Revistă lunară pentru electronişti PREMIUL NOBEL PENTRU ELECTRONICĂ Electronica nu figurează printre cele cinci domenii iniţiale pentru care s-a hotărât să se acorde premiul Nobel (la care s-a adăugat ulterior şi cel de¬ al şaselea domeniu, cel al ştiinţelor economice). Era şi imposibil de altfel, întrucât în perioada vieţii lui Alfred Bernhard Nobel (1833-1896) electronica se afla într- un stadiu extrem de incipient şi nu anunţa dezvoltarea “explozivă” de mai târziu. Cu toate acestea, întrucât unul dintre principalele “izvoare” ale electronicii îl constituie fizica, de câteva ori savantul premiat pentru o mare descoperire sau invenţie în fizică a acţionat de fapt în domeniul ... electronicii. Printr-o clauză expresă, premiul Nobel se acordă numai laureaţilor în viaţă (sau care se aflau în viaţă la anunţarea premiului, chiar dacă au decedat până la decernarea acestuia). Din acest motiv o serie de savanţi, morţi prematur, nu au intrat în posesia premiului. Au existat şi cazuri de refuz al premiului Nobel, ca în cazul savantului Nikoia Tesla, propus în 1915 să împartă premiul cu Thomas Alva Edison, dar, din cauza disensiunilor avute cu acesta, a refuzat. De altfel, începând primul război mondial în anul următor, premiul nici nu s-a mai acordat. Primul premiu Nobel acordat în domeniul electronicii (al radiocomunicaţiilor) a fost obtinut de GUGLIELMO MARCONI (Italia) şi KARL FERDINAND BRAUN (Germania), ca o recunoaştere a contribuţiei lor la dezvoltarea telegrafiei fără fir (în 1909). Cel de¬ al doilea savant este şi inventatorul oscilografului (osciloscopului) catodic în 1897 şi al detectorului cu cristal de galenă, în 1901. în anul 1947 primeşte premiul Nobel fizicianul englez EDWARD VICTOR APPLETON, pentru cercetările sale în domeniul fizicii atmosferei superioare. încă din 1926 acesta descoperise stratul din atmosferă numit de atunci “stratul Appleton”, care reflectă undele scurte, permiţând realizarea radiocomunicaţiilor la mare distanţă. în 1956 savanţii americani WILLIAM SHOCKLEY, JOHN BARDEEN şi WALTER HOUSER BRATTAIN primesc împreună premiul Nobel pentru cercetările lor asupra semiconductorilor şi pentru descoperirea efectului de tranzistor, care a condus la naşterea dispozitivului cu acelaşi nume, care a schimbat evoluţia lumii. De altfel, savantul din SUA J. BARDEEN este singurul care a primit premiul Nobel pentru fizică de două ori, a doua oară în 1972 împreună cu conaţionalii săi L.N. Cooper şi J.R. Schrieffer, pentru teoria supraconductibilităţii. Cercetările privind modul în care electronii traversează barierele fizice, conform fenomenului numit “efect tunel", pentru care BRIAN DAVID JOSEPHSON (Anglia), LEO ESAKI (Japonia) şi IVAR GIAEVER (SUA) au primit în 1973 premiul Nobel, au stat ia baza funcţionării diodelor cu acelaşi nume (diode Esaki sau diode tunel). în 1974 englezii MARTIN RYLE şi ANTONY HEWISH primesc premiul Nobel pentru cercetările lor în domeniul astrofizicii. Cei doi au activat într-un domeniu nou, radioastronomia, ramură a comunicaţiilor apărută ca urmare a progreselor din radiotehnică. HANS GEORG DEHMELT (SUA), WOLFGANG PAUL (Germania) şi NORMAN FOSTER RAMSEY (SUA) primesc în anul 1989 premiul Nobel pentru contribuţii la dezvoltarea amplă a spectroscopiei atomice de precizie, cercetările lor având aplicaţii în special în domeniul comunicaţiilor spaţiale. Există şi alte nume de mari fizicieni laureaţi ai premiului Nobel ale căror realizări pot fi considerate mai degrabă ca aparţinând domeniului electronicii. Cu toate că numeroasele premii Nobel acordate au răsplătit pe cei mai merituoşi savanţi ai timpului, au fost totuşi şi cazuri regretabile de omisiuni importante. Astfel, de pe lista laureaţilor lipsesc nume prestigioase ca cel al lui G. GAMOW (1904-1968) autorul teoriei efectului tunel, ca şi cel al lui V.K. ZWORYKIN (1889-1982) inventatorul iconoscopului (primul tip de cameră de televiziune) ş.a. Prin cele prezentate se poate remarca faptul că, prin intermediul fizicii, şi o mică parte dintre autorii importantelor descoperiri şi invenţii din domeniul electronicii au fost răsplătiţi cu premiul Nobel. Iar dacă fizica este considerată, pe drept cuvânt, “locomotiva” ştiinţei secolului XX, atunci electronica este, fără nici o îndoială, “racheta” ei. Serban Naicu J Redactor şef: ing. SERBAN NAICU Abonamentele la revista TEHNIUM se pot contracta la toate oficiile poştale din ţară şi prin filialele RODIPET SA, revista figurând la poziţia 4385 din Catalogul Presei Interne. Periodicitate : apariţie lunară. Preţ abonament : 9000 lei/număr de revistă. • Materialele în vederea publicării se trimit recomandat pe adresa: Bucureşti, OP 42, CP 88. Le aşteptăm cu deosebit interes. Eventual, menţionaţi şi un număr de telefon la care puteţi fi contactaţi. • Articolele nepublicate nu se restituie. AUDIO :.., AMPLIFICATOR “QUAD-405” Dorka Alexă Paul în figura 1 se prezintă schema unui amplificator audio executat de mine (în mai multe exemplare) şi care, dacă se respectă precizările oferite mai jos, dă satisfacţie deplină, având o funcţionare ireproşabilă şi foarte stabilă. Este vorba de “QUAD-405", adaptat la componente Est Europene şi autohtone. Faţă de structura originală au survenit câteva modificări din motive administrative (piese greu de procurat, cu calităţi exacte după catalog) şi spre ajutorul amatorilor dornici de o realizare care nu este la îndemâna oricui. Mi-a parvenit, mai de mult, o colecţie a revistei Radiotechnika pe care am folosit-o drept bibliografie, cu anumite adaosuri din proprie experienţă. Am completat- o cu un etaj preamplificator şi corectare de ton, filtru taie-medii, protecţie pentru difuzoare la pornire. Toate acestea se găsesc în colecţia Tehnim 1983-1985, sau 1996-1997. Acest amplificator conţine la intrare un AO de tip LM301A, în schema iniţială. Este evident faptul că această piesă nu este la îndemâna oricui. (Eu am avut şansa de a o procura dintr-un PC demontat). Dar se poate înlocui cu succes cu un j.iA709, ROB709, (3M301 A, sortate în vederea zgomotului de fond.Atenţie la compensarea în frecvenţă! Pentru LM301A, (3M301A aceasta se efectuează între pinii 1-8, cu un condensator ceramic de 33pF. în cazul folosirii pA709, ROB709, compensarea se face conform schemei. De-a lungul timpului s-a constata faptul că nu fiecare exemplar construit se comportă la fel şi anume: în cazul folosirii unei sarcini de impedanţă mică (4-5Q), apar distorsiuni neliniare. Pe de altă parte, multe exemplare prezintă oscilaţii de mică amplitudine (câţiva MHz). Primul neajuns se elimină prin alegerea tranzistoarelor finale, în aşa fel încât să aibă factorul de amplificare: h21>8(M00. Cel de-al doilea “cusur” se rezolvă mai simplu: se montează direct pe terminalele B-C ale tranzistorului TI 0 un mic condensator ceramic de 1-4,7 nF, în funcţie de necesitate. Acest amplificator se poate alimenta şi la o tensiune de ±30V, caz în care puterea debitată scade de la 100W la circa 40W (sinus). în acest caz intervin anumite schimbări în montaj. Rezistenţele R7-R8 se micşorează la valoarea de 1,8kQ; rezistenţele R27-R29 se scad de la 10nF AUDIO 9,1 kQ, la fel şi rezistenţele “de travaliu” R30-R31, de la 560:Q la 360 sau 3300/ 1W. Tot în această situaţie, finalii se înlocuiesc cu 2N3055/H, W, iar tranzistoarele T7 şi T8 cu BD442 cu (3 foarte apropiate (circa 100). Observaţi în cadrul schemei câteva bobine care au inductanţe foarte precise, necesare eliminării unor oscilaţii parazite la frecvenţe înalte (în timpul funcţionării). Nu vă speriaţi, sunt foarte simplu de realizat: pe un suport de <l> 10 (burghiu) se bobinează pentru L2 un număr de 31 spire (spiră lângă spiră), din conductor CuEm 1, iar pentru L3 şi LI, un număr de 22, plus 18 spire în două straturi (18 peste 22, foarte strâns). Se interzice lăcuirea bobinelor! Ele nu au miez de nici un fel, sunt bobine în aer. Protecţia la scurtcircuit este asigurată de perechea T5-T6. Semnalul de intrare trebuie să aibă 200-500mV. în cazul alimentării montajului la ±50V, mai există o particularitate: cu rezistenţa R11 montată se limitează puterea la jumătate, iar cu ea demontată se debitează 100W. Se cositoresc două cose de metal (capete de tub de pastă) în cablaj, la fel şi pe suportul rezistenţei, pentru a uşura manevra de scoatere şi cuplare. Toate acestea se efectuează cu amplificatorul oprit. integratul LM301A conţine o protecţie la supracurent (limita 25mA). La montarea rezistorului în montaj intră în limitare protecţia care, la rândul ei, scade puterea debitată la ieşirea IC spre etajele următoare. Rezultatul este scăderea puterii în ansamblu. Cu rezistorul montat, tensiunea pe sarcină de 8Q este de circa 20V, deci 40W, iar demontată circa 32V, deci 100W. Aceste manevre sunt valabile numai în cazul utilizării IC LM301A. în varianta cu IC709, rezistorul R9=0 (se montează în locul lui un ştrap dintr-un conductor subţire), iar rezistenţa R11 se elimină. De asemenea, pentru IC301A, R10=1,8k£2. Si acum câteva recomandări t constructive. Condensatoarele C7 şi Cil sunt ceramice tubulare, iarC8 cu izolaţie de mică, recuperate din aparate de radio vechi pe tuburi (au formă dreptunghiulară cu un ghemuleţ în mijloc unde se vede folia de mică), în lipsă, se înlocuieşte cu tubulatură prin tatonare, toleranţă 2-3%. în variantele construite de mine am folosit următoarele componente active: T9- T10=2N3442, 2N3773, BD249C, DT9209; T7-T8=BD242C, BD442; T1 =T3=T4=T5=T6=BC177B, BC256; T2=BC107B, BC174; D3+D6=1N4148; D1=D2=PL15Z. IC LM301 A, cu terminalele în formă circulară, capsulă metalică sau ROB709, pA709. Notă Rezistenţele R35-R36 sunt confecţionate din nichelină cu 4> Imm şi lungime de 2cm, cu cose de metal neferos la capete, pentru a fi uşor de lipit în montaj la Icm distanţă faţă de cablaj. Opţional se poate monta o diodă LED în serie cu o rezistenţă de 2k7/0,5W pe ramura de + şi masă. Montajul în variantă stereo nu necesită alimentarea separată pentru fiecare canal. Se recomandă un filtraj de minim 10000pF/63V pe ramură şi punte redresoare 10PM 2-4 pe şasiu. Tranzistorul T7 precum şi rezistoarele R30-R31 se încălzesc, dar acest lucru este normal. Cablajul montajului şi schema de amplasare a componentelor sunt prezentate în figura 2. Bibliografie Colecţia revistei Radiotechnika (Ungaria). 100 3K3 270 o oo- l h o o- l l -o o-CZ 75 1-0 o- f—K x X /'olE /"o|e B(o II fi(o T3 6 V£J C 22K 1K2 Q- i H O O H 1 -0 O H-1- 0220 R9 n - - 12a 2L /'o> /oTe B (o 5)0 15 .^ojc^ojc ? <h^=b> *"o—[ 0 091 °- ■ SUIT* 'J33 T7 o o o- l T -Q 1 K 8 mi l^oEZIhO'K , jlŢ 0 4-I -Q47PF CO3 20pF 1 8 i i i i y O-l 560/1W t Ji 6 O- 560 / 1 W -O IO B o G o\ O- l \ -Q O- l 23k l -o |_o/ B 680nF,_. __, d b oSJo o o 1 mo r J -i rh —J2 O- 47uF O- j 2$0K 1 -0 D2 "3R3 - O- 1K/2W § 8 O- 1K/2W {—0| - O H 22 h -O ■_ Ş 1 G O Masa Figura 2 2 TEHNIUM • Nr. 6/1999 AUDIO MICROFON SI CHITARĂ ... FĂRĂ FIR Ing. Sergiu Cheregi Folosirea următorului circuit face inutilă folosireacablului de microfon sau chitară. în gama FM semnalul audio al microfonului sau al chitării modulează în frecvenţă oscilatorul. Emiţătorul se construieşte în corpul microfonului sau al chitării. Receptorul poate fi orice radioreceptor în gama OIRT-FM care are circuit de control automat al frecvenţei. în cazul unui radioreceptor cu performanţe medii şi al microfonului situat pe o scenă, recepţia este excelentă, chiar într-o sală mai mare. Pentru realizarea circuitului sunt necesare cunoştinţe în radiofrecvenţă şi îndemânare practică, iar pentru reglare un voltmetru DC şi condensatorul C7. Condensatoarele C7 şi C9 formează un divizor capacitiv. De raportul lor depinde coeficientul reacţiei pozitive, sau amplitudinea şi forma oscilaţiilor. Modulaţia de frecvenţă se face prin dioda varicap D2. Dioda varicap, de tipul BB105, se leagă la punctul “cald” al circuitului oscilant prin condensatorul ceramic C4. Pe catodul diodei varicap, potenţialul se stabileşte cu ajutorul potenţiometrului PI. Limitele tensiunii la capetele potenţiometrului sunt 2V, respectiv 5V. Condensatorul Cil este un scurtcircuit în radiofrecvenţă. Desigur, Schema bloc este prezentată în figura 1 , iar cea de principiu în figura 2. La închiderea comutatorului K, tensiunea de 9V ajunge prin R1 la oscilator. Dioda Zener Dl are rol de stabilizare. Condensatorul ceramicei micşorează impedanţa în radiofrecvenţă a diodei Dl. Frecvenţa purtătoare este generată de tranzistorul T, în montaj bază comună. Punctul de funcţionare al tranzistorului este stabilit de divizorul R2-R8. Decuplarea în radiofrecvenţă a divizorului o face condensatorul C8. Circuitul rezonant se află în colectorul tranzistorului T. Rezistenţa mică de ieşire a tranzistorului nu şuntează semnificativ circuitul acordat L-C10. purtătoare. în figura 3 este prezentată caracteristica tensiune-capacitate a diodei varicap BB105B. De pe grafic se poate citi că dioda are o capacitate de 13pF la o tensiune de 2V si de 8,5pF la 5V. Tensiunea modulatoare de audiofrecvenţă ajunge prin rezistenţa R5 pe anodul diodei varicap. Gradul de modulaţie se reglează cu semireglabilul P3. Modulatorul este pe circuitul integrat TL018, care are intrare pe tranzistoare jFET şi este construit pentru alimentare diferenţială. Folosirea unei alimentări unipolare a impus realizarea unui divizor cu R4 şi R12. Condensatorul CI 3 realizează decuplarea frecvenţelor audio. Sursa de semnal (microfon, chitară) trece prin semireglabilul P2. Limitele amplificării sunt 1+15,5. Aceasta este suficientă pentru un microfon dinamic. Figura 4 prezintă cablajul imprimat al emiţătorului fără fir şi amplasarea pieselor. Toate condensatoarele sunt cu dielectrici ceramici. Datele bobinei L: 5 spire, 4>0,8mm CuEm; O interior 7mm; 1,5mm pas între spire; prizele la 1 respectiv 2 spire de capătul “rece”. Modelul experimental lucrează în banda OIRT-FM. Aici numărul de posturi este mai mic şi pot fi găsite mai uşor goluri unde poate fi acordat micul emiţător. Antena emiţătorului este un fir lung de 15cm. Dacă folosim un fir mai lung, oscilatorul pe tranzistorul T se poate opri şi, în plus, este interzisă emisia pe o distanţă mai mare. Tensiunea pe condensatorul CI va fi 6,2±0,1V. Aceasta este tensiunea de alimentare a oscilatorului. Tensiunea măsurată pe R9 va fi de 1±0,1V datorită curentului de colector de aproximativ 2mA prin tranzistor. Dacă această valoare (IV) diferă substanţial, se va modifica valoarea rezistenţei R2 pentru reglaj. Acordarea oscilatorului se face cu semireglabilul PI. Dacă aceasta nu este suficientă, se vor strânge sau depărta spirele bobinei L, pentru creşterea respectiv micşorarea frecvenţei. Pentru acordul purtătoarei se va folosi un radioreceptor în gama OIRT-FM, într-o zonă în care nu există posturi. încercăm întâi un acord cu semireglabilul PI. Dacă nu există semnal modulator, zgomotul va dispare. Radioreceptorul nu trebuie să aibă regimul muting şi va fi plasat la aproximativ 3m de emiţător. Reglarea modulatorului se va face în felul următor: măsurăm 4,5±0,1V pe o . AUDIO UN AMPLIFICATOR DE 10 (ORI) ! ing. Florin Gruia La majoritatea covârşitoare de casetofoane, duble sau simple, radiocasetofoane, combine audio, se constată o supărătoare absenţă a mufelor de ieşire “de linie”. Singura posibilitate de a scoate semnal din aceste "device-uri” este prin mufa de cască stereo, cu dezavantajele care decurg din asta: este omniprezent zgomotul etajului final, eventual însoţit şi de o proastă filtrare a tensiunii de alimentare, nivelul depinde de poziţia butonului de VOLUM, timbrul semnalului depinde de corecţiile de ton care sunt activate voluntar sau automat (vezi LOUDNESS). în plus, prin introducerea în mufa de cască a jack-ului cordonului de cuplare se deconectează difuzoarele proprii, lipsindu-ne de monitorizarea semnalului. Semnalul pe care l-am putea utiliza de la borna “caldă” a potenţiometrului de volum are nivelul scăzut (1CM-1 OOmV), fiind insuficient ca nivel “de linie”. De aceea, recomandăm un amplificator simplu de construit, cu un câştig cunoscut (20dB=10 ori), care să meargă bine chiar la tensiuni mici de alimentare (vezi radiocasetofoanele care se alimentează cu 6V). Prezentăm în figura 1 doar un canal în schemă, celălalt fiind perfect identic. Mufele de ieşire pot fi de tipul jack RCA, sau DIN cu 5 contacte, în funcţie de soluţia constructivă adoptată de fabricantul aparatului, sau de inspiraţia dvs. Se recomandă filtrarea severă a tensiunii de alimentare (100pF-^470|LiF), precum şi montarea pe mufele de ieşire a rezistenţelor anticlick (lOOkQ). Circuitul imprimat prezintă faţa cu piese (figura 2). 0+5..12V Lp-f GND ■ Ro4: Figura 1 Figura 2 i-ptW /vx>£ . itn.. Figura 3 măsoară pe ieşirea circuitului integrat TL081 (pinul 6). Conectăm o sursă de semnal audio la intrarea modulatorului. Cu un generator audio parametrii semnalului audio vor fi: f=400Hz; Uieşire=4mV pentru microfon, sau Uieşire=5CM00mV pentru chitară. Reglăm semireglabilul P2 la 3/4 spre condensatorul C5, astfel încât pe cursor să avem o amplitudine de 50mV. în lipsa aparatelor de măsură reglajul deviaţiei de frecvenţă se va face după ureche. Dacă avem o sursă de semnal audio (muzică) se reglează semireglabilul P3 până când audiţia va fi nedistorsionată. Echivalentul diodei varicap BB105 este BB125. în interiorul bobinei vom trage o bucăţică de burete. Pe acesta vom picura ceară, imobilizând astfel spirele bobinei, reducând dezacordul sau microfonia. Ceara va modifica puţin acordul, care se va regla înapoi prin semireglabilul PI. Aşa cum am mai spus, lungimea firului de antenă va fi de 1CM5cm, dintr-un material rezistent (rigid, gros). Se poate folosi şi o antenă telescopică de la un aparat miniatură. (Cu toate precauţiile privind mărimea antenei şi a puterii emise, asemenea emiţătoare au nevoie de autorizare de funcţionare pentru a nu perturba transmisiunile în UUS.) Consumul este de aproximativ 7mA. Autonomia unei baterii de 9V este de 2-3 ore. Drept receptor se poate folosi orice radioreceptor pe UUS- OIRT care are încorporat un circuit de control automat al frecvenţei. Sursa de semnal audio se va lega la modulator printr-un cablu coaxial. Modelul experimental al emiţătorului este construit pentru microfoane şi chitări care furnizează 50^-1 OOmV. (Prelucrare după RADIOTECHNIKA Ungaria - nr. 10/1997) O 0- 1 1 -0 A Rl R3 D2 T ^5 1 CH-hO R8 — % c ,J ii A <3 t a T lajsir i 9 o 1R4 i| T ii T •Cil m LsjLci3 Rl 2 O mmm : iii i i Figura 4 TEHNIUM • Nr. 6/1999 CQ-YO FILTRU A.F. PENTRU RECEPŢIA EMISIUNILOR AIA 5 ing. Dinu Costin Zamfirescu/Y03EM Filtrele trece-bandă AF se folosesc pentru îmbunătăţirea selectivităţii receptoarelor, atunci când se recepţionează emisiuni telegrafice de tip AIA şi când selectivitatea receptorului nu este suficientă pentru a elimina o emisiune perturbatoare “prea aproape” de frecvenţa recepţionată (receptorul are o bandă de trecere de circa 2+3kHz, fiind “gândit” de fapt pentru modul de lucru SSB în principal, iar traficul AIA este posibil doar dacă interferenţa nu este prea mare). în condiţii de “aglomeraţie” mare (concursuri, DX-uri rare) recepţia AIA este deficitară. Fireşte, un operator antrenat poate folosi “proprietăţile selective ale urechii” şi “scoate” din QRM staţia dorită; de asemenea, se poate acţiona acordul receptorului pentru a pune pe “zero- beat” emisiunea perturbatoare, eventual comutând recepţia pe cealaltă bandă laterală, dacă este posibil (se comută modul de lucru BLI în BLS, sau invers). Dar toate aceste “trucuri” nu pot rezolva problema întotdeauna. Soluţia radicală este de a mări selectivitatea în AFI, deci de a folosi un filtru suplimentar doar pentru modul de lucru Al A, având frecvenţa centrală egală cu frecvenţa intermediară a receptorului şi o bandă de trecere îngustă, de 200+500Hz. Vechile receptoare de trafic general utilizau opţional un filtru prevăzut cu un singur cristal de cuarţ. Transceiverele moderne utilizează un filtru cu selectivitate concentrată (cu mai multe cuarţuri, sau de tip electromecanic), dar acesta costă la fel, sau chiar mai mult decât filtrul SSB, pe care-l folosim şi la recepţie şi la emisie. Prezenţa unui filtru scump folositor numai la recepţia AIA şi nu tot timpul, deoarece unii operatori acuză oboseală în trafic îndelungat din cauza filtrului de telegrafie, pare a fi un lux inutil şi costisitor pentru SSB- istul care devine telegrafist “de ocazie”. Fireşte, operatorii serioşi nu concep receptor fără filtru CW şi AFI (eventual două, cu benzi de trecere diferite) şi filtru rejector reglabil. în aceste condiţii, utilizarea TEHNIUM • Nr. 6/1999 unui filtru AF poate fi o soluţie acceptabilă, de compromis, deoarece selectivitatea realizată în AF este echivalentă cu cea din AFI doar dacă se consideră receptorul ideal. în realitate, lanţul AFI şi mai cu seamă detectorul de produs, pot produce intermodulaţii, care nu se mai pot elimina ulterior în AF. Cu toate aceste Figura 1 neajunsuri, datorită simplităţii, costului redus şi mai cu seamă datorită faptului că se pot ataşa oricărui receptor în lanţul de AF (chiar la ieşire, la nevoie) fără a se interveni în partea “gingaşă” de AFI a transceiverului, folosită şi la emisie, filtrele AF au cunoscut de timpuriu (şi se bucură încă) de o largă popularitate în rândurile radioamatorilor. Revistele abundă de tot felul de scheme cu elemente LC, filtre active RC, filtre cu reacţie etc. Astfel, când autorul acestor rânduri era în primii ani de activitate de radioamator, era la modă un montaj clasic denumit “SELECT-O-JET” (vezi[ 11). După ce am realizat multe asemenea filtre audio CW, mai simple sau mai complicate, gândite de alţii sau de mine, am tras concluzia din activitatea de trafic (confirmată de măsurătorile făcute) că majoritatea acestor filtre suferă de două dezavantaje majore: 1) majoritatea filtrelor sunt echivalente doar cu un singur circuit acordat LC (sau cu cel mult două). De aceea, atenuarea nu este suficient de mare, panta caracteristicii de frecvenţă fiind doar de 6dB/octavă (eventual 12dB/octavă la filtrul dublu). Pentru a obţine o atenuare acceptabilă, autorii au mărit factorul de calitate echivalent Q la valori mari (5+10), astfel că banda la 3dB s-a redus la 50+1 OOFIz. în aceste condiţii, acordul este dificil, iar semnalele telegrafice devin neinteligibile, mai ales la viteze mari de transmis (“cozile" se lungesc). în figura 1 este prezentată curba unui asemenea filtru (a) şi efectul asupra semnalului CW (b), Mult mai bine ar fi fost de utilizat un filtru cu mai multe celule (3 sau 4), dar cu factor de calitate mai redus (Q=2 sau Q=3). în aceste condiţii factorul de formă al filtrului ar fi fost mai mic şi curba ceva mai apropiată de cea ideală, dreptunghiulară (curba punctată). Fireşte, cu circuite decalate acordate (cu filtre RC active echivalente) se pot realiza forme ale curbei de selectivitate AF încă şi mai convenabile. în fond, discuţia aceasta este similară celei privitoare la selectivitatea receptorului super- heterodină şi căile de realizare, frecvenţa de 800Hz a semnalului CW putând fi considerată similară ultimei frecvenţe intermediare. 2) majoritatea filtrelor AF sunt trece bandă şi curba de selectivitate (indiferent de numărul circuitelor) prezintă o simetrie geometrică faţă de frecvenţa centrală (de “acord"). Aceasta înseamnă că flancul corespunzător frecvenţelor înalte scade mai lent decât flancul corespunzător frecvenţelor joase. 5 CQ-YO Acest fenomen este comun şi filtrelor AFI, dar aici factorii de calitate sunt mari (100 sau mult mai mult la filtrele cu cuarţ) şi simetria pare a fi perfectă, cel puţin până la atenuări rezonabile. La filtrele AF, deoarece Q este mic, simetria geometrică apare evidentă, chiar la atenuări mici. Dacă f 0 =600Hz, ar fi de dorit ca la un dezacord de 300Flz (deci la 300 şi 900Hz) atenuările să fie egale. în realitate, atenuarea la 900Hz este mai mică decât atenuarea la 300Flz, sau, altfel spus, abia la 1200Hz se obţine aceeaşi atenuare ca la 300Hz. Dacă se notează: f 0 =600Hz; frecvenţele mai mari de 2kHz să fie atenuate suficient. O emisiune distanţată la 1kHz se prezintă sub forma unui ton de 1,6kHz, care nu este atenuată suficient de filtre, care are o curbă nesimetrică (cu “simetrie geometrică”). încercarea de a mări atenuarea prin mărirea Q-ului reduce inteligibilitatea (figura 1b) şi la unele filtre active duce şi la creşterea zgomotului propriu. Raportul între tensiunea la ieşirea filtrului şi tensiunea de intrare, pentru un filtru de ordinul întâi (un aceeaşi atenuare la frecvenţele f-i şi f 2 “centrate geometric” pe f 0 (denumirea vine de la faptul că f 1t f 0 şi f 2 sunt în progresie geometrică). Ideal ar fi ca: f 0 =(fi+f 2 )/2=600Hz, adică frecvenţele f-, şi f 2 de egale atenuări să fie “centrate aritmetric” pe f 0 (fi, f 0 şi f 2 ar fi în progresie asimetrică). în figura 2 sunt date exemple de curbe de acest fel. Dacă nu ne îndepărtăm prea mult de frecvenţa de rezonanţă (dacă Q este mare) cele două curbe practic coincid (mediile geometrică, respectiv aritmetică a frecvenţelor f-, şi f 2 sunt practic la fel). Filtrul SSB elimină complet semnalele care în AF au frecvenţe sub 300Hz, iar filtrul AF atenuează satisfăcător frecvenţele cuprinse între 300Hz şi 500Hz (depinde de ordinul filtrului, adică de numărul de circuite acordate echivalente). în schimb, frecvenţele înalte (începând cu 700Hz sunt atenuate insuficient. Poate doar Cu scopul de a se realiza o curbă cât de cât simetrică se propune realizarea unui filtru AF compus din două filtre (FTJ şi FTS) conectate în cascadă. Această idee a fost folosită şi pentru a se realiza un filtru SSB în audio cu bandă de trecere variabilă [2]. Conectând în cascadă o celulă de ordinul 2 de filtru activ RC trece-jos şi o celulă de ordinul 2 de filtru activ RC trece-sus, având aceeaşi frecvenţă de normare se obţine un filtru rezultant care este de tipul trece-bandă şi are ordinul 2. în figurile 3a şi 3b sunt date schemele simplificate ale filtrelor, iar în figura 3c a filtrului rezultant. FTJ2 are: U 7 1 H = ^~- + 4 a~x 1 cu x=f/f 0 şi S-a notat: a ~ FTS2 are: Un V H = ^ = C/i 2 2 cu x—f/fn si ir 7 ? /o =• , 1 1 + Aci“x~ 2nRj~R l -R 2 Aici s-a notat: a = / R i Dacă filtrele din figurile 3a şi 3b au aceeaşi f 0 şi acelaşi parametru a, atunci pentru figura 3c rezultă: hA t/, + 4 ax 2 2 unde: x=f/f 0 . Dacă x=1 (la rezonanţă) obţinem: IVU^Aq. Deci, A 0 =este amplificarea maximă la rezonanţă. Dacă se ia f 0 =600Hz, Q=3 şi Ao=1 se poate calcula H în dB, adică mărimea 20logH. Astfel, la dezacorduri egale, de ±300Hz, adică la frecvenţele de 300Hz şi 900Hz se obţin -13,3dB, respectiv -7,8dB. La alte dezacorduri situaţia este similară. (a- 2 -i)- + 4«V Se observă uşor că aceasta echivalează cu două filtre FTS identice legate în cascadă (factorii de transfer se înmulţesc, de aceea apare puterea a doua, de la două circuite). Mai mult, se identifică aceeaşi frecvenţă de rezonanţă f 0 şi Q=1/2a. De pildă, dacă se doreşte Q=3 se ia a=1/6=0,167. Schema din figura 3c nu realizează nimic în plus faţă de schema U2 6 TEHNIUM • Nr. 6/1999 CQ-YO a clasică cu două FTB identice în cascadă (f 0 =600Hz şi Q=3). Curba de selectivitate, deşi are panta de 12dB/octavă, atât spre frecvenţe înalte, cât şi spre frecvenţe joase, continuă să prezinte simetrie geometrică, neatenuând suficient frecvenţele înalte. în figura 4 se prezintă schema clasică cu două FTJ, care are acelaşi număr de elemente active şi pasive (altele decât în figura 3). alimentează la sursă dublă (±9V). Montajul conferă şi o amplificare la rezonantă, care are valoarea de circa 28,6dB.' în schema din figura 5 s-a introdus un atenuator rezistiv (un divizor), astfel încât amplificarea să rămână egală cu unitatea (OdB). în plus, impedanţa de ieşire a divizorului este mică, astfel că montajul este atacat corect de generatorul de tensiune. De multe ori performanţele Tabelul TI (f n =600Hz, Q=3) f(Hz) 300 375 480 600 750 960 1200 X 0,5 0,625 0,8 1 1,25 1,6 ~T~ al(dB) 26,54 19,6 9,01 0 9,01 19,6 26,54 a2(dB) 33,79 25,32 11,58 0 15,45 33,48 45,83 fo=- Aici se obţine: 2V R 2 R, 27tCj~R^R 2 (în modul) Comportarea este identică cu a montajului din figura 3c. Următoarea etapă este să îmbunătăţim comportarea la frecvenţe înalte, adăugând o celulă FTJ suplimentară fie filtrului din figura 3, fie filtrului din figura 4. în tabelul T1 se dau atenuările conferite de filtrul din figura 3c (sau figura 4) faţă de nivelul de la 600Hz (al), precum şi atenuările a2 conferite de filtrul propus (figura 5) faţă de nivelul de la 600Hz. Se observă că al respectă regula simetriei geometrice (atenuările sunt aceleaşi pentru frecvente la care fif 2 =f 0 2 . Graficul din figura 6 arată doar că s-a obţinut o curbă care este aproape simetrică, atenuarea la frecvenţe mari mărindu-se considerabil (se vede şi din tabel). Factorul de formă este : F=B 40dB /B 3dB =7 - mai mare decât la filtrele AFI scumpe (cu cât F este mai mic, cu atât filtrul este mai complicat). Modificând a, banda se modifică, dar F rămâne acelaşi. F se poate micşora doar folosind două filtre în cascadă de tipul din figura 5, dar cu Q=2. Pentru f =600Hz şi Q=3 (adică a=0,167) datefe elementelor sunt: R=44k£2, CI =36nF, C2=1nF; R1=11kQ; R2=65k£2; C=10nF. Amplificatoarele operaţionale sunt de tipul [3A741 şi montajul se Figura 5 filtrelor active sunt degradate din cauza utilizării unui generator cu impedanţă internă mare. Bibliografie 40 [1] Liviu Macoveanu, “Aparate de recepţie şi emisie de unde scurte şi ultrasunete”, Editura Tehnică, 20 Bucureşti, 1958; |2j Dinu Costin Zamfirescu “Filtru AF cu banda de trecere variabilă” revista Radio nr.5/1995, Editura Teora. Atenuarea (dB) b a - flttnjl din fig3c sau 4 b - filtrul din fig5 600Hz Figura 6 MHz) Your Internet Business Solution -M. Netscape D IExplorer nternet E-mail WebTalk RealAudio Numai prin noi aveţi acces la Internet din toată tara , cu viteză maximă si costuri minime! \nterComp Telnet/FTP Tel: 01-323 8255 Fax: 01-3239191 Email: [email protected] http://www.starnets.ro HOT JAVA TEHNIUM • Nr. 6/1999 - urmare din numărul trecut - Din acest motiv s-a prevăzut să se separe condensatorul variabil de circuitul de alimentare, fie prin condensatoare fixe, fie printr-un transformator. Uneori, pentru simplificarea construcţiei receptorului, se utilizează drept sarcină a amplificatorului de RF elemente care nu se reglează la modificarea frecvenţei semnalului util (circuit de bandă largă). în toate amplificatoarele de RF o preocupare deosebită este introducerea unor circuite rejectoare ale semnalelor perturbatoare. Schemele şi modul de calcul al acestora nu diferă de cele stabilite la circuitul de intrare. Mai este posibil să se utilizeze un circuit rejectorîn catodul tubului electronic, respectiv în emitorul tranzistorului folosit ca element amplificator (fig. 2.3.). Atenuarea semnalului perturbator este egală cu factorul de reacţie negativă obtinut: F = 1+SQ r L r o) (2.2) în afara distorsiunilor neliniare, datorate circuitelor acordate, a căror funcţie de transfer are un maxim la o frecvenţă diferită de frecvenţa semnalului, mai apar următoarele semnale modulatoare suplimentare datorate neliniarităţii elementelor active folosite în amplificatoarele de RF: - distorsiuni ale înfăşurătoarei de modulaţie; - distorsiuni de trecere a modulaţiei de pe un semnal parazitar în semnalul util (intermodulaţie); - semnalele perturbatoare având frecvenţa reţelei sau a armonicelor ei (brum); - semnale datorită vibraţiilor mecanice ale pieselor montajului (efect microfonic). în scopul determinării valorii acestor distorsiuni se consideră dezvoltarea în serie Taylor în jurul punctului static de funcţionare a curentului elementului activ (i e ), reţinându-se primii patru termeni pentru a se putea pune în evidenţă armonicele apărute în semnalul modulator. Trebuie arătat că în foarte rare cazuri, în domeniul frecvenţelor mai mici de 30MHz nu este posibilă neglijarea reacţiei de la ieşire la intrare, “8 1 CQ-YO CIRCUITE Şl AMPLIFICATOARE DE RF(III) ing. Claudiu latan/ Y08AKA analiza amplificatorului de RF trebuie făcută în acest caz pe baza cuadripolului admitanţelor (Y) echivalente elementelor active utilizate în amplificatorul de RF şi despre care nu insistăm aici. 'e =a 0 +a i U c +a 2 U c 2+a 3 U c 3 ( 2 - 3 )' unde: u c =U c cosco s t(1 +mcosco m t) (2.4) este tensiunea de comandă. în acest caz rezultă: - o modificare a componentei medii (a 0 ), datorată tensiunii de excitaţie la valoarea: l e0 =a 0 + (a 2 U c 2 /2)(1 +m 2 /2); (2.5) - modificarea admitanţei statice în transfer (al) la valoarea dinamică: Y T =a 1 + 3 /4a 3 U c 2 = S d (2.6) prin apariţia în expresia sa a termenului %a 3 U c 2 ; - modificarea gradului de modulaţie la valoarea: m’ = m[1+3a 3 U c 2 (1+3m 2 /8)/2S d ] (2.7) - apariţia armonicei a doua şi a treia ale semnalului modulator: l e2 =9a 3 m 2 U c 3 /8; (2.8) l e3 =3a 3 m 3 U c 3 /16; (2.9) care determină coeficienţii de distorsiuni: D 2 =l e2 /S d U c = 9a 3 mU c 2/8a i ( 2 ' 10 ) D 3 =WS d U c s 3a 3 m 2 U c 2 /16 ai ( 2 . 11 ) - apariţia unor componente ale curentului elementului activ având frecvenţa 2co s şi 3co s corespunzător cărora tensiunile rezultate sunt atenuate, neproducând semnale la ieşire datorită proprietăţilor selective ale radioreceptorului. Din cele arătate se constată că apar distorsiuni numai dacă există termeni egali sau mai mari decât gradul III în dezvoltarea în serie a curentului de ieşire al elementului activ. Pentru a obţine distorsiuni minime este indicat să se aleagă un punct de funcţionare în care raportul a 3 /a 1 să fie minim. Situaţia cea mai critică are loc la semnal puternic pentru elementele active comandate de RAA, deoarece în acest caz apare o mărire a valorii distorsiunilor D 2 şi D 3 (vezi relaţiile 2.10 şi 2.11), datorită valorii ridicate a tensiunii de comandă (U c 2 ) şi a valorii mici a pantei elementului activ (a.,). Dacă termenul a 3 are un maxim în domeniul de influenţă a RAA, atunci se alege punctul de funcţionare în lipsa semnalului după acest maxim, în domeniul polarizărilor crescătoare. Astfel, la creşterea tensiunii Uc (care determină şi o creştere a polarizării), se obţine o micşorare a raportului a.,/a 3 şi deci, o valoare aproximativ constantă a coeficienţilor de distorsiuni neliniare. O soluţie foarte bună pentru micşorarea distorsiunilor neliniare este utilizarea tranzistoarelor MOS în amplificatoarele de RF. Acestea, având o caracteristică pătratică a curentului în funcţie de tensiunea de comandă, teoretic anulează distorsiunile, iar practic permit obţinerea unor valori mult mai reduse ale distorsiunilor decât în cazul utilizării altor tipuri de elemente active (ca de exemplu tranzistoare cu efect de câmp). Un alt efect supărător al neliniarităţii elementelor active din amplificatoarele de RF este trecerea modulaţiei de pe un semnal perturbator pe semnalul util, dacă semnalul perturbator nu este atenuat suficient de circuitul de intrare. Astfel, dacă se consideră că tensiunea de comandă este de forma: u c =U c cosco s t+U p (1+m p cospt)coso) p t; ( 2 . 12 ) Up(1+ m p cos pt) co sto p t fiind semnalul perturbator, mărimea componentei medii va fi egală cu: l e0 =a 0+ a 2 U c 2 /2+a 2 U p 2 /2(1+m 2 p/2); (2.13) Semnalul util va fi modulat cu frecvenţa parazită p cu un grad de modulaţie: D j =m p 3a 3 U p 2 /a 1 (2.14) Comparând relaţia (2.14) cu valoarea distorsiunilor rezultate din relaţia (2.10) se obţine: D i =(8m p /3m)(U p /U c ) 2 D 2 , (2.15) adică valoarea distorsiunilor de intermodulaţie poate ajunge, datorită valorii mari a raportului U p /U 0 în cazul unui semnal parazitar generat de un post puternic, la o valoare mult mai mare decât distorsionarea propriei anvelope de modulaţie. Mai mult, spre deosebire de distorsiunile neliniare, care modifică timbrul, distorsiunile de intermodulaţie introduc disonanţe, sunt mult mai supărătoare. Aceasta determină uneori ca în receptoarele TEHNIUM • Nr. 6/1999 CQ-YO a MA sursa principală a zgomotului etajelor de RF să fie intermodulaţia, fapt ce determină ca micşorarea sa să fie unul din criteriile principale de alegere a punctului static de funcţionare. Pentru aceasta trebuie luate măsuri ca tensiunea perturbatoare pe electrodul de comandă al elementului activ să fie redusă, chiar dacă câmpul perturbator la recepţie este slab. Aceasta se realizează cu circuite de intrare care au o selectivitate ridicată, şi în special folosind circuite cuplate. Din acest punct de vedere se arată, uneori, mai avantajoasă, în cazul unui condensator variabil cu trei secţiuni, utilizarea a două dintre ele pentru realizarea unor circuite acordate la intrare, amplificatorul de RF debitând pe o sarcină aperiodică. Dacă în locul unei tensiuni perturbatoare de RF simultan cu semnalul util apare o tensiune din banda audio utilă a receptorului, datorită neliniarităţii elementului activ şi aceasta poate determina apariţia unei modulaţii parazite. De obicei, această tensiune este datorată, la tuburile electronice, încălzirii filamentului în curent alternativ sau alimentării elementelor active cu tensiune redresată, imperfect filtrată. Datorită filtrajului insuficient, apar în tensiunea de polarizare şi alimentare componente de semnal dependente de tensiunea reţelei, care se suprapun pe cele determinate de filament, dacă acesta există. Se poate determina astfel tensiunea echivalentă totală aplicată pe electrodul de comandă Ub, rezultând un semnal de forma: u c = U c cosoo s t+ U b cosco b t (2.16) Aceasta determină o modificare a componentei medii a curentului de ieşire şi a pantei elementului activ la valorile: l e0 =a 0+ ( 32 /2)(U c 2 +lV) (2.17) S d =a 1+ 3a 3 U c 2 /4 (2.18) şi apariţia unei modulaţii parazitare, cu brum, cu frecvenţa tensiunii parazitare şi gradul de modulaţie: m b =2a 2 U b /s (2.19) De asemenea, mai apare şi o modulaţie parazitară cu frecvenţa dublă frecvenţei tensiunii modulatoare si cu un grad de modulaţie: m 2b =(1,5a 3 /s)U b 2 (2.20) Este de remarcat că modulaţia cu brum, spre deosebire de distorsiunile neliniare şi cele de TEHNIUM • Nr. 6/1999 intermodulaţie (care erau nule dacă a 3 era nul), apare chiar dacă curentul de ieşire are o variaţie pătratică. Pentru micşorarea modulaţiei cu brum este indicată realizarea unor amplitudini reduse ale tensiunii echivalente pe grilă, ceea ce este posibil dacă impedanţa de intrare pe electrodul de comandă este redusă. Uneori, pentru reducerea brumului se introduce pe elementul de comandă o tensiune cu frecvenţa f b în antifază cu tensiunea parazitară existentă sau, dacă filamentul este sursa principală de brum, montajul se echilibrează faţă de masă astfel încât tensiunile induse pe impedanţa de intrare a electrodului de comandă, datorate celor două capete ale lui, să fie egale şi în antifază. De asemenea, există posibilitatea ca semnalul util de la ieşirea radioreceptorului să determine apariţia unui semnal pe rezistenţa internă a sursei. Acesta, aplicându-se pe linia de alimentare la amplificatoarele de RF, poate determina o reacţie care produce fie o scădere a gradului de modulaţie, dacă este în antifază cu semnalul incident, fie o mărire a gradului de modulaţie sau chiar apariţia oscilaţiilor pe întregul receptor, sub influenţa semnalului, dacă reacţia este pozitivă. O altă cale de influenţă pe întregul receptor este transmiterea semnalului modulator prin intermediul unei oscilaţii mecanice generate de difuzor şi care modifică proprietăţile electrice ale amplificatorului. Acest efect este denumit microfonie. Se deosebesc două tipuri de efecte microfonice, şi anume: - acţiunea mecanică are loc asupra pieselor pasive din circuit - şi în special asupra elementului de acord (inductanţa sau condensatorul variabil), determinând o modificare a frecvenţei de rezonanţă a circuitelor de acord şi deci şi a factorului de transfer al acestora; - acţiunea mecanică se exercită asupra elementelor active din montaj, modificându-se admitanţa de transfer în ritmul modulaţiei. Expresia analitică a curentului de ieşire este: i e =U c cosco s t[ 1 +(rn m +rn)cosco m t+ (m m m/2)(1 +co S 2(o m t)] (2.21) Din relaţia (2.21) rezultă că apare o modificare a gradului de intermodulaţie cu valoarea rn m , care, dacă este negativă, duce la o demodulare a semnalului, iar dacă este pozitivă, determină mărirea adâncimii de modulaţie sau chiar intrarea în oscilaţie. Totodată, se constată că această microfonie mai determină şi apariţia unor distorsiuni neliniare de microfonie: D 2m =(m m m)/(2(m+mJ) (2.22) Deoarece gradul de modulaţie micronic rn m este independent de locul unde apare microfonia, fiind în funcţie numai de factorul de reacţie mecanic de la ieşire la elementul respectiv, amplitudinea tensiunii modulatoare este independentă de poziţia elementului activ în lanţul de amplificare, depinzând numai de amplificarea globală a întregului lanţ. Rezultă, deci, că singura soluţie de micşorare a efectului microfonie este micşorarea factorului de reacţie mecanic şi nicidecum a amplificării unei porţiuni din lanţul de amplificare, întrucât are importanţă amplificarea globală a acestuia. Ţinând seama de faptul că RAA-ul asigură un semnal de ieşire practic constant, influenţa maximă a microfoniei nu are loc la semnale puternice, ci la semnale slab modulate, pentru care reglajul de volum fiind maxim, apare şi o amplificare globală maximă (aceasta este şi condiţia de verificare a efectului microfonie). Un caz particular deosebit de interesant de analizat, din punctul de vedere al distorsionării semnalului de către elementele active ale amplificatoarelor de RF, este cel în care legea de variaţie a curentului faţă de valoarea sa iniţială l e este: i e =l e fexp.a(U c -bi 0 )-1]+l ei (2.23) în cazul tuburilor electronice cu pantă variabilă această variaţie se obţine ştiind că: ' b=0; l e =a 0 (2.24) iar pentru tranzistoare: l e =l e0 a c /(1-a c a e )(2.25) 'er'co/î 1 -^) (2.26) unde: l e0 - curentul de saturaţie al joncţiunii emitor-bază, dacă colectorul este în gol; l c0 - curentul de saturaţie al joncţiunii -colector-bază, dacă emitorul este în gol; a c - factorul de amplificare al curentului în scurt-circuit pentru montajul BC; a e - factorul de amplificare al curentului la conectarea inversă a tranzistorului. 9 CQ-YO a=e/KT=40(1/V); (2.27) b=r bb ,/(3 (2.28) Se observă că factorul b este şi el dependent de curentul de colector al tranzistorului, deoarece amplificarea de curent în scurt-circuit ((3), pentru montajul EC, este dependentă de curentul de colector. Totuşi această variaţie fiind foarte mică, este neglijabilă în raport cu variaţia tensiunii de comandă, justificând considerarea factorului b ca independent de curentul de colector. Pentru calculul distorsiunilor, tensiunea de comandă se poate exprima din relaţia (2.23) sub forma: U c =(1/a)kn(i e /l e )+bi e (2.29) deoarece, în mod normal: exp.a(U c -bi e )»1 (2.30) în acest caz, valorile a v a 2 şi a 3 din relaţia (2.3) sunt: a’=di /dU =1/(dU /di )= ai e /(1+abi e ) (2.31) a 2 =(1/2)(d\/dU c )= (1/2)(a 2 i e /(1+abi e ) 3 ) (2.32) a 3 =(1 /6)(d 3 i c /dU 3 c )= (1/6)(a 3 i e (1 -2abi e )/(1 +abi e ) 5 ) (2.33) Din relaţia (2.33) se obţine un rezultat deosebit de interesant, şi anume că coeficientul a3 şi deci şi distorsiunile sunt nule pentru: i ed =1/2ab (2.34) ceea ce îi recomndă ca un punct optim de funcţionare. în raport cu acest punct de funcţionare coeficientul de distorsiuni neliniare D 2 (vezi relaţia 2.10) se poate exprima prin relaţia: 16 0 care are un extrem de valoare: D 2M =(2m/73)a z U c 2 (2.36) pentru i e =2i ed . De aceea, utilizarea tranzistoarelor la curenţi i e >i ed este avantajoasă, introducându-se distorsiuni neliniare reduse. Această condiţie este în contradicţie cu condiţia de zgomot minim, pentru care curentul de colector optim este de circa 0,5mA, valoare mai mică decât i ed . Din cele arătate rezultă că este indicat, ca în lipsa semnalului, să se aleagă pentru tranzistoare (la tuburi electronice i ed =o °) un punct de funcţionare mai mic decât 2i ed . Pentru tranzistoarele supuse acţiunii RAA-ului este indicat să nu se determine variaţii prea mari sub valoarea i ed , deoarece distorsiunile cresc rapid. Pe baza valorii minime a D 2 = curentului de ieşire se poate determina din relaţia (2.35) amplitudinea maximă admisibilă a tensiunii de comandă la care distorsiunile neliniare nu depăşesc valoarea D 2adm . ( \ 2 U,„ adm <1 16 D 1 + - 2 adm \ 2 i ed ) 3 m -;(2.37) 1- l tn L ed De asemenea, impunându-se şi coeficientul de distorsiuni de intermodulaţie admisibil din relaţiile (2.15) şi (2.37), se obţine valoarea maxim admisibilă a tensiunii perturbatoare: f l. u padm — iadrn ■ V | | *gmin i. 2 w J ma 1- \ ;(2.38) V l ed J putându-se deduce şi atenuarea necesară (a p ), astfel încât să nu apară distorsiuni de intermodulaţie inacceptabile. Deoarece situaţia cea mai periculoasă este cea în care canalul perturbator este adiacent canalului util, condiţia (2.38) impune valoarea atenuării canalului adiacent pentru circuitul de RF. Pentru a analiza comportarea tranzistorului la frecvenţe ridicate din punctul de vedere al distorsiunilor neliniare, trebuie ţinut seama că valoarea curentului de bază creşte odată cu creşterea frecvenţei, ceea ce duce la micşorarea tensiunii de comandă a joncţiunii bază-emitor. Rezultă o mărire a factorului b (vezi relaţia 2.28) odată cu creşterea frecvenţei şi deci o micşorare a distorsiunilor neliniare. Din acest motiv, valorile cele mai mari ale atenuării semnalelor perturbatoare se impun în domeniul frecvenţelor scăzute, pentru care receptoarele de calitate folosesc de multe ori circuite de RF cuplate. Cele expuse până aici nu reprezintă totul despre această parte foarte importantă a unui radioreceptor. Dacă amatorul constructor nu va apela la formulele de calcul la realizarea receptorului, considerăm că partea “vorbită" îi va fi de un real folos. în numărul următor vom prezenta câteva scheme, extrase din radioreceptoarele de trafic pentru radioamatori, cu performanţe deosebite. - continuare în numărul viitor- • Vânzări video, i de componente electronice, accesorii audio- electrotehnice, automatizări; • Documentaţie, cataloage, cărţi, reviste, CD-ROM-uri din domeniul electronicii; • Oferim spaţiu în consignaţie pentru produse electronice, electrotehnice, calculatoare; • Accesorii pentru telefoane mobile GSM. = PRETURI MICI (“STUDENTESTI”) = 5 ' î î 7 :lw S.C. STAR 5 s.r.l B-dul luliu Maniu, nr.2, Bucureşti (Vis - a - vis de Facultatea de Electronică) Staţia de metrou “Politehnica” Tel. 018.60.26.25 3* 10 TEHNIUM • Nr. 6/1999 J CQ-YO a FRECVENTMETRU CU REZONANTA 9 9 ing. Şerban Naicu ing. Gheorghe Codârlă Frecvenţmetrul electronic cu rezonanţă (sau cu absorbţie), mai cunoscut sub denumirea germană de resonanzmeter sau cea englezească de grid dip-metru, este un aparat de măsură binecunoscut radioamatorilor, dar şi altor categorii de electronişti care au preocupări în domeniul radiofrecvenţei. Acesta permite stabilirea frecvenţei de acord a unui circuit oscilant, alimentat sau nu cu tensiune, ca şi determinarea frecvenţei de funcţionare a unui oscilator, verificarea funcţionării unui emiţător sau a unui receptor radio, găsirea frecventei de acord a unei antene etc. M Grid dip-metrul (frecvenţmetrul cu rezonanţă) reprezintă un aparat indispensabil în radiofrecvenţă. Acesta nu are precizia de măsurare a unui frecvenţmetru digital, dar nici nu-şi propune acest lucru, fiind un aparat destinat măsurătorilor rapide (şi evident, mai puţin precise). Când aparatul este destinat măsurării unor frecvenţe de valori foarte mari, se utilizează în locul circuitului derivaţie LC cavităţi rezonante, iar scala de măsură este gradată în lungimi de undă (şi nu în frecvenţă, ca în primul caz), de unde şi denumirea de undametru cu absorbţie (engl. absorbtion wavemeter). în principiu, un frecvenţmetru cu rezonanţă (grid dip-metru) conţine un circuit oscilant realizat dintr-o bobină fixă L (care se poate înlocui) şi un condensator variabil Cv, prevăzut cu un cadran, ca în figura 1. în paralel cu circuitul oscilant LC derivaţie este conectat un milivoltmetru electronic VE, care măsoară nivelul semnalului. Funcţionarea acestuia se bazează pe fenomenul de rezonanţă care se produce la circuitele oscilante LC atunci când frecvenţa aplicată circuitului este egală cu frecvenţa de rezonanţă a circuitului oscilant. Cu cât factorul de calitate (Q) al circuitului acordat este mai mare, cu atât maximul curbei de rezonanţă este mai pronunţat (curba este mai ascuţită), iar determinarea frecvenţei de rezonanţă este mai precisă. Acest lucru se poate observa în figura 2. Frecvenţa de rezonanţă a circuitului oscilant derivaţie (f 0 ) se determină cu relaţia: /o = WZc în care L şi C sunt inductanţa şi respectiv capacitatea din circuitul oscilant. Cu f-i şi f 2 s-au notat două frecvenţe limită, situate de o parte şi de alta a frecvenţei de rezonanţă, între care voltmetrul indică aceeaşi valoare a tensiunii. Frecvenţa de rezonanţă se poate determina cu formula: f 0 =(fi+f 2 )/2. Frecvenţmetrele cu rezonanţă se utilizează pentru măsurări de frecvenţă în domeniul 100kHz^-10GHz, precizia de măsurare fiind de 0,1 -^1%. Dacă frecvenţmetrul cu rezonanţă este proiectat pentru TEHNIUM • Nr. 6/1999 măsurarea frecvenţelor foarte mari, atunci scala acestuia nu mai este gradată în unităţi de frecvenţă (Hz), ci în unităţi de lungime (m). Lungimea de undă se poate determina cu relaţia: X 0 = 2 JlCyl LC unde c reprezintă viteza luminii. în acest caz aparatul poartă denumirea de undametru. Schema electronică a grid dip- metrului realizat de autori şi propus cititorilor este prezentată în figura 3. în principiu, schema este constituită dintr-un oscilator de tip Klapp, realizat cu pentoda 6J5P, care lucrează într-o gamă largă de frecvenţe, având circuitul oscilant derivaţie LC conectat între grila de comandă (g 1) şi anod (a), iar între grila de comandă (gl) şi catod (K) având montat un microampermetru (galvanometru) cât mai sensibil. Tubul electronic folosit este o pentodă amplificatoare de tensiune, cu pantă fixă, de producţie rusească, de tip 6J5P, utilizat în receptoare TV alb- negru de tip Rubin. Acesta prezintă următoarele caracteristici electrice: Uf=6,3V; lf=0,45A; Ua=300V; la=10mA; Ug2=150V; Ug1=-2V; S=9mAA/. Soclul tubului este prezentat în figura 4. S-a adoptat acest tub electronic, în cadrul schemei de faţă, din mai multe motive: are un gabarit foarte mic (circa 40mm lungime), este mai stabil cu temperatura decât un tranzistor şi, mai important decât toate, am dispus de el atunci când am realizat acest grid dip-metru. Acest lucru nu înseamnă că montajul nu poate fi adaptat cu uşurinţă şi realizat cu tranzistor. _ Schema mai conţine un ~TT CQ-YO transformator de reţea (coborâtor de tensiune), care furnizează în secundar o tensiune alternativă de 6,3V necesară alimentării filamentului tubului electronic. Tensiunea anodică a tubului (de circa +250V cc) se obţine direct din tensiunea alternativă de reţea prin redresare monoalternanţă cu dioda D ( de tip 1N4007) şi filtrare cu condensatorul C3 (22pF/500V). Tot din tensiunea redresată monoalternanţă, prin intermediul rezistorului R3, se polarizează şi grila ecran (g2) a pentodei, cu o tensiune pozitivă de f valoare mare. Grila supresoare (g3) a tubului se leagă la catodul (k), adică la masa montajului. Din motive de spaţiu, nu s-a utilizat un soclu pentru tubul electronic, lipiturile celorlalte componente sau ale conductoarelor de legătură făcându-se direct pe terminalele pentodei. Acest grid dip-metru acoperă un domeniu al frecvenţelor de lucru cuprins între 100kHz şi 200MHz, divizat în 3 subdomenii: 100kHz+2MHz; 2MHz+30MHz şi 30MHz+200MHz. Pentru fiecare dintre aceste trei subdomeniii se utilizează câte o bobină distinctă, bobinele fiind realizate pe soclu într-o carcasă închisă (capacul închizându-se prin înfiletare). Din motivele expuse anterior (obţinerea unui Q mare), atât condensatorul variabil (având două secţiuni egale de 240pF fiecare), cât şi bobinele trebuie să fie de calitate. Condensatorul variabil va avea izolatorul realizat din călit (se acceptă şi din textolit), acesta putându-se procura de la staţiile militare vechi (dezafectate). Din acelaşi motiv (obţinerea unui Q mare) bobinele se vor realiza din sârmă de cupru argintată, cu un diametru mare al conductorului. Instrumentul de măsură (galvanometrul) este recomandabil să fie cât mai sensibil (50+1OOpA la cap 12 de scală). în cazul montajului prezentat s-a folosit un VU-metru de la magnetofoanele Tesla, având sensibilitatea de lOOpA. MODURI DE LUCRU Există două moduri distincte de lucru şi anume un mod pasiv, cu comutatorul K pe poziţia 1, dacă montajul este nealimentat cu tensiune şi un mod activ, cu comutatorul K pe poziţia 2, oscilatorul realizat cu pentodă fiind în funcţiune. a) Modul pasiv de lucru Frecvenţmetrul nostru nu este alimentat cu tensiune continuă (K deschis), cu el măsurându-se obligatoriu numai circuite oscilante alimentate cu tensiune. Se procedează după cum urmează. Se apropie bobina exterioară a acestui frecvenţmetru cu rezonanţă (grid dip-metru) de circuitul oscilant (generatorul) a cărui frecvenţă se măsoară. Se va realiza un cuplaj cât mai slab şi nu unul strâns, pentru a nu se produce fenomenul nedorit de “târâre” a frecvenţei. în bobina aparatului nostru se va induce o tensiune de la circuitul cu care am realizat cuplajul, având o anumită frecventă. în momentul când yr~Y ii 1 195 Figura 6 prin acordarea condensatorului nostru variabil circuitul oscilant propriu LC capătă aceeaşi frecvenţă, tensiunea indusă în circuitul nostru va fi maximă. Acest fapt este pus în evidenţă de către microampermetrul pA, care, în momentul rezonanţei, va indica un maxim, spaţiul grilă-catod (gl-k) al tubului servind ca diodă-detectoare. Astfel, tensiunea de înaltă frecvenţă care se măsoară, aplicată prin cuplaj inductiv circuitului nostru oscilant este astfel redresată şi măsurată cu microampermetrul. Sensibilitatea acestui sistem de măsură se reglează cu ajutorul potenţiometrului P (500k£2, liniar). Se urmăreşte să se aducă maximul în cadrul scalei, ca să poată fi citit. La obţinerea indicaţiei maxime pe instrumentul de măsură se citeşte valoarea frecvenţei de rezonanţă a circuitului care se măsoară direct pe scala corespunzătoare bobinei folosite (indicaţia dată de axul condensatorului variabil), scala fiind gradată direct în unităţi de frecvenţă. Această metodă de detectare a rezonanţei se numeşte metoda absorbţiei, de unde provine şi denumirea de frecvenţmetre (sau undametre) cu absorbţie sau grid dipmetre. Facem precizarea că vom avea atâtea scale de măsură câte bobine utilizăm (3 în cazul nostru), b) Modul activ de 35 lucru în această situaţie comutatorul K fiind închis, tubul este alimentat cu tensiune, funcţionând ca un oscilator şi generând o frecvenţă variabilă, în funcţie de poziţia cursorului condensatorului variabil. în momentul când bobina externă a grid dip-metrului nostru se apropie de un alt circuit oscilant, cu frecvenţă de rezonanţă proprie, acest circuit nefiind alimentat cu tensiune, acesta va absorbi o energie maximă din circuitul nostru, atunci când oscilatorul va avea aceeaşi frecvenţă. Fenomenul va conduce la o scădere maximă a nivelului tensiunii la capetele circuitului oscilant activ (din aparatul nostru), ceea ce va fi pus în evidenţă printr-o indicaţie minimă a microampermetrului pA. Cu ajutorul potenţiometrului P se va regla astfel încât acest minim să se găsească în cadrul scalei (pentru a putea fi pus în TEHNIUM • Nr. 6/1999 CQ-YO evidentă). ’ ETALONARE Etalonarea frecvenţmetrului cu rezonanţă prezentat se poate face în două moduri, utilizând fie un generator de radiofrecvenţă etalonat, fie un frecvenţmetru digital. a) Metoda cu generatorul etalonat Se foloseşte grid dip-metrul în regim pasiv. Se pune acesta la un cap de scală şi se reglează frecvenţa generatorului până când pe microampermetru se observă un maxim. Frecvenţa citită pe generatorul de radiofrecvenţă etalonat se va marca pe scala aparatului nostru. Se repetă operaţia la mijlocul şi la celălalt capăt al scalei. Se va trasa câte o scală pentru fiecare bobină a aparatului. b) Metoda cu frecvenţmetrul Grid dip-metrul va lucra în regim activ, generând o frecvenţă. Se pune condensatorul variabil la capătul inferior al scalei şi cu ajutorul frecvenţmetrului se măsoară frecvenţa. Frecvenţa citită se va marca pe scală. Se repetă operaţia la mijlocul şi la capătul superior al scalei. REALIZAREA PRACTICĂ Cablajul montajului este prezentat în figura 5. Se observă forma uşor trapezoidală a acestuia. Dat fiind faptul că lucrează la frecvenţe înalte, construcţia aparatului va respecta regulile specifice radiofrecvenţei. Montajul va fi compact, rigid, componentele electronice conectându-se direct între ele cu conductoare scurte (sau chiar fără conductoare de legătură). Aspectul exterior al frecvenţmetrului cu rezonanţă este prezentat în figura 6. Carcasa este realizată din două capace din tablă de aluminiu cu grosimea de 1,5mm, decupate conform desenului şi îndoite după linia punctată. Acestea sunt fixate între ele prin intermediul piesei din textolit prezentată în figura 6 (dreapta- sus) şi al unui distanţor, care fixează capacul superior de corpul transformatorului de reţea. Bibliografie 1. Frecvenţmetre electronice - Rodica Popescu, Editura Tehnică, Bucureşti, 1967; 2. Generatoare de radiofrecvenţă - George Băjeu, Gheorghe Stancu, Editura Tehnică, Bucureşti, 1972; 3. Catalog de tuburi electronice - Cezar lonescu, Ana Săvescu, Editura Tehnică, Bucureşti, 1967; 4. Manualul inginerului electronist. Măsurări electronice, Edmond Nicolau (coordonator), Editura Tehnică, Bucureşti, 1979; VIDEOCASETOFOANE înregistrarea şi redarea magnetică a imaginilor şi sunetului Autori: Şerban Naicu Dan Cepăreanu Colecţia: ELECTRONICĂ Şl TELECOMUNICAŢII NOUTĂTI EDITORIALE 3 Editura ALL EDUCAŢIONAL oferă cititorilor săi tradiţionali încă o lucrare excelentă în renumita sa colecţie SOFTWARE/HARDWARE. Lucrarea conţine nouă capitole şi prezintă problemele specifice înregistrării şi redării informaţiei video şi audio cu ajutorul videocasetofoanelor. Sunt tratate în detaliu problemele specifice, începând cu prezentarea caracteristicilor de bază ale semnalului video complex color şi până la înregsitrarea digitală a informaţiei video pe bandă magnetică. Sunt prezentate, de asemenea, diferite formate de înregistrare video şi procedee de îmbunătăţire a sistemului de înregistrare/redare. Cartea este accesibilă unui public larg, format din diversele categorii de electronişti, amatori sau profesionişti, având preocupări în domeniul videocasetofoanelor. Grupul Editorial ALL-Serviciul “Cartea prin poştă” Sunaţi şi comandaţi! tel:01/402.26.00;fax:01/402.26.10 fax Distribuţie:01/402.26.30 sau scrieţi la: bd.Timişoara nr.58, sector 6, 76548 - Bucureşti CP 12 -107 NOI VĂ ADUCEM CĂRŢILE ACASĂ j Este vorba despre “AUTOCAD14. Ghid de referinţă” de George Omura şi B. Robert Callori. Cartea oferă explicaţii clare şi concise pentru fiecare facilitate şi comandă AutoCAD14, aranjate de la A la Z. Suficient de mic, în ceea ce priveşte gabaritul, pentru a putea fi transportat cu uşurinţă, dar cu un conţinut nebănuit de mare, acest ghid pune la dispoziţia utilizatorului toate materialele necesare într-un format glosar, simplu de utilizat. Cititorul va descoperi că acest volum reprezintă o sursă indispensabilă, indiferent de scopurile în care se utilizează AutoCAD, sau de nivelul de cunoaştere al acestuia. TEHNIUM • Nr. 6/1999 ■■ = LABORATOR GENERATOR DE FUNCŢII CU AFIŞARE DIGITALĂ 9 9 ing. Şerban Naicu Un generator de funcţii de joasă frecvenţă, în domeniul 20Hzn-200kHz, care să ofere toate cele trei forme de undă clasice (sinusoidal, triunghiular şi dreptunghiular) este extrem de necesar în laboratorul electronistului. Aparatul este cu atât mai util cu cât oferă şi posibilitatea afişării în permanenţă a frecvenţei semnalului livrat, cu cea mai mare precizie, pe un afişor digital cu 4 cifre. Generatorul de funcţii cu afişare digitală pe care vi-l propunem conţine două mari subansambluri funcţionale (alături, evident, de blocul de alimentare cu tensiune). Este vorba, în primul rând, de generatorul propriu-zis de semnale (de funcţii) realizat în principal cu circuitul integrat specializat, de tip ICL8038 (Intarsii)- Cel de-al doilea bloc funcţional este constituit de frecvenţmetrul cu 4 digiţi, realizat în principal cu circuitul integrat MMC22926. Despre ambele blocuri funcţionale enumerate, revista noastră s-a referit pe larg în câteva numere din anul trecut. Este vorba despre serialul de trei articole (nr.1, 2 şi 3/1998) intitulat “Generatorul de precizie pentru forme de undă - ICL8038” şi despre “Numărător cu patru digiţi” (nr. 6/1998), articole pe care vă invităm să le recitiţi. Acest lucru va constitui pentru dvs. un sprijin deosebit în fcw vederea realizării prezentului generator de funcţii. Generatorul de funcţii cu afişare numerică, pe care vi-l propunem spre realizare practică, prezintă câteva caracteristici principale: - frecvenţa furnizată, cuprinsă între 20Hz şi 200kHz, în patru game (de câte o decadă fiecare): 20+200Hz; 200-2000Hz; 2-20kHz; 20+200kHz; - atenuatorul de ieşire este etalonat în 4 decade şi furnizează nivelurile: lOmVcc, lOOmVcc, IVccşi i OVcc; - prevăzut cu ieşire distinctă pentru semnale TTL; - conţine o intrare de vobulare externă; - are încorporat un frecvenţmetru digital cu 4 cifre, realizat în tehnologie CMOS, pilotat de reţea, cu posibilitatea de utilizare externă (frecventa maximă: 4MHz); - consum redus: circa 8W. GENERATORUL DE FUNCŢII (DE SEMNALE) Acest etaj funcţional are schema prezentată în figura 1. Se observă faptul că aceasta este realizată în principal cu 4 circuite integrate. Principalul circuit integrat care echipează acest montaj este Cil, generatorul de funcţii ICL8038, fabricat de firma INTERSIL, având capsula şi semnificaţia pinilor prezentate în figura 2. Acesta este un CI monolitic capabil să genereze oscilaţii sinusoidale, dreptunghiulare, triunghiulare şi în dinte de fierăstrău, precum şi impulsuri de mare precizie. Frecvenţa este reglabilă din exterior într-o gamă cuprinsă între mai 2 3 ,Q> 14 TEHNIUM • Nr. 6/1999 LABORATOR puţin de 1/1000Hz şi mai mult de 1MHz şi este stabilizată într-o gamă largă a tensiunilor de alimentare şi a temperaturilor de lucru. Modulaţia de frecvenţă, precum şi vobularea pot fi obţinute printr-o tensiune externă, Reglare semnal I l sinusoidal Ieşire semnal | 2 sinusoidal Ieşire semnal I 3 triunghiular Reglarea I 4 factorului de umplere 1 5 -Vcc cu PolarizareM.F. | 7 00 00 § o 14 I Neconectat 13 I Neconectat 12 I Reglare semnal sinusoidal 1 l-Vcc(GND) 10 1 Condensator pentru _stabilire frecventa ~9 1 Ieşire semnal drepunghiular 8 I Intrare baleiaj M.F. Figura 2 iar frecvenţa este programabilă fie printr-o comandă digitală, fie prin adăugarea de condensatoare şi de rezistoare. Valorile maxime absolute pentru ICL8038 sunt: -tensiunea de alimentare:±18Vsau 36V; - puterea disipată: 750mW; - tensiunea de intrare (la orice terminal) nu trebuie să depăşească tensiunea de alimentare; - curent de intrare (pinii 4 şi 5): 25mA; - curent de ieşire (pinii 3 şi 9): 25mA. Principiul de funcţionare al generatorului de semnale prezentat este următorul: condensatorul de la pinul 10 al CI (CI ...C4), selectat cu ajutorul comutatorului K1.3 se încarcă liniar la un curent constant, ales din valoarea rezistorului de la pinul 4 al CI (R3^-R6, selectat cu ajutorul comutatorului K1.1), apoi se descarcă liniar la un curent constant, determinat de valoarea rezistorului de la pinul 5 al CI (R7 h-R 1 0, aleasă cu comutatorul K1.2). Două comparatoare din structura internă a lui ICL8038 controlează punctele de basculare reglate la 1/3 din tensiunea de alimentare (pragul de jos) şi respectiv 2/3 din tensiunea de alimentare (pragul de sus) şi asigură astfel comutaţia încărcare-descărcare. Curentul constant prin rezistoarele de la pinii 7 şi 5 ai CI este, de asemenea, reglat de către tensiunea de control de la pinul 8. Potenţiometrul PI (10k£2), sau tensiunea de vobulare (selectate cu întrerupătorul II), asigură deci excursia de frecvenţă aleasă cu ajutorul comutatoarelor. O decadă este acoperită pe gamă. Potenţiometrul PI va fi de tip multitură, permiţând astfel un reglaj de frecvenţă foarte fin şi obţinerea valorii dorite cu o mare precizie. Semnalul triunghiular, obţinut la bornele condensatoarelor CI -M34 de la pinul 10, este preluat în interiorul CI de către un etaj de urmărire de tensiune şi furnizat (pe impedanţă scăzută) la pinul 3 al CI. Acest semnal triunghiular este, de asemenea, trimis în interiorul CI la un etaj formator, realizat cu 2x8 tranzistoare, care îl transformă în semnal sinusoidal, care este livrat la ieşire (pinul 2). Ajustarea tensiunilor de la pinii 1 şi 12 ai CI (cu potenţiometrele SR2 şi SR3 de câte lOOkQ) permite finisarea formei semnalului şi obţinerea unui coeficient de distorsiuni minim. Acelaşi semnal triunghiular este trimis la un circuit basculant, care furnizează un semnal dreptunghiular (rectangular) la ieşirea de la pinul 9, care este cu colectorul în gol. Pentru a se atinge performanţele optime cu TEHNIUM • Nr. 6/1999 15 = LABORATOR ICL8038, tensiunea de alimentare a acestuia trebuie să tindă spre valoarea maximă (±18V). în cazul acestui montaj, tensiunea de alimentare este de ±12V. Amplificatorul de ieşire este realizat cu ajutorul circuitului integrat CI4, de tip LM318, care este un amplificator operaţional cu performanţe superioare. Astfel, răspunsul său în frecvenţă este de 100 de ori mai bun decât al clasicului amplificator operaţional LM741. Viteza de creştere (slew-rate) este de 50V/ps la LM318, faţă deO,5V/|us la LM741. dCX ' fT g l~T latchE enable Display Q Select Aout l 7 Bout l 8 ~ Vss j 9~ 18 | Vpo O CM O CNI CM O Ic j£U b 1510 14 | Carry out 13 i Reset 12 i Clock 1 i 1 Dout n I 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 L. .8 10 | Cout (comutatorul K2 pe poziţia 2-2’) legătura este directă, impedanţa de ieşire a circuitului integrat ICL8038 este suficient de scăzută (de ordinul a 200S2). Condensatorul C7 (68pF) contribuie la reducerea anomaliilor de formă ale semnalului în partea de sus a ultimei game. în schimb, pentru semnalul sinusoidal este necesară culegerea semnalului pe o impedanţă mare, cu scopul de a nu deteriora factorul (rata) de distorsiuni. Acest lucru se face prin intermediul circuitului integrat CI2, LF356, de tip Bifet. IA I Vpp A l 1 I — -I 14 I Vdi O -V O 15 | Reset B l 2 " 14 I CIock J | 3 inhiblt KC 12 i Carry out c i 5 Ti 19 D l 6 "Tq~1 4 vssr~7~ O *=r O tţ~I h 30® to m 3â_jL ~5 IE a). Amplificatorul operaţional LM318 este montat în conexiune de amplificator inversor. Condensatorul ajustabil CI 2 (trimerul) de 3/1 OpF, conectat între ieşirea AO şi intrarea sa inversoare, asigură corecţia la frecvenţe ridicate. Amplificarea generală (câştigul) se reglează cu ajutorul potenţiometrului P3(4,7k£2, liniar) de la zero la valoarea maximă. Tensiunea de la intrarea neinversoare a circuitului integrat LIVI318 (pinul 3) este reglabilă cu ajutorul potenţiometrului P4(4,7kO, liniar), ceea ce permite plasarea semnalului de ieşire în întregime în domeniul pozitiv (offset +), în întregime în domeniul negativ (offset-), plasat pe axa de zero volţi (offset 0), sau situat oriunde între aceste valori. Ieşirea AO de tip LM318 (pinul 6) este protejată printr-un rezistor R25 de 47Q şi debitează pe un atenuator decadic, care furnizează nivelurile de tensiune de lOmVcc, IVcc, lOOVcc sau lOmVcc, format din grupul rezistiv R26+R29. Impedanţa de ieşire este de cel mult 200£2 (la semnal cu amplitudinea de IVcc). Forma de undă a semnalului livrat la ieşire (triunghiular, sinusoidal sau rectangular) se selectează cu ajutorul comutatorului K2 (cu trei poziţii şi două secţiuni). Pentru semnal triunghiular b). Figura 4 K-/(C*D) L=/(E*F) M=/(G*H) c). Pentru semnal dreptun¬ ghiular (rectangular) legătura cu ieşirea este tot directă, ca în primul caz, dar reglajul cu ajutorul semireglabilului SR1 (1 k£2) permite corecţia centrajului semnalului, în raport cu celelalte două forme. Semnalul sinusoidal, care are amplitudinea cea mai redusă la ieşirea circuitului integrat ICL8038, este livrat direct (neatenuat) la ieşire, în timp ce celelalte două forme de undă, având amplitudini superioare, sunt atenuate prin intermediul semireglabililor SR4 (semnal dreptunghiular) şi SR5 (semnal triunghiular). Se va obţine astfel la ieşire exact acelaşi nivel vârf la vârf şi acelaşi centraj pentru toate cele trei forme de undă ale semnalului (în poziţia calibrat). Prezentul generator este prevăzut cu ieşire distinctă pentru semnale TTL. Semnalul TTL este fabricat cu ajutorul unui comparator rapid, de tipul LM710 (CI3). Circuitul integrat LM710 (pA710) reprezintă primul comparator integrat din punct de vedere cronologic, urmat la scurt timp de p.A711. Acesta din urmă a fost produs şi la noi ţară, la IPRS Băneasa, sub indicativul CLB2711EC. Acesta este un comparator dual (dublu) şi dacă se utilizează în montajul generatorului nostru se foloseşte doar o jumătate din acesta. Se poate observa pe schemă că AO, de tip 710, se alimentează de o manieră deosebită, adică având V+=+12V şi V-=-6V. Tensiunea negativă de -6V se obţine din tensiunea de -12V, furnizată de blocul de alimentare, prin stabilizare cu grupul rezistor R20 - diodă Zener Dz (6,8V). Tensiunea triunghiulară furnizată la pinul 3 al ICL8038 se aplică la intrarea inversoare (-) a circuitului 710 printr-un divizor de tensiune, realizat cu rezistorul R19+R16. Punctul de basculare al comparatorului se reglează cu ajutorul potenţiometrului P2 (1k£2 liniar), ceea ce permite obţinerea unui factor de umplere (raport ciclic) variabil. Rezistoarele R17 şi R18, de la intrarea neinversoare (+), dau naştere unui fenomen de histerezis, eliminând total oscilaţiile parazite care ar putea apărea la basculare. Ieşirea comparatorului 710 (pinul 7) este conectată direct la borna TTL, dar acest semnal este utilizat şi de către frecvenţmetrul intern, aşa cum se va arăta în cele ce urmează. FRECVENTMETRUL DIGITAL Frecvenţmetrul care echipează acest generator de funcţii are schema electrică prezentată în figura 3 şi este realizat în principal cu circuitul integrat de tip 74C926 (echivalent cu MMC22.926 fabricat de D1..D8 1N4002..1N4004 Figura 5 16 TEHNIUM • Nr. 6/1999 LABORATOR Microelectronica SA, sau cu MM74C926 fabricat de National Semiconductors). Alături de acesta se mai utilizează în schemă circuitele integrate de tip MMC4011 şi MMC4017. Aceste trei tipuri de circuite integrate, realizate în tehnologie CMOS, au capsulele şi semnificaţia pinilor prezentate în figura 4. Principiul de funcţionare al unui frecvenţmetru digital (numeric) constă în numărarea ciclilor într-un interval de timp dat. în cazul nostru, poarta NI se deschide în timpul determinat (de 1 s sau 0,1 s) lăsând să treacă impulsurile de numărat. După încheierea numărării, un impuls de transfer face ca rezultatul găsit să treacă la afişor, apoi un impuls de aducere la zero iniţializează numărătorul pentru o nouă măsurare, funcţionarea fiind repetitivă. în cazul frecvenţmetrului prezentat, semnalele a căror frecvenţă se măsoară ajung la o intrare a porţii NI (pinul 1) din componenţa CI7, de tip MMC4011, de la jacul de intrare (f ext ) prin intermediul comutatorului 12, fie direct, fie divizate cu 10(în cazul ultimei game) de către CI5, de tip MMC4017. Acesta reprezintă un numărător decadic (Johnson) cu ieşiri decodificate şi are capsula prezentată în figura 4b. Circuitul integrat MMC4017 livrează la pinul 12 (CARRY OUT) un impuls la fiecare 10 impulsuri de tact aplicate la intrarea CLOCK (pinul 14), deci practic frecvenţa de la intrare (fx) divizată cu 10 (fx/10). Impulsurile de ceas (clock) sunt furnizate, în acest caz, de către reţeaua de curent alternativ de 50Hz. Stabilitatea acestei frecvenţe este destul de bună pentru măsurările de joasă frecvenţă pe 4 digiţi. Pentru aceasta, în blocul de alimentare care va fi prezentat în cele ce urmează, se face o conexiune pe o înfăşurare din secundarul transformatorului de reţea (6Vef), tensiune care se aplică, prin intermediul grupului R33-R32-C16- C15, porţilor N2 şi N3 din CI7 (de tip MMC4011). Cu ajutorul acestor două porţi inversoare semnalul sinusoidal capătă o formă dreptunghiulară. Circuitul integrat MMC4011 conţine 4 porţi ŞI-NU (NAND) cu câte două intrări fiecare, având capsula prezentată în figura 4c. Poarta N4 nu se foloseşte în acest montaj. Atenţionăm asupra introducerii unor decuplări corespunzătoare, care să elimine paraziţii care pot impieta asupra unei bune funcţionări. Acest semnal dreptunghiular de 50Hz, de la ieşirea porţii N3 (pinul 11 al CI7), se aplică fie direct (pentru primele două game de sus), fie divizat cu 10 de către CI6, de tip MMC4017 (pentru cele două game de jos) - având în acest caz valoarea de 5Hz - unui nou divizor cu 10, reprezentat de CI8 (de tip MMC4017). Selectarea se face cu ajutorul secţiunii K1.5 a comutatorului pentru game de frecvenţă. La intrarea divizorului CI8 (pinul 14) se aplică semnale cu frecvenţa fie de 50Hz, fie de 5Hz, la ieşire (pinul 12) rezultă semnale cu frecvenţa (divizată cu 10) de 5Hz, respectiv 0,5Hz, adică cu perioada de 0,2s sau 2s. Alternanţa pozitivă a acestui semnal, măsurând fie 0,1 s, fie îs (jumătate din perioadă) constituie semnal de deschidere pentru poarta NI (din CI7), aplicându-se la pinul 2 al acesteia. Pe la pinul 5 al CI8, conectat furnizate de generator şi afişate de frecvenţmetru, corespunzător poziţiei comutatorului de gamă sunt: Poziţia 4: 20n-200[în Hz]; Poziţia 3: 200-2000|în Hz]; Poziţia 2: 2.00+20.00[în kHz]; Poziţia 1: 20.00-^200.Oţîn kHz]. Timpul de măsurare al frecvenţmetrului nostru este de 1/1 Os pentru gamele de sus (durata completă a ciclului fiind de 2/1 Os), ceea ce este foarte bine, şi de îs (cu o durată a ciclului de 2s) pentru gamele de jos, ceea ce este acceptabil. Intrarea frecvenţmetrului poate fi utilizată şi din exterior pentru semnale în norma TTL (5Vcc), având limita de frecvenţă de ordinul a 4MHz (tipic). BLOCUL DE ALIMENTARE CU TENSIUNE Cele două module funcţionale prezentate (generatorul de funcţii şi frecvenţmetrul) se alimentează cu o tensiune de +5V şi una duală de ±12V. Figura 6 cu pinul 5 (LATCH ENABLE) al CI9, se asigură funcţia de transfer, iar pe la pinul 9 al CI8, conectat cu pinul 13 (RESET) al CI9, se asigură aducerea la zero a frecvenţmetrului. Circuitul integrat CI9, de tip MMC22926, având capsula prezentată în figura 4a este un numărător cu 4 digiţi, cu ieşirile multiplexate, destinat comenzii afişoarelorcu 7 segmente cu catod comun. Cele 4 tranzistoare folosite (T1-T-T4) sunt de tp BC546, BC547, BC548 etc. (în capsulă TO-92a). Pentru limitarea curentului prin cele 7 segmente ale afişoarelor se utilizează grupul de rezistoare R35+R41 (de A1Q. fiecare). Prin scăderea valorii rezistoarelor se creşte luminozitatea segmentelor afişoarelor. Prin intermediul secţiunii K1.6 a comutatorului rotativ se aprind corespunzător punctele zecimale Pz (U-unităţi, Z-zeci, S-sute). PzM(mii) nu este conectat. Cele patru game de frecvenţă Schema electrică a alimentatorului este dată în figura 5. Acesta este compus, în principal, dintr- un transformator (coborâtor de tensiune) de reţea, având două înfăşurări secundare, fiecare de câte 6Vc.a., un număr de 8 diode redresoare (de tip 1N4002...1N4004) şi trei regulatoare de tensiune integrate, de tip 7805, 7812 şi 7912. în înfăşurarea primară a transformatorului se află înseriată o siguranţă fuzibilă de IA. Se observă pe schema blocului de alimentare locul de unde se culege tensiunea de 6Vef/50Hz necesară asigurării tactului de ceas (clock) al frecvenţmetrului. Panoul frontal al aparatului este prezentat în figura 6. Bibliografie 1. Le Haut Parleur nr.1672, septembrie 1981; 2. Catalog Intersil, ICL Precision Waveform Generator Voltage Controlled Oscillator. TEHNIUM • Nr. 6/1999 17 LABORATOR TESTER PENTRU AFISOARELE CU CRISTALE LICHIDE ing. Şerban Naicu Afişoarele cu cristale lichide (LCD-Liquid Cristal Display) sunt astăzi extrem de răspândite şi datorită certelor lor avantaje sunt utilizate în numeroase montaje. Diversitatea LCD-urilor este şi ea extrem de mare, existând afişoare de la cele mai simple, cu doar doi digiţi de exemplu, până la unele complexe, cu 10,12 sau chiar mai mulţi digiţi, ca să nu mai vorbim de afişoarele cu cristale lichide cu un număr foarte mare de caractere afişate, organizate pe mai multe rânduri (module alfanumerice). n n “LTLT IEŞIRI Dacă, de regulă, pentru LCD- ul cu care vrem să realizăm o aplicaţie practică avem foaia de catalog (cu pinii acestuia şi semnificaţia lor) există şi situaţii în care nu dispunem de documentaţia necesară. O utilizare (conectare) a LCD-ului pur întâmplătoare (fără a cunoaşte semnificaţia terminalelor acestuia) prezintă riscuri foarte mari în ceea ce priveşte deteriorarea ireversibilă a afişorului. Dispozitivul electronic pe care îl propunem în figura 1 reprezintă un tester foarte simplu pentru afişoarele cu cristale lichide, cu ajutorul acestuia putând să "ridicăm” schema LCD-ului, determinând astfel semnificaţiile (funcţiile) diverselor sale terminale. După cum se ştie, un afişorcu cristale lichide (LCD) conţine două plăcuţe de sticlă, foarte subţiri, montate suprapus (sandwich) şi pe a căror faţă interioară sunt depuse pistele conductoare. în mod normal cele două plăcuţe sunt transparente, spaţiul dintre ele fiind umplut cu un lichid (de unde şi denumirea) ale cărui cristale îşi schimbă polarizarea sub influenţa tensiunii aplicate. Astfel, anumite segmente devin vizibile, constituind indicaţia afişorului. Pentru a se putea testa unul dintre segmentele afişorului este suficient să se aplice o tensiune de doar câţiva volţi. Această tensiune nu trebuie să fie în nici un caz continuă, deoarece într-un asemenea caz curentul ar provoca dizolvarea pistei fine şi deteriorarea iremediabilă a afişonjlui. întotdeauna, un afişajLCD se va testa numai cu ajutorul unei tensiuni alternative, care, mai mult decât atât, nu trebuie să conţină nici cea mai mică componentă continuă. Este necesar să avem o circulaţie extrem de precisă de curent într-un sens şi în celălalt (curenţi riguros egali). în acest mod se poate evita distrugerea afişorului. Din aceste considerente, deşi LCD-ul este un afişor extrem de robust şi de fiabil, pentru a nu-l supune încercărilor chiar cu cea mai mică componentă continuă (extrem de periculoasă pentru acesta!), autorul recomandă o mare grijă din partea constructorilor electronişti în ceea ce priveşte improvizarea testerelor de măsură pentru aceste tipuri de Circuitul integrat MMC4047 reprezintă un multivibrator monostabil/ astabil de mică putere, având schema bloc internă prezentată în figura 2, iar capsula şi semnificaţia terminalelor în figura 3. După cum se poate observa din structura internă a integratului (figura 2), acesta comportă la ieşire un divizor de frecvenţă cu 2, ceea ce asigură perfecta simetrie a semnalului rectangular de ieşire. Circuitul integrat MMC4047 poate funcţiona în mai multe moduri, unul dintre acestea fiind cel de astabil cu funcţionare continuă, dacă intrarea ASTABLE (pinul 5) este în 1 logic, sau dacă /ASTABLE (pinul 4) este în 0 logic, aşa cum este prevăzut în schema noastră. Frecvenţa oscilatorului (astabilului) este de circa 1kHz, temporizarea fiind dată de componentele externe CI (2,2nF) şi R1 (lOOkQ) conectate între pinii 1 (C), 2(R) şi 3 (R-C COMMON). • Montajul prezentat se va alimenta cu o tensiune continuă Uzual se folosesc diverse testere improvizate, constituite din oscilatoare (astabile) realizate cu circuite integrate logice obişnuite (seria TTL, de exemplu). Pericolul constă în aceea că, în acest caz, raportul ciclic (factorul de umplere) nu este exact de 50%, ci uşor diferit, ceea ce determină prezenţa unei mici componente continue. Testerul pe care îl propun, având schema prezentată în figura 1, realizat în principal cu circuitul integrat de tip CMOS MMC4047, reprezintă un generator de semnal dreptunghiular (rectangular) care produce o tensiune alternativă de ieşire perfect simetrică. 9V poate fi puţin chiar prea mare pentru cea mai mare parte a afişoarelor LCD moderne. Ideală ar fi o alimentare cu tensiune reglabilă, aceasta având avantajul că ne ajută să determinăm cu precizie şi limitele de tensiune între care afişorul funcţionează încă corect. Se poate remarca aici că există o legătură între nivelul tensiunii de alimentare şi unghiul de bună vizibilitate al afişorului. Testerul prezentat are un consum foarte redus, de circa ImA. Pentru testarea afişorului se va aplica tensiunea rectangulară furnizată la ieşirea integratului (pinul 10-Q sau pinul 11-/Q) prin intermediul 18 TEHNIUM • Nr. 6/1999 LABORATOR .■ = MĂSURĂRI NECONVENTIONALE CU AVOMETRUL 3 ing. Tony E. Karundy De regulă cu un Amper-Volt- Ohmmetru (AVOMETRU) se pot măsura direct intensităţi de curent continuu sau alternativ, tensiuni continue sau alternative şi rezistenţe. Avometrul poate fi folosit şi pentru unele măsurători electrice indirecte în care, pe lângă măsurătorile directe, obţinerea valorii mărimii ce interesează se obţine prin calcule, construcţii grafice etc. Măsurarea inductanţelor Este vorba de inductanţele mari ale bobinelor cu miez de oţel electrotehnic (transformatoare, bobine de şoc, înfăşurări de relee etc.) care se pot măsura la frecvenţa reţelei. Pentru măsurare se execută montajul din schema prezentată în figura 1 , în care R este o rezistenţă Figura 5 unui rezistor de 10k£2 (R2 sau R3) între borna comună a afişorului respectiv (backplane-în engleză, sau arriere plan - în franceză) şi unul dintre segmente. Dacă nu ştim care este pinul backplane (BP) al afişorului, vom conecta una dintre ieşirile testerului la unul dintre segmente şi, prin încercări succesive cu cealaltă ieşire a testerului pe ceilalţi pini, vom persevera până la aprinderea segmentului. în acel moment am identificat de fapt pinul BP. Păstrând una dintre ieşirile testerului pe acest pin, prin atingerea cu cealaltă bornă de ieşire a testerului a celorlalţi pini vom identifica semnificaţiile acestora (funcţiile lor). Dacă în acest fel, la anumite tipuri de afişoare, unul dintre TEHNIUM • Nr. 6/1999 cunoscută şi de o precizie cât mai bună. Cu avometrul se măsoară cele trei tensiuni: U AB , U BC> U AC (tensiunea reţelei). Alegând o anumită scară (ex. 10V -1 cm), se construieşte triunghiul celor trei tensiuni (figura 2). Dacă bobina de inductanţă necunoscută Lx ar fi avut rezistenţa de pierderi nulă (Rx=0), triunghiul din figura 2 ar fi fost dreptunghic. După cum se vede, el nu este dreptunghic şi tensiunea se poate descompune într-o componentă U^în fază cu U BC şi o componentă U u nepolarizate, măsurătoarea făcându- se în curent alternativ. Pentru măsurare, similar cazului bobinelor, condensatorul se conectează în serie (figura 3) cu un rezistor de rezistenţă cunoscută (cu o precizie cât mai bună). Avem de măsurat capacitatea Cx şi rezistenţa serie echivalentă de pierderi Rx. Ca şi în cazul precedent, se măsoară U^, U BC şi U AC şi se construieşte triunghiul tensiunilor. Din construcţia grafică (figura 4) se deduc U R si U c . Rezultă: U Rx =Rxl Rx=(U> bc )R (Q) U cx =l/Cx Cx=l/U Cx =U BC /l (F) Măsurarea frecvenţelor Este vorba despre frecvenţele joase cuprinse între 50Hz şi 20^100kHz (limita superioară de Figura 3 *■—' în cuadratură cu U BC . Valorile acestor două tensiuni nu se pot măsura direct, punctul D fiind inaccesibil. Din construcţia grafică se obţine si U L : U^Rxl Rx=U Rx /I=(U Rx /U bc )R (Q) X U l =LxI Lx=U Lx /I=(U Lx /U bc )R (H) în care: (o=2nf=314rad/s. Recapitulând, la această metodă de măsură, co şi R sunt constante, U BC se măsoară, iar şi U. se determină din construcţia Lx > grafică. Măsurarea capacităţilor Este vorba, evident, de capacitatea condensatoarelor segmente nu se aprinde, nu vă speriaţi: el nu este ars! Verificaţi dacă acesta nu este asociat unui alt pin de backplane! Bibliografie 1. Circuite integrate CMOS. Manual de utilizare - I. Ardeleanu, H. Giuroiu şi L. Petrescu, Editura Tehnică, Bucureşti, 1986; 2. Revista Elektor, nr.241/242-1998. ■LU”" C| 1 MMC4047 14 IVod RfT 13 1 OSCILLATOR OUT R-C COMMON 1 3 12 IRETRIGGER /ASTABLE n “TTl/Q astable 1 '5 HTria -TRIGGER 1 6 li Iext reset Vss | 7 “8 l+TRIGGER Figura 3 măsură a Voltampermetrului care este înscrisă pe aparat, sau în cartea tehnică). Montajul de măsură este simplu (figura 5) şi constă dintr-un rezistor de rezistenţă R şi un condensator de capacitate C, ambele valori cunoscute cu precizie cât mai bună. La bornele AB se aplică tensiunea de frecvenţă fx necunoscută. Se măsoară tensiunile U r Ş' u c : U r =RI; Uc=I/(co x C) Calculăm raportul lor: r=U R /U c . înlocuind expresiile lui U R şi U c , rezultă: r=co x RC=27tfxRC de unde fx=r/(27iRC) (Hz). Eroarea relativă maximă de măsură a frecvenţei, prin această metodă, depinde de precizia cu care sunt cunoscute R şi C: Afx/fx=-(AR/R+AC/C) Dacă AfR/R=1% şi AC/C=5%, atunci: Afx/fx=6%. 19 = AUTOMATIZĂRI ORGĂ DE LUMINI Kazimir Radvansky Montajul propus este o orgă de lumini realizată numai cu tranzistoare, putând debita o putere de 20W culoare, suficient pentru o cameră obişnuită. După cum se poate observa din schema electrică de principiu (figura 1) montajul este foarte simplu şi accesibil începătorilor, oferind satisfacţii deosebite în funcţionare. f 0 pe care dorim să o aibă filtrul respectiv şi modificăm valoarea componentei pasive corespunzătoare C3, R9, C5 a filtrului, până când becul va ilumina foarte slab (filament înroşit). Date constructive. Reglaje finale în figura 2 este prezentat circuitul imprimat al montajului. Datorită efectului de inerţie a becurilor cu incandescenţă se recomandă utilizarea a patru becuri de 5W/12V legate în paralel, pentru fiecare canal în parte. Punerea în funcţiune necesită doar reglarea preamplificatorului în modul următor: conectând o cască telefonică între minusul lui C2 şi masă, Principiul de funcţionare Semnalul de AF este distribuit potenţiometric prin R1 unui etaj preamplificator realizat cu ajutorul lui T1, care permite acţionarea montajului şi de la surse slabe de AF. în continuare, prin C2, semnalul amplificat este aplicat blocului rezistiv R5, R6, R7 care îl distribuie la cele trei filtre de frecvenţă. Filtrele realizează descompu¬ nerea semnalului în trei componente, în funcţie de frecvenţa de tăiere a lor (f 0 ). în continuare, fiecare componentă este amplificată printr-un etaj Darlington care are ca sarcină becul cu incandescenţă, care va modela prin variaţia intensităţii luminoase componenta AF respectivă. Diodele D1,D2 şi D3 au rolul de protecţie asupra etajului de amplificare. Tipul filtrelor utilizate şi modul de lucru se poate urmări în figura 3. Cei care doresc să modifice diagrama de lucru a filtrelor pot proceda în felul următor: cu ajutorul unui generator de AF etalon se introduce la intrare un semnal de frecvenţă egală cu frecvenţa de tăiere Bobinele de şoc Drl, respectiv Dr2 se realizează pe câte un pachet de tole de I, 2*2 cm 2 , având aproximativ 210 şi respectiv 430 spire din sârmă CuEm 4> 0,2. Transformatorul de alimentare trebuie să asigure în secundar 12V şi se calculează în funcţie de puterea becurilor utilizate. + 12V o f—► comunBl,B2,B3 semnalul AF trebuie să se audă fidel, în caz contrar se acţionează asupra lui R2 până când audiţia devine foarte bună. Tranzistoarele de putere vor fi protejate termic prin montarea lor pe radiatoare de răcire. - continuare în pagina 23 - -12V TEHNIUM • Nr. 6/1999 A AUTOMATIZĂRI — AUTOMAT PENTRU SCOATEREA LICHIDULUI DINTR-UN REZERVOR Mihai Mateescu Cele mai multe dintre schemele referitoare la regulatoarele de nivel realizează umplerea unui rezervor, dar există şi situaţii în care este necesar un automat care să comande o pompă submersibilă pentru golirea unui puţ decantor. Schema bloc a instalaţiei este prezentată în figura 1. Funcţionarea acesteia este dată în cele ce urmează. Când rezervorul este gol (senzorii MIN şi MAX sunt deasupra lichidului), comparatoarele CP1 şi CP2 au V+ pe intrarea inversoare care determină la ieşirea lor tensiune apropiată de masă. Ca urmare, la ieşirea porţii Şl este “0” logic. Când nivelul apei creşte (senzorul MIN “intră la apă”), comparatorul CP2 se polarizează pe intrarea inversoare cu un potenţial sub valoarea tensiunii de referinţă, ceea ce determină creşterea potenţialului la ieşire aproape de tensiunea de alimentare şi transmiterea unui "1" logic sub senzorul MIN, pe intrarea inversoare a CP2 apare un nivel mai mare decât referinţa, aceasta conducând la bascularea ieşirii CP2 în “0" logic şi automat trecerea ieşirii porţii Şl în “0” logic. Tranzistorul se blochează şi releul nu mai primeşte alimentare. Schema electrică de principiu este redată în figura 2. De remarcat simplitatea deosebită a schemei. Tranzistorul folosit (BD135) nu are nevoie de radiator de răcire. După 3 ore de funcţionare (releul anclanşat) încălzirea capsulei aproape că nu era sesizabilă (cu degetul). Releul folosit de mine este de tip auto şi are rezistenţa de circa 80<2 şi are nevoie de un curent de 180mA, la 12V, pentru anclanşare. Acesta este motivul pentru care am folosit varianta de comandă a releului cu tranzistorul extern. Circuitul integrat conţine şi un amplificator inversor de putere care absoarbe din exterior un curent maxim de 150mA, fiind protejat la sarcinile inductive cu o diodă internă. Ca urmare, dacă se foloseşte un releu cu rezistenţa mai mare de 100f2 se poate renunţa la tranzistor şi se fac următoarele modificări: pinul 12 se deconectează de la masă şi se uneşte cu pinul 7, iar releul se montează între borna + a tensiunii de alimentare şi pinul 11 al circuitului integrat. LED-ul montat la pinul 7 al circuitului integrat este folosit ca martor al funcţionării pe timpul anclanşării releului (atâta timp cât schema este activă). Menţionez că schema funcţionează de la prima încercare, dacă piesele sunt verificate în prealabil şi montajul este realizat cu atenţie. Bibliografie 30 de aplicaţii practice ale circuitului integrat (3U1011 - R. Râpeanu, L. Sârbu; Agenda radioelectronistului - ing.N. Drăgulănescu. pe intrarea “a" a porţii Şl (ieşirea porţii Şl este în “0” logic). în momentul în care lichidul atinge senzorul MAX, ieşirea CP1 basculează în “1" logic care se transmite pe intrarea “b” a porţii Şl. Ca urmare, ieşirea porţii Şl trece în “1” logic, care se transmite pe dauă căi: prima, în baza tranzistorului care se saturează şi comandă anclanşarea releului şi pe a doua cale, pe intrarea neinversoare a amplificatorului operaţional AO. Ieşirea AO trece în “1” logic şi menţine “1" logic pe intrarea “b” a porţii Şl, indiferent de starea ulterioară a comparatorului CP1. Pompa începe să extragă lichidul din rezervor. La un moment dat, nivelul lichidului scade sub senzorul MAX. Ieşirea CP1 cade în “0” logic, dar în continuare pe intrarea “b” a porţii Şl este “1" logic de la ieşirea AO. Ca urmare comanda releului nu este întreruptă, iar pompa funcţionează în continuare. Când nivelul lichidului scade v+o- RELEU BD135 lOOnF Figura 2 TEHNIUM • Nr. 6/1999 21 AUTOMATIZAM MODULE STABILIZATOARE DE TENSIUNE Valentin Croif Constantin Propun realizarea a trei montaje electronice de tip modul, deosebit de utile în laboratorul oricărui electronist. Ele sunt stabilizatoare de tensiune, reglabile în gama de tensiuni 4V-M2V, concepute special pentru montarea lor între o sursă de tensiune de curent continuu fixă, nestabilizată şi o sarcină ce “consumă" maxim 0,1 -MD.3A, în funcţie de montajul folosit. De multe ori electroniştii dispun de o sursă de 12V c.c., nereglabilă şi sunt puşi în situaţia de a alimenta de la ea consumatori cu tensiuni mai mici de lucru si totodată cu funcţionare Rl* U zt =(V be +V 2 )(1+(R2+P)/R3), unde: V BE =0,55-^0,6V, iar V Z =3,4-^3,8V, în funcţie de dispersiile tensiunii stabilizate ale diodei Zener. Se observă că se poate regla din potenţiometrul P. Pe rezistorul Rl “cad” maxim 8V, atunci când tensiunea la ieşire este minimă şi are valoarea (pentru un curent maxim de 300mA): Rl =8V/300mA~26Q. Se alege Rl standardizat la valoarea de 22Q, dar valoarea sa se poate tatona (în funcţie de tensiunea la ieşire sau curentul prin sarcină) în această valoare nu se poate garanta o funcţionare sigură în parametrii calculaţi. în figura 3 se prezintă un stabilizator cu circuit de limitare a curentului prin sarcină. Siguranţa fuzibilă S se arde dacă se depăşeşte un curent mai mare de 0,4A, însă circuitul de limitare format din T3, Dl, D2, R5 şi R4 începe să limiteze la un curent mai mic, în jurul a 250+300mA. Diodele Dl şi D2 sunt diode rapide, de comutaţie (se pot folosi şi alte tipuri echivalente). Valoarea rezistorului R4 rezultă din relaţia: T2 BD135 îndelungată (radioreceptoare, alarme pentru locuinţă, sonerii ş.a.). De la o astfel de sursă (care să furnizeze şi un curent mare, de exemplu 1 A) se pot alimenta, prin intermediul unor asemenea mici module stabilizatoare de tensiune, receptoare cu funcţionare îndelungată, modulele lucrând în paralel pe sursă şi furnizând fiecare tensiunea necesară. Montajul din figura 1 reprezintă un stabilizator parametric. Dioda Zener DZ3V6 formează împreună cu T, R, R3 şi P o diodă Zener sintetizată. Tensiunea între colectorul tranzistorului T şi anodul diodei D este dată de relaţia: Figura 3 intervalul 15Q-^27Q. Curentul de colector al tranzistorului T este în jur de 5mA, suficient ca dioda Zener să lucreze în zona de stabilizare. Valoarea divizorului R2, P, R3 este destul de mare, astfel încât să se considere că lucrează în gol. Valoarea rezistorului R2 a fost aleasă astfel încât atunci când P=0£2 tensiunea la ieşire să fie minimă (aproximativ 4V) şi de a menţine pe T în regiunea activă de funcţionare. Condensatoarele CI şi C2 au rol de filtraj. în figura 2 este prezentat montajul din figura 1 , căruia i se adaugă un regulator serie cu tranzistorul T2, tip BD135. Factorul de stabilizare al acestui montaj este mult mai bun. Rezistorul Rl nu C1 ouţ mai disipă multă * 470 uF căldură, ca la schema precedentă, el având acum o valoare mai mare: 1kf2/0,25W. Curentul maxim de lucru se situează în jur de 300mA, peste o + o - R4=(U intrare -U BEsat -l nom R5)/(2l nom /p) R4 se va tatona în jurul valorii indicate în schemă, în funcţie de factorul de amplificare (3 al tranzistorului T3. Se ţine cont de faptul că U BEsaf =0,66V. Pentru R5 se alege o valoare în jurul a 1Q (se poate realiza din nichelină, bobinat, sau se procură din comerţ). Date constructive Montajele se vor monta în mici cutiuţe confecţionate din tablă cu grosimea de circa 0,2mm^0,5mm, sau din placaj de lemn. Se va prevedea o gaură pe una din feţe, pentru montarea potenţiometrului de reglaj al tensiunii. Bornele lui se monfează în punctele A şi B de pe cablaj. Cablajul din figura 4 este pentru montajul prezentat în figura 1, el putându-se rectifica în funcţie de gabaritul componentelor electronice folosite. Pe cablajul din figura 5 se realizează montajul din figura 3. Dacă însă se doreşte realizarea montajului din figura 2 schema de cablaj este de la linia punctată spre dreapta, căutându-se 22 TEHNIUM • Nr. 6/1999 AUTOMATIZĂRI VARIATOR DE LUMINOZITATE PENTRU LED-uri ing. Dragoş Marinescu La afişoarele cu LED-uri obişnuite, intensitatea curentului pe fiecare segment trebuie să fie limitată la aproximativ 25mA şi această limitare se face de obicei cu rezistoare serie. De exemplu, pentru un afişaj de 6 cifre, fără a se ţine cont de punctele zecimale, sunt necesare nu mai puţin de 42 de rezistoare de limitare. Pe lângă aceasta, luminozitatea predeterminată prin intensitatea curentului nu mai poate fi influenţată ulterior. Circuitul propus în acest articol permite reglajul luminozităţii într-o plajă largă de valori. Rezistoarele de limitare sunt eliminate şi astfel realizarea plachetei de circuit imprimat este simplificată. Acest circuit este un simplu stabilizator de tensiune cu tensiunea de ieşire reglabilă. Segmentele LED- urilor se leagă direct la ieşirea circuitului. Luminozitatea LED-urilor este în funcţie de reglajul de tensiune şi de caracteristicile LED-urilor. R2 (pentru reglajul aproximativ) şi R3 (pentru reglajul precis) influenţează tensiunea de ieşire, care variază între 0 şi 4,3V. înainte de punerea în funcţiune, tensiunea va fi reglată la minim, apoi va fi crescută încet-încet până se obţine luminozitatea dorită. Curentul maxim debitat de montaj este cel al tranzistorului TI (IA). Se va avea grijă ca suma curenţilor prin toate segmentele afişajului să nu depăşească IA. Tranzistorul TI seva monta pe radiator de aluminiu. Lista de piese T1=BD139, cu radiator; T2=BC108; R1=100Q; R2=470Q semireglabil; R3=100£2 semireglabil. Bibliografie 1. "300 Circuits" - Publitronic; 2. Catalog IPRS. TI BD139 Ri A t/j 100 M P H M ^~| BCioa(p)— py - urmare din pagina 20 - Condiţii de măsurare - instrument cu Ri>20kQA/; - sarcina pe canal-becuri 5W/12V. Lista de piese T1 =T2=T3=T4=BC107, BC109, BC171 etc.;T5=T6=T7=EFT213-214, AD130, ASZ15,16,17; D4=D5=D6= D7=EFR15. Bibliografie 1. Lucrări practice de electronică - St. Popescu etc, Editura Tehnică, Bucureşti, 1977; 2. Dispozitive electronice-PPiringer, Editura didactică şi pedagogică, Bucureşti, 1976; 3. Electrotehnică - Emil Simion, Editura didactică şi pedagogică, Bucureşti, 1978; NOTA: A si B sunt borne pentru potentiometrul care se montează pe cutia montajului. Figura 4 însă un loc pentru montarea lui CI. Tranzistoarele T2 şi T3 se montează pe radiatoare din aluminiu cu o suprafaţă de circa 12cm 2 . Cu excepţia lui R1 din figura 1 toate celelalte rezistoare sunt de 0,25W. Condensatoarele CI şi C2 au tensiunea de lucru în c.c. de 16V. Observaţie Cele trei montaje, înainte de fi realizate, au fost rulate cu programul PSPICE pe un calculator. Rulaţea s-a făcut modificând sarcina între 100Q şi 10Q, observându-se că tensiunea rămâne deosebit de bine stabilizată. Tot din această simulare s-a observat că tensiunile stabilizate care se apropie de valoarea maximă (Uintrare) sunt “înghesuite" spre valoarea de capăt a potenţiometrului P (liniar). De aceea, recomand utilizarea unui potenţiometru logaritmic. TEHNIUM • Nr. 6/1999 23 Dl. sing. Pop Lucian-Ovidiu, Arad Articolul trimis redacţiei corespunde criteriilor de publicare ale revistei noastre şi va vedea în curând lumina tiparului. Vă aşteptăm şi cu celelalte materiale referitoare la antenele UUS etc. Mulţumim pentru urările de succes. Dl. Beniamin Nicolae, Bacău Ne faceţi o mulţime de sugestii, de care vom ţine cont în măsura posibilităţilor. Cele mai multe dintre dorinţele dvs. sunt şi ale noastre. Ne bucurăm că ne apreciaţi şi sperăm să nu vă dezamăgim nici pe dvs., nici pe ceilalţi cititori ai noştri. Dl. Nicu Marian, Craiova, cartier Brazda lui Novac începeţi scrisoarea declarând că “ţin să vă mulţumesc pentru ţinuta grafică şi calitatea materialelor publicate şi vă urez multe mii de numere de acum înainte la fel de interesante”. Vă mulţumim, dar această sarcină o vom încredinţa şi altor echipe în viitor, întrucât, dat fiind faptul că revista TEHNIUM este lunară, realizarea celor câteva mii de numere interesante pe care ne uraţi să le realizăm va necesita câteva sute de ani, ceea ce, în ciuda eforturilor noastre, ne va depăşi cu siguranţă. Apreciaţi în mod deosebit articolul cu Osciloscopul catodic, pe care vă asigur că a fost realizat practic şi a funcţionat cu succes. De altfel, cred că puteţi constata faptul că am oferit cititorilor foarte multe detalii practice care ţin de realizarea propriu-zisă. îmi pare rău, dar nu dispunem de plăci sau alte subansambluri în plus, pe care să vi le oferim. Si nici nu este acesta I scopul nostru, ci cel pe care se pare că deja l-am atins în cazul dvs. Este vorba despre inocularea “microbului” pasiunii pentru electronică cititorilor noştri, care să-şi realizeze apoi cu mijloace proprii montajele şi echipamentele de care au nevoie. Vă mulţumim şi dvs. pentru urări, pe care vi le adresăm şi noi dvs. şi tuturor cititorilor noştri. Dl. Kolozsi Ferencz, Sf. Gheorghe, jud. Covasna Vă declaraţi un mare admirator al revistei TEHNIUM de mai mulţi ani. Vă mulţumim şi sperăm să puteţi spune acest lucru şi peste alţi 24 POSTA REDACŢIEI J 5 câţiva ani (poate chiar decenii!). Aţi realizat practic un amplificator final de putere publicat de revista noastră, dar cu unele modificări (scăderea tensiunii de alimentare, dublarea tranzistoarelorfinale ş.a.). Mă întrebaţi dacă s-au modificat parametrii amplificatorului, cum ar fi banda de frecvenţă, distorsiuni etc. Evident că acestea s-au modificat. Prin scăderea tensiunii de alimentare s-au schimbat punctele statice de funcţionare ale tranzistoarelor, care lucrează în alt punct decât s-a proiectat. Asta nu înseamnă că amplificatorul nu poate fi folosit pentru sonorizări de orchestră, aşa cum ne întrebaţi dvs. Sunteţi cel mai în măsură să ştiţi acest lucru (eventual să ni-l comunicaţi şi nouă) prin experienţele practice pe care le faceţi cu acesta. Vă doresc succes şi cât mai multe realizări practice reuşite! Dl. Doboş Ştefan- I f Alexandru, str. Sovata, Oradea Vă mulţumim pentru aprecierile “revista TEHNIUM a ajuns la un nivel calitativ deosebit de înalt, pe parcursul anilor repertoarul îmbogătindu-se uimitor de mult”. Din motive de spaţiu, la întrebările dvs. vă oferim doar un răspuns parţial. Ne scrieţi că aţi căutat “peste tot detalii privind circuitul CDB446”, dar nu aţi găsit, lată aceste date căutate şi capsula integratului împreună cu semnificaţia pinilor. CDB446 INTRĂRI B | i C[X LAMP I TEST ' RB I —— OUTPUT '—— RB r INPUT 1 INTRĂRI D l~6~ Arr" GND |~~8~ T=T B C LT Bl/ RBO RBI D A 16 |Vcc 1s~|f ulg jTja ~ |b Ti | c "To | d ~ |e CI de tip CDB446 (SN7446) este un decodor BCD - 7 segmente, având nivelul activ "LOW”, colectorul în gol (open-collector), curentul l OL =40mA, tensiunea maximă de 30V şi puterea disipată 320mW. Dl. Ilie Daniel, str. Dreptăţii, sect.6, Bucureşti Ne scrieţi că vi s-a defectat televizorul alb-negru (un Sirius 208), în sensul că nu mai prinde banda FIF şi ne întrebaţi ce fel de generatoare să folosiţi. Unii v-au sfătuit să folosiţi “generatoare de funcţii, alţii generatoare de miră, iar alţii altele” (!!!) Nu vă trebuie nici un fel de generator, semnalul emis de posturile TV este suficient. Selectorul nu trebuie reglat (reacordat), întrucât el este defect, nu dereglat. Asta în cazul că nu s-a umblat în el. Eu cred că pur şi simplu selectorul nu este alimentat cu tensiune (+12V) sau lipseşte tensiunea de pe diodele varicap, pentru acord (de până la 33V). Verificaţi acest lucru! Procuraţi în prealabil schema televizorului (inclusiv a selectorului) şi încercaţi să înţelegeţi cum funcţionează. Altfel, e mai bine să renunţaţi dvs. şi să apelaţi la o persoană calificată. Ne mai întrebaţi dacă vă sfătuiesc "să-mi pun TV cablu, ţinând cont că am TV alb-negru". Dvs. hotărâţi acest lucru, dar dacă nu efectuaţi nici o intervenţie în televizor (adăugarea unui convertor de sunet sau a unui selector CATV), multe dintre programele transmise prin cablu nu vor putea fi recepţionate, iar la altele nu veţi auzi sunetul. Dl. Chelaru Claudiu Andrei, str. Bucegi, Bacău Ai vârsta de 13 ani şi mă bucur că eşti pasionat de electronică. Lămurirea unor chestiuni simple teoretice (cum ar fi funcţionarea unui circuit basculant monostabil) nu este posibilă prin acest mijloc (Poşta redacţiei). Te sfătuiesc să-ţi procuri unele cărţi elementare de electronică pe care să le citeşti cu atenţie. Circuitul integrat TBA1204 (produs de IPRS - Băneasa) este un amplificator - limitator FI (frecvenţă intermediară şi demodulator MF (modulaţie de frecvenţă) şi nu ce crezi tu (amplificator de audiofrecvenţă). Circuitul PMOS, de tip MMP5002/5/7 este un numărător cu 4 digiţi şi decodor afişor, fiind produs de Microelectronica SA. CI (3E565 nu poate fi înlocuit cu (3E561. Pentru o documentare mai bună privind aplicaţiile cu (3E565 citeşte revistele TEHNIUM nr. 11 si 12/1998 si nr. 1/1999. _ (Şerban Naicu) TEHNIUM «Nr. 6/1999 CLUJ-NAPOCA, str. Pasteur nr. 73, tel: 064-438401, 064-438*0 bbs: 064-438230 (după ora 16:30), fax: 064-438403 e-mail: [email protected] BUCUREŞTI, str. Popa Nan nr.9, sectorul II, tel: 01-2523606, fa b-dul Nicolae Titulescu nr.62-64, sectorul !, tel: 01-2229911,1 /1ATOARE LINII HR-DI TRANSF JffOR DE COMPONENŢI ONICE DIN ROMÂNIA: EMORII, OARE, WBtori. CIRCUITE L TEHNIUM* 6/1999 CUPRINS: AUDIO • Amplificator “Quad-405” - Dorka Alexă Paul.Pag. 1 • Microfon şi chitară ... fără fir - ing. Sergiu Chcrcgi.Pag. 3 CQ-YO Filtru AF pentru recepţia emisiunilor AIA- ing.Dinu Costin Zamfirescu.Pag. 5 Circuite şi amplificatoare de RF (III) - ing. Claudiu latan.Pag. 8 Frecvenţmetru cu rezonanţă - ing.Şerban Naicu, ing.Gheorghe Codârlă... Pag.11 LABORATOR Generator de funcţii cu afişare digitală - ing. Şerban Naicu.Pag. 14 Tester pentru afişoarele cu cristale lichide - ing. Şerban Naicu.Pag. 18 Măsurări neconvenţionale cu avometru - ing. Tony E. Karundy.Pag.19 AUTOMATIZĂRI Orgă de lumini - Kazimir Radvansky.Pag.20 Automat pentru scoaterea lichidului dintr-un rezervor - Mihai Mateescu Pag.21 Module stabilizatoare de tensiune - Valentin Croif Constantin.Pag.22 Variator de luminozitate pentru LED-uri - ing.Dragoş Marinescu.Pag.23 Poşta redacţiei .Pag.24 ISSN 1223-7000 Revistă editată de S.C. TRANSVAAL ELECTRONICS SRL Tiparul executat la TIPORED; tel: 315 82 07/147 CODEC srl Bdul. Unirii nr. 59, bloc F2, scara 3, etaj III, ap. 67, Bucureşti tel./fax: 320 00 56 mobile: 092 34 34 33 / 092 34 34 34 • Asigură service şi garanţie pentru echipamente şi terminale GSM • Asigură consultanţă şi constatări defecte în mod gratuit pentru clienţii fideli