcator audio performant j LA CEREREA CITITORILOR Îndepărtarea Insectelor Apnnzâtor electronic AcrofonlMîor PIR | automatizări .. ..... Aplicaţii practice cu relee de timp Electrovalvă optică ATELIER Varlator de turaţie pentru motoarele c c ! CITITORII RECOMANDA. Noulăţl vechi- nuvistoarele LABORATOR... Alimentator DIVERTISMENT REVISTA REVISTELOR pag 18-36 pag 37-47 pag 48-52 pag 53 55 pag. 58*61 pag 62-65 pag. 66 pag 67 TEHNIUM fd pentr Fondată in anul 1970 Anul XXXVII, nr. 363. decembrie 2006 Editor SC Presa Naţională SA Piaţa Presei Libere nr. 1, Bucureşti Căsuţa Poştală 68. Bucureşti - 33 Redactor şef- fiz. Alexandru Mărculescu Secretariat macheta artistică Ion Ivuţcu Redacţia Piaţa Presei Libere nr 1, Casa Presei Corp C. da| i. camera 121 Tolafon 317.91.23; 317 91.28 Fox 222 48 32 E mail prosanalionala & yahoo.com Abonamente La oncc oficiu postai (Nr 4l20tfn Catalogul Presei Romftnc) DTP Clementina Geambaşu Editorul $1 redacţia I$i decimă orice responsabilitate In privinţa opiniilor recomandărilor $r soluţiilor formulato în revistă, aceasta revenind integral autorilor ISSN 1224-5925 O Toate drepturile rezervate Reproducerea integrată sau parţială este cu desăvărşirc interzisă in absenta aprobănî scriso prealabile a editorului Tiparul Rompdnt SA Abonament» Li revista .Tahnium’ se pot Mcesi la sodMrt SC PRESA NAŢIONALA SA. Ptaîa Pr*** l-bere ni 1 sector t Bucureşti, oftam posul nr 33 Reialiijii^imentire la le'eloanofe. 317 91 23/317.91 28 FAX 222 *6 32 I Cititorii din strAm.Vate se por abona pdn ^C.Ro<9P^BA. cu sediul In P-aia Presei Ubere nr t. Corp EL Sector ţ B^«5i' RomAroa. la PO Box 33-57. ta fax 0040-21 22*.4 05 58 sau e mail abonamente ®ro<tpe< »o. subscnpt-oniOrodipet ro mu orvlino Ut ^w/.odipetro TEHNIUM decembrie 2006 3 - CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR STABILIZATOARE nF TENSIUNE CONTINUA Ing. GH. REVENCO în marea majoritate a cazurilor, montajele electronice sunt alimentate de la reţeaua de curent alternativ, prin intermediul unor scheme de redresare, care au fost tratate in articolul publicat în nr. 1/2006 al revistei TEH- NIUM, din care se vede că mărimea tensiunii redresa e este în toate cazurile direct proporţională cu ampli¬ tudinea tensiunii alternative aplicată redresorului. Cum tensiunea reţelei poate avea variaţii chiar mai mari de ± 10%, acestea se vor transmite direct asupra tensiunii redresate, variaţii inadmisibil de mari pentru majoritatea aplicaţiilor. Dar stabili¬ tatea tensiunii pe sarcină este Influenţată şi de variaţia curentului absorbit de aceasta, deoarece orice sursă de alimentare are inevitabil o rezistenţă internă, mai mică sau mai mare. pe care se va produce o cădere de tensiune pro¬ porţională cu valoarea curentului ce o parcurge, afectând astfel ten¬ siunea pe sarcină. Şi temperatura poate avea influenţă asupra per¬ formanţelor redresorului, deci asupra tensiunii pe sarcină. Situaţia nu este perfectă nici în cazul în care sursa de alimentare este un acumulator sau o baterie in cazul aparatelor alimentate din acumulatorul autoturis¬ melor, tensiunea la bornele acestuia poate avea şi ea variaţii chiar de ± 10%, datorate sistemului de încărcare (dinamului) şi sarcinii variabile (lumini, claxon etc.). Bateriile, mai ales dacă sunt relativ uzate, vor resimţi variaţiile curentului de sarcină. De aceea, funcţie de cerinţele aparatului alimentat, se impune stabilizarea tensiunii în limitele impuse de acesta. Stabilizarea se poate face atât în partea de curent alternativ, cât şi în partea de curent continuu, adică după redresor. în cele ce urmează ne vom ocupa numai de stabilizatoarele de curent continuu, acestea fiind de mai mare interes pen¬ tru constructom amatori, stabilizatoarele de curent alter¬ nativ fiind întâlnite mai ales în diverse aplicaţii profe¬ sionale şi industriale. Pentru marea majoritate a aplicaţiilor (radiorecep¬ toare, scheme cu circuite logice etc.), o stabilitate a ten¬ siunii de alimentare de ± 3% este de cele mai multe ori satisfăcătoare, dar pentru curentul de alimentare a bobinelor de deflexie ale tuburilor cinescop, de exemplu, este necesară o stabilitate de ordinul a 0,5%. Cu cât aparatul electronic este mai sensibil, sau mai precis, cu atât nevoia de stabilizare este mai severă. Astfel, pentru un microscop electronic, tensiunea de alimentare nu tre¬ buie să varieze cu mai mult de 0,005%, în timp ce ampli¬ ficatoarele de curent continuu profesionale şi aparatele de măsură de înaltă clasă de precizie reclamă tensiuni cu o stabilitate chiar mai bună de 0,0001% Pentru realizarea acestor cerinţe se apelează la stabiliza¬ toarele de tensiune. Stabilizatorul de tensiune este definit în literatura de specialitate ca un cuadripol capabil să menţină tensi¬ unea de ieşire în limite foarte strânse (teoretic constan¬ tă), indiferent de variaţiile tensiunii de intrare, ale curen¬ tului prin sarcină sau ale temperaturii mediului ambiant. în unele lucrări, mai ales în literatu¬ ra anglo-americanâ, stabiliza¬ toarele de tensiune sunt denumite şi regulatoare de tensiune (voltage regulator, regulated power suply), termenul fiind preluat din teoria sis¬ temelor de reglare automată. De menţionat însă că între regulator şi stabilizator există o diferenţă ca de la parte la întreg, regulatorul fiind de fapt un element component al stabilizatorului. Există mai multe principii sau modalităţi de realizare a stabiliza¬ toarelor de tensiune continuă. în funcţie de acestea, se poate face următoarea clasifi¬ care: A. după modul de acţionare - cu acţionare continuă (liniare) - cu acţionare discontinuă (în comutaţie) B. după modul de conectare a elementului regulator: - stabilizator serie în raport cu sarcina - stabilizator paralel C. după principiul (metoda) de stabilizare: - stabilizatoare parametrice (buclă deschisă) - stabilizatoare cu reacţie (în buclă închisă) D. după modul de realizare : - cu componente discrete • cu circuite integrate. Toate aceste tipuri de stabilizatoare se mai clasifică în literatură şi în cataloage după: putere, tensiune fixă sau variabilă, numărul de ieşiri, polaritatea tensiunii de ieşire şi destinaţie (de uz general, profesional, militar). în prezentul articol ne vom ocupa numai de stabiliza¬ toarele de tensiune cu acţionare continuă. Stabilizatoarele parametrice derivaţie (paralel) Cel mai simplu stabilizator de tensiune este cel cu diodă Zener, destul de des întâlnit în aplicaţiile practice. Schema sa este redată în figura 1 Acesta este un stabilizator parametric de tip derivaţie, elementul principal fiind dioda Zener. Stabilizatorul parametric îşi bazează funcţionarea numai pe neliniaritatea caracteristicii curent - tensiune a dis¬ pozitivului electronic folosit. în acest caz dioda Zener. 4 TEHNIUM decembrie 2006 CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR Această diodă cu Si este o joncţiune p-n corespunzător dopată. Atunci când această joncţiune este polarizată în sens invers, la o anumită intensitate a câmpului electric, care depinde de tensiunea aplicată şi de construcţia joncţiunii, se produce un fenomen de avalanşă, curentul crescând foarte abrupt la variaţii foarte mici ale tensiunii de polarizare inversă. Altfel spus, tensiunea la bornele diodei rămâne aproape constantă, pentru variaţii destul de mari ale curentului ce o parcurge. Fenomenele fizice ce se produc sunt destul de complicate [1], putând avea loc străpungeri (avalanşe) datorate mai multor fenomene, la tensiuni de polarizare diferite, aşa cum este ilustrat în figura 2a. în funcţie de doparea joncţiunii şi de dimensiunile acesteia, se poate însă controla destul de precis fenomenul Zener (numit aşa după numele fizicianului american care l-a studiat), putându-se obţine tensiuni de deschidere. Uz, de la câţiva volţi până la sute de volţi. în figura 2b este prezentată caracteristica tensiune - curent a diodei Zener, care ne permite o analiză simplă a proprietăţilor stabilizatoare ale acestui dispozitiv. După cum se vede, UzB>UzA. Această diferenţă poate fi de zeci sau chiar sute de milivolţi la diodele de uz general (mai mare la diodele cu Uz < 6V, şi mai mică la diodele de tensiune mai mare). Se fabrică însă actual¬ mente diode Zener profesionale la care această variaţie este numai de ordinul milivolţilor. Evident că stabilizarea este cu atât mai bună cu cât vari¬ aţia tensiunii raportată la variaţia curentului este mai mică. Acest raport, care dimensional este o rezistenţă (o tensiune împărţită la un curent), se numeşte rezistenţa dinamică a diodei, notată cu Rd sau Rz, deci Rd = Acest A/r parametru este indicat în ca¬ taloagele profesionale şi constituie un criteriu de apreciere a perfor¬ manţelor diodelor. | Valorile uzuale sunt cuprinse între fracţiuni de ohm şi zeci de ohmi, preferabile fund desigur cele cu Rd cât mai mic. Observăm din figu¬ ra 2b că pentru a ajunge in zona de sta¬ bilizare. curentul prin diodă trebuie să fie de aproximativ ImA (la diodele de mică putere, crescând cu puterea acestora). Curentul maxim admisibil prin diodă. Izmax. depinde de puterea maximă de disipaţie a acesteia, la fel ca la orice dispozitiv semiconductor Depâ- şirea acestei valori poate distruge dioda. Rezultă deci că este absolut necesar ca în circuit să existe un element de limitare a acestui curent. în cazul stabilizatoarelor ca acela din figura 1, acest rol este jucat de Rv . care se dimensionează astfel încât curentul prin diodă să poată avea o variaţie cel puţin în limitele în care se estimează că se va modifica curentul prin sarcină, ţinând cont şi de variaţiile estimate pentru tensiunea de intrare. Pentru a înţelege funcţionarea acestui stabilizator, să pre¬ supunem câ Rv a fost astfel dimensionată încât punctul de funcţionare al diodei se află undeva între punctele A şi B (figura 2b). Dacă rezistenţa de sarcină RL scade, crescând deci curentul do sarcină, căderea de tensiune pe Rv va avea tendinţa de creştere, ceea ce va produce o micşorare a tensiunii pe diodă, adică punctul de funcţionare se va deplasa spre punctul A. In cazul in care curentul de sarcină scade, punctul de funcţionare se va deplasa spre B La această variaţie a tensiunii, dioda va răspunde deci printr-o variaţie pronunţată a curentului său, care va face ca tensiunea pe Rv să revină la valoarea iniţială Variaţia curentului prin diodă este foarte mare, pentru variaţii mici ale tensiunii aplicate la bornele acesteia. Putem spune atunci, cu suficient de bună aproximaţie, câ tensiunea la bornele diodei se menţine constantă, deşi curentul prin diodă şi prin rezistenţa de sarcină cunoaşte o variaţie în limite destul de largi. Pentru a descrie simplist fenomenul de stabilizare, putem considera dioda în conducţie inversă ca un rezervor de curent, care în situaţia în care curen¬ tul de sarcină creşte, compensează această creştere, cedând sarcinii din curentul său. Dacă scade curentul absorbit de sarcină, aceastâ variaţie este preluată de diodă, al cărei curent creşte, şi în felul acesta, prin acest joc al curenţilor, curentul total debitat de sursă şi tensiunea pe sarcină rămân aproape constante, deci s-a obţinut o stabilizare. Asemănător este mecanismul şi în cazul în care analizăm variaţia tensiunii de intrare Astfel, o creştere sau o scădere a acesteia va provoca o creştere, respectiv o scădere a curentului prin diodă. variaţie ce va fl preluată de rezistorul de balast Rv. tensi¬ unea pe sarcină rămânând aproximativ constantă, stabilizată. Deci, la variaţia curen¬ tului de sarcină, curentul debitat de redresor şi tensiunea pe Rv rămân practic constante, dar la variaţia tensiunii de intrare, aceste mărimi se modifică, tensiunea pe diodă şi curentul de sarcină rămânând constante Dacă tensi¬ unea de intrare scade sub valoarea Uz, dioda - $o stinge - , iar tensiunea de ieşire va fi Uout = UmRv.ls . nestabilizatâ După cum se observă, stabilizatoarele parametrice cu diode Zener nu se pretează pentru surse cu tensiuni variabile O soluţie de compromis se poate realiza prin folosirea mai multor diode de tensiuni diferite. TEHNIUM decembrie 2006 5 CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR comutabile Nu este o soluţie prea bună, deoarece tre¬ buie schimbat şi Rv dacă tensiunile dorite sunt intr-o qamâ mai largă de valori. _ . Câteva elemente de proiectare simplificată cred ca vor fi utile, fără a aborda cazul general de calcul. Dacă fenomenul de stabilizare este înţeles şi dispunem de datele de catalog pentru diverse diode Zener, se poate face o dimensionare (să nu-i spunem totuşi proiectare) suficient de bună pentru aplicaţiile constructorilor ama¬ tori, fără a apela la prea multe formule. în cazul practic cel mai frecvent întâlnit cunoaştem tensiunea necesară pe sarcină, limitele de variaţie ale curentului de sarcină şi para¬ metrii redresorului a cărui tensi¬ une de ieşire dorim s-o stabi¬ lizăm. în cataloagele profesio¬ nale se dau de regulă mai multe date. dar esenţiale sunt: tensi¬ unea stabilizată Uz şi puterea maximă disipată Pdmax, de unde se poate deduce Izmax (vezi figura 2b). în cataloagele IPRS (şl nu numai) găsim mai mulţi parametri, printre care UzT şi IzT, care reprezintă valoarea tensiunii Zener "de Testare," măsurată la curentul de testare IzT, aceasta fiind de fapt tensiunea Zener nominală. Valoarea acestui curent de testare este de aproximativ 50% din Izmax. Mai găsim Izk şi Izmax, care reprezintă valoarea minimă a curentului de la care începe stabilizarea şi, respectiv, valoarea maximă suportată (valori corespunzătoare punctelor A, repectiv B de pe diagrama din figura 2b). în funcţie de provenienţa catalogului şi a fabricantului, se pot întâlni şi alte notaţii pentru mărimile electrice de mai sus. Spre exemplificare, dioda PL12Z are urm㬠toarele caracteristici electrice principale : Pd = 1W, UzT = 12V, Izk = 0.5mA , lzT= 50mA, lzmax= 79mA. în cata¬ log se mai dau şi limitele de variaţie ale tensiunii Uz, care sunt funcţie de punctul de funcţionare. Să presupunem acum că dorim să alimentăm cu o tensiune stabilizată de 12V un aparat cu un consum variabil între 20mA şi 50mA. într-o primă aproximaţie putem estima că prin diodă va trebui să circule un curent cuprins între 30mA şi 0, pentru a prelua variaţiile curen¬ tului de sarcină şi a asigura un curent constant prin Rv de 50mA. Dar condiţiile cele mai grele pentru diodă vor fi la funcţionarea în gol, fără sarcină, deoarece în această situaţie întregul curent debitat de redresor va circula prin diodă, situaţie pe care nu este recomandabil s-o ignorăm, deoarece o întrerupere accidentală a sarcinii ar putea distruge dioda. Deci curentul maxim prin diodă ar putea fi de cel puţin 50mA. Dar dioda începe să stabilizeze abia din punctul A, unde curentul are valoarea Izk, ce-i drept foarte mică (0,5 - ImA). Deci curentul pe care va trebui să-l suporte dioda va fi de cca 51 mA Putem acum afla ce putere va trebui să disipe dioda- Pd = Uz . Iz = 12V.51mA = 612mW = 0.612W Deci o diodă de 1W, cum este PL12Z, va fi corespunz㬠toare scopului propus. Avem lejeritatea de a alege în zona de stabilizare (între A şi B), punctul de funcţionare corespunzător curentului minim prin diodă, situaţie ce corespunde curentului maxim în sarcină, care în exem¬ plul considerat este de 50mA. Valoarea minimă a aces¬ tuia este Izk, dar nu este recomandabilă funcţionarea chiar din acest punct, deoarece fluctuaţiile inerente ale parametrilor componentelor şi ale tensiunii redresate pot deplasa acest punct dincolo de punctul A, adică în _ afara zonei de stabilizare. în unele lucrări se recomandă ca acest punct să fie ales la aproximativ 20% - 30% din Izmax al diodei utilizate. în cazul diodei PL12Z, care are Izmax = 79mA, vom putea alege curentul minim de 15 - 20mA. Pentru curentul minim de 20mA, curentul prin diodă va avea valori cuprinse între 20mA şi 50mA, crescând în gol la 70mA, dar curentul prin rezistorul de balast Rv va rămâne constant la valoarea de 70mA. Valoarea rezistorului Rv va depinde de Uz, de curentul debitat de redresor şi de tensiunea furnizată de redresor, Uin, care evident va trebui să fie mai mare decât Uz. Referindu-ne la schema din figura 1, pe Rv va trebui să se producă o cădere de tensiune egală cu diferenţa dintre Uin şi Uz, deci conform legii lui Ohm, Rv = Uin-Uz It unde cu It am notat curentul total debitat de redresor. Dacă tensiunea furnizată de redresor este de 15V, rezultă Rv = (15 - 12 )V/0,07A = 43Q . Puterea disipată pe Rv va fi PRV = Rv.lt 2 = 43.0,0049 = 0,21 W. Dacă tensiunea redresorului ar fi de 20V, ar rezulta Rv = 114Q/0,56W. în cazurile acestea disipaţia pe Rv este mică, dar în cazul unor curenţi de sarcină de ordinul amperilor, disipaţia pe Rv ar fi mult mai mare, deci estimarea acestei disipaţii este nece¬ sară. Valoarea rezistorului Rv nu este critică. O mărire sau o micşorare a sa va produce o micşorare, respectiv o mărire a curentului total, ceea ce grafic echivalează cu o translatare a zonei de funcţionare a diodei înspre punctul A, respectiv B. Punând condiţia ca această translatare să nu scoată punctul de funcţionare din zona de stabilizare şi aplicând formula de mai sus, rezultă valorile admise pentru Rv, care în cazul exemplului con¬ siderat vor fi 38 Q - 60Q dacă Uin = 15V şi respectiv 10in - 160Q dacă Uin = 20V. Această plajă de valori pentru Rv este permisă însă numai în măsura în care am lăsat o marjă corespunzătoare a zonei de funcţionare faţă de punctele extreme A şi B. 6 TEHNIUM decembrie 2006 CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR Să analizăm acum influenţa variaţiilor tensiunii de intrare asupra funcţionării. Apelând la aceeaşi formulă de mai sus, explicitând pe Ui = Uz + Rv It, observăm că o mărire sau o micşorare a tensiunii Ui va mări, respec¬ tiv va micşora curentul total It (deoarece Rv este con¬ stant, iar Uz se modifică în limite foarte mici, încât poate fi considerat constant), producând o translatare a zonei de funcţionare similară cazului când se modifică Rv. Punând condiţia de funcţionare în limitele A -B (curen¬ tul total It fiind de aproximativ 51 mA pentru punctul A şi 79mA pentru punctul B), pentru Rv= 43Q şi Uz = 12V rezultă Uimin = 12 + 43x0,051 = 14.19V şi Uimax = 12 + 43x0,079 = 15,4V. Deci, dacă tensiunea redresorului scade sub 14,2V, ceea ce reprezintă o scădere de cca 5,3% faţă de valoarea nominală de 15V, dioda se stinge, tensiunea pe sarcină scăzând sub 12V. iar dacă tensiunea redresorului creşte peste 15.4V, ceea ce reprezintă o creştere de cca 2,7%, există pericolul dis¬ trugerii diodei prin depăşirea disipaţiei maxime admise. Refăcând calculul pentru cazul în care tensiunea redresorului ar fi 20V şi Rv = 1140, obţinem Uimin = 17.8V, ceea ce reprezintă 11% faţă de valoarea nomi¬ nală de 20V, şi Uimax = 2IV, ceea ce reprezintă 5% din valoarea nominală de 20V. Comparând cele două situaţii, se trage lesne concluzia că limitele de stabi¬ lizare, la variaţia tensiunii de intrare, sunt cu atât mai bune cu cât tensiunea de intrare este mai mare faţă de tensiunea de ieşire. Aceasta însă se plăteşte prin scăderea randamentului energetic, deoarece pe Rv se disipă o putere care poate deveni comparabilă cu cea utilă din sarcină. Deci dimensionarea redresorului trebuie făcută şi în funcţie de limitele de variaţie ale ten¬ siunii de reţea. Exemplele de dimensionare mai sus analizate, deşi se încadrează în limitele de funcţionare normală a diodei, sunt oarecum la limită, neasigurând o fiabilitate satisfăcătoare, mai ales la fluctuaţiile tensiunii de reţea Situaţia se îmbunătăţeşte considerabil dacă se foloseşte o diodă de putere mai mare, chiar dacă aparent avem o supradimensionare. Dar de fapt stabilizatoarele cu diodă Zener, ca acela analizat mai sus, nu sunt recomandabile pentru situaţiile în care curentul de sarcină variază în limite mari, ci pentru sarcină relativ constantă. Dacă am reface calculele pentru cazul unui curent de sarcină constant, cu fluctuaţii estimate, de exemplu, de cca t 5%, s-ar obţine un stabilizator cu un randament mult mal bun şi care ar admite variaţii ale tensiunii de intrare în limite mult mai mari. Pentru cazul curenţilor de sarcină mari, există diode Zener cu Pd de ordinul zecilor de waţi (la IPRS s-a fabricat seria 10DZ....de 10W), dar acestea sunt mai greu de procurat, fiind şi foarte scumpe. Nu se recomandă conectarea în paralel a mai multor diode Zener în scopul măririi puterii disipate, datorită disper¬ siei relativ mari a aiurii caracteristicii. Există insă o soluţie simplă, mai bună şi mai ieftină, apelând la un tranzistor ca în figura 3. Acest montaj este echivalent cu o diodă Zener a cărei disipaţie se multiplică aproximativ cu factorul p al tranzistorului, dar a cărei tensiune Zener este mai mare decât a diodei folosite, cu UBE Avem în acest caz de fapt un stabilizator parametric de tip derivaţie cu tranzistoare. TEHNIUM decembrie 2006 7 CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR Detalii de proiectare, varianta prntru tranzistor pnp diodă Zener variabilă şi alte montaje interesante se pot găsi In articolul “Utilizări mai puţin convenţionale ale diodelor Zener...'. de ing. Gh. Revenco. publicat in TEHNIUM nr.3/2005. Dacă montarea diodelor Zener în paralel este con¬ traindicată. conectarea acestora in serie, atunci când nu dispunem de o diodă cu tensiunea necesară, nu prezin¬ tă nicio contraindicase, cu condiţia ca toate diodele sa suporte curentul necesar. O supli¬ mentare a tensiunii de stabilizare a unei diode Zener, cu un multiplu de 0.6 - 0.7V, se poate realiza conectând în serie cu aceasta una sau mai multe diode cu Si. conectate însă în sensul direct de conducţie. Deşi caracteristica ten¬ siune - curent a diodelor cu Si polanzate în sensul direct nu are panta atât de abruptă ca a unei diode Zener, totuşi se poate obţine o stabilizare. De exemplu, dacă este necesară stabilizarea unei tensiuni de 16.5V. se vor putea monta în serie cu o diodă de t5V. alte două diode cu Si. Această soluţie se aplică şi în cazurile de stabilizare a unor tensiuni mici, pentru care nu există diode Zener. cum ar fi de exemplu circuitele integrate din unele proteze auditive, sau alte montaje similare, care se alimentează la 1.4V. Conectând două diode cu Si în sens direct, se obţine stabilizarea nece¬ sară. Dar înserierea unor diode cu Si cu diodele Zener poate îmbunătăţi şi stabilitatea termică a ansamblului, deoarece diodele Zener de peste 5V au un coeficient termic pozitiv, iar diodele cu Si au un coeficient termic negativ. Aceasta este şi una din metodele de realizare a diodelo Zener compensate termic. Referitor la proiectarea stabilizatoarelor ca acela din figura 1, menţionăm că rezultatele obţinute printr-un calcul ingineresc riguros nu diferă sensibil de cele de mai sus. Există şi metode grafice de proiectare, iar pe Internet sunt disponibile programe toarte simple de proiectare a unor astfel de stabilizatoare. în concluzie, acest tip de stabilizator, care excelează prin simplitate, dar oferă o stabilizare modestă şi un randament ener¬ getic mic. este recomandat pentru montajele cu un curent de sarcină mic şi cu variaţii moderate. Am con¬ siderat insă necesară analiza acestui tip de stabilizator, deoarece, după cum vom vedea în continuare, în toate stabilizatoarele mai mult sau mai puţin complicate şi performante, diodele Zener sunt nelipsite, iar principiul lor de acţionare este cel descris mai sus. Stabilizatoare parametrice în configuraţie paralel se pot realiza şi cu tranzistoare.în figura 4 sunt prezentate patru scheme electrice reprezentative pentru astfel de stabilizatoare: cu tranzistoare npn, pnp, cu minusul comun sau plusul comun (conectabil la masă). Tensiunea de ieşire este egală cu suma dintre tensi¬ unea diodei Zener şi tensiunea dintre baza şi emitorul tranzistorului. Uout = Uz + UBE , sumă care în aceste cazuri este egală chiar cu tensiunea dintre colector şi emitor. Să analizăm principiul de funcţionare, care este acelaşi la toate cele patru variante. Să presupunem că tensiunea de ieşire are o tendinţă de creştere. Deoarece Uz poate fi considerată constantă, din relaţia de mai sus rezultă că UBE obligatoriu va creşte. Această creştere a tensiunii dintre bază şi emitor va produce o creştere a curentului de bază şi implicit a celui de colector, şi ca urmare va creşte şi căderea de tensiune pe Rl. ceea ce conduce la micşorarea tensiunii de ieşire, adică la com¬ pensarea creşterii presupuse Deci însuşi tranzistorul îşi reglează curentul de colector, care conduce la ajustarea căderii de tensiune pe rezistorul de balast Rl. menţinând astfel constantă tensiunea de ieşire. La scăderea tensiunii de ieşire, care poate fi cauzată de o creştere a curentului de sarcină, prin acelaşi raţiona¬ ment rezultă că UBE va scădea, curentul de colector şi tensiunea pe Rl de asemenea vor scădea, readucând sistemul la starea normală, stabilizând astfel tensiunea de ieşire. Stabilizarea la variaţia tensiunii de intrare se explică prin acelaşi mecanism, adică aceste variaţii se vor transmite prin Rl la ieşire, producându-se aceleaşi fenomene ca acelea mai sus analizate. Deoarece dioda Zener comandă curentul de bază al tranzistorului, rezultă că se vor putea stabiliza astfel puteri de cca p ori mai mari decât în cazul stabilizatoarelor cu diodă din figura 1. Să nu pierdem însă din vedere faptul că tranzis¬ torul folosit va trebui să poată suporta această multipli¬ care de p ori a puterii disipate. La tranzistoarele de pu¬ tere, p este relativ mic, de ordinul zecilor, dar salvarea poate veni de la tranzistoarele Darlington în figura 5 este prezentată o schemă interesantă, care reprezintă tot un stabilizator parametric de tip derivaţie, dar la care tranzistorul lucrează ca repetor pe emitor, având ca sarcină dioda Zener, iar baza este polarizată printr-un divizor rezistiv. Tensiunea de ieşire în acest caz este dată de relaţia: D J ^ D T Uout = -Uz + UBE, din analiza căreia se R2 observă că tensiunea de ieşire poate fi variabilă, acţionând asupra divizorului Rl, R2, dar mai interesant este faptul că această tensiune poate fi mult mai mare decât Uz (bineînţeles dacă Uin este corespunzător de mare). Există şi configuraţii serie - paralel, care pot realiza performanţe superioare [2], (Continuare în nr. viitor) 8 TEHNIUM decembrie 2°° 6 CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR privind fie cu Montajele realizate cu amplifica¬ toare operaţionale (AO) sau cu com¬ paratoare de tensiune integrate pot fi alimentare fie de la surse de tensi¬ une continuă unică, U, fie de la surse diferenţiale de tensiune. +U şi -U în raport cu un punct de zero comun. Opţiunea între cele două soluţii aparţine realizatorului apli¬ caţiei în cauză, dar există şi situaţii în care alimentarea diferenţială este impusă de natura schemei (de exem¬ plu, pentru a se putea efec¬ tua reglajul de offset). Autorii articolelor care prezintă diverse montaje cu AO fac uneori precizarea posibilitatea de alimentare tensiune unică, fie cu tensiuni dife¬ renţiale, dar nu amintesc întotdeau¬ na modul concret în care se rea¬ lizează transpunerea schemei de la un tip de alimentare la celălalt. Fireşte, aceste lucruri se presupun cunoscute, numai că., există întot¬ deauna şi începători, care încă nu le-au întâlnit. La început, construc¬ torii amatori se limitează la realizarea diverselor montaje, selecţionate din cărţi sau reviste, întocmai cum sunt prezentate acolo. Mai apoi, câştigând experienţă teo¬ retică şi practică - adeseori întâmpi¬ nând şi unele nevoi, lipsuri în dotare etc. - ei prind curaj şi încep să "umble" prin schemele de principiu, adeseori cu bune rezultate, care le dau o satisfacţie incomparabil mai mare decât copierea "mecanică” a soluţiei propuse de autor. Subiectul pe care îl abordăm aici este unul elementar, am putea spune chiar că face parte din abecedarul utilizării practice a amplificatoarelor operaţionale. Tocmai de aceea mi-am propus să reamintesc aici câteva reguli şi prin¬ cipii generale care - ştiu din expe¬ rienţa proprie - sunt foarte utile pen¬ tru constructorul amator începător. Atunci când se pune problema trecerii de la ali¬ mentare cu tensiune dife¬ renţială la cea cu tensiune unică sau viceversa, mon¬ tajul cu AO trebuie "secţio¬ nat" mintal în cele două blocuri constituente blocul de comandă, cel echipat efectiv cu amplificatorul operaţional şi configurat în vederea realizării unei anu¬ mite operaţii (comparator, oscilator, amplificator etc.), şi blocul de execuţie, care poate fi privit drept sarcina ALIMENTAREA DIFERENŢIALĂ A AMPLIFICATOARELOR OPERAŢIONALE Pagini realizate de flz. ALEXANDRU MĂRCULESCU sau consumatorul celui dintâi, une¬ ori reducându-se efectiv la un banal consumator (LED, difuzor, releu etc.). întotdeauna acest al doilea bloc este cel care “decide” posibili¬ tatea de alimentare, în funcţie de natura semnalului de care are nevoie la intrare pentru funcţionarea corectă (continuu, alternativ, sime¬ tric, nesimetric), de amplitudinea acestui semnal (nivelul tensiunii de ieşire a AO), de curentul maxim con¬ sumat, ca şi de natura consuma¬ torului său final. De aceea, când vrem să trecem de la un tip de ali¬ mentare la celălalt, prima grijă este să aruncăm o privire atentă la acest bloc de execuţie. Uneori blocul de execuţie acceptă ambele tipuri de alimentare, dar pentru a trece de la TEHNIUM decembrie 2006 9 _CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR r 4 1000 ^ c 2 100/iF r ov -O —9V(-U) Blocul de comondâ Blocul de execuţie Rth Out C, ,7KQ Rj r 3 U 9-18V Uln- K | una la cealaltă, trebuie i să i se aducă şi lui mici -O +9V(+U) | moditicâri. De exem¬ plu, avem un montaj de miniautomatizare, I în care blocul de ; comandă este un ! comparator de tensi- i une realizat cu AO, iar i blocul de execuţie este reprezentat de un etaj tranzistorizat de ampli¬ ficare în curent, care I acţionează un releu 1 electromagnetic Rel. i Din ce motive o fi avut ; dumnealui, autorul a prevăzut alimentarea montajului cu tensiune diferenţială simetrică, de pildă cu ± 6V, iar i releul Rel l-a luat cu tensiunea nominală de 6V, alimentându-l de la una din "ramurile" ten¬ siunii diferenţiale. Pentru trecerea la ali¬ mentarea cu tensiune unică - în acest caz de 12V - în afară de mo¬ dificarea specifică pe care o vom opera în blocul de comandă, va tre¬ bui să compatibilizăm şi releul, de pildă alegând unul cu tensiunea nominală de 12V, pe care îl vom ali¬ menta din noua tensiune unică de 12V. în cele ce urmează ne vom referi explicit la transpunerea de la ali¬ mentarea cu sursă diferenţială la cea cu sursă de tensiune unică, operaţia inversă putând fi uşor dedusă din aceasta. in primul rând, cum spuneam, trebuie să "secţionăm" mintal monta¬ jul în cele două blocuri constituente, o reprezentare schematică globală arătând ca aceea din figura 1. Aici, blocul de execuţie a fost figurat cu alimentarea de la suma celor două tensiuni ale sursei diferenţiale tU, adică la tensiunea continuă 2U. Este însă posibil ca el să fie alimentat, în unele cazuri, de la una singură din “ramuri", cea pozitivă (între +U şi M) sau cea negativă (între -U şi M), lucru pe care trebuie să-l verificăm şi de care trebuie să ţinem cont la transpunerea dorită, aşa cum era cazul în exemplul de mai sus îl al doilea rând, trebuie să facem precizarea că alimentarea dife¬ renţială nu este întotdeauna obliga¬ toriu să fie simetrică, de forma ±U, în multe cazuri ea putând fi făcută cu tensiuni sensibil diferite ca va¬ loare absolută, +U1 şi -U2 (de exemplu, +6V şi -9V). Această remarcă este de mare importanţă 10 TEHNIUM decembrie 2006 CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR practică, pentru că nu întotdeauna avem la dispoziţie un alimentator diferenţial simetric cu tensiunea dorită. Alimentarea diferenţială simetrică se impune (este de dorit) doar atunci când blocul de execuţie necesită un semnal maximal vârf la vârf la intrarea sa, implicit la ieşirea AO, situaţii destul de rar întâlnite, de altfel. Uneori, alimentarea diferenţială este dimensionată intenţionat cu o mică nesimetrie valorică, pentru a compensa nesimetria tensiunilor de saturaţie de la ieşirea AO în raport cu tensiunea de alimentare pozitivă şi cea negativă, nesimetrie datorată structurii interne a operaţionalului. De exemplu, pentru amplificatoarele operaţionale din familia 741, tensi¬ unea de saturaţie “jos" (în cazul ali¬ mentării cu sursă unică, U) este în jur de 1,8V - 2V (în loc de zero), pe când tensiunea de saturaţie “sus" ajunge până la cca U - 0,8V, aşa cum se arată în figura 2. Pentru a urmări mai uşor modi¬ ficările necesare acestei transpu¬ neri, am ales exemplul foarte simplu ilustrat în figura 3. Foarte pe scurt, menţionăm doar că acest montaj reprezintă un avertizor cu indicaţie sonoră pentru depăşirea unui prag maxim de temperatură prestabilit. Blocul de comandă îl constituie un generator de semnale dreptunghiu¬ lare, pe principiul oscilatorului de relaxare cu AO. Prin introducerea lui R1 se poate bloca intrarea în oscilaţie, având astfel posibilitatea să "amplasăm" pragul de intrare în oscilaţie la o anumită valoare a rezistenţei termistorului Rth, implicit la o anumită temperatură. Practic se alege R1 şi se reglează - în funcţie de Rth disponibil - astfel ca genera¬ torul să fie blocat, dar foarte aproape de pragul intrării în oscilaţie, la temperatura maximă dorită. Blocul de execuţie este prac¬ tic un simplu consumator, mai precis capsula telefonică CT, în serie cu rezistenţa de limitare R4 şi cu con¬ densatorul C2, pentru blocarea componentei continue. în acest caz simplu, blocul de execuţie nu impune alimentarea diferenţialăjde fapt nici nu beneficia de ea). în schimb, blocul de comandă are nevoie de un punct median de tensiune, în jurul căruia să se producă trenul de oscilaţii dreptunghiulare. Iniţial, acest punct a fost ales tocmai în zeroul comun (M, 0V) al sursei diferenţiale de ali¬ mentare, de ±9V. Aşadar, pentru a trece la alimentarea cu tensiune unică U (în acest caz nici valoarea ei nefiind critică), este necesar şi sufi¬ cient să creăm în alt mod punctul median necesar blocului de comandă. Soluţia cea mai simplă posibil este ilustrată în figura 4 şi constă în introducerea unui divizor rezistiv, R5-R6, cu valori egale ale celor două rezistenţe, alimentat de la noua sursă de tensiune unică, U. Punctul median al acestui divizor va fi racordat în locul vechiului zero al sursei diferenţiale, adică la toate componentele blocului de comandă care erau iniţial conectate la masă. De fapt, prin acest artificiu simplu am creat din sursa de tensiune unică U o sursă diferenţială ±U/2, pe care în exemplul de mai sus am folosit-o doar pentru alimentarea blocului de comandă. Procedeul este destul de larg răspândit, dar are şi un neajuns, în situaţiile în care blocul de comandă (etajul cu AO) prezintă un consum mare în curent continuu (componentă continuă mare în curentul de ieşire), intr-ade¬ văr, în c.c. valorile rezistenţelor din divizor (R5, R6 din figura 4) trebuie dimensionate astfel încât curentul de repaus prin divizor să fie mult mai mare decât curentul de ieşire al AO, deoarece aceste rezistenţe sunt în serie cu ieşirea AO. Aşadar, atunci când AO trebuie să debiteze un curent mare de ieşire, procedeul nu mai este convenabil deoarece ar solicita un curent prea mare prin divizor. Soluţia în astfel de cazuri constă în înlocuirea celor două rezistenţe din divizor prin două diode Zener, DZ1 şi DZ2, aşa cum se arată în figura 5. Procedeul se bazează pe proprietatea diodelor Zener de a avea rezistenţe dinamice foarte mici, în acest fel curentul de repaus prin noul divizor putând fi luat numai cu puţin mai mare decât curentul de ieşire. în plus, acest curent poate fi uşor reglat prin alegerea valorii rezistenţei adiţionale R, care in acest caz va fi mult mai mică, cea mai mare parte a tensiunii U fund "distribuită" pe diodele Zener Amintim iarăşi faptul că nu întot¬ deauna sursa diferenţială trebuie să fie obligatoriu simetrică, lucru ce uşurează alegerea diodelor Zener din “zestrea" pe care o avem in la¬ boratorul propriu. O condiţie se impune, însă, şi anume aceea de a verifica în prealabil diodele Zener folosite, pentru a ne asigura că ele au într-adevăr rezistenţe dinamice mici. Nu insist cu detalii, deoarece tot la această rubrică propun expe¬ rimentarea unui tester simplu în această privinţă. Precizam mai înainte că soluţia cu divizor rezistiv (figura 4) nu este convenabilă pentru montaje cu AO care au componentă continuă mare în curentul de ieşire. Atunci însă când AO lucrează ca amplificator în curent alternativ, curentul de repaus prin divizorul rezistiv poate fi luat mult mai mic. Singura condiţie rămâne ca el să fie mare in com¬ paraţie cu curenţii de polarizare de la intrările AO, condiţie formală, insă, deoarece aceştia din urmă, de re¬ gulă, nu trec de câţiva microamperi Pentru ca nici funcţionarea AO în regim c.a. să nu fie afectată, se poate proceda aşa cum se arată in figura 6, unde rezistenţa R2 din divi¬ zor şi sursa de tensiune unică U au fost “şuntate" în alternativ prin conectarea în paralel pe ele a câte unui condensator electrolitic de va¬ loare suficient de mare, CI. respectiv C2. in acest fel rezultă o impedanţă foarte mică în c.a. între masă (0V) şi minusul lui U prin ZC1, respectiv între masă şi plusul lui U prin ZC1 şi impedanţa sursei U şuntatâ de C2, deci funcţionarea în c.a. nu va fi afec¬ tată de valoarea curentului de repaus prin divizorul rezistiv. în continuare, ca o aplicaţie prac¬ tică la cele discutate mai sus, pro¬ pun constructorilor începători transpunerea de la alimentarea diferenţială la cea cu sursă unică pentru un montaj (deosebit de util) prezentat în numărul trecut. TEHNIUM decembrie 2006 11 -O —6V In numărul trecut al revistei TEHNIUM (nr. 3/2006, pag. 13-14), sub titlul “Comutator comandat de semnale parazite", am prezentat o aplicaţie interesantă a amplifica¬ toarelor operaţionale, care poate servi - intre altele - şi la depistarea traseelor unor conductoare ale reţelei electrice alternative de 220V care sunt îngropate în tencuiala pereţilor din apartamente. Realizând efectiv montajul, m-am convins de marea lui utilitate practică, datorită sensibilităţii foarte bune ce se poate obţine prmtr-o construcţie îngrijită şi un reglaj atent. Singurul neajuns pe care mi l-am reproşat a fost alegerea iniţială a alimentării dife¬ renţiale cu ±6V, sursă pe care, pen¬ tru probe rapide (şi pentru dimi¬ nuarea paraziţilor reţelei), o improvizasem prin divizarea cu AO a tensiunii unui acumulator plumb- acid sulfuric pastă, model sertizat, de 12V/7Ah. Desigur, aparatul în variantă finală (dorit portabil), nu putea rămâne alimentat de la o asemenea sursă incomodă, aşa că mi-am propus să-l trec pe o ali¬ mentare cu sursă de tensiune unică, de la baterie sau miniacumulator. Problema alegerii n-a fost foarte uşoară, deoarece montajul con¬ sumă, cu releul anclanşat, câteva zeci bune de miliamperi (mergând până la aproape 100 mA). Totuşi, în urma unor măsurători pe mai multe exemplare, am ajuns la concluzia că se poate folosi foarte bine pentru ali¬ mentare o baterie de tip 6F22, cu tensiunea nominală de 9V. Rezultatele obţinute au fost sur¬ prinzător de bune, motiv pentru care m-am decis să prezint constructo¬ rilor începători (şi nu numai) şi această nouă variantă. în plus, această transpunere a alimentării de la sursă diferenţială la sursă unică poate fi privită (de fapt, a fost gândită) ca o aplicaţie, pe post de exemplu concret, a consideraţiilor generale expuse în precedentul articol din rubrica de faţă. Pentru că unii cititori interesaţi nu îşi vor fi putut procura numărul ante¬ rior al lui TEHNIUM, reamintesc în figura 1 schema montajului în cauză, în varianta iniţială, iar în figu¬ ra 2 prezint noua variantă propusă, cu alimentare de la bateria de 9V. Comparând rapid cele doua scheme, se observă în primul rând nişte modificări minore care nu au nimic de a face cu transpunerea ali¬ mentării pe tensiune unică. Astfel, tranzistorul T, de tip PNP, care fu¬ sese iniţial folosit pentru amplificarea în curent necesară acţionării releului Rel, a fost înlocuit cu unul similar, dar de structură NPN. Aceasta 3 impus inversarea polarităţii pentru divizorul rezistiv din baza tranzis¬ torului, ca şi pentru redresorul fu* raI de la ieşirea AO (D1-C3, în noua variantă). De asemenea, au fosx adăugate două LED-uri de culori diferite, alimentate prin rezistent comună R10, de la tensiunea de yv, prin câte o pereche de contacte oe lucru ale releului, astfel ca Ltu (verde), prin contactele kl norma TEHNIUM decembrie 2006 12 — CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR închise, să indice starea de repaus a releului Rel, iar LED2 (roşu), prin contactele k2 normal deschise, să semnalizeze starea anclanşat. Următoarea modificare, de data aceasta impusă de trecerea alimen¬ tării pe 9V, a fost înlocuirea releului iniţial Rel de 12V/40 mA printr-un model cu anclanşare ferma la 6V. Astfel de relee, de fabricaţie asia¬ tică, se găsesc acum pe piaţă din abundenţă şi sunt foarte ieftine (mai R t cu vreo 2-3 V peste potenţialul zero (arbitrar) al minusului tensiunii U pentru a putea polariza static comod şi sigur baza tranzistorului T. în schimb, blocul de comandă cu AO (amplificator de semnale alternative foarte slabe, fără reacţie) este pre¬ văzut cu reglajul tensiunii de offset, deci va trebui alimentat obligatoriu cu tensiune diferenţială, dar nu neapărat simetrică. Aşadar, am putut opta pentru zorului R+DZ1+DZ2 care va realiza sursa diferenţială de tensiune ±U'. De$i - cum spuneam mai sus - această sursă nu trebuie să fie ri¬ guros simetrică în cazul de faţă, re¬ zerva mică de tensiune U de care dispunem m-a determinat sâ optez pentru simetrie, în limitele toleranţei pieselor. Astfel, am plecat de la o pereche de diode Zener DZ1 şi DZ2 sortate (din clasa de putere de 1W sau 1,3W) pentru o tensiune Zener ♦DZt.DZj- '50 AO-0A741 împerecheote pentru DIL 2x7 pinî cca 3,9V la 20mA ieftine decât un pachet de ţigări proaste!), având un curent de anclanşare fermă undeva în jur de 60-80 mA. Este adevărat, personal am fost obligat să cumpăr trei exem¬ plare, pentru că primul avea un pin prea scurt pentru a putea fi implan¬ tat pe placa de montaj, iar al doilea “uita" uneori să-şi reînchidâ con¬ tactele NI la eliberarea armăturii. în funcţie de pragul concret de tensiune pentru anclanşarea fermă a releului se va alege valoarea rezis¬ tenţei de limitare R9. în acest sens se va ţine însă cont simultan şi de tensiunea minimă acceptată la bor¬ nele bateriei în sarcină. Pentru transpunerea montajului pe alimentare cu tensiune unică, aplicând recomandările generale din articolul precedent al rubricii de faţă, observăm că blocul de execuţie nu necesită alimentare diferenţială. La ieşirea AO trebuie doar să obţinem un semnal alternativ, oscilaţiile evoluând în jurul unui nivel static de tensiune care sâ fie măcar oluţia propusă în articolul prece- ent la figura 5, adică folosirea unui ivizor R+DZ1+DZ2 pentru bţinerea unei surse diferenţiale ±U’ lecând de la tensiunea unică U. ceastă sursă ±U' am folosit-o doar entru alimentarea blocului de omandâ, “zeroul" ei servind ca unct de masă pentru intrarea etaju- li cu AO şi, bineînţeles, fiind trans- •rat la ieşire ca punct static (nivel e tensiune continuă) în jurul căruia 3 vor desfăşura semialternanţele jmnalului de ieşire. Urmărind schema din figura 2, bservăm două mici modificări ale vizorului R+DZ1+DZ2, şi anume, npârlirea rezistenţei de limitare R in ouă părţi egale, R1 = R2 = FV2, din jnsiderente de “simetrizare (deşi, ipet, aici nu era strict necesară) şi troducerea condensatoarelor CI şi 2 în paralel cu DZ1 şi, respectiv, 22, pentru anihilarea zgomotului opnu al diodelor Zener. Singura problemă care ne mai mâne este dimensionarea divi- comună, UZI = UZ2 a 3.9V la un curent de circa 20 mA. O valoare mai mare a tensiunilor ±U' nu puteam lua, factorul limitant consti- tumdu-l tensiunea U la bornele bateriei în sarcină. într-adevăr, atunci când este nouă, o astfel de baterie poate avea în gol o tensiune de până pe la 9.6V (am întâlnit şi un exemplar cu 10V), dar în sarcină. în cazul montajului nostru, tensiunea scade până pe la cel mult 9.2V-9.0V. Pe măsură însă ce bateria se uzează, tensiunea în sarcină scade progresiv, de la un moment dat bateria devenind practic inutilizabilă. Problema este. deci, de a ne decide până la ce limită inferioară Umin dorim sâ mai putem folosi bateria, în condiţii încă bune de funcţionare a montajului. Şi cum toate mărimile cu care operăm au un anumit grad de aproximaţie, va trebui sâ facem o alegere “acoperi¬ toare", e drept, în limite restrânse, pentru că tensiunea U nu no permite un “joc" prea mare. TEHNIUM decembrie 2006 13 CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR După mai multe socoteli, urmate de măsurători experimentale cu patru astfel de baterii (nu dintre cele scumpe), am ajuns la concluzia că se poate considera plaja tensiunii U în sarcină de aproximativ (Umm - 8 2V; Umax = 9V). Tocmai de aceea am ales diodele zener cu tensiunea de 3.9V, pentru ca şi la Umin = 8 . 2 V să ne rămână o mică diferenţa ,\Umin = Umin - 2UZ = 8.2V-7,8V =0,4 v, care va reprezenta căderea de ten¬ siune pe rezistenţa de limitare R. AUmin = Rlmin = 0,4V unde Imin este intensitatea mi¬ nimă (la Umin) a curentului prin divizor. Pentru diodele Zener utilizate (3,9V, din clasele de 1W sau 1.3W), o stabilizare performantă ne-ar cere să alegem un curent minim de cei puţin 20-25 mA, ca să plasam funcţionarea lor cât mai departe de “cot", dar in cazul nostru nu este foarte importantă stabilitatea tensiu¬ nilor ±U', iar, pe de altă parte, nu putem cere nici prea mult curent de la amărâta aceea de baterie de 9V, care mai are de alimentat şi releul, pentru că în caz contrar i-ar scadea foarte mult tensiunea in sarcina. Astfel am ajuns la compromisul de a alege R = 30Q (respectiv, R1 = R2 = 15£î), valoare căreia îi corespunde prin relaţia precedentă un curent minim prin divizor Imin = 13,3 mA. Cu această alegere, valoarea maximă a curentului prin divizor ar rezulta teoretic: I max = (Umax - 2UZ) / R = (9,0V- 7,8V) / 30Q = 40 mA Practic. însă. curentul maxim va fi semnificativ mai mic, deoarece - oricât ar fi de bune exemplarele de diode Zener selectate - in această zonă de funcţionare tensiunea UZ va creşte perceptibil cu creşterea curentului. De pildă, dacă UZ creşte cu circa 0,1V, curentul maxim va fi de numai 33,3 mA. Una peste alta, alegerea pare perfect acceptabilă, avandu-se în vedere şi faptul că, în scopul menţionai, montajul nu se utilizează prea des şi nici pe intervale mari de timp. Tocmai de aceea l-am trecut cu alimentarea pe 9V, pentru a putea “împrumuta’ bateria de la multi- metru, atunci când doresc să inspectez vreun perete din casă. pentru a putea bate liniştit un cui. Problema sortârii/imperecherii diodelor Zener cu tensiunea de circa 3,9V o tratez intr-un articol separat, pentru că mulţi cititori cunosc meto¬ da şi, deci, nu-i interesează. Mai menţionez doar, în încheiere, că valoarea UZ = 3,9V nu este “bătută in cuie", la nevoie putându-se sorta exemplare cu UZ de până la 3,6 V (dar maxim până la 4,0V), cu redimensionarea adecvată a valorii lui R Important este să alegem exemplare cu variaţii cât mai mici ale lui UZ în plaja de curent folosită. ADAPTOR PENTRU SORTAREA DIODELOR ZENER 0Z (UZ~4V) Montajul descris în continuare a fost gândit ca un adaptor la un multi- metru de buzunar cu afişaj digital, M, pus pe domeniul de 20V tensiune continuă, alimentarea fiind făcută de la o baterie de 9V tip 6F22. El a fost conceput la simplitatea maximă posibilă, fiind destinat verificării/ sortării rapide "pe teren" a diodelor Zener de tensiuni mici (sub 7,5V). în exemplul numeric dat în figură, dimensionarea rezistenţelor R1 şi R2 s-a făcut (aproximativ) pentru diodele Zener cu tensiunea UZ de circa 4V şi pentru valorile curenţilor IZ1, respectiv IZ2, de 10 mA, respectiv 20 mA. Pentru a explora alte plaje de curent, de pildă 20 mA - 40 mA, sau pentru alte valori ori¬ entative ale tensiunii UZ, este sufi¬ cient să se redimensioneze rezis¬ tenţele R1 şi R2. Nu am prevăzut elemente reglabile şi nici eventuala comutare a mai multor perechi R1 şi R2 tocmai pentru simplitate maximă. Ideea a fost că am plecat de acasă cu gândul precis de a-mi sorta nişte diode Zener de circa 4V. Când voi căuta diode de circa 6V, voi înlocui în prealabil perechea R1-R2. 14 Cu toată simplitatea sa, adap¬ torul oferă informaţii multiple despre dioda Zener testată. întâi, pe oricare din poziţiile lui K, se află dacă dioda este într-adevăr Zener şi, în absenţa marcajului, prin eventuala inversare a racordării ei la bornele A-B, se identifică polaritatea. Implicit, aceas¬ tă verificare ne spune şi care este valoarea orientativă a lui UZ, citind direct tensiunea indicată de volt- metru. în al doilea rând, phn comutarea lui K şi notând cele două indicaţii succesive, UZI şi UZ2. aflăm prin scădere AUZ = UZ2-UZ1, adică variaţia tensiunii UZ corespun¬ zătoare unei variaţii (aproximativ) fixe şi cunoscute a curentului, AIZ = 10 mA. deci. prm împărţire 3 mintală AUz (mV) / AlZ(mA) obţinem valoarea aproximativă a rezistenţei dinamice a diodei, în această P ,a l a de curent. Cei care doresc, nu au decât sa perfecţioneze (= să complice) aces adaptor, dar, aşa simplu cum ese, trebuie să mărturisesc că mi-a o de mare folos prin “târg" TEHNIUM decembrie 2006 CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR in i tniNiuivi nr. 2/2UU5, pag. 10, sub acelaşi titlu Expe¬ riment, lansasem o „provocare" utilizatorilor de acumulatoare cu plumb-acid sulfuric, care ocazional şi le încarcă singuri în casă, mai ales celor care folosesc încărc㬠toare cu deconectare automată, şi care adeseori constată că încărcarea nu a fost corespunz㬠toare/completă. Promisesem atunci continuarea ideii în numărul următor, dar nu am făcut-o (şi vă cer scuze) Şi l\v pentru că nu am avut ecouri la „provocare". Problema insă persistă, astfel de încărcătoare cu deconectare automată se prezintă în conti¬ nuare, inclusiv în TEHNIUM - ceea ce nu este rău - însă autorii respectivelor articole nu pun „degetul pe rană". Tocmai de aceea consider util să duc până la capăt ideea, cu riscul ca urni cititori să nu fie (sau să creadă că nu sunt) interesaţi de subiect. întreaga discuţie porneşte de la observarea unui fapt elemen¬ tar, dar din păcate ignorat de către mulţi constructori amatori, şi anume expresia diferită a legii lui Ohm pentru circuit în cele două ipostaze de funcţionare a acumulatorului, respectiv starea de încărcare şi starea de descăr¬ care. Aceste stări sunt ilustrate în figura 1, unde sunt date şi expre¬ sie legii lui Ohm cores¬ punzătoare Diferenţa esenţială dintre ele o constituie polaritatea căderii de tensiune pe rezistenţa internă a acumulatorului. Astfel, în starea de încărcare, această cădere internă, notată iw = fţ^-l, are acelaşi sens al polarităţii cu forţa electromotoare E a acumu¬ latorului (= tensiunea la borne în gol), deci tensiunea U măsurată la bornele acumulatorului este egală cu suma dintre E şi u: nc . In starea de descărcare, când acu¬ mulatorul debitează curent pe o rezistenţă de sarcină externă, căderea de tensiune pe rezistenţa internă, notată u^sc = Ipeşc;: este de semn contrar lui E, deci tensiunea U măsurată la borne este egală cu diferenţa dintre t Şi Ufjocr* r . Deoarece fenomenele fizico- chimice interne sunt diferite in cele două stări, este firesc ca şi rezis¬ tenţele interne r înc şi r^^ să aibă valori diferite (şi efectiv au!), motiv pentru care le-am şi notat diferit. Iarăşi o precizare elementară, dar adeseori omisă sau pur şi simplu ignorată, deşi ea poate constitui punctul princi¬ pal de plecare în investigarea stării unui acumulator, în ceea ce priveşte particularităţile construc¬ tive (pentru exemplarul testat), starea de uzură, gradul de sul- fatare a plăcilor etc., dar şi gradul de încărcare. O altă observaţie utilă este referitoare la forţa electromotoare E a acumulatorului, definită ca tensiunea la borne „in gol", deci atunci când prin acumulator nu circulă niciun fel de curent, nici de încărcare, nici de descărcare. Excepţie poate face. desigur, curentul intim absorbit de către voltmetrul cu care măsurăm această tensiune E. Observaţia TEHNIUM decembrie 2006 15 se relerâ la faptul ca forţa elec¬ tromotoare E trebuie sa fie măsurată după scurgerea unui interval (relativ scurt) de timp de la întreruperea încărcării, respectiv de la deconectarea consumatorului extern. Explica¬ ţia constă în inerţia deplasărilor de ioni în interiorul acumulatoru¬ lui. diferită şi ea în cele doua stări şi dependentă de intensi¬ tatea curentului de încărcare sau descărcare pe care 1-ârti între¬ rupt. CONSTRU CTORUL ÎNCEPĂTOR - (electrolit lichid) este complet încărcat atunci când densitatea electrodului atinge valoarea de 1 28 g/cm 3 (respectiv 1.22 grade Baume, în literatura mai veche Această valoare de densitate nu a fost aleasă întâmplător, ci datorită faptului că „aici" soluţia acid sulfuric-apă prezintă con¬ ductivitate electrică maxima. Urmărirea densităţii electrodului a devenit însă incomodă în timp reprezintă forţa electromotoare E atinsă la bornele acumulatorului, ci suma U = E + rţ nc l. unde cel de al doilea factor depinde in mod semnificativ nu numai de intensitatea I a curentului de încărcare, ci şi de particularităţile exemplarului de acumulator, de gradul de uzură etc. Teoretic, nu tensiunea U ar trebui Următoarea observaţie importantă se referă la aprecierea stării de încărcare completă a unui acumulator cu plumb-acid sulfuric. Problema este şi cea mai dificilă, deoarece modernizarea tehnicilor de încărcare a introdus, pe rând, diverşi .înlocuitori" ai parametru¬ lui fundamental care defineşte această stare şi care în teoria (şi practica) tradiţională era densi¬ tatea electrolitului. Printre aceşti înlocuitori se numără, din păcate, şi tensiunea atinsă la borne, în regim de încărcare, adică tensi¬ unea U din figura la, în funcţie de care se stabileşte (adeseori incorect) pragul de deconectare automată a încărcării. După teoria clasică, un acu¬ mulator cu plumb-acid sulfuric (până la apariţia den- simetrelor încorporate construc¬ tiv în elemenţii acumulatorului), aşa că s-a apelat, într-o primă etapă de „modernizare", la urmărirea tensiunii la borne, iar mai târziu, constatându-se toc¬ mai ceea ce noi încercăm să combatem aici, s-a trecut la pro¬ cedee mai sofisticate de urmărire dinamică a parametrilor (curent, tensiune) ai caracteris¬ ticii de încărcare. Astfel, generaţia „veche" a încărcătoarelor bazate pe urm㬠rirea tensiunii la borne în timpul încărcării a dat - şi încă mai dă - bătaie de cap utilizatorilor. Explica¬ ţia am prezentat-o deja în figura la şi comentariul aferent, ea putând fi sintetizată astfel: tensi¬ unea la borne U în timpul încăr¬ cării (deci, fără întreruperea curentului de încărcare), nu să fie urmărită pe parcursul încărcării, ci forţa elec¬ tromotoare atinsă, E, dar aceasta presupune obligatoriu întreru¬ perea periodică a curentului de încărcare, aşteptarea „stabilizării" interne şi apoi măsurarea lui E. Pentru acumulatoarele de care ne ocupăm aici, în starea de încărcare, tensiunea maximă per element (deci la încărcarea com¬ pletă) este de circa 2,5 V, adică de maximum 15 V - în practică se ia 14,4+14,5 V - pentru un acu¬ mulator cu 6 elemenţi. având ten¬ siunea de 12 V. La scurt timp după întreruperea încărcării (deci, trecând de la U la E), tensi¬ unea maximă per element coboară la circa 2,2 V, respectiv tensiunea acumulatorului cu o elemenţi devine circa 13,2 V OJ 1 practică se ia 13,5 - 13,8 v j. Trebuie menţionat că valorile amintite sunt uşor influenţate oe temperatură, dar depind şi 0 16 TEHNIUM decembrie 2006 CONSTRUCTORUL ÎNCEPĂTOR constituţia internă concretă a exemplarului de acumulator. în plus, la măsurători intervine şi imprecizia inerentă a voltmetru- lui utilizat (a cărui clasă de pre¬ cizie este de dorit să fie cât mai bună, dar de minimum 2,5%), aşa că, una peste alta, suntem nevoiţi să ne referim la valori medii şi la plaje aproximative. Cu toate acestea, metoda urmăririi tensiunii la borne U pe parcursul încărcării poate da indicii incorecte semnificative cantitativ, cu atât mai mari cu cât curentul de încărcare I este mai mare. De exemplu, pentru o va¬ loare uşor mai mare a lui rw, să zicem, în jur de 0,18 Q, şi la un curent de încărcare I = 5A, rezultă o cădere internă de tensi¬ une de circa 0,90 V. Dacă exem¬ plarul nostru de acumulator are E = 14,4 V, iar încărcătorul folosit este reglat pentru deconectarea automată la atingerea valorii de tensiune U = 14,4 V, rezultă că, în realitate, el a oprit încărcarea, de fapt, la E = U - u.- nc = 13,5 V. Diferenţa nu pare foarte mare, dar cine va avea curiozitatea (şi cunoştinţele necesare) să eva¬ lueze gradul de încărcare va constata că de la E = 13,5 V până la E = 14,4 V ar mai fi „încăput" încă o semnificativă cantitate de energie în acumula¬ tor! Tocmai din acest motiv am dorit să propun experimentul de faţă, de fapt un montaj extrem de simplu, comod de utilizat, con¬ ceput ca un adaptor la un mulţi- metru uzual, cu ajutorul căruia se pot efectua măsurători sufi¬ cient de sensibile, relativ vorbind (nu ca precizie în valoare abso¬ lută) asupra tuturor mărimilor de tensiune implicate. Acest adap¬ tor va trebui folosit în mod repetat, pentru a urmări, prin mediere, comportarea acumula¬ torului în cauză. Pentru cazuri de excepţie, el poate servi foarte bine şi la sortarea unui exemplar de acumulator de ocazie, de pildă dintre acelea sertizate. de 12 V/7 Ah, cu plumb-acid sulfuric pastă. Schema de principiu a testerului este dată în figura 2. După cum se vede, ea a fost pre¬ văzută cu posibilitatea de sta¬ bilire/întrerupere a curentului de încărcare I, prin intermediul întrerupătorului II, cu posibili¬ tatea de selecţie între măsurarea tensiunii la borne sub încărcare (II închis) sau în gol (11 deschis), respectiv a tensiunii diferenţiale la borne în gol (12 deschis) sau în sarcină RS cunoscută (12 închis), prin intermediul comutatorului K. Modul de utilizare a testerului este la fel de simplu ca şi schema lui. Acumulatorul testat este supus operaţiei curente de încărcare, la care - în plus faţă de cele indicate - este necesar să cunoaştem cu aproximaţie şi intensitatea I a curentului de încărcare (pentru probe, un ampermetru pus pe domeniul de 6A sau 10A c.c., inserat provizo¬ riu în circuitul de încărcare). în această etapă, întrerupătorul II va fi închis, 12 - deschis, iar comutatorul K în poziţia 1. Observăm că pentru poziţia 1 a lui K, instrumentul indicator M (un microampermetru de curent continuu, având 50-60 pA la cap de scală) se află înseriat cu rezistenţa adiţională totală R d = R1 + P + R2 + R3. Prin aceasta, el a fost transformat într-un voltmetru c.c. cu 30 V la ;ap de scală. Se poate realiza - nai bine - o scală de 20 V sau de 15 V (dar nu 15 V, că ar fi nea- ;operitor). însă eu am folosit un nultimetru sovietic de tip 4 1324, care are pentru tensiune :ontinuă şi curent continuu scala divizată liniar 0-30. De la acest nultimetru am folosit domeniul de 60 uA curent continuu, pentru ;are instrumentul indicator pre¬ zintă o rezistenţă internă Ri * 500 fi. Rezultă că el va indi¬ ca la cap de scală pentru tensiunea U = Ri li = 60 pA 500 O = 30 mV. Pentru a-l transforma în volt- netru cu U = 30 V. factorul de desensibilizare este n = U/Ui = 1000. După formula cunoscută, rezis¬ tenţa adiţională necesară este Rad = (n-1) Ri = 999 500iî * 500 kfL Practic am materializat pe Rad 3 rin combinaţia serie RI +P + R2 ). R3, ajustarea fină a capului de scală fâcându-se din trimerul R2. După mici tatonări experimen- _„anini instrumentul menţionat; RI = 33 kfi; P = 25 kfi; R2 = 100 kQ; R3 = 390 kfi. Pentru poziţia 2 a comutatoru¬ lui K. instrumentul M l-am trans¬ format în voltmetru diferenţial gen „lupă de tensiune", cu 3 V pe toată scala, dar aceştia „plasaţi" în domeniul real de tensiune 12 V - 15 V. Acest voltmetru diferenţial nu va fi foarte liniar (deşi se poate reduce mult neliniarltatea prin sortarea diodei Zener DZ = PL 12 Z), dar el va fi folosit pentru deter¬ minări comparative, unde avem nevoie în primul rând de sensibi¬ litate. Practic, la un moment dat, când bănuim că încărcarea se apropie de sfârşit, deschidem întrerupătorul II şi urmărim pe instrument scăderea tensiunii la borne, de la U la E. După ce va¬ loarea lui E s-a „stabilizat", tre¬ cem comutatorul K în poziţia 2, notând valoarea indicată E (nu uitaţi, scala va fi între 12 V şi 15 V). Apoi închidem întrerupătorul 12. astfel că acumulatorul va debita prin rezistenţa de sarcină Rs un curent cunoscut. De exemplu, putem alege şi ajusta fin pe Rs astfel încât curentul debitat I să fie de IA. în acest moment instru¬ mentul va indica scăderea tensiu¬ nii de la valoarea iniţială E la va¬ loarea finală U. diferenţa fiind toc¬ mai U desc = r desc l,iardacâpel l-am ales de IA, această dife¬ renţă, exprimată în volţi, va fi numeric egală cu r desc , expri¬ mată în ohmi. Practic, pentru a putea ajusta fin capul de scală al voltmetrului diferenţial. în valoarea lui Rad am prevăzut şi elementul reglabil P. care poate fi de 25 kfi sau 50 kfi. în numărul viitor voi prezenta câteva rezultate experimentale obţinute prin testarea unor acu¬ mulatoare sertizate cu plumb- acid sulfuric pastă, de 12 V/7 Ah Până atunci, având toate datele necesare, cititorii interesaţi îşi pot improviza testerul propus şi trece la experimente cu ajutorul lui. (Continuare in nr. viitor) TEHNIUM decembrie 2006 17 HI-FI- <=> oa fa! fa 5 După apariţia pe scară largă a <^“SK , fe“SS; rrT latprale de putere complementare (2SK 13^ 2bK ioc pSJ49 2SJ50), lansate de către firma HITACHI in 1977^firma americană HAFLER a lansat anjfflcM DH 200, ale căruţ performanţe pot fi considerate şi 3St Principale!e d caracteristtel sunt următoare |e: Putere nominală: l°°oo?2 în banda Distorsiuni armonice: ^ 0,02 Distorsiuni de intermoddlaţie:< 0,005% Banda de frecvenţe: Impedanţa de intrare: Sensibilitate: Viteză de răspuns: Putere consumată: 10Hz-40kHz ± 0.5dB la 100 W/8fi 22 kQ 1,5 V RMS pentru 100 W/8Q 30 V/jis In gol 100VA în sarcină 470 VA Schema de principiu este prezentată in figură, iar valorile componentelor active şi pasive în tabel. AmDlificatorul are o structură simetrica. Semnalul de Intrare este aplicat prin intermediul filtrului R 2. C2 etaju- lui de intrare realizat cu tranzistoarele 01, Q2, Q5. Q6, alimentate prin intermediul generatoarelor de curent realizate cu tranzistoarele Q3, Q5 şi piesele aferente. Semnalul amplificat este aplicat etajului următor, realizat în configuraţie Darlmgton, cu tranzistoarele 07, 08 Qio 011; folosirea reacţiei negative de curent in circuitul de emitor al etajelor asigura o linearitate oarte bună, distorsiuni reduse şi valori mici ale circuitelor de corecţie C3, R8 şi C4, R18. . .. . Aceasta semnifică practic lipsa distorsiunilor de intermodulaţie de tranziţie (TIM). Semnalul amplificat este aplicat prin intermediul eta¬ jului tampon realizat cu tranzistoarele Q12, 013; in circuitul de bază se disting grupurile D7, D8 şi D9, D10, cu rol de limitare în caz de suprasarcină. Un alt rol al etajului tampon este de a reduce influ¬ enţa capacităţii de intrare a tranzistoarelor MOS-FET asupra etajelor anterioare; dacă la frecvenţe joase, efec¬ tul capacităţii de intrare (cca 1,5 nF pentru două tranzis- toare legate în paralel) se poate neglija, la frecvenţe înalte aceasta conduce la creşterea distorsiunilor. Rezistenţele R40-R43 au rolul de a preîntâmpina apariţia oscilaţiilor parazite. Curentul de repaus (cca 100 mA pentru fiecare tranzistor final) este asigurat de tranzistorul Q9 şi piese¬ le aferente în configuraţia clasică “superdiodâ Amplificatorul este prevăzut cu reacţie negativă globală, realizată cu circuitul format din R22, R23, C5, R25; în scopul reducerii distorsiunilor, condensatorul C5 este inclus în bucla de reacţie negativă. în scopul preîntâmpinării oscilaţiilor parazite, în cir¬ cuitul de ieşire se distinge grupul R37, Cil. LI, R36, R38, CI2. Sarcina este protejată cu ajutorul siguranţei F4 Amplificatorul se alimentează cu ± 55 V; se disting pe fiecare braţ grupurile de filtraj R28, DII, C20, C7 şi R34, D12, C21.C10. Separarea circuitului de masă de semnal mic de cel de ieşire este asigurată cu ajutorul rezistenţei R45. Amplificatorul se caracterizează prin fiabilitate şi ' n special printr-o deosebită robusteţe, datorate schemei folosite şi în special tranzistoarelor finale Amplificatorul DH 200 a stat la baza amplifica¬ toarelor DH 220 (115 W/8Q. alimentat cu ± 90V); pe lângă modificările inerente legate de creşterea putem (răcire forţată, creşterea numărului de tranzistoare finale), aceste variante au inclus şi un circuit pentru corectarea tensiunii de nul pe sarcină. 18 TEHNIUM decembrie 2006 HI FI T», T», SCHEMATIC DIAGRAM i CoornOM '440 A» •eytnta T», T*, 120 V 50/60 Hi 240 V 50/60 Hi TEHNIUM decembrie 2006 COMPONENT VALUES RI R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 RIO R11 RI2 RI3 RI4 RIS R16 R17 RIS RI9 R20 R21 R22 R23 R24 R25 R26 *27 R28 R29 R30 R3I R32 R33 R34 R35 R36 R37 R3S R39 R40 R4I R42 R43 R44 R45 PI F2 F3 TI ti* IM nn 5% cartier film «rk* nrud Part No. 470*000 ohms 139474 2*200 ohms 139222 22*000 ohms 139223 100 ohms 139101 100 ohms 139101 2,200 ohms 139222 2*200 ohms 139222 330 ohms 139331 22 ohms 139220 22 ohms 139220 39.000 ohms 139393 360 ohms 139561 39,000 ohms J39393 560 ohms 139561 22 ohms 139220 22 ohms 139220 2,200 ohms 139222 330 ohms 139331 2*200 ohms 139222 100 ohms 139101 100 ohms 139101 22.000 ohms 139223 2,200 ohms. 1 watt 136222 560 ohms 139561 100 ohms 139101 1 *800 ohms 139182 100 ohms 139101 47 ohms, carbon comp. 119470 1,000 ohms 139102 470 ohms 139471 220 ohms, W2 watt 133221 l ,800 ohms 139182 100 ohms 139101 47 ohms, carbon comp. 119470 2*200 ohms. 1 watt 136222 1 ohm *5 watt, 10% w.w. 120010 10 ohms 139100 10 ohms. 2 watt 190100 0.5 ohms.1/2 watt 133509 220 ohms. 1/2 watt 133221 220 ohms, 1/2 watt 133221 220 ohms. 1/2 watt 133221 220 ohms. 1/2 watt 133221 100,000 ohms. 1/2 watt 133104 2.2 ohms. 1/2 watt 133022 l .000 ohms trimpot 100102 Fuse 5A Slo-Blo 3AG 342050 Fuse 5A, 3AG 341050 Fuse 5A, 3AG 341050 Fuse 2A, 3AG 341020 Power TransformcT 464002 Power Tramformcr, International 464003 CI 10 mfd, 16 V, non-polamcd clectrolytic 203106 C2 390 pF. 500V, Mica 257391 C3 0.001 mfd. I00V. Film 264102 C4 0.001 mfd. 100V. Film 264102 C5 470 mfd. 6.3V. non polarized clectrolytic 202477 C6 270 pF. 500V, Mica 257271 C7 100 mfd. 80V. Electrolytic 294107 C8 0.1 mfd. I00V. Film 264)04 C9 680 pF. 500V. Mica 257681 CIO 100 mfd. 80V. Electrolytic 294107 Cil 0.01 mfd. 100V, Film 264103 CI 2 0.1 mfd. tOOV. Film 264104 CI3 390 pF. 500V. Mica 257391 C14 0.005 mfd. I000V. Disc 238502 C15 0.01 mfd, I000V, Disc 238103 06 10,000 mfd, 75V, Electrolytic 294103 07 10.000 mfd. 75V. Electrolytic 294103 08 680 pF. 500V. Mica 257680 09 0.0047 mfd. I00V. Film 264472 C20 0.01 mfd. I00V. Film 264103 C2I 0.01 mfd. I00V. Film 264103 Dl IN4148 544148 D2 IN4I48 544148 D3 IN4148 544148 D4 1N4148 544148 D5 IN4148 544148 D6 IN4148 544148 D7 IN4148 544148 D8 IN5240B 540510 D9 IN5240B 540510 DIO IN4I48 544148 DII IN4003 544102 D12 IN4003 544102 D13 1N4003 544102 D14 1N4003 544102 DBI Diode bridge 544252 Ql 2N5550 572550 02 2N5550 572550 03 2N5550 572550 04 2N540I 562401 Q5 2N5401 562401 06 2N540I 562401 Q7 2N5401 562401 08 2N54I5 562415 09 NP2222 572222 OIO 2N5550 572550 011 2N3440 572440 012 2N 3440 572440 013 2N54IŞ 562415 014 2SK134 571134 015 2SK134 571134 016 2SJ49 561049 017 2SJ49 561049 20 TEHNIUM decembrie PEMTRU DIFUZOARE Ing. AURELIAN MATEESCU La elaborarea rândurilor ce urmează am plecat pe baza observării unor greşeli de abordare a acestei pro¬ bleme de către constructorii amatori. Marea lor majori¬ tate pleacă de la ideea că utilizând un filtru din comerţ au rezolvat problema, mai ales dacă acesta suportă o putere cât mai mare! Alţii abordează, fără o docu¬ mentare competentă, soluţii despre care au citit pe net că rezolvă diferite “probleme" dificile, pe care orice audiofil trebuie să le aibă în vedere şi să le rezolve. Realitatea e mult mai "rea": important este să se evite abordarea unor lucruri care nu sunt pe deplin înţelese, să se acorde importanţă acolo unde trebuie, respectiv folosirii unor difuzoare de calitate, a unor componente de calitate pentru celelalte părţi ale incintelor abordate, lâsându-se mai puţin influenţaţi de teorii de ultim moment. Articolul nu are ca scop reluarea datelor con¬ structive ale filtrelor, formule şi date deja prezentate de mai multe ori, ci ghidarea constructorului amator printre unele jaloane nedorite pe drumul său în construcţia unor incinte de calitate. Date teoretice. Datele practice, susţinute de ele¬ mente teoretice, recomandă ca un difuzor să nu fie uti¬ lizat pentru reproducerea a mai mult de 3 octave - 3,2 octave (o decadă). Reţeaua de separare (crossover) are rolul de a reduce puterea aplicată difuzorului la un capăt sau la ambele capete ale benzii de frecvenţă pe care trebuie să o reproducă. Panta crossoverului roteşte faza în sensuri opuse in cazul unor crossovere pasive, se poate compensa rotaţia fazei prin conectarea cu polari¬ tate inversată a difuzoarelor vecine. Acesta este în multe cazuri modul de corectare a rotaţiei fazei atunci când valoarea acesteia este de 180 grade. Crossoverele active (electronice) au, de regulă, circuite suplimentare care compensează defazajele apărute. Punctul de intersecţie a caracteristicilor. Ordinul crossoverului. Punctul de intersecţie a celor două ca¬ racteristici de frecvenţă se află la -3 d8. deci puterea este redusă cu 3 dB pentru fiecare difuzor, astfel ca pu¬ terea totală a celor două difuzoare să fie unitară. Se poate spune astfel că, la frecvenţa de tăiere, sunetul este generat de cele două difuzoare, dlrectivitatea în axă fiind crescută, in prezent, tot mai mulţi constructori utilizează crossovere la care punctul de intersecţie a caracteristicii celor două difuzoare se află la -6dB, ceea ce înseamnă o reducere a puterii la 1/4 pentru fiecare difuzor. Panta crossoverului poate fi aleasă funcţie de do¬ rinţele constructorului. Reţeaua de ordinul I este cea care asigură o pantă de -6dB/octavâ şi asigură o redu¬ cere a puterii la 1/4 la fiecare octavă, valoare utilizată frecvent în cazul produselor ieftine, fără pretenţii. Unii constructori afirmă că rotaţia de fază (de 90 grade), fiind mica, asigură o redare naturală şi ca atare o folosesc şi în incinte scumpe, recurgând la difuzoare cu anumite caracteristici, care să permită acest lucru. Este totuşi o soluţie mai mult de reclamă, inaplicabilă in cazul uti¬ lizării unor difuzoare fără caracteristici speciale. Reţeaua de ordinul II (-12 dB/octavâ) asigură o reducere de 1/16 pe octavă a puterii aplicate difu¬ zoarelor. Din punct de vedere tehnic, acest tip de reţea de separare asigură cea mai “curată' separare a difu¬ zoarelor, cu cele mai puţine complicaţii şi distorsiuni armonice. Conul sau diafragma driverului, pentru difu¬ zoarele de medii şi înalte, au o mişcare menţinută con- TEHNIUM decembrie 2006 21 -HI FI stantâ odată cu scăderea frecvenţei reproduse (excursie constBntâ). ,, , __ Reţeaua de ordinul III (-18 dB/octava) reduce pu¬ terea aplicată difuzorului până la valoarea de 1/64 pe octavă. Acest tip de reţea asigură o protecţie buna di u- zoarelor la puteri mar. şl reduce energia frecvenţelor joase, care au tendinţa de a distruge driverele de com- presi© încărcat© cu hornuri scurte. Reţeaua de ordinul IV (-24 dB/octavă) reduce pu¬ terea la 1/256 pe octavă. Este soluţia cea mai bună pen¬ tru controlul difuzoarelor. Din păcate, acestea solicită un acord critic, rareori atins chiar de constructorii de incinte cu toată dotarea de care dispun. în cadrul sistemelor profesionale ce folosesc crossovere active, reţelele de ordinul IV au devenit un standard. Practica şi măsurătorile asupra fazelor de realizare a incintelor şi crossoverelor au condus, in timp, la cristalizarea a trei legi care guvernează realizarea aces¬ tora, indiferent de strădaniile constructorului: 1 . Este imposibilă alinierea perfectă a caracteristi¬ cilor celor două difuzoare; 2 . O reţea de separare trebuie să fie minimală în complexitate, pentru a se putea obţine un rezultat sonor cât mai bun; 3 . Cu cât o reţea de separare este mai complexă, cu atât mai dificil este de controlat sistemul în cauză. Prima lege a condus, în timp. la un subterfugiu în prezentarea caracteristicilor tehnice ale difuzoarelor. Majoritatea producătorilor trec în fişa tehnică a unui difuzor o caracteristică “cosmetizatâ", numită “norma¬ lizată*. care aproximează cu o anumită valoare abaterile de la linearitate. Astfel, caracteristica nu mai este aşa de vâluritâ şi dinţată, făcând produsul mai uşor vandabil. Firmele serioase, de obicei acelea care activează în domeniul profesional, ştiu că nu pot vinde profesionişti¬ lor un produs cu caracteristica cosmetizatâ şi în acest caz pe mulţi ii surprinde caracteristica accidentată a difuzorului, dar reală! A doua lege contrazice unele tendinţe de a complica lucrurile, ale unor producători care se adresează unei mase de “audiofili" care sunt mai susceptibili la ce "se pare* că aud decât la realitatea impusă de legile fizicii. Cu cât sunt mai multe elemente în calea semnalului, cu atât cresc şansele de a fi deformat, defazat, distorsio¬ nat, iar “descoperirile comerciale" ale unor producători pot fi uşor spulberate de un test corect şi o meditaţie asupra legilor fizicii. Cea de a treia lege este o prelungire a celei de a doua, întărind faptul că un sistem minimal ca număr de elemente şi construcţie are mai puţine şanse de a prezenta probleme dificil de remediat şi va da rezultate sonore incomparabil mai bune. Alegerea frecvenţelor de tăiere. După cum se ştie, urechea umană nu are o sensibilitate egală în toată banda de frecvenţe pe care le poate percepe. Zona cuprinsă între 300 Hz şi 3000 Hz reprezintă zona în care urechea umană are cea mai bună percepţie. Capătul inferior şi cel superior al benzii audio sunt per¬ cepute atenuat, funcţie de vârstă, antrenament şi nivelul semnalului Domeniul specificat, de maximă sensibili¬ tate a urechii umane, cuprins între 300 şi 3000 Hz, este cel utilizat în telefonie, pentru maximum de intellgibili- tate a convorbirilor. Tot în acest domeniu este normal ca urechea umană să sesizeze imediat distorsiunile sem¬ nalului perceput, din care cauză este domeniul ce ar trebui exclus din zona în care se aleg trecvenţele de tăiere ale difuzoarelor unei incinte. Dar, de la dorinţă la putinţă este cale lungă! Şi aceasta pentru detaliile fizice, constructive ale difuzoarelor, care silesc proiectanţii inc¬ intelor să încalce acest domeniu de frecvenţă. Să examinăm unii factori care conduc la compro¬ misuri în proiectarea incintelor acustice. • Un tweeter poate fi separat imediat peste 3 kHz, dar poate fi uşor distrus la o putere ceva mai mare. Cu cât un tweeter este tăiat mai jos, cu atât mai puţină pu¬ tere poate suporta. Sub frecvenţa de 6 kHz, un tweeter cu calotă, ribbon sau bullet radiator suportă o putere redusă cu -6dB/octavâ (adică puterea suportată se reduce la 1/4 pentru fiecare octavă descrescătoare). Astfel, un tweeter cu puterea nominală de 40 W (la 6 kHz) va suporta numai 10 W la 3 kHz. De aceea, tweeterele trebuie separate la capătul inferior al benzii, în domeniul 4-6 kHz, pentru a se putea asigura un răspuns în putere dinamic. Un driver de compresie este mai eficient decât o calotă cu 12-20 dB. • Partea superioară a domeniului vocii umane, cuprinsă între 500-600 Hz şi zona 4-6 kHz este repro¬ dusă de un difuzor cu diametrul de 4"-5" linear, până la capătul superior al benzii menţionate, dar sub 400 Hz eficienţa sa scade cu circa -6 dB/octavă. Driverele de compresie de uz profesional ating fără probleme 6 kHz, dar rareori pot lucra corect sub frecvenţe în jur de 800 Hz. Un astfel de driver este capabil să suporte 50-100 W la frecvenţe de peste 1000 Hz, dar la frecvenţe sub 800 Hz, câţiva waţi sunt suficienţi pentru distrugerea lor! Un driver de compresie asociat cu un horn are o efi¬ cienţă cu 12-24 dB mai mare decât un difuzor cu con. • Zona inferioară a vocii umane (100 Hz - 400/800 Hz) poate fi reprodusă de un woofer proiectat pentru bas în special, dar nu va fi eficient şi nu se va apropia corect de domeniul superior, discutat mai sus. Un mid- bass de 8"-12", similar în ceea ce priveşte construcţia cu un bass, are un echipaj mobil mai uşor şi o bobină mai scurtă, fiind cu circa 3 dB mai eficient decât un bass, dar rămâne cu circa -3 dB sub un midrange. • Zona sub 100 Hz (bas) este reprodusă de difuzoare care permit o deplasare importantă a membranei. Aceste deplasări mari vor provoca distorsiuni de inter- modulaţie în zona inferioară a vocii umane. De aceea se preferă reproducerea frecvenţelor joase, sub 100 Hz, cu un difuzor separat. Acesta fiind mai puţin eficient, pro¬ blema se rezolvă prin utilizarea a două difuzoare, egalându-se eficienţa mid-bass-ului. In acest fel suntem împinşi către ideea că soluţia cea mai potrivită o reprezintă incinta pe 4 căi, echipată cu woofer, mid-bass, mid-range şi tweeter. Mai putem spune că o incintă pe 4 căi poate fi privită ca o incintă pe 3 căi + un subwoofer. Exprimarea bas şi subbas este destul de ambiguă, cele două exprimări cuprinzând flecare o parte din cealaltă. 22 TEHNIUM decembrie 2006 — HI FI Cea mai |oasă notă emisă de chitara bas are frecvenţa de 42 Hz. Ar trebui ca toţi să înţeleagă că: înregistrânle muzicale, pe orice suport - CD, vinii etc. - RAREORI cuprind informaţie de sunet cu frecvenţe sub 42 Hz. Aceeaşi este situaţia şi în cazul filmelor DVD. Sistemele aşa-zis audiofile, care sunt capabile să reproducă frecvenţe sub 42 Hz, sunt privite de specialiştii in elec- troacusticâ drept exagerări inutile, ca utilizarea unui sub¬ woofer în echipamentul unei formaţii sau al unei orchestrei Trebuie să mai spunem că eficienţa unui difuzor bass scade dramatic, cu -12 dB/octavă. la 20 Hz faţă de 42 Hz. ceea ce implică o creştere a puterii aplicate de 16 ori pentru a obţine acelaşi SPL la cele două frecvenţe citate, in plus, urechea umană este de 100 de ori (-20 dB) mai puţin sensibilă la frecvenţa de 20 Hz faţă de 42 Hz. Eficienţa unui difuzor este măsurată în axa sa, la distanţa de 1 m, aplicând acestuia o putere de 1 W. Ca o regulă generală, un difuzor woofer sau mid-bass este cu 6-12 dB mai eficient decât un subwoofer şi cu circa -3 dB mai puţin eficient decât un mid-range cu diametrul de 4"-5”. Tweeterul cu calotă este cu circa 3 dB mai eficient decât un mid-range. Driverele profe¬ sionale de compresie sunt cu 12-20 dB mai eficiente decât un difuzor cu con. Diferenţa de eficienţă între difuzoarele unei incinte este corectată cu rezistenţe serie-paralel care formează un L-pad. Se mai utilizează şi potenţiometre de putere speciale, care permit ajustarea eficienţei unui difuzor. Atât rezistenţele, cât şi aceste potenţiometre speciale trebuie să permită disiparea unei importante cantităţi de căldură, mai ales în cazul incintelor profesionale, care lucrează la puteri mari timp îndelungat. lată că am ajuns la concluzia necesităţii utilizării unei incinte dotate cu un număr mare de căi (3-4) şi astfel am ajuns în bătaia criticilor incintelor cu un număr mare de căi. Aceştia susţin, şi au dreptate, că un număr mare de căi necesită utilizarea unor reţele de separare compli¬ cate, cu un număr mare de componente care produc rotaţii de fază greu de compensat, cu scăderea imaginii sonore şi cu riscul creşterii distorsiunilor de tot felul. De aceea, constructorii de difuzoare au trecut la dez¬ voltarea de produse care să permită extensia benzii de frecvenţă a wooferelor, în condiţiile menţinerii unui coe¬ ficient scăzut de distorsiuni de intermodulaţie şi armo¬ nice. Acelaşi lucru a fost urmărit şi în cazul tweeterelor. in prezent, pe piaţă se găsesc multe variante de incinte cu 2 căi echipate cu woofere de 8”, incinte cu performanţe sonore foarte bune. Evident că frecvenţele de tăiere se află în domeniul care trebuie evitat, dar este mai simplă optimizarea unei reţele de separare pentru două difu¬ zoare decât construirea unei reţele de separare care să permită evitarea dificultăţilor care apar atunci când se lucrează cu două sau mai multe frecvenţe de tăiere. Desigur, mai este soluţia aproape ideală a utilizării unui difuzor de bandă largă. Aceste difuzoare s-au per¬ fecţionat continuu odată cu progresele făcute de mate¬ rialele utilizate în construcţia lor, dar au limitări ale para¬ metrilor, impuse chiar de cerinţa de a reproduce toată banda de frecvenţă audio. CONCLUZIA. Fiecare va adopta soluţia care îl satis¬ face, in funcţie de gust, dar şi de genul de muzică preferat. Impedanţa difuzoarelor. Un calcul corect al reţelei de separare pe care doriţi să o utilizaţi se face utilizând valoarea reală a Impedanţei la frecvenţa de tăiere, va¬ loare care, de cele mai multe ori, diferă de valoarea nominală a impedanţei difuzorului, specificată de pro¬ ducător. Această impedantâ nominală este utilizabilă pentru majoritatea tweeterelor cu calotă, bullet radiator sau drivere de compresie. Difuzoarele cu con, în dome¬ niul de frecvenţă 200-600 Hz, au valoarea impedanţei reale foarte apropiată de valoarea nominală. Peste 600 Hz, valoarea reală a impedanţei creste suficient, impunând corecţii substanţiale. în practică, mulţi proiectanţi introduc în topologia reţelei de separare elemente pasive capabile de a corecta tendinţa crescătoare cu frecvenţa a impedanţei difuzorului pentru reproducerea frecvenţelor medii. Aceste corecţii ale impedanţei asigură o funcţionare precisă a reţelei din punct de vedere tehnic, dar influ¬ enţa asupra sunetului este mică, astfel că specialiştii acusticieni le consideră inutile şi costisitoare, având rolul susţinerii unor idei "puriste* sau “audiofile", care sacrifică muzica de dragul unor exagerări dăunătoare Pericolul reţelelor pasive. Reţelele pasive sunt for¬ mate din mductanţe şi condensatoare, conectate sub forma unui circuit rezonant serie Reactanţa celor două elemente de circuit are ca efect rotaţia fazei între tensi¬ une şi intensitate (curent), astfel câ puterea se reduce. Cum cele două elemente de circuit sunt înseriate, faza celor două mărimi electrice este rotită în sensuri opuse între ele. Dacă difuzorul nu este conectat la reţeaua de separare, sau difuzorul s-a defectat prin întreruperea bobinei mobile, circuitul LC se comportă ca un scurtcircuit la frecvenţa sa de rezonanţă. în multe cazuri, la puteri mai mari debitate de amplificator, aces¬ ta se defectează. Un alt pericol este reprezentat de utilizarea de reţele pasive de ordin superior ordinului II Dacă reţelele de ordinul III se utilizează frecvent în instalaţiile profesio¬ nale pentru protecţia driverelor de compresie, utilizarea reţelelor de ordin superior nu aduce niciun beneficiu: - majoritatea sunt imprecise şi ineficiente, chiar dacă, teoretic, susţinătorii lor le descriu ca fiind supe¬ rioare Cu cât o reţea de separare este mai complexă, cu atât ea va solicita o putere mai mare din amplificator, ceea ce duce la o creştere a pierderilor totale, care generează distorsiuni ce depăşesc beneficiile utilizării acesteia; - aceste reţele complexe generează distorsiuni tranziente din cauza numărului mare de componente în calea semnalului util; - se produc un număr mare de defazaje; - se pun greu la punct, chiar de către fabrici dotate cu aparatura necesară, implicând operaţii laborioase de sortare, având în vedere dispersia componentelor; - utilizarea acestora a devenit un trend mai ales prin schimbarea tendinţelor "audiofililor, care. după ce au considerat reţelele de ordinul I ca fiind cele mal propice TEHNIUM decembrie 2006 23 HI-FI redAni muz»» prin lipsa colorăm mesajylul muţM. Sl _ au schimbat preferinţele sub presiunea reclameio comerciale ale producătorilor şi a lipsei de cunoştinţe d fizică Aceştia cred că prin utilizarea unor componente “mul. sau mal pulin -magica", nea,unsurile acestor reţele pot fi înlăturate. .. Trebuie să menţionăm că utilizarea fetelor de ordjn superior în crossoverele active este altceva, ut . "'X&STS* separare acli.. (Penumile curen, crossovere adi«e sau electronice) au mlarnpnalJjJjJ timp rezistenţa utilizatorilor "casnici . din mai multe "^necesitatea de a utiliza pentru fiecare domeniu de frecvenţă un amplificator separat, ceea ce implică costu suplimentare deloc de neglijat; - un sistem care implică un crossover activ şi ma. multe amplificatoare, prost reglat, va suna ,otdeau mai prost decât un sistem dotat cu incinte cu crossove P3 1n momentul de faţă se observă o reorientare datorată mai multor aspecte legate de aceste crosso- vgtg active: - au scăzut substanţial costurile unor amplificatoare suplimentare; M _„ - sisteme electronice complexe, utilizând proce¬ soare de semnal, pot uşura mult utilizarea şi punerea la punct corectă a întregului sistem (asemănător cu reglarea sau. mai bine zis, autoreglarea sistemului mul- ticanal). .. .... Din punctul de vedere al calităţii redăm mesaiului sonor, diferenţa este notabilă, şi aceasta din cauza rea¬ lismului imaginii sonore, a clarităţii mărite, a trans¬ parenţei detaliilor, provenind din reducerea distorsiu¬ nilor, în special a celor de intermodulaţie. Tipuri de reţele de separare. Majoritatea reţelelor de separare pasive utilizate in construcţia incintelor acustice poartă numele unor matematicieni sau fizicieni care s-au ocupat direct de reţelele în cauză, stabilindu-le proprietăţile. Aceste reţele, numite curent filtre, sunt de¬ finite de trei elemente proprii de bază; panta, frecvenţa de rezonanţă şi factorul de calitate Q. Panta reprezintă valoarea atenuării pe octavă. Ea este determinată de topologia circuitului şi poate avea, In cazul nostru, valori de 6,12,18 sau 24 dB pe octavă, respectiv ordinul I până la ordinul IV. Frecvenţa de rezonanţă este frecvenţa la care reac- tanţele componentelor filtrului sunt egale şi reprezintă frecvenţa de tăiere a filtrului. Factorul de calitate Q descrie curba pe care o ia ca¬ racteristica de frecvenţă în preajma şi la frecvenţa de tăiere. Trebuie să revin la menţiunea pe care am mai făcut-o şi în alte articole, şi anume aceea că modul de compor¬ tament al reţelei de separare se referă ia funcţiile sale elednce de transfer, care nu sunt identice cu modul de comportament al funcţiilor de transfer acustic ale dilu- zoarelor utilizate. Constructorul amator trebuie să fie foarte precaut in alegerea unul filtru cu un nume sonor, sau să adopte o reţea complicată, de ordin superior, mai ales în urma uno" informaţii pe care nu le poate verifica din lipsa aparaturii de măsură adecvate, care se poate gâs. doar în laboratoarele unor producători serioşi. Alinarea temporală. Termenul a fost utilizat in tre¬ cu, referitor la amplasarea incintelor de sonorizare m spaţii largi, când apar fenomene de ecou şi reverberaţie din cauza unor distanţe mari între incinte. in ultimii am acest termen a reven t ini atenţia audiofilllor. mai ales în urma unor referiri ale producăto¬ rilor de incinte, care încearcă să evidenţieze produsele lor din marea de produse de acelaşi fel. Fiecare pro¬ ducător clamează rezolvarea unor astfel de probleme ca fiind o descoperire epocală, asemănătoare desco¬ peririi apei calde în Colentina”, termen deja consacrat. Această aliniere temporală pleacă de la faptul că la punctul în care caracteristicile de frecvenţă ale difu- zoarelor care lucrează împreună se întretaie (frecvenţa de tăiere a filtrului), membranele celor două difuzoare trebuie să lucreze în fază. în cele mai multe din cazuri, cele două difuzoare, montate pe aceeaşi faţă a incintei, prezintă un decalaj, nefiind aliniate pe verticală. Aceasta determină o diferenţă de timp intre sunetele emise de cele două difuzoare la frecvenţa de tăiere, ceea ce determină un lob în răspunsul polar, în axă, numai la frecvenţa de tăiere. Acest lucru nu influenţează serios energia sunetului şi nici calitatea sa. Desigur că se pot adopta soluţii pentru rezolvarea acestei probleme, soluţii care pot complica construcţia incintei, dar nu ridică probleme insurmontabile. Privind ilustraţiile unor reviste din domeniu, se găsesc imediat soluţii industri¬ ale pe care constructorul amator le poate extrapola la posibilităţile sale. De altfel, diferenţele mici în alinierea verticală a difuzoarelor sunt greu sesizabile şi greu de măsurat. Dacă alinierea fizică pe verticală este relativ uşor de rezolvat, cealaltă posibilitate, de a utiliza filtre de ordin superior, proiectate pentru corecţia temporală, nu este la îndemâna amatorului. Aceste reţele introduc pierderi suplimentare care, în final, sunt în detrimentul calităţilor incintei în cauză, exemplificând legea conform căreia: “Duşmanul binelui este mai binele!" încă un lucru important; unii producători au creat in¬ cinte dotate cu difuzoare plasate pe feţele laterale sau pe spatele acestora, clamând o mai bună dispersie sonoră în cameră şi alte bla, bla, bla-uri, de reclamă. Neavizaţii şi “audiofilii" sunt uşor de păcălit cu astfel de realizări “de vârf şi de ultimă cercetare în domeniul acustic”. Acusticienii atrag atenţia că plasarea difu¬ zoarelor în direcţii diferite duce la mărirea defazajelor, mărind dezalinierea temporală, creează lobi nedoriţi în caracteristica incintelor şi distorsiuni tip pieptene, scăzând inteligibilitatea semnalului sonor, contrazicând reclama de îmbunătăţire a aliniamentului temporal. Utilizarea corectă a unor difuzoare de calitate este mult mai importantă decât mulţimea de gogoşi comer¬ ciale apărute în ultima vreme ca un răspuns la lipsa de interes a pieţei. Totul depinde, în final, de interesul ş 1 judecata corectă a constructorului amator. 24 TEHNIUM decembrie 2006 HI-FI TRADUCTOARE 'ENTRU REPRODUCEREA FRECVENTELOR ÎNALTE Pagini realizate de Ing. AURELI AN MATEESCU Calitatea reproducerii frecvenţelor înalte depinde de calitatea tra- ductoarelor utilizate. între audiofili circulă informaţii diverse, unele ajunse mituri, despre calităţile unora dintre ele. Trebuie specificat că fiecare tip de traductor (dinamic, piezo, cu con, electrostatic etc.) are calităţi şi deficienţe care-l fac pretabil la una sau mai multe tipuri de aplicaţii, fără ca vreunul dintre tipuri să poată fi denumit "nec plus ultra 1, în acest domeniu. De multe ori, reclama exce¬ sivă a producătorilor şi, nu în ultimul rând, testele incorecte sau credulitatea potenţialilor utilizatori au dat naştere la aceste “miţuri" ale superiorităţii unor produse. In numerele anterioare ale revistei Tehnium am prezentat diverse traductoare pe care le-am avut la dispoziţie şi cu care am / © Uite h Sw BC255G15 - dimensiuni fizice pentru montaj realizat diverse proiecte de Incinte, astfel că unele date despre ce se poate procura de pe piaţa noastră există. Nu am prezentat (şi nici nu o voi face) produse care nu au fost importate sau sunt accesibile prin comenzi pe internet, dacă nu le-am experimentat şi testat personal. în cele ce urmează voi prezenta două tweetere de calitate excelen¬ tă. de provenienţă Tymphany (grup ce a preluat grupul danez DST — respectiv Wa, Peerless şl ScanSpeak). Cele două produse sunt disponibile la acelaşi importa¬ tor care se ocupă de PAudlo şi Selenium (www.difuzoare.ro). Spre deosebire de tweeterele prezentate până acum, care erau produse din domeniul profesional, aceste produse sunt destinate uti¬ lizării in incinte de audiţie hi-fi. Totodată, aceste două produse se pot utiliza nu numai la proiecte DIV, se pot utiliza cu rezultate excelente şi la înlocuirea unor tweetere defecte in incinte de calitate foarte bună, şi vom vedea de cel BC25SG15-04 - este o calotă textilă clasică cu bobina de 1”, pe două straturi, cu conductor de alu¬ miniu şi amortizată cu ferofluid de densitate mică. Pentru varianta cu impedanţa de 4 ohmi, avută la dis¬ poziţie, parametrii sunt următorii: - Re = 3,08 ohmi . Fs = 1 100 Hz . SPL = 92,1 dB . diametrul bobinei = 25,4 mm (V) TEHNIUM decembrie 2006 25 XT25TG30 - dimensiuni fizice pentru monta| • înălţimea bobinei = 1,8 mm - magnetul este ecranat pentru aplicaţii ce presupun interferenţe cu aparatura Tv. In figura 1 sunt prezentate ca¬ racteristicile dimensionale ale pro¬ dusului, iar in figura 2 caracteristica sa de frecvenţă. Se remarcă faptul că traductorul este liniar în gama 1 500-30 000 Hz. astfel că este recomandat pentru înlocuirea atât a traductoarelor defecte, cât şi la up-gradarea unor incinte dotate cu traductoare de ca¬ litate mai scăzută. Liniaritatea ca¬ racteristicii permite acest lucru fără modificări deosebite. XT25TG30-04 - este deja un tra- ducior mai deosebit: audiofilii împ㬠timiţi vor recunoaşte în acesta tweeterul care echipează o serie de incinte hi-end produse de foarte multe firme din diverse colţuri ale lumii. Este un *double ring radiator” sau tweeter cu membrană concen¬ trică dublă (patent Vifa) şi ghid de undă central (patent Vifa) şi bobina din fir de aluminiu acoperit cu cupru. Traductorul are un răspuns liniar până la 20 kHz. cu distorsiuni extrem de mici şi, cu o frecvenţă de rezonanţă de 530 Hz, poate fi cuplat la o frecvenţă foarte joasă cu un woofer de calitate. In plus, poate fi utilizat atât ca piesă de schimb de cea mai bună calitate, cât şi ca up- grade la orice incintă. Patrametrii tehnici sunt: - Z = 4 ohmi - impedanţa maximă = 19 ohmi - Re = 2,9 ohmi - Fs = 530 Hz - SPL = 91,5 dB - diametrul bobinei = 26 mm - înălţimea bobinei = 2,2 mm • înălţimea întrefierului = 2.5 mm In figura 3 sunt date caracteristi¬ cile dimensionale, iar în figura 4 caractenstica de frecvenţă a traduc- torului. Şi în acest caz se constată o liniaritate foarte bună a caracteris¬ ticii. lesieie eieciuate prin înlocuii unor tweetere din dotarea unor cmte aflate la dispoziţie au rele următoarele observaţii. - în incintele cu impedanţa de 4 ohmi nu a fost necesară nicio modificare, înlocuirea fiind directă dacă SPL-ul incintei şi tweeterului coincid. Dacă reţeaua de separare are circuite de compensare a creşterii impedanţei, acestea se scot în cazul utilizării calotei BC25SG15, dar şi în cazul radia¬ torului dublu inel. Nu s-a observai necesitatea utilizării acestor circuite; - nu sunt necesare modificări în reţeaua de separare în cazul XT25TG30-04, deoarece acesta poate fi cuplat la o frecvenţă foarte ţoasâ faţă de tweeterele obişnuite; - în cazul BC25SG15-04 nu este necesară modificarea reţelei de separare, dacă frecvenţa de tăiere este de peste 2,5-3 kHz; - dacă valorile SPL ale twee- terelor descrise şi ale incintelor diferă, atunci se impune utilizarea unor divizoare L-pad care să reducă SPL-ul tweeterului. Calculul divi- zorului se face clasic (a fost prezen¬ tat în revistă); - este necesară modificarea 26 TEHNIUM decembrie 2006 —HI-FI reţelei de separare dacă impedanţa tweeterului înlocuit este diferită de a tweeterului procurat. Faptul că nu găsiţi tweetere cu aceeaşi impedantă cu cel din incintă nu este o problemă insurmontabilă, dar necesită o modificare a unor componente. Să luăm un caz concret pentru edificare: - presupunem că avem o incintă cu impedanţa no¬ minală de 8 ohmi, echipată cu tweeter cu impedanţa de 8 ohmi, cu o reţea de separare de tip Butterworth, de ordinul II, cu panta de 12 dB/octavâ, dar ... tweeterul care o echipează s-a ars; - nu am putut procura un tweeter de calitate decât cu impedanţa de 4 ohmi; - frecventa de tăiere este de 3 000 Hz şi filtrul are o inductanţă de 0,6 mH şi un condensator de 4,7 micro- farazi, corespunzător unei impedanţe de 8 ohmi a tweeterului; - la aceeaşi frecvenţă de tăiere, filtrul trebuie să fie echipat cu o mductanţâ de 0,3 mH şi un condensator de 9,33 microfarazi. Se observă că pentru o funcţionare corectă a tweeterului cu impedanţa de 4 ohmi, in filtrul incintei tre¬ buie să înlocuim bobina cu una cu inductanţa la ţumâ- tate ca valoare, iar valoarea condensatorului trebuie dublată. Această operaţie se execută numai la secţiunea filtrului care deserveşte tweeterul, fără a se umbla ia ele¬ mentele ce constituie reţeaua de separare a wooferului (miţfrange-ului, după caz). In cazul unei incinte cu impedanţa de 4 ohmi la care se doreşte înlocuirea tweeterului cu unul cu impedanţa dublă, se va face operaţiunea inversă, respectiv se dublează valoarea inductanţei şi se reduce la jumătate valoarea condensatorului. Normal că “pe teren" avem un filtru pe care trebuie să-l modificăm. Se va ridica schema filtrului, identificând componentele aferente fiecărui difu¬ zor. Se înlocuieşte condensatorul cu unul de valoare dublă sau înjumătăţită, după caz. In cazul inductanţei se va apela la cineva care poate să măsoare valoarea inductanţei şi se va înlocui cu una adecvată cazului Dacă valoarea inductanţei trebuie redusă, aceasta se poate face prin debobinarea sârmei şi măsurarea din când în când a inductanţei (se măsoară după debobina¬ rea a circa 5-10 spire, fără a tăia sârma, numai prin curăţarea lacului pe o porţiune mică pentru contactul electric al instrumentului de măsură). In cazul în care este necesară utilizarea unei reţele divizoare pentru egalizarea SPL-ului tweeterului cu cel al incintei, aceasta se va realiza preferabil cu rezistenţe de putere neinductive, cu oxizi metalici şi putere de mi¬ nimum 5 W. Dacă incinta este de mare putere, se vor uti¬ liza şi rezistenţe bobinate obişnuite, în cazul în care nu se găsesc cele neinductive, abaterile fiind nesesizabile la ureche. Menţionez încă o dată că acei care doresc să înlocuiască un tweeter defect sau vor să up-gradeze o incintă, nu trebuie niciodată să se teamă de faptul că înlocuirea unui tweeter de 4 ohmi cu unul de 8 ohmi (sau 6 ohmi), sau invers, este o problemă sau caracteristicile incintei vor fi depreciate! Un ultim aspect vizează preţul acestor tweetere: BC25SG15 are preţul de vânzare, inclusiv TVA, de 85 RON/buc. XT25TG30 are preţul de vânzare, inclusiv TVA, de 160 RON/buc. Poate unora, preţul li se va părea ridicat, comparativ cu produsele aflate curent pe piaţă, dar comparaţia este deplasată, diferenţa de performanţe fiind Incomparabilă De altfel, aceste produse au preţul comparabil cu tweeterele pe care le-am mai prezentat în revistă în ultimul timp, produse cu care pot fi echipate incintele cu pretenţii de înaltă fidelitate şi hi-end. SPL too 90 So 7b fo 50 io 20 & /<x> ZOO 500 /* 2K 6X 2o* ***■ XT25TG30 - caracteristica de frecvenţă TEHNIUM decembrie 2006 27 s T TA ie ÎNALTĂ LUATE r i lXIAL Construcţia Incintei (varianta modificata) - 11.6 0146 . 0 - • 188 . 0 - ,.Jr ===:=: ~ — 136.4 SIDE VIEW ’ \ / \ TOP VIEW *4-06.4 “ 4 - 010.0 -• 212.6 Revistele de specialitate de pe mai toate meridianele arată tendinţa constructorilor de Incinte de a se orienta din nou către incinte de înalt randament şi cu performanţe acustice îmbunătăţite prin utilizarea de traductoare de calitate, cu para¬ metri de frecvenţă, putere admisibilă şi fază foarte buni. Dacă es\e să rămânem la integrarea de fază a traductoarelor unei incinte pe lângă firmele cu tradiţie, care au perfecţionat in timp diverse variante de traductoare coaxiale (Tannoy, Cabasse, nare Kef PHY-HP), in prezent şi alte firme, inclusiv cele ce produc traductoare profesionale, au abordat soluţia difu- zoarelor coaxiale De curând, Cabasse a anunţa disponibi¬ lizarea către publicul larg a unui traductor care înglobează nu mai puţin de 4 difuzoare specializate, care, asistate de un DSP si 4 amplificatoare, poate reproduce cvasiliniar domeniul audio de 20 Hz la 20 kHzî Acest traductor evita apariţia oricăror defazaje în banda de frecvenţă, ceea ce asigură coerenţa şi maximum de transparenţă mesajului sonor reprodus Desigur că preţul acestei realizări nu este mic Şi producătorii de tra¬ ductoare profesionale care au abordat construcţia de coaxiale au obţinut performanţe foarte bune, unele din aceste realizări putând fi utilizate în construcţiile DIY, deoarece pot fi abor¬ dabile ca preţ şi sunt liniare în ceea ce priveşte comporta¬ mentul în banda de frecvenţă recomandată. Teoretic, azi este uşor să obţii aproape orice produs prin intermediul magazinelor virtuale. Constructorul DIY trebuie insă să nu uite o regulă importantă în cazul traductoarelor acustice: dacă nu a ascultat traductorul pe care vrea sâ-l achiziţioneze, este bine să nu se hazardeze, cheltuind o sumă mare de bani pe ceva impalpabil, mai precis inaudibil, înainte de a-l achitai Aceasta pentru că, în lipsa unei experienţe vaste, va fi dezamăgit de propria sa alegere, vina aruncând-o pe traductorul nevinovat. Un exemplu este mult mai edificator: un traductor de bandă largă, construit să funcţioneze singur într-o incintă care să redea tot (sau aproape tot) spectrul audio, va dezamăgi profund pe noul posesor care va observa că: - difuzorul său nu reproduce prea bine frecvenţele joase; - are o prestaţie mai puternică în domeniul mediilor-înalte şi al frecvenţelor înalte; - nu are un Xmax mai mare de 1-2 mm; - nu are o putere admisibilă mare; - a costat de câteva ori mai mult decât un set de difuzoare specializate pe două sau trei căi, care îi asigurau o putere superioară şi o liniaritate mai bună lată că prin absorbţia fără analiză suficientă a informaţiei de pe net, constructorul se trezeşte în faţa unor probleme pe care cu greu le va rezolva şi, probabil, va opta pentru soluţia de a vinde setul buclucaş! O soluţie care reprezintă un compromis foarte bun în faţa difuzorului de bandă largă este utilizarea unui traductor coaxial. Acesta este un woofer a cărui piesă centrală este gău¬ rită, permiţând montarea în spaţiul creat a unui traductor spe¬ cializat pe reproducerea frecvenţelor înalte în acest fel se pot rezolva cea mai mare parte a neajunsurilor prezentate de tra¬ ductorul de bandă largă. într-un alt articol am prezentat uti¬ lizarea unui coaxial profesional cu diametrul de 12", potrivit pentru uz profesional, dar şi pentru incinte de casă Principalul "neajuns" al său îl reprezenta volumul mare al incintei în care a fost montat, lucru normal de altfel, dar puţin convenabil în spaţii restrânse. Trebuie să menţionez că şi în prezent, incin¬ tele pe care ascult muzică sunt Voigt-urile echipate cu acest coaxial de 12", în ciuda faptului că suprafaţa camerei este mică (circa 16 m 2 ), iar cei care au studiat proiectul prezentat în revistă au observat că incintele sunt “mici monştri". Rezultatele excelente obţinute cu acest traductor m-au deter¬ minat să caut o soluţie pentru o Incintă care să se "potrivească" cu spaţii de audiţie mai apropiate de realitatea noastră. Ocazia a fost oferită tot prin bunăvoinţa importatoru¬ lui de traductoare P. Audio, SC Difuzoare SRL din Turnu gfJJJJJÎQ» a a( * us ‘ n tară coaxialul îmbunătăţit cu indicativul BM8CXA, cu diametrul de 8", adică 200 mm Caracteristicile tehnice ale coaxialului BM8CXA - impedanţa nominală, ohmi 8 - puterea (RMS/program muzical), W 100/200 - SPL (woofer) - dB/1 W/1 m 95 28 TEHNIUM decembrie 2006 HI-FI - Qts woofer 0,21 - Fs woofer, Hz 53 - Xmax, mm 3 - bobină cu fir cupru pe suport Kapton - 400°C Driver - putere RMS, W 30 -SPL, dB/1 W/1 m 105 - banda frecvenţă, Hz 800-20 000 - diafragma titan - diametru diafragmă, mm 34,4 - unghi dispersie, grade 90 Traductorul (figura 1) are un şasiu turnat din aliaj uşor, pentru a se asigura o rigiditate ridicată, rila este din material textil tratat şi membrana wooferului din celuloză tratată. Tweeterul (driver de compresie) este echipat cu o calotă din titan pur şi are o presiune sonoră medie de peste 100 dB. Caracteristica este necesară pentru alegerea unei soluţii corecte pentru reţeaua de separare a incintei. Atragem atenţia că cele două caracteristici nu sunt normalizate, fiind cele reale, deci aspectul relativ vâlurit al caracteristicilor nu trebuie să sperie Mulţi producători de traductoare acustice prezintă ca¬ racteristica de frecvenţă normalizată a produselor, ceea ce înseamnă că tot ce este cuprins în intervalul +/-X dB este reprezentat ca o linie dreaptă. Dacă X = +/-1.5 dB, aproxi¬ marea este acceptabilă, dar dacă intervalul este de +/-3 dB, aşa cum se practică curent, lucrurile nu mai sunt foarte corecte pentru utilizatorul difuzorului. Putem avea cazul în care caracteristica să prezinte vârfuri de +3 dB şi căderi de -3 dB, ceea ce înseamnă: - o abatere totală de 6 dB între două frecvenţe reproduse de acelaşi difuzor, astfel că una din ele se va auzi de două ori mai tare ca intensitate sonoră decât cealaltă; - amplificatorul ar trebui să livreze, faţă de medie, o putere dublă pentru a accentua frecvenţele în cazul frecvenţelor redate cu o presiune crescută cu +3 dB! Abaterile de la liniari¬ tatea caracteristicii de frecvenţă nu pot fi evitate în totalitate, astfel că nu există un difuzor perfect complet neutru acustic! De altfel, s-a observat că incintele care au caracteristici de frecvenţă foarte liniare, obţinute prin mari eforturi ale con¬ structorilor lor, nu sunt foarte bine cotate de potenţialii benefi¬ ciari, reproşându-li-se un sunet şters, lipsit de strălucire şi fru¬ museţe, deşi. tehnic vorbind, sunt cele mai apropiate de per¬ fecţiune. Desigur că nici realizările tehnice care "pun de la ele" nu sunt bine cotate, coloraţiile puternice care alterează timbrul sunetului nefiind agreate Trebuie menţionat şi faptul că ure¬ chea umană nu percepe valori ale distorsiunilor însumate de până la 3%, dar e relativ sensibilă la deformări timbrale. Construcţia incintei. în figura 3 sunt prezentate dimensi¬ unile unei incinte tip Voigt. calculată pentru o frecvenţă de rezonanţă inferioară frecvenţei de rezonanţă în aer liber Fs a wooferului. Această soluţie îmbunătăţeşte răspunsul la frecvenţe pase al wooferului, cu sacrificiul reducerii puterii maxime suportate de woofer Pentru limitarea acestui efect. dar - şl mai important - pentru reducerea distorsiunilor, wooferul este amortizat suplimentar prin reducerea suprafeţei deschise a Incintei Precizez că toate dimensiunile din figura 3 sunt dimensiuni interioare, date pentru a nu limita utilizarea materialului de care dispune constructorul. Se poate folosi, în ordine, placajul din esenţe tari, de grosime mare, MDF sau PAL. Grosimea poate fi 18 mm, 22 mm sau 25 mm, în funcţie de posibilităţi şi specific faptul că fiind o incintă deschisă tip horn, nu este imperativă utilizarea unui material anume, care în opinia unora va asigura efecte antirezonante superioare Această problemă o vom rezolva în alt mod pentru purişti De aceea, în cele ce urmează voi lua în calcul utilizarea de MDF sau PAL tip mobilă, cu grosimea de 18 mm, materiale ce pot fi procurate şi tăiate pe loc la atelierele de specialitate. Nu reco¬ mand utilizarea de PAL melaminat, pentru complicaţiile care apar: aplicarea de cant, costul materialului ridicat, asamblare greoaie cu silicon. în calculul suprafeţelor, care vor fi debitate la atelier, se va avea în vedere aplicarea unei feţe suplimenta¬ re, care va fi lipită cu adeziv în exces şi puternic presată pe fata incintei asamblate, pentru a nu risca apariţia de zgomote parazite la puteri mai mari lată paşii de urmat: - se face un calcul amănunţit al suprafeţelor necesare pen¬ tru o pereche de incinte; - la cea de a II-a faţă aplicată, se va lua în calcul ca aceas¬ ta să acopere complet partea superioară a incintei, de la deschiderea din partea inferioară până la partea superioară. - se debitează materialul necesar, - se asamblează materialul cu adeziv lip aracet de tâmplârie şi se lasă să se usuce minimum 24 de ore. Se pot folosi şuruburi tip Rigips pentru menţinerea plăcilor în poziţie până la uscarea adezivului Se pot scoate ulterior sau pot rămâne în material; - înainte de asamblarea peretelui lateral, pe pereţii laterali şi pe cel din spate se pot lipi, în diagonală, fâşii de placă bitu¬ minoasă autoadezîvâ Atenţie, nu se plasează sub zonele de lipire cu aracet. Lăţimea fâşiei de circa 30-40 mm este sufi¬ cientă. Rolul acestor fâşii este de a reduce suplimentar vibraţii¬ le pereţilor, fără a creşte prea mult grosimea materialului uti¬ lizat Pentru siguranţă, aceste fâşii se vor asigura suplimentar cu şuruburi autofiletante potrivite şi şaibe plate sau crenelate Acest tratament se poate aplica incintelor cu pereţi relativ subţiri, mai ales acelora din clase ieftine, la care economia prevalează Tratamentul nu este însă foarte ieftin Materialul se poate procura de la Monacor România (Ca un fapt divers, dar interesant trebuie să amintesc câ plăcile bituminoase au înlocuit o soluţie care s-a încercat cu ani în urmâ. şi anume placarea cu folii de plumb, metal greu şi inert Soluţia, cu rezultate excelente, nu era nici pe departe ieftină şi dezlipirea în timp a unor mici suprafeţe ducea la zgomote parazite ce necesitau demontarea incintei); - se asamblează complet incintele şi se execută decuparea pentru difuzor la diametrul cerut. După uscarea completă se trece la o şlefuire atentă a suprafeţelor, în special a feţei pe care urmează a se aplica dublura, TEHNIUM decembrie 2006 29 • dublura fetei va fi decupatâ după un şablon si corectală, • se lipeşle dublura pe fiecare incintă cu adeziv in exces ş se menţine cu ajutorul unor greutăţi pregătite din vreme, o pre¬ siune puternică pentru o lipire pe toată suprafaţa Se înde¬ părtează adezivul in exces cu o cârpă umedă; • după uscarea completă se trece la finisarea prin şlefuire a suprafeţelor Se va executa o evazare prin şlefuire a feţe aplicate pentru a se evita efectul de tub Adâncimea evazâni se determină scăzând din grosimea materialului 12 mm orosi mea ramei coaxialului; ‘ * - se recomandă ca si faţa incintei sâ fie racordată ci peretele lateral pr.ntr-o suprafaţă curbă, obţinută prin frezare ct o freză manuală cu ghidaj, sau chiar prin şlefuire grosieră s fină cu o maşină de şlefuit cu bandă Dacă nu aveţi experienţă este insă mai bine să nu vă hazardaţi in această operaţie Finisarea incintelor depinde de qustul fiecăruia in«s tru a obţine un rezulta, da calitate» ecomlndâ ao^re unu. strat de spritz chit cu întărire lap.dâ după slefu,roa“en 5^se?.5sbs rin• pnn şlefuire fină. de un lac mat, semitransraren £ aplica fol* autocolantâ ce imită furniru? soluţie putină experienţa si îndemânare ‘ 50 Utm care cer în revistă) Acestea poM, pS r î e °^ (prez ? n,a,e ^l unoe mal pol ti procurate şi alte accesorii 9 |nw nUl rf MUZ,C/ cablun de diferite sectiun,. accesor» STfi™™ * de protecţie etc ) peniru fixarea unei mâş «9«.«<*p.vJi sns r s * M v«oere următoarele ucfoare şi s-au avui 1 • ««**, i, - uniformizarea presiunilor acustice ale wooferului şi dri¬ verului; - alegerea unei frecvenţe de tăiere intr-un domeniu care sâ permită evitarea accidentelor din benzile de frecvenţă ale fiecărui traductor. Din acest punct de vedere, zona 2-2,5 kHz pare a fi cea mai potrivită pentru ambele traductoare, Dacă avem în vedere caracteristicile de frecvenţă, acest domeniu este acceptabil pentru woofer, care după acest domeniu are creşterile tipice înainte de atenuarea accentuată de la capătul superior al benzii de frecvenţă redate. Din punc¬ tul de vedere al driverului, acest domeniu este acceptabil din mai multe motive: - este suficient de depărtat de Fs. situată sub 800 Hz; , ,* se evită *o n a 1-2 kHz, unde SPL-ul driverului este maxim, m |ur de 108 dB; - depărtarea driverului de zona in care redarea calotei de titan imprimă un ton metalic, dur, mesajului sonor Pentru reţea s-a adoptat tot un filtru Butterworth de ordinul ii. ce asigură o pantă de 12 dB/octavă. Pentru că îmbinarea caracteristicilor traductoarelor se face în acest caz la -3 dB, iar in final se obţine o creştere de + 3dB. s-a corectat reţeaua f S tf as ‘9 ura 0 intersecţie a caracteristicilor la -6 dB, asuei că obţinem o caracteristică de frecvenţă liniară. Având în 1ftn ere * ° as ^ eJ pe reţea de separare produce un defazaj de iui fa?!*’ Se ,mpune conectarea inversată ca fază a dnveru- iu. ae conexiunea wooferului Construcţia coaxială usurea- erecţie. Trebuie menţionat că in cazul traduc- A 7 *™ onlatG pe acelaşi panou fără corect«a de taro rLa f ° d u ay p,ane )* inversarea polarităţii tweeterulu» se nu 0fbe$te - având în vedere că un constructor DlV fazâ^L îi de aparalura necesară măsurării diferentelor de oararp îi!?*?! 6 P 0 ®*® interveni în corectarea reţelei de se- oa corprt « dacă are ureche suficient de bună pentru a apre- staop\ in ormarea profunzimea imaginii stereo (sound- SSM "SSî ca2un . nici nu este necesară această amator d ar aste dificil de constatat de către u 30 TEHNIUM decembrie 2006 HI-FI Pentru a nu interveni in circulaţia aerului în interiorul incin¬ tei. se recomandă montarea reţelei de separare într-o cutie separată, prevăzută cu placă de borne simplă sau, la alegere, dublă, pentru bl-wiring sau bi-amp-ing, de bună calitate, care sâ permită utilizarea cablurilor de secţiune mare sau a bananelor de 4 mm Prinderea se va face în dreptul traduc- torului. pentru scurtarea traseelor Cablul se va trece prin găuri ce vor fi etanşate cu silicon Componentele reţelei vor fi de bună calitate Bobinele se vor executa cu sârmă de cupru cu grosime de minimum 1 mm. pentru a se obţine o rezistenţă in c.c. sub 0,5 ohmi Este de preferat ca bobina in serie cu wooferul sâ fie executată cu sârmă de 1,5 mm, chiar dacă va creste ca gabarit şi preţ De preferat o măsurare a inductanţei şi corectate bobinele ca atare. Condensatoarele utilizate vor fi, preferabil, de tip MKP sau MKT şi, dacă există posibilitatea, se vor măsura cu o punte RLC pentru o valoare cât mal apropiată de cea indicată şi cu diferente minime între o Incintă şi alta Condensatoarele vor avea în paralel condensatoare MKT sau MKP cu valoare de 0,1 microfarazl la minimum 160 volţi Cablarea se va efectua cu cablu pentru incinte cu secţi¬ unea de minimum 2.5 mm 2 , prevăzut cu papuci pentru driver cu a interiorului incintei se va plasa din partea închisă, pe peretele înclinat, până la peretele superior, şi apoi lăsat liber până la deschiderea din partea inferioară Materialul se va prinde pe peretele superior cu holtzşuruburi. Montarea coaxialului se va face de preferat cu şuruburi speciale, prevăzute cu piuliţe captive în material, cu diametrul filetatul de 5 mm Aceasta şi datorită faptului că un coaxial cân- târeste peste 5 kg. centrul de greutate după montaj fiind mult în interiorul incintei, deci un efort mare pe liletul din materialul de prindere Se poate opta şi pentru construcţia unei rame de protecţie pe care se întinde un material rar. transparent acustic. în ton cu finisarea incintei, fixată cu elemente specializate sau cu arici Pentru audiţii se recomandă ca ramele sâ fie scoase de pe incintă pentru că modifică suficient de mult calitatea audiţiei, fapt pe care l-am observat la majoritatea Incintelor Consideraţii finale. Am fost întrebat de rna» multe ori cu ce incinte de pe piaţă pot compara incintele pe care le construiesc Am răspuns că nu se pot compara cu ceea ce se găseşte in reţeaua de magazine "specializate" De ce? Pentru că ♦ folosesc traductoare de calitate, al căror preţ. într-un set pentru două incinte, depăşeşte de cele maJ multe ori preţul unor incinte ce se găsesc în raioanele supermarketurilor, şi capete cositorite pentru woofer. care dispune de conectoare cu arc. aurite Cablurile se vor lăsa suficient de lungi pentru a permite manevrarea coaxialului la montare şi demontare Materialul de amortizare. Acest material este foarte important pentru a evita apariţia undelor staţionare si a co¬ loraţiilor nedorite prin multiple rezonanţe. în special în dome¬ niul frecvenţelor medii. Pe pereţii laterali, pe cel superior si pe peretele din spate se va aplica un strat de material fonoabsorbant cu grosimea de 5 mm, material utilizat ca furnilurâ de croitone pentru căptuşeli, cu o culoare predominant cenuşie Fixarea se face înainte de închiderea incintei, cu ajutorul unor puncte de pre- nadez. asigurată cu capse sau hottzsurubun mio Aplicarea materialului se face până la limita de vizibilitate prin deschiderea de ta partea inferioară O fâşie de minet cu grosimea de 40 mm şi lăţimea egală . am adoptat soluţii tehnice care in regim de producător specializat nu se folosesc decât la incinte foarte scumpe de ordinul a mii de euro La acest preţ sunt prohibitive pentru marea majoritate a iubitorilor muzicii dar pot fi realizate cu cheltuieli mult mai mici. dar cu efort, experienţă şi răbdare de către un constructor amator bine intenţionat şi lipsit de prejudecăţi. . .. . lipsa prejudecăţilor şi dorinţa de a realiza ceva de calitate sunt extrem de importante Atunci când pleci de la ideea că nu DOti depăşi un produs industrial mai ieftin sau mai scump, când te compari cu realizări de 50-100 USD. evident că reuşita osie departe Şi apoi, când melomanii declară că aceste incinte nu sunt deloc reuşite, dar preţul celor de calitate este prohibitiv, ce mst ar avea copierea unor nereuşite? Investiţia »n traduc- toare de calitate şi o muncă inteligentă vor f! garanţia obt»neri! unor rezultate net superioare TEHNIUM decembrie 2006 31 TEHNIUM decembrie 2006 Orice aparat electroacustic are în componenţa sa un amplificator de audiofrecvenţă de putere, în scopul re¬ dării cât mai fidele a informaţiei conţinute de un program muzical. De performanţele amplificatorului audio, în ceea ce priveşte puterea transmisă incintelor acustice, banda de frecvenţe de lucru şi raportul semnal-zgomoţ, depinde calitatea finală obţinută în momentul audiţiei. Din categoria amplificatoarelor performante Încadrabile în clasa HI-FI, având concomitent un preţ de cost relativ scăzut, face parte şi amplificatorul prezentat în acest articol. Faptul că el este realizat cu componente elec¬ tronice active şi pasive simple îi măreşte foarte mult durata de funcţionare în timp. deoarece în cazul, cu totul accidental, de apariţie a unei defecţiuni, amplificatorul se poate depana foarte simplu (prin înlocuirea compo¬ nentelor deteriorate). Menţionez faptul câ acest amplificator audio a fost realizat practic de elevii din clasele a Xll-a. de profil electronică industrială, constituind totodată un subiect excelent ce priveşte o aplicaţie practică pentru Examenul de Competenţe Profesionale. Performanţele estimate iniţial (şi, de altfel, confirmate practic) ale amplificatorului audio sunt următoarele: Puterea nominală ?N = 30W Zi = 47/cn Ze = 8fi ui=0,mv RMS BW - 15Hz 35 kHl A ŞW~ ‘ 3c ® S7Nz7SdB SRi 20V/pS THD <. 0,08 TID S 0,02 U A = ±30V Iq = 70mA 'N= 14 Impedanţa de intrare Impedanţa de ieşire (sarcina) Tensiunea de intrare Banda de frecvenţă Atenuarea la capetele BW Raportul semnal-zgomot Viteza de creştere, slew-rate Distorsiuni armonice totale Distorsiuni de intermodulaţie Tensiunea de alimentare Curentul de mers în gol Curentul nominal Schema electrică a amplificatorului (un canal infor- lational) este prezentată în figura 1. Analizând schema lectricâ, se observă câ ea prezintă toate etajele jncţionale proprii unui amplificator de audiofrecvenţă. i anume: - etajul de intrare; - etajul pilot; - sursa de tensiune constanta, - etajul final; - etajul reacţiei negative totale; SemnaM de Intrare se aplică etajului de intrare prin TEHNIUM decembrie 2006 33 intermediul grupului R1. CI. Etajul de mirare este format dintr un amplificator diferenţial, in componenţa cam a intră tranzistoarele TI şi T2 Rezistenţa R2.Jamplasa a în baza tranzistorului TI. defineşte impedanţa de intrare a amplificatorului. Baza tranzistorului TI reprezintă intrarea neinver soare a amplificatorului diferenţial, iar baza tranzis oru- lui T2, intrarea inversoare. Rezistenţele R3 şiR4 repre¬ zintă sarcina amplificatorului diferenţial. Un filtraj supli¬ mentar al tensiunii pozitive de alimentare a acestuia este realizat de grupul C2, R12. In emitorul amplifica¬ torului diferenţial, in locul "clasicei" rezistenţe unice a fost prevăzută o sarcină dinamică. Ea este formată din- tr-un generator de curent constant, format din tranzistorul T3 şi componentele electrice pasive aferente (R5. C3, Di, D2, D3, R8). Aşa cum bine se cunoaşte, un gene¬ rator de curent constant prezintă o rezistenţă electrică echivalentă mică în curent continuu şi foarte mare in curent alternativ. Acest artificiu de montaj oferă amplifi¬ catorului diferenţial o stabilitate deosebită în funcţionare în ceea ce priveşte banda de frecvenţe BW amplificată si eventualele variaţii de temperatură de mediu ambiant. Dacă tranzistoarele TI şi T2 prezintă acelaşi factor de amplificare în curent, ^2'\E (condiţie obligatorie la realizarea practică), configuraţia generală a etajului de intrare permite o reducere puternică a zgomotului de fond, CMMR 2: 3000 (CMMR - Common Mode Rejection Ratio). Totodată, variaţia eventuală a tensiunii de alimentare a etajului de intrare şi variaţiile de temperatură ale mediului ambiant din amplificator nu influenţează funcţionarea normală a acestuia. Semnalul de intrare amplificat de către amplificatorul diferenţial este preluat din colectorul tranzistorului T1 şi aplicat galvanic în baza tranzistorului T4. Acesta îndeplineşte funcţia etajului pilot, şi anume amplificarea maximă în tensiune a semnalului de intrare In colectorul tranzistorului T4 se află sursa de tensiune constantă flotantă, ce conţine tranzistorul T6, înseriat galvanic cu o rezistenţă de sarcină "echivalentă". Ea este formată Ti* our 34 TEHNIUM decembrie 2006 HI-FI I dintr-un al doilea generator de curent constant, format din grupul T5, R9, R11 Avantajele utilizării sarcinii active au fost menţionate anterior. Deoarece ea reprezintă o rezistenţă de sarcină echivalentă RecH foarte mare în curent alternativ, rezultă că amplificarea în tensiune a etajului pilot (Ap = RechI^ 1°) va fi foarte mare - fapt urmărit iniţial. Amplificarea va fi ulterior STRICT regle¬ mentată de bucla de reacţie negativă totală, realizată de etajul reacţiei negative totale Condensatorul C6, amplasat între baza şi emitorul tranzistorului T4, repre¬ zintă împreună cu el un filtru activ care sporeşte stabili¬ tatea dinamică a amplificatorului, blocând amplificarea iniţială a semnalelor electrice de frecvenţă ultrasonorâ. Sursa de tensiune constantă este realizată cu aju¬ torul tranzistorului T6 şi al componentelor electrice afe¬ rente (R13, R14, R15, C7). Ea reprezintă un montaj de tip superdiodâ, la care avem posibilitatea de a regla va¬ loarea tensiunii de polarizare Uqe a tranzistoarelor din etajul final. Reglajul tensiunii Uqe se face acţionând cursorul potenţiometrului semireglabil R14. Condensa¬ torul C7 a fost prevăzut pentru un filtraj suplimentar al tensiunii Uqe. îmbunătăţind comportarea dinamică a sursei de tensiune constantă în timpul regimurilor tran¬ zitorii de lucru ale amplificatorului. Etajul final al amplificatorului conţine tranzistoarele T7 şi T8. Ele sunt tranzistoare de tip superbeta, care asigură o amplificare mare în curent, necesară bunei funcţionări a etajului final. Condensatoarele C8 şi C9 realizează, împreună cu tranzistoarele T7 şi T8, filtre active trece-jos. Ele măresc fundamental stabilitatea în funcţionare a amplificatorului, prevenind amplificarea semnalelor ultrasonore. Rezistenţele R16 şi R17 repre¬ zintă nişte reacţii negative locale de curent, care de asemenea îmbunătăţesc funcţionarea tranzistoarelor T7 şi T8, asigurând totodată menţinerea stabilităţii etajului final într-o gamă largă de temperaturi. Grupul CIO, R18 reprezintă clasicul filtru BUCHEROT, care previne oscilaţiile amplificatorului, mai ales în timpul regimurilor tranzitorii de lucru. Bobina LI a fost amplasată pentru a oferi amplificatorului caracterul rezistiv-inductiv, care optimizează cuplajul cu o sarcină de aceeaşi natură. Etajul reacţiei negative totale este realizat cu aiutorul grupului R6, C5, R7, C4. El defineşte şi totodată con¬ trolează strict amplificarea generală în tensiune a ampli¬ ficatorului: p A = 1 +.—L (A~40dB) R 7 Etajul de protecţie este format din grupul de sigu¬ ranţe fuzibile FI, F2 şi F3. Siguranţele FI şi F2 prote- |ează difuzorul WOOFER (cuplat galvanic) din incinta acustică, dacă se produce un scurtcircuit al tranzis¬ toarelor T7 sau T8. decuplând imediat sursa de tensiune aferentă. Totodată, este protejată la scurtcircuit şi sursa de alimentare cu energie electrică. Siguranţa fuzibilâ F3 protejează difuzoarele din incinta acustică la depăşirea cu cca 15-^20% a puterii nominale livrate de amplificator (un semnal de intrare mult mai mare decât cel nominal). Desigur că amplificatorul, odată construit, trebuie ali¬ mentat cu energie electrică (practic, tensiune). Ţinând eoni că o audiţie actuală nu poate fi decât cel puţin stereo, recomand sursa de alimentare a cărei schemă electrică este prezentată în figura 2. Transformatorul TR prezintă o putere de cca 150 VA, având două înfăşurări secundare ce livrează tensiunile de 2x23V şi curenţii de minimum 3A. Urmează puntea redresoare PR1, care transformă tensiunile alternative în tensiuni continue pulsatorii. Filtrajul tensiunilor este asi¬ gurat de către grupul de condensatoare C4, C5, C6, C7 Buna funcţionare a punţii redresoare, precum şi descăr¬ carea grupului de condensatoare în regim de repaus sunt asigurate de către rezistenţele R1 şi R2. Protecţia generală a sursei este asigurată de siguranţa fuzibilâ FI Realizare practică şi reglaje Montajul se realizează practic pe o plăcuţă de stlclo- textolit placat cu folie de cupru. O variantă practică de TEHNIUM decembrie 2006 35 cablaj imprimat, care a dat rezultate foarte bune, este prezentată fn figura 3 (un modul amplificator). Oispunerea componentelor electrice pe plăcuţă de cablaj imprimat este prezentată în figura 4. Se vor folos, componente electrice de cea mai buna calitate, verifi cate electric şi mecanic înainte de montare. O vedere generală a plăcutei cu toate componentele electronice este prezentată în figura 5. in mod practic, pentru un amplificator stereo, cu două canale Informaţionale, L şi R se realizează două module identice. Pentru sursa de tensiune continuă U A = ±30V nu am prezentat cablaj, deoarece montajuP este extrem de simplu. Se menţionează că siguranţele fuzibile FI, F2, FI' şi F2 se amplasează tot pe plăcuţa de cablaj imprimat a sursei. Siguranţele fuzibile F3 şi F3’ se amplasează în socluri montate pe panoul din spate (sau lateral) al amplifica¬ torului stereo. Pentru tranzistoarele finale T7, T8, T7’ şi T8' şi pentru T6 şi T6' a fost prevăzut un radiator comun din aluminiu, cu aripioarele de răcire amplasate pe o singură parte. Tranzistoarele menţionate se izolează galvanic de radiator cu foite de mică şi rondele de tre¬ cere a şuruburilor confecţionate dintr-un material elec- troizolant (textolit, teflon etc.). Radiatorul pentru amplificatorul stereo va avea dimensiunile de minimum (340 x 80) mm 2 , iar grosimea de cca 30 mm (partea cu aripioare de răcire). După realizarea practică a sursei duble de tensiune şi a montajului radiator plus două module amplificator, se trece la măsurători şi reglaje. Se măsoară cele două tensiuni +U A şi -U A ale sursei de tensiune, care trebuie să fie (în gol) de cca 32V. Se acţionează cursoarele potenţiometrelor semireglabile R14 (şi R14’) la o poziţie înspre terminalul rezistenţei R15 (şi R15’). Se scoate din soclu siguranţa fuzibilâ FI şi ulterior se introduc în locul ei terminalele unui miliampermetru de curent continuu (pe gama de cca 500mA), evident, respectând polaritatea miliampermetrului faţă de sursa de curent (adică plusul AMC-ului spre sursa pozitivă de tensiune, iar minusul spre montaj). Se ştrapeazâ (scurt¬ circuitează) intrarea amplificatorului. Se alimentează cu energie electrică primul modul al amplificatorului stereo şi se acţionează (cu grijă) cursorul potenţiometrului semireglabil R14, până ce miliampermetrul indică un curent de mers în gol Iq = 70mA. După acest lucru se deconectează sursa de tensiune şi se montează în locul miliampermetrului siguranţa fuzibilă FI. Se repetă acelaşi algoritm de reglaje şi pentru al doilea modul al amplificatorului stereo. După aceste reglaje, amplifica¬ torul este gata de funcţionare (evident, îndepărtăm ştra- purile de la intrări). Amplificatorul şi sursa de tensiune comună se amplasează într-o cutie metalică (cu pereţii groşi de cca 1 mm), iar în partea ei din spate se amplasează radiatorul cu cele două module audio. Realizat şi montat corect, amplificatorul stereo va oferi o satisfacţie deplină audiofilului. Lista de componente electrice (pentru un modul amplificator) R7 1,2kO/0,25W R8 3,3kO / 0.25W R9 1kO/0,25W R10 10kO/0,25W R11 220 n/ 0 , 25 W R12 1000 / 0.5W R13 5600 / 0,25W R14 2kO / 0,5W R15 5600 / 0,25W R16 0,470 /5W R17 0,470/5W R18 100/0.5W R19 1000/iw CI 47pF C2 47pF C3 47pF C4 47pF C5 56pF, ceramic C6 56pF, ceramic C7 lOOnF, poliester C8 lOOpF, ceramic C9 lOOpF, ceramic CIO 47nF, poliester Cil lOOnF, poliester C12 220pF C13 lOOnF, poliester C14 220pF LI 10-11 spire din conductor CuEm 0 Imm Dl 1N4007 D2 1N4007 D3 1N4007 TI MPSA06 T2 MPSA06 T3 MPSA06 T4 MPSA56 T5 MPSA06 T6 BD135 T7 BDX53C T8 BDX54C Lista de componente electrice pentru sursa de tensiune K1 - comutator 220V/1A FI - siguranţă fuzibilă IA R1 -1kO/2W R2 - IkO/ 2W PI - punte redresoare 10PM1 (cu radiator) CI - 0,1 pF / 100V C2 - 0,1 pF / 100V C3 - 0,1 pF / 100V C4 - 4700pF / 40V C5 - 4700pF / 40V C6 - 0,1pF / 100V C7 - 0,1pF / 100V BIBLIOGRAFIE R1 5,6kO / 0.25W R2 47kO / 0.25W R3 8200 / 0,5W R4 8200 / 0,5W R5 8200/0,5W R6 47kO/ 0.2SW ŞERBAN NAICU, EMIL MARIN. 101 MONTAJE PRACTICE DE AMPLIFICATOARE AUDIO DE PU¬ TERE, Ed. Naţional, 1998 Colecţia revistei TEHNIUM, anii 1998-2004 Colecţia revistei ELECTRONIQUE PRATIQUE, anii 2000-2004 36 TEHNIUM decembrie 2006 LA CEREREA CITITORILOR ÎNDEPĂRTAREA INSECTELOR Problemele cu insectele - şi în special cu ţânţarii - sunt zilnice, îndeosebi în zjlele de vară. Majoritatea schemelor pentru îndepărtarea insectelor utilizează generatoare audio pe diverse frecvenţe, începând cu 15 kHz şi terminând cu 40 kHz, unele cu forme de undă asimetrice, pentru a avea o mulţime de armonici. Aproape toate aceste 1 montaje s-au dovedit ineficiente în lupta cu insectele Propunem alăturat realizarea unui montaj care atrage diversele insecte, în special seara, şi le înl㬠tură Atenţie, acest circuit lucrează cu tensiuni pe¬ riculoase, de aceea trebuie manevrat cu maximă atenţie la testare şi punere în funcţiune. TEHNIUM decembrie 2006 37 - LA CEREREA CITITORILOR Montajul se compune dintr-o lampă (tub fluores- cent sau un bec) care este înconjurată de o reţea metalică conectată la tensiune ridicată şi curent mic. în schemă - figura 1 - s-au utilizat un tub fluo¬ rescent de 20 W defect (care are filamentele arse) şi un cvadruplor de tensiune alimentat direct de la reţea. La montarea tubului este necesară scurtcir¬ cuitarea în prealabil a pinilor corespunzători fiecărui filament. Datorită valorii mici a conden¬ satoarelor de ieşire C3, C4 (10 nF/800 V), tensi¬ unea este mare numai în momentul aprinderii instantanee a tubului, după care scade foarte mult (cca 50 V) şi curentul este limitat de rezistenţa R1 (47 ohmi/10 W). Diodele sunt de tip 1N4007, iar CI. C2-4.7 pF/400 V. nepolarizate. Circuitul de înaltă tensiune care distruge insectele atrase este un simplu triplor de tensiune alimentat tot din reţea. Rezistenţele R2, R3 = 20 kn /1 W limitează curentul atunci când sunt distruse insectele, dar asigură şi protecţie pentru o nedorită atingere a grilei metalice. Pentru grila metalică tre¬ buie realizat un suport din baghete de plastic (4, 6 , 8 ), pe care se bobinează două fire neizolate, la dis¬ tanţa de 1 , 5-2 mm unul de altul. Grosimea firelor poate să varieze între 0,3 şi 0,9 mm în figura 2 este prezentată o colivie care se poate realiza din două discuri din textolit placate cu cupru numai pe o faţă (cea din exterior), iar pentru bare se poate utiliza sârmă mai groasă, de 0,8 mm - 0,9 mm. Jumătate din numărul barelor se cosi¬ toresc la un disc, iar cealaltă jumătate la discul opus. Pentru rigidizare, capetele barelor cositorite se lipesc cu adeziv pe faţa neplacată a discului opus, sau se pot decupa încă două sau mai multe discuri din textolit neplacat găurite, care se vor introduce între cele două discuri de alimentare. Pentru micşorarea gabaritului se poate opta pentru utilizarea unui bec economic de 8 W şi cu o colivie adecvată (forma nu contează). APRINZĂTOR ELECTRONIC Schema pro¬ pusă este un aprinzător de aragaz electro¬ nic care funcţio¬ nează la tensi¬ une scăzută, arc •(•cine +3V. Montajul este realizat după schema unui dispozitiv de fabricaţie chineză, care se găseşte în co¬ merţ. La bază este un convertor de tensiune autoblocat, realizat cu tranzistorul T1 (pnp) tip BD 238 (în schema originală este folosit S8550/40V/1,5A/1 W/100MHz) şi un transformator realizat pe o oală de ferită cu înfăşurarea primară (din colector) de 95 spire, cea de reacţie (din bază) de 75 spire, iar secundarul ridicător de tensiune de 800 spire. Tensiunea din secundar este redresată cu dioda D1- BA159 (FR107) şi se aplică unui circuit de producere a înaltei tensiuni necesare arcului electric. Circuitul este alcătuit dintr-un tiristor şi un minitransformator realizat pe un baston de ferită cu diametrul de 4 mm şi lungimea de 30 mm, pe care sunt bobinate două înfăşurări: primarul, de 32 spire, şi secundarul, de 1900 spire împărţite în 7 secţiuni pe toată lungimea feritei, aşezat peste prima înfăşurare. Tensiunea redresată de dioda Dl încarcă condensatorul CI, 470 nF/250 V, prin înfăşurarea pri¬ mară. Când tensiunea pe CI atinge valoarea de deschidere a diodei Zenner D2(DZ 150), aceasta comandă tinstorul în poartă pentru deschidere. Se poate utiliza un tiristor cu tensiunea de 200 V şi un curent de poartă mic, de tipul KT 220 (în schema originală se uti¬ lizează componenta PCR606j, necunoscută). La deschiderea tiristorului, capacitorul se conectează în paralel cu bobina, formând un circuit oscilant paralel LC. CI începe sâ se descarce prin bobină, iar în circuit apare un curent crescător. Prin procesul de descărcare a condensatorului, variaţia energiei capacitorului expri¬ mată în termeni electrici este com¬ pensată prin variaţia energiei bobinei, exprimată în termeni magnetici. Când capacitorul este complet descărcat, tensiunea pe arm㬠turi este nulă, tiris- torul se va bloca (orice tiristor se blochează când curentul prin el este mai mic decât cel de «eo menţinere sau când tensiunea pe el devine zero). Curentul în circuit ar trebui să se anuleze, dar inductanţa bobinei determină apariţia unei tensiuni de autoinducţie, care face ca în circuit curentul să continue în acelaşi sens, încărcând capaci¬ torul, dar cu polaritate inversă decât cea avută la început (prin D3 în paralel cu tiristorul). în secundar apare, datorită tensiunii induse, un salt de tensiune mare, care produce arcul electric de aprindere determinat de dis¬ tanţa mică (3 mm-4 mm) dintre electrozi (eliberând şi energia din bobină), procesul repetându-se cât timp este alimentat montajul. 95 spire R1 38 TEHNIUM decembrie 2006 ~ ~ LA CEREREA CITITORILOR_ aeroionizator Conform unor statistici, un european petrece 8 ore la locul de muncă, 7 ore în camera de zi şi 7 ore în dormitor. Cea mai mare parte a zilei noastre o petrecem în spaţii închise (conform statisticii de mai sus, 90% din timpul nostru). Astfel, nu sunt deloc indiferente calitatea aerului pe care îl respirăm şi factorii care influenţează calitatea aeru¬ lui din interiorul încăperilor. După cum ştim, aerul este compus din 78% azot, 21 % oxigen, iar restul de 1 % compus din diferite gaze. Cu toate că avem nevoie de aer “bogat în oxigen", concentraţia de oxigen din aer poate să scadă până la 16% fără să observăm, iar cantitatea iniţială de bioxid de carbon, care este mult sub 1 %, poate să crească de trei-patru ori, fără să cauzeze vreo problemă. La birouri, ozonul se formează în urma tensiunii electrice care este necesară pentru fotocopiere, proces în care moleculele de oxigen compuse din doi atomi se dezintegrează în atomi de oxigen. Aceşti atomi de oxigen liberi intră în contact cu mo¬ lecule de oxigen (Op) şi formează ozonul (O 3 ). într-o concentraţie mare, ozonul irită ochii şi mucoasele şi poate cauza dureri mari de cap. Probabil că mulţi au simţit deja mirosul specific al ozonului. Totuşi, nasul nu este cel mai adecvat instrument de semnalizare: o cantitate de 0,02 ppm (mult sub limita admisă) se simte deja. dar nasul se poate obişnui cu concentraţii mult mai mari foarte repede, şi în acest fel nu ne mai avertizează. Studii repetate au arătat că sub acţiunea unor fenomene naturale ca razele cosmice, radiaţiile solare, descărcările electrice din atmosferă, furtu¬ nile etc., molecula de oxigen fiind sensibilă, o mare cantitate de oxigen se va găsi sub formă de ioni. Vom găsi în natură ionul pozitiv, care provine dintr-o moleculă Op care a pierdut un electron, şi ionul negativ de oxigen, care provine tot dintr-o moleculă de oxigen, dar care a captat un electron, in atmos¬ feră mai sunt şi alţi ioni pozitivi şi negativi, cum ar fi: COp, NO, Np etc. Conţinutul normal de ioni din aerul natural de la nivelul solului oscilează între 1400-2000 ioni/cm'T Raportul optim dintre ionii pozitivi n+ şi şi ionii negativi n- din atmosferă este n+/n- = 1,2...1,4. De reţinut că golirea aerului de conţinutul său normal de ioni are un efect sever asupra organismelor vii. O atmosferă încărcată cu ioni pozitivi este o atmosferă acidă, care are ca efect scăderea pH-ului şi a capacităţii de muncă. Când atmosfera este supraîncărcată cu ioni nega¬ tivi, ea devine bazică, determinând creşterea pH- ului şi dând stare de înviorare, sporind capacitatea de muncă. Astfel, aerul cu concentraţie normală sau moderat supraîncărcat cu ioni negativi distruge microbii, contribuind şi la buna circulaţie a sân¬ gelui. Pentru refacerea artificială a echilibrului de ioni sau pentru a crea supraionizâri pozitive sau nega¬ tive se utilizează câmpul electric şi efectul benefic al plantelor. Se poate realiza un dispozitiv aeroio¬ nizator (fig. 1 ) care sâ culeagă din atmosferă sur¬ plusul de ioni (negativi sau pozitivi), acesta lucrând TEHNIUM decembrie 2006 39 LA CEREREA CITITORILOR cu tensiuni cuprinse între 2000 V-6500) V, sau se Poa« "Î^SSooT j'SSp* S Corona (descărcare în aer, Jjliprc«J-W negativi în cantităţi care depind de tensiunea u \\ 77 \\k si de timpul cât este in funcţiune. , Rolul cel mai important al plantelor d.ntr-o încăpere nu este producerea de oxigen, ci asigu rarea unei umidităţi optime a ae ru U'?' cepagea de a absorbi unele substanţe toxice. Folo f' plantelor pentru absorbţia substanţelor toxge dm aer a fost ideea omului de ştiinţa de la NAbA, or B.C. Wolerton. în urma cercetărilor sale a rezulte i* jq forîtă ni diametrul de 20 mm şi înălţimea ISîS primare conţin 35 sprre m 2 mm) fiecare, iar secundarul ridicător de tensi une 600-800 spire (0,02 mm). Datorita cuplajului între Colectorul fui T $ «ţ V® colectorul lui T2 şi baza lui TI. prin L, ş\ ?3 3 nF) montajul începe să oscileze intrând in conducţie pe rând cele două tranzistoare. Prin C0 ^ctnlroie ri R2 (100 kQ) se asigura nolar farea iniţială. Se constată că cei doi curenţi de colector străbat bobinajul primarului in sensuri opuse astfeî în secundar, prin inducţie, ia naştere o tensiune alternativă. Cu aceste componente, m CI 02 că unele plante pot reduce concentraţia unor substanţe toxice, cum ar fi formaldehida, benzenul, oxidul de carbon. Cercetările au arătat că rolul cel mai important în acest proces îl joacă rădăcinile plantelor. Următoarele plante s-au dovedit a fi efec¬ tive în privinţa reducerii concentraţiei de materiale toxice: aloe, filodendron (Philodendron Selloum) şi Dracaena Fragans, Prin amplasarea mai multor plante putem creste umiditatea aerului din încăpere, asigurând astfel o atmosferă mai bună, mai degajată şi reducem can¬ titatea de praf care pluteşte în aer. Plantele mai au avantajul de a creşte cantitatea de apă evaporată odată ce temperatura creşte. Pentru a creşte umidi¬ tatea aerului, este de recomandat folosirea plantelor cu frunză mare sau a celor ale căror rădăcini se află în apă. Plantele nu numai că ridică gradul de umiditate al încăperii, dar induc şi o bună dispoziţie, destind atmosfera şi cresc rezistenţa la stres. Montatul propus este compus dintr-un convertor cu acumulare de energie şi un redresor cu multipli¬ care de tensiune. Oscilatorul simetric în contratimp este realizat cu tranzistoarele Ti, T2 (BD238), pe o secundar tensiunea este de 400 V, frecvenţa de oscilaţie de 100 kHz şi se poate modifica prin alegerea capacităţilor CI, C2. Tensiunea din secundar trebuie multiplicată şi redresată de cel puţin 10 ori pentru a obţine o tensiune continuă de câteva mii de volţi, aceasta realizându-se cu multi¬ plicatorul de tensiune care are la bază mai multe celule ale dublorului SCHENKEL, figura 2. Numărul de celule depinde de tensiunea aleasă pentru ionizator şi de tensiunea de intrare de care dispunem (în schemă se utilizează 7 celule - 5600 V). Deoarece curentul de sarcină este mic, s-au ales condensatoare de valoare mică, 10 nF, dar la tensiune de lucru de cel puţin 1000 V. Diodele alese sunt BA 159 sau BY 238. Prin rezistenţele R4, R5, R6 (2.2MQ), tensiunea înalta se conectează la dispozitivul de ionizare. Cu toate ca se utilizează o tensiune foarte mare, nu există pericolul de electrocutare deoarece curentul este foarte mic, dar este indicat să nu se atingă niciun punct al circuitului în funcţionare şi un timp scurt chiar după oprire, deoarece capacităţile rămân încărcate. Lampa cu neon introdusă indică funcţionarea ionizatorului. 40 TEHNIUM decembrie 2006 LA CEREREA CITITORILOR Pentru a produce ioni negativi este suficient să cuplăm ieşirea multiplicatorului la un fir radiant fără izolaţie - figura 3 - din cupru sau mai bine din oţel inoxidabil (0.1 mm), care este suspendat între doi pereţi şi la distanţă de minimum 0,5 m de tavan. asemenea, poate ajuta la înlăturarea prafului, polenului, fumului, sporilor de mucegai şi a altor factori alergici din aer, dacă se produce în cantitate foarte mică şi ozon (0,008 ppm). Astfel sunt înlătu¬ rate poluarea şi mirosurile. Izolarea firului şi suspendarea se realizează prin fire de nylon (gută) ataşate la ambele capete, iar legătura cu montajul se race prin fir izolat cu vinilin, cât de scurt se poate. O altă modalitate de a produce ioni negativi este străpungerea aerului între doi electrozi ascuţiţi, figu¬ ra 4. Orice vârf ascuţit este capabil să producă încărcarea negativă a moleculelor de aer care vin in contact cu el. O modalitate de realizare este din două tije metalice cu diametrul de 2-3 mmi şi lungimea de 150-200 mm, în care se pot da găuri oe 0,5-0,8 mm, la 15-20 mm depărtare una de alta in care se introduc ace cu vârful bine ascuţit (pot îi şi lipite cu cositor). Distanţa între vârfuri nu este mai mare de cca 3 mm. O altă variantă constructiva este realizarea pe cablaj imprimat, iar în dreptul vadurilor acelor se practică găuri cu diametrul de IC* ^m cei puţin, sau o placă metalică în care se practica b-iu găuri unde sunt plasate ace de oţel la nivel, tara a depăşi placa. La aceste variante se poate ataşa ş un mic ventilator, la 12 V (cel de procesor), pentru crea un curent de aer şi a mări eficienţa. Montajul este alimentat la 12 V, cu un consu mic, şi este indicat să se utilizeze şt >n habitac autoturismului; astfel se asigură confort şi se mină stresul la deplasările pe distanţe mari. u Moleculele de oxigen sunt transformate în mole¬ cule de ozon fie printr-o descărcare electrică la ten¬ siuni foarte mari (cum ar fi cele din cazul ful¬ gerelor), fie prin folosirea luminii ultraviolete (cum ar fi cea din razele Soarelui). Un atom de oxigen se desprinde din molecula de ozon şi reacţionează cu celelalte particule poluante din raza sa de acţiune. Ozonul este foarte instabil, ceea ce duce la pro¬ ducerea acestei reacţii. Fiind unul dintre cei mai puternici oxidanţi care există, atomii de oxigen încep să oxideze particulele care reacţionează cu el Mai exact, aceştia ard particula respectiva, care îsi schimbă proprietăţile fizice. Ca rezultat, particu¬ la nu va mai fi toxică şi nu se va mai putea repro¬ duce (dacă este biologică). Cu alte cuvinte par .cu¬ lele respective devin inofensive. Când atomul de oxigen oxidează particula, acesta este de aseme¬ nea distrus. Acest proces lasă in urmă molecula de Oo rămasă din ozon, adică aer proaspăt şi curat. 2 Se aleqe producerea ionilor negativi (se pot pro¬ duce şi ioni pozitivi, pnn schimbarea sensului diodelor din multiplicator) deoarece in loc iJ inl ®.® noastre aceşti ioni lipsesc, ei fund absorbiţi de materialele plastice care s-au substituit celor cla- TEHNIUM decembrie 2006 41 BM 312 A Mâ bucur să pot răspunde solicitării dumnea¬ voastră, deoarece posed un rezonanţmetru Tesla BM324A, care mi-a dat multe satisfacţii în exploatare. Din scrisoarea dv. am dedus că apara¬ tul ce-l posedaţi este defect şi am considerat că dacă nu dispuneţi de documentaţia tehnică, pe lângă schemă, o descriere a principiului de funcţionare şi a modurilor de lucru vă va facilita exploatarea schemei în vederea depanării, iar ulte¬ rior, în caz de reuşită, veţi putea exploata aparatul mult mai eficient. După cum se observă, schema este foarte sim¬ plă, aparatul fiind în esenţă un oscilator echipat cu o pentodâ de RF (folosita în acest caz ca triodâ) care acoperă banda 5 - 250 MHz în 9 subgame comutabile prin schimbarea “cartuşelor” exterioare ce conţin bobinele de acord. In circuitul de grilă este conectat un microampermetru într-un montai cu sensibilitate reglabilă (cu R5, accesibil de pe panou), care permite măsurarea curentului de grilă al oscilatorului. Acest aparat atât de simplu poate realiza mai multe funcţiuni, selectabile de pe panou cu ajutorul comutatorului modului de lucru. Astfel, pe poziţia GDO, aparatul funcţionează ca simplu oscilator cu frecvenţa corespunzătoare indicaţiei de. pe scală, corelata cu bobina exterioară selectată. în această situaţie, dacă se apropie bobina aparatului de un circuit acordat pasiv, deci care nu este sediul unor oscilaţii electrice, şi se acţionează butonul de acord al aparatului, urmărindu-se indicaţia instru¬ mentului de măsură de pe panou, în momentul în care frecvenţa de rezonanţă a circuitului testat este egală cu frecvenţa oscilatorului, are loc o scădere destul de pronunţată a curentului de grilă (datorită unui fenomen de absorbţie a energiei oscilatorului de către circuitul testat), cădere marcată de instru¬ ment. Din acest motiv acest tip de aparat se mai numeşte şi GRID DIP METER (măsurător al căderii curentului de grilă). Pentru o măsurare cât 42 TEHNIUM decembrie 2006 LA CEREREA CITITORILOR mai precisă este necesară o oarecare exoeriPntă Astfel, iniţial se va plasa bobina aparatJluf câ?2li aproape de circuitul testat, se va regla convenSS sensibilitatea instrumentului şi se va’ acţiona foarte fin acordul, pana la sesizarea minimului curentul n de grilă. Apoi se va depărta aparatul de circuXul testat, mărind sensibilitatea, dacă este cazul si «I va reface acordul. Cu cât cuplajul dintre cele două circuite va fi mai ştab. cu atât măsurătoarea va fi mai precisa ( in limita sensibilităţii disponibilei deoarece minimul va fi mai ‘'ascuţit”, iar influenta reciprocă a celor două circuite asupra frecventei de acord va fi mai mică. In condiţii optime de utilizare aparatul oferă o precizie de măsurare de 2°/’ Dacă nu avem cât de cât o informaţie asupra domeniului de frecvenţă în care se situează circuitul testat, măsurătoarea va fi mai laborioasă deoarece va trebui să se încerce cu mai multe bobine, până la determinarea rezonanţei Această metodă are marele avantaj de a permite măsurarea frecvenţei de rezonanţă a circuitelor fără deconectarea acestora din montajul respectiv In poziţia GDO aparatul poate fi folosit şi ca gene¬ rator de semnale nemodulate, cu frecvenţa corespunzătoare indicată pe scală. Ieşirea sem¬ nalului generat se face însă numai prin radiaţia bobinei exterioare, nefiind deci reglabil şi etalonat în amplitudine. Cu toate acestea, poate fi foarte util pentru teste, acord, semnale “baliză" etc. Pe poziţia TM, semnalul generat ca pe poziţia GDO va fi modulat în amplitudine cu 50Hz de la reţea. Pe poziţia IW, aparatul funcţionează ca frecvenţmetru de interferenţă, cu care se poate măsura frecvenţa unui semnal incident, de exem¬ plu frecvenţa oscilatorului local al unui receptor sau al unui emiţător. In acest scop se conectează bobi¬ na corespunzătoare domeniului de frecvenţă dorit şi se apropie de sursa de semnal (circuit oscilant, antenă etc.). Semnalul astfel captat este mixat cu cel generat de aparat, a cărui frecvenţă este reglabilă şi cunoscută. Când cele două frecvenţe vor fi foarte apropiate, prin fenomenul de “bătăi” va rezulta un semnal de joasă frecvenţă ce poate fi ascultat într-o cască ce se poate conecta în partea laterală stângă a aparatului. La “bătaia nulă", frecvenţa de măsurat este egală cu cea generată, indicată pe scala aparatului. Pentru a prinde însă bătaia nulă, mai ales pentru frecvenţe de peste 10MHz, acordul trebuie manipulat cu foarte mare fineţe, deoarece butonul respectiv nu are un demultiplicator foarte bun. Pe poziţia AW, aparatul funcţionează ca undametru cu absorbţie. Procedeul de utilizare este asemănător cu cel descris la funcţia GDO, cu deosebirea că de astă dată circuitul testat este activ, deci radiază semnale care vor fi captate de circuitul acordat al undametrului, iar când acesta se acordează pe frecvenţa de măsurat, instrumen¬ tul de măsură va indica un maxim. Deci, în această funcţie rolurile celor două circuite acordate se inversează, oscilatorul rezonanţmetrului fiind scos din funcţiune. Acum, câteva indicaţii pentru depanare, deşi nu ştiu cum şe manifestă de fapt defectul pe care-l reclamaţi. în primul rând verificaţi electroalimenta- ca 'laMpnfi? de , il ament îrebuie să fie de 6,3V care estP^lr" 63 d t atentare anodică pe C7, trebuie să îi?de^wioov^ 003 !^ 6 - 3capacu,ui - conectat la anarf*^. V 10 9°' (cand nu este tensiune cp 3 «î^rt! a C ? rtU ^ U cu bo ° ina oscilatorului), tltă Observăm H la c S a 115V cu bobina conec- anodicâ se ani?^ 6 ^ , dln schemă că tensiunea conectează 3 |?hf t V b t U e,ectron 'C numai când se să fîe de rra TO/ 6 ' Tensiunea pe anod va trebui errln /TT cc , a 78V - e 9 ala io acest caz cu cea de y cide?ei e H e f IV uşor accesib 'le la soclul tubu- câuzaîă de mn ,enS,Une de la 115V ,a 75V anndîr ol » R J?‘ c ? re este parcursă de curentul Sehde\ tubUlUI (cca 8m ^ Prezenţa acestei îrZv « de tensiune n e dă informaţia că tubul elec- ni?nf func î, lon ® a 2 a - Este utilă şi măsurarea tensiu- cca P 0Z/'dară . R i1 in C3t0d ‘ caretrebuiesa,iede ca?nd'e«te m M Ubu es,e bun ' Daca tensiunea din n C e , es ! e mu ’t mai rnicâ şi tensiunea pe anod măci.rTf- 1 ma A e 4 egalăi sau apropiată de cea TnZZ 3 3 9 e P 7 ' de ducem că avem un consum întămnioZ" ^ 2 e f at normal - c eea ce se poate întâmpla când tubul este uzat, având emisia cato¬ dica slaba. Dacă aceste tensiuni sunt bune şi la o examinare vizuală atentă nu se observă compo¬ nente sau conexiuni deteriorate, suspectul princi¬ pal poate fi tot tubul electronic, a cărui pantă scade cu uzura şi poate afecta condiţia de oscilaţie, boluţia simplă este schimbarea acestuia. S-ar m Să ^ ve *' însa di f' cu l ta îi în găsirea aceluiaşi tip (6J1P). Montajul va funcţiona aproape sigur cu orice tip de pentodă de RF cu panta mai mare de 5mAA/, sau chiar cu o triodâ. dar s-ar putea să fie necesară schimbarea soclului, iar spaţiul disponibil este destul de mic. Tubul 6J 1P poate fi înlocuit cu tubul 6 J 2P sau 6J 3P fără modificări la soclu. Punerea în evidenţă a stării de funcţionare se poate face foarte simplu cu ajutorul unui radiore¬ ceptor obişnuit sau al unui televizor (în lipsa unei dotări de laborator corespunzătoare). Astfel, se va activa funcţia GDO sau TM, se va conecta la aparat bobina corespunzătoare gamei de recepţie a radioreceptorului sau a televizorului şi se va acţiona butonul de acord al rezonanţmetrului în jurul frecvenţei de acord a receptorului, prezenţa semnalului generat fiind pusă în evidenţă printr-un zgomot specific. Deoarece amplitudinea oscilaţiilor este relativ mare, testul se va putea face chiar de la o distanţă de câţiva metri. La distanţe mici se vor putea recepţiona şi armonicele. Nu vă recomand să încercaţi tranzistorizarea, în cazul în care găsirea unui tub electronic compatibil este dificilă, deoarece complicaţia este destul de mare. Rezonanţmetrele tranzistorizate funcţio¬ nează puţin diferit de cel în cauză, va trebui să se facă modificări în sistemul de mâsurare/indicare, şi mai mult ca sigur vor trebui modificate bobinele. Toate aceste modificări pot afecta sensibil etalonarea şi s-ar putea să fie mai simplu să se realizeze un alt aparat tranzistorizat (există destule scheme în literatura de specialitate), decât să se tranzistorizeze cel în cauză. Cu stimă, Ing. Gheorghe Revenco TEHNIUM decembrie 2006 43 la cererea cititorilor Domnului Dumitru Popescu , Bucureşti 1. Grătarul aragazului; 2. H>bul rocuperator oa căldură; 3. Arzător, ;\ Stimate domnule Popescu, Am identificat articolul despre care ne-aţi întrebat, el a fost publi¬ cat în TEHNIUM nr. 1/1981, pag. 9. sub titlul "Recuperator de căldură , autor ing. N. Florescu, Titu. Intr-adevăr, este vorba despre o construcţie foarte utilă şi avanta¬ joasă, care nu şi-a pierdut deloc interesul în condiţiile actuale, ba dimpotrivă, aş zice. Pe atunci nu aveam apă caldă şi ne plângeam, acum avem, dar avem şi contoare, aşa că mai chivernisim, deoarece costă din ce în ce mai mult. Pentru că şi alţi cititori s-ar putea să fie interesaţi de subiect, re¬ amintim că în acest articol menţio¬ nat era prezentată o construcţie foarte simplă (reproducem alăturat cele două figuri cu explicaţiile lor), . _ . .. care permite încălzirea unui volum de apă menajera prin recuperarea căl¬ durii "pierdute" în jurul unui ochi de aragaz aprins. Cu alte cuvinte, pana fierbe oala cu sarmale avem apă caldă berechet pentru a spăla toate vase¬ le din bucătărie. Dacă nu puteţi procura numărul respectiv al lui TEHNIUM, contactaţi-ne şi vă vom oferi o copie Xerox după acest articol. r V 1 1.Ţmv& do Intrare; golire; 3. Ţeavâ retur; de fixare; 5. Rezervor. Domnului Ioan Diaconescu, />/ < >; Sperăm că aţi putut procura numerele 2 şi 3/2006 ale lui TEHNIUM, domnule Diaconescu, şi că astfel aţi observat că solicitarea dv. de documentaţie privind construcţia gardurilor electrice a început să fie “onorată”. Mai avem şi alte promisiuni, dintre care un articol serios am fost asiguraţi că se află în lucru. Până atunci vă propunem să analizaţi şi varianta reprodusă în figura alăturată, preluată dintr-o ediţie mai veche a celebrei colecţii de scheme MARKUS. Din păcate, alte date în legătură cu acest montaj nu deţinem (atât am copiat atunci în grabă), dar schema este foarte simplă şi sperăm să îi puteţi da de cap. Este vorba despre un oscilator asimetric care foloseşte un tranzistor de putere (aici PNP, dar se poate transpune pentru un NPN, mai uşor de procurat) şi un transfor¬ mator pentru filamente (probabil, 2 x 6,3 V), recuperat de la un televizor cu tuburi scos din uz. Dacă veţi dori să experimen¬ taţi acest montaj, nu uitaţi să respectaţi măsurile de protecţia muncii şi recomandările ge¬ nerale prezentate în TEHNIUM nr. 2/2006. pag. 41, în articolul "Garduri electrice", autor ing. I. Lungu. Redacţia 44 TEHNIUM decembrie 2006 typcA(AR ooat) *ypcB(7|tm cur-on) typcO(4.3S|im bud pvss) .— ISO * mo 40 » « » • *yp«K<5şun cui-on) : 40 ~LL 4 40 i-L 4 . nfîiîEs— 20 —• -- ♦ V % « y * 7 * » m ICI PIR Pagini realizate de Ing. CORNEL ŞTEFĂNESCU PIR provine de la infraroşu pasiv, cunoscut de asemenea ca infraroşu termic. Acesta reprezintă radi¬ aţia naturală emisă de obiectele calde. De asemenea, extremităţile corpurilor aflate în mişcare emit mai multă radiaţie în infraroşu pasiv decât fundalul pe care se află. Fiinţele vii şi maşinile cu motoare calde emit radiaţie ter¬ mică, pe care detectoarele PIR o pot sesiza atât ziua cât şi noaptea. Radiaţia în infraroşu pasiv nu trebuie con¬ fundată cu cea în infraroşu apropiat emisă de tele- comenzile diverselor aparate (TV, video, aer condiţionat etc.); infraroşul pasiv nu emite niciun fel de radiaţie care ar putea să fie dăunătoare. Radiaţia corpului uman este mai puternică la lungimea de undă de 9,4 micrometri. Această radiaţie poate să treacă cu oarecare atenuare prin materiale opace pentru lumină, cum sunt germaniul şi siliciul. Senzorul piroelectric este construit din materiale cristaline care pot genera sarcini electrice de suprafaţă când sunt supuse la căldură de orice formă sau radiaţiei infraroşii. Când suma radiaţiilor depăşeşte un anumit nivel, apar schimbări la nivelul cristalului, sarcinile elec¬ trice se schimbă şi se pot pune în evidenţă cu un dis¬ pozitiv cu FET înglobat în structura internă a senzorului. Elementul senzitiv, sensibil într-o plajă mare de radiaţie, este acoperit cu un filtru care limitează radiaţiile care sosesc la banda 4-14 micrometri, devenind astfel foarte sensibil la radiaţia corpului uman. in funcţie de tipul de filtru utilizat la fabricaţie, dis¬ pozitivele PIR au diverse domenii de aplicare, astfel: cele de tip A, cu filtru din siliciu, cele mai ieftine, au banda largă; cele de tip 6, tot din siliciu, dar cu banda de la 7 pm în sus (trece-sus) sunt utilizate în detectarea corpurilor umane; cele de tip C, din cuarţ, cu bandă îngustă (4,35 pm) sunt utilizate în detectoarele de flacără; cele din siliciu, cu banda de 4,5 pm sunt utilizate în detectarea corpurilor umane; cele de tip E, din siliciu, cu banda de la 5 pm în sus, sunt utilizate în detectoarele de corpuri umane. Detectoarele cu senzor piroelectric pot fi dotate cu diferite tipuri de lentile: volumetrică, pentru animale de casă, tip perdea sau tip coridor. Fiind un senzor pasiv, se utilizează în special in dispozitive de alarmă, în detectarea pătrunderilor neautorizate. Aria de detectare este determinată de partea optică şi de dimensiunile geometrice ale detectorului. O configuraţie obişnuită pentru un senzor PIR este prezentată în figura 1. Sursa dispozitivului FET (pin2) se conectează printr-o rezistenţă de 100 kfl la masă şi devine semnal de intrare pentru etajele de amplificare care urmează. Amplificatoarele au limitată banda la aproximativ 10 Hz pentru a elimina zgomotul de înaltă frecvenţă. Urmează un comparator cu fereastră care TEHNIUM decembrie 2006 46 la cererea CITITORILOR- typicalconfiguration FRESNEL LENS \ thermal ehEBQV ♦v IR flLTER ampufier \i J 1 2 - 13 | PIR OUTPUT poate sâ fie activat atât de variaţia pozitivă cât şi de cea S SI SaTSg%N U CoâAN P DATA ’cu”ŞoB DE raţionale şi respectă blocurile din schema de principiu. Elementul de sesizare PIR este alimentat prin R1 şi R2 (33 kQ). Semnalul cules de pe R2 este amplif'cat cu un etai format din două amplificatoare UIC şi U 1 B, cu făc㬠torul de amplificare mai mare de 200. Amplificatoare e sunt în montai de curent alternativ, primul neinversor, cu factorul de amplificare aproximativ egal cu raportu A - 1+(R3/R4). următorul în montaj inversor, cu factoru Se" amolificare A = (R20+R8)/R5. Din potenţiometrul semireglabil R20 (SENSI) se ajustează sensibilitatea montajului C3 asigură izolarea din punct de vedere gal¬ vanic dintre amplificatoare. Prin diodele Dl şi D2, ieşirea amplificatorului comandă comparatorul cu ereastra Ui A fără semnal ia intrare (detectat de PIR), ieşirea comparatorului este aproximativ 0V. Orice salt pozitiv de tensiune de la ieşirea comparatorului se transmite prin dioda D3 si încarcă capacitatea C4, pornind temporiza- 46 TEHNIUM decembrie 2006 — LA CEREREA CITITORILOR torul realizat cu operaţionalul U1D; acesta este de fapt un comparator de tensiune continuă, fixă pe intrarea inversoare şi lent variabilă (scăzâtoare) pe intrarea nein- versoare. Ieşirea temporizatorului comandă prin R17 şi r 19 (4.7 kQ) tranzistorul Q2, care anclanşeazâ releul pentru aprinderea becului. Din potentiometrul semi¬ reglabil R21 (TIME) se modifică durata de aprindere a becului. Montajul este completat cu un circuit de blocare a aprinderii becului pe timp de zi. realizat dlntr-o fotorezis- tenţâ şi un tranzistor Ql. care blochează comanda in bază a lui Ql Din potenţiometrul semireglabil R22 (LUX) se modifică pragul de luminozitate la care intră în acţiune tranzistorul Ql in continuare sunt prezentate câteva dispozitive PIR şi scheme luate de pe "NET'. PIR325 ELEMENT SIZE 2*1 2 e ementa SPECTRAL RESPONSE >im (1) 5-14 NOISE r*Vop 20 OUTPUT mv pp (2) 3900 OFFSET VOLTAGE vo t» (3) 1.0 SUPPLY VOLTAGE voi» (4) 2.5-15 OPERATING TEMPERATURE * C -30-70 STORAGE TEMPERATURE * C o i s ttutUnin ■ HAtma (ZOUI Part Numbar IRA^nX»T0 | IRA-E7I0ST0 R#ipon**lty (8XK IKz. IHr) 4 3rV,.-rP Fi«Worvw* a,**-***’ OpttealFitar 5|ir 04ctrod# :o<ic-nn^: Supply 1 «c ’ÎV Op»mttrg TamparaU* -Ofc 70V Stomg» Tampacatv* -*0tc 85r BOrpMVSV» Part Numbar ira-emosti RMporaMty |BOOK. IHfc IHl) î.3r-V„(Tjp.; FMdofVW» - Optcat ttactroda (1 MX • 0nmVC4 SmyfrVofcagi Ti «v Opamtng Tarrpantura 25io55t ftoraoa T«ap*rtfvr» O0»8ic TEHNIUM decembrie 2006 47 _automatizări APLICAŢII PRACTICE CU RELEE DE TIMP- Prof. dr. Ing. SORIN PIŞCAŢI Releul de timp a cărui schemă electrică de prin¬ cipiu este prezen¬ tată Tn figura 1 comandă funcţio¬ narea motorului M şi a rezis¬ tenţei de încălzire R dintr-un uscâtor de mâini. Sunt multe situaţii (de exemplu, săli de operaţii, grupuri sanitare publice etc.) în care nu este indicată ştergerea mâinilor după spălare, in astfel de cazuri se utilizează aparate electrice coman¬ date de temporizatoare similare celui prezentat în figura 1. Imediat după spălare se apasă butonul de pornire BP. Ca urmare, motorul elec¬ tric M şi rezistenţa R sunt puse sub tensiune. Curentul de aer generat de un ventilator, antrenat de motorul M, trece peste rezistenţa R, care îl încălzeşte. Ţinând mâinile ude în acest curent de aer cald, în câteva secunde - zeci de secunde excesul de umezeală dispare. în principiu, releul de întârziere este constituit din integratul PA555, care funcţionează în regim de circuit blocant monostabil. Perioada de temporizare (funcţionare a motorului M şi a rezistenţei termice R) se poate regla cu ajutorul potenţiometrului SP. Semnalul de la ieşirea 3 a integratului PA555 atacă prin rezistenţa R3 poarta triacului TRC. Acesta se deschide şi pune sub tensiunea reţelei motorul M şi rezistenţa termică de încălzire a curentului de aer, R. Cu elementele pasive indicate în figura 1, durata temporizării poate fi reglată între 3 şi 45 de secunde. Această perioadă de timp este optimă pentru uscarea mâinilor. De menţionat că apăsând butonul de pornire BP, motorul M nu porneşte. Acesta intră în funcţionare numai după eliberarea butonului BP. S-a ales această soluţie pentru ca temporizatorul să asigure aceeaşi durată de funcţionare a motorului M, indiferent de timpul cât a fost apăsat butonul BP. O variantă a schemei electrice din figura 1 este dată în figura 2. La acest montaj, triacul din figura 1 a fost înlocuit cu releul electromagne¬ tic REL. Instalaţia de comandă prezentată în figura 2 are avantajul că poate comanda orice fel de motor electric cu colector, asincron sau sincron. Curentul de rupere al con¬ tactelor releul (CR) este funcţie de puterile însumate ale motorului M şi rezistenţei termice R. Partea de comandă fiind aceeaşi ca şi la cel precedent, durata funcţionării motorului electric M poate fi reglată cu potenţiometrul liniar P între 3 şi 45 de secunde. Dacă se doreşte o durată de funcţionare mai mare, fie că se reglează valoarea conden¬ satorului C, fie că se apasă din nou butonul BP imediat după oprirea motorului electric M. Montajele din figurile 1 şi 2 îşi mai pot găsi şi alte aplicaţii. De exemplu, la hotele de aerisire din bucătării sau ale grupurilor sanitare. Se mai pot utiliza şi ca automate (tempo- r i z a - -.220V toare) de scară la blocuri sau clădiri adminis¬ trative. Vari¬ anta din figura 3 se uti¬ lizează frecvent în grupu- r i I e opera¬ torii din spitale. După spălarea intensă a mâinilor şi dezinfectarea lor cu alcool sau alte substanţe specifice, medicii şi personalul medical care efectuează intervenţii chirurgicale nu trebuie să mai atingă butonul BP. Ducând mâinile în dreptul fantei pe unde este evacuat din aparat aerul cald, instalaţia trebuie să pornească automat motorul electric M şi să acţioneze în acelaşi timp rezistenţa termică R. Funcţionarea aparaturii se bazează pe reflectarea de către mâini a razelor de lumină generate de către o diodă electroluminiscentă (LED). Razele reflectate cad pe un fototranzistor care, la rândul său, prin intermediul unei aparaturi elec¬ trice a cărei schemă este prezentată în figura 3, activează motorul elec¬ tric M şi rezistenţa termică de încălzire a aerului, R. Pentru ca lumina din mediul ambiant să nu influenţeze funcţionarea aparaturii electrice de comandă, razele de lumină emise de dioda electrolu¬ miniscentă şi recepţionate de foto¬ tranzistor sunt modulate în cod de impulsuri. Indiferent de intensitatea fluxului luminos ambiant, instalaţia prezentată în figura 3 funcţionează fără probleme până la o distanţă maximă de 25-30 cm a mâinilor faţă de gura de evacuare a aerului cald. îndepărtând mâinile, fototranzistorul nu mai este iluminat şi în consecinţă 48 TEHNIUM decembrie 2006 automatizări RIT CI alimentarea cu energie electrică a motorului M care antrenează venti¬ latorul şi a rezistenţei R se între- rupe. Montajul prezentat în figura 3 îşi găseşte o serie de aplicaţii şi în industrie, ca element de restricţie, interzicând pornirea maşinii respec¬ tive atunci când mâna sau altă parte a corpului opera¬ torului sunt în zona activă de lucru. Mal poate fi folosit ca luminator de masă la macarale, poduri rulante etc. Descrierea aparaturii şi a funcţionării ei Instalaţia de comandă este alc㬠tuită dintr-un oscila¬ tor în compunerea căruia intră două porţi NAND din cir¬ cuitul integrat Cil de tip MMC 4011. Impulsurile elec¬ trice generate de acest oscilator sunt amplificate de eta¬ jul echipat cu tranzistoarele T1, T2 şi trimise la dioda electroluminiscentă Ld (LED). Această diodă trebuie să fie de culoare albă. în paralel şi la acelaşi nivel cu dioda electroluminiscentă Ld, la circa 40 mm distanţă, este montat fototranzistorul Ft. în starea de repaus a aparaturii, fluxul luminos emis de Ld nu întâlneşte în niclun fel partea sensi¬ bilă a fototranzistorului Ft. Lumina solară, a becurilor sau a altor surse luminoase nu are influenţă asupra montajului, deoarece având un ca¬ racter continuu, produce în foto¬ tranzistor o tensiune de asemenea continuă. Acest semnal nu poate ajunge pa baza tranzistorului T3 din cauza condensatorului C6. Atunci când o persoană introduce mâinile în dreptul fantei active a montajului electronic, o parte din impulsurile luminoase emise de dioda Ld sunt reflectate şi atacă fototranzistorul Ft. La rândul său, sub influenţa acestor impulsuri, fototranzistorul gene¬ rează semnale electrice care, trecând prin condensatorul C6, atacă baza tranzistorului T5. Amplificate de acesta, trec prin C7 şi ajung pe baza tranzistorului T3. După o nouă amplificare, intră în pinii 8, 9 (legaţi în paralel) ai porţii inversoare P3 (figura 4). Semnalul inversat ajunge în final pe pinul 13 al porţii P4 şi este mixat cu cel generat de oscilatorul PI, P2 din integratul poarta P4. deoarece " semnalul oscilatorului atacă intrarea 13 a QMHilf p< ^'' Semn alele (impul- surile) rezultate la ieşirea 11 a porţii tpnta 9 oa ? 3 a|ung prin rezis ‘ ÎK»” 2 a ci,cul,ulul De la ieşirea 3 a integratului, D - 1N4007 CI - C5-10nF/16V C2 - 1000|iF/25V C3 -1 |iF/400V (nepolarizat) R1 - IMn R2 - 22kfl R3 - 40 * 66Q R - 47Q/3W SR - 110kn R2I R5 I impulsurile sunt preluate şi redresate de grupul de diode D2, D3 (figura 3). Tensiunea pozitivă redresată ajunge în final pe poarta triacului TRC, prin divizorul R25, R26, rezistenţa R27 şi etajul echipat cu tranzistoarele T6 şi T7. Ca urmare, triacul TRC se deschide şi pune sub tensiune motorul electric M al ventilatorului şi rezistenţa ter¬ mică RT de încălzire a jetului de aer. Prin retragerea mâinilor, după zvântare, fluxul impulsurilor recepţionate de fototranzistorul Ft se întrerupe şi ca urmare triacul TRC se blochează, scoţând de sub tensiunea reţelei motorul M şi rezis¬ tenţa RT. Deşi instalaţia electrică prezen¬ tată în figura 3 pare relativ com¬ plexă, în realitate se poate realiza cu destulă uşurinţă, iar reglajele nu pun nicio problemă. Pentru cei care doresc sa rea¬ lizeze o astfel de instalaţie, autorul se oferă să dea orice lămurire, prin intermediul redacţiei. Lista de piese (Figura 1) CI-6E555 TRC - triac 400 V/ 6 A Dz - PL12Z *220V t CND Lista de piese (Figura 2) CI - PE555 R3L - R113/12V Dz - PL12Z D - 1N4007 CI - 5 - 10pF/16V C2 - 1000 M F/25V C3 -1 pF/400V (nepolarizat) R1 -1MD R2 - 22kD R3 - 40- 60fi R4 - 47L2/3W R5- 10kC SR - 22kLI T-BD139 (Figura 3) Cil - MMC4011 02 - PE555 T1;T3;T5;T7 - BC107B T2;T4 - BD139 T6 - BD140 Dl + D4 - 1N4148 LD - LED alb FT - fototranzistor PR - 1PM1 Dzl -DZ10 Dz2 - PL13Z TRC - triac 400V/6A P- lOOkQ (liniar) TR - 220V/14V/15W CI - 470pF/24V TEHNIUM decembrie 2006 49 automatizări C u un simplu circuit electronic (fig. i) se poate realiza o aplicaţie ce permite automatizarea unei instalaţii de alimentare cu apă deservită de la un bazin sau de la reţea prin intermediul unei elec- trovalve (de la maşinile de spălat automate). Automatul descris permite udarea grădinilor de flori sau legume, in sere, a ghivecelor de (lori când suntem plecaţi în concediu şj nu are cine să ne ude florile. Schema determină pornirea electrovalvei numai la căderea întunericului şi de alimentare între 9 V-40 V. la fi£2 «îK 8 ^ 0r 7 para,onjlui este conectată S r Sm 2 ' R3 ahmen,a ' din tensiunea de [ e2,slen t e, e pot să fie înlocuite cu un eîa ' rafirr, 91 ^ 11 de 10 kQ ' 50 pentru un es?e cnnfirt^i^, h’ U UI d f acţionare Intrarea inversoare Câf ™ a ă a divizorul format de fototranzistor şi Ri aceasT^^°J r , an K S ' 0rU J es,e “""hal. tensiuni pe dhrizorul rj m a bu ! e ^ fie superioară celei reglate cu mvizorul R2, R3, iar tranzistorul Q2 (8C107) este blocat. ELECTROVALVĂ OPTICĂ este menţi¬ nută activă o perioadă de timp, deter¬ minată de poziţia comutatoru¬ lui SW1, de la câteva secunde la câteva ore. Elemen¬ tul sesizor al montajului este un foto- tranzistor planar epi- taxial cu Si, npn, tip ROL31 sau oricare altul. Foto- tranzistorul prezintă pro¬ prietatea că la întuneric rezistenţa între colector şi emitor îiC. M. | ui i co* *r i r 1 m aste foarte mare, iar când este lumina! rezistenţa scade oarte mult. Fototranzistorul Q1 împreună cu R1 (330 kQ- *70 kQ) formează un divizor, iar variaţia de tensiune pe acesta este proporţională cu iluminarea ambiantă sesiza- ă de traductor şi aplicată unui comparator. Circuitul de comandă şi comparatorul utilizat este vechiul şl cunoscutul ntegrat LM723 (sursa de tensiune, figura 2). S-a optat pentru acest circuit deoarece conţine o sursă le tensiune de referinţă stabilizată şi compensată termic, jn amplificator de eroare diferenţial, un tranzistor de eglare, un tranzistor pentru circuitul de protecţie (nu se Jtilizeazâ în aplicaţia de faţă), posibilitatea de compen¬ sare în frecvenţă şi o diodă stabilizatoare de 6,2 V. Curentul de ieşire maxim (pin 10) este de 150 mA, tensi¬ unea de refennţâ de 7,15 V şi curentul de 15 mA, curen- ul de ieşire la terminalul Vz (pin 9) de 25 mA. tensiunea Când traductorul este în întuneric, tensiunea pe intrarea neinversoare devine superioară şi comandă deschiderea tranzistorului Q2. Rezistorul R4 (47 kQ-100 kQ) este intro¬ dus pentru a crea un mic histerezis şi a înlătura even¬ tualele oscilaţii în momentul comutării. Dacă se doreşte, prin conectarea directă, intre pinul 10 de ieşire şi masă sau în locul lui R6, a bobinei unui releu (12 V), care prin contactele sale comandă aprinderea unui bec, se realizează un automat de ilumi¬ nat nocturn. Bobina releului nu este figurată în schema dată Tranzistorul 02 comandă monostabilul realizat cu două porţi ŞI-NU din circuitul integral MMC4093; durata impulsului nu este cnticâ şi este determinată de valorile lui P 7 ş| Q2, Ieşirea monostabilului resetează bistabilul (1/2 TEHNIUM decembrie 2006 51 AUTOMATIZĂRI MMC4013) pentru comanda elec- trovalvei. Timpul cât este comandat tranzistorul Q3 (BC107), deci şi electrovalva. este determinat de tem¬ porizatorul realizat din numărătorul binar asincron de 14 biţi MMC4020 şi oscilatorul de tact, j realizat cu o poartă ŞI-NU tip MMC4093, după o schemă clasică. Cu valorile din schemă, perioada semnalului de ceas la intrarea numărătorului esţe de aproximativ îs. In funcţie de poziţia aleasă pentru comu¬ tator, durata minimă este de 2s (ieşirea Q1 pin 9), iar cea maximă de 2,2 ore (Ieşirea 014 pin 3). In figura 3 este prezen¬ tat cablajul imprimat sim¬ plu strat la scara 1:1. Montajul are un con¬ sum de curent toarte redus şi din acest motiv se poate ali¬ menta direct de la reţea, fără transfor¬ mator, cu schema din figura 4. Atenţie la realizare şi manipulare, pentru a nu se produce acci¬ dente) Schema este sim¬ plă, com¬ ponenta de bază este con- d e n - | satorul C2 de 330 nF, care tre- @3 8 = R6 - 01 Rl @3 QMO (OE3 • *« • • R3 • • @l • • • • II» • • - H (53 (§3 M • • • • R9 EZT3 W 3 ss ■ • C7 ■ • • • • • • ♦ • • • • • • • • • • • • • • • • • n f • ui • • • 1 U1 • C3 SCS L UT*.» * - <=3 B 1 * i T bute să fie cu un curent de pierdere cât mai mic, nepola¬ rizat şi cu tensiunea de lucru de 600 V (dacă se poate). Puntea redresoare, de tip 1PM4, poate să fie înlocuită cu 4 diode din gama 1 N4004-1 N4007. Urmează o filtrare şi o prestabilizare la 20 V cu dioda Zener PL20Z, după care un stabilizator Integrat cu trei terminale, LM 7815. Pentru plantele de apartament este necesar un rezervor de 10-20 litri (sau mai mare), amplasat pe un suport aşezat dea¬ supra ghive- celor cu flori. La rezervor se conectează electrovalva, iar de la ea se poate pleca spre ghivecele cu flori fie cu un singur fur¬ tun, prins pe fiecare ghiveci şi cu gaura în dreptul lui (capătul opus se obturează cu un dop), fie cu mai multe furtunaşe flexi¬ bile, câte unul pentru fiecare ghiveci, de diametru mic, 2-3 mm. Dozarea apei se face prin dimensiunea găurii din drep¬ tul ghiveciului şi din reglarea timpului cât este acţio¬ nată elec¬ trovalva. Trebuie avut în vedere fap¬ tul că plan¬ tele vor fi udate în fie¬ care zi, la lăsarea în¬ tunericului. - «8 MIVCC 52 TEHNIUM decembrie 2006 ATELIER- 31 în multe aplicaţii practice este nevoie ca motoarele electrice să-şi regleze tura¬ ţia în limite largi. Dacă şi momentul motor este cât mai constant, indiferent de turaţie, va fi cu atât mai bine. Schema electrică (fig. 1), realizată în jurul unui circuit inte¬ grat pE555 sau echivalent, per¬ mite reglarea continuă a turaţiei unui motor electric cu colector şi mag¬ neţi permanenţi în circuitul de excitaţie, între zero şi valoarea maximă suportată de motor. Puterea maximă a motorului ce poate fi comandat cu această schemă este de cca 50 W, dacă se utilizează pentru Ti un tranzistor 2N3055 cu radi¬ ator adecvat. Reglajul turaţiei se face prin variaţia factorului de umplere, frecvenţa semnalului rămânând practic constantă. Oscilatorul din figura 1, în componenţa căruia intră circuitul integrat PE555, este realizat după schema cla¬ sică, în care condensatorul CI U i5Vcc. se încarcă prin rezis¬ tenţa Rl, P şi dioda Dl şi se descarcă prin rezistenţa R2. Dacă prin condensatorul C se extrage (constant) un curent 11, încărcarea lui va fi întârziată, iar descărcarea accelerată. In acest mod, factorul de umplere devine reglabil, frecvenţa de oscilaţie rămânând constantă. Curentul mediu prin tranzistorul T şi in consecinţă prin motoru W va avea şi el o variaţie a intensitâjţii de la o valoare minima (când practic rotorul motorului M nu se învârteşte) şi o valoare max '™ a atunci când factorul de umplere are va- I o a r e a minimă, durata impulsu¬ lui la ieşirea 3 a inte¬ gratului [1E 5 5 5 este de 5,5 ori m a I scurtă decât durata pau¬ zei. Pen¬ tru o anu¬ mită v a - loa- re a rezistenţei potenţiometrului P, factorul de umplere atinge va¬ loarea maximă. Depăşind această valoare, oscilaţia se întrerupe deoarece tensiunea pe condensatorul CI nu mai poate atinge pragul de sus al compara¬ torului din circuitul integrat pE555. Tensiunea de ieşire la pinul 3 al integratului rămâne tot timpul în 1 (valoarea pozitivă maximă). în acest caz, curentul care trece prin tranzistorul T, şi în consecinţă prin motorul M, are valoarea maximă; turaţia şi momentul (deci puterea) au şi ele valoarea maximă. Tranzistorul T va fi montat pe un radiator termic adecvat. Dacă TEHNIUM decembrie 2006 53 este necesar să se comande motoare cu puteri mai mari. se vor utiliza tranzistoare finale mai puternice, dar curentul prin ieşirea 3 a circuitului integrat BE555 nu trebuie să depăşească valoarea maximă de 200 mA. Montajul electronic prezentat în figura 1 permite numai reglarea turaţiei motorului elec¬ tric. în multe cazuri este suficient, dar sunt situaţii când trebuie constant momentul de motor. Rl' C3 IR2 Dl N Cl ?V ■HfWin' atelier - etajul oscilator a fost echipat CU ŞahogeneratorupTG este un motoraş de jucărie (Mabuchi, Johnston etc ). antrenat direct sau printr-o cureluşa de caseto- fon de motorul electric prmcipa M Având statorul cu magneţ permanenţi, acest tahogenerator va debita la bornele sale o tensi¬ une continuă direct proporţionala cu turaţia rotorului său. menţinut dezvoltat indife¬ rent de valoa¬ rea tu¬ raţiei re- g I a t e ; este cazul unui mi- nistrung antrenat de un motor cu colector şi magneţi perma¬ nenţi. Pentru o astfel de aplicaţie se pretează instalaţia electronică prezentată în figura 2. Schema a fost dezvoltată din preceden¬ ta, căreia i s- au adus urm㬠toarele îmbunătăţiri: - alimentarea integratului (3E555 se face cu o tensiune sta¬ bilizată de montajul realizat în jurul tranzistorului T2; - între ieşirea circuitului inte¬ grat (3E555 şi tranzistorul final T3 s-a intercalat etajul preamplifica- tor TI, echipat cu tranzistorul de putere medie BD139 sau BD237. In funcţie de tranzistorul final T3, puterea motorului electric M poate ajunge la 1,5 kW, iar tensi¬ unea de alimentare la 80-1000 Vc.c. In acest caz, dioda Zener se va alege la o valoare potrivită, astfel încât tensiunea la bornele 4 şi 8 ale integratului PE555 să nu depăşească 18Vc.c.; 54 n IR4 D2i DZ‘ R3 TI 566 R5 6 2 C 2_ Se va vedea în prealabil care este turaţia maximă a acestui motoraş: dacă turaţia sa maximă este inferioară celei a motorului M, atunci între acestea se va introduce un reductor de turaţie cu roţi şi curea de magnetofon sau casetofon. Ca tahogenerator este indicat un motor de caseto¬ fon (motor în perfectă stare de funcţionare), care funcţionează la 6 sau 12 Vc.c. Cu potenţiometrul P se reglează turaţia. Ambele scheme electronice (din figurile 1 şi 2) se alimentează din acumulatori sau prin intermediul unui alimentator adecvat. Schema electrică a unui astfel de alimentator este prezentată în figura 3. Puterea -ţC R6r transformatorului de reţea TR tensiunea Us din secundarul acestuia şi puterea punţii redresoare PR se aleg în funcţie de puterea maximă pe care tre¬ buie să o debiteze motorul elec¬ tric M. Condensatorul electrolitic de filtraj Cf va avea şi el valori ale capacităţii cuprinse între 1000 şi 10000 pF, funcţie de pu¬ terea motorului M. Cu cât pu¬ terea motoru¬ lui este mai mare, cu atât şi capacitatea lui Cf va fi mai mare. Pentru o putere a motorului M de 50-60 W, acest con¬ densator va fi de 1000 pFMOVc.C. sau mai mare. Pentru aplicaţii mai pre¬ tenţioase, de mare 2 precizie, în ceea ce pri- v e ş t e turaţia şi cuplul motor, se poate utiliza schema electronică prezentată în figura 4. După cum se vede, între intrarea circuitului integrat (3E555 şi tahogeneratorul TG a fost intercalat un circuit PID, realizat cu integratul [IA 741. Prescrierea turaţiei se realizează cu potenţiometrul liniar P Circuitul RC intercalat între pinii 2 şi 6 ai amplificatorului operaţional PA 741 permite o funcţionare nezgo- motoasă a motorului M. Valoarea tensiunii de ali¬ mentare a etajului fmal şi ^ motorului M se alege în funcţie de caracteristicile electrice aie acestuia din urmă. Lista de piese - Figura 1 R1 - 4,7kO R2 - 47kO TEHNIUM decembrie 2006 * 1 R3 - 47 ... 2000 p - 100 kO (liniar) T - 2N3055 D1 -N4148 D2 - 1N4004 CI - 1000 nF C2 - 10 nF LISTA DE PIESE - Figura 2 Cf - min. 1000 pF LISTA DE PIESE Figura 4 R1 - 4,7kO R2 - 47kO 1 R3 - 180 ... rr" 680 0 P - 100 ko (liniar) PI - 10 kO TI -BD 139 T - 2N3055 Dl - 1N4148 D2- 1N4004 C1;C4- 100 nF C2- 10 nF C3 - 1000 pF/40V R4 - 1500 R5- IkO R6 - 5600 DZ - PL16Z Explicafie - Figura 3 TR - transformator reţea; se dimen¬ sionează după puterea motorului M. Puterea transformatorului TR tre¬ buie să fie cu minimum 50% mai mare decât cea maxim absorbită de motorul M. 55 _ CITITORII RECOMANDĂ NOUTĂŢI VECHI: NUVISTOARELE ROMEO BOARIU 1 <r> 8.5 .C, 68nF 47nF lOKOl 220K0 8200 == ~ 22^ F 1K0 i +70V 2mA IQbF 150V -O - 6.2K0 lOOKOl 7 1KQ 8200 G, ,G, 8 cj prv 9 î K c, ' K ♦6.4 *5 Nuvistoarele sunt caracterizate prin dimensiuni mici robusteţe mecanică ridicată, frecvenţă de funcţionare mare* zgomot redus şi coeficient mare de amplificare Acestea suni doar o parte din caracteristicile care le-au impus, la un moment dat, având o utilizare pe scară largă şi calităţi superioare altor tuburi electronice. în figura 1 este prezentată capsula triodei nuvistor 6C51H iar în figura 2 , conexiunile la soclu ale aceluiaşi tub. După cum se observă, la soclul ceramic al tubului sunt disponibile mai multe conexiuni pentru acelaşi electrod intern al tubului uşurând astfel realizarea montajelor. Astfel, cu U V s-a notai conexiunea pentru G 1 , cu “2" conexiunea pentru A şi cu * 3 " conexiunea alternativă pentru K Primul montaj realizat este prezentat în figu¬ ra 3, de altfel cel mai la îndemână şi cu rezultate care se “aud", confirmate de calităţile tubului: zgomot de fond redus, amplificare ridicată şi sunet specific de tub electronic, calitate şi fideli¬ tate. Filamentul a fost alimentat cu tensiune con¬ tinuă de 6,3 V, iar în timpul experienţelor am folosit rezistenţe anodice cu valori cuprinse între 6,8 /cQ şi 22 /oft. Modificarea curentului anodic cuprinsă între 1,2-3 mA a condus la modificarea amplificării montajului Folosind acelaşi tub triodâ nuvistor am rea¬ lizat montajul din figura 4, ca oscilator cu cuarţ In tabelul 1 sunt trecute rezultatele obţinute, folosind cristale de cuarţ cu frecvenţe diferite, precum şi tensiuni anodice diferite. Filamentul a fost alimentat cu tensiune continuă de 6 V prin intermediul unui şoc SI. realizat pe un baston de ferită cu 0 2 mm şi I = 20 mm, pe care s-a bobi¬ nat pe o lungime de 15 mm sârmă de CuEm 0 0,25 mm. în figura 5 sunt prezentate conexiunile de soclu ale tetrodei nuvistor 6 > 12 H,cu aceleaşi posibilităţi multiple de folosire a terminalelor de ieşire, iar în figura 6 , dimensiunile de gabarit ale acestuia. Montajul din figura 6 reprezintă o apli¬ caţie din domeniul audio şi are în plus posibili¬ tatea reglării factorului de amplificare al etajului odată cu modificarea tensiunii grilei-ecran. Ca etaj oscilator am realizat montajul din figura 8, folosind rezonatoare cu frecvenţe diferite. In tabelele 2 şi 3 sunt prezentate rezultatele obţinute. Pentru alimentarea montajelor prezentate propun realizarea unui montaj convertor alimen¬ tat de la o sursă de 6 V, caz în care filamentul se alimentează de la sursa în cauză Montajul pro¬ pus este prezentat în figura 9. Este vorba de un multivibrator cu frecvenţa ridicată, realizat cu ţranzistoarele T 1 şi T2, şi un etaj de ieşire cu T3, în colectorul căruia se găseşte un transformator ridicător de tensiune. Pentru transformator am folosit un miez de ferită tip oală, cu AL = 2000 , care conţine în primar 12 sp. CuEm 0 0,4 mm, iar în secundar ibo sp. CuEm 0 0,2 mm întrefierul realizat pe miez este de 0,1 mm. Bobina 2 este realizată pe o oală de ferită cu 0 12-15 mm. P®.fJifr 61 carcasă se bobinează sârmă CuEm 0 0.25 mm pana la umplerea acesteia T n J r | n n i ?!° a, ; e i e ,olos 'te Pot fi înlocuite cu 2N2905 pentru TI şi i i şi BD 137- 1 39 pentru T3. Pentru datele din figura 9 s-au obţinut următoarele rezultate 1 = 130 mk ~ 105 V pe 0 sarcină de 20 kQ la ieşire. Iq = 4 ^ ‘iq = 300^mA ntnJ Un consum suplimentar in sarcină de 10 mA -O - 56 TEHNIUM decembrie 2006 CITITORII RECOMANDĂ u- 5 V; tW20fcQ. / = 100 mA ' uq = 65 v, Iq - 10 mA, /= 180 mA ' La o tensiune de alimentare a i montajului de numai 3,5 V şi un curent consumat la ieşirea de înaltă tensiune n - - de 8 mA, tensiunea este de 50 V şi curentul consumat de montaj de 140 ^Cablajul imprimat pe care a fost de alimentare 0,1 mF 47nF este 470KQ realizată sursa prezentat în figura 10 Folosind tetroda nuvistor 6 j 12 H, ! în figura 15 este prezentat un gene¬ rator modulat în amplitudine, a cărui ■ frecvenţă generată este stabilizată de cuarţurile Q1-Q3. Numărul rezo¬ nanţelor folosite poate fi mai mare, iar j frecvenţele acestora pot fi cuprinse în j intervalul 3-50 MHz. Modulaţia semnalelor de radiofrecvenţâ se realizează pe catod, prin intermediul transformatorului Trl. Acesta se va realiza pe un miez cu S = 0,5 cnr şi va cuprinde în primar 3500-4000 spire, iar în secundar 4500 spire, din sârmă de CuEm 0 0,07 mm. Se poate folosi un alt transformator, dar se va urmări ca valorile rezistenţelor înfăşurării primare şi secundare să fie cât mai apropiate de valorile date în schema din figura 15. Prin intermediul comutatorului K2 se poate folosi fie microfonul M, fie genera¬ torul bitonal realizat cu circuitul integrat CDB 400. Nivelul semnalului în cel de-al doilea caz se alege cu ajutorul potenţiometrulul P2. Semnalul de ieşire se culege din anodul tubului prin intermediul condensatorului CI şi poate fi condus la o mică antenă, ca în cazul de faţă, sau la un divizor rezistiv, în cazul în care este nevoie de un semnal mai mic Alimentarea montajului este prezentată în figura 12 şi asigură toate tensiunile necesare unei bune funcţionări In figura prezentat in 220K0 i l] 6800 22mF' ÎoKajlj 1KQ +U, ICViF 150V 470pF lOOKQM 10pF, □Q 47pF = 6800 î 0,1mF —j = 47K0 8200 UVaF 150V -o - IOOOmF 16V 16 este cablajul imprimat pe care a fost realizat genera¬ torul (faţa placată), iar în figura 17 circuitul imprimat pe care se realizează partea de alimentare Varianta alimentării folosind conver¬ torul ridicător de tensiune, din figura 9, rămâne valabilă. Pentru transformatorul Tr 2 se va folosi un miez de fier cu secţiunea de 4,5 crrr, în pri¬ mar se vor bobina 2450 spire CuEm 0 0,12 mm, iar in secundar, pentru 65 V - 730 spire CuEm 0 0,15 mm, iar pentru 10 V - 115 spire CuEm 0 0,65 mm Montajul din figura 11 este un receptor cu reacţie folosind două pentode nuvis¬ tor 6 > 12 H, prima. LI, ca 4700 -O +6V BAI 57 Tr. | I » — 1 — — j. Fe II JL II riîOKn lOOpF ♦ Miw u v +u„ 5000 Tj 2SC2655 47/iF 150V -O -6V O + Jf 6V X + HH — Hh Hh -W— O Tr. TEHNIUM decembrie 2006 57 CITITORII RECOMANDĂ CITITORII RECOMANDĂ o o O H =Kki 1KO 100Q lOOpF Li | Cj ± 125K 0 1K 0 2.7KQ 1 MO H C 9 100pF Ci 0 470pF 1KD c 7 lOOpF ^-CVj -O + 70V 1K0 MOOKD Cu IMF hKn 22/iF 1000 C 20 ~ 0 ,)fiF -O +9V —II- C 12 O.ImF 741 11QOKQ 100K0I lOpF C 21 ^ 4.7nF sSS'=s--s= aLS, yy» sAlss: î^Sss; tubului L2 se aleqefa vl'tţ reac, '. e 'f care se leagă catodul tul legal de maS * d ' n număajl de s P ire ' 'W <*e capă- 58 Pentru a nu intra în oscilaţie, amplificatorul de RF va 1 ecranat, iar valoarea tensiunii grilei ecran va trebui aleasă pen¬ tru a avea o amplificare uniformă, fără pericolul Intrăm |f1 oscilaţie a etajului. Această valoare va fi tot timpul mai mica decât tensiunea anodicâ, pentru a evita efectul dinatron, ca¬ racteristic oricărei tetrode. Şocul Ls din anodul tubului se va bobina pe o carcasă cu galeţi cu 0 3 mm, in 3 secţiuni, fiecare cuprinzând câte 150 spire CuEm 0 0,1 mm. Willlll Pentru a evita amortizarea prea puternică a circul detector de reacţie, intrarea de la amplificatorul de RF se TEHNIUM decembrie 20° 6 O Hh° HF * f x< Ţ HH X -HI— X* w\ r ° _ T OvxVS. — “t " 3 = ' T Q l, 1'"' ,-T—^ T T O [iji J 1111 i cv,' I im I llll I i r\ i r\ i-. I cv 2 v >-' | cv, | T_. o Hl° »°î t 0 v. î ru * Io o o ol 00 Va, o A JHh HR> OOf&tu chiar pe priza de reacţie. Prin modificarea tensiunii pe grila ecran a tubului L 2 se realizează detecţia semnalelor recepţio¬ nate, care sunt culese din anodul tubului prin intermediul con¬ densatorului CI2 Condensatoarele C9. CIO filtrează tensiunea de radiofrecvenţâ rezultată in urma detecţiei Impulsurile acci¬ dentale date de detectorul cu reacţie sunt limitate de diodele Dl ,D2, protejând în acelaşi timp intrarea tranzistorului Ti TEHNIUM decembrie 2006 Semnalul detectai este amplificat de TI si CI 741. iar apoi ascul- lat într-o cască cu rezistenţa de 4000 O Alimentarea montajului se va realiza folosind montajul orezentat în figura 14, caz în care se va face următoarea mo¬ dificare in locul diodelor D3 şi D4 se va folos. o diodă Zener PL 3V9Z obţinându-se la ieşire o tensiune de 9 V, necesară alimentării pârlii de audiofrecvenţâ a receptorului, iar pentru a 59 CITITORII RECOMANDĂ 1K0/1W Sig Tr. f 220V- + |o5V~, 100fiF 160V 100/iF 160V U—i O + cp- 5 l Oj ţL i °5 lOOtfyiF tto 25V 15 \Tj C 3 t 33pr| 47 fiF SRF | Ol Kj Hh L U & 4.7K0/2W 10/iF ] *io 2.7KD 10/iF JlOKO |Rm JlOKO O.ISpF C!ţ C09400 0.15pf 10 ^ \rot 16V *- -O I +6.3V 1 +L +5V obţine _6 V necesari circuitului de tn„ ment. in serie cu diodele D5 si ne a ' vor mai inseria două diode obtinânw astfel o tensiune de 6 V. din aliment rea generală de 9 V men,a - In figura 12 este redată faţa «to¬ cata a circuitului imprimat pe cam = fost realizat receptorul, iar in figuri 13 faţa placată pe care s-a reafea partea de audiofrecvenţâ şi care se vâ monta ca un modul vertical intre punctele M'de pe placa receptorului Bobinele L2 şi L3 sunt identice şi au fost realizate pe carcase cu diametrul de 10 mm. Pentru banda de 14 MHz, cele două bobine au induc- tanţa de 1,2 /jH, Iar condensatoarele de acord au următoarele valori: Ci = C8 = 100 pF, Cj = 7-20 pF, iar con¬ densatorul variabil 10-50 pF pe fiecare secţiune. Cunoscând diametrul bobinei, D, în mm, şi induc- tanţa bobinei, L, celelalte valori au fost determinate cu relaţiile - diametrul conductorului 6,8nF 5 . 6 W) 2?nF —O + D ID d= 30 VL - numărul de spire 1,5D n= d - lungimea bobinei I = 1.5D Inductanţa bobinei se determină din relaţia: 25330 LC e =~— în care valoarea frecvenţei este dată în MHz. iar Ce este valoarea rezultantă a celor trei condensatoare pentru frecvenţa minimă din gamă, c TM ‘c C e =C1 + VM ^TM + CvM In acest fel se pot determina valorile componente ale circuitelor de intrare şi de detecţie pentru orice gamă de frecvenţe dorite. Bibliografie Colecţia *Tehnium n loan Baciu, Radioreceptoare de unde scurte R. Piringe^Ch Samachisa, S. Cserveny, Dispozitive electronice A. Săhleanu, N. Roşiei, 73 scheme pentru radioamatori Gh, Stănciulescu, Cartea radioamatorului u v 50 50 50 65 65 65 Q MHz 49,4 16 3,57 3,57 42.1 14,31 U v ieş. 0,6 0,6 1,5 2 0.7 1.3 la mA 2,2 1.3 1.2 1,5 2,5 2,8 Ue v 25 30 35 40 45 Ua v 60 55 50 47 -4T u ieşv 1.4 2 2,4 2,7 3 GâiiTW - 9 - 1 ko 60 TEHNIUM decembrie 2006 Tabelul 3 Ue v 25 35 Ua v 55 40 Uico v 0,35 0,75 F a 44,1MHz Ra = 9.1kfl Uallm = 75V TEHNIUM decembrie 2006 61 LABORATOR indusă în înfăşurarea din baza tranzistor ,.1 • Curentul de colector tinde să scadă şi sen? .ft 1 ' variaţie a fluxului magnetic devine con de inducând în înfăşurarea din bază o tensiune S să, care determină reducerea curentului de ba 7 ă deci a curentului de colector, procesul continuând în mod repetat pana la blocarea tranzistorului într nn timp foarte scurt. Procesul de conducţie va fi re| Ua j alimentator ING. CORNEL ŞTEFĂNESCU ho înrrn Alimentarea se realizează direct din ten- pe seama polarizării iniţiale, când energia magne 5,uiea mleleTde 220 V redresată monoalternanţâ t.ca este complet transferata sarcini, prin inter M NI t? Ol TV» H4-w-- HC 2i oi tmt« i Uf ~c=> cu diodele Dl, D2 (1N4004) şi filtrată cu Ci, C2 (2.2 pF/400 V). Tranzistorul utilizat trebuie să suporte în colector tensiuni de ordinul sutelor de volţi ş[ este de tipul 13003 (în carcasă de plastic tip BC); in practica a fost înlocuit cu un tranzistor recuperat din montajul "becurilor economice" Rezistoarele R2 R3 (750 kQ) sunt necesare pen¬ tru iniţierea oscilaţiilor, la punerea sub tensiune prin polarizarea directă a bazei tranzistorului Ql' Energia se acumulează în bobina transformatoru- norocTrf 2 d ? ent c . a r e . asigură şi reacţia pozitivă necesara autooscilaţiei in perioada când tranzis¬ torul este in conducţie şi eliberează sarcini în perioada de blocare, beci. la punerea sub Sni une. tranzistorul va primi o polarizare Ha t de Sff. care duce la apariţia unui curent dt şssi inducţiei electromagnetice înfA^urâro^ 0rm - e 9 M induce în înfăşurarene reSe^din h//^ 3 ' 3 va torului) o tensiune care va HnL L n tranzis- tului de bază cdre nmwLîf® la marirea curen- curentului de colector Aroct 3 0 noua cre ? ter e a taţie în avalanfi dSe^ă nâ^ c ? s , de ^oexci- sau miezul magnetic^se latură? tr f nzistorul creşterii curentului de colerw U Ln a f a ' l ncetar ea magnetic din miezu, 62 mediul înfăşurării secundare şi al diodei D7. Sensul înfăşurării secundare este astfel ales încât D7 să fie deschisă când tranzistorul este blocat (nu deţinem date despre transformator). La acest fel de scheme, frecvenţa de repetiţie a fenomenele depinde foarte mult şi de consumul în sarcină. Prin rezistoarele R4, R5 (100 ohmi) şi C4 (10 nF) se asigură comutarea tranzistorului, iar R6 (62 ohmi), D5 şi C5 formează un redresor de tensiune nega¬ tivă care se aplică în baza tranzistorului prin D6 (m practică a fost înlocuită cu o diodă Zener 2V7), menţinând blocarea tranzistorului mai ales in perioadele de lipsă a sarcinei. Avantajul principal a, acestor scheme este că dioda (D7) din secunda furnizează curent consumatorului doar în penoao 1 de blocare a tranzistorului, pe seama energ magnetice acumulate în miezul transformatorul • Din punct de vedere practic, acest lucru este toa important, pentru cazul unui scurtcircuit m sare (se protejează sursa de alimentare şi t ra pzisto j Dacă se inversează dioda sau sensul înfăşură secundare, atunci există coincidenţă intre t P de conducţie al tranzistorului şi cel de conduci 1 ® diodei,jar energia consumată de sarcina este 1 u nU dlr ^ c . d "? sursa de alimentare, transforma*® mai stochează energia, in acest caz s ® c ),'^ r e a a n zis- buie mărită, iar un scurtcircuit suprasolicita torul şi saturează miezul transformatorului- TEHNIUM decembrie 2006 laborator Desigur ca o punie ae măsură RLC este bine venită în labora¬ torul unui radioamator construc¬ tor cu condiţia să fie simplă şi, în consecinţă, ieftină, uşor de rea¬ lizat practic şi cât mai utilă prin ceea ce poate măsura. Puntea ce se prezintă în con¬ tinuare cred că îndeplineşte aceste condiţii. Ea poate măsura, în câte patru subgame: - rezistenţe elec¬ trice, între 1 ohm şi 1 megaohm; - inductanţe, între 1 microhenry şi 1 henry; - capacităţi, între 1 picofarad şi 1 micro- farad. Urmărindu-se sim¬ plitatea schemei şi uşurinţa măsurăto¬ rilor, puntea nu a fost prevăzută şi cu posi¬ bilitatea de a măsura unghiul de pierderi al elementelor de circuit reactive (conden¬ satoare şi bobine). De la început vreau să precizez că, cine nu posedă un potenţiometru de pre¬ cizie multitură, de 1 killoohm sau de 10 kiloohmi, să nu se apuce să constru¬ iască această punte. Schema de prin¬ cipiu simplificată a punţii de curent alter¬ nativ este prezntată în figura 1. Impedanţa de măsurat, Zx, poate fi de următoarele trei forme: Rx, când se măsoară rezistenţe, jralx, când se măsoară inductanţe, şi 1/jwCx, când se măsoară capacităţi. Condiţia de echili¬ bru a punţii, pentru măsurarea Rx sau Lx, este: ZvXZ 2 = Z 0 x PUNTE RLC SIMPLĂ Elev RADU UNGUREANU Când se măsoară Cx, se comută în pre¬ alabil K1 şi K2, iar condiţia de echilibru devine: Z x x Zi = Zg x Z 2 Pentru toate cele trei feluri de mărimi de măsurat, se obţin con¬ cluziile: - condiţiile de echilibru al punţii nu depind de frecvenţa semnalului sinusoial ce-o ali¬ mentează în timpul măsurătorii. Ca urmare, această frecvenţă poate fi oricare (de regulă. în domeniul audio- frecvenţei), şi nici instabilitatea ei în timp nu deranjează; - în toate cele trei cazuri, valorile para¬ metrilor Rx, Lx. Cx măsuraţi sunt pro¬ porţionale cu ZI = R1 De aici, nevoia ca R1 să fie rezis¬ tenţa etalonatâ a unui potenţiometru de precizie (multi- turâ). Se obţine: o _ R . H x - — c ;l> Ri*L 0 ~ = Ri y C a ■. V/ R, R, La puntea realiza¬ tă (vezi fotografia) s-au folosit: R1 = 1000 ohmi (cu scala gradată si demultipli¬ cator 1 : 10) şi R2 = 10 ohmi (rezistor fix de precizie 1%. tip RPM, 1 W). Comutarea sub- gamelor de măsură se face prin variaţia decadicâ, în 4 trepte, a constantei de pro- porţionalitate a sub- gamei, R0/R2 şi C0/R2. Acest lucru se realizează cu aju¬ torul unui comutator rotativ, cu un singur galet şi 1 x 12 con¬ tacte. Schema de prin¬ cipiu prezintă simpli¬ ficări şi inovaţii. In figura 2 se dau schema alimenta- 63 TEHNIUM decembrie 2006 laborator torului de la reţea (s-a dorit ca pun¬ tea să aibă o ali¬ mentare indepen¬ dentă) şi a gene¬ ratorului de tensi¬ une alternativă. S-a optat pentru un alimentator simplu, fără trans¬ formator de reţea, care în zilele noastre este o componentă foarte costisi¬ toare, aceasta şi pentru faptul că intensitatea nece¬ sară a curentului redresat este mică, cca 15 mA (figura 3). Cu toate că randa¬ mentul unui asemenea redresor este scăzut, s-a mizat pe faptul că, oricum, o măsurătoare cu puntea nu poate dura mult. Generatorul care alimentează pun¬ tea (figura 2b) este format din- tr-un multivibrator simetric, cu două tranzistoare BC107, care oscilează pe frecvenţa de 1000 Hz, şi un mic transformator (driver) cu priză mediană pe una din înfăşurări, recuperat de la un vechi radiorecep¬ tor portabil. Tensiunea de atac a punţii (care nu trebuie să aibă nicio bornă la masă) se ia de la înfăşurarea secundară. Un condensator de capacitate fixă în paralel pe bobina secundară trans¬ formă tensiunea 64 tip "meandre" î n ten. smne sinusoidală iar potenţiometru! Rr' nS Pe punţii, reglează nivelul tensiunii ce se aplică circuitului de mşsurâ (sensibil- tate). In figura 2c se da schema indica¬ torului tensiunii de reţea, iar în figurile 4a şi 4b se prlzintl desenul cablajului imprimat şi modul de echipare a plăcii comune pentru ali¬ mentator şi genera¬ torul sinusoidal. în ce priveşte realizarea circuitului de măsură al punţii propriu-zise, reco¬ mand constructo¬ rilor amatori să înceapă prin procu¬ rarea celor trei seturi de câte patru valori, pentru R 0 , L 0 , Cq. Aceste va¬ lori etalon trebuie să fie cunoscute cu o precizie foarte mare, de aceasta depinzând precizia punţii noastre. Schema de princi¬ piu este dată în figura 5. în proiectarea circuitu¬ lui imprimat trebuie ţinut cont că potenţiometrul R1 are axul scos pe panoul punţii, de care este fixat la fel ca şi comutatorul dublu 1 x 2 (K1, K2). Cablajul imprimat este simplu de con¬ ceput, având fizic cele 12 componente etalon. Din fotografia aparatului realizat se mai poate observa mo¬ dul ingenios (comod şi... gratuit, practic în care s-au realiza bornele de conec¬ tare exterioara a Zx (în general. » TEHNIUM decembrie 2006 nlinti aceasta constituie o pro- hiprnă) Pentru realizarea con¬ fiatelor de prindere s-au folosit două cârlige de rufe (!) din masă niasticâ cu metalizarea fălcilor ru ajutorul unei folii metalice elastice (este recomandată tabla subţire din tombac). Echilibrarea cat mai perfecta a ounţii se poate urmări atât cu aju¬ torul unei perechi de căşti, cât şi cu ajutorul unui voltmetru elec¬ tronic cu diodă semiconductoare, care foloseşte ca indicator de nul un microampermetru de 100 pA, de casetofon (figura 6). Figurile 7a şi 7b prezintă cablajul impri¬ mat şi echiparea modulului indi¬ cator al punţii. Notă. Componentele etalon Pn- k)- Cq se montează aerian, având un cap de sprijin pe comu¬ tatorul K. Vom reveni cu unele _a i:: infiv/o în ni im^ri il viitor. LISTA DE COMPONENTE Generator şi sursa de ali¬ mentare R* = 1 /WO/1 14/ = 6800/514/ tâ = 6,2*0/0,514/ fl 4 = R 5 = 1 *0/0,5 W R 6 = R7 = 10*0/0,514/ Rq = 6,8*0 (pot. panou) Ci = C 2 = 1,5p F/200 V C 3 = 1000pF/35l/ C 4 = 0,1pF/630V C s = 0,1pF/100V Cq= C7 = 68nF/100V Cq = conf. Tr PR = 1 PM\ D-| = 1W4003 0 2 = LED - roşu 7Ţ= T 2 = BC107 Z I 2 Indicatorul punţii = 6 , 8*0 Rp = 4,7*0 (semiregl.) R 3 = 2200/0,514/ fl 4 = conf. -> pA Ci = 10pF(Ta) Cp = 47pF(Ta) C = căşti D= 1/V914 TEHNIUM decembrie 2006 DIVERTISMENT - revelion 2,0O 7 ORIZONTAL: 1) Prăjitură festivă nelipsită de la masa de Revelion - Se spune la mulţi ani. 2) Servit cu carne la masă - Vas de pământ în care se serveşte vinul. 3 Face vinul şpriţ - Birl - Băutura lupilor de mare. 4) Preparat culinar nelipsit de la masa de Revelion (pl.) - Aflate in grup! 5) Tort gol! - Sumă ce se indexează cu trecerea fiecărui an. 6) E deschisă tuturor prietenilor in noaptea de Anul Nou - Un peşte servit la tava! 7) Le sună ceasul la fix - Casian Jipa - Miez de plăcintă 8 ) Servită la aperitiv şi ca umplutură la plăcinta - busţin qloburile in pomul de Crăciun (sg.). 9) Castraveciori bum pentru... salată - Sală în care se desfăşoară masa de Revelion. 10) Loc rezervat celor cu aprobare de sus - Au mulţi ani. . VERTICAL: 1) A ura cu paharuljn mana - Loc unde se poate consuma o tărie. 2) Masă mare, ca aceea de Revelion - Arată ca o balenă. 3) Puse în sa.re! - Sunt făcute cu prilejul sărbătorilor de iarnă. 4) înscrise la toastare! - Oaspeţii care se înfruptă cu bunătăţile servite de Revelion. 5) A servi musafirii cu mâncare şi băutură. 6) E o potaie (fam.) -.E plină de lumină şi belşug în seara de Revelion. 7) In veci! — Se ridică în ] 2 3 bloc - Dată la mijloc! 8) Omul prevăzător îl face iarna - Se spune [a mulţi ani - începe alune¬ carea! 9) Cinste făcută superioru¬ lui - E prezent în programul de Revelion. 10) Şi acum, în în¬ cheiere, tradiţio¬ nala urare pe care redacţia revistei Tehnium o adresează tu¬ turor cititorilor săi cu prilejul Anului Nou 2007 (3 cuv.) Dicţionar: ORCA, ALU. _ 4 s 6 10 JO Gheorghe Braşoveanu CflND OHM6NII D€ Fizicianul rus Piotr Nikolaevici Lebedev (1866*1912) era un înverşunat duşman al erudiţiei sterile. * Biblioteca mea - spunea el adesea - conţine mai multe cunoştinţe decât posed eu. Totuşi, nu ea este un fizician cele¬ bru, ci eul ❖ Un om lipsit de orice har i-a spus într-o zi fizicianului şi scriitorului german Georg Christoph Lichtenberg (1742-1799) - Sunteţi cult, inteligent, dar aveţi nişte urechi mari, care vâ anulează aceste calităţi. Ughtenberg, care avea intr-adevăr acest defect fizic, i-a răspuns: - Inchipuiţi-vâ urechile mele şi creierul dumneavoastră Această combinaţie, ce măgar cu aer de nobleţe ar da! ❖ Medicul german Rudolf Virchow (1821-1902), creatorul teoriei patologiei celulare, care explica apariţia bolilor prin modificările petrecute la nivelul celulelor, i-a cerut, la un exa¬ men, unui student să vorbească despre funcţiile splinei, pe atunci foarte puţin cunoscute. - Vă rog să mă scuzaţi, a răspuns studentul, dar în acest moment nu-mi mai amintesc nimic despre aceste funcţiuni înainte de examen, însă, le-am ştiut foarte bine. * Păcat, a replicat Virchow Eşti singurul om care le ştia şi tocmai dumneata a trebuit să le uiţi. ❖ La un examen, profesorul Rudolf Virchow întrebă un student * a P ,ica unui bo,nav cu mandibula luxată? si nntcWâ d 'flo* uxată p ° a,e (l re P usă phntr-o lovitură rapidă bine plasată A$ ,ncerca ' dec '- să ‘' a P |ic bolnavului o lovitură * Aşa. Şi mai departe? lovi«urâ ă de d< ?Sîns Pr0,eSOr ' &Ş Sări Câ ‘ C °' a Spre a nu primi 0 U iâS SI N ” ? a ” «Sm, de a * Inca nu, a răspuns Voltaire. Mai lipseşte un măgar... 360^ 66 ZfiMB€SC - Sănătoşi nu sunt cei ce devorează mult... ci sunt cei ce digeră bine. ❖ Aristotel (384-322 i Hr.), cel mai mare filozof al Greciei antice, fondatorul şcolii peripatetice şi educatorul lui Alexandru cel Mare, a fost întrebat: - Ce rişti dacă minţi? Iar filozoful răspunse prompt: - Să nu mai fii crezut nici când spui adevărul. * Invitat la o masă, filozoful şi omul politic englez FrancisBacon (1561-1626) fu întrebat, la un moment dat, de vecinul său: - După părerea dumneavoastră, maestre, care esle vârsta potrivită pentru căsătorie? Filozoful îi răspunse zâmbind: - Orice vârstă poate fi bună: la tinereţe ţi-e vârstă mai înaintată, o bună prietenă, iar când ne mai pierdem din puteri, la bătrâneţe, soţia ne îngrijeşte ca o adevaratasora mai mare. ❖ Poetul şi filozoful persan Saadi ( 1213 - 1292 ) bătu la uşa unui mare bogătaş, cerându-i un mic IW ^ Bogătaşul, fiind un om de afaceri de factură josnica, - Cum îţi explici că înţeleptul bate la uşa bogatului şi nicio¬ dată un bogătaş nu va bate la uşa înţeleptului. fece * - Cât se poate de simplu înţeleptul cun^te bogăţiei, în timp ce bogătaşul nu cunoaşte bmefacenie Odată, când celebrul savant german W |lh j^ntr-o (1767-1835) era grav bolnav, s-a ras P^ ,1 Un wsioMif neînţelegere, că marele om de ştiinţa ar n r ?l, en <je-al savan- i i^ii i^i^yci niaioic v/m ww v .. «rifltPn Q 6 ‘d> antropolog trimite atunci o scrisoare unul pnei g etec tua tului, rugându-l să-l ajute să obţină permisiun măsurători pe craniul defunctului. , ,n Răspunsul l-a primit chiar din partea iu — i mâinile căruia ajunsese scrisoarea. _ nersonal “Cu părere de râu - sena acesta - va anunţ * el o vă pot ajuta cu craniul meu, deoarece ma perioadă de timp. Mai târziu poate... A TEHNIUM decembrie 200* ■ în rubrica de faţă vâ supunem atenţiei două articole publicate în nr. 63/august 2004 al revistei Eleclronique magazine. Varianta propusă are la bază un oscilator de înaltă frecvenţă, aranjat astfel încât să uncţioneze aproape de punctul critic de ieşire din oscilaţie. în acest fel. atunci când o per- oană se apropie de (sau atinge) placa senzor (CAPTEUR), oscilaţia încetează şi în .onsecinţă releul se eliberează. în oscilator se poate folosi un tranzistor de tip BC107 sau ■imilar, iar pentru acţionarea releului a fost indicat un tranzistor Darlington de tip BC517. y/, m în etajul de intrare care prelucrează sem¬ nalul AF pentru depistarea nivelului instanta¬ neu maxim este folosit un amplificator ope¬ raţional (ICI) de tip LF357, iar cele 12 com¬ paratoare folosite în fiecare canal sunt con(inute în trei circuite LM339 (compara¬ toare de tensiune cuadruple). Pentru T1 este indicat un tranzistor de tip BD136. VU-metru stereo pentru amplifi- ator HI-FI (pag. 26-29) Acest VU-metru cu LED-uri a fost roiectat pentru ataşarea la un ampli- cator AF stereo, fiecare bară aferentă nui canal fiind compusă din 12 LED-uri. iStfel el permite indicarea puterii AF , gama 0.001W - 100 W. în cazul nui amplificator mono. cele doua are de LED-uri se pot lega in serie ama puterilor indicate fiind astfel ixtinsă la 0.001 W-400 W. ■ir o-. 1 1 ► 1 £> i ► . r