ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1986-40 issue december

nr. 40 december 1986 / 4,75 Bfrs. 98

c? .elektra"1 hobby "* *jr

oVudtii

ffïj

s'^0^' ^HÉS^iv

;

•KSIKS" -

^:^yi

app.^\

JS*^*

•

&

*

&

*

*

*

£*&&

too* 2

metronoonv met LED-slinger

oefenversterker live-simulator voor gitaristen

diawisselaar voor perfekte bandgestuurde projektie

\

e

4 e jaargang nr. 12 december 1986 ISSN 0167-7349 Uitgave van: Elektuur B.V., Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (L) Telefoon: 04402-89444, Telex 56617 Korrespondentie-adres: Postbus 121, 6190 AC Beek (L) Kantoortijden: 8.30-12.00 en 12.30-16.00 uur Direkteur: J.W. Ridder Bourgognestraat 13, Beek (L) Elex/Elektuur-databank: 24 uur per dag bereikbaar (behalve op maandagmiddag tussen 12.30 en 16.00 uur) voor informatie en bestellingen via computer, modem en telefoon (Viditel-systeem). Tel.: 04402-71850. Elex verschijnt rond de eerste van elke maand. Onder dezelfde naam wordt Elex ook in het Duits uitgegeven.

Auteursrecht: Niets uit deze uitgave mag verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt worden door middel van druk, fotokopie, mikrofilm of op welke wijze dan ook zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de uitgeefster. De auteursrechtelijke bescherming van Elex strekt zich mede uit tot de illustraties met inbegrip van de printed circuits, evenals tot de ontwerpen daarvoor. In verband met artikel 30 Rijksoktrooiwet mogen de in Elex opgenomen schakelingen slechts voor partikuliere of wetenschappelijke doeleinden vervaardigd worden en niet in of voor een bedrijf. . Het toepassen van schakelingen geschiedt buiten de verantwoordelijkheid van de uitgeefster. De uitgeefster is niet verplicht ongevraagd ingezonden bijdragen, die zij niet voor publikatie aanvaardt, terug te zenden. Indien de uitgeefster een ingezonden bijdrage voor publikatie aanvaardt, is zij gerechtigd deze op haar kosten te (doen) bewerken; de uitgeefster is tevens gerechtigd een bijdrage te (doen) vertalen en voor haar andere uitgaven en aktiviteiten te gebruiken tegen de daarvoor bij de uitgeefster gebruikelijke vergoeding. Nadrukrecht: Voor Duitsland: Elektor Verlag GmbH, 5100 Aken. 1 Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V.-1986 Printed in the Netherlands

Druk: NDB, Zoeterwoude

Y7

vak

lnoti^K lid NOTU, Nederlandse Organisatie van Tijdschrift- Uitgevers -02 -

elex

PRINTEN

Internationaal hoofdredakteur/ chef ontwerp: K.S.M. Walraven Hoofdredakteur: P.E.L. Kersemakers Redaktie: J.F. van Rooij (eindred.), P.H.M. Baggen, E. de Ruiter, I. Gombos (ass.) Ontwerpaf d./laboratorium: J. Barendrecht, G.H.K. Dam, A.M.J. Rietjens, A.P.A. Sevriens, J.P.M. Steeman, P.I.A. Theunissen, M.J. Wijffels Redaktiesekretariaat: M. Pardo G.W.P. Wijnen Dokumentatie: P.J.H.G. Hogenboom

Sm%% $ ; "• Voor het opbouwen van Elex-schakelingen hebben wij speciale printen ontworpen. We hebben niet gekozen voor een aparte print voor elke schakeling, maar voor een standaardprint. Deze standaardprint is zodanig van koperbanen en gaatjes voorzien dat ze zowel voor een eigen ontwerp als voor een uit Elex gebruikt kan worden. De gaatjes zijn volgens het genormaliseerde raster 2,54 mm (1/10 inch) geboord, zodat alle elektronica-onderdelen (weerstanden, kondensatoren, IC's, enz.) passen. Door ervoor te zorgen dat je een paar Elexprinten in voorraad hebt, kun je meteen aan de slag als je een bepaalde schakeling wil bouwen. Er hoeven geen speciale, dure printen besteld te worden en je hoeft ook niet aan de gang met bakken etszuur om zelf een print te vervaardigen. Elex-printen zijn verkrijgbaar in drie f o r m a t e n :

Vormgeving/graf. prod.: G.B.S., Beek (L) Techn. illustraties: L.M. Martin

formaat 1

(1/4 x euroformaat), 40 m m x 100 m m f 5 , - / B f r s . 99

formaat 2

(1/2 x euroformaat), 80 m m x 100 m m f 9,50/ Bfrs. 187

Fotografie: J.M.A. Peters Abonnementen: T.H.H. Dewitte Jaarabonnement Nederland België buitenland f 47,50 Bfrs. 980 f 67,50 Studie-abonnement f 3 8 , - (Bfrs. 784) Een abonnement kan op ieder gewenst tijdstip ingaan en loopt automatisch door, tenzij het 2 maanden voor de vervaldatum schriftelijk is opgezegd. De snelste en goedkoopste manier om een nieuw abonnement op te geven is die via de antwoordkaart in dit blad. Reeds verschenen nummers op aanvraag leverbaar (huidige lossenummerprijs geldt). Elex-abonnees ontvangen automatisch 2-wekelijks het vakblad Elektronica Aktueel, dè informatiebron voor de elektronicus en een ieder die op middelbaar of hoger nivo werkzaam of studerende is in het brede vlak van de elektronica.

Losse nummerprijs: Nederland f 4,75; België Bfrs. 98 Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Commerciële zaken: H.J. Ulenberg Hoofd adv.-exploitatie E.A. Hengelmolen Advertenties: A. Tuitel W.H.J. Peeters Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag.

formaat 4

(1/1 x euroformaat), 160 m m x 100 m m f 1 8 , - / B f r s . 355 (zie afbeelding)

.......,.,,,,,... meetapparatuur-printen: 86765 - L C D - d i s p l a y ( u n i v e r s e e l ) , f 1 4 , 3 5 / B f r s . 287 V o o r d e " k u r s u s D I G I - t a a l " is e e n print

experimenteer-

verkrijgbaar:

d i g i - t r a i n e r , bestelnr. 83601

f 3 2 , 7 0 / B f r s . 644

rEXPERIMENTEERSYSTEEMi juni 86659 - Basisprint 86660 - 5 V netvoeding juli

f 34.— /Rfr<; 670 f 9,65/Bfrs. 190 . . . f 15,20/Bfrs 300

augustus 86717 - + / — 15-volt-voeding september 86688X - transistor als schakelaar . . . oktober 86723X - complementaire eindtrap . . . 86687X transistor en relais november 86725 - astabiele multivibrator december 86724 - bistabiele multivibrator

f 16,40/Bfrs. 323 . . . f 12,40/Bfrs 244 f 9,75/Bfrs. 192 f 10,40/Bfrs. 205 f 9,75/Bfrs. 192 f 10,90/Bfrs. 218 . . . f 11,70/Bfrs 234 f 10,60/Bfrs. 212

Verzend- en administratiekosten f 3,50/Bfrs. 69 per bestelling. Elex-printen zijn in de meeste elektronica-zaken verkrijgbaar. Ze zijn ook rechtstreeks bij Elektuur B.V. te bestellen d.m.v. de bestelkaart elders in dit blad, of tegen vooruitbetaling op giro 124.11.00 t.n.v. Elektuur B.V, Beek (L) (België: PCR 000-017-70.26.01) o.v.v. de desbetreffende print. Ook via de "databank" (zie kolofon) kan besteld worden.

^r

december 1986

DEZE l\/IAAI\!D

M*m*mmkW*%M Wfc%Ai

binnenkort n= De tijd vliegt. Volgende maand zitten we al weer in een gloednieuw jaar. Waarmee gaan we dat jaar beginnen? Natuurlijk gaan we verder met onze kursus, en de meetapparatuur-modules. Verder een stel leuke kleine schakelingen, waaronder een zeer praktische optische vermogensbewaker voor luidsprekerboxen. Als klapstuk tenslotte, hebben we nog een waardevolle uitbreiding van het hobbylab, namelijk een audio-sweepgenerator. Een aardig begin van '87, dachten wij zo.

Je mateloos ergeren als je geen maat kunt houden behoort vanaf nu tot het verleden met de zowel akoestische als visuele metronoom.

bij het omslag

36

Muziek en elektronica. Vroeger twee heel aparte hoofdstukken, nu onlosmakelijk met elkaar ver bonden. Vooral het artikel "FMsynthese" illustreert dat nog eens nadrukkelijk.

zelfbouwprojekten 14 18 21 34

36 39 42

gitaaroefenversterker

meetapparatuur in modulevorm

Gitaar spelen zonder uw huisgenoten lastig te vallen, kan alleen met een koptelefoon. Tegelijkertijd meespelen met een plaat wordt dan wat lastiger, maar voor elk probleem is een oplos-

In een heleboel meetinstrumenten zitten dezelfde eenheden. Waarom dan niet een meter in module-vorm rond één basisinstrument? In deze aflevering het belangrijkste onderdeel: het LCD-display.

18

diawisselaar Omlijst uw vakantiedia's met bijpassende muziek en/of kommentaar. Voor de synchronisatie zorgt deze schakeling.

14

diawisselaar — voor de betere dia-presentatie meetappratuur in modulevorm — deel 1: de uitlezing gitaar-oefenversterker — met soundmix kortegolfontvanger (2) — de bouw en afregeling netvoeding voor effektapparaten — 9-Vvoeding voor op het podium metronoom — elektronische dirigent lottomaat — lottogetallengenerator afstemprint voor de TDA 7000 — voorkeurtoetsen voor de miniFM-ontvanger

informatie, praktische tips 4 elextra 13 mini-schakeling — LED-zekering-indikator 24 FM-synthese — nieuwe geluiden, nieuwe mogelijkheden 28 jaarinhoud 1986 38 marktinfo

11 grond10 hoe zit dat? — ingangsimpedantie 30 elex experimenteersysteem — de bistabiele multivibrator 45 kursus wisselstroom (6) elex -

12-03

Over het lezen van Elex, het b o u w e n van Elex-schakelingen en over w a t Elex nog méér voor de lezer betekenen kan.

Lezersservice — Nog vragen of opmerkingen over de inhoud van Elex? Schrijf gerust als er iets niet duidelijk is. Het antwoord volgt zo snel mogelijk. Er is één voorwaarde: zend een voldoende gefrankeerde retour-enveloppe mee. Zet " T V " (technische vragen) op de brief en stuur deze naar: redaktie Elex, Postbus 121, 6190 AC Beek (L). — De Elex-redaktie staat altijd open voor meningen, wensen of nieuwtjes van lezers. In de rubriek "Postbus 121" worden interessante kommentaren en aanvullingen op oudere artikelen gepubliceerd. Zet " L P " op de brief. — Elex-printen zijn verkrijgbaar bij de uitgever van Elex en bij de betere elektronica-onderdelenhandelaar. — Elex is ook bereikbaar via de databank (zie kolofon, pag. 02).

p = (pico ) = 10~'2 = een miljoenste van een miljoenste n = (nano) = 10~9 = een miljardste \A = (micro) = 1 0 ~ 5 - ^ - e e n miljoenste m = (milli) = 10~ 3 = een duizendste k = (kilo) = 103 = duizend M = (Mega) = 106 = miljoen G = (Giga) = 109 = miljard Het voorvoegsel vervangt in Elex niet alleen een aantal nullen vóór of achter de komma maar ook de komma zélf: op de plaats van de komma komt het voorvoegsel te staan. Een paar voorbeelden: Weerstanden: 3k9 = 3,9 kQ = 3900 Q 6 M 8 = 6,8 M Q = 6800000 Q 0Q33 = 0,33 Q Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000 000 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0056 F 4^7 = 4,7 M F = 0,000 0047 F De voorvoegsels worden overigens óók gebruikt voor de afkorting van andere soorten hoeveelheden. Een frekwentie van 10,7 MHz wil zeggen: 10 700 000 Hz, dus 10 700 000 trillingen per sekonde.

Bouwbeschrijvingen

Schema's Symbolen In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de gebruikte schema-symbolen af van officiële teken-afspraken ( D I N , N E N ) . De schema's worden namelijk in vele landen gepubliceerd. Logische poorten zijn op z'n Amerikaans getekend. In de poorten zijn de volgens NEN en DIN gebruikelijke tekens " & " , " ï s V , " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar en blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmet h o d e n gehandhaafd. Voor een overzicht van symbolen: zie het artikel Komponenten, achterin dit nummer. Hoeveel o h m en hoeveel farad? Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren w o r d t de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels: 12-04 -

elex

Elex-schakelingen zijn klein, o n gekompliceerd en betrekkelijk gemakkelijk te begrijpen. Er zijn speciale Elex-printen voor o n t w i k k e l d , in drie f o r m a t e n : Maat 1: 4 c m x 10 c m Maat 2: 8 c m x 10 c m Maat 4 : 16 c m x 10 c m (Europa-formaat) Bij iedere bouwbeschrijving hoort een plattegrond (komponentenopstelling), aan de hand waarvan de onderdelen op de print worden geplaatst en aansluitingen en eventuele resterende doorverbindingen worden gerealiseerd. Een plattegrond geeft de o p g e b o u w d e schakeling in bovenaanzicht weer. De zich op de onderkant (soldeerzijde) van de print bevindende koperbanen zijn in de plattegrond dun gedrukt. S o m s is voor de b o u w van een schakeling slechts een gedeelte van een Elex-print nodig. Het niet gebruikte gedeelte kan men met een figuurzaag langs een gatenrij afzagen. Onderdelen Elex-schakelingen bevatten doorgaans uitsluitend standaard-onderdelen, die goed

verkrijgbaar zijn. En bovendien betrekkelijk goedkoop! Ga daaro m niet bezuinigen op de aanschaf door het kopen van grote partijen onderdelen (bijvoorbeeld weerstanden per kilo of " a n o n i e m e " , ongestempelde transistoren). Goedkoop is vaak duurkoop! Tenzij anders aangegeven worden Vi-watt-weerstanden gebruikt.

Solderen De tien soldeer-geboden. 1. Ideaal is een 15 a 30 watt-soldeerbout met een rechte 2 m m brede " l o n g l i f e " punt. 2. Gebruik soldeertin, samengesteld uit 6 0 % tin en 4 0 % l o o d , bij voorkeur met 1 m m doorsnede en met een kern van vloeimiddel. Gebruik geen soldeermiddelen zoals soldeerwater, -vet of -pasta. 3. Bevestig vóór het solderen alle onderdelen stevig op de print. Verbuig daartoe de uit de bevestigingsgaten stekende aansluitdraden. Zet de soldeerbout aan en maak de punt schoon met een vochtig doekje of sponsje. 4. Verhit de beide metalen delen die aan elkaar gesoldeerd moeten w o r d e n , bijvoorbeeld een koperbaan en een aansluitdraad, met de soldeerbout. Voeg vervolgens soldeertin toe. Het tin moet vloeien, zich dus verspreiden over het gebied waar de te solderen delen elkaar raken. Haal 1 a 2 sekonden later de bout w e g . Tijdens het afkoelen van de soldeerverbinding m o g e n de twee delen- niet ten opzichte van elkaar beweg e n . Anders o p n i e u w verhitten. 5. Een goede soldeerlas ziet er uit als een bergje met een rondom holle helling. 6. Kopersporen en onderdelen, met name halfgeleiders, mogen niet te w a r m w o r d e n . Zorg desnoods voor extra koeling door de te solderen aansluitdraad met een pincet vast te houden. 7. Knip uit de soldeerlas stekende aansluitdraden af met een scherpe zijkniptang. Pas op voor rondvliegende stukjes draad! 8. Zet de soldeerbout uit na het solderen en tijdens onderbrekingen die langer dan een kwartier duren. 9. Moet er soldeertin worden verwijderd? Maak dan gebruik van zg. zuiglitze. Verhit het te verwijderen tin met de soldeerbout. Houd het uiteinde van de litze bij het t i n . De litze " z u i g t " het tin nu op. 10. Oefening baart kunst. Weerstanden of stukjes draad zijn

zeer geschikt als oefenmateriaal.

Foutzoeken Doet de schakeling het niet meteen? Geen paniek! Nagenoeg alle f o u t e n zijn snel op te sporen bij een systematisch o n derzoek. Kontroleer allereerst de o p g e b o u w d e schakeling: — Zitten de juiste onderdelen op de juiste plaats? Kijk of de onderdelenwaarden en typenummers kloppen. — Zitten de onderdelen niet verkeerd om? Zijn de voedingsspanningsaansluitingen niet verwisseld? — Zijn de aansluitingen van halfgeleiders korrekt? Heeft u de onderdelenplattegrond misschien opgevat als het onderaanzicht van de schakeling, in plaats van het b o v e n a a n z i c h t ? — Is alles goed gesoldeerd? Een goede soldeerverbinding is ook in mechanisch opzicht stevig.

Netspanning Isoleer netspanningsleidingen zodanig dat er bij een gesloten kast geen aanraakgevaar bestaat. Alle van buiten bereikbare metalen delen moeten zijn geaard. * De netkabel moet met een trekontlastingsbeugel of -doorvoer aan de kast zijn bevestigd. * De drie aders van de netkabel m o e t e n mechanisch stevig zijn bevestigd. (Alléén een soldeerverbinding is onvoldoende!). * De aarddraad moet langer zijn dan de twee andere draden. Bij onverhoopt lostrekken van de netkabel blijft de aardverbin : ding dan het langst gehandhaafd. * Houd ongeïsoleerde netspanningsvoerende draden of soldeerpunten minstens 3 m m van andere draden of soldeerpunten verwijderd. * Verwijder de netsteker uit het stopkontakt vóór het verrichten van werkzaamheden aan het apparaat. Uitschakelen alleen is niet voldoende! * Kontroleer de drie netspanningsaansluitingen op onderbrekingen en onderlinge kortsluitingen. * Bevestig bij het meten aan netspanningsvoerende delen van een schakeling éérst de meetsnoeren met behulp van geïsoleerde m e e t k l e m m e n ; steek daarna pas de steker in het stopkontakt. * Zorg er bij het meten aan het laagspanningsgedeelte van een schakeling voor dat de netspanningsvoerende delen geïsoleerd zijn.

In de technische gegevens van een versterker kunt u, als het goed is, vinden wat de ingangsimpedantie van deze versterker is. Wat verstaan we hier onder en wat kunnen we er mee? 1 > naar de "tnQcxnQ 50k

O

O

8tSAAy-l

Om te beginnen maar eerst een definitie. De ingangsimpedantie is de wisselspanningsweerstand die tussen de ingangsklemmen staat. Dit is een rekenkundige waarde die bepaald wordt door de ingangsweerstand en de mgangskapaciteit. Om het wat eenvoudiger te houden, zullen we alleen maar over ingangsweerstand praten in plaats van ingangsimpedantie. Eigenlijk is dat met korrekt omdat het over wisselspanmng gaat, maar gezien het feit dat de mgangskapaciteit zeer laag is, verwaarlozen we deze maar, zodat alleen de weerstand overblijft. Laten we eens kijken wat er gebeurt wanneer we bijvoorbeeld een signaal versterken dat afkomstig is van een cassetterecorder. Sluiten we dit signaal op de versterker aan, dan gaat er een stroompje lopen van de recorder naar de versterker. Nu weet u waarschijnlijk wel dat in het geval er een stroom loopt, er ook een weerstand moet zijn.

gewone multimeter te meten. Dit is dus iets wat in theorie wel kan, maar in de praktijk ondoenlijk is. Vaak kunnen we aan de hand van het schema echter wel het één en ander over de ingangsweerstand zeggen. Wanneer er direkt na de ingang een potmeter zit, zoals in figuur 1, dan bepaalt de waarde van deze potmeter voor een groot deel de ingangsweerstand van de versterker. Volgt er meteen na de ingang een transistor (zie figuur 2), dan wordt de ingangsweerstand voornamelijk bepaald door de weerstanden Rl en R2. In dat geval is de ingangsweerstand de vervangingsweerstand van de parallelschakeling van Rl en R2. Waarom de parallelschakeling van deze twee weerstanden, terwijl ze als het ware in serie staan? Dat kunnen we verklaren door de batterij als een grote kondensator te beschouwen. Zoals u waarschijnlijk wel weet is een grote kondensator voor wisselspanmng een kortsluiting. Hierdoor komen Rl en R2 voor wisselspanmng parallel te staan. Teken het schema maar over en vervang daarbij de batterij door een kortsluiting, dan ziet u dat parallel aan de ingang de weerstanden Rl en R2 staan. Aan de hand van het schema kunnen we lang niet altijd een indruk krijgen over de ingangsweerstand. Wanneer de ingangsversterker namelijk een IC bevat, moeten we meer weten over de schakeling rond het IC om aan de hand van het schema de inwendige weerstand te kunnen bepalen.

VoeerfeWvck

CZD—Of < \ , ) S|pay\Y\w\(fcj-

Wov\

o

Hifi n

OcHI-

K* d naarde, reïi, van de e\ekbrov\\ccx

"Un^ BJoWW-2

Met de wet van Ohm (U = I x R of R = U/I) kunnen we de ingangsweerstand berekenen. Hiervoor moeten we de uitgangsspanning en stroom van de recorder kennen, maar deze spanningen en de stromen zijn in het algemeen te klein om met een 12-10 -

elex

Uit het voorafgaande kunt u opmaken dat de ontwerper van de versterker zelf de ingangsweerstand kan bepalen. Toch kan hij dat niet zonder méér doen. Hij moet namelijk met een aantal faktoren rekening houden. Maakt hij de ingangsweerstand te groot, dan wordt namelijk de storingsgevoeligheid groter. Maakt hij daarentegen de ingangsweerstand te klem, dan wordt de signaalbron te veel belast. Een signaalbron heeft namelijk een inwendige weerstand (de uitgangsweerstand) waardoor bij een te grote belasting de uitgangsspanning in elkaar stort (zie figuur 3). Bij audio-apparatuur is vooral een optimale spanningsoverdracht van belang. Daarom houdt men daar de uitgangsweerstanden altijd laag en de ingangsweerstanden betrekkelijk hoog. Als vuistregel geldt dat de ingangsweerstand tenminste een faktor tien groter dient te zijn dan de uitgangsweerstand van het aan te sluiten apparaat.

gD9M)@B

bandgestuurde beeldwisseling bij de dia-mono-loog Deze schakeling is bestemd voor al die amateur-fotografen, die de jaarlijkse vertoning van de vakantie-dia's plegen te voorzien van een op de band ingesproken kommentaar. Opdat de gastheer zich volledig aan zijn gasten kan wijden, is het minder gewenst dat hij voortdurend wordt afgeleid door het bedienen van de transportknop op de projektor. Het is gelukkig niet zo moeilijk om het tweede kanaal van een stereo-bandrecorder of cassettedeck te gebruiken voor automatisch dia-transport, vooropgesteld dat we bij de "sound-track" genoegen nemen met mono (dus een mono-dia-monoloog). Wat er allemaal mis kan gaan. . . Wanneer een dia-voorstelling door d e samensteller "live" en voor de vuist weg van kommentaar wordt voorzien (". . .en hier zien we een van de meest interessante bouwwerken uit de pre-babylonische dynastie. . ."), d a n is handbediening van de diaprojektor welhaast onvermijdelijk: het zou anders maar al te makkelijk kunnen gebeuren dat de

spreker het wissel-tempo niet meer kan bijhouden ("hola — ach nee, daar hebben we de Eiffeltoren al, eigenlijk had ik bij het vorige plaatje nog iets willen vertellen. . ."). Wanneer het kommentaar o p de b a n d is ingesproken, terwijl het wisselen met de hand gebeurt, bestaat echter ook het gevaar dat de voorstelling de mist in g a a t (kommentaarstem uit de luidspreker: "Vroeg in de morgen g a a t het vrolijke wdndelclubje op weg

naar de top"; alleen is nog steeds het voorafg a a n d e plaatje te zien van een kudde grazende schapen, omdat d e gastheer net een nieuwe voorraad bier aan het halen is). Met deze schrijnende praktijkvoorbeelden zullen we ook de meest hardnekkige scepticus wel van de noodzaak van de hier te bespreken schakeling hebben overtuigd. Wat onderdelen en moeilijkheidsgraad betreft, valt de schakeling reuze mee. Ter

zake dus, we zullen het nu over het "blokschema" van figuur 1 g a a n hebben.

. . .en hoe we dat kunnen oplossen De gebruiksaanwijzing voor deze schakeling is in een paar woorden samen te vatten: kommentaar o p de b a n d inspreken en op de knop drukken. Een blokgolfgenerator levert een toon in het LF-(audio)gëbied, die door het inelex -

12-11

cassettedeck

blokgolfosclllator

Onderdelenlijst

*£l

R 1 . . . R 4 , R 7 = 100 kQ R5 = 120 kQ R6 = 10 kQ R8 = 1 MQ R9 = 47 kQ R10 = 2,7 kQ

versterker gelijkrichter driver

LF-versterker

C 1 . . . C 3 = 10 nF C4 = 680 nF C5 = 100 nF T1 = BC547B D1.D3 = 1N4148 D2 = zenerdiode 3,9 V

?3F3 loo rO


IC1 = CA3240

*-$* • Hl-^0

Re1 = relais 12 V/80 mA maximaal (bijv. Siemens printrelais V23127-A0002-A101) 1 standaardprint formaat 1 1 druktoetsje (maakkontakt) geschatte onderdelenkosten ca. f 2 0 , -

Re1 :12V,S0mA max

Figuur 1. De aansluiting van de diawisselaar is niet ingewikkeld; we zijn hier van een cassetterecorder uitgegaan, maar met een spoelenrecorder werkt het geheel natuurlijk net zo goed. Figuur 2. In het schema zijn de twee blokken duidelijk te herkennen: boven de oscillator, en onder de versterker, gelijkrichter en stuurtrap voor het relais.

A1,A2=IC1=3240

drukken van S1 op een van beide stereo-kanalen van de bandrecorder wordt gezet. De tekst wordt zoals gebruikelijk in de mikrofoon ingesproken, en telkens als er een beeldwisseling gewenst is, wordt even op de knop gedrukt. Het bevel om de dia te wisselen, is nu in de vorm van een 1-kHz-pieptoontje o p de b a n d "opgeslagen", en wel zodanig dat het onlosmakelijk is gekoppeld aan het'kommentaar o p het andere kanaal. Het zal duidelijk zijn dat synchronisatiefouten nu onmogelijk meer kunnen voorkomen. Tijdens het afspelen van de b a n d wordt het synchronisatiesignaal naar het tweede deel van d e schakeling gebracht: het tamelijk zwakke signaaltje wordt versterkt, gelijkgericht en komt via een stuurtransistor bij een relais dat met de wisselschakelaar van de projektor is verbonden.

12-12 -

elex

De schakeling De twee blokken van het schema van figuur 2 bevatten geen wereldschokkende nieuwigheden, en zijn daarom snel besproken: d e met A1 opgebouwde blokgolfgenerator werkt volgens het onderstaande principe. Kondensator C1 wordt via R4 zo ver o p g e l a d e n , tot het spanningsnivo bereikt is dat o p de niet-inverterende ingang van de o p a m p staat. De uitgang klapt d a n naar nul om, waardoor de kondensator wordt ontladen. Door de hysteresis-weerstand R3 krijgen we verschillende schdkeldrempels voor open ontladen, zodat de uitg a n g van de o p a m p voortdurend blijft omklappen en het systeem oscilleert o p een frekwentie die voornamelijk door C1 wordt b e p a a l d — met andere woorden: inderdaad een blokgolfgenerator. Om oversturing van de

bandrecorder-ingang te voorkomen, zorgen de weerstanden R5 en R6 (die een spanningsdeler vormen) voor een verlaging van het signaalnivo. Aan de ontvangst- (of weergave-)kant van de schakeling zorgt A2 voor het opkrikken van het signaalnivo. De ingangsbus van de schakeling wordt namelijk niet met de luidsprekeruitgang verbonden. Als we dat zouden doen zou een andere volume-instelling tot storingen kunnen leiden. We pakken daarom de uitg a n g die bij een cassetterecorder meestal "LINEOUT" wordt genoemd, en normaal gesproken naar de versterker gaat. De ingangsimpedantie van de schakeling is hoog genoeg (100 kQ) om de recorderuitgang niet te belasten. De versterkingsfaktor volgt uit de formule: (R8+R9)/R9; en bedraagt hier dus ongeveer 20 (re-

verschillende projektoren bestaat d e mogelijkheid om, door twee korte pulsjes kort na elkaar (of juist een extra lange puls) o p d e b a n d te zetten, naar keuze voor- en achteruit te wisselen. Hoe het relais met d e projektor moet worden verbonden, hangt van het betreffende merk af — wij kunnen daar jammer genoeg geen vaste

ken maar na). Het versterkte signaal wordt met D1 en C4 in een gelijkspanning omgezet, die via D2 en R10 transistor T1 van basisstroom voorziet en zo het relais doet aantrekken. T1 schakelt door, als de spanning over C4 hoger wordt d a n de zenerspanning van D2 (plus nog eens 0,7 V drempelspanning van T1). Bij

MINI SCHAKELING

naar schakeling

Pi

\k

PI 86812-1

groen

^ rood

®~

T i

Q^

-©

i r

J.1N4148

an van A edin voeding 9[> (US

2^

'

21^ !

irood]

groënj

A

naar schakeling

T .

86812-2

©"

D1

»

van van eding f \ voeding (U>5V) >5V) Y

^""~~^ D3

D2|_

naar schakeling

,

Tjfcjj, !rood I

^

"©

Q

^ ,

groerii

D1...D3 = 1N4148 86812-3

regels voor geven. We moeten er dus de gebruiksaanwijzing bij halen, of naar de leverancier stappen. Omdat de schakeling tamelijk eenvoudig is, kunnen we die gemakkelijk onderbrengen op een standaardprintje no. 1. Omdat we een relais gebruiken (die dingen trekken nu eenmaal vrij veel

stroom) raden we dringend het gebruik a a n van een netvoedinkje dat zo'n 100 mA kan leveren, en dat samen met de schakeling in een klein plastic kastje kan worden ingebouwd of misschien zelfs in de projektor een plaatsje kan vinden.

Zekering-indikator

over de b e n o d i g d e 2,2 V. Het is natuurlijk ook mogelijk d e schakeling met twee aparte LED's op te bouwen in plaats van met een duo-LED. De schakeling is niet geschikt voor wisselspanningen. Om de serieweerstand Rs te berekenen trekken we twee volt af van de voedingsspanning, en delen de uitkomst door 10.. . .20 mA, al naar g e l a n g de grootte van de LEDstroom. Voorbeeld: de voedingsspanning is5V, en er moet 10 mA door de LED's lopen. Berekening:

Duo-LED's vallen te herkennen a a n hun drie pootjes. In de kleurloze behuizing zijn twee LED's ondergebracht: een rode en een groene. De beide kathodes (de min-aansluiting) zijn o p het middelste pootje aangesloten. We kunnen d e LED rood of groen laten oplichten door op één van beide buitenste aansluitingen een spanning te zetten. (Beide tegelijk kan ook; er ontstaat d a n een oranje-achtige mengkleur.) Met een duo-LED kan een uiterst eenvoudige zekering-indikator worden opgebouwd (geschikt voor zekeringen in een gelijkstroomkring, bijvoorbeeld tussen voeding en schakeling). Daarbij maken we gebruik van d e verschillende drempelspanningen: over d e rode LED valt ongeveer 1,6 V en over de groene ongeveer 2 V (figuur 1). Als de zekering is gesneuveld, heeft alleen de groene LED spanning. Jammer genoeg zijn de kleuren voor deze toepassing eigenlijk in psychologisch opzicht net verkeerd-om. Als alles in orde is, zou de groene LED moeten branden, en de rode in geval van storing. Gelukkig is dat niet zo'n groot probleem. We wisselen de LED's om en verhogen de spanning in d e "rode tak" met 0,6 V door middel van een "gewone" diode (1N4148) (figuur 2). In normale omstandigheden houdt de groene LED nu de spanning op 2 V (zodat de rode niet kan branden), en alleen als de zekering het heeft begeven heeft de rode LED de beschikking

5 V . - 2 V = 3V 3V 10 mA

300 Q

De dichtstbijzijnde waarden uit de E-12-reeks zijn 270 £ en 330 Q, wat neerkomt o p een LED-stroom van 11 mA resp. 9 mA. Bij voedingsspanningen boven 5 V is het veiliger nog een extra diode in serie met de LED's te schakelen. Bij een kortsluiting in d e aangesloten schakeling komt de groene LED namelijk parallel a a n Rs te staan. De LED staat dan weliswaar in sperrichting, maar de spanningsvol over de serieweerstand kan gemakkelijk boven de maximumsperspanning voor de LED (3. . .4V) komen. De extra diode (1N4148, met een sperspanning van ongeveer 75 V) voorkomt dat de LED kan dóórslaan. Om het spanningsverschil in beide takken (waarop de werking van de schakeling immers berust) gelijk te houden, moet natuurlijk ook een extra diode in serie met de rode LED worden gezet (figuur 3). elex -

12-13

meetapparatuur in modulevorm deel 1: de uitlezing

mini-

meetinstrumenten met LCD-display Meten hoort erbij in de elektronica. Elektronen doen hun werk onzichtbaar. Daarom is het meten van stromen en spanningen de enige manier om erachter te komen wat er in de diverse kom ponenten van een schakeling gebeurt. De meeste hobbyisten weten dat al lang en hebben minstens d e beschikking over een al d a n niet eenvoudige multimeter. Maar er valt in onze wereld veel meer te meten d a n alleen elektrische grootheden. Er bestaan instrumenten waarmee d e temperatuur, de radioaktiviteit, de zuurgraad van het water, de lucht- en waterverontreiniging, het COgehalte van uitlaatgassen en het lawaainivo in dis12-14 -

elex

ko's kunnen worden gemeten. Onder andere, want d e opsomming is o p geen stukken na volledig. Bij het meten van zulke nietelektrische grootheden komen we uiteindelijk toch weer bij de elektronica terecht: meestal worden die grootheden namelijk omgezet in elektrische spanningen, die d a n met behulp van een nauwkeurige voltmeter in getalwaarden kunnen worden uitgedrukt. Zo'n voltmeter g a a n wij hier beschrijven. Hij vormt het hart van een modulair meetsysteem, dat naar believen uit te breiden is met modulen voor het meten van alles en nog wat. ledere module krijgt een eigen behuizing. Zo ontstaat een uiterst flexibel

meetinstrumentarium, bestaande uit een aantal bouwstenen, die snel kunnen worden samengevoegd tot het meetinstrument dat we voor een bep a a l d e toepassing nodig hebben. In een aantal afleveringen zullen we telkens een voorzetapparaat beschrijven voor het meten van bijvoorbeeld stromen, weerstanden en temperaturen (figuur 1).

LCD of LED? De meeste lezers zullen wel eens hebben geëxperimenteerd met zevensegments-LED-displays. Die zijn betrekkelijk gemakkelijk aan te sluiten op een b e p a a l d e schakeling, omdat elk segment zich gedraagt als een enkele LED

(en dat ook is). Zo'n LEDdisplay geeft zelf licht. Dat heeft b e p a a l d e voordelen. In het halfdonker is het nog steeds g o e d af te lezen. Het grootste nadeel is het hoge stroomverbruik, een enkele LED konsumeert over het algemeen zo'n 10 tot 20 mA. Voor een display moet je dus rekenen op minstens 80 mA. Voor vier cijfers zou de voeding d a n meer d a n 300 mA moeten kunnen leveren. Batterijvoeding is daardoor vrijwel uitgesloten. Daarom hebben we gekozen voor een LCDdisplay. Het stroomverbruik daarvan is te verwaarlozen, zodat batterijvoeding geen enkel probleem is. Het LCD-display weerkaatst het opvallende licht en is dus moeilijker af te lezen,

naarmate het donkerder wordt. Voor onze toepassing maakt dat niet zo veel uit, want experimenteren met elektronica doe je toch niet in het halfdonker. De sturing van een LCDdisplay is heel wat gekompliceerder dan die van een LED-display, omdat er met wisselstroom moet worden gewerkt. In de praktijk valt dat mee, omdat er IC's bestaan die deze taak geheel voor hun rekening nemen. We zullen ons d a n ook maar niet g a a n verdiepen in d e inwendige roerselen van dat IC of in de werkingswijze van het LCD-display: tenslotte moet dit een b l a d voor beginnende hobbyisten blijven. In de schakeling (figuur 2) zijn twee delen te onder-

indikatie-module

andere modulen voor het nieten van fysische grootheden meetbereik-omschakelaar (ingangsver zwakker)

keuzeschakelaar voor stroom-spanning-weerstand

200 mV display moduul

i Figuur 1. Zoveel afleveringen als Dallas of Dynasty hoeft u van deze serie niet te verwachten, maar we willen toch wel een aantal modulen beschrijven, waarmee een universeel meetsysteem op te bouwen is voor gelijk- en wisselspanningen, stromen, weerstanden en andere fysische grootheden zoals bijvoorbeeld temperatuur. Figuur 2. De schakeling wordt beheerst door het stuur-IC voor het display, dat ook nog een komplete digitale voltmeter bevat. Over wat er binnenin het IC allemaal gebeurt, zou een heel Elexnummer vol te schrijven zijn — daar beginnen we dus maar niet aan. Voor ons zijn de technische en de aansluitgegevens belangrijker. Die vindt u in de tekst.

1&B8

09

3E>i

LCD

•0

O

£-«-K1

Hl

©

(2)

(9)

82165-12

elex -

12-15

Figuur 3. Dit diagram laat de aangegeven spanning zien als funktie van de werkelijke spanning op de ingang. Bij een juiste afregeling staat die lijn onder een hoek van 45 graden. Door de in het IC ingebouwde "auto-zero" blijft de 0 in ieder geval op zijn plaats; met P1 kunnen we de hellingshoek afregelen.

3 aangegeven spanning P1 verkeerd afgeregeld /

/

100-

/

/

// /

/

/ /

, P1 goed afgeregeld

//

!

I

/ / »• / / :/ /•/ < / / _/" : / ,

.-^

/ s P1 verkeerd afgeregeld

jS

s'

i

.— P1 verkeerd afgeregeld

100

200 u (mV) ingangsspanning 86765-3

scheiden: De sturing (IC1) en het eigenlijke display. Op dat laatste staan 3 zeven-segment-cijfers plus nog een getal, dat öf de waarde 1 kan aannemen öf helemaal niet zichtbaar is. In het Engels heet dat "3V2 digit"; een Nederlandse a a n d u i d i n g ervoor bestaat niet. Het maximale bereik van d e cijfers is dus plus of min 1999. Tussen de cijfers kan een ' d e c i m a l e punt" worden gezet, maar daar komen we later nog op terug.

Technische gegevens De prestaties van onze schakeling liegen er niet om! Eerlijkheidshalve moeten we d a a r a a n toevoegen dat dat geen verdienste is van het Elexlaboratorium, maar van de ontwerpers van het IC. Zonder een voorgeschakelde spanningsdeler kan het instrument een gelijkspanning aanwijzen van maximaal 199,9 mV (daarom is in de meeste digitale multimeters het laagste gelijkspanningsbereik 200 mV). De ingangsstroom

is zéér laag: minder d a n 10 pA (pico-ampère). Een pA is een miljoenste deel van een miljoenste ampère (juA). De ingangsimpedantie is dus extreem hoog en in de praktijk kunnen we er veilig van uitgaan, dat d e te meten spanningsbron niet wordt belast. De stroombehoefte van d e komplete schakeling is eveneens zeer gering: minder d a n een mA! Een gewone 9-volt-batterij zal dus heel lang m e e g a a n en het is echt niet nodig een milieu-onvriendelijke alkaline-batterij te gebruiken. De meetfrekwentie is aangegeven met 3/s: 3 metingen per sekonde. Dat is nog een eigenaardigheid van digitale meters: ze meten niet kontinu. Dat komt omdat de te meten spanning "omgezet" wordt in een tijdinterval. Gedurende die tijd worden de perioden van een oscillator geteld. Het op die manier gevonden getal is evenredig met de ingangsspanning. In dit IC duurt het een derde sekonde, totdat de gege-

vens zijn verwerkt en er een nieuwe telcyclus wordt gestart. Op de massa-aansluiting van ons meetinstrument moeten we even wat uitvoeriger ingaan, omdat we daar anders naderhand problemen mee krijgen. In het schema zien we een aansluiting, die a a n g e d u i d is met het woord COM. Die komt overeen met de massaaansluiting van de meetingang en moet meestal verbonden zijn met de aansluiting LO. Tussen deze verbinding en de aansluiting Hl komt dan de te meten spanning. Het massapunt is dus niet identiek met de minpool van de voedingsspanning en mag daar ook nooit mee zijn verbonden! Een scheiding van de COM- en d e LO-verbinding kan soms nodig zijn, bijvoorbeeld als er temperaturen moeten worden gemeten. In het desbetreffende artikel komen we daar nog op terug. De REF-ingang biedt de mogelijkheid, de interne referentiespanning te veranderen. Voorlopig zul-

Figuur 4. Bij het afregelen van de digitale voltmeter hebben we een spanningsbron nodig, die we gemakkelijk zelf kunnen maken van een 1',5-volt-batterij. Met een serieweerstand en een potmeter kunnen we een spanning opwekken in het gebied tussen 0. . . 200 mV. In principe is iedere spanning binnen dat gebied goed, maar voor een zo nauwkeurig mogelijke afregeling is het beter een spanning boven in het gebied te kiezen. Figuur 5. Met de in dit artikel beschreven module kan al gemeten worden. De LO- en de COM-ingang worden met elkaar verbonden; daaraan komt het zwarte meetsnoer. Het rode snoer gaat naar de Hl-ingang. De min-aansluiting van de batterij is niet identiek met de massa-aansluiting van de meetingang! Denk er bij het meten om dat we nog maar één bereik hebben: spanningen van meer dan 200 mV kunnen we nog niet meten!

DVM-schakeling 0 V - 1 9 9 , 9 mV

TTTT

DP 1 2 3

12-16 -

elex

REF COM

len we van die mogelijkheid geen gebruik maken. Afhankelijk van het meetbereik kan het nodig zijn, de decimale punt tussen twee cijfers van de uitlezing zichtbaar te maken. Daarvoor dienen de ingangen DP 1. . .3. Voorlopig hoeven we die niet te bedraden; in dat geval is de uitlezing in millivolts. Als de batterij uitgeput raakt, verschijnt er een pijltje op het display om d e gebruiker er a a n te herinneren, dat het tijd wordt voor een nieuwe batterij. Dat wordt geregeld door T l De emitter daarvan is verbonden met een spanningsdeler tussen voedingsspanning en massa. De basis gaat naar de TEST-ingang van het IC. Door de keuze van de weerstanden in de spanningsdeler wordt bereikt, dat d e batterijindikatie geaktiveerd wordt als d e batterijspanning lager is d a n 7,2 volt.

De

afregeling

Dank zij een "auto-zero"schakeling in het IC is de afregeling van de meter erg eenvoudig. Door deze automatische nulafrege-

ling staat de meter altijd op nul als d e ingang kortgesloten is. Dat kan worden gekontroleerd door de ingangen Hl, LO en COM met elkaar te verbinden. Alleen de ±-aanduiding m a g d a n knipperen, alle cijfers moeten op 0 staan. Met P1 kan de schaalfaktor zeer nauwkeurig worden afgeregeld. Dat betekent, dat de module niet voor- of achterloopt, maar precies de juiste spanning aanwijst. Als P1 niet g o e d staat, wordt de aanwijzing onnauwkeuriger, naarmate de ingangsspanning toeneemt. Vanwege d e "auto-zero" blijft de 0-volta a n d u i d i n g uiteraard steeds g o e d . In figuur 3 is dat duidelijk te zien. Door P1 wordt de hellingshoek van de schuine lijn in d e grafiek b e p a a l d . Voor d e afregeling hebben we een instelbare spanning nodig en een nauwkeurige digitale voltmeter om de aanwijzingen te vergelijken. De laatste moeten we ergens zien te lenen, de eerste kunnen we gemakkelijk zelf maken (fig u u r ^ . De spanningsbron wordt ingesteld o p een willekeurige waarde, zo

hoog mogelijk op de "schaal" van de meter, dus ergens tussen 190 en 199,9 millivolt. Daarna moet P1 zó worden ingesteld, dat de twee parallel geschakelde meetinstrumenten exakt dezelfde waarde aanwijzen. Voor alle andere waarden moet de uitlezing d a n ook kloppen.

De inbouw Omdat deze schakeling er een is uit een serie meetmodulen, zullen we een aantal gelijke behuizingen moeten maken of kopen (Misschien krijgt u korting als u er alvast een paar tegelijk koopt!). De foto in de kop van het artikel brengt u misschien op een g o e d idee. Het merk en typenummer van een passende behuizing vindt u in de onderdelenlijst.

Onderdelenlijst R1 = 47 S R3,R3,R12 = 1 M S R4 = 220 k ö R5,R6,R7 = 470 kQ R8,R9 = 180 kS R10 = 680 Q R11 = 390 kQ C1 = ' 4 , 7 M F / 1 6 V C2,C7 = 220 nF C3 = 47 pF C4 = 330 nF C5 = 47 nF C6 = 10 nF T1 = BC547 D1 = zenerdiode 10 V / 1 W IC1 = 7126 (7106) IC2 = 4030 S1 = aan/uit-schakelaar LCD = 3Vz digit LCD-display K1 = 9-polige stekker (female, type D) 1 print, bestelnummer 86765 1 behuizing, bijv. HEDDIC Profi 222 Geschatte bouwkosten met print, maar zonder behuizing: ca f 60, -

Figuur 6. Hoemei een standaard Elex-print heel wat aan kan, wordt dit toch echt te gek. Vandaar dat we bij wijze van uitzondering voor deze module een speciale print hebben ontworpen, die in de vakhandel verkrijgbaar is. De print past precies in de behuizing die we in de onderdelenlijst hebben aangegeven.

'ccSzP-cllrïft cda3Tc^ZP

0 ^ " ° -* oo

elex - 12-17

oefenversterker gitaristen

919

ive-simulator voor ambitieuze musici Muzikanten die bij het instuderen van een nummer gebruik maken van een voorbeeld op een plaat of band, moeten de juiste verhouding vinden tussen het afspeelvolume en de sterkte van het eigen instrument. Als de verhouding niet klopt, zal soms de ene, en soms de andere geluidsbron overheersen, zodat men voortdurend de volumeregelaars van de instrument- en audioversterker moet bijstellen. Dat kost niet alleen tijd, maar het tast ook de muzikale koncentratie aan. Daarom heeft Elex een oefenversterker ontwikkeld, die beide signalen in elke gewenste verhouding kan mengen. Het uitgangssignaal wordt weergegeven via een hoofdtelefoon, zodat uw huisgenoten en uw buren gespaard blijven voor de zenuwslopende geluiden die in de keuken van het muziekbedrijf kunnen optreden. Walkman-booster met voorzet-mixer De stuurtrap voor de hoofdtelefoon is een schakeling die we in Elex al eerder met succes hebben toegepast; de geïntegreerde stereo-versterker U2432B diende immers als basis voor onze walkmanbooster (Elex nr. 36, augustus 1986, pp. 18-20; in dat artikel vindt u alles over dit IC). 12-18 -

elex

Het blokschema (figuur 1) toont hoe de oefenversterker is o p g e b o u w d . De signalen worden geregeld en g e m e n g d met behulp van de potentiometers P1, P2 en P3. De absolute geluidssterkte van de grammofoonplaat (c.q. de geluidsband) wordt ingesteld met P1, en die van de gitaar (c.q. het keyboard) met P2. Tot zover niets bijzonders. De funktie van P3 is inte-

ressanter, want via deze potentiometer wordt een gedeelte van het "voorbeeld-signaal" overgedragen op het kanaal van het instrument; zo wordt bereikt, dat het lied wat men wil begeleiden, niet van links of rechts, maar ergens uit het midden komt. Deze voorziening hebben we aangebracht, omdat het luisteren naar een hoofdtelefoon waarvan slechts een schelp i

geluid geeft, om de een of andere reden hinderlijk is (probeer het zelf maar). Zoals reeds gezegd, lost P3 dit probleem op. Met behulp van A1 worden de beide stereo-kanalen van het voorbeeld omgezet in een mono-signaal, zodat het tweede kanaal van IC1 beschikbaar blijft voor het instrument.

Het

schema

Zoals blijkt uit figuur 2, zijn

1

voorbeeld

<§$> 0

stereo-mono

links

ve.slerker

©t

ND

nlvo

rechts

>

-

instrument

f

\

L

0$

-it-

l^i/2 IC 1

"iï

\

ei

m

HKÏE> l»3

C2

W

I I

R2

><J llOk log I V j NIVO R

-U-T47K

-fl

-Oh

%y^

2|J2 10V

rr

IC 3 78L05

9 =12!

! "É i "*É ï

I10011/I6V

-0* -0* P-

)óT" ,ovj

9V

T

CIS

Hiook h

Hh

-&-

"^CTsOk log

r-®~ CM

R9

•—ip—nsstfl-

beide voorversterkers opgebouwd rond opamps; de versterkers zijp echter volgens verschillende principes geschakeld. A1 is een inverterende mengtrap (optel-versterker); de versterkingsfaktor volgt uit de bekende formule: R3:R1 (resp. R3:R2). Als we R3 een hogere waarde geven, neemt de versterking toe; dat kan wel eens nodig zijn, als achteraf blijkt dat het nivo

>

nivo

mr V~v+)— s>

Figuur 2. A1 en A2 zijn beide versterkers, maar ze werken volgens verschillende principes. Ter verhoging van de ingangsimpedantie is A2 geschakeld als niet-inverterende versterker. De schakeling rond A1 is een inverterende mengtrap.

•

__A versterker

Figuur 1. Omdat we drie signaalbronnen moeten weergeven via twee stereo-kanalen, wordt het stereo-signaal dat afkomstig is van de plaat (c.q. de geluidsband), omgezet in een mono-signaal. Daarna volgt een voorversterker, een potentiometer voor de instelling van de geluidssterkte, en een kanaal van de geïntegreerde eindtrap (IC1). Het geluid van het instrument dat u bespeelt, wordt gemengd met het voorbeeld-signaal, versterkt, ingesteld op het juiste volume IP2), en weergegeven via het tweede kanaal van IC1. Draaien aan PI heeft geen invloed op de balans van het muzieksignaal. Wijzigt u echter de instelling van P2 (instrumentvolume), dan lijkt het alsof de bron van het muzieksignaal van plaats verandert.

"

balans

M

x2*%/\"")

1/2 IC 1

t

*.

22|i 10V

•>—&47p

X I llOklog rslL VOL

AAR

4-

T^r

A2

> U - J-Mr

-éf-

_T1

10V

A1.A2: IC2: TLC 272

I

MHr-

W

elex -

12-19

Onderdelenlijst: R1...R3,R12,R13 = 47 kQ R4,R5 = 10 kQ R6 = 1 MQ R7 = 100 kQ R8 = 8,2 kQ

Figuur 3. Twee printen van het formaat 1 maken het mogelijk om een sandwich-konstruktie toe te passen: de printen worden boven elkaar gemonteerd, en bevestigd met behulp van afstandsbusjes en lange dunne boutjes.

~l J-O

R9 = 390 Q R10.R11 R14.R15 P1,P2 = P3 = 50 C1,C2 = C3,C8 = C4

= 1 kQ = 2,2 kQ 10 kQ-log. kQ-log. 220 nF 47 pF

ïiiK«

= 2,2 / J F / 1 0 V

caa

C5,C7,C10,C12,C15, C23 = 100 nF C6 = 470 pF C9 = 1 M F/10 V C11,C22,C26 = 1 0 0 / J F / 1 0 V C13 = 100 M F/16 V C14,C16,C17 = 2 2 y F / 1 0 V C18,C19 = 150 nF C20.C21 = 4 7 0 M F / 1 0 V C24.C25 = 1 nF IC1 = U2432B IC2 = TL72, TLC272 IC3 = 78L05 2 Elex-standaardprinten

O

CS5C R3 CS

U

H T fOÖ

12-20

elex

f—OEI

I C14, frekwentie-afhankelijk. De positieve ingang van A2 is via R6 verbonden met de halve voedingsspanning. Omdat het ingangssignaal wordt "opgetild" tot dit nivo, kunnen de negatieve halve perioden niet vastlopen tegen massa. En nu d e potentiometers! De uitgangssignalen van A1 en A2 g a a n (via P1 en P2) rechtstreeks naar de eindtrap. Vanaf de loper van P1 voert echter een aftakking naar P3, zodat het signaal van A1 gedeeltelijk wordt overgedragen o p A2. U ziet: ook een niet-inverterende o p a m p versterker kan als mengtrap geschakeld worden. De aftakking via P3 heeft tot doel, dat het voorbeeld-signaal op beide kanalen afneemt als het volume van A1 wordt verminderd. De sterkteverhouding tussen de geluidsbronnen, en de ruimtelijke plaatsing van het geluid die men in het hoofd waarneemt, blijven dus hetzelfde, ook als men d e absolute geluidssterkte vermindert. De balans van het geluid d a t afkomstig is van de plaat of d e geluidsband, wordt in princi-

i

7

^ Eli

ü

s

i ï- I

pe ingesteld met behulp van P3, en mede beïnvloed door P I

De LF-trap Als men zich beperkt tot het gebruik van de hoofdtelefoon, levert de U2432B uitstekende prestaties. Hoe dit IC geschakeld wordt, is duidelijk aangegeven in figuur 2, zodat een verdere toelichting eigenlijk overbodig is. Wie deze schakeling vergelijkt met de reeds gepubliceerde toepassing van dit IC in de walkman-booster, zal bemerken dat hier nog de weerstanden R14 en R15 zijn toegevoegd. Deze verhinderen dat bij het insteken van de hoofdtelefoon een schakelklik optreedt. De impedantie van de aangesloten belasting m a g niet lager zijn d a n 4Q. De vereiste voedingsspdnning bedraagt 5 V; deze wordt betrokken van een geïntegreerde spanningsregelaar (IC3). De LFtrap levert een vermogen van ongeveer 200 mW. Het stroomverbruik van de totale schakeling is gering, zodat men kan volstaan met een batterij van 9 V. Bij regelmatig en

°

ij

•ci£Trf° ir

j—o r-leisü-oooo o J

CL

©^j , « ! X ó />iT

iHSl^opö

ÓOa

>oö-°

formaat 1 Kosten (zonder batterij en montage-materiaal) ca. f 30,00

van de signaalbron niet hoog genoeg is. In principe zouden we hetzelfde resultaat kunnen bereiken door d e waarde van R1 of R2 te verminderen, maar dat is niet a a n te bevelen: de ingangsweerstand wordt d a n te l a a g (de negatieve ingang van A1 moeten we immers opvatten als een massapunt). Omdat de voeding niet symmetrisch is, wordt de positieve ingang van A1 met behulp van R4 en R5 ingesteld op d e halve voedingsspanning (kunstmatige massa). C11 buffert en stabiliseert deze spanning. A2 is geschakeld als nietinverterende versterker, een principe dat we in Elex eveneens regelmatig toepassen. Het signaal wordt toegevoerd a a n de ingang met het plus-teken. De tegenkoppeling (en dus ook de versterkingsfaktor) wordt b e p a a l d door een weerstand tussen d e inverterende ingang en de uitgang. De inverterende ingang is via een weerstand en een kondensator verbonden met massa. De versterking voor wisselspanningen volgt uit R8:R9. Deze is, vanwege

OOC

jfll

l_

caii

langdurig gebruik verdient een netvoeding echter de voorkeur. IC3 m a g in geen geval worden weggelaten, want IC1 verdraagt niet meer d a n 6 V.

Inbouw In de meeste gevallen zal men d e oefenversterker willen inbouwen in een kastje. Kies d a n een kastje dat niet te klein of te licht is, of minstens voorzien is van antislip-voetjes. Gitaren zijn immers uitgerust met tamelijk zware spiraalkabels, die door hun eigen gewicht een klein a p p a r a a t gemakkelijk van de tafel kunnen trekken. Voor het overige kunt u de vormgeving, zoals gewoonlijk, geheel aanpassen a a n uw eigen smaak. Wij hopen dat de oefenversterker u weer een stukje verder zal helpen met uw favoriete instrument.

kortegolf ontvanger (deel 2)

Samenbouw Net als bij alle HF-schakelingen, moet de kortegolfkonverter zorgvuldig in elkaar gezet worden. De beide printen worden met de schakelaar tot één eenheid gemonteerd; o p de foto is te zien hoe dat moet. Hoe steviger dit geheel in elkaar zit, des te beter is ook de frekwentiestabiliteit (bescherming tegen mechanische invloeden). In deze opstelling kunnen de verbindingsdraden naar de schakelaar kort blijven, terwijl de scheiding tussen preselektor, oscillatorkringen en mixer g o e d is. Voor de verbindingen gebruiken we geïsoleerd draad, zo kort en strak mogelijk gesoldeerd, zodat ze»niet kunnen bewegen.

De komplete eenheid moet, omwille van de afscherming, in een metalen behuizing worden ingebouwd. Het is het beste om radio, netvoeding en konverter samen in één kast te bouwen. Dan is een koaxkabel tussen konverter en radio ook niet beslist nodig; anders wel! Voor de massaverbinding tussen preselektor, hoofdprint, voeding, radio, kast en aardklem moeten we een niet te dunne d r a a d gebruiken. We geven hier geen schema voor de voeding: die hebben we in het verleden al zo vaak gepubliceerd. Goed bruikbaar is de standaard-netvoeding. De maximaal te leveren stroom hangt voornamelijk van de autoradio af. Voor

de konverter moeten we er d a n nog ongeveer 80 mA bijtellen. Samen zou dat wel eens een kleine 1 A kunnen worden, maar dat is nog geen probleem voor een 7812spanningsregelaar. Voor de antenne- en aardeaansluiting hebben we twee 4-mm-apparaatklemmen nodig. Als aarding kunnen we de (koperen) waterleiding of een (blankgeschuurde) CV-buis gebruiken. Rioleringsbuizen of de randaarde van een stopkontakt zijn b e p a a l d "minder aanbevelenswaardig". Overigens kunnen we met de radio gewoon de midden- en lange golf blijven ontvangen, omdat in de vierde schakelaarstand in- en uitg a n g rechtstreeks zijn

doorverbonden en één gate van de mixer a a n massa wordt g e l e g d (zodat die niet werkt en dus ook niet voor storingen kan zorgen).

Afregeling Wie kan beschikken over een frekwentieteller, zal met de afregeling van de oscillatoren (C7. . .C9) geen problemen hebben. Het enige wat moet worden g e d a a n is, de MGfrekwentie die met de autoradio wordt ingesteld, af te trekken van de gewenste (nieuwe) KG-frekwentie. Het resultaat is de waarde die met de teller wordt afgelezen. We meten dit a a n de oscillatoruitgang (pen dO) of evenelex -

12-21

tueel aan de drain-aansluiting van T1. We geven voor alle zekerheid een rekenvoorbeeld: als de hoogste frekwentie van d e 49-m-band (dat is 6200 kHz) moet overeenkomen met de hoogste frekwentie van de middengolf (dat is 1600 kHz), d a n moet d e oscillatorfrekwentie (6200-1600=) 4600 kHz bedragen. Het laagste deel van de 49-m-band (5950 kHz) zit d a n bij 1350 kHz op de afstemschaal van de middengolf. (De andere oscillatorfrekwenties zijn, als telkens d e hoogste frekwentie bij 1600 kHz moet liggen: 2400 kHz, 8175 kHz en 10375 kHz voor resp. de 75-, 31- en 25-m-band). Wie het zonder frekwentieteller moet stellen, dient g o e d herkenbare zenders op te zoeken waarvan de frekwentie bekend is. Dat kan met behulp van een handboek of met wat geduld: de omroepers noemen altijd wel een keer de frekwentie waarop wordt uitgezonden. Heel goed bruikbaar zijn de BBC-zenders, bijvoorbeeld 3955 kHz (75 m), 9750 kHz en 9760 kHz (31 m) en 12095 kHz (net beneden d e 25 m). Na de oscillator wordt de preselektor-kondensator (C4. . .C5) op optimale ontvangst afgeregeld; zoals in de vorige aflevering gezegd moeten we daarbij vooral letten op minimale achtergrondruis. Als laatste wordt d e antennekondensator (C1. . .C3) eveneens op optimale ontvangst ingesteld. Het kan gebeuren dat aansluitend d e desbetreffende preselektor-kondensator nog een keer moet worden bijgeregeld en dan nogmaals de antennekondensator, aangezien die twee elkaar wederzijds beïnvloeden (en ook enigszins van de gebruikte antenne afhangen). De instelling van C10 is in vergelijking minder kritisch.

Andere

banden

Waarom we deze drie banden hebben uitgeko12-22 -

elex

©

\«it

C4

Tabel. Alle kortegolf banden op een rijtje gezet. Met een beetje handigheid en geduld kunnen we de konverter voor enkele van deze banden geschikt maken. Bij hoge frekwenties wordt het geheel echter wel erg kritisch. Figuur 1. Voor de volledigheid nog een keer de onderdelenplattegrond. De twee printen (preselektor en de rest van de elektronica) zijn hier als één print getekend. De printen moeten echter apart gebouwd worden (eventueel een print formaat 2 doorzagen), zodat de bandkeuzeschakelaar ertussen kan worden gemonteerd (zie ook de kopfoto).

Tabel

band golflengte) in m

frekwentie in kHz 2300-2498 3200-3400 •3950-4000 4750-4995 5005-5060 *5950-6200 7100-7300 •9500-9775 *11700-11975 15100-15450 17700-17900 21450-21750 25600-26100

•

120 90 75 60 60 49 41 31 25 19 16 13 11

gebied

tropenband tropenband wereld (m.u.v. USA) tropenband tropenband wereld wereld (m.u.v. USA) wereld wereld wereld wereld wereld wereld

door ons gekozen banden

zen, en niet andere, bijvoorbeeld een tropenb a n d of een b a n d met hogere frekwenties? In de eerste plaats om de schakeling overzichtelijk te houden, zonder ingewikkelde schakeltoestanden. Zo kwamen we eigenlijk vanzelf op de bewuste drie banden uit, omdat o p dit moment de ontvangstkondities voor d e hogere frekwenties toch al slecht zijn en de tropen-

banden vanwege de grote afstanden veel moeilijker te ontvangen zijn. In principe kunnen die banden echter best nog worden toegevoegd. Alleen wordt het bij zeer hoge frekwenties allemaal wel een beetje kritisch. Wie met de ontvanger verder wil experimenteren, kan andere frekwenties uit de tabel halen. Voor de oscillatorkringen geldt de formule:

1 2 • ir • VL • C De vraag is alleen of de berekende waarden voor kondensatoren en spoelen ook ergens kant-en-klaar te koop zijn. In het "ergste" geval moeten we de spoeltjes zelf wikkelen. Vergeet niet om bij de oscillatorkring rekening te houden met C11! En tenslotte (als alles in elkaar zit en g o e d werkt): g o o d DX! f

de ingangskring

de mengtrap

Deze bestaat uit een parallelkring en een antenne-koppelkondensator. De parallelkring vertoont voor één b e p a a l d e frekwentie een zeer hoge "weerstand". Die frekwentie noemen we de resonantiefrekwentie. De kring wordt met behulp van de kringkondensator (C4) op de gewenste resonantiefrekwentie afgestemd. Voor andere frekwenties dan de resonantiefrekwentie is de "weerstand" (impedantie genoemd) lager dan bij resonantie. Als gevolg van de altijd aanwezige (kring)verliezen vertoont de impedantie-karakteristiek (de zogenaamde resonantiekromme) een b e p a a l d e breedte, de bandbreedte. De bandbreedte van de kring wordt nog wat groter, omdat de kring wordt belast met de weerstand van 1 MQ aan de gate van T1. Er wordt een hele frekwentieband uitgefilterd, in dit geval de gewenste KG-band. Met de koppelkondensator (C1) wordt er voor gezorgd dat de invloed van de antenne op de kring zo klein mogelijk is.

T1 vormt een zogenaamde aktieve schakelende mengtrap. Aktief wil zeggen dat hij een voedingsspanning nodig heeft en voor versterking zorgt (tenminste van het hoogfrekwente ingangssignaal op gate 1). Spoel L7 werkt d a n als "drainweerstand", met een hoge weerstandswaarde voor HF en een lage voor gelijkspanningen. Op de andere gate staat de hoge (ca. 22 Vtt) oscillatorspanning. Deze schakelt de transistor uitsluitend aan en uit. Bij dat proces ontstaan onder andere de som en het verschil van beide frekwenties. (Zie over dit onderwerp ook Elex december 1985.)

van oscillator

naar uitgangslilter

van ingangskring

het

de oscillator

uitgangs-laagdoorlaatfilter

Dit filter zorgt ervoor dat de somfrekwentie van ingangs- en oscillatorsignaal niet tot de uitgang kan doordringen en verwijdert ook andere stoorsignalen die toch nog door het ingangsfilter en de mixer heen komen. In principe bestaat dit filter uit twee achter elkaar geschakelde n-laagdoorlaatfilters. We kunnen zien dat het om laagdoorlaatfilters gaat a a n de manier waarop de onderdelen zijn verbonden: de kondensatoren leiden de hogere frekwenties af naar massa en de HFsmoorspoelen in de signaalweg vormen een belemmering voor de hogere frekwenties. Als gevolg daarvan zijn de ongewenste signalen achter het filter sterk verzwakt.

Het schema stelt een gewijzigde Franklin-oscillator voor. Twee transistoren zijn in een ringschakeling opgenomen. Transistor T2 werkt als versterker. Omdat het een PNP-transistor is, staat het schema "op z'n kop". Het versterkte uitgangssignaal op de koliektor, wordt toegevoerd a a n de gate van FET T3. Deze FET versterkt weliswaar niet, maar draait de fase 180°, voor het signaal naar de basis van T2 teruggaat. Omdat T2 de fase eveneens 180° draait, is de totale fasedraaiing 360° (= 0°): precies g o e d dus voor een oscillator.

P-®

ff 120|jH

f

120(|H

60p naar MG-

TïSo

0-

=

» achtefzei-ontvanger

BF256B

^ 0

-ff

X^L + ^X

naar mengtrap

*M§) L4.L5. L6

C7.C8.C9 OOp

86808X

elex - 12-23

nieuwe klankdimensies in de wereld van de elektronische muziek

FM-synthese Toen YAMAHA enkele jaren geleden de DX7 op de markt bracht, kreeg de muziekwereld de beschikking over een revolutionair instrument: deze polyfone FMsynthesizer produceerde een overvloed van nog nooit gehoorde klanken. De klankvorming van de DX7 berust niet, zoals gewoonlijk, op het omvormen van een basisgolfvorm, maar op de FM-synthese. Bij dit nieuwe systeem worden statische en dynamische klankprocessen opgewekt met behulp van sinusoscillatoren, die elkaar beïnvloeden door middel van frekwentie-modulatie. Deze techniek schept mogelijkheden, die met d e konventionele synthesizers niet of nauwelijks gerealiseerd kunnen worden: zelfs zeer komplexe natuurlijke klanken, zoals het geluid van klokken, kan men nu uitstekend nabootsen. Overigens kent ook de FMsynthese haar beperkingen: het doelgericht samenstellen van specifieke klanken is niet b e p a a l d eenvoudig, omdat zelfs d e kleinste wijzigingen in een van de parameters ingrijpende en onvoorspelbare gevolgen kunnen hebben.

De konventionele klanksynthese Klanksynthese is het op12-24 -

elex

wekken en omvormen van klanken met elektronische middelen. Voor het opwekken van elektronische klanken bestaan allerlei technieken, die sterk van elkaar verschillen. Als men een b e p a a l d e klank wil opwekken, bijvoorbeeld die van een aangeslagen pianosnaar, moet men (onder andere) rekening houden met het veranderlijke karakter van de klank. Gedurende de tijd dat de snaar klinkt, veranderen de sterkte en d e kleur van de klank voortdurend. Een pianotoon zet zeer plotseling in, en is op het moment van de aanslag zeer rijk a a n boventonen. Tijdens het uitklinken nemen, in frakties van sekonden, d e geluidssterkte en het aandeel van de boventonen af. In de konventionele synthesizertechniek worden deze dynamische veranderingen van de klank nagebootst met behulp van "span-

ningssturing": men maakt gebruik van versterkers en laagdoorlaatfilters, waarvan de versterking (resp. de kantelfrekwentie) gestuurd wordt door een instelbare spanningskurve (ADSR-kurve). De vorm van deze regelspanning geeft aan de sterkte en aan de kleur van het geluid een b e p a a l d verloop: de "omhullende" karakteristiek. Dit principe, ontwikkeld door de Amerikaan Robert Moog, werd spoedig een begrip: de naar de uitvinder genoemde Moog-synthesizer kende reeds korte tijd na de kommerciële introduktie vele enthousiaste gebruikers. Toch is de klankvorming die volgens dit systeem tot stand komt, niet in alle opzichten bevredigend: in zekere zin lijken alle opgewekte klanken o p elkaar. Ook de introduktie van de polyfone " M o o g " kon aan dit feit weinig veranderen; het probleem hangt samen

met het "Moog-principe" (figuur 1). Een andere vorm van klanksynthese is, de (sinusvormige) boventonen van een klankspektrum rechtstreeks o p te wekken, met behulp van een groot aantal sinusoscillatoren. Bij deze methode komen de dynamische veranderingen van de klank tot stand, door aan elk van d e sinussen een eigen omhullende karakteristiek te geven. In de praktijk wordt dit systeem echter niet of nauwelijks toegepast, omdat het zeer veel elektronika vereist, en dus bijzonder kostbaar is (figuur 2). Sommige elektronische orgels (uit de "klassieke" periode van dit instrument) kunnen echter een beperkte indruk geven van de mogelijkheden die deze vorm van klanksynthese biedt. Het gaat hier om orgels volgens het additieve systeem: met behulp van

de registerschuiven kunnen allerlei boventonen traploos en naar keuze worden toegevoegd. Bij de tot nu toe genoemde systemen is het tamelijk eenvoudig, een klank die men "in het hoofd" heeft, samen te stellen door doelgerichte manipulaties met de regelaars. Is de klank niet briljant genoeg? Dan voeren we de amplitude van d e boventonen nog iets op! Bij de klanksynthese door middel van FM-modulatie is echter geen sprake van een dergelijk, voorspelbaar gedrag. De aard van dit systeem maakt het bijna onmogelijk, van te voren a a n te voelen wat het gevolg zal zijn, als we de modulatie-frekwentie of d e -amplitude veranderen. De klank die ontstaat, kunnen we op het gehoor niet herleiden tot de optelsom van een aantal basis-eigenschappen.

1

III111

Figuur 1. Blokschema van een modulaire, polyfone synthesizer volgens het Moogprincipe.

IIII 1

MICROPROCESSOR

Figuur 2. Additieve klanksynthese: als we beschikken over een oneindig aantal sinusoscillatoren, waarvan de amplitude en de frekwentie naar wens instelbaar zijn, kunnen we klanken van elke spektrale samenstelling opwekken.

L

KANAAL 1 ^ - - " K A N A A L 2

KANAAL 8

vco

VCO

ADSRkurve

VCF

«— ADSR-

VCF

4—

VCA

<— ADSR-

VCA

•*— ADSR-I

kurve

kurve

"

"

\

Figuur 3. Het hart van een generator voor de FM-synthese: twee sinusoscillatoren, waarvan de ene een frekwentie-modulatie in het signaal van de andere veroorzaakt.

kurve 1

,

MIXER

Figuur 4. Het spektrum dat door de schakeling van figuur 3 wordt opgewekt, ziet er uit zoals hier is getekend. In het midden vinden we de frekwentie van de tweede oscillator (draaggolf). Onder en boven deze frekwentie ontstaan zijband-frekwenties; de onderlinge afstand is gelijk aan de frekwentie van 01, of aan een veelvoud daarvan.

l

\4 1

86783-1

2 t dB

Wat is FM-synthese? Figuur 3 geeft het blokschema van een eenvoud i g systeem voor het opwekken van FM-klanken: de sinusoscillator 01 veroorzaakt een frekwentiemodulatie in het signaal van de sinusoscillator 02. Het signaal dat door 02 wordt opgewekt, bestaat uit de grondtoon, en uit een aantal zijbanden, waarvan de onderlinge afstand gelijk is a a n de frekwentie van 0 1 Het aantal zijbanden neemt toe, naarmate de modulatiediepte groter is (modulatiezwaai = amplitude van het signaal dat door 01 wordt opgewekt — zie figuur 4). Op deze wijze ontstaan (onder andere) "sub-harmonischen"; dat zijn deeltonen die een lagere frekwentie hebben d a n de grondtoon. Ze zijn kenmerkend voor het klankkarakter van klokken en gongs. Als men niet alleen de frekwentiezwaai, maar ook het frekwentiegetal van de modulatie-oscillator beïnvloedt met behulp van ADSR-generatoren (figuur 5), ontstaat een een-

f MIXER

, VCA

. VCA

0,

VCA

\ f

. VCA

.

;

'V

'V

I

t *\J

,

o3

o2

•

Oiooc

3 \ /

'V

FM

o2

0,

86783-3

c2

dB

,°\ 1 1 1 1 1

•

1

1

• I

l

1 1 1 1 1

'kHz

elex -

12-25

1 1 ^

:

:

5

F ^

•

_L

FMingang 01

1

i.

^

VCA

*•

S& 2

°2

*

•

VCA

1

'

11

'FMingang

/ i

4

1

A-v

—'47k lin.

1N41

86783-7

voudige FM-synthesizer met praktische mogelijkheden. Met behulp van een synthesizer-keyboard kunnen tonen van verschillende hoogte worden gespeeld (de toonhoogten van 01 en 02 moeten d a n synchroon door de toetsen van het keyboard gestuurd worden). Als we achter de uitgang van 02 nog een tweede spanningsgestuurde versterker (VCA) plaatsen, bereiken we, dat de toon na het loslaten van de toets ook uitsterft. Hoewel deze schakeling tamelijk eenvoudig is, kan ze allerlei klanken produceren, al naar gelang de verhouding tussen de frekwenties van 01 en 02. Hoe het klinkende resultaat van een dergelijke schakeling is, komt men uitsluitend te weten elex

door er mee te experimenteren. Tussen de klanken die men hoort, en de instellingen van de potentiometers, bestaat geen rechtstreekse samenhang (althans niet voor onze oren).

Nog

6

1

\

komplexer

Om de verscheidenheid a a n klanken zo breed mogelijk te maken, zijn kommerciële FM-synthesizers uitgerust met meer dan twee oscillatoren. Hoewel het signaal dat op de uitg a n g van 02 aanwezig is, soms al tamelijk bizar klinkt, kan men met dit signaal weer de frekwentie van een derde oscillator moduleren. Ook in dit geval kan de modulatiediepte weer gestuurd worden

<

Figuur 5. Het blokschema van een praktisch bruikbare FM-schakeling. Achter 01 en 02 zijn spanningsgestuurde versterkers (VCA's) geschakeld, die gestuurd worden ,door een gemeenschappelijke ADSR-generator. Het gevolg is, dat de geluidssterkte van het signaal, de modulatiediepte en de frekwentie van 01, afnemen als funktie van de tijd (mits de ADSR-kurve is ingesteld op een perkussief verloop). Met dit systeem kan de klank van slag-instrumenten veel realistischer worden nagebootst dan met de filtermethode die in konventionele synthesizers wordt toegepast.

-£ tJ^-M 1

5

MIXER

ADSRgenerator

12-26 -

3

door een toegevoegde ADSR-generator. De klanken van de DX7 worden opgewekt door niet minder dan zes "operators" (met deze term wordt de kombinatie van een oscillator-eenheid en een VCA aangeduid). De operators kunnen op vele manieren met elkaar verbonden worden, zodat het aantal klankmogelijkheden bijzonder groot is (figuur 6). Het totale aantal bouwstenen van de klankopwekking is echter nog veel groter; omdat de DX7 polyfoon bespeelbaar is, wordt het aantal operators vermenigvuldigd met het aantal kanalen (minstens acht). Geen wonder dus, dat alleen een computer in staat is, dit geheel te besturen. Ook het geluid zelf wordt niet door analo-

Figuur 6. De FM-synthesizers die door de industrie worden geleverd, zijn uitgerust met meer dan twee operators (dat is een eenheid die bestaat uit een oscillator, een VCA en een ADSR-generator). De operators kunnen op allerlei manieren met elkaar verbonden worden. Deze figuur geeft slechts een van de vele mogelijkheden. Figuur 7. Dit schema toont een sterk afgeslankte en vereenvoudigde variant van een FM-schakeling met twee operators. Vanwege de kosten hebben we afgezien van sinusoscillatoren: dit is een driehoek-rechthoek-kombinatie (weliswaar niet een volmaakt instrument, maar interessant genoeg om mee te experimenteren).

Figuur 8. Wat is de funktie van de verschillende potentiometers? Dit blokschema verduidelijkt de werking en de bediening van de schakeling.

8

-]P2

VCA

_I_RL

^

Figuur 9. Ondanks de vele onderdelen past de gehele experimenteerschakeling op een kleine print.

FM-ingang

FM-ingang

^

r

ADSR-kurve

k

/

Release-tijd

Onderdelenlijst: R1. . . R 3 = 6,8 kQ R4 = 27 kQ R5 = 1 kQ R6 = 100 kQ R7 = 10 kQ P1 = 47 kQ-lin. (stereo-potentiometer) P2 = 1 kQ-lin. P 3 . . . P 5 = 47 kQ-lin. C1...C5,C7,C8 = 100 nF C6 = 100 f^F/16 V C9 = 470 nF

ge schakelingen opgewekt: de computer berekent hoe de golfvormen er uit zien. Omdat het bijna onmogelijk is, een eenmaal gevonden klankinstelling op het gevoel terug te vinden, worden de betretfende gegevens opgeslagen in een geheugen. Overigens is het jammer, dat de industrie nog niet o p het idee gekomen is, een monotone FM-synthesizer met slechts enkele sinusgeneratoren en VCA's o p de markt te brengen. Een dergelijk instrument zou bijzonder interessant, en ook nog goedkoop kunnen zijn. Het schijnt echter, dat de tijd van de monotone synthesizer voorgoed voorbij is. . .

Exkuses.

..

. . .vooraf hebben weinig zin, en bij Elex houden we niet van half werk. Toch willen we van onze lezers enig begrip vragen voor het feit, dat we in dit artikel niet een perfekt bouwontwerp publiceren voor een eenvoudige FM-synthesizer met twee sinusgeneratoren, een ADSR-generator en twee VCA's. Toen het schema van een dergelijke schakeling eenmaal op tafel lag, was de redaktie unaniem van mening, dat dit ontwerp bij lange na niet zo eenvoud i g en goedkoop zou zijn, als u van ons gewend bent. Daarom hebben wij de schakeling wat afgeslankt. In plaats van een kostbare, spannings-

gestuurde sinusoscillator, werd een rechthoek-oscillator toegepast, opgebouwd rond het standardIC 555. Ook de VCA en de ADSR-generator werden enigszins vereenvoudigd. Daar staat echter tegenover, dat het principe (zoals getekend in figuur 5) gehandhaafd blijft. In het schema (figuur 7) zijn de twee oscillatoren (IC1, IC2) gemakkelijk te herkennen. IC2 wordt frekwentie-gemoduleerd door I C l De frekwentie van d e eerste oscillator wordt ingesteld met P I P3 bepaalt de frekwentie van de gemoduleerde oscillator. P2 regelt d e modulatie-diepte. T1 buffert het driehoek-signaal van I C l Naarmate de spanning die via P2 wordt afgenomen, hoger is, zal de frekwentie van IC2 over een groter bereik veranderen. S I C6 en P4 vormen een eenvoudige ADSR-generator. Als men S1 indrukt, wordt C6 zeer snel opgeladen, en via P4 en P5 weer ontladen (snel of langzaam, al naar gelang d e stand van d e potentiometer). Zo ontstaat een typische Attack-Releasekarakteristiek, die bijzonder geschikt is voor het nabootsen van slag-instrumenten (Attack-Release = Aanslag-Loslaten, een bekende uitdrukking in d e synthesizer-techniek)! De ADSR-kurve stuurt een spanningsgestuurde versterker, o p g e b o u w d rond T2 en T3. Deze zorgt er voor, dat de toon na het einde van de ADSR-kurve niet meer te horen is. Bo-

vendien wordt de ADSRkurve (via een aftakking op de emitter van T2) toegevoerd aan de stuuring a n g van I C l Dit heeft tot gevolg dat de oscillator die rond IC1 is opgebouwd, zijn frekwentie verandert volgens een patroon, dat door de ADSR-kurve wordt bep a a l d . Met P5 kan worden ingesteld, hoe groot deze verandering is. Via d e ontkoppelkondensator C9 kan het signaal worden toegevoerd a a n een willekeurige LF-versterker. Opgelet: hifi-boxen, zelfs dure, zijn als regel niet bestand tegen de hoge dynamiek van elektronische muzieksignalen; een speciale instrumentenluidspreker, bestemd voor gitaren of keyboards, verdient beslist de voorkeur. Figuur 8 geeft het blokschema van onze eenvoudige FM-synthesizer; dat maakt het experimenteren met deze schakeling iets overzichtelijker. Van een volwaardig instrument is, zoals reeds gezegd, geen sprake. De schakeling heeft uitsluitend tot doel, uw belangstelling voor de FM-synthese op g a n g te brengen. Voor geïnteresseerden loont het beslist de moeite om eens wat met enkele komponentwaarden te experimenteren. Zo kan bijvoorbeeld met C1 en C4 de frekwentie van de oscillatoren worden verschoven. Omdat de schakeling geen relais of LED's bevat, kan men de voedingsspanning betrekken uit een batterij van 9 V.

C10

=

220

(JF/16 V

T1 = BC547 T2 = BC517 T3 = BC557 S1 = druktoets (maakkontakt) D 1 . . . D 3 = 1N4148 IC1,IC2 = 555 Elex-standaardprint formaat 1 Kosten van de onderdelen (zonder voeding en kast): ca. f 2 5 , -

elex - 12-27

JAAR inhoud Licht- en geluidseffekten glitter-broche luxe-lichtorgel, deel 2: het scheidingsfilter mamba looplicht met "gaspedaal" stroboskoop

6-11 1-35 4-24 4-29

Auto, (brom)fiets akku-fitness-centre auto-binnenantenne automobiele akkulader diefstalbeveiliging dievenrem laad/voedingsapparaat pechflitser wheelman

7-28 10-16 10-11 4-40 7-18 1-23 7-16 3-28

Audio, video hifi-mixer inschakelvertraging voor luidsprekers koptelefoonversterker metronoom netvoeding voor effektapparaten . . . . piekmeter polyfoon mini-orgel RC-equalizer subwoofer (2) tape-tester TV-lichtshow walkman-booster zelfbouwluidsprekerbox Comperior 3

4-10 7-23 4-34 2-36 2-34 4-14 1-12 3-44 1-38 5-24 8-34 8-18 3-9

Diversen "horende" schakelaar 220-volt-alarm afstand-timer afstemprint voor de TDA 7000 alkotest batterijbesparende LED bewegingsdetektor diawisselaar doka-thermostaat dooidetektor dummy-load elektronische babysit elektronische benzinetank elektronische hygrometer flits-timer fonoskoop getrapte sinus halogeenlamp hittegolfmelder inbraakalarm inbrekerverschrikker inmaak-thermometer kortegolfontvanger, deel 3 kortegolfontvanger (1) kortegolfontvanger (2) LED-doka-verlichting licht aan - licht uit lichttelefoon lottomaat magneetventiel als lekbeveiliging midi-timer 12-28 -

elex

5-18 2-14 8-42 12-42 9-28 3-42 7-38 12-11 2-28 10-35 4-32 3-15 2-22 7-41 2-11 9-11 3-20 3-17 5-39 1-31 8-32 10-30 1-40 11-24 12-21 2-24 9-21 2-42 12-39 6-32 10-32

mini-FM-ontvanger mini-radio mobiele halogeen filmzon MOSFET-middengolf-ontvanger natuurlijke modeltrein-verlichting oefenversterker voor gitaristen ommekeer in de modelspoorbaan oven-uit indikator overlooplicht postmelder quiz-timer realistische modelbaan-verlichting schakelen met de wekkerradio stroomzoeker sympathieke deurbel telefoonhulpje temperatuurbewaker thermostaat voor mini-broeikas thermostaat-indikator tuinhuis-verlichting universele NICAD-lader ventilator-automaat verkeerslichtinstallatie vooruit-achteruit servo-detektor walmkluis wekkerwurger zenuwsloper zondvloed-alarm zonnezaklantaarn

11-11 7-35 6-40 9-39 1-18 12-18 5-36 10-42 2-34 10-38 5-34 7-13 10-40 11-16 6-28 9-14 3-32 5-20 1-16 8-14 5-12 8-21 3-34 6-22 4-37 7-48 11 -32 10-18 9-45

Meten & thuislab akoestische weerstandsmeter de kwarts-oscillator FET-tester funktiegenerator gate-dipper komponententest met oscilloskoop kontakttester krachtvoeding kristal-ijkgenerator logicatester voor CMOS-schakelingen luxe voltmeter van de schroothoop meetapparatuur in modulevorm (1) RC-meetbrug met melodie-chip regelbare netvoeding staande-golf meter universele transistor- en diode-tester van celsius naar volt

MAT IE, PRAKTISCHE

5-16 11 -40 10-28 1-33 2-45 4-18 2-31 11-18 6-14 8-11 11-43 12-14 6-19 3-12 2-17 9-16 7-26

TIPS

Informatief auto-ontstoring brom: een wanklank in de zelfbouw-versterker demokratische ohmmeter elektronica in de kamera FM-synthese high-speed-fotografie lege batterijen: een milieuprobleem magneetbandproduktie mini schakeling: darlingtonschakeling . mini schakeling: FET-stroombron mini schakeling: LED aan/uit-indikator. . .' mini schakeling: transistor-zener PCM en PDM radiobesturing met Oen 1

11-21 4-21 1-50 10-14 12-24 2-20 7-44 3-30 4-20 3-14 7-22 2-33 5-9

JAAR inhoud tour de sol 1986 van schema tot print, deel 1 van schema tot print, deel 2 veel licht met weinig stroom videocassettes vluchtrecorders welkom bij de elex/elektuur-databank wetenswaardigheden over zonnecellen

11-14 9-30 10-24 11-38 3-40 8-24 5-28 7-20

Praktisch 'n tip: aansluitclips voor batterijen 'n tip: afgebroken pootjes 'n tip: andere printbanen 'n tip: desoldeer-naald 'n tip: het opbergen van snoeren 'n tip: IC's uitsolderen 'n tip: oude spoeltjes hergebruiken 'n tip: scheermes als kraspen 'n tip: slimme adapter 'n tip: test-tekenpen 'n tip: tinzuiger gelijkrichter-kaskade IC-info: 723 IC-info: LM 386 IC-info: TCA 965 IC-info: UAA 170/180 meetpunt-omschakelaar mini schakeling: AND zonder voedingsspanning mini schakeling: thyristor-schakelaar mini schakeling: zenerdiode met "nabrander" mini-schakeling: toongenerator met 1 transistor mini schakeling: zekering-indikator muziek in de auto: bouw 't zelf in netfilter tegen schakelgeluiden op de radio superstroommeter temperaturen meten met de LM 35 waaklampje

8-31 5-27 10-13 9-41 4-47 2-19 3-29 6-42 11-27 1-47 7-50 4-27 5-42 7-51 6-43 9-42 1-15 6-18 11-37 5-33 9-23 12-13 11-28 4-43 1-46 10-21 2-27

Experimenten Elex Elex Elex Elex Elex Elex Elex Elex Elex Elex Elex

experimenteer-systeem: experimenteer-systeem: experimenteer-systeem: experimenteer-systeem: experimenteer-systeem: experimenteer-systeem: experimenteer-systeem: experimenteer-systeem: experimenteer-systeem: experimenteer-systeem: experimenteer-systeem:

inleiding 5-V-netvoeding deel 1 deel 2 + / — 15-V-voeding sinusgenerator trans, als schak. (1) trans, als schak. (2) . . . . balans-eindversterker . . . astab. multivibrator bistab. multivibrator . . . .

6-25 6-34 7-32 8-27 8-39 9-24 9-34 10-44 10-22 11-34 12-30

hoe zit dat: CD-speler hoe zit dat: de kilowattuur-meter hoe zit dat: de zenerdiode hoe zit dat: flitsbuizen hoe zit dat: impedantie hoe zit dat: ingangsimpedantie hoe zit dat: kaskadeschakelingen hoe zit dat: mikrogolf-ovens hoe zit dat: nachtstroom hoe zit dat: skineffekt hoe zit dat: spanning meten kursus ontwerpen, deel 15: magnetisme kursus ontwerpen, deel 16: generatoren kursus ontwerpen, deel 17: spoelen en wisselstroom . kursus ontwerpen, deel 18: filters kursus ontwerpen, deel 19: L-C kombinaties kusus ontwerpen, deel 20 (slot): dB's kursus wisselstroom, deel 1 kursus wisselstroom, deel 2 kursus wisselstroom, deel 3 kursus wisselstroom, deel 4 kursus wisselstroom, deel 5 kursus wisselstroom, deel 6

3-8 9-10 1-11 2-10 6-10 12-10 4-9 8-10 7-12 11-10 5-8 1-48 2-47 3-46 4-45 5-44 6-46 7-54 8-46 9-46 10-48 11-46 12-45

Kursussen

Tussen haakjes

Algemeen diskrete flipflop laser-muziek laser: modern kanon of nuttig gereedschap? lichtmeter met zonnecellen voormagnetisering: onmisbaar voor goede bandopnamen

1-21 3-24 2-38 7-30 5-30

tussen tussen tussen tussen tussen tussen

haakjes: haakjes: haakjes: haakjes: haakjes: haakjes:

getrapte sinus hifi mixer magneetventiel pechflitser regelbare netvoeding wheelman

5-23 5-23 8-41 10-34 5-23 5-23

prettige kerstdagen en een voorspoedig 1987 N.R In verband met de feestdagen zijn onze kantoren op 24 december en 2 januari gesloten! elex - 12-29

b/stabiele multivibrator ;if^ï^i:

ff f'i

•—-»J

• J , r—»

elex-experimenteersysteem Zoals we al hadden aangekondigd, gaan we ons deze maand bezighouden met de bistabiele multivibrator, ook wel "flipflop" genaamd. Tegenwoordig bouwt men zo'n schakeling vrijwel uitsluitend met behulp van logische poorten, die als geïntegreerde bouwstenen verkrijgbaar zijn. Wij hebben hier gekozen voor een diskrete opbouw met transistoren inplaats van met IC's, omdat dat een veel duidelijker beeld geeft van de werking van de schakeling. Waar hebben we eigenlijk een flipflop voor nodig? Een eenvoudig voorbeeld uit het dagelijkse leven zal dat misschien duidelijk kunnen maken. Een gewone deurbel rinkelt of zoeml gedurende de tijd dat de knop wordt ingedrukt. Als de bewoner o p dat moment niet thuis is, kan hij naderhand niet meer 12-30 -

elex

konstateren of er al d a n niet iemand a a n de deur is geweest. Een slimme knutselaar komt misschien op het idee daar iets a a n te doen: hij verandert d e schakeling zodanig, dat na een eenmalige druk o p d e knop d e bel blijft werken, totdat hij na thuiskomst met een tweede drukknop binnen d e zaak

weer af kan zetten. Het verdient d a n natuurlijk wel aanbeveling, de bel te vervangen door een LED of iets dergelijks om onenigheid met d e buren te 'voorkomen. Onze fiktieve knutselaar weet niets van elektronica, maar omzeilt dat probleem door gebruik te maken van een relais. Laten we eens g a a n

kijken hoe die schakeling funktioneert (figuur 1). Als S1 wordt ingedrukt, wordt de stroomkring, waarin de bel is opgenomen, gesloten. Die bel g a a t rinkelen. Tegelijkertijd wordt ook de spoel van het relais bekrachtigd, waardoor het relaiskontakt omklapt. Dat kontakt staat parallel gescha-

1

¥ S1

u


o-

'

'

»S2

]

b & Uï 86724-1

Figuur 1. Een eenvoudig "mechanisch" model van een flipflop kan gemakkelijk worden gebouwd met één relais, waarvan het schakelkontakt de drukknopschakelaar overbrugt. Na het loslaten van SI blijven het relais en de bel ingeschakeld. Alleen met S2 kan de oorspronkelijke toestand worden hersteld. Figuur 2. De beide helften van deze schakeling zijn volkomen gelijkwaardig: elk van de twee drukknoppen aktiveert het bijbehorende relais en schakelt het andere uit.

keld a a n de ingedrukte knop. Als die dus wordt losgelaten, blijft de stroom door de bel en de relaisspoel lopen. Herhaald drukken op S1 heett geen enkel effekt meer: de toestand blijft zoals die is. Daar komt pas een einde aan, als S2 wordt ingedrukt. Dan namelijk wordt de stroomkring onderbroken: de bel rinkelt niet meer en het relais valt af. We zijn nu weer terug in de uitgangspositie. Het belangrijkste kenmerk van de flipflop vinden we in deze schakeling terug: een kort signaal o p een van de ingangen verandert de toestand van de schakeling blijvend. Die verandering wordt pas opgeheven door een signaal op de andere ingang.

Het kan nog mooier. . . In figuur 1 hebben we twee soorten schakelaars gebruikt: S1 heeft een maakkontakt, S2 een onderbreekkontakt. Elektronici zien meestal liever gelijksoortige schakelingangen, en in figuur 2 zien we hoe dat met twee relais kan worden verwezenlijkt. Als we op S1 drukken, trekt Re1 a a n . Via het rechter kontakt van S4 en het linker kontakt van S3 blijft d e spoel van Re1 d a n bekrachtigd, ook als we S1 loslaten. Drukken we vervolgens op S2, d a n trekt Re2 aan. Het rechter kontakt van S4 g a a t daardoor open, zodat de spoel van Re1

geen stroom meer krijgt. Dat relais valt dus af. Bij het loslaten van S2 blijft de spoel van Re2 bekrachtigd via het rechter kontakt van S3 en het linker kontakt van S4. Met andere woorden: het inschakelen van het ene relais leidt automatisch tot het uitschakelen van het andere.

En het kan ook elektronisch! De symmetrie van de schakeling van figuur 2 vinden we terug in het schema van figuur 3. De twee relais hebben hier plaats gemaakt voor twee transistors, maar de werking is hetzelfde. Als we op S1 drukken, d a n zal T1 geleiden, en T2 sperren. Drukken we vervolgens op S2, dan gebeurt precies het omgekeerde. De ene drukknop zet de schakeling in een b e p a a l d e toestand, de andere knop zet de zaak weer terug in de oorspronkelijke toestand. In het Engels noemt men deze schakeling daarom een RESET/ SET-flipflop of kortweg RSflipflop De twee ingangen worden met de letters R en S a a n g e d u i d . Een relais trekt aan als er een b e p a a l d e stroom door de spoel loopt; een transistor g a a t geleiden als de spanning a a n zijn basis groter wordt dan c a . 0,7 volt. Het basis-emittercircuit vertoont overeenkomsten met de kontakten van het relais. In volledig geleidende toestand is de

kollektorspanning nagenoeg 0 volt, als de transistor spert is de kollektorspanning bijna gelijk aan de voedingsspanning. T1 en T2 kunnen dus worden opgevat als twee halfgeleider-relais. De spanningen die optreden a a n de koliektor worden via de weerstanden R7 en R8 direkt doorgegeven aan de basis van de tegenoverliggende transistor. Laten we eens aannemen, dat T1 geleidt. Dan is d e spanning a a n de koliektor zo laag, dat die niet voldoende is om T2 open te sturen. Deze transistor geleidt dus niet, waardoor de spanning aan zijn koliektor hoog genoeg is om T1 open te blijven sturen. De toestand is nu stabiel en er is een ingreep van buiten af nodig om daar iets a a n te veranderen. Dat gebeurt als we even op S2 drukken. De basis van T2 komt daardoor via R3 aan de plus te liggen, zodat T2 g a a t geleiden. Diens kollektorspanning wordt d a n te l a a g om T1 nog open te sturen. Het gevolg daarvan is, dat de kollektorspanning van T1 hoog wordt. Dat hoge nivo komt via R7 op de basis van T2 terecht. Ook na het loslaten van S1 blijft deze toestand dus bestaan. Omdat de flipflop twee stabiele toestanden kent, is de officiële naam "bistabiele multivibrator". Door de symmetrische opbouw van de schakeling maakt het in principe niets uit, welke ingang we "R" en welke we "S" noeelex -

12-31

Figuur 3. Eenvoudig schema van een bistabiele multivibrator met set- en resetmogelijkheid. Als op de print, die in deze aflevering is besproken, alle draadbruggen morden weggelaten, blijft deze schakeling over. Met de twee druktoetsen kan de flipflop geSET en ge RESET worden; ze maken geen deel uit van de schakeling zelf. Figuur 4. Een burolampje als frekwentiedeler. Het licht reageert alleen op de negatieve flank van het ingangssignaal (het neerdrukken van het knopje). De positieve flank (het omhoogkomen van het knopje) wordt genegeerd.

men. Omdat er in de praktijk vaak maar een vanjde twee uitgangen (Q of Q in figuur 3) wordt gebruikt, hebben d e aanduidingen meestal daarop betrekking: de ingang, die op de gebruikte uitg a n g een logische 1 veroorzaakt, is dan de SETingang, de andere heet RESET. Op data-sheets staan vaak de aanduidingen SET en RESET. De streep geeft aan, dat d e ingang wordt geaktiveerd door een logische nul.

Van RS-flipflop frekwentiedeler

tot

We hebben nu gezien, dat een flipflop kan worden gebruikt om een kortdurend logisch nivo gedurende langere tijd op te slaan. Maar er is ook nog een andere toepassing. Daarvoor moeten d e twee ingangen worden samengevoegd. De schakeling 12-32 -

elex

krijgt dan dezelfde eigenschappen als een burolampje met een drukschakelaar: bij de eerste druk o p d e knop g a a t het lampje a a n , bij de tweede gaat het weer uit, enzovoort. Figuur 4 laat de toestand van de lamp zien in samenhang met de bewegingen van d e schakelaar. Het stuursignaal (de handbeweging) verloopt twee maal zo snel als het knipperen van de lamp. Als we de oorzaak en d e uitwerking beschouwen als twee periodieke signalen, dan zien we duidelijk een frekwentiedeling in een verhouding van 2:1. Deze frekwentiedeling is ook mogelijk met onze RSflipflop, als we een omschakelaar inbouwen voor de twee ingangen (figuur 5). Zoiets is met eenvoudige middelen te realiseren (figuur 6). De twee dioden D3 en D4 a a n de bases van de

transistoren zijn zo gepoold, dat er alleen stroom kan lopen vanaf de bases. Een negatieve spanning (nul volt of minder) a a n de kathode (het streepje in het schemasymbool) kan het omklappen van de flipflop veroorzaken, omdat de basis van de transistor erdoor o p nul volt wordt gebracht. Een positieve spanning a a n d e kathode heeft geen invloed, omdat die d a n in de sperrichting wordt a a n g e l e g d . Welke funktie de weerstanden R6 en R9 hebben, kunnen we het best uiteenzetten aan d e hand van een konkreet geval. Stel dat T1 geleidt. De koliektor is dan net iets boven nul en via R6 is de kathode van D3 dat ook. De a n o d e van D3 staat op een spanning van 0,6 a 0,7 volt (de spanningsvol over d e basis-emitterdiode van d e transistor). D3 zal dus net niet geleiden.

Figuur 5. Door het toevoegen van enkele komponenten wordt de flipflop omgebouwd tot frekwentiedeler: de geaktiveerde uitgang sluit de schakelaar, waarover het ingangssignaal naar de basis van de tegenoverliggende transistor loopt. Als "schakelaar" worden twee dioden gebruikt.

Figuur 6. De kompleet uitgebouwde schakeling. Door het toevoegen van twee dioden, twee weerstanden en twee kondensatoren is een frekwentiedeler ontstaan.

T2 geleidt niet; de spanning aan zijn koliektor is dus iets lager d a n de voedingsspanning. Via R9 is dat ook het geval met d e kathode van D4. De anode van D4 ligt via R7 a a n (vrijwel) nul volt. D4 spert dus volledig. En nu komt het! De negatieve flank van een puls aan punt U wordt door de kondensatoren C1 en C2 onderhanden genomen en dat resulteert in een korte impuls, waarvan de spanning lager ligt dan het massa-nivo. Deze impuls treedt op a a n de kathode van beide dioden. Maar alleen D3 trekt zich daar iets van aan; D4 spert immers stevig. We weten al, dat d e spanning over een geleidende diode steeds ongeveer 0,6 volt is. Door d e negatieve puls a a n d e kathode wordt de spanning a a n d e basis van T1 dus o m l a a g getrokken tot beneden die 0,6 volt. Dat is voldoende om T1 te laten sperren en de flipflop om te schakelen. De situatie is dan tegengesteld a a n die, waar we van uitgingen. Een volgende negatieve impuls zal via D4 de basis van T2 even spanningsloos maken. Door de sperrende werking van de dioden hebben d e positieve flanken van het in-

Figuur 7. De print voor de bistabiele multivibrator. Wie er tegenop ziet om hem zelf te vervaardigen, kan hem via de vakhandel of direkt bij ons bestellen.

gangssignaal geen enkele invloed op de schakeling.

Praktische aanwijzingen Na dit stukje theorie g a a n we terug naar de praktijk. Nadat we de schakeling van figuur 6 op de print hebben gemonteerd (figuur?), kunnen we de zaak g a a n testen. Daartoe verbinden we de flipflop via d e basisprint met een spanning van 5 volt. De draadbruggen worden voorlopig weggelaten. Bij het inschakelen van de spanning zal één van de twee LED's oplichten. Welke dat is, hangt af van het

toeval. Als we een van de twee RS-ingangen verbinden met d e plus, zal d e flipflop omklappen. Dat kunnen we d a n herhalen met de andere ingang. In de volgende aflevering komen er meer experimenten met deze print. We laten dan zien, hoe u de tot nu toe besproken prints kunt kombineren tot ingewikkelder schakelingen, waarbij de flipflop ook als frekwentiedeler in aktie zal komen. Op die manier kan een door de AMV opgewekt geluidssignaal in frekwentie worden gehalveerd, wat resulteert in een toon, die een oktaaf lager ligt. Misschien kunt u alvast iets in die

richting proberen. U hebt de benodigdheden ervoor in huis en als er iets kapot gaat, kunt u het gemakkelijk repareren, omdat u het zelf hebt gemaakt. Als we in een later stadium toe zijn a a n de geïntegreerde poortschakelingen, zullen we zien, dat met behulp van deze komponenten de hier besproken bistabiele multivibrator veel eenvoudiger kan worden o p g e b o u w d . Nu doen we hét nog op d e moeilijke manier, omdat het werken met IC's een groot nadeel heeft: het is niet meer zo erg duidelijk, wat er precies in de schakeling omgaat. En dat willen wij nu juist wel weten!

Onderdelenlijst

^0

R1.R5 = 220 Q R2,R6,R9 = 4,7 kQ R3,R4,R7,R8 = 10 kS C1.C2 = 1 nF T2.T2 = BC 547 D1 = LED (rood) D2 = LED (groen) D3.D4 = 1N4148 1 printplaat nr. 86724

J

Geschatte bouwkosten ca.

f in-

o-M-o ••k

ei

o+h-o ca



elex -

12-33

netvoeding effekt-apparaten W--

v

Kft

;::! 1

gescheiden voedingen voor phasers, flangers, vervormers en andere muzikale wonderen Het zal u ongetwijfeld zijn opgevallen, dat in dit nummer het thema "muziek", en met name het zelf musiceren, weer veel a a n d a c h t krijgt. Veel musici (dit geldt evenzeer voor de professionals als voor de amateurs) willen op het podium soms liever een andere "sound" laten horen, dan hun instrument van nature voortbrengt. Vooral gitaristen maken voor dit doel g r a a g gebruik van allerlei kleine en vaak kostbare wonderkastjes, die getooid zijn met d e meest geheimzinnige namen. Boze tongen beweren, dat het gebruik van dergelijke apparaten duidt op een gebrek a a n instrumentale techniek. Anderen zijn van mening, dat de effekt-apparaten 12-34 -

elex

uitsluitend dienen voor de broodnodige afwisseling. Wat het juiste antwoord is, laten we in het midden. Vast staat echter, dat vervormers, phasers, flangers en andere hulpmiddelen die voor d e vervreemding van het gitaargeluid zorgen, al sinds jaren voortdurend in d e belangstelling staan. Deze apparaten worden meestal niet gevoed uit een netvoeding, maar uit een 9-V-batterij. Dat kan een probleem zijn: het stroomverbruik van de effekt-schakelingen is namelijk zo hoog, dat men het kleine batterijtje al na korte tijd moet vervangen. De oplossing ligt natuurlijk voor de hand: een centrale voeding voor het gehele "apparatenpark" —

netvoedingen bestaan tenslotte in alle soorten en maten. Maar zo eenvoudig is het niet. In de praktijk krijgt men namelijk te maken met hardnekkige bromlussen, die ontstaan door d e vele verbindingen tussen de afzonderlijke apparaten en de netvoeding. Daarom bevelen we aan, de effekt-apparaten elk te voorzien van een eigen netvoeding. Om de kosten zo gering mogelijk te houden, geven we in dit artikel het schema van een goedkope (maar goede) netvoeding, die bestaat uit een trafo, een bruggelijkrichter, een bufferelko en een geïntegreerde spanningsregelaar. Het enige bijzondere aan deze schakeling is, dat we door een hani

digheidje de uitgangsspanning van de 8-V-regelaar hebben opgevoerd tot 8,6 V Dat de uitgangsspanning niet precies gelijk is a a n 9 V, heeft overigens geen enkele invloed op d e werking van de effekt-apparaten.

Een oude bekende Deze voeding is een variant van onze standaardnetvoeding (Elex nr. 10, juni 1984, pp. 44-45). Voor de genoemde toepassing hebben we uitsluitend de versie voor positieve spanningen nodig. Die voorzien we van een 8-V-regelaar en klaar is k. . . — nee, toch niet: we moeten nog een diode en een weerstand toevoegen. Het resultaat hiervan is, dat de

1

Tr

4 ©

12V/100^150 mA

I

I »

[ 4*1N4004

78xx

0

\^ ^/ llt r i

;n

'v 470 M 25V

•v~Vj)

T R1

.L

Cl

»

IC1 78xx

8,6V

.

r*i

i

10 U 16 V

ir

100 n

1N4148 w

B I = B40C1000

~1

84645 1 86777-1

^

»

0

_ A)lasdoos voor 220V B)trafo Clnetvoeding D)elfekt-apparaat E)houten grondplaat

uitgangsspanning van de voeding stijgt met d e waarde van de diodedrempelspanning. Geïntegreerde regelaars voor 9 V bestaan helaas niet, maar op deze wijze kunnen we de ideale waarde benaderen, tot op 0,4 V. Dat de spanning ook dan nog iets te laag is, geeft niet; beter zo, dan iets te hoog.

Op de planken Het komt de betrouwbaarheid ten goede, als men de netvoedingen samen met de effekt-apparaten o p een paneel monteert (figuur 2). Het tijdrovende gerommel met allerlei stekers in de laatste minuten voor het optreden, en ook de gammele verbindingen die ontstaan als iemand weer eens over een kabel struikelt, behoren dan voorgoed tot het verleden. Tot slot nog enkele opmerkingen over de keuze van de trafo's. Het spreekt natuurlijk vanzelf, dat d e trafo ten minste evenveel stroom moet kunnen leveren, als door het effekta p p a r a a t verbruikt wordt. Maar: hoeveel stroom verbruikt een phaser eigenlijk? We kunnen hiervan een indruk krijgen, door te bepalen hoelang het duurt, tot een 9-V-batterij is uitgeput. De kapaciteit van deze batterijen bedraagt meestal 300 milliampère-uur. Dit houdt in, dat de batterij (bijvoorbeeld) gedurende twee uur een stroom van 150 mA

kan leveren. Het stroomverbruik van uw a p p a r a a t kunt u dus als volgt bepalen: u deelt het getal 300 door het aantal bedrijfsuren dat met een batterij g e h a a l d wordt. In d e praktijk blijkt, dat de gewone, goedkope batterijtjes het niet langer uithouden dan twee of drie optredens, wat g l o b a a l overeen komt met vier of vijf uur. Dat zou d a n inhouden, dat het stroomverbruik 60 tot 75 mA bedraagt. In dat geval is een trafo van 150 mA een goede keuze; u beschikt d a n zelfs over een reserve, die de voeding ook geschikt maakt voor schakelingen die toevallig iets meer gebruiken. De trafospanning m a g niet te veel afwijken van 12 V — bij hogere spanningen moet de regelaar teveel overtollige energie "verstoken", terwijl een spanning van 9 V reeds te laag kan zijn. De spanningsregelaar hoeft overigens niet gekoeld te worden. Trafo's zijn niet b e p a a l d goedkoop, en kunnen dus een grote aanslag op het budget betekenen, als er verschillende voedingen moeten worden opgebouwd. Misschien beschikt u over enkele passende exemplaren met twee gescheiden wikkelingen; één zo'n trafo kan dan twee schakelingen tegelijk van stroom voorzien. Als u in de rommeldoos een trafo vindt, waarvan het opschrift een hogere ampère-waarde aangeeft,

kunt u die natuurlijk ook gebruiken: de schakeling neemt nooit meer stroom af, dan voor de werking nodig is. Meer informatie over de standaard-voeding vindt u in het reeds genoemde Elex-nummer. En verder: toi-toi-toi voor het volgende optreden — zonder batterijen.

Figuur 1, Deze netvoeding is zeer geschikt voor effektapparaten die in kombinatie met elektrische gitaren worden gebruikt. De wonderkastjes worden elk voorzien van een afzonderlijke netvoeding. Het voordeel van deze methode is, dat er geen bromlussen ontstaan, en dat de apparaten elkaar niet kunnen beïnvloeden. Figuur 2. Een eenvoudig paneel van hout of multiplex is zeer geschikt als grondplaat. Op het paneel monteert men niet alleen de voedingen, maar ook de effekt-apparaten. Vergeet niet, alle 220-Vleidingen en de -aftakpunten, goed te isoleren.

Onderdelenlijst: R1 C1 C2 C3

= = = =

1 kQ 470 nF/25 V 10 M F/16 V 100 nF

D 1 . . . D 4 = 1N4004 D5 = 1N4148 IC1 = 7808 1 Elex-standaardprint formaat 1 1 trafo 12 V/100-150 mA Kosten per netvoeding (zonder trafo) ca. f 1 0 , -

elex -

12-35

metronoom

Deze schakeling geeft misschien niet de toon aan, maar wel de maat. Een elektronisch hulpje voor de instrumentale virtuozen van de toekomst, kompleet met zowel akoestische als visuele indikatie.

Tempo-vast musiceren is niet zo gemakkelijk als het lijkt. Daarom is de konstante tik van de metronoom voor vele instrumentalisten een onmisbaar hulpmiddel bij de studie. De konventionele metronoom heeft d e vorm van een pyramide, en wekt de tikken op met behulp van een uurwerk. Hoewel deze mechanische apparaten nog altijd g a n g b a a r zijn, wordt ook de elektronische metronoom steeds meer gebruikt. Deze kompakte instrumentjes, die dankzij de moderne ICtechniek zeer eenvoudig gefabriceerd kunnen worden, zijn verkrijgbaar in vele uitvoeringen. De versie die Elex in dit artikel a a n u voorstelt, doet in de aanblik nog enigszins denken aan zijn mechanische voorlopers: de karakteristieke beweging van de slinger wordt gesimu12-36 -

elex

leerd door middel van een LED-looplicht. Deze schakeling zorgt dus niet alleen, dat u spelenderwijs in de maat blijft, maar ziet er bovendien nog leuk uit. Een kadoidee voor de decembermaand?

Het principe Wie enige ervaring heeft met de digitale elektronic a , zal a a n d e hand van het schema snel kunnen doorgronden, hoe de "LED-slinger" werkt. Het doel van deze schakeling is, met behulp van acht LED's een lichtpunt heen en weer te laten wandelen. Een soort looplicht dus, waarvan de richting omkeerbaar is. Vele Elexlezers zullen al eens soortgelijke schakelingen hebben o p g e b o u w d rond het bekende IC 4017: als dit IC

wordt gestuurd met de impulsen van een klokoscillator, zal na elke impuls een andere uitgang geaktiveerd worden (zie ook de "lottomaat", elders in dit nummer). De metronoomschakeling werkt ongeveer o p dezelfde wijze; het belangrijkste verschil is, dat in dit geval een ander dekoder-IC wordt toegepast (type 74159). Dit IC beschikt over veel meer uitgangen d a n de 4017: niet 10, maar 16 (hoewel het schema slechts 8 LED's bevat, hebben we toch alle 16 uitgangen nodig). Bovendien berust de sturing van de 74159 op een ander principe (wat overigens weinig uitmaakt voor de werking van deze schakeling). Welke van de 16 uitgangen aktief is, wordt b e p a a l d door een kode van enen en nullen, die op de stuuringang aanwezig is. De ingang

heeft, evenals de kode, een breedte van 4 bits. Omdat alle uitgangen na elkaar geaktiveerd moeten worden, hebben we niet alleen een klokoscillator, maar ook een 4-bits teller nodig. IC2, de 4060, bevat beide eenheden. Ook deze bouwsteen is in Elex al vaker a a n de orde geweest. Op de vier uitg a n g e n van IC2 (Q7.. . .Q10) verschijnen na elkaar de binaire getallen 0. . .15. Anders d a n men misschien zou verwachten, telt de teller daarna niet terug: hij begint opnieuw. Het gevolg is, dat de uitg a n g e n van IC1 (0. . .15) na elkaar geaktiveerd worden, en dat vervolgens een nieuwe cyclus begint. Maar hoe wordt nu bereikt, dat het lichtpunt, zoals de slinger van een metronoom, heen en weer wandelt? Zoals uit het schema blijkt,

D1...D8 = LED

ffi

Figuur 1. De indikatie-LED 's van onze metronoom worden elk gestuurd door twee uitgangen van het dekoder-IC. Omdat de aansluitvolgorde symmetrisch is, ontstaat tijdens een volledige tel-cyclus (0. . .15) een lichtpunt, dat van links naar rechts en vice versa wandelt. Anders dan de 4017, wordt het IC 74159 niet gestuurd met klokimpulsen, maar met een binaire kode van 4 bits.

_

/5S P1

TTTT7TTT ?2__ Y H T

BC516

D !

0

1

3 l< 2

F>

O

Q

6

0

0

0

8

10

11

12

13

14

15

ó o a 2 a.

3

4

5

6

7

9

Figuur 2. Omdat IC1 tamelijk veel aansluitingen heeft, moest een print van formaat 2 worden toegepast. De schaal van de metronoom wordt geijkt in tikken per minuut (in dit geval ca. 39. . . . 330). Als men de genoemde waarden deelt door 60, verkrijgt men de overeenkomstige frekwentie in Hz.

^"<±)5V C2|

IC1 74159 D

0

Q1

C

B

A

2,02

O

-^—M-© 1N4148

° 9 C3l

IC2 4060 flOOn

4h 12

! 6V

reset batterijvoeding

•©

86775-1

is elke LED verbonden met twee uitgangen van IC1! Deze aansluitmethode kan worden toegepast, omdat er nooit meer d a n een uitg a n g tegelijk aktief is. Van kortsluiting is dus geen sprake. Het geheim van de smid schuilt echter in de juiste bedradingskombinatie: hoe zijn de uitgangen 9. . .15 verbonden met de overige uitgangen? Omdat de bedrading spiegel-symmetrisch is, zal bij aktivering van uitgang 10 het looplicht van richting ve-randeren: telkens wanneer de eerstvolgende, hogere uitgang aktief wordt, licht de eerstvolgende, lagere LED op. Tijdens de 16 schakelstappen die nodig zijn voor een volledige cyclus van IC1, wandelt het lichtpunt eerst van links naar rechts, en daarna weer terug. De schakeling in het inwendige van het IC heett de

Onderdelenlijst: R1 = 330 Q R2,R5,R6 = 10 kQ R3,R4 = 1 kQ R7 = 1 MQ P1 = 100 kQ-log. C1 = C2.C3 C4 = C5 = T1 = D1. D9 IC1 IC2

470 nF = 100 nF 100MF/10 V

10 nF BC516

. D8 = LED = 1N4148 = 74159 = 4060

LS1 =- luidspreker, 8 Q

l ^ B i ? 86775x f - ?ï _ J 5V

© ®

jL '-=^-ii\ L s' l

elex -

12-37

eigenschap, dat een geaktiveerde uitgang logisch "0" is. Daarom zijn de anoden van de LED's (via de stroombegrenzer R1) verbonden met d e voedingsspanning. Nu moeten we er nog voor zorgen, dat bij het rechter en het linker eindpunt van d e LED-slinger een akoestisch signaal klinkt. Er bestaan diverse schakelingen die een realistisch tik-geluid kunnen opwekken, maar deze vereisen tamelijk veel onderdelen (aktieve bandfilters die op hun resonantiefrekwentie worden aangestoten). Maar omdat we onze metronoom zo eenvoudig mogelijk wilden houden,

hebben we een andere oplossing gekozen: d e inen uitschakel-impuls van de rechter en de linker LED wordt hoorbaar gemaakt (R3, R4 en T1 met zijn omringende komponenten). Een bijzondere eigenschap van deze schakeling is, dat d e LED's a a n d e uiteinden van de rij elk verbonden zijn met twee aangrenzende uitgangen. Bijgevolg lichten deze LED's twee maal zo lang op als de overige. Dit verhoogt het realistische effekt, want ook een mechanische slinger ondervindt a a n d e uiteinden van zijn slingerbeweging een vertraging (de beweging ver-

1ARKT-/NFi Scotchflex breadboard Met dit experimenteersysteem kan snel en doeltreffend een betrouwbaar prototype worden gemaakt, in minder d a n de helft van de tijd, die nod i g is om te solderen of te wire-wrappen. Eventuele veranderingen kunnen snel en eenvoudig worden uitgevoerd. Uit tests is gebleken dat met een Scotchflex Breadboard experimenteer-systeem een print met 20 IC's kan worden b e d r a a d in 50% van d e tijd, nodig voor het handmatig wirewrappen van dezelfde schakeling. De verbindingen ontstaan zonder strippen, solderen of krimpen

12-38 -

elex

en worden eenvoudig gemaakt door een d r a a d kompleet met isolatie in het kontakt te drukken. Het U-kontakt doorsnijdt daarbij de isolatie en klemt zich rond d e ader. De speciale vorm en het materiaal (berylliumkoper) van het kontakt zorgen, zelfs onder extreme omstandigheden, voor een kontinue kontaktdruk. Hierdoor ontstaat zowel mechanisch als elektrisch een goede en betrouwbare verbinding. De geringe hoogte van d e U-kontakten zorgt voor een onderdrukking van het zogenaamde antenneeffekt. Vooral bij snelle schakelingen treedt daardoor minder ruis op. De Scotchflex Breadboard

loopt immers volgens een sinusfunktie). Het is mogelijk, deze schakeling uit batterijen te voeden (6V), maar in dat geval is het a a n te bevelen, dat men in serie met de batterij een diode plaatst. Wat betreft de vormgeving van het kastje, kan men zijn fantasie d e vrije loop laten. Vooral als men de metronoom a a n iemand kado wil geven, is het zinvol, a a n de afwerking d e nodige a a n d a c h t te besteden. Als er in uw omgeving iemand is die zelf musiceert, zal hij (of zij) dit persoonlijk geschenk zeer o p prijs stellen — waarschijnlijk méér d a n een willekeurig kado-artikel uit

Kit kan telkens opnieuw worden gebruikt. De draden en sockets kunnen o p zeer eenvoudige wijze worden verwijderd, waarna het geheel weer opnieuw dienst kan doen. Print, strips, en andere onderdelen kunnen tenminste 25 keer gebruikt worden. Op het ogenblik wordt door de importeur ter kennismaking met het systeem, voor f 110,— (exkl. BTW) een "FLEX-KIT" aangeboden, waarin alle benodigdheden zitten om een eerste prototype o p te bouwen. Manudax Nederland BV, Postbus 25, 5437 ZG Heeswijk-Dinther (X296 M)

De Katalogus In een o p l a g e van maar liefst 25.000 stuks heeft de firma "Display Elektronica" een katalogus uitgebracht, waarin alle artikelen zijn opgenomen die genoemde firma uit voorraad kan leveren. Aangezien het hier om een totaalpakket gaat, is de katalogus omw i l l e d e overzichtelijkheid ingedeeld in een aantal hoofdgroepen: komponenten (waaronder een uitgebreid programma SMD) trafo's, spoelen, schakelaars en knoppen montage-, print-, en koelmateriaal

1

een warenhuis. Tot slot nog een overzicht van de belangrijkste technische gegevens: stroomverbruik ongeveer 50 mA maximale voedingsspanning 5 V belastbaarheid luidspreker 0,5 W maximale klokfrekwentie (oscillator) 2850 Hz minimale klokfrekwentie (oscillator) 335 Hz maximale tik-frekwentie 330 t. p/m (= 5,5 Hz) minimale tik-frekwentie 39 t. p/m (= 0,65 Hz)

d r a a d , kabel, pluggen en konnektoren behuizingen en 19-inch kasten meetapparatuur en voedingen elektronisch gereedschap bouwpakketten audio-accessoires alarm en kommunikatie computers en toebehoren technische boeken montagegereedschap en opbergsystemen tekenmateriaal onderhoudsmiddelen en verbruiksmateriaal Ook zijn in de katalogus de aansluitgegevens en funktie-omschrijvingen van de meest gebruikte IC's en transistoren opgenomen, zodat men in een oogopslag over de gewenste (aansluit)gegevens kan beschikken. De katalogus kost (exklusief verzendkosten) f 12,50 en is op onderstaand adres verkrijgbaar. Display Elektronica, Keizerstr. 31, 3512 EA Utrecht. (X298 M)

lottomaat elektronisch lott-orakel voor toekomstige miljonairs

Elk zogenaamd systeem om in de lotto te winnen is en blijft onzin: daar kunnen we heel kort over zijn. We geven de gebruiker van onze lottomaat dan ook geen enkele garantie (behalve dan dat de schakeling in elektronisch opzicht prima werkt). Daarnaast bevat de schakeling diverse details die ook voor niet-lotto-spelers interessant zullen zijn. Er zijn verhalen en sprookjes over lotto en toto in overvloed: bijvoorbeeld de man die alle getallen g o e d had, maar was vergeten het formulier in te leveren; of de gelukkige winnaar die erin slaagde om in Parijs in 4drie d a g e n tijd zijn miljoenen erdoorheen te jagen. We zouden er met bladzijden tegelijk over kunnen filosoferen, speculeren en fantaseren hoe het nou toch kan gebeuren dat de één meteen al de hoofdprijs wint als hij voor de eerste keer in zijn leven het lottoformulier invult, terwijl een ander, die al dertig jaar met

hetzelfde rijtje getallen meedoet, nog geen stuiver van zijn inleg heeft teruggezien. We houden ons echter in dit tijdschrift liever bezig met tastbare elektronica d a n met amusante roddelverhalen; we zullen het fenomeen lotto hier dus uitsluitend op elektronische wijze behandelen: een lottogetallengenerator voor zelfbouw. En wie weet lacht het geluk u volgende week al toe!

De kans om te winnen Er bestaat b e p a a l d geen

overeenstemming over het hoe en waarom bij het wekelijkse kruisjes-zetten o p het lotto-briefje. Veel mensen kruisen al jaar en d a g dezelfde getallen a a n , terwijl anderen bij voorkeur uitgaan van geboortedata van vrienden en familieleden. Weer anderen vertrouwen op d e spontane inval (wat dat d a n ook moge zijn), en je hebt er zelfs die hun dure geld weggooien a a n nutteloze "systemen". Als we ons strikt aan de wiskunde — en meer in het bijzonder a a n de kansrekening — houden, hoeft geen enkele "systeemspeler", hoe

slim die zichzelf ook vindt, zich wijs te maken dat hij zijn winstkansen er ook maar in de geringste mate mee verbetert. Je kunt het toeval nu eenmaal niet te slim af zijn, en als iemand het tegendeel beweert, is die alleen maar op je geld uit. Of je de lotto-getallen nu uit de sterren afleest, of op elektronische wijze bepaalt: de winstkans blijft exakt gelijk (en uiterst klein). Maar er is wel degelijk een g o e d e reden om in de toekomst alleen nog maar elektronisch lotto te spelen: namelijk het plezier dat je hebt om dit apelex -

12-39

9V

©

©

IC2

IC1

„ ^ ^ - v

_

™ 4. 100n

=J T220U 10V

N1...N6=IC1 = 4069 N7...N9 = % IC2 = 4093 D1...D15=LED

-©

© — • P ^

^7

© © Mr © © 4+ © ©

©

©L-H^J^

:J

D15

T,

21in

[ïoo

paraatje in elkaar te zetten! En bovendien zijn er nog meer voordelen: snel, makkelijk, handig en schoon — voortaan geen geknoei meer met koffiedik!

Aanvaardbaar kompromis Duurdere elektronische lotto-generatoren tonen de "getrokken" getallen op een zeven-segmentdisplay, en zorgen er ook voor dat een eenmaal getrokken getal tot de volgende ronde niet nog een keer kan worden getrokken. Aan een dergelijk bedieningskomfort kunnen wij, om het meteen maar ronduit te zeggen, niet beginnen; dat wil zeggen: we zouden het wel kunnen, maar aantal en kosten van de onderdelen zouden de pan uit rijzen. Ons motto is en blijft dat d e onderdelen goedkoop en de schakelingen klein moeten blijven. Het schema laat dat nog eens duidelijk zien: vier IC's kunnen we b e p a a l d niet teveel noemen voor een lotto-generator. De uitlezing vindt plaats door 12-40 — elex

middel van twee rijen LED's: één voor de tientallen en één voor de eenheden. Wanneer dus d e zesde eenheden-LED brandt en de tweede tientallen-LED, moet het getal 26 op het formulier worden aangekruist. Omdat er ook veel Nederlanders meespelen in de Duitse lotto, hebben we de schakeling internationaal bruikbaar gemaakt: voor "onze" lotto, voor de gewone Duitse lotto én voor de midweeklotto van onze oosterburen. Omschakeling vindt plaats door middel van de driestandenschakelaar S I Wie geen prijs stelt op de buitenlandse mogelijkheden, kan gewoon S1 weglaten en pen 11 van N7 vast met pen 1 van N4 verbinden.

Klaar? af! Nadat de notaris de schakeling heeft gekontroleerd en g o e d bevonden (zoals ook elke week met de "balletjesmachine" gebeurt), kunnen we op d e startknop drukken. Daarmee bedoelen we tiptoets S3, waarover we voor d e mechanische opbouw

©

Figuur 1. Of we de lottocijfertjes nu in het koffiedik zoeken, of elektronisch te voorschijn toveren: de winstkansen blijven precies even groot (of beter: klein). Wie dat niet gelooft, kan het het beste eens aan een wiskundige (of wiskunde-leraar) vragen. Er is dus helemaal geen reden om voortaan niet "elektronisch lotto" te spelen (of moeten we dat "lotto-en" noemen?). Het schema lijkt ingewikkelder dan het is: het draait om twee achter elkaar geschakelde tellers. De extra poortjes zorgen ervoor dat het met SI instelbare hoogste getal niet kan worden overschreden. Met deze schakelaar kunnen we overigens kiezen tussen Nederlandse en Duitse (midweek)lotto. De schakeling heeft een nadeel dat we niet willen verzwijgen: het kan gedurende een "spelletje" gebeuren dat een getal meer dan éénmaal wordt getrokken. Oplossing: gewoon nog een keer op de knop drukken — geen probleem.

-®

straks nog een paar tips zullen geven. Zolang de vinger van de speler beide kontaktvlakjes blijft overbruggen, staat op de hoogohmige ingang (pen 5) van N9 een logische één, zodat de oscillator die met dit poortje is o p g e b o u w d , o p een frekwentie van een paar duizend Hz begint te oscilleren. In elektronisch opzicht verschilt deze schakeling niet zoveel van een elektronische dobbelsteen: d e getallen of symbolen op de uitlezing volgen elkaar zo snel op dat ons — traag werkend — oog d e verschillende standen niet kan onderscheiden; we zien alle LED's tegelijk oplichten. Zodra we dan op een willekeurig moment de teller stoppen (tiptoets loslaten) zullen we een door het toeval b e p a a l d getal op de uitlezing te zien krijgen, waar we zelf verder geen invloed op kunnen uitoefenen. De IC's die de eenhedenen tientallen-LED's aansturen, zijn twee identieke dekoders, die bij elke klokpuls o p d e ingang een logische één van de ene

uitgang naar de volgend e "doorschuiven". IC3 zorgt voor de eenheden. Dat betekent dus: als de oscillator loopt, loopt tevens een lichtpuntje door d e o p een rij (of in een cirkel) gezette LED's, om na het bereiken van de laatste LED weer terug naar het begin van de rij te springen (een soort supersnelle lichtslang, dus). De tientallenteller werkt natuurlijk een klein beetje anders: pas als de eenhedenreeks éénmaal volled i g is doorlopen, m a g de tientallen-LED een plaatsje verspringen — daarvoor zorgt IC4. Om dergelijke schakelfunkties te kunnen uitvoeren, is het dekoderIC voorzien van een uitg a n g , die pas na elke tiende klokpuls een signaal naar de buitenwereld afgeeft. We bedoelen pen 12, die de naam CO (Carry Out) heeft meegekregen. Oké — tot zover allemaal heel mooi en prachtig. Als we de rest van de schakeling zouden weglaten, d a n hadden we nu een tellertje dat tot honderd kan tellen. Het zou echter erg onhandig zijn om bij

elk getal boven de 49 (of 41, of 38), weer opnieuw te moeten beginnen. Om dat te voorkomen, hebben we bij ons o p het lab nog een beetje a a n het a p p a raat zitten knutselen; zo ontstond de schakeling met IC1 en IC2. We zullen d e drie mogelijke schakelaarstanden stuk voor stuk nalopen, en beginnen met stand 1 (49 "balletjes"). De teller m a g nu dus niet boven de 49 komen. Als hij dat toch doet (wat gegarandeerd bij de vijftigste klokpuls gebeurt) verschijnt er o p uitgang "5" (pen 1 van IC4) een logische één. Via N3 en N4 komt die één op de resetingangen van de twee IC's terecht, zodat d e tellers op nul gezet worden. Dan begint het hele verhaal weer opnieuw. Omdat voor de elektronica van deze speciale schakeling het getal 49 wel heel erg gunstig uitkomt, hoeven we met de schakelaar in stand 1 geen verdere trucs uit te halen. De twee inverters N3 en N4 zitten daar niet alleen maar "voor het mooi'! we hebben N4 nodig om de signalen die geleverd worden door N7 en N8 te inverteren, zodat ze als reset-puls bruikbaar zijn (dat wil zeggen aktief hoog). Zo'n signaal wordt echter door pen 1 van IC4 al geleverd, zodat dat door N4 ten onrechte zou worden omgekeerd. Vandaar dat dit van tevoren door N3 al een keer geïnverteerd moet worden, zodat alles weer klopt (twee keer inverteren levert immers weer het oorspronkelijke signaal!).

Lotto

international

Onze ontwerpers kijken g r a a g over d e grenzen en omdat er toch nog een paar poortjes over waren, is de generator geschikt gemaakt voor lotto met 49, 38 en 41 balletjes. De eerste (Duitse) variant hebben we in de vorige paragraaf al besproken. Wie dit voldoende vindt, kan d e schakelaar uitsparen, en de poortjes N3, N4, N7

en N8 onaangesloten laten (leg wel alle ingangen a a n massa). Pennen 1 en 15 van IC4 moeten d a n met elkaar verbonden worden; pen 15 van IC3 blijft met pen 15 van IC4 verbonden. Als we de schakelaar niet weglaten, moet er in d e standen "41" en "38" a a n twee voorwaarden worden voldaan om het a p p a r a a t g o e d te laten werken: reset bij d e juiste eenheden en het juiste tiental! We hebben daarom met het poortje N7 de tientallenuitgang "4" (pen 10) en de eenheden-uitgang "2" (pen 4) samengenomen. Waarom uitgang 2 en niet uitgang 1? Simpel: omdat het getal "41" als hoogst mogelijke getal nog is toegestaan, mogen de tellers bij het verschijnen daarvan nog niet op nul gezet worden. Pas als d e eenheden-uitgang die het cijfer 2 voorstelt, aktief is geworden, moeten IC3 en IC4 van voren af a a n beginnen. Dat houdt wel in dat het "verboden" getal 42 eerst op de teller moet zijn verschenen. De schakeling reageert echter zo verschrikkelijk snel dat we dat met het blote oog helemaal niet te zien krijgen (daarvoor zou je een

skoop nodig hebben). Bij tellerstand "42" staat op beide ingangen van N7 een logische één. Uitsluitend en alleen in dat geval verschijnt er o p de uitgang een logische nul, die door N4 weer in een één wordt veranderd en d e tellers een reset geeft. In de derde schakelaarstand gaat het precies hetzelfde — maar d a n met N8 en andere getallen. De uitgangen van de tellers die door S1 worden "afgetast", sturen de bijbehorende LED via een buffer a a n . Dat is ook nodig: omdat de LED's vrij veel stroom trekken, zou de spanning a a n de betreffende uitgang zover kunnen "inzakken" dat het logische nivo niet meer voldoende is om de ingangen van N7 en N8 o p juiste wijze a a n te sturen. C2 tenslotte heeft de funktie om na het loslaten van S3, de teller te laten "uitrollen", net als het balletje van een roulette. Wie niet van aanraakschakelaars houdt, kan voor S3 natuurlijk ook een gewone druktoets gebruiken.

beslag neemt, kunnen we die gemakkelijk in een klein plat kastje inbouwen. De tiptoets kan worden vervaardigd uit allerlei (rest)materiaal — het eenvoudigst is volgens ons het gebruik van een paar kleine koperen spijkertjes ("tetsen", die wel voor het stofferen van meubels gebruikt worden). We maken die heet en drukken ze voorzichtig door het plastic deksel heen en verbinden ze van binnen uit met een (kort!) stukje d r a a d met de schakeling. j De LED's trekken de meeste stroom, maar omdat daar maar twee tegelijk van branden, kunnen we d e schakeling toch rustig energie-vriendelijk blijven noemen — als we de lottomaat na gebruik niet vergeten uit te zetten. Als een van onze lezers dankzij (of ondanks. . .) onze schakeling per ongeluk miljonair zou worden, d a n hebben we nog een tip voor hem: kleine giften voor een liefdadig doel kunnen tot een forse belastingbesparing leiden. Het adres van de redaktie staat vooraan in dit b l a d ; wees bij voorbaat van onze dank verzekerd!

Tips voor de bouw Aangezien de lotto-generator niet veel plaats in

Onderdelenlijst R 1 . . . R 4 = 390 Q R5 = 100 kQ R6 = 1 MQ C1 = 1 nF C 2 . . . C 6 = 100 nF C7 = 220 ,/F/IO V D 1 . . . D 1 5 = LED IC1 = 4069 IC2 = 4093 IC3.IC4 = 4017 51 = (draai)schakelaar enkelpolig drie standen 5 2 = schakelaar enkelpolig aan-uit 53 = druktoets (maakkontakt) of sensorschakelaar (zie tekst) 1 standaardprint formaat 2 onderdelenkosten zonder batterij en kastje ongeveer ƒ 25,-

elex -

12

afstemprint

919

>r de

TDA 7000

Vorige maand hebben wij u in Elex laten kennismaken met de TDA 7000: een IC, waarmee met een minimum aan externe komponenten en zonder ingewikkelde afregelwerkzaamheden een goed werkende FM-ontvanger kan worden gemaakt. Wie de toen beschreven mini-ontvanger wil uitbouwen tot een komplete radio, komt deze maand aan zijn trekken. We beschrijven een schakeling, waarin de afstemming op een viertal zenders kan worden "geprogrammeerd". Daarmee wordt het bedieningskomfort aanmerkelijk verhoogd. De volgende maand komt er een passende eindtrap, zodat ook uw familieleden en buren dan kunnen meegenieten van het al dan niet gelegaliseerde geleuter op de FM-band. Geprogrammeerde ontvangerafstemming is niets nieuws. Reeds praktisch vanat het begin werden sommige autoradio's er mee uitgerust. Het koördinatievermogen van d e gemiddelde chauffeur wordt namelijk nogal zwaar o p de proef gesteld, als hij 12-42 -

elex

o p de afstemschaal een b e p a a l d e zender wil zoeken zonder daarbij het verkeer geheel en al uit het oog te verliezen. De oplossing: een aantal drukknoppen, waarmee de meest beluisterde zenders snel kunnen worden ingeschakeld. Dat werd

bijvoorbeeld gerealiseerd met behulp van een mechanisch systeem: door een druk op een van de knoppen verschoof een ferrietkerntje in de oscillatorspoel over een b e p a a l de, van te voren ingestelde afstand. Televisieontvangers maakten ook

van dit systeem gebruik. Erg bevredigend werkte het overigens niet: het was erg storingsgevoelig en vooral mechanische trillingen konden de juiste afstemming doen verlopen. In het begin van de zeventiger jaren verschenen er FM-tuners met "aanraak"-

2

i Figuur 1. Vier instelpotmeters en vier schakelaars, dat is de komplete schakeling van de afstemprint. De potmeters zijn op een ongebruikelijke manier aangesloten: de lopers liggen aan plus en van een van de uiteinden wordt de regelspanning afgenomen. Dat is dus geen tekenfout.

J» \

m ? 1 " z 0u 1

^r—^

Onderdelenlijst

ÏÏJBL

Figuur 2. Het schemasymbool en een schakelvoorbeeld van een kapaciteitsdiode. De seriekondensator voorkomt, dat er een gelijkstroom via de spoel naar massa vloeit.

R 1 . . . R 8 = 10 kQ P 1 . . . P 4 = (instel)potmeter 100 kQ •S1 = viervoudige DILschakelaar of draaischakelaar 1 x 4 standen of 4 aan/uitschakelaars 1 print nummer 86764 (zie tekst) Geschatte bouwkosten (afhankelijk van de gebruikte typen schakelaars en potmeters) ca. f 25,—

programmatoetsen, waarmee soms wel twaalf verschillende FM-zenders konden worden opgeroepen, zonder dat daar enig mechaniek a a n te pas kwam. En hoewel dat een heel g o e d systeem was, hebben moderne FMtuners inmiddels bijna allemaal weer uitsluitend een grote draaiknop voor de zenderkeuze. Tenslotte moet je als fabrikant af en toe ook eens iets nieuws brengen. Of zou het pro-

W'JM

A

s

O

+

o o mx

grammeren van zoveel toetsen voor de gemiddelde konsument een te zware opgave zijn?

Kondensator of diode? Een heel merkwaardige komponent in onze miniontvanger is de kapaciteitsdiode. Wat is dat precies? Tussen de aansluitingen van een niet-geleidende

on

S1

na

o

O

JD dR3 IO oo-Hho

Q

b

cH»5 K>

K

33

o o Jo

C

733

o o

C19

ofHo Q T ai u
PS

rJ\lrs

'

Cn


cnB

oHho

S\L\5 15

A t B o»s 9 Lff! <*&

\<j

u£

|o o cH"* ho o_o

\o

ClRa

Ta Q3

OJRT(O

Q-|PIB

o

o +15

o

O

o

Figuur 4. Koper-layout van de afstemprint. Wie in plaats van de DIL-schakelaar een omschakelmogelijkheid vanaf de frontplaat wil realiseren, kan de DIL-schakelaar gewoon weglaten en de aansluitdraden van de schakelaar(s) rechtstreeks met de punten 1 tot en met 4 verbinden. Uiteraard kunnen er ook gewone ronde instelpotmeters worden gebruikt; daarvoor kan gemakkelijk een eigen ontwerp op Elex-print worden gemaakt.

on

o

o o

0|"3

diode kan een b e p a a l d e kapaciteit worden gemeten. Bij een kapaciteitsdiode (varicap) is die kapaciteit afhankelijk van de spanning, die in sperrichting over de diode wordt g e l e g d . Dat opent natuurlijk perspektieven voor de afstemming van onze ontvanger. De kapaciteitsdiode maakt deel uit van de afstemkring, zodat met behulp van een variabele gelijkspanning nauwkeurig op iedere zen-

Figuur 3. Zo wordt de uitgang van de afstemprint verbonden met de ontvanger: een draad van punt A naar punt E. In het Elex Experimenteer Systeem komen de voedingsspanningen vanzelf goed terecht. Beide printen moeten in ieder geval uit dezelfde spanningsbron worden gevoed!

|-0

®J

U°

Y0

Cfm~

vfsaPJ elex -

12-43

der kan worden afgestemd. De gekompliceerd e mechanische toestanden, die vroeger nodig waren om de draaibeweging van de afstemknop over te brengen o p de variabele kondensator (rollen, veertjes, touwtjes, vliegwielen en soms zelfs komplete tandwieloverbrengingen) kunnen vervallen. Een potmeter en twee draadjes naar de diode nemen al het werk over. De draaiknop van d e potmeter kan op elke willekeurige plaats op de frontplaat worden aangebracht. Dat d e afstemspanning g o e d gestabiliseerd moet zijn, is geen probleem: daar zijn tenslotte kant en klare IC's voor. Het voor-afstemmen kan ook heel eenvoudig gebeuren. Met behulp van een willekeurig aantal instelpotmeters kunnen diverse vaste spanningen worden ingesteld. Een keuzeschakelaar kan vervolgens één van die spanningen o p de kapaciteitsdiode zetten. Het schema (figuur 1) heeft d a n ook niet veel om het lijf. S1 is een schakelaar in DIL-formaat (Dual In Line). Dat betekent dat de afme-

verbonden met de FMontvanger die we vorige m a a n d beschreven. De voedingsspanning van 15 volt komt vanzelf g o e d op de print terecht als die in het Experimenteersysteem wordt geplaatst; hij kan er namelijk maar op één manier in. Wie de afstemprint wil inbouwen in een d r a a g b a a r toestel, is niet gebonden a a n het hier gegeven printontwerp. Omdat de schakelaars toch o p de frontplaat komen, biedt een halve Elexprint voldoende ruimte voor de instelpotmeters en d e weerstanden.

tingen overeenkomen met die van een (8-pens) IC, zodat d e schakelaar eventueel in een gewoon ICvoetje kan worden geplaatst. Overigens heeft een DIL-schakelaar alleen maar zin, als de afstemprint gebouwd wordt als module voor het Elex Experimenteer Systeem; het bedienen van zo'n schakelaar is namelijk een heel gepriegel. Voor niet-experimentele doeleinden werkt een draaischakelaar (4 standen) veel komfortabeler. Vier gewone aan/ uit-schakelaartjes zijn ook goed. Het nadeel daarvan is wel, dat bij iedere verandering van zender eerst de ene zender uiten vervolgens d e andere zender ingeschakeld moet worden. Overigens is het niet erg, als er twee zenders tegelijkertijd "aan" staan. De afstemspanning ligt dan ergens tussen die twee zenders in. In het ergste geval resulteert dat in een stevige ruis uit de luidspreker; in het gunstigste geval ontdekt u een interessante piraat, die de hele d a g door alleen maar g o e d e muziek uitzendt. Figuur 3 laat zien, hoe de afstemprint moet worden

mini-formaat. In het Elexlaboratorium worden o p het ogenblik overuren gemaakt om een geschikte klankregeling te ontwerpen; ook daar zult u binnenkort ongetwijfeld meer over horen.

N.B. In het vorige m a a n d gepubliceerde principeschema van de FM-ontvanger was pen 5 van IC1 fout aangesloten. Pen 5 moet namelijk met d e emitter van Tï verbonden zijn en niet a a n massa liggen. Figuur 5 toont het juiste schema. Op d e print was een en ander overigens wél korrekt aangesloten. Zoals reeds aangekond i g d komen we volgende m a a n d met een LF-versterkertje voor de ontvanger, natuurlijk eveneens in

Figuur 5. Verbeterd principeschema van de FM-ontvanger.

Hi-Ö* UA

I

1 m — ••

C8 220p

2n2 •220p

C13 220p 15

m

C14_

m

C15 220p

100n 17

•

C16 220p

<

C17 100n

•—-—•

C18 22n

C19

Ï5n

f—

"1

TWv4

'T1

2

18

ZF12

IC1 TDA7000

1—T

V HI-T4H C9

C10

47p

47p

cm

P1 : meerslagenpotmeter

C7

4|I7 16V

100P

16V

ptf

è—i

<Ma) 8 6 7 5 6é-& X-1 86764 - 5

12-44 -

elex

In het vorige deel hebben wij gezien dat een multivibratorschakeling met kleine kondensatorwaarden hoorbare frekwenties produceert. De geluidssterkte is echter niet overweldigend. Wie daar problemen mee heeft, kan die oplossen door een versterkertrapje te gebruiken, bijvoorbeeld de emittervolger uit figuur 3-8.

luidspreker nodig heeft. Daarom kan R4 (de koliektorweerstand van T2) worden verhoogd tot 1 kQ. De emittervolger kan voldoende stroom leveren om een luidspreker van 8 Q te bekrachtigen.

3-9

3-8

Deze emittervolger versterkt de uitgangsspanning niet, maar geeft die, met een verschuiving van 0,7 volt, door aan de verbruiker. De stroom daarentegen wordt wel versterkt. Voor het sturen van de emittervolger hoeft de AMV nog maar een fraktie te leveren van de stroom die de

Bij een versterker hoort natuurlijk ook een volumeregelaar. In figuur 3-9 wordt die funktie vervuld door P3. Deze potmeter deelt de uitgangsspanning van de multivibrator: afhankelijk van de stand van de loper wordt de spanning aan de basis van T3 kleiner. Daardoor vermindert ook de stroom door T3 en door de luidspreker.'Figuur 3-10 laat de opbouw duidelijk zien.

3-10

L_

luidspreker (80)

.

elex -

12-45

T3 wordt behoorlijk heet als de schakeling konstant in bedrijf is. Een weerstand van 10 Q in de kollektorleiding reduceert die warmteontwikkeling. Als er een luidspreker van 4 Q wordt gebruikt, is het gevaar niet denkbeeldig dat de stroom door de transistor te groot wordt. Om dat te voorkomen moet er in serie met de luidspreker een weerstand van enkele ohms worden opgenomen (figuur 3-11).

3-13

i T3

|

•SM

m

|G|R5

C3

^

lol

I -«

l i l LS

1 86730X 12

3-11 Misschien hebt u tijdens het experimenteren zelf al kunnen vaststellen dat de frekwentie van de multivibrator niet alleen afhangt van de basisweerstanden en -kondensatoren, maar ook van de belasting aan d e uitgang. Voor een goede frekwentiestabiliteit is het dus van belang dat de uitgang van de schakeling zo weinig mogelijk wordt belast. Dat geldt trouwens voor alle oscillatorschakelingen. De schakeling van figuur 3-12 is uitstekend geschikt als morse-trainer. In plaats van een aan/uit-schakelaar monteren we dan een seinsleutel in het circuit, ledere keer als er op de sleutel wordt gedrukt, sluit het kontakt en klinkt een toon uit de luidspreker. Misschien een eerste stap op de weg naar een volledige zendmachtiging?

3-14 Aan de uitgang van de emittervolger staat, net als aan de uitgang van de multivibrator, een pulserende gelijkspanning. Daarin kunnen we een wissel- en een gelijkspanningskomponent onderscheiden. Die laatste heeft in de luidspreker absoluut niets te zoeken. Een gelijkstroom door een luidspreker produceert nutteloze warmte in de spreekspoel en trekt bovendien de konus uit de neutrale middenstand, waardoor vervorming kan ontstaan. In de figuren 3-12 en 3-13 laat de kondensator C3 alleen de wisselstroom door; de gelijkstroom vloeit via R5 naar massa.


I

t

(T\

t^hf BC547B|

5

-0

«lalTv

ffl

fü""'

r%kr>J A--

'•

Voor liefhebbers van avantgardistische muziek (we vergeten niemand!) is figuur 3-14 zeker interessant. De frekwentiebepalende potmeters P1 en P2 zijn daar vervangen door twee LDR's, zodat de toonhoogte van de AMV kan worden geregeld door met de hand het opvallende licht meer of minder af te schermen. Met de testgenerator uit deel 3 kan d e toongenerator worden gestuurd. Als de uitgangstransistor van die generator gaat geleiden, sluit hij via de weerstand van 1 kQ

3-15

12-46 -

elex

de basis van T1 vrijwel kort (figuur 3-15). Daardoor kan de AMV niet meer werken.

Op het moment dat de spanning —1 V bedraagt, loopt er een stroom h van: -1 V = - 1 0 mA 100 Q

Ui

R

Als de spanning ompoolt, bedraagt de stroom b: I2 =

U2 _ 3 V R 100 Q

30 mA

Met behulp van deze twee stroomwaarden kunnen we een tijddiagram maken van de stroom (figuur 3-17).

3-17 lf

De oscilloskoop

30 mA —

ledere wisselspanning heeft drie kenmerkende eigenschappen: de golfvorm, de spanningswaarde en de periodeduur of frekwentie. Met behulp van een oscilloskoop kunnen deze drie eigenschappen zichtbaar worden gemaakt. De golfvorm is direkt op het beeldscherm te zien. De spanning kan worden afgeleid uit de hoogte van de afzonderlijke golven. De breedte daarvan geeft aanwijzingen over de frekwentie.

'II

-••

0-

OmA-

"

86730X16

De top-top-waarde van de stroom kan eveneens worden berekend met behulp van de wet van Ohm: Itt

Utt

4 Vtt

R

100 Q

= 40 mAtt

In figuur 3-18 zien we een sinusvormig spannings- en stroomverloop Omdat ook hier de top-top-waarde van de spanning 4 volt bedraagt, is de top-top-waarde van de stroom 40 mA.

3-18 u

.

I 4Ï„

De foto geeft als voorbeeld een schermopname van de netspanning. De sinusvorm springt onmiddellijk in het oog. leder hokje van het raster komt in vertikale richting overeen met een spanning van 100 volt en in horizontale richting met een tijd van 5 millisekonden.

\

mé t'f

0

l L„. <

v, S

V - j ( 100Q j—^a.

20 m A 4 0

Wisselspanning en de wet van Ohm

1

Uiteraard geldt de wet van Ohm ook voor wisselspanningen. Een op een bepaald moment gemeten spanning veroorzaakt in een bepaalde weerstand op dat moment een bepaalde stroom. Dat die spanning het volgende moment weer een andere waarde heeft, maakt de zaken weliswaar wat gekompliceerder, maar niet principieel anders. Een voorbeeld: in figuur 3-16 wordt de stroom gemeten over een weerstand van 100 Q. Hoe groot is de stroom?

/

\ 86730X-17

OmA•

Op dezelfde manier kunnen we de wet van Ohm ook toepassen op de topwaarden en de effektieve waarden van de spanning. wordt vervolgd elex -

12-47