w^^
nr. 19 maart 1985 f 4,25 Bfrs. 84
r
tijdschrift voor hobby-elektronica
>•
,
^^^
attdio-eindtrap kop of munt ruis: audio-sneeuw
•
iiii il ii-fWt •' '••^El
•^
mÊSÊu^ss^m stereo-VU-meter nicad-snellader
"
•'-••"'• - — • • ^
.' 4
t
2»
jaargang nr. J maart 1985 ISSN 0167-7349
Hoofdredakteur: P.V. Holmes
Redaktiesekretariaat: C.H. Smeets-Schiessl, G.W.R Wijnen
In deze Elex beginnen we met de reeks Elex-audiobouwstenen. Het geheel vormt straks een prima stereo-installatie die een vergelijking met kant-en-klare apparaten zeker niet uit de weg lioeft te gaan. Alles is eenvoudig te bouwen en vrij goedkoop. Het eerste deei beschrijft een hybride stereo-eindtrap die 25 watt per kanaal levert. de Elex-audio-bouwstenen (inleiding) biz. 3-21
Vormgeving: C. Sinke
hybride stereo-eindversterker ELP25 bIz. 3-22
Chef redaktie: E.J.A. Krempelsauer Chef ontwerp: K.S.M. Walraven
Uitgave van: Elektuur B.V,, Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (LI Telefoon: 04402-74200, 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 13a, Beek (L)
Elex verschijnt rond de eerste van elke maand. Onder dezelfde naam wordt Elex ook in het Duits uitgegeven.
Uit de inhoud
Redaktie Nederland: P.E.L. Kersemakers (hoofd landgroep), J.F. van Rooij, P.H.M. Baggen, I. Gombos, Redaktie buitenland: A. Schommers, R.Ph. Krings
Grafische produktie: N. Bosems, L.M. Martin, J.M.A. Peters Abonnementen: Y.S.J. Lamerichs
Auteursrecht: 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, 5133 Gangelt.
© Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V-1985 Printed in the Netherlands
Drukkerij: I N.D.B. Leiden, Zoeterwoude
jaarabonnement 1985 Nederland België buitenland i 42,50 Bfrs. 840 f 58,Een abonnement loopt van januari tot en met december en kan elk gewenst moment ingaan. Bij opgave in de loop van een kalenderjaar wordt uiteraard slechts een deel van de abonnementsprijs berekend. Bij abonnementen die ingaan per het oktober-, novemberof decembernummer wordt tevens het volgende kalenderjaar in rekening gebracht. 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 losse nummerprijs geldt). Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-numrper. Commerciële zaken: C. Sinke W.H.J. Peeters (advertenties) Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag. Prijslijst nr 3 is van toepassing. Korrespondentie: In linker bovenhoek vermelden: TV technische vragen LP lezerspost HR hoofdredaktie AW adreswijzigingen ADV advertenties ABO abonnementen RS redaktiesekretariaat
Moderne NiCd-akku's zijn zo goedkoop, dat het vaak de moeite waard is om gewone batterijen in een apparaat door akku's te vervangen. Maar dan moet men ook een akkulader hebben. Onze nieuwe NiCd-lader is een slim apparaat dat veel laadkomfort biedt en de akku's in korte tijd van een volle lading kan voorzien. NiCd-akku's bIz. 3-39 nieuwe NiCd-akkulader bIz. 3-50
Een dodemansknop is een bijzonder nuttige uitvinding, die er over waakt dat de machinist van een trein bij zijn positieven blijft tijdens het rijden. Gebeurt er iets met de machinist, dan stopt de trein automatisch. Om de modelbaan zo natuurgetrouw mogelijk te maken hebben we een elektronische dodemansschakeling ontworpen, die kijkt of de modelbaanbestuurder er ook "bij blijft". dodemansschakeling bIz. 3-10
elextra
3-04
komponenten
3-53
zelf bouwprojek ten
de komplementaire eindtrap Zo werkt een eindversterker met twee uitgangstransistoren
3-15
trafowikkelingen in serie en parallel
3-18
boekenmarkt
dodemansschakeling Deze schakeling let er op dat ook bij de modelspoorbaan de nnachinist niet in slaap valt bij het besturen van zijn treintje.
3-10
hybride stereo-eindversterker ELP25 Een uitstekende, gemakkelijk te bouwen eindversterker die 25 echte hifi-watts kan leveren.
3-22
kop of munt Een elektronische versie van het tossen, waarbij nu geen munt meer nodig is.
3-20/3-26
de Elex-audio-bouwstenen Een inleiding bij onze nieuwe Elex-audio-installatie.
3-21
goedkope frontplaten Een eenvoudige en goekope methode om zelf frontplaten te maken.
3-27
1 kaleidoskoop
3-33
NiCd-akku's Het moderne energie-reservoir voor talloze toepassingen.
3-39
3-28
3-30
'n tip Een extra dimensie bij stereo-geluid.
3-43
stereo-VU-meter Een nuttige aanvulling voor de ELP25-eindversterker in dit nummer. Een rij LED's maakt het uitsturingsnivo zichtbaar.
versterker-variaties Enkele oplossingen voor veel-voorkomende aanpassingsproblemen.
3-46
noise-gate Een ruisonderdrukker voor laagfrekwent-toepassingen, waarmee de ruis in muziek- en spraakpauzen kan worden weggewerkt.
3-36
nieuwe IMiCd-Lader Een slimme schakeling die een kombinatie van snelladen en gewoon laden gebruikt om de akku's vlug op te laden.
3-50
grondbeginselen
informatie, praktische tips ruis Elektronen die zelf geluid produceren.
3-14
bij de Noorpagino: Ditmaal slechts één onderwerp op onze voorplaat. Onze fotograaf vond deze schakeling er op jjen zwarte achtergrond zo kleurrijk uitzien, dat hij het zonde vond om dit mooie tafereel door andere foto's te laten verstoren. Ook technisch gezien is dit overigens een heel leuke schakeling: ze toont de uitsturingsnivo's, van een stereo-eindversterker op een rijtje LED's, links in beeld. Een uitstekende aanvulling voor de eveneens in dit nummer beschreven 25 Weind versterker.
lioe zit dat? Ruis
3-09
hoe werkt een LF-versterker? Zo wordt een audio-signaal groter gemaakt.
3-34
spanning en serieschakeling Hoe spanningsbronnen kunnen worden "opgeteld".
3-44
kursus ontwerpen, deel 5 De transistor als versterker.
3-48
Over het lezen van Elex, het bouwen van Elex-Schakelingen en over wat 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.
Hoeveel ohm en hoeveel farad? Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels: p = (pico ) = 10 '2 = een miljoenste van een miljoenste n = (nano) = 10-^ = een miljardste \i = (micro) = 10^* = een miljoenste m = (milli) = 10-3 - een duizendste k = (kilo) = 103 = duizend M = (Mega) = 10^ = miljoen G = (Giga) = 10^ = 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 6M8 = 6,8 MQ = 6 800 000 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 nF = 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.
3?ortbös 121
6190 AC B«#k ( i )
Bouwbeschrijvingen Elex-schakelingen zijn klein, ongekompliceerd en betrekkelijk gemakkelijk te begrijpen. Er zijn speciale Elex-printen voor ontwikkeld, in drie formaten:
Schema's
.s
Symbolen In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de gebruikte schema-symbolen af van officiële teken-afspraken (DIN,NEN). 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 " & " , " 3 1 " , " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar en blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd. Voor een overzicht van symbolen: zie het artikel Komponenten, achterin dit nummer.
Maat 1: 4 cm x 10 cm Maat 2: 8 cm x 10 cm Maat 4: 16 cm x 10 cm (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 opgebouwde schakeling in bovenaanzicht weer. De zich op de onderkant (soldeerzijde) van de print bevindende koperbanen zijn in de plattegrond dun gedrukt. Soms is voor de bouw 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 standaardonderdelen, die goed verkrijgbaar zijn. En bovendien betrekkelijk goedkoop! Ga daarom niet bezuinigen op de aanschaf door het kopen van grote partijen onderdelen (bijvoorbeeld weerstanden per kilo of "anonieme", ongestempelde transistoren). Goedkoop is vaak duurkoopl Tenzij anders aangegeven worden %-watt-weerstanden gebruikt.
Solderen De tien soldeer-geboden. 1. Ideaal is een 15 a 30 watt-soldeerbout met een rechte 2 mm brede "longlife" punt. 2. Gebruik soldeertin, samengesteld uit 60% tin en 40% lood, bij voorkeur met 1 mm 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 worden, 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 weg. Tijdens het afkoelen van de soldeerverbinding mogen de twee delen niet ten opzichte van elkaar bewegen. Anders opnieuw 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 warm worden. 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 tin. De litze "zuigt" het tin nu op.
10. Oefening baart kunst. Weerstanden of stukjes draad zijn zeer geschikt als oefenmateriaal.
Foutzoel<en Doet de schakeling het niet meteen? Geen paniek! Nagenoeg alle fouten zijn snel op te sporen bij een systematisch onderzoek. Kontroleer allereerst de opgebouwde 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 onder-aanzicht van de schakeling, in plaats van het bovenaanzicht? — Is alles goed gesoldeerd? Een goede soldeerverbinding is ook in mechanisch opzicht stevig.
Netspanning Isoleer netspanningsleidingen zodanig dat er bij een gesloten kast geen aanraakgeyaar 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 moeten 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 aardverbinding dan het langst gehandhaafd. * Houd ongeïsoleerde netspanningsvoerende draden of soldeerpunten minstens 3 mm van andere draden of soldeerpunten verwijderd. * Venwijder 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 meetklemmen; 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.
Dat er elektronen zijn vinden we volkomen normaal, en elke dag opnieuw laten we ze voor ons werken. Maar wist u dat niemand er ooit één heeft gezien? Zelfs met de sterkste mikroskoop zal het niet lukken om een elektron zichtbaar te maken. Dat komt doordat het licht zelf ontstaat door de bewegingen van elektronen rond de atoomkern. Je zou dus kunnen zeggen dat de lichtstralen eigenlijk te grof zijn om die superkleine elektronen te laten zien. Maar ai kunnen we de elektronen dan niet zien, we kunnen ze in elk geval wel horen. Zet maar eens een versterker aan (zonder signaal), draai de volumeregelaar flink open en leg uw oor op de luidspreker. Wat u dan hoort noemen we ruis, en die ruis is afkomstig van bewegende elektronen. Elektronen houden namelijk niet van stilzitten; zelfs als ze niet voor ons op weg zijn om iets te doen, bewegen ze nog. Wat u uit de luidspreker hoort is natuurlijk niet het geluid van een enkel elektron dat in zijn eentje staat te ruisen. Denk maar eens aan het geruis van bladeren. Als de wind de bladeren in beweging brengt, wekt elk blad een heel zacht ruisje op met een eigen klankkleur. Het ruisen van een enkel blad is misschien nauwelijks te horen, maar alle bladeren bij elkaar veroorzaken het geluid dat wij kennen als bladgeruis.
( [ ^ i e t dringen!
J
85622X
Dat je de ruis van een versterker kunt horen, betekent overigens niét dat ruis alleen maar in het hoorbare gebied voorkomt. Op bijna alle frekwenties waarmee we in de elektronica te maken hebben, is er sprake van ruis. Een FM-ontvanger die staat afgestemd in de "lege" ruimte tussen twee stations is een goed voorbeeld van ruis bij hoge frekwenties. Maar anders dan bij versterkers wordt de ruis die u uit de FM-ontvanger hoort, niet uitsluitend veroorzaakt door het apparaat zelf. De antenne ontvangt namelijk ook een kosmische ruis die rechtstreeks uit het heelal afkomstig is. Met een gewone FM-ontvanger kunt u dus horen hoe de zonnewind door het melkwegstelsel jaagt. En zo blijkt dat ondanks alle rekensommen en formules de elektronica wel degelijk een stukje romantiek te bieden heeft.
techniek in vrije tijd
Ruis zichtbaar gemaakt op het scherm van een oscilloskoop.
Van donderdag 21 tot en met zondag 24 maart zal de Utrechtse jaarbeurs weer ten dienste staan van de tweejaarlijkse manifestatie van technische hobby's, modelbouw en doe-het-zelfgereedschappen. Tussen de vele andere zult u ook onze Elex-stand aantreffen (standnr. 6090). We zullen daar een aantal van onze meest recente ontwerpen demonstreren. Boven-
dien is dat een gelegenheid voor het stellen van vragen, het doen van suggesties of zo maar een gezellig praatje met medewerkers(sters) van Uitgeversmij. Elektuur B.V. De toegangsprijs bedraagt f 7,50. Op de meeste NSstations zullen voordelige trein/toegang-biljetten te verkrijgen zijn. De beurs is dagelijks geopend van 10 tot 18 uur.
dodemansschakeling Elex-lezers die niet zo heel veel van modelspoorbanen afweten, zullen we eerst uitleggen waar het bij deze schakeling om gaat — modelspoorbaan-hobbyisten zullen deze uitleg niet nodig hebben, ledere echte lokomotief is voorzien van een speciale schakeling die dodemansschakeling wordt genoemd. Ook modelspoorbanen kunnen met zo'n schakeling uitgerust worden. In echte lokomotieven werkt de schakeling als volgt: De machinist moet van tijd tot tijd een knop indrukken en hem weer loslaten. Indien hij dit vergeet, begint een geel waarschuwingslampje te knipperen. Als de machinist dit niet opmerkt en dus niet reageert, hoort hij even later een toeterend geluid. Reageert hij ook hier niet op door middel van het indrukken van de knop, dan wordt de trein automatisch snel tot stilstand gebracht. Indien de knop voortdurend wordt ingedrukt (een
bewusteloos geworden of in slaap gevallen machinist zou erop gevallen kunnen zijn), bestaat de waarschuwingsketen achtereenvolgens ook uit een knipperlicht, een toeterend geluid en het snel remmen. Bij de nieuwe uitvoeringen werkt de schakeling met een gekombineerde trajekt-tijd-meting. Dat wil zeggen: bij een in de buurt van een station langzaam rijdende trein bijvoorbeeld, hoeft de knop niet zo vaak ingedrukt te worden als bij een met maximale snelheid rijdende intercity. We zullen hier niet verder ingaan op de vraag wat er gebeurt nadat de trein automatisch snel tot stilstand is gebracht (voorkomen van botsingen, verzorgen van de machinist enz.). Wel zullen we ons gaan bezighouden met de dodemansschakeling voor modelspoorbanen, die volgens hetzelfde principe werkt als de echte. Het belangrijkste verschil is alleen dat de machinist niet
in de lokomotief, maar achter het bedieningspaneel van de modeltrein zit.
Werking Het blokschema (figuur 1) geeft aan hoe de schakeling werkt. Een klokoscillator levert de klokpuls voor de teller. Als de schakelaar in de stand "snel" staat, ontvangt teller 2 direkt de klokpulsen van de oscillator. Als de schakelaar in de stand "langzaam" staat, wordt de oscillatorfrekwentie gedeeld. De uitgang van teller 1 levert dan de klokpuls voor teller 2. Drie LEDs, een zoemer en een relais worden via de schakellogica bestuurd door de drie uitgangen van teller 2. Met behulp van de dodemansknop kunnen beide tellers gereset worden. De schakeling werkt als volgt. Na een reset-puls die ontstaat door de knop in te drukken, licht de groene
LED op. Deze blijft oplichten als de knop maar vaak genoeg wordt ingedrukt. Doet de machinist dit niet, dan gaat de gele LED aan en de groene uit. Als hij dan de knop indrukt, dooft de gele LED en floept de groene weer een tijdje aan. Wordt de knop niet gedrukt, dan'klinkt kort daarna de zoemer. Het aangaan van de gele LED en het geluid van de zoemer moet de machinist erop attent maken dat hij de knop moet indrukken. Doet hij dit, dan gaat de gele LED weer uit en houdt het zoemen op. Dan gaat de groene LED weer een tijdje aan. Wordt de knop niet ingedrukt, dan gaat de rode LED kort daarna aan en komt het relais in zijn rusttoestand terecht. De gele LED gaat uit; de zoemer zwijgt. Als het relaiskontakt in een van de verbindingen tussen rijtrafo en railkontakt (of bovenleidingkontakt) is geschakeld, stopt de trein — en daar gaat het tenslot-
modelspoorbaan
V klokoscillator
teller 1
teller 2
" *•
schakellogika
—*—
-^
• " i l " ^ ^ U yj ______^
Figuur 1 . D i t b l o k s c h e m a g e e f t de dodemansschal<eling voor modelspoorbanen weer.
I
»*o " dodemansknop
rood I
1^^
geel 1
1/M
groen
5V
©
5V
^
©
0
®
;r
C2|
IC1
®
^
IC2 16V(V)
I |DI
^
^
1
c^isonl—^1
D2^ -Tpa
groen L geel Lrood
NI
L
13 p "
ingang A B 0 0 0 1 1 0 1 1
uitgang X 1 1 1 0
':ï '*
(5> (C>
N3
'/ilC2
Tabel
i ^
5V BC 557B
Aan de hand van deze waarheidstabel voor IMAIMD-poorten kan men de stuurlogica van de dodemansschakeling gemakkelijker begrijpen.
Figuur 2. Het principeschema van de dodemansschakeling.
^
%IC2
NI . . . N 4 = IC1 =74LS132 IC2 = 74LS393
te om. Bovendien wordt de klokoscillator gestopt, zodat de toestand niet verandert totdat de tellers door een drul< op de dodemansknop gereset worden.
Schakeling We zullen nu de werking van de schakeling bespreken aan de liand van het princi-
peschema (figuur 2) en het tijdvolgorde-diagram (figuur 3). Dit tijddiagram toont de pulsen als funktie van de tijd wanneer schakelaar S2 in de stand "snel" staat. Wat er gebeurt als S2 in de stand "langzaam" staat, zullen we later bespreken. N4, T2, R6, R7 en Cl vormen de klokoscillator; T2 is als emittervolger geschakeld. Dat wil zeggen
dat de uitgangsspanning (emitterspanning) de ingangsspanning "volgt". Bij het inschakelen van de voeding is Cl nog niet geladen. Pen 4 van N4 is daardoor logisch 0. De ingang (pen 5) is " 1 " . Hierop zullen we later terugkomen. De uitgang van N4 is daardoor logisch 1. De kondensator wordt via R6 geladen. Als de kondensatorspannlng en dus ook
de emitterspanning is gestegen, is de ingang (pen 4) van N4 logisch 1; de uitgang wordt "O". De kondensator wordt dan weer ontladen. Als de kondensatorspanning is gedaald, dan is de uitgangstoestand weer bereikt en wordt de kondensator opnieuw geladen. De uitgang (pen 6) van poort N4 is tegelijkertijd de uitgang van de klokoscilla-
ü
2A
uitgangen
"^ 2QA 2QB 2QC 2QD
14]
1
On
[
0[j
1
1 1M t1
1
[
L- - - | — f 1 r — i
1
'
0^
%
4
1
IA
1
'
1
'
1
1
i
D2 = geel D3 = rood
1
'-i
" 'iiofiops
1 l t
]
M
I 2 H 3 H 4 H 5H 6H 7 ^ 2
IQA 1QB IOC lOD - ^
Figuur 3. H e t t i j d v o l g o r d e diagram m a a k t duidelijk hoe de schakeling w e r k t . Figuur 4. D e a a n s l u i t g e g e v e n s v a n h e t I C t y p e 74LS393. D i t I C bevat t w e e tellers.
i n
r
1
1
1 ;
T
4 fl,p,l„„B .._.J
<
1
t l ± D 2 aan, D 1 uit t2 = zoemer ook aan t3 = D3 aan, relais in rusttoestand, D 2 en zoemer uit
tor. De bovenste regel in het tijdvolgorde-diagram geeft de puls bij deze pen weer (overigens iets geïdealiseerd, zoals ook het geval is met alle andere pulsen in dit tijddiagram). De klokpuls komt terecht bij de klokingang van teller 2. Deze bevindt zich samen met teller 1 in een IC van het type 74LS393. Figuur 4 toont de aansluitgegevens van dit IC. In het tijdvolgorde-diagram is ook te zien hoe de teller zich gedraagt. De eerste trap deelt de frekwentie door twee, omdat de uitgangstoestand (uitgang Q/\) alleen bij elke neergaande flank verandert. Bij de volgende trappen gebeurt in principe hetzelfde, alleen wordt hier de uitgangspuls van de daaraan voorafgaande trap als klokpuls gebruikt. Zo ontstaan de in het tijdvolgorde-diagram getoonde pulsen aan de uitgangen Q g , Qc en Q p . Even tussendoor: zet men schakelaar S2 in de stand "langzaam", dan wordt de klokpuls van teller 1 door 16
gedeeld voordat hij terechtkomt op de klokingang van teller 2. Voor alle stappen in de schakeling is dan 16-maal zoveel tijd nodig. Het diagram verandert daardoor niet. Alleen komt de klokpuls in de bovenste regel van het diagram dan niet meer (direkt) van de klokoscillator, maar van uitgang Q p van teller 1. Als knop SI wordt ingedrukt, komt -1-5 V-spanning via R5 terecht bij de resetingangen van beide tellers. Daardoor worden beide tellers onafhankelijk van de bereikte tellerstand op O gereset en tjeginnen deze opnieuw te tellen. Laten we nu verder gaan met de beschrijving van de werking van de schakeling. Zolang Q p logisch O is, is LED Dl (groen) aan. Met behulp van de "waarheidstabel" voor IMANDpoorten krijgt men een beter inzicht in de stuurlogica van de schakeling. Zolang één van beide ingangen logisch O is, is de uitgang " 1 " . Alleen als beide ingan-
gen logisch 1 worden, wordt de uitgang "O". Omdat Q p met een ingang van N I , N2 en N3 verbonden is, zijn de uitgangen van deze poorten logisch 1 zolang uitgang Q Q " O " is. Op tijdstip t-) wordt Q Q logisch 1. Op dat moment worden Qg en Q Q echter logisch 0. Dit betekent dat de uitgangen van N2 ("B") en N3 ("C") " 1 " blijven omdat weer één ingang " O " is. Dit geldt niet voor N I . De ingang (pen 9) is (nog steeds) logisch 1 omdat hij verbonden is met pen 11 van N3. De ingang (pen 10) wordt nu echter " 1 " omdat hij verbonden is met uitgang Q Q . De uitgang van NI wordt daardoor logisch 0. De gele LED (D2) licht op. Dit betekent: knop indrukken. De groene LED dooft omdat Q Q nu " 1 " wordt. We drukken de knop echter niet in, omdat we willen zien hoe de schakeling verder werkt. Op tijdstip t2 wordt Qg logisch 1. Hierdoor zijn beide ingangen van poort N2 " 1 " en daar-
door is de uitgang van deze poort logisch 0. De basis van PNP-transistor T3 wordt daardoor negatiever dan de emitter. De transistor geleidt en stelt de zoemer in werking. Zowel de gele LED als de zoemer maken de "machinist" erop attent dat hij de knop moet indrukken. Wij doen dit echter niet en wachten af wat er verder gaat gebeuren. Een tijdje later is tijdstip t3 bereikt. Dan gebeurt er heel wat. Uitgang QQ wordt logisch 1, waardoor de uitgang van N3 "O" wordt. Dan gaat de rode LED (D3) aan. Voor NI geldt: één van de ingangen is nu weer logisch O en daardoor is de uitgang " 1 " . De gele LED gaat uit. Ook de zoemer zwijgt, want — zoals in het tijdvolgordediagram te zien is — uitgang Qg wordt op tijdstip t3 weer logisch O en daardoor wordt de uitgang van N2 " 1 " . Er gebeurt nog iets. Zolang de uitgang van poort N3 logisch 1 was — dus vanaf het moment dat de voeding
De schakeling kan het beste op een haaks omgezet alu minium plaat gemonteerd worden. Onderdelenlijst: Figuur 5. De montage van de dodemansschakeling op een standaardprint maat 1. Er zal minder plaats zijn dan bij andere Elex-schakelingen het geval is.
R1 = 150 Q B2 = 180 Q R3,R4,R8 = 10 kQ R5 = 18 kQ R6,R9 = 100 kQ R7 = 1,2 kQ C1,C2
Dl = D2 = D3 = D4 = Tl = T2 = T3 = IC1 = IC2 =
=
10HF/16 V
LED, groen LED, geel LED, rood 1N4148 BC 547B BC 550C BC 557B 74LS132 74LS393
diversen: 51 = drukknop (digitast) 52 = omschakelaar Re = relais, 5 of 6 V Bz = mikro-zoemer (buzzer) 2 IC-voetjes 1 standaardprint, formaat 1 Geschatte bouwkosten: f AO,^ (inkl. print)
werd ingeschakeld tot tijdstip t3 —, werd er aan transistor T l via spanningsdeler R3/R4 een voldoende hoge basisspanning gele verd. Hij geleidde en daardoor was het relais aangetrokken. Nu spert de transistor, het relais valt terug in zijn rusttoestand en onderbreekt de voeding van de trein. Voorwaarde hiervoor is echter wel dat het relaiskontakt in de stroomkring van de rijtrafo is geschakeld. Door deze konstruktie kan de trein zonder dodemansschakeling al helemaal niet rijden. Dit is echter nog steeds niet alles wat op tijdstip t3 gebeurt. De uitgang van poort N3 is immers ook nog verbonden met de ingang (pen 5) van N4. Omdat deze ingang dus logisch O is, is de uitgang van N4 vanaf tijdstip t3 " 1 " . Daardoor werkt de klokoscillator niet meer en verandert de nu bereikte toestand van de schakeling niet totdat de dodemansknop ingedrukt of de voeding uitgeschakeld
wordt. We hebben de hele schakeling besproken. We zijn begonnen en geëindigd met de klokoscillator. Volgt dan nu nog de:
Montage Figuur 5 toont de montage van de schakeling op een standaardprint formaat 1. De foto, die eigenlijk meer zegt dan woorden, toont één mogelijkheid voor de mechanische montage van de schakeling. Zowel het relais als de zoemer hebben we overigens met dubbelzijdige plakband bevestigd. Dit is een eenvoudige en goede methode. Omdat de zoemer op een L-vormig stukje metaal aangebracht is, produceert hij een luide en doordringende klank. Het Lprofiel kan men gemakkelijk inbouwen in het bedieningspaneel van de installatie.
Tot slot Afregelen is bij deze schake-
ling niet nodig. Omdat we al uitgelegd hebben hoe de schakeling werkt, is een handleiding overbodig. De stroomopname bedraagt maximaal 110 rhA (als de zoemer in werking is). Als men wil dat de schakeling sneller reageert, kan men in plaats van uitgang Q Q ook E de uitgangen Q ^ . . Qc van teller 1 gebruiken.
ruis De experimentele schakeling die in dit artikel beschreven wordt, toont aan dat ook de elektronen zelf geluid veroorzaken. Voor wie het artikel "hoe zit dat?: ruls" (elders in dit nummer) nog niet gelezen heeft: de elektronenbewegingen in een geleidend materiaal wekken een gigantisch aantal kleine impulsjes op, die met een versterker en een luidspreker hoorbaar gemaakt kunnen worden, en dat geluid noemen we ruis. Maar wat je uit de luidspreker hoort zijn niet de elektronenbewegingen zelf; want ook als we de versterker uitschakelen, zodat er door de geleiders in het apparaat geen stroom meer loopt, gaan de elektronen gewoon door met bewegen. Dat komt doordat de elektronenbewegingen worden veroorzaakt door de warmte in de omgeving. Hoe werkt nu deze schakeling? Om een ruisgenerator te maken hebben we een ruisbron nodig. In principe zou je als ruisbron zelfs een doodgewone weerstand kunnen gebruiken. Maar in de praktijk blijkt helaas dat de ruisspanning die in de weerstand ontstaat zo gering is, dat we die zonder supergevoelige versterkers niet hoorbaar kunnen maken. De schakeling uit figuur 1 levert echter veel meer ruis dan een weerstand; de MD-pickup-ingang van een gewone HiFiversterker is dan ook gevoelig genoeg om deze ruis te laten horen. En blik op het schema leert dat de gebruikte transistor op een ongewone manier geschakeld is: de basis-emitter-diode staat namelijk in sperrichting. Door de diode vloeit slechts een klein stroompje, de "lekstroom", maar toch
wekt deze stroom een flinke ruisspanning op. Dank zij C2 kan deze ruis-(wissel-)spanning zonder gelijkspanningsresten aan de versterker worden toegevoerd. Cl staat over de polen van de voedingsspanning en voorkomt dat de aanwezige brom uit het lichtnet op de versterkeringang terecht komt. Wij hebben deze minuskule schakeling direkt op een cinch-steker gesoldeerd omdat de bedrading zo kort mogelijk moet zijn. De cinch-steker wordt rechtstreeks in de MD-ingang gestoken. Als we nu de versterker inschakelen is er nog geen ruis te horen, in elk geval niet meer dan anders. Maar nadat we ook de batterij hebben aangesloten, is op een van de kanalen het ruisen van de transistor te horen. Nemen we vervolgens de batterij weer weg van de aansluitclip, dan houdt de ruis nog enige tijd aan; pas als de resterende energie uit Cl verbruikt is, zwijgt onze ruisgenerator. Als op het ruisende kanaal een oscilloskoop wordt aangesloten, kunnen we de opgewekte ruis ook zichtbaar maken (zie foto, figuur 3). We krijgen dan een beeld te zien van talloze volstrekt onregelmatige impulsen, die samen een gelijkmatige ruisklank veroorzaken.
9V
cinch-steker 85621X-1
f^
Ruis Kort samengevat: ruis ontstaat door de beweging van de elektronen in een geleidend materiaal. Door deze bewegingen»ontstaan impulsen waarvan de sterkte en de frekwentie geheel op het toeval berusten. Het totaal van deze impulsen noemen we ruis. De grootte van de ruisspanning die in een geleider ontstaat wordt bepaald door de snelheid waarmee de elektronen bewegen, en deze hangt weer af van de temperatuur; daarom spreekt men ook wel van "thermische ruis".
3
tiwf
Figuur 1. Het schema van de ruisgenerator. De transistor in deze schal<eling versterl
We kunnen de thermische ruis verminderen door de apparatuur sterk af te koelen. Dit wordt bijvoorbeeld toegepast bij de ontvangers in radioteleskopen. De signalen uit het heelal die men met de radioteleskoop wil waarnemen zijn namelijk zo zwak dat ze gemakkelijk zouden kunnen verdrinken in de eigen ruis van de ontvanger. De ruisimpulsen bevatten alle frekwenties die er in het spektrum zijn; (het frekwentiespektrum van ruis zouden we dus in een frekwentiediagram moeten weergeven als een rechte, horizontale lijn). In dit opzicht lijkt ruis enigszins op het witte licht, dat immers ook alle kleuren van het spektrum bevat; daarom spreekt men ook wel van "witte ruis". Er bestaat echter ook ruis van andere samenstellingen; die soorten noemen we niet " w i t " maar "gekleurd". Gekleurde ruis kunnen we opwekken door op de uitgang van een generator die witte ruis levert, een filter
aan te sluiten dat bepaalde frekwenties uit de witte ruis tegenhoudt. Gekleurde ruis (bijvoorbeeld "rosé ruis") is dus een ruis waarin niet alle frekwenties met gelijke intensiteit vertegenwoordigd zijn. Verder bestaan er ook ruisbronnen die van zichzelf al gekleurde ruis opwekken. Thermische effekten zijn bij lange na niet de enige oorzaak van ruis. In ons experiment met de transistor werd de ruis bijvoorbeeld in hoofdzaak veroorzaakt door elektrische verschijnselen in de halfgeleider-overgangen. Geluidsbanden ruisen ook, maar die ruis komt weer op een geheel andere manier tot stand. Bij gevoelige schakelingen
(zoals antenneversterkers) is het belangrijk de ingangstrap zo ruisarm te maken als maar kan. De ruis van deze trap wordt immers door de rest van de schakeling het meest versterkt. Eindtrappen zijn veel minder gevoelig en hebben dus meestal weinig last van ruis. Ruis is overigens niet altijd iets om te vermijden, want er bestaan ook nuttige toepassingen van ruis. In schakelingen die geluiden nabootsen vinden we vaak ruisgeneratoren, bijv. in schakelingen die het geruis van slagwerkbekkens imiteren. Verder wordt ruis veel gebruikt als testsignaal bij akoestische metingen, bijvoorbeeld aan luidsprekers.
de komplementaire eindtrap Misschien zal het in figuur 2 afgebeelde schema u enigszins bekend voorkomen. Dat klopt dan ook wel, want ongeveer zo zien bijna alle transistor-eindversterkers er uit: twee eindtransistors die de luidspreker van signaal voorzien, voorafgegaan door één of meer trappen versterking. Zo'n schakeling heet een komplementaire eindtrap en zij wordt zo vaak toegepast, omdat zij duidelijk voordelen biedt ten opzichte van een eindtrap met maar één transistor, waarover straks meer. Laten we eerst het vereenvoudigde schema in figuur 1 eens bekijken. Als deze schakeling een wisselspanning versterkt, nemen de beide transistors letterlijk ieder de helft van
het signaal voor hun rekening: Tg versterkt de positieve signaalhelften. Tb de negatieve. Zonder signaal voert het knooppunt van de twee emitters ongeveer de halve voedingsspanning. Komt er via Cj een positieve signaalhelft binnen, dan gaat Tg geleiden. Het gevolg daarvan is, dat C j min of meer direkt met de plus van de voedingsspanning wordt verbonden en dus een positief gerichte impuls krijgt. Gelijktijdig is Tt, gesperd, omdat zijn basisspanning hoger is dan zijn emitterspanning (het is een PNP-transistor!). Bij een negatief signaal op de ingang gebeurt het omgekeerde: T3, een NPNtransistor, spert omdat de
basisspanning lager is dan de emitterspanning en T^ gaat geleiden. Kondensator Cy komt aan de negatieve voedingsspanning (die vaak tegelijkertijd massa is) te liggen en geeft dus een negatieve impuls door aan de luidspreker. Dat is het principe van de komplementaire eindtrap. Zouden we een eindtrap willen maken met maar één transistor, dan zou er in de koliektor- of in de emitterleiding een weerstand nodig zijn. Die weerstand zou een kleine waarde moeten hebben, omdat ook via deze weerstand vermogen aan de luidspreker geleverd moet kunnen worden. Een kleine weerstand betekent: een grote stroom. Een groot
deel van het vermogen zou door die weerstand in nutteloze warmte worden omgezet. Er zijn audio-versterkers die volgens dit principe werken: de zogenaamde klasseA-versterkers. Ze vervormen weing en ze zijn uitstekend geschikt voor mensen die 's winters op een onverwarmde zolderkamer van Hi-Fi willen genieten. Terug naar de komplementaire eindtrap. De schakeling van figuur 1 is te eenvoudig om echt te werken; daarvoor moeten we naar figuur 2. Ook dat is nog een simpel schema, als je het vergelijkt met dat van een "echte" HiFi-versterker. Hoewel het dus kwalitatief niet het hoogst bereikbare is, is het een praktisch.
gemakkelijk te bouwen versterkertje. Er kan een 8 Qluidspreker op worden aangesloten en het kan worden gevoed uit een 4,5 voltbatterij. Het uitgangsvermogen is 250 mW (sinus); meer zou ook zinloos zijn bij batterijvoeding. Voor een tweede koptelefoon bij een Walkman of voor een klein luidsprekertje is het uitgangsvermogen echter ruim voldoende.
gebleven. De meest opvallende verandering heeft plaatsgevonden in de ingangsschakeling van de eindtransistors (figuur 3). De twee dioden tussen de basisaansluitingen worden via R5 en T2 van stroom voorzien. De spanningsval over een siliciumdiode bedraagt ongeveer 0,6 volt: tussen de bases van T3 en T4 is er dus een spanningsverschil van ongeveer 1,2 volt. De oorspronkelijke schakeling (figuur 1) had het nadeel, dat Tg pas openging als de positieve helft van het ingangssignaal groter
Schakeling Van de principeschakeling uit figuur 1 is in figuur 2 niet zo gek veel meer over-
werd dan 0,6 volt. T^ reageerde pas op een negatieve spanning, kleiner dan — 0,6 volt. Daartussenin gebeurde niets. Daardoor werden kleinere signalen in het geheel niet versterkt en grotere signalen vervormd weergegeven. De twee dioden zorgen ervoor dat de bases een vóórspanning krijgen van 0,6 volt, zodat de "dode zone" vervalt. De resterende spanning valt over de emitterweerstanden; die zorgen er bovendien voor dat de stroom door de transistors niet te hoog wordt. Misschien zult u inmiddels
ontdekt hebben (als u het niet al wist) dat de komplementaire eindtrap eigenlijk bestaat uit twee "gespiegelde" emittervolgers. De karakteristieke eigenschappen van een emittervolger gelden daarom ook voor de komplementaire eindtrap; de kollektoren liggen aan de voedingsspanningen, het signaal wordt afgenomen van de emitter en het signaal wordt niet in spanning versterkt, maar de schakeling'kan wel een hoge stroom afgeven zonder de ingangsspanning sterk te belasten. Om de ingangsspanning op
0 Ra
r
Ta (NPN)
Th ( P N P ) T ^
o—^—0 Figuur 1. Het principe van de komplementaire versterl<er. Ta versterkt de positieve helft van de wisselspanning die via Ci w o r d t toegevoerd. Tb neemt de negatieve helft voor zijn rekening. De spanning aan de luidspreker-koppelkondensator Cu kan variëren van bijna O volt tot bijna de voedingsspanning.
T3...T4
Figuur 2. Een komplementaire versterker voor batterijvoeding.
Oa 1M
470n R2|
®-
Figuur 3. De twee dioden veroorzaken een spanningsverschil van ongeveer 1,2 volt tussen de basis van T3 en de basis van T4. Door deze voorspanning kunnen ook signalen die kleiner zijn dan 0,6 volt, de transistors " o p e n " sturen.
d 't "ü
•o
o
\h^v
0 ®
^
ïïm
voldoende nivo te brengen, werd er nog een stuurtrap toegevoegd, bestaande uit Tl en T2 (figuur 4). Rl en R2 stellen het "werkpunt" (de gelijkstroominstelling) van Tl in. De kollektorstroom van Tl loopt echter niet, zoals gebruikelijk, door een koliektorweerstand, maar komt als basisstroom in T2 terecht, die het signaal nogmaals versterkt. Aan de koliektor van T2 ontstaat een spanning, die als signaalspanning aan de komplementaire eindtrap wordt toegevoerd. R5 fungeert als kollektorweerstand. Omwille van de duidelijkheid hebben we in figuur 4 de emitterweerstand van Tl (R3) verbonden met de voedingsspanning. In werkelijkheid is die weerstand verbonden met het knooppunt van R6 en R7, dus eigenlijk met de uitgang van de versterker. De uitgangsspanning van de eindtrap beïnvloedt op die manier T l . Anders gezegd: T l wordt niet alleen opgestuurd door de ingangsspanning, maar ook, zij het in mindere mate, door de versterkte uitgangsspanning. Dit procédé staat bekend onder de naam "tegenkoppeling". Door tegenkoppeling neemt (de naam zegt het al) de versterking af. Als de spanning
Kö)
op het knooppunt R6/R7 hoger wordt, krijgt T l via R3 meer stroom. T2 gaat dan ook meer geleiden, waardoor de spanningsval over R5 groter wordt. Dat heeft weer tot gevolg dat de spanning aan de bases van T3 en T4 afneemt. Dan is de cirkel rond: de spanning op eerdergenoemd knooppunt wordt ook lager. Wie dit aandachtig heeft gevolgd, zal zich ongetwijfeld afvragen wat het praktisch nut is van een schakeling die zichzelf staat tegen te werken. Wees gerust, tegenkoppeling heeft wel degelijk positieve effekten. Gesteld dat op een gegeven moment, door welke oorzaak dan ook, T3 een spanningssprong aan de ingang niet snel genoeg volgt. Op dat uiterst korte moment zal er minder tegengekoppeld worden dan wanneer T3 wél gereageerd had. Gevolg: de versterking is even iets groter, totdat T3 weer "in de pas loopt", want dan doet de tegenkoppeling weer zijn werk. Het resultaat is een automatische korrektie van diverse onvolkomenheden van de eindtrap. De weergavekwaliteit van een goede HiFiversterker staat of valt met een juist toegepaste tegenkoppeling.
Een interessant detail is nog de serieschakeling van R4 en C2. Daardoor wordt een flink gedeelte van de tegenkoppelspanning afgevoerd naar massa. Dat werkt alleen voor wisselspanningen; de gelijkspanning wordt door C2 tegengehouden. Zonder de spanningsdeler, gevormd door R3 en R4, zou de tegenkoppeling zo groot worden, dat er van de oorspronkelijke vorm van het ingangssignaal niets meer zou overblijven, en dat is nu ook weer niet de bedoeling. Rl en R2 vormen een spanningsdeler, die de basis van Tl instelt op 1,2 volt. Daarom is Cl aan de ingang noodzakelijk, omdat anders de ingangspotmeter voor gelijkstroom parallel aan R2 zou liggen, waardoor het werkpunt van Tl voor iedere stand van de potmeter anders zou komen te liggen. C3 tenslotte geeft de versterkte wisselspanning door aan de luidspreker, maar houdt ook weer gelijkspanning tegen. Figuur 5 geeft de opbouw van de schakeling op een Elexprint, formaat 1. Wie van experimenteren houdt, kan eens proberen welke invloed de waarden van Rl en R2 hebben op het gelijkspanningsnivo aan de uitgang. De versterking kan worden gevarieerd door de waarden van R3 en/of R4 te veranderen. Meer uitgangsvermogen kan de schakeling leveren als de voedingsspanning wordt verhoogd: bij 9 volt bijna 1 watt. De eindtransistors moeten dan wel gekoeld worden: houd ook de werkspanning van de eiko's in de gaten!
Onderdelenlijst Rl R2 R3 R4
=
2,2 MQ 820 kQ 33 kS 1 kQ
R5 - 470 n R6,R7 = 2,2 Q PI = 1 MQ log Cl = 470 nF C2 = 10 ^/F/10 V C3 = 100 H F / 1 0 V D1,D2 = 1I\I4148
Tl = BC 557B . T2 = BC 547B T3 - BD 139 T4 = BD 140 LS = luidspreker 8 S/0,5 W 1 batterij 4,5 volt 1 Elex-print, formaat 1 Geschatte bouwkosten: f 2 5 , - (inkl. print)
Figuur 4. Deze driverschakeling versterkt de ingangsspanning tot het nivo dat de eindtrap nodig heeft om helemaal uitgestuurd te kunnen worden. Figuur 5. De opbouw van de schakeling op een kleine Elex-print
trafowikkelingen in serie en parallel •
-©
-0-1
220 V
j;^
^ B = 15 V~
^ 84633X-1
Figuur 1. Men kan een wisselspanning van 30 V krijgen door t w e e sekundaire trafowikkelingen van ieder 15 V in serie te schakelen. De aansluitingen moeten dan zo verbonden worden dat de aparte spanningen steeds gelijke polariteiten hebben. De punten in het schema van de trafoschakelingen geven aansluitingen met dezelfde polariteit aan. Figuur 2. Goed (a) en fout Ib) in serie geschakeld. In figuur 2b zijn de polariteiten van de halve-sinusperioden steeds in tegenfase. De totale spanning bedraagt daardoor O V.
Wisselspanning heeft geen vaste polariteit! Betekent dit nu dat de beide aansluitingen van een wisselspanningsbron, bijvoorbeeld een trafo, precies gelijk zijn? Helennaal niet! Weliswaar wisselt de polariteit aan iedere aansluiting 100 keer per sekonde, maar toch heerst tijdens iedere honderdste sekonde een bepaalde polariteit. Stroom zonder plus of min bestaat niet. We kunnen dit gemakkelijk zelf nagaan met een trafo met twee sekundaire wikkelingen van 15 V. Beide wikkelingen moeten in serie geschakeld worden om samen 30 V te leveren (figuur 1). Dit is geen probleem — vooropgesteld dat men de aansluitingen goed verbindt, namelijk zo dat de polariteiten altijd gelijk zijn. Figuur 2a laat zien hoe beide wisselspanningen samen 30 V opleveren en figuur 2b toont wat er gebeurt bij het verwisselen van de aansluitingen van één wikkeling: de polariteiten zijn tegengesteld, waardoor de totale spanning O V bedraagt. De elektronicus zegt dan dat de spanningen in fase (2a) respektievelijk in tegenfase (2b) staan. Omdat men aan de soldeerlippen van de trafo niet zien kan wanneer de wikkelingen in fase staan, is het helemaal niet zo onwaarschijnlijk dat de aansluitingen eens per ongeluk verwisseld worden. Afhankelijk van de faserelatie moet men de wikkelingen met elkaar verbinden zoals in figuur 3a of 3b. De juiste doorverbinding vindt men door de aansluitingen te testen: Leg een draadbrug volgens figuur 3a en meet aan de beide andere aansluitingen of de dubbele spanning aanwezig is. Indien dit niet het geval is, is de verbinding uit figuur 3b de juiste.
Parallelschakeling Bij serieschakeling wordt de
totale spanning twee maal zo hoog (de aparte spanningen worden opgeteld), terwijl de maximale stroom niet verandert. Als de wikkelingen parallel geschakeld zijn, wordt de maximale stroom bij gelijke spanning twee maal zo groot. Ook nu moeten de goede aansluitingen met elkaar verbonden worden. Figuur 5 laat weer beide mogelijkheden zien. Wil men de goede verbinding weten, dan moeten enkele proefmetingen worden gedaan. Men soldeert eerst een brug volgens figuur 6a en meet de spanning met een multimeter in de wisselspanningsstand. Wijst de meter O V aan, dan moeten de wikkelingen volgens figuur 5a worden geschakeld. Bij een uitslag van 30 V is de verbinding uit figuur 5b de juiste. In het laatste geval meet men veiligheidshalve toch nog even de spanning van de verbinding volgens figuur 6b. Deze moet O V bedragen. Wijst de meter bij figuur 6a of 6b in plaats van O V een kleine spanning
84633X-3
Figuur 3. Twee mogelijkheden o m twee trafowil
s220 V
-©-G-
15 V~
—•
Figuur 4. Bij de parallelschakeling blijft de uitgangsspanning gelijk. Er w o r d t wel een twee maal zo grote stroom geleverd. Figuur 5. Er zijn ook twee verbindingsmogelijkheden voor het parallel schakelen. Hiervan is er maar één goed.
B = 15 V~
- ^ 84633X-4
Figuur 6. De juiste verbinding kan men vinden door twee aansluitingen door middel van een draadbrug door te lussen. Op de beide andere aansluitingen mag dan geen spanning staan. Alleen dan is parallelschakeling mogelijk.
84633X-6
I w
aan, dan zijn beide wikl<elingen wel goed aangesloten maar de spanningen wijken onderling iets af door produktietoleranties. Bij de parallelschakeling loopt dan een stroom tussen beide wikkelingen, de vereffeningsstroom. Deze verwarmt het inwendige van de trafo. De nuttige stroom is dan dus iets kleiner dan het dubbele van de stroom in één wikkeling. Bij kleine spanningsverschillen is de vereffeningsstroom klein. Dan staat een parallelschakeling niets in de weg. Indien de verder onbelaste trafo heet wordt op grond van aanzienlijke spanningsverschillen in de parallelschakeling kan men deze trafo beter niet gebruiken
Figuur 7. De gelijkrichter "ontl
gelijkrichter
-©-
G
-&-
220 V
g>
-0
- ^
15 V =
- ^ '
^ 84633X-7
voor het parallel schakelen van wikkelingen. Worden de sekundaire wikkelingen van twee aparte trafo's parallel geschakeld, dan kan het spanningsverschil ook ontstaan door een
-(£)
faseverschil. Indien de spanning van een parallelschakeling gelijkgericht moet worden, kan men het beste beide wisselspanningen apart gelijkrichten en de gelijkspanningen achter
de gelijkrichters parallel schakelen (figuur 7). Op deze manier wordt de trafo niet onnodig belast. De nuttige stroom is echter ook dan iets kleiner dan het dubbele van de aparte stromen.
h^^ff^mfTf^ Twee gebruikerprogramma's voor de ZX Spectrum ( + ) De boekwerkjes CBASE (ISBN 90 6398 467 7, prijs f 17,50) en QUESTO (ISBN 90 6398 169 4, prijs f 18,75) van A.C.J. Groeneveld (uitgeverij STARK) bevatten respektievelijk een database-programma en een programma waarmee men op eenvoudige wijze meerkeuzetoetsen kan maken. Met behulp van CBASE kan de ZX Spectrum-bezitter allerlei gegevens bijhouden, zoals bijvoorbeeld de postzegelverzameling gesorteerd naar het land van herkomst, namen en verjaardagen op volgorde van datum, etcetera, etcetera. QUESTO is een programma waarmee u op eenvoudige wijze uw meerkeuzetoetsen (multiple choice) maakt. Het is voor elke vakrichting bruikbaar en biedt de mogelijkheid om maximaal 4 antwoorden op elke vraag stuk voor stuk apart te waarderen. Ook biedt OUESTO per toets een vergelijkende statistiek. * Beide programma's zijn volledig in BASIC geschreven en kunnen derhalve vrij eenvoudig aangepast worden voor andere merken micro's. Bij dezelfde uitgeverij zijn de in de twee paperbacks beschreven programma's tevens op cassette verkrijgbaar voor f 28,50 per stuk (Software-plus-cbase, ISBN 90 6398 701 3 en Software-plus-questo, ISBN 90 6398 702 1). (X170M)
QUESTO i
I.
«+ï spectrum 1
ZX
^
/è^
0^
de Elex-audio-bouwstenen Bij de vele reakties die wij ontvangen van de lezers van dit blad, duikt regelmatig de vraag op: "Kunnen jullie niet eens een eenvoudige, doch goede stereo-versterker voor zelfbouw ontwerpen?" We zijn aan het werk gegaan en nu is het dan zover. Elex proudly presents: de Elex-audio-bouwstenen! Omdat een komptete audioinstallatie nogal wat elektronica bevat, hebben we het projekt opgesplitst in de volgende onderdelen: 1. Een eindversterker (ELP-25) met een uitgangsvermogen van 2 X 25 watt. De bouwbeschrijving staat in dit nummer. 2. Een regelversterker (ELR-25) waarop alle gangbare signaalbronnen (kassetterecorder, bandrecorder, tuner, enz.) kunnen worden aangesloten. De bouwbeschrijving komt in het volgende nummer. 3. Een voorversterker voor magneto-dynamische pickup-elementen. Deze voorversterker wordt in de behuizing van de regelversterker ingebouwd. Hoe, dat kunt u in een van de volgende Elex-nummers lezen. De diverse komponenten werken ook onafhankelijk van elkaar. Als luidspreker kunnen we de eerder in dit
blad beschreven ELS-40 (april '84) aanbevelen; andere boxen met een minimaal vermogen van 25 watt doen het natuurlijk ook. Hoe de installatie er uiteindelijk uit komt te zien, kan iedereen zelf bepalen: de bouwstenen zijn met diverse andere Elex-schakelingen uit verleden en toekomst te kombineren. In de eindversterker kan bijvoorbeeld een LED-VU-meter worden ingebouwd en in de regel-
versterker een mikrofoonvoorversterker of een omschakelaar voor twee cassetterecorders. Het voordeel van het bouwsteen-principe is ook, dat kombinaties met fabrieksapparaten zonder meer mogelijk zijn. Natuurlijk willen we iets bijzonders brengen: schakelingen die gemakkelijk zijn na te bouwen en toch goede prestaties leveren. De IC-techniek heeft ons daarbij geholpen.
De aktieve elektronica van de eindversterker is ondergebracht in één "super"-IC. Ook de regelversterker is met IC's uitgerust. De toegepaste IC's zijn goed verkrijgbaar, daar hebben we ons van overtuigd. In de handel zijn ook bouwpakketten met komplete onderdelensets voor de diverse bouwstenen: kijk de advertenties in dit blad er maar op na. Veel sukses met het nabouwen!
Een eindversterker helemaal zelf in elkaar zetten is beslist geen simpel karwei, ook niet aan de hand van een goed schema. De plaatsing en de bedrading van de talrijke komponenten is namelijk nogal kritisch in verband met het optreden van brom en parasitaire oscillaties. Die ellende wilden wij u besparen en daarom hebben we gekozen voor een oplossing die de industrie al jaren lang toepast; een eindtrap met een hybride IC. In zo'n IC zitten alle transistors plus nog wat andere komponenten, die schakeltechnisch noodzakelijk zijn. Het geheel is in kunststof ingegoten. Uit de behuizing komen de aansluitingen te voorschijn voor de voe-
schakeling. Het effekt ervan is dat de interne stuurtransistor minder zwaar belast wordt en de versterker verder kan worden uitgestuurd. Cl en R2 zorgen ervoor dat extreem lage frekwenties de eindversterker niet kunnen bereiken. R1 en C2 doen hetzelfde voor zeer hoge frekwenties. Die frekwenties zijn voor ons nutteloos, omdat ze buiten het hoorbare gebied liggen en in de versterker instabiliteitsverschijnselen zouden kunnen veroorzaken. Aansluiting 9 is bestemd voor de positieve en aansluiting 5 voor de negatieve voedingsspanning. Via het afvlakfilter R9/C7 worden de voor- en stuurversterker in het IC gevoed. Weerstand R7 levert stroom-
stereo-versterker op een Elex-print, formaat 4, gemonteerd kan worden. Voordat we daar echter aan beginnen, moet de printplaat eerst voorbereid worden. In figuur 3 staat een aantal draadbruggen getekend (de doorgetrokken lijnen). Die moeten eerst worden gelegd. Vervolgens moeten we de koperbanen, die met stippellijntjes zijn aangegeven, vertinnen, om ongewenste warmteontwikkeling zoveel mogelijk tegen te gaan; er zal namelijk een vrij forse stroom doorheen lopen. Om de grote voedingselko's goed te kunnen bevestigen, boren we in de print drie gaten. Met een stukje touw of iets dergelijks kunnen de eiko's
ingebouwde zekering zijn of een losse zekeringhouder met daarnaast een gat voor het netsnoer. Als de behuizing van metaal is, moet laatstgenoemd gat worden voorzien van een rubber tule. Figuur 4 geeft een indruk van de opbouw van het geheel. De nettrafo zit natuurlijk in de behuizing. De bovenkant van die behuizing moet boven de trafo en boven het koellichaam van het IC gaten of gleuven hebben, zodat de verwarmde lucht weg kan. Eerst worden de diverse onderdelen die aan de vooren achterkant moeten komen, vastgeschroefd. Als de koelplaat op haar plaats zit, kunnen we precies gaan
hybride-stereo-eindversterker ELP-25 dingsspanningen en voor de in- en uitgangen. Het IC dat wij gebruiken bevat zelfs twee eindversterkers, waardoor het bouwen van een stereo-versterker nog eenvoudiger wordt. Het heeft weinig zin om ons te gaan verdiepen in het inwendige van het IC; daar kunnen we toch niets aan veranderen. In het schema (figuur 1) is het aangegeven met twee versterkersymbolen. Afgezien van de netvoeding bestaat de rest van de schakeling uitsluitend uit weerstanden en kondensatoren. We zullen verder alleen het linker kanaal (de linker helft) van het schema bespreken; het rechter kanaal is uiteraard volkomen identiek. De ingangen liggen aan de aansluitingen 1 en 2 van het IC. De versterker is geschakeld als wisselspanningsversterker. Ingang 2 is tegengekoppeld via R4. De schakeling met R5, R6 en C5 ziet er een beetje merkwaardig uit. Het is een zogenaamde "bootstrap"-
tegenkoppeling voor de eindtrap. De luidsprekers worden aangesloten via "snelle" zekeringen. De voeding is eenvoudig: een nettrafo, een bruggelijkrichter en wat afvlakkondensatoren. De geleverde spanning is tweemaal 25 volt bij een stroomsterkte van 1 ampère. Zowel de positieve als de negatieve voedingsspanning lopen via zekeringen van 1,25 A. Instelling van de ruststroom is bij deze versterker niet nodig en trouwens ook niet mogelijk: het IC regelt dat. Wie het niet vertrouwt, kan de ruststroom nameten door één van de zekeringen in de voeding te vervangen door een ampèremeter. Zonder signaal aan de ingang mag de dan gemeten stroom variëren van 60 tot maximaal 120 mA per kanaal. Tot zover de theorie. Figuur 2 laat zien, hoe de komplete
dan later stevig worden vastgeknoopt. Daarna kan de print van de resterende onderdelen worden voorzien. De weerstanden R7 en R10 kunnen vrij heet worden. Ze moeten daarom niet tegen de print aan gemonteerd worden, maar "zwevend" boven de andere komponenten tussen de punten A / B respektievelijk C/D. De behuizing moet ongeveer 23 cm breed, 16 cm diep en 9 cm hoog zijn. Aan de voorkant moeten gaten komen voor de twee zekeringhouders voor F4 en F5, de netschakelaar en de twee kontrole-LED's voor de voedingsspanningen. Aan de achterkant bevestigen we het koellichaam voor het IC, vier telefoonbussen voor de luidsprekers, een DINchassisdeel en een invoer voor de netspanning. Dat kan een chassisdeel met
bepalen waar de print moet komen. Die wordt op afstandsbusjes gemonteerd. Daarna kunnen we de gaten aftekenen, die nodig zijn om het IC aan het koellichaam te bevestigen. Uiteraard komt de metalen kant van het IC tegen het koellichaam aan! Het is zeer aan te bevelen vóór het boren van die gaten de print weer even te verwijderen; metaaldeeltjes zijn namelijk geleidend en ze hebben bovendien de vervelende gewoonte zich te nestelen op plaatsen waar ze het meeste kwaad kunnen aanrichten. Tussen IC en koellichaam moet wat warmtegeleidende pasta worden aangebracht. Dan kunnen we met het bedraden beginnen. Gebruik stevig montagedraad. De verbindingen waar in figuur 4 een stippellijntje langs loopt, moeten worden gemaakt van afgeschermd snoer. Eerst wordt de primaire kant van de nettrafo bedraad. Bij een metalen behuizing moet een drie-
IC1 feTK463
'X*-T
r--0
i i \ \ ^ ^KTlOOk •'^ 1—1 log
I
•-
C2i ^5
R2 Rata [^ ° Inl Lil
|_|
«
H1«
I
1 33k H ni 35V
XJ--*
"
1
Rislol R16 cilT
1
I 1 kTl
M
I
I
^ T rY—""-^ ''•1^^'' 1
1I-
25 V
Tabel. - ö -
Frekwentiebereik: 10 Hz. ..100 kHz + 2 dB 10 Hz...20 kHz ±0,6 dB Vervorming: bij 20 W irn 8 Q: bij 25 W in 4 Q: Overspraakdemping: bij 1 kHz en 25 W in 4Q: Brom- en ruisnivo: Uitgangsvermogen: in 8 Q: in 4 S :
0,075% 0,36%
57 dB ca. 0,5 mV ( - 9 0 dB)
Spanningsversterking: Ingangsgevoeliglieid: volle uitsturing, 8 Q: volle uitsturing, 4 Q: Ingangsimpedantie: Belastingsweerstand:
aderig (geaard) netsnoer worden gebruikt. De geelgroene ader komt dan aan de behuizing. Kontroleer vervolgens de sekundaire spanningen van de transformator (en wees daarbij voorzichtig: op de primaire aansluiting staat 220 volt!).
B80C3300/5000
C14
_
C16 C17 4700)1 40V
150 mV 100 mV 30 kS 4. . 8 0
De sekundaire spanningen moeten 18 volt zijn. Tien procent meer of minder is nog toegestaan. Die sekundaire spanningen gaan naar de print; de middenaftakking van de trafo moet verbonden worden met de aansluiting (o), de andere
4700M 40V
2x 18 V 3A
20 W 25 W 40 dB
C16
1,25 A
twee leidingen gaan naar de met ~ gekenmerkte aansluitingen. Dan worden de zekeringen F2 en F3 verwijderd, waarna de zaak weer kan worden ingeschakeld. Op de zekeringhouders moeten we dan ten opzichte van massa -1-25 volt en —25 volt
25 V
Figuur 1. Een hybride IC bevat alle aktieve elementen voor een stereo-eindversterker. De twee potmeters zijn nodig als de eindversterker zonder voorversterker wordt gebruikt.
Tabel. Technische gegevens van de ELP-25
»^ ^•jiliSiiin&t^Sa'lL
•H:
X
o • I
> •
220V
llllllllllll
84605X-4
Onderdelenlijst R1,R6,R13,R17 = 1 kQ R2,R4,R14,R16 = 33 kQ R3,R15 ^ 330 Q R5,R12 = 3,3 kQ R7,R10 = 0,33 Q/5 W R8,R11 = 4,7 Q/1 W R9 = 100 Q/5 W R18,R19 = 2,2 kQ/0,5 W C1,C3 = 1 ^iF/63 V C2,C12 = 470 pF C3,C11 = 100 ^iF/16 V C4,C10 = 8,4 pF C5,C9 = 47 fjF/35 V C6,C8 = 47 nF C7 = 100 piF/63 V C14,C15 = 4700 (JF/40 V C16,C17 = 100 nF ICl = STK 463 (Sanyo) BI = bruggelijkrichter BSO C3300/5000 D1,D2 = LED (rood, evt. groen)
Verder benodigd: SI = netschakelaar, dubbelpolig F1 = zekering, 1 A, traag F2,F3 = zekering, 1,25 A, traag F4,F5 = zekering, 2 A, snel Tri = netvoedingstrafo, 2 x 1 8 V/3 A of 36 V/3 A met middenaftakking 2 printzekeringhouders 3 zekeringhouders voor chassismontage 1 koellichaam 2,1°C/W met vlakke achterkant (bijv. 155 X 75 X 25 mm; SK 58) 1 DIN-chassisdeel (5-polig) 4 telefoonbussen (2 rood, 2 zwart) 1 inbouwnetaansluiting met zekeringhouder voor F1 1 Elex-print, formaat 4
Geschatte bouwkosten: f 200,— (inkl. print)
meten. Daarna moet de versterker worden uitgeschakeld. Met behulp van een weerstand van 1 k worden de voedingselko's ontladen. Pas daarna mogen de zekeringen weer worden teruggeplaatst. Zetten we vervolgens de versterker weer aan, dan moeten de twee rode LED's gaan branden. Is dat niet het geval, dan moet de hele print goed nagekeken worden; er kan een onderdeel verkeerd gemonteerd zijn of er is een sluiting tussen twee printsporen. Als alles in orde is, gaan we verder met de signaalleidingen. Vanaf de ingang (het DIN-chassisdeel dus) gaan de binnenaders van twee afgeschermde kabels naar de punten t>L en > R op de print. De
afscherming komt aan aansluiting 2 van het chassisdeel en aan de andere kant aan de punten 1 1 en 1 2 op de print. De rode telefoonbussen van de luidsprekeruitgangen worden verbonden met de punten • L en • R, de zwarte met de aansluitingen 3 en 4. De versterker is dan klaar en kan getest worden. Wie nog geen voorversterker heeft, moet wachten tot het volgende Elex-nummer of een apparaat aansluiten waarvan het uitgangsvermogen met een potmeter kan worden afgezwakt, bijvoorbeeld een cassetterecorder. Een hoogohmig signaal, van een tuner of iets dergelijks, kan via een stereo-potmeter van 100 kQ worden aangesloten (zie figuur 1).
MSX-BASIC-handboek voor iedereen MSX is een afkorting van MicroSoft eXtended basic. Met de merknaam MSX heeft de firma Microsoft een zeer belangrijke en noodzakelijke stap gedaan in de richting van de standaardisering van hobby- en mircocomputers en hun taal. Eindelijk is het nu mogelijk om programmatuur aan te schaffen die op vele merken computers kan draaien; een behoefte die al jarenlang bestond. Dit handboek heeft tot doel een steun en toeverlaat te zijn voor de MSX-programmeur. De amateur, maar ook de prof, vindt in dit handboek van A.J.C. Groeneveld een duidelijk, overzichtelijk en, wat ook heel belangrijk kan zijn, Nederlandstalig naslagwerk. Het boek behandelt de MSXstandaard, geeft wat bruikbare tabelinformatie, behandelt de video- en soundchip, maar gaat vooral zeer diep in op het belangrijkste gebied: MSX-BASIC. Het boek wordt uitgegeven door uitgeverij ^tark-Texel (ISBN 90.6398.100.7) en kost f 49,50. (X169 M)
I
1/
Het zal duidelijk zijn dat er nogal wat methoden bestaan om frontplaten te maken. En alle hebben hun voor- en nadelen. De hier geschetste behoort tot de goedkoopste.
De mechanische bewerking
goedkope frontplaten
We beginnen met een aluminium plaat met een dikte van 1 tot 2 mm, afhankelijk van de grootte en de toepassing. De plaat wordt eerst op de juiste maat afgesneden respektievelijk afgezaagd en van gaten voorzien. Eventueel worden de randen afgeschuirid. Men mag niet vergeten de bramen van het oppervlak te verwijderen. De eerste stap bij het maken van frontplaten is de mechanische bewerking, zodat eventuele krassen, bij de volgende produktiestap verwijderd kunnen worden.
Het borstelen Daarna wordt de plaat met een staalborstel zo lang geborsteld totdat het oppervlak gelijkmatig mat is. Er ontstaat dan, een fijne struktuur. Men moet de borstel steeds in dezelfde richting bewegen. Aluminiumdeeltjes moeten daarna grondig afgeveegd worden.
bracht worden, opdat de Oostindische inkt of afwrijfletters niet oplossen. Bij het testen hebben we goede ervaringen opgedaan met plastic spray. Op z'n minst zijn twee of drie laklagen nodig om het oppervlak krasvast te maken. Het beste kan men eerst proberen of de Oostindische inkt en de afwrijfletters zich ook met de lak verdragen. Zo krijgt men ook al enige vaardigheid in het maken van frontplaten. Een handige tip is om op de geborstelde aluminiumplaat eerst 'n dunne laklaag aan te brengen en daarna pas het opschrift. In plaats van lak kan op de frontplaat ook doorzichtige plakfolie aangebracht worden. Bij grotere oppervlakken is het echter moeilijk om de plakfolie zo te plakken dat er geen luchtblaasjes ontstaan. En als het toch niet gelukt zou zijn: de plaat opnieuw borstelen en van voren af aan beginnen.
Het aanbrengen van het opschrift Op het geborstelde oppervlak kan het opschrift in Oostindische inkt, watervaste viltstift (fijnschrijver) of afwrijfletters aangebracht worden. Bij het aanbrengen van de tekst in Oostindische inkt of viltstift moet men steeds wachten totdat de inkt gedroogd is. Zo voorkomt men dat deze bij het verder bewerken oplost.
Het afwerken Daarna wordt op de frontplaat doorzichtige lak (plastic spray) gestreken of gespoten. De eerste laag moet dun en snel opge-
Figuur 1. Eerst worden alle mechanische bewerkingen ver richt, zodat daarna het oppervlak niet meer beschadigd wordt. Figuur 2. Door het krachtig borstelen in één richting w o r d t het oppervlak gelijkmatig mat. Figuur 3. Op het ruwe oppervlak kan men gemakkelijk Oostindische inkt, viltstiftinkt en afwrijfletters aanbrengen. Figuur 4. Meerdere laklagen beschermen de frontplaat.
(D X
I 00
Steeds als het gaat om vragen als " w i e maait het gras", " w i e wast af", " w i e ruimt sneeuw", kijken de geachte medebewoners des huizes plotseling gespannen uit het raam, hebben iets dringends te doen of brommen: "steeds degene die vraagt". Dan wordt vaak een munt opgeworpen, lucifers getrokken of een aftelrijmpje gemompeld. Deze methoden vergen echter nogal wat tijd: men moet munten zoeken, lucifers doorbreken en bovendien gaat het er bij het aftellen meestal oneerlijk aan toe. Met behulp van deze kleine schakeling vindt men snel de antwoorden op zulke vragen en ook het tossen bij het voetballen kan gemakkelijk en eerlijk worden opgelost, want bij deze Elex-schakeling beslist slechts het toeval.
In principe... . . .worden twee verschillend gekleurde LED's zo gestuurd dat steeds één van beide brandt als men een drukknop loslaat. Welke van beide dat is, wordt door het toeval bepaald, want bij ingedrukte toets flikkeren de LED's zo snel dat vals spelen onmogelijk wordt. Men heeft dus een schakeling nodig waarvan de uitgangstoestand slechts verandert als aan bepaalde externe voorwaarden wordt voldaan. Flipflops zijn daarvoor zeer geschikt. Aan een flipflop heeft men echter niet genoeg; voor een werkelijk toevallig resultaat moet de schakelaar namelijk eerst een tijdje ingedrukt zijn. Bovendien hebben we nog een soort pulsoscillator nodig die de flipflop set en reset. Deze oscillator moet spanningspulsen leveren zolang de toets is ingedrukt. Zo'n schakeling heet een astabiele multivibrator (AMV) en levert blokspanningen zolang de toets inge-
drukt is en stopt als men deze loslaat. Figuur 1 toont de schakeling van de AMV, het eerste deel van de totale schakeling. Bij het inschakelen van de voeding zal één van beide transistoren T3 en T4 het eerst geleiden. Dat komt o.a. door de toleranties in de produktie. In beide gevallen bestaat er een uitgangstoestand van waaruit de schakeling met een frekwentie van ongeveer 60 Hz wordt omgeschakeld. Dit omschakelen ontstaat doordat de kondensatoren C3 en C4 afwisselend geladen en ontladen worden. Hierdoor wordt de noodzakelijke basisspanning (als positieve puls bij het ontladen van een kondensator) voor T3 en T4 geleverd. Deze schakeling werkt alleen als SI is
kop of munt ingedrukt, omdat alleen dan een emitterstroom naar massa kan lopen. De manier waarop de transistorbases aan de koliektors gekoppeld zijn (bijvoorbeeld de kruisvormige schakelkonstruktie in figuur 1), is het kenmerk van deze schakeling.
H3
i}"u
"U"t}
Flipflop Zo wordt het tweede deel van de totale schakeling genoemd. Hij is opgebouwd uit T l , T2, Ö1, D2, R2, R5, R7 en R8. De kondensatoren Cl en C2 verbinden op de eerste plaats het eerste deel van de schakeling met het tweede deel en leveren bovendien de pulsen voor de flipflop — in de vaktaal wordt dit triggeren genoemd, hetgeen betekent dat de flipflop door een puls wordt geaktiveerd. De puls ontstaat door het snelle ontladen van Cl of C2 nadat
C3
/
"
\
C4
^
N^
-®
84798X-1
Figuur 1. Dit is de basisschaIteling voor de astabiele multivibrator (AMV).
5...15V
Figuur 2. Principeschema van de gehele schakeling met A M V en flipflop.' Figuur 3. Printopbouw. Let op: vergeet niet de kleine draadbruggen links naast C4 en B4 te solderen I
Bi r n
R31 l«|
lOOn
lOOn
LJ
f
N 'On
BC 547B
_ _
^>-«'
BC 547B
84798X~2
men SI heeft losgelaten. Afhankelijk van het feit of T3 of T4 geleidt, komt de triggerpuls terecht bij de basis van Tl of T2. Eén van deze transistoren zal dan geleiden. Deze toestand blijft zolang bestaan totdat de externe voorwaarden veranderen, dat wil zeggen totdat een nieuwe triggerpuls de basis bereikt. Daarom noemt men een flipflop ook wel bistabiele multivibrator, een schakeling dus met twee stabiele uitgangstoestanden. Stel dat de triggerpuls bij de basis van T l is aangekomen (figuur 2). Dan geleidt Tl en daalt de potentiaal aan zijn koliektor. Daardoor neemt de basisstroom van T2 af (hij spert) en stijgt de potentiaal aan zijn koliektor. Nu wordt de basisstroom van T l groter, waardoor deze blijft geleiden ook als via Cl geen puls meer wordt toegevoerd. Alleen als via C2 een positieve spanningspuls op de basis van T2 terechtkomt, verandert de uitgangstoestand van de flipflop. Zolang dit echter niet het geval is, zal LED D2 oplichten omdat de stroom
niet via de gesperde transistor T2 kan lopen. Nu hoeft de schakeling alleen nog maar opgebouwd te worden. Dat is in dit geval heel eenvoudig, omdat naast de dioden en de transistoren geen gepoolde onderdelen gesoldeerd hoeven te worden. Voor het aansluiten van de drukknop kan men het beste soldeerpennen op de printplaat solderen en deze verbinden met de emitters van T l en T3 (zie figuur 3). De schakeling wordt gevoed met een spanning van 5 . . .15 V. Ze trekt zo weinig stroom dat men ze op een batterij van 9 V kan aansluiten. Een aan/uit-schakelaar tussen batterij en schakeling is natuurlijk wel aan te raden.
'>*
1^
'••••'.'•"'•isSk
•mm
^^^x»
rT\r, V
Kt
R1,R6. ..R8 = 2,2 kQ R2,R5 = 220 Q R3,R4 = 22 kQ C1,C2 = 100 nF C3,C4 = 470 n F D1,D2 = LED (verschillende kleuren)
Geschatte bouwkosten: Y 1 0 , - (inkl. print)
diversen: SI = drukknop 1 standaardprint maat 1
C 3
I f e z
O-HR-y Onderdelenlijst
T*
O-JRB H-o
O loi Tl
L
Dal
I-O
^
•"» ^ ^
stereo-VU-meter Een nuttige aanvulling bij de in dit nummer beschreven ELP-25 eindversterker is deze stereo-VU-meter. IVlet behulp van een serie al dan niet oplichtende LED's maakt hij het uitsturingsnivo van de versterker duidelijk zichtbaar. Ook op iedere andere eindversterker is de VU-meter aan te sluiten. Laten we eerst het blokschema eens bekijken (figuur 1). We zien duidelijk de symmetrische opbouw van de schakeling: de ene helft is voor het rechter, de andere voor het linker kanaal. Door een gelijkhchtschakeling wordt het audiosignaal veranderd in een stuurspanning. Die spanning komt terecht op de ingang van een IC dat de sturing van de LED's voor zijn rekening neemt. De indikatie bestaat uit een rij van tien LED's, die vanuit het midden oplichten. Bij een zwak signaal branden alleen de twee middelste LED's, bij volle
uitsturing van beide kanalen branden ze allemaal. Het geheel doet denken aan het "magische oog", waarmee vroeger in radio-ontvangers de afstemming werd gekontroleerd. Als de signaalsterkte van het ene kanaal groter is dan van het andere (bij stereo kan dat natuurlijk voorkomen) dan is uiteraard de uitslag naar de ene kant ook groter dan naar de andere kant.
Schakeling Bij de beschrijving van het schema beginnen we deze keer eens #an het eind, omdat er daar twee bijzondere komponenten gebruikt worden. De uitlezing staat in het schema als IC3. Eigenlijk klopt dat niet helemaal: in de 20-polige ICbehuizing bevindt zich geen geïntegreerde schakeling, maar een rijtje van 10 LED's. In figuur 3 zien we hoe die aangesloten zijn; ze kunnen allemaal apart gebruikt worden. De behuizing van de
LED-indikatie is zo gevormd dat er meerdere IC's tegen elkaar geplaatst kunnen worden, zonder dat er een overgang zichtbaar is. In de onderdelenlijst staan er voor IC3 vier verschillende typen aangegeven. Ze kunnen alle vier zonder meer in de schakeling worden gebruikt, er is dus vrije keus voor iedereen. We zullen de verschillen even op een rijtje zetten: RBG-1000: rode LED's, normale lichtsterkte. OBG-1000: rode LED's, verhoogde lichtsterkte (highefficiency-LED's). YBG-1000: gele LED's. GBG-1000: groene LED's. Een andere ongebruikelijke komponent is de LEDsturing: per kanaal doet hier één IC al het werk. Aan de ingang, pen 7, moet een positieve gelijkspanning worden gelegd. Afhankelijk van de grootte van die spanning aktiveert het IC een bepaald aantal LED's en zorgt er
gelijktijdig voor dat de stroom door iedere LED niet groter wordt dan 20 mA. Stroombegrenzingsweerstanden worden daardoor overbodig — een elegante oplossing. Ook hier kan worden gekozen, ditmaal uit twee typen. De U247B zet het ingangssignaal lineair om, de U267B doet het logaritmisch. Uit figuur 4 is af te lezen bij welke spanningen de LED's achtereenvolgens gaan branden. Hoewel de rechte (lineaire) karakteristiek er op het oog mooier uitziet, moet toch aan de U267B de voorkeur worden gegeven: de vorm van die kromme komt namelijk veel beter overeen met de gevoeligheidskarakteristiek van het menselijk oor. De twee gelijkrichtschakelingen (in het schema links van IC1 en IC2) zijn eenvoudig van opzet. We bespreken alleen het linker kanaal: het rechter is net zo opgebouwd. Diode Dl zorgt ervoor, dat het audio-signaal
enkelzljdig wordt gelijkgericht. De ingang van het IC heeft innmers een gelijkspanning nodig. De gelijkgerichte signaalpieken laden kondensator Cl op. Via PI kan Cl zich weer langzaam ontladen. De lading van Cl is een afspiegeling van het gemiddelde nivo van het audio-signaal. Zonder die kondensator zouden de LED's alleen wat onrustig geflakker te zien geven. PI geeft een instelbaar gedeelte van de stuurspanning af aan de ingang van het IC. Zo kan de uitlezing aan iedere versterker worden aangepast. Nog één belangrijk punt: de benodigde voedingsspanning is afhankelijk van de gekozen uitlezing. De in het schema aangegeven span
0 gelijkrichtschakeling linker kanaal
gelijkrichtschakeling rechter kanaal
^^•1
LEDsturing
sturing
LED-indIkatie _
linker kanaal .—j_j
l —
rechter kanaal 6
7
8
9
10
D DD D DG O DD D Foto. De VU-meter kan gemakkelijk in de behuizing van een eindversterker worden ingebouwd. Figuur 1. Uit het blokschema blijkt duidelijk de symmetrische o p b o u w van de VU-meter.
ning van 12 volt geldt voor de rode uitvoeringen; de groene en gele LED's zijn pas met 16 volt tevreden.
Montage Voor de schakeling is een Elex-print, formaat 1, nodig. Die print moet in tweeën gezaagd worden; in figuur 5 is duidelijk te zien waar dat moet gebeuren. Een waarschuwing: laat de schakeling niet "proefdraaien" vóórdat de print is doorgezaagd, want dan kunt u een fikse kortsluiting verwachten. Eerst zagen en dan pas de onderdelen aanbrengen is trouwens toch al verreweg het verstandigste. Het printje met de uitlezing is mooi klein, zodat het gemakkelijk in de frontplaat I van de versterker kan wor-
12 V
-P^^
© IC3*
-f^
r^
^
C3|
(RBG1000/YBG1000/ OBG 1000/GBG 1000)
rj*
^^^i^
Figuur 2. Afgezien van de print en het montagemateriaal bestaat de hele schakeling uit slechts 12 komponenten.
f^ IC1* 1N4148
-f^
U247B (lin.) •"yfllOOk
f^
U267B (log.)
-f^^^^
r^ nn
I—
-P^^ IC2* C2
>yiP2
U247B (lin.)
680n
I—JV
U267B (log.)
O^^'-M-CO1N4148
^^^W
den ingebouwd. Onderop het kleine printje, aan de i
Afregeling Hoe de VU-meter verbonden moet worden met de uitgang van de eindversterker is in figuur 6 duidelijk te zien. Als dan ook nog de voeding is aangesloten, kunnen we de zaak gaan afre-
gelen. Zet eerst de twee potmeters PI en P2 in de middenstand. Draai de volumeregelaar van de versterker op "heel zacht", start een plaat of cassette en kijk wat er gebeurt. PI en P2 moeten nu zo worden ingesteld dat bij bijna vol vermogen van de versterker de twee buitenste LED's nog net oplichten. Enige voorzichtigheid is hier wel op zijn plaats. Als namelijk de spanning op pen 7 van IC1 of IC2 groter wordt dan de voedingsspanning, kan het IC het loodje leggen. Dus voorzichtig de geluidssterkte verhogen en de instelpotmeters telkens maar een klein stukje verdraaien, dan kan er niets misgaan. Als de schakeling eenmaal goed is afgeregeld, lopen de IC's geen gevaar meer.
Figuur 3. Een niet-alledaagse komponent is deze ICbehuizing, die 10 LED's bevat. Figuur 4. Er Wan worden gekozen tussen een lineaire en een logaritmisclie uitlezing. De rechte karakteristiek hoort bij de U247B. Figuur 5. 2o vinden alle onderdelen een plaats op de kleinste Elex-print. Zaag de print eerst door, voordat u de onderdelen monteert!
%\
OB' IC3
MOOC
->
Figuur 6. Zo wordt de stereoVU-meter met de luidsprekeraansluitingen van de eindversterker verbonden. Onderdelenlijst
C' ï C-,^ > C..^~>
OE' OE OD
C^-) C^^ï
oc OB
ÖC
- > I O A
R1,R2 = 1 kQ P1,P2 = instelpotm. 100 kQ C1,C2 = 680 nF D1,D2 = 1N4148 IC1,IC2 = U247B of U267B IC3 = naar keuze; RBG-1000 of OBG-1000 of YBG-1000 of GBG-1000 Diversen:
nr-irni-imrnr-ir-ir-ir-i
'1 A A
K
K
1^'AA
A
A
Dl
D3
"
K
K
r-^i1^7 '^7: ^ T A
D4
A
DS
De
D7
A
H A
DS
K
P7 r^ 09
1 Elex-print, formaat 1 10. . .20 cm vlakke 10-aderige kabel IC-voetje, 20-pens 2 IC-voetjes, 8-pens Soldeerstiften
A
D10
Geschatte bouwkosten: f 3 0 , - (inkl. print)
eindverst erker links
/
^
... p
^
eindversterker rechts
OA'
cÖ-- ' , > O c ' < - ^, > o o"
V
X V
vumeter
<
?> 8S603X.6
Viditel: alle informatie van de wereld vlug en voordelig in huis Viditel, ledereen heeft er wel eens van gehoord. Maar wat is het nou eigenlijk? Viditel is een databank in de grote PTT-computer, waarin de meest uiteenlopende informatie is opgeslagen. Informatie die voor iedereen toegankelijk is, zolang je maar over een speciale Viditel-computer (of aangepast TV-toestel) beschikt. Je kunt dan ook de buitenlandse "Viditel"-computers raadplegen: Prestel in Engeland, Bildschirmtext in Duitsland, Datavision, Telebild, enz. En zelfs kun je toegang krijgen tot partikuliere databanken, zij het onder bepaalde voorwaarden. Het door de Nederlandse softwareproducent " S o f t W o r l d " ontwikkelde programma VIEWDATA 64 brengt dat alles nu binnen het bereik van velen. Eenvoudig, voordelig, maar zeer professioneel.
Alles wat je maar weten wilt In Viditel kan de konsument, zakenman of partikulier nagenoeg alle informatie vinden die hij nodig heeft. Zoals bijvoorbeeld over: tweedehands automarkt (koop/verkoop); nieuws; het weer; kaartverkoop (ontspanning/reizen); aankomsten vertrektijden; film- en theateraanbod; aandelen-, obligatie-, optie-, goud en zilverkoersen; spelletjes; advertenties; recepten; verkeersinformatie; konsumententesten; te veel om op te noemen. En binnenkort kun je Viditel raadplegen in plaats van 0081 Bovendien kun je via Viditel berichten naar andere Viditelabonnees versturen. Dat
gaat simpel en supersnel. Het is zelfs mogelijk om computerprogramma's via Viditel te kopen. En dat allemaal gewoon over de telefoonaansluiting. Benodigd is een (kleuren-)TV, een homecomputer (in dit geval een Commodore 64), een programma dat de computer met de Viditel-computer van de PTT laat "praten", zoals bijvoorbeeld het Viewdataprogramma, en een modem die voor een tientje per maand bij de PTT te huur is. Als u meer over Viditel wilt weten, een telefoontje met de Produktgroep Viditel 070-754074 is voldoende om alle informatie thuisgestuurd te krijgen.
Met de homecomputer meer mogelijkheden
Er zijn kleurentelevisies waarin Viditel is ingebouwd, maar die zijn vrij kostbaar. Bovendien ben je dan beperkt in de gebruiksmogelijkheden van dit unieke informatie- en kommunikatiesysteem. Deze beperkingen heb je niet bij een Commodore 64 homecomputer met het Viewdataprogramma. Want daarmee heb je een professioneel Viditel-systeem, waarmee je zelfs nog meer kunt doen dan alleen maar Viditel. Maar daarover straks meer.
Het gemak dient de mens Het Viewdata 64 programma staat op een cartridge (steekprint) die je simpelweg achter in de computer steekt en klaar is Kees. Het gemak dient de mens: de vraag op de openingspagina van Viditel om het kodenummer en paswoord, wordt door Viewdata automatisch met een enkele toetsindruk foutloos beant-
op te vragen bij bedrijven of organisaties die op Viditel reklame maken. woord. Zelf beeldpagina's opmaken doe je in de offline-mode voordat de verbinding met de Viditelcomputer wordt gelegd en dat scheelt in de telefoonkosten. Wat de telefoonkosten ook aanmerkelijk drukt, is de mogelijkheid om een opgezochte pagina met een enkele toetsindruk in het geheugen van de computer op te slaan. De Commodore 64 kan 16 pagina's tegelijk in het geheugen bewaren. Je kunt na het verbreken van de verbinding met de Viditel-computer, de opgeslagen pagina('s) eventueel op floppy-disk of datacassette overschrijven, om ze later rustig te kunnen bekijken. Zo kunnen tot maximaal 200 pagina's per floppy-disk worden bewaard. Daarnaast is het afdrukken van die pagina's op de printer een kwestie van twee toetsen indrukken.
Naast Viditel interessante extra mogelijkheden
Erg aantrekkelijk is de mogelijkheid om de pagina's die in het geheugen van de computer zitten, op het scherm van de TV te laten rouleren met een regelbare leestijd. Dat is ideaal om bijvoorbeeld in de etalage van een winkel te zetten, of op een stand op een beurs. Het is met de screen-editor een fluitje van een cent om die pagina's zelf te ontwerpen en in te voeren. Zo kan men ook zelf pagina's met informatie over zijn bedrijf maken en die in de Viditel computer invoeren. Of via de Vidibus berichten naar andere Viditel gebruikers sturen. Ook is het mogelijk om betalingsopdrachten naar de bank te sturen, of meer informatie
Computerprogramma's over de telefoon
Een van de nieuwste mogelijkheden met Viditel is TeleSoftware. Met TeleSoftware is het mogelijk om tegen een geringe vergoeding computer-programma's pagina voor pagina uit de PTTcomputer te laden. Hiervoor heeft Philips samen met de PTT een nieuwe kommunikatie-standaard ontwikkeld, die door het Viewdata-programma wordt vertaald, zodat ook de Commodore 64 er weg mee weet.
VIEWDATA 64 kursus in samenwerking met Volksuniversiteit Nijmegen
De Volksuniversiteit Nijmegen is zo enthousiast over VIEWDATA 64, dat ze een speciale kursus over dit programma hebben opgestart. Onder deskundige leiding maakt u kennis met het gebruik van Viditel en VIEWDATA 64. De volgende onderwerpen worden behandeld: berichten versturen, pagina's afdrukken, eigen pagina's ontwerpen, reklamepagina's voor de etalage maken, demonstraties van een produkt opzetten, gegevens opslaan in een externe geheugeneenheid. De kursus duurt een avond en kost f 50,-.
Voor inlichtingen: Vollcsuniversiteit Nijmegen e.o., Groesbeel<sedwarsweg 36, 6521 DM Nijmegen, tel. 080-230958, of SoftWorld BV., Postbus 14, 1230 AA Oud-Loosdrecht, tel. 035-231161.
hoe werkt een LF-versterker? Voor de aankomende elektronicus is het allereerste begin niet zo moeilijk. Aan de hand van wat voorbeelden en vergelijkingen wordt de werking van een weerstand, een kondensator of een transistor al gauw duidelijk. Een echte schakeling kan wat meer problemen opleveren. Alle komponenten zijn op de een of andere manier met elkaar verbonden en allemaal beïnvloeden ze elkaar. Het snel kunnen "doorzien" van een schakeling vereist enige training, en dan blijkt dat het helemaal niet zo moeilijk is als het aanvankelijk leek. Een ervaren elektronicus ziet vrijwel in één oogopslag dat de LFversterker van figuur 1 het binnenkomende signaal tien maal versterkt: hij deelt de waarde van R3 door die van R4. Zo simpel is dat. Waarom dat zo is, zullen we ontdekken als we eens precies nagaan wat er in die schakeling allemaal gebeurt.
Gelijkstroominstelling Eerst gaan we de zaak wat vereenvoudigen. Zonder signaal aan de ingang lopen er alleen gelijkstromen door onze schakeling. Omdat kondensatoren gelijkstroom niet doorlaten, kunnen we ze net zo goed in gedachte weglaten. We krijgen dan het schema van figuur 2: een transistor met vier weerstanden. De basisspanningsdeler R1/R2 deelt de voedingsspanning van 9 volt in een verhouding van 2,7 tot 1. De basis krijgt dan een spanning van 2,4 volt. Eigenlijk klopt dat niet helemaal, omdat door R1 ook nog de basisstroom loopt. In de praktijk kunnen we die verwaarlozen, omdat de stroom door de twee weerstanden (hier 9 V/37 kQ = 0,24 mA) veel groter is. De basisspanning ten
opzichte van massa is groter dan de drempelspanning tussen basis en emitter, die ongeveer 0,6 volt bedraagt. Daardoor gaat de transistor geleiden. R3, T l , R4 en R5 vormen een meervoudige spanningsdeler. We hadden al gezien, dat tussen basis en emitter een spanningsval aanwezig was van ongeveer 0,6 volt; voor R4 en R5 blijven er dan 1,8 volt over. De stroom door die twee weerstanden bedraagt volgens de wet van Ohm:
; 9v IC
Z ^
1,2 kQ
Diezelfde stroom loopt ook door de kollektorweerstand R3. Strikt genomen zouden we daar de basisstroom nog af moeten trekken; die is echter zo klein dat we hem weer buiten beschouwing laten. De spanning over de kollektorweerstand bedraagt:
De kollektorspanning ten opzichte van massa is daardoor: 9 V - 3,3 V = 5,7 V Overigens kunnen we uit de waarde van de kollektorstroom de basisstroom terugrekenen, als we de versterkingsfaktor (/?) van de transistor weten. Bij een /3 van 300 is de basisstroom slechts 5 txA; inderdaad verwaarloosbaar klein. De berekende spanningswaarden zijn ingetekend in figuur 2. We noemen dit de gelijkstroomipstelling van de transistor,
Wisselspanningsversterking Om het gedrag van de schakeling bij wisselspanningen te bestuderen, hebben we de kondensatoren weer nodig, omdat die wisselspanningen geleiden. Terwille van de overzichtelijkheid kunnen we ook een stapje
f
-lil—L
l A Y - = 1,5 mA
1,5 mA X 2,2 kQ = 3,3 V
1
-Wh
i
(S>
9V
>1k22
Figuur 1. Een gangbare LFversterkertrap. Figuur 2. Zonder signaal loopt er alleen gelijkstroom door de schakeling. Figuur 3. De kondensatoren zijn vervangen door verbindingen. Ook is de voedingsbron kortgesloten, aangezien deze zich voor wisselstroom als een grote kondensator gedraagt. Aan de hand van deze fiktieve schakeling kunnen we nagaan wat er met de wisselspanningen gebeurt.
z
Figuur 4. Wissel- en geliji<spanningen komen in een schakeling gelijktijdig voor. Met een oscilloskoop hebben w e de spanningen op de meetpunten a t / m g zichtbaar gemaakt en ze, samen met de nullijn, gefotografeerd. De versterking hebben w e teruggebracht tot drie maal, omdat anders de ingangsspanning niet goed te zien is. a. De ingangsspanning is een zuivere wisselspanning van 0,5 V t t met een frekwentie van 100 Hz. b. De gelijkspanning op het knooppunt van R1 en R2 is hoger dan de drempelspanning, waardoor de transistor steeds geleidt. De ingangsspanning w o r d t bij deze gelijkspanning opgeteld. c. Het gelijkspanningsnivo aan de emitter is 0,6 volt lager dan dat aan de basis. De wisselspanning is even groot gebleven. d. Op het knooppunt van R4 en R5 meten w e geen wisselspanning meer: die is vrijwel kortgesloten door C2. e. De kollektorspanning ontstaat door de spanningsval die de kollektorstroom o p w e k t over R3. Ook hier zien w e weer een vast gelijkspanningsaandeel, waar de wisselspanning bij opgeteld is. Het signaal is duidelijk versterkt en het is nu in tegenfase met de ingangsspanning. f. Kondensator C3 laat alleen de versterkte wisselspanning door; de gelijkspanning w o r d t tegengehouden. g. Dit is de voedingsspanning. Die moet hoger zijn dan de hoogste toppen van de versterkte signaalspanning, anders ontstaat er vervorming.
verder gaan en de kondensatoren vervangen door draden, zoals in figuur 3. IVlet gelijl<spanningen houden we ons nu verder niet meer bezig. Aan de ingang leggen we een wisselspanning van 100 mVtt, dat is een wisselspanning waarvan de positieve en de negatieve topwaarde 50 mV bedraagt. Omdat de emitterspanning steeds 0,6 volt lager ligt dan de basisspanning, varieert de emitterspanning ook over een bereik van 100 mV. De emitterstroomvariatie wordt dan: 100 mVtt 220 Q
0,45 mAtt
Diezelfde stroomverandering doorloopt de koliektor-
weerstand, die haar omzet in een spanningsverandering: 2,2 kQ X 0,45 mAtt = IVtt Dat is de LF-uitgangsspanning van de schakeling. Uit de berekening blijkt dat de verhouding tussen in- en uitgangsspanning gelijk is aan de verhouding tussen R3 en R4. Aangezien we bij deze berekening een paar zaken hebben verwaarloosd (o.a. de basisstroom en de inwendige weerstand van de basis-emitter-overgang) geldt deze formule niet meer bij lage waarden van R4.(zie ook de testresultaten in tabel 1 van het artikel "versterker-variaties", elders in dit nummer).
Het werken met gelijk- en wisselspanningsschema's is een vaak toegepast procédé in de elektronica. Soms liggen de zaken echter niet zo eenvoudig. In ons schema waren grote kondensatoren toegepast, die nauwelijks een belemmering vormden voor de wisselspanningen. In schakelingen met kleinere kapaciteiten moet wel degelijk met de wisselstroomweerstand (de impedantie) van de kondensatoren rekening worden gehouden. Die impedantie is bovendien nog afhankelijk van de frekwentie. Toch kan de hier beschreven methode een goed beeld geven van de werking van een schakeling. Daarbij moeten we niet vergeten dat in werkelijkheid gelijk- en wisselstroom niet gescheiden opereren. De kollektorspanning bijvoorbeeld is een gelijkspanning waarvan de waarde toe- of afneemt in het ritme van de wisselspanning: de wisselspanning wordt bij de gelijkspanning opgeteld (of ervan afgetrokken). Daarom is koppelkondensator C3 nodig: die laat alleen het wisselspanningsaandeel van de kollektorspanning door naar de volgende versterkertrap. Volledigheidshalve moet nog worden opgemerkt, dat in deze schakeling de vorm van de uitgangsspanning tegengesteld is aan die van de ingangsspanning: een positieve top wordt negatief, en omgekeerd. Dat komt doordat we de uitgangsspanning van de koliektor betrekken. Er is dan een faseverschil van 180° tussen in- en uitgang. , i •
-i
^RËA
t " ** "J
.
IGL.>'
'
UÊkfi;. wSÊÊ^k
• , \
^ •
s, "'
«t^
*??#'
•T-;^^ - I i *^9 •' * * * * * * T I
:•-,••
1
HQ^ J K f ^ *''•
Op momenten dat het eigenlijk stil moet zijn kan ruis hinderlijk storen. Een voorbeeld: de zanger op het podium maakt een knap getimede pauze; in de zaal kun je een speld horen v a l l e n . . . — of liever, die zou je kunnen horen als de PA-installatie niet zo hinderlijk stond te ruisen en te brommen. Ook gitaristen weten hiervan mee te praten, en ook zij vinden het al even hinderlijk. Het liefst zouden we natuurlijk die ruis zelf willen wegnemen, maar dat is niet zo eenvoudig. Gelukkig bestaat er een andere methode die minder gekompliceerd is, maar juist op die momenten wanneer de ruis het meest hinderlijk stoort (dus in de pauzes) heel effektief werkt. In dit artikel zullen we geen uitvoerige theoretische beschouwing geven over de oorzaken van ruis, brom en aanverwante storingen. Wel is het belangrijk te onthouden dat deze storingen in hoofdzaak ontstaan in de eerste schakels van de weergeef keten, en dat ze ook het best op die plek bestreden kunnen worden. Een konkrete mogelijkheid om ruis tijdens de pauzes in de muziek weg te nemen is deze: tussen de uitgang van de mikrofoonversterker en de volgende schakel van de keten (meestal een mengpaneel of een eindversterker) plaatsen we een schakeling die — zolang er geen duidelijk signaal, maar alleen ruis aanwezig is — de ingang van die volgende schakel aan massa legt. In vaktaal heet een dergelijke schakeling een "noisegate" (letterlijk: "ruispoort"). In figuur 1 hebben we voor drie karakteristieke situaties aangegeven hoe de noisegate in de weergeefketen moet worden opgenomen. Maar het is ook heel goed mogelijk de schakeling tussen de uitgang van een platenspeler (of cassettedeck) en de ingang van de versterker te
nois
plaatsen. Met name op feestjes, waar de muziekinstallatie vaak " m e t volle kracht" moet draaien, kan zij goede diensten bewijzen: tijdens de pauzes in de muziek kunr;en motorgestommel, ruis en andere bijgeluiden de luidsprekers niet meer bereiken.
De schakeling Figuur 2 laat zien uit welke funktieblokken de noisegate bestaat. De ingang en de uitgang van de schakeling zijn via een weerstand met elkaar verbonden. Als de elektronische schakelaar geopend is, kan het signaal (hoewel in geringe mate ver-
zwakt door de weerstand) de uitgang bereiken. Is de elektronische schakelaar gesloten, dan ligt de uitgang van de schakeling, en dus ook de ingang van de volgende trap, aan massa. Maar hoe kunnen we er nu voor zorgen dat de elektronische schakelaar ook op het juiste moment opent en sluit? Om te beginnen wordt het signaal door een aktief banddoorlaatfilter geleid. Dit filter laat uitsluitend frekwenties door in het gebied tussen (ongeveer) 400 Hz en 1400 Hz. In dit frekwentiegebied is zowel bij spraak als bij muziek vrijwel altijd een deel van het signaal
aanwezig. Het gedeelte van het signaal dat na het filteren is overgebleven, wordt toegevoerd aan de inverterende ingang van een komparator. Zolang het signaal onder een bepaald nivo blijft levert de komparator aan zijn uitgang een positieve spanning, wat tot gevolg heeft dat de elektronische schakelaar sluit. Komt nu het signaal dat de komparator ontvangt boven een bepaald nivo, dan wordt de uitgangsspanning negatief, zodat de elektronische schakelaar weer open gaat. Het signaalnivo waarbij de komparator omklapt is binnen zekere grenzen regelbaar, en
Foto. Ons proefmodel. Door haar geringe afmetingen l
.^>-m-i>->-<3i
mikrofoon
t
I
voorversterker
+
gitaar
noisegate
1
t
t
mengpaneel
eindversterker
1
1
> - E K - *>- - > -H=<
Figuur 2. Het blokschema geeft aan uit welke kombinatie van funkties de schakeling bestaat.
ontvanger (tuner)
ontvanger (LF-voorversterker)
noisegate
eindversterker
Oo-
elektronische schakelaar banddoorlaatfilter (aktief)
komparator .
beoordeling signaalnivo Geschatte bouwkosten: f 2 5 , - (inkl. print)
wordt bepaald door de grootte van een referentiespanning op de nietinverterende ingang. De referentiespanning dient dus als een vergelijkingsmaatstaf met behulp waarvan de schakeling ruis en geluid van elkaar kan onderscheiden. Verder kan men door een omschakeling aan de ingang van de komparator de werking van de noisegate afstemmen op spraakof muzieksignalen. Indien nodig is het mogelijk de schakeling met behulp van een extra schakelaar geheel te de-aktiveren; dit kan wel eens van pas komen als de noisegate uiterst zachte
alleen het genoemde fremuziek per ongeluk voor kwentiegebied wordt doorruis aanziet. gelaten. Figuur 3 geeft het schema Diode Dl zorgt ervoor dat van de schakeling. De alleen de positieve helften zojuist genoemde weerstand van de gefilterde signaalwisdie in- en uitgang met selspanning de ingang van elkaar verbindt, is R6. Deze de komparator kunnen weerstand voorkomt dat bereiken. Via R13 wordt met door het sluiten van de dit signaal de kondensator elektronische schakelaar (Tl) C4 opgeladen die met de de uitgang van de voorafinverterende ingang van de gaande trap wordt kortkomparator (A2) is verbongesloten. Het aktieve banddoorlaatfilter bestaat uit den. De weerstanden R7 en R8 zijn parallel geschakeld A l , R 1 . . . R 5 e n C1...C3. aan C4, zodat niet alle Zonder de kondensatoren stroom die via Dl geleverd zou dit deel van de schakewordt in de kondensator ling werken als een nietwordt opgeslagen. Tijdens inverterende versterker. Door de negatieve signaalhelften de kondensatoren toe te I (Dl is dan gesperd en laat voegen, bereiken we dat
dus geen signaal door), ontlaadt C4 zich via de weerstanden. Bij muzieksignalen wordt de schakelaar SI gesloten, zodat hij weerstand R8 overbrugt. Met de spanningsdeler R9/P1 wordt een instelbare referentiespanning aan de nietinverterende ingang van de komparator gelegd. Laten we nu aannemen dat het aanwezige signaal zeer zwak is, zoals bij ruis het geval is. C4 is dan nauwelijks opgeladen, zodat de spanning op de niet-inverterende ingang groter is dan op de inverterende ingang. De spanning aan de uitgang van de komparator ligt dan op het nivo
6 sf^
A1,A2= IC1 =TL082 +15V.. .
„ ^ ^ (+9 V) 4M7
(8)
BF256C
16 V
(ÖW.
*^
r~i
+r
IMfm™'^
i a jê
I
IC1 4^7 16 V
Figuur 3. Het schema. Ook hier luidde het motto van de ontwerpers: zo ingewil
^^(-9V)
- 9 V)^-^^^
van de positieve voedingsspanning. Tl geleidt en legt zo de uitgang van de schakeling aan massa. Zodra de schakeling echter een duidelijk signaal krijgt toegevoerd wordt de spanning op de inverterende ingang groter dan de referentiespanning; de komparatoruitgang klapt dan om naar het nivo van de negatieve voedingsspanning; daardoor spert T l , zodat de signaalweg via R6 wordt vrijgegeven. De drempelwaarde waarbij de komparator omklapt wordt ingesteld met PI. Omdat deze instelling proefondervindelijk moet worden bepaald nemen we voor PI een paneelpotmeter. Tussen de uitgang van de komparator en de gate van de veldeffekt-transistor T l bevinden zich nog enkele onderdelen. Het laagdoor-
^'^^
I
laatfilter R10/C5 zorgt ervoor dat de transistor tijdens kortstondige "sprongen" in het uitgangssignaal van de komparator blijft geleiden (of juist blijft sperren). R12 begrenst de gatestroom en D2 beschermt de gate tegen te hoge positieve spanningen. Met behulp van Ril en S2 kan de gate van T l permanent op het nivo van de negatieve voedingsspanning gelegd wordeh; de noisegate is dan buiten werking, zodat alle inkomende signalen ongehinderd kunnen passeren.
(In)bouw Figuur 4 geeft de onderdelenopstelling op een standaardprint van formaat 1; de foto geeft een indruk van ons proef model. Let goed op bij de montage van T l . Gebleken is dat de
BF256C ook voorkomt in een uitvoering waarbij de aansluitvolgorde anders is dan bij de normale (Pro Electron) uitvoering. De stempeling van zo'n afwijkend type was bijvoorbeeld: FRBF; 256C; DSG. De aansluitvolgorde was daarbij dus met de letters DSG aangegeven. Of er nog andere afwijkende fabrikaten zijn, is ons niet bekend. De symmetrische voedingsspanning mag tussen de + 9 V en ± 15 V liggen. In elk van beide takken is het stroomverbruik niet hoger dan 5 mA, zodat ook twee 9 V blokbatterijen de schakeling geruime tijd kunnen voeden. Wie dat wil mag de schakeling van een eigen kastje voorzien, maar vaak is het handiger de noisegate in te bouwen in een bestaand apparaat.
Figuur 4. Zo worden alle onderdelen op een standaardprint van formaat 1 gemonteerd. Maar let op bij de montage van T l (zie figuur 3 en de tekst)! Onderdelenlijst R1...R4,R7 = 100 k Q . R5 = 470 Q R6,R9 = 10 kQ R8,R10,R12 = 560 kQ R i l = 100 Q R13 = 22 kQ PI = potmeter 10 kQ lin. Cl = 4,7 nF C2 = 1,2 nF C3 = 1 , 5 M F / 2 5 V (elko)
C4 = 470 nF C5 = 100 nF C6,C7 = 4 , 7 ( J F / 1 6 V (elko) Dl = 1N4148 D2 = AA 119 T l = BF256C IC1 = TL 082 Diversen: S1,S2 = schakelaar, aan/uit Elex-standaardprint formaat 1 montagedraad afgeschermde kabel
jy»
Helaas is de draagbare, draadloze wandkontaktdoos nog altijd niet uitgevonden. Wie dus behoefte heeft aan een energiebron die onafhankelijk is van het lichtnet, zal gebruik moeten maken van batterijen of oplaadbare akku's. In dit artikel worden met name die NiCd-akku's (NiCd = nikkelcadmium) toegelicht welke zonder meer als vervanging kunnen dienen voor droge batterijen; de lezer kan dan zelf bepalen wat in zijn geval de beste keuze is. Batterijen van de bekende merken zijn op het moment aanzienlijk duurder dan enkele jaren geleden. Bovendien loopt (in tegenstelling tot wat men zou verwachten) het aanbod van goedkope batterijen uit het verre oosten terug. Voor wie er genoeg van heeft dat hij bij het kopen van batterijen steeds meer geld op tafel moet leggen, kan de NiCdakku een zinvol alternatief zijn. De hogere aanschafkosten worden op den duur ruimschoots terugverdiend doordat een moderne NiCdakku ongeveer 1000 maal opnieuw geladen kan worden. Ook is het gebruik van een NiCd-akku minder belastend voor het milieu dan het weggooien van een
Figuur 1. Deze akku's kunnen gebruikt worden in plaats van batterijen. Van links naar rechts: 9 V-blokbatterij, penlight-, baby- en monocel.
NiCd-akku's draagbare stroom uit de wandkontaktdoos paar honderd batterijen. Milieuvervuiling wordt immers niet uitsluitend veroorzaakt door de beruchte "kwikbatterijen": Alle andere soorten bevatten ook een geringe hoeveelheid giftige stoffen. Weliswaar is het cadmium in de akku's ook uiterst giftig, maar door de langere gebruiksduur leveren de akku's uiteindelijk minder afval met zware metalen op. Het spreekt uiteraard vanzelf dat een defekte akku nooit in de vuilnisbak mag belanden, maar bij een verzameladres moet worden ingeleverd.
Batterijen en akku's vergeleken Wat betreft de afmetingen zijn de beide soorten als regel zonder meer uitwisselbaar. Uit de foto blijkt dat er akku's te koop zijn in alle gangbare batterij-maten. Alleen bij de 9 V-blokbatterij komt het wel eens voor dat
de akku iets groter uitvalt dan de overeenkomstige batterij; dan past hij bijvoorbeeld niet in het (soms wat krap bemeten) batterijvak van een rekenmachine. De prijzen van akku's en batterijen zijn natuurlijk niet rechtstreeks vergelijkbaar: een akku is altijd duurder in aanschaf. Maar in vergelijking met de hoogwaardige alkali-mangaan-batterijen valt het verschil in prijs wel mee. Een goede penlightakku kost ongeveer evenveel als twee van deze batterijen. Het verschil: de batterij levert in een gunstig geval ongeveer 2 Ah (eenmalig), terwijl de akku ruim 1000 maal 0,5 Ah levert. Ook op andere punten beschikt de akku over gunstige eigenschappen. Hij is lekvrij, hééft een geringe inwendige weerstand en levert een konstante spanning gedurende de hele ontlaadperiode. Door de geringe inwendige weerstand krijgen motoren meer
trekkracht, draagbare audioapparatuur ontwikkelt meer vermogen, en bij flitsapparaten wordt de laadtijd tussen de flitsen korter. Anders dan bij batterijen (waarvan bij toenemende ontlading de spanning daalt en de inwendige weerstand stijgt) blijven bij de akku stroom en spanning op peil tot hij werkelijk leeg is. Maar is dat punt eenmaal bereikt, dan doet hij vrij abrupt en zonder enige waarschuwing niets meer. De aanvangsspannlng van een verse batterij bedraagt ongeveer 1,5 V, maar tijdens het gebruik daalt deze tamelijk snel. Een akku begint, mits hij na het opladen niet te lang gelegen heeft, met 1,35 V. Na een korte periode van gebruik stabiliseert deze spanning zich op ongeveer 1,24 V; tijdens de rest van de ontlaadperiode kan de spanning dan nog hoogstens dalen tot iets meer dan 1,2 V. De lage aanvangsspanning is dus in de praktijk geen nadeel. Het aantal bedrijfsuren dat een apparaat per akkulading haalt, zal als regel geringer zijn dan bij het gebruik van batterijen. Goedkope batterijen gaan overigens niet veel langer mee dan volle akku's. Van alkali-mangaan-
1
2
3
batterijen mogen we beduidend meer bedrijfsuren verwachten, hoewel bij het gebruik in elektronenflitsers en elektrisch aangedreven modelvliegtuigen deze winst vaak minder is dan men wel denkt. Wanneer een batterij namelijk kontinu met hoge stromen belast wordt, blijkt de beschikbare kapaciteit veel geringer te zijn dan wanneer telkens een kleine stroom van korte duur wordt afgenomen. De kapaciteit van een NiCd-akku wordt daarentegen slechts in geringe mate beïnvloed door de aard van de belasting.
4
Korrekt laden
1 2 3 4 5 6 7 8 9
— verbindingen met de positieve plaat — del<sel — pluspool — veiligheidsventiel — positieve elektrode — scheider — negatieve elektrode — stalen mantel (vernikkeld) — verbindingen met de negatieve plaat 85636X-2
NiCd-akku's moeten altijd met een min of meer konstante stroom worden geladen. Sluit dus nooit een akku op een netvoeding aan zonder een voorschakelweerstand te gebruiken! Anderzijds is het niet beslist noodzakelijk de laadspanning af te vlakken: laadapparaten bevatten vaak niet meer dan een trafo, een gelijkrichtdiode (1N4001) en een voorschakelweerstand. Slimme fabrikanten slagen er zelfs in ook de voorschakelweerstand nog weg te laten; de begrenzing van de laadstroom komt dan tot stand door de inwendige
weerstand van een voor dit doel ontworpen trafo. NiCdakku's mag men nooit parallel schakelen, ook niet bij het laden. Bij het laden van afzonderlijke cellen moet elke akku zijn laadstroom ontvangen via een eigen voorschakelweerstand (of een stroombron met transistoren). Bij het laden mogen de akku's in serie geschakeld zijn, zolang de laadstroom maar juist is. De standaardlaadstroom bedraagt 10% van de nominale kapaciteit, dus voor een penlight-akku (van 500 mAh) geldt een stroom van 50 mA. Om een NiCdakku volledig op te laden moeten we een lading toevoeren die 1,4 maal groter is dan de kapaciteit die we tijdens het gebruik aan de akku onttrokken hebben. Bij de standaardlaadstroom bedraagt de laadtijd van een lege akku dus niet 10 uur maar 14 uur. Laden we langer dan 14 uur, dan wordt de akku overladen, wat bij de standaardlaadstroom overigens niet schadelijk is. Zolang de standaardlaadstroom niet wordt overschreden kan er ook in andere opzichten niets fout gaan: de temperatuur bij het laden is slechts van ondergeschikt belang/en ook maakt het niets uit of de akku voor het laden nu leeg of misschien nog halfvol is.
u (V) type: baby-cel ("C", lEC R14| ontlading: 0,33 A (kontinu) temperatuur: 20°C
ontlading tot 1,1 V
ontlading tot 0,8 V
0,60,4-
\ \
\ NICd
standaard-
1 2
sinterakku 1,65 Ah
heavy-duty batterij
zi
ik-kool
3
4
Figuur 2. Opengewerkt model van een nikkel-cadmiumstaafakku met sinterelektroden.
5
6
7
15
16
ontlaadtijd (h)
i;
Figuur 3. Het ontlaadgedrag van akku's en batterijen. Bij kontinue belasting met een enigszins hoge stroom gaan gewone batterijen niet lang mee. '«
a •5 01
.''!:^<^^i
c
1 •-«5:#^
h
1 /
c S)
a o
O
y^
1 1
1
yj^© ^ ^
©
1
1
'
toegevoerde lading | 1 1
! \
^
ng
85636 X-4
^ ^ ^
druk
^ ' temperatuur
T
100
ladingstoestand (%l 85636X5
Figuur 4. Het verband tussen toegevoerde en opgenomen lading van een NiCd-akku. Aan het begin en aan het einde van de laadperlode (zie gebieden 1 en 3) wordt de laadstroom minder goed opgenomen.
Figuur 5. Het verloop van de spanning, de inwendige druk en de temperatuur van de akku tijdens het laden. Bij overlading treedt een sterke stijging op van de druk en de temperatuur, terwijl de spanning weer daalt.
Tabel
Het is zelfs mogelijk akku's die niet allemaal evenveel ontladen zijn, in serie te schakelen, mits ze dezelfde nominale kapaciteit hebben. Laden met een nog kleinere stroom heeft weinig zin. De laadtijd wordt er langer door, en als de stroom te klein wordt (minder dan 2 % van de nominale kapaciteit) laat de akku zich niet meer volledig opladen. Wel worden dergelijke kleine stromen toegepast voor het zgn. "druppelladen", wat dient om de ladingstoestand van akku's die lange tijd niet gebruikt zullen worden, op peil te houden. Laden en ontladen met zeer kleine stromen leidt op den duur tot een vermindering van de kapaciteiten. Dit kan verholpen worden door de akku enkele malen met een hogere stroom te laden en te ontladen.
Handelsbenaming
MONO
Internationale type-codering
D
lEC-codering voor primaire elementen lEC-codering voor akku's
BABY (Engelse staaf)
Snelier laden Bijna alle moderne akku's van de typen penlight, baby (Engelse staaf), monocel, en ook vele knoopcellen, zijn voorzien van sinterelektroden. Dit maakt het mogelijk ze in een kortere tijd dan 14 uur te laden. Om snel te kunnen laden moet de laadstroom verhoogd worden. Anders dan bij de standaardlaadstroom mag tijdens het snelladen de omgevingstemperatuur niet te laag zijn (liefst niet minder dan 10°C), en ook het overladen kan men maar beter vermijden. Bij overlading met hoge laadstromen wordt de akku warm of zelfs heet, en de inwendige druk kan bijgevolg zo ver oplopen dat het ingebouwde veiligheidsventiel in werking treedt. Dit heeft tot gevolg dat de kapaciteit vermindert.
MIGNON (Penlight)
9 V
AA
R20
R14
R6
6F22
KR35/62
KR27/50
KR15/51
Nominale spanning droge batterijen
1,5 V
1,5 V
1,5 V
9 V
Kapaciteit ^' droge batterijen (Ah)
1-10
0,4
0,15
0,05 -
Nominale spanning NiCd-akku's
1,2 V
1,2 V
1,2 V
7,5 V* 8,4 V 9,0 V
Kapaciteit NiCdstandaardakku's (staafcellen met sinterelektroden) in Ah
4.) 3,5
2*1 1,8 1,65
0,5» 0,45
0,11* 0,1 0,08
Kapaciteit NiCdhobby-akku's (voor konsumententoe passingen) in Ah
1,2
1,2 1,0
Kapaciteit NiCdakku's met verhoogde kapaciteit (in Ahl
4,8
2,2
0,5
0,6
*) Verschilt per fabrikant. De vermelde kapaciteiten gelden bij een ontlading gedurende 5 uur en bij 20°C. 1) Hangt af van de aard der ontlading, soort en fabrikaat. De vermelde maxima worden uitsluitend bereikt door alkali-mangaan-batterijen.
mglIWW
ontladen bij 20° C {± 5°C) max. ontlaadstroom (kontinu toelaatbaar): 14,4 A spanning (VI per cel
spanning en kapaciteit bij verschillende ontlaadstromen
1,30 1.20 1.10
^V 1.00
0.2C,A =0.4A
CsA > 2A
0.90
\ SCsA clOA 7C BA > 14A I 1.2
1.6
2.0 o n t t r o k k e n kapaciteit (Ah)
kapaciteit tussen —40°C en + 5 0 ° C bij verschillende ontlaadstromen (na lading b i j 20°C) kapaciteit in % van C5 A H = 2 A h
0,1CcA = 0,2A 0,2C5A=0,4A C5A =2A
•0
1
0
»20
.30
-40
.50
,60
temperatuur bij het ontladen (°C) 85636X-7
en bij zeer sterke oververhitting kan de akku voorgoed vernield worden. Vele standaardakku's (penlight, baby) kunnen er wel tegen als men ze een enkele keer overlaadt met het twee- of drievoudige van de standaardlaadstroom; er bestaan echter speciale snellaadakku's die nog beter bestand zijn tegen overladen. Wie gebruik wenst te maken van hogere laadstromen moet het laadproces goed in de hand houden. Voor het laden moet de akku leeg zijn, en om overladen te voorkomen moet het laadapparaat na afloop van de laadtijd worden uitgeschakeld, bijvoorbeeld met een schakelklok. Laadt men een akku van 500 mAh met een stroom van 150 mA, dan mag de laadtijd niet langer zijn dan AVi uur, en bij 500 mA niet langer dan 1 uur en 20 minuten. Om even bij dit laatste voorbeeld te blijven: nog beter is het na 1 uur de laadstroom te begrenzen tot 50 mA en hiermee het laden te voltooien; zo kan er bij een eventuele overlading geen schade ontstaan. Wie zich interesseert voor het snelladen doet er goed aan bij de fabrikant van zijn akku's de nodige gegevens op te vragen en zich bij twijfel te laten adviseren over de juiste gang van zaken. Het snelladen van NiCd-akku's is met name bij modelvliegers zeer gebruikelijk. I_aadtijden van 15 minuten of zelfs nog minder komen voor; dat de akku bij deze behandeling slechts een korte levensduur heeft, neemt men op de koop toe.
Ontladen Figuur 6. De ontlaadkurven. Naarmate de stroom hoger wordt, neemt de kapaciteit af. Figuur 7. Naarmate de stroom hoger wordt, hebben ook lage temperaturen een sterkere invloed op de kapaciteit.
Akku's en batterijen ontladen zich ook wanneer ze niet gebruikt worden; dit heet "zelfontlading". Bij een moderne NiCd-akku is dat echter geen probleem wanneer men hem koel bewaart.
Na 6 maanden opslag bij 20°C is de ladingstoestand van een gemiddelde NCakku nog altijd beter dan 50%, en bij lagere temperaturen behoort 70% of meer tot de mogelijkheden. Ook werd vroeger wel beweerd dat het schadelijk zou zijn NiCd-akku's in ontladen toestand te bewaren; de moderne akku's kunnen hier echter uitstekend tegen.
Schade ontstaat indien... •
ontladen akku's voor lange duur in een ingeschakeld apparaat blijven zitten; • akku's van ongelijke kapaciteit bij het ontladen in serie worden geschakeld; • akku's met gewone batterijen in serie worden geschakeld; • akku's worden kortgesloten. De voornaamste oorzaak van schade aan akku's is het gevaar van ompoling: wanneer een cel die met andere in serie is geschakeld eerder leeg is dan de rest, wordt hij door de andere cellen opgeladen, maar in de verkeerde richting — en daar houden NjCd-akku's niet van. Verder is ook kortsluiting ongewenst: door de lage inwendige weerstand is de kortsluitstroom zo hoog dat de akku er door beschadigd kan worden. De belastbaarheid (dat houdt in: de hoogste ontlaadstroom die nog toelaatbaar is) is niet voor alle merken en typen hetzelfde); wie het precies weten wil moet bij de fabrikant de dokumentatie aanvragen. Gemiddeld kunnen de gangbare standaardtypes een ontlaadstroom leveren die tussen het viervoudige en het tienvoudige van de normale ontlaadstroom ligt. Voor korte periodes (impulsbelasting) mag het ook meer zijn: sommige cellen kunnen gedurende 2 of 3
minuten het tienvoudige van de normale stroom leveren, en gedurende 1 tot 2 sekonden het twintigvoudige. Bij een monocel kan dat bijvoorbeeld oplopen tot 90 A! In principe is dat zelfs genoeg om met een handvol NiCd-akku's een middelgrote auto te starten. Voor belasting met zeer hoge stromen, zoals in de modelvliegerij vaak gebeurt, bestaan speciale typen waarvan de inwendige weerstand buitengewoon laag is. In het algemeen geldt: hoe hoger de stroom en hoe lager de temperatuur, des te kleiner de akkukapaciteit. Bij 0°C en kleine stromen bedraagt het verlies slechts enkele procenten, maar bij een stroom ter grootte van de normale stroom kan het verlies oplopen tot 20 of 30%.
uren (Ah) of milli-ampèreuren (mAh). Deze maatstaf geeft aan hoe lang de akku een bepaalde stroom kan leveren. Auto-akku's hebben een kapaciteit van 36...100 A h ; kleine NiCdakku's leveren tussen de 100 mAh (9 V-akku) en 4 Ah (monocel-akku). Om een akku van 1 Ah te ontladen tot hij " l e e g " is, moeten we gedurende 1 uur een stroom van 1 A afnemen, of gedurende 2 uur een stroom van 500 mA, of 10 uur lang 100 mA, enzovoort. De kapaciteit is dus het produkt van stroom x tijd. De kapaciteit die de fabrikant opgeeft (de "nominale kapaciteit") is een gemiddelde en geldt dus niet voor elke ontlaadstroom: bij grote stromen wordt hij kleiner, bij kleine stromen iets groter.
Wat is kapaciteit?
Verstandig i
De kapaciteit van een akku wordt uitgedrukt in ampère-
Let bij het kopen niet alleen op de prijs, maar ook op de
Echte audiofielen kunnen dit stukje misschien beter overslaan: het gaat hier om een ernstig vergrijp tegen de HiFi-moraal. Een interessant klinkend vergrijp overigens, dat wel. Zoals bekend geeft een stereo-installatie een ruimtelijk klankbeeld, waarin links en rechts duidelijk te onderscheiden zijn. Toch missen we dan nog een dimensie en die kunnen we toevoegen door met een derde luidspreker het verschilsignaal tussen de twee kanalen hoorbaar te maken. Afhankelijk van de plaats van die derde luidspreker geeft dat een boven/onder- of voor/achter-geluidsindruk. Uiteraard is die indruk niet in overeenstemming met de
situatie op het moment van de opname: het is akoestisch bedrog. De schakeling zelf is heel eenvoudig. Het best bruikbaar is een midden- of
nominale kapaciteit. Af en toe worden er goedkope monocel- en baby-akku's aangeboden waarvan de kapaciteit nogal tegenvalt; deze zogenaamde "hobbyakku's" leveren slechts 1,2 A h , terwijl de standaardakku's 1,8.. .2 Ah leveren (baby), of 4 Ah (mono). Als we nu de prijs van beide soorten vergelijken per geleverd ampère-uur, blijkt dat we met de hobby-akku's uiteindelijk niet goedkoper maar juist duurder uit zijn. Bovendien zijn ze door hun korte bedrijfsduur min of meer onbruikbaar. Bij 8 Vakku's wil de nominale spanning nog wel eens tegenvallen. Sommige types leveren 7,2 V (in plaats van 8,4 V), een waarde waar vele 9 V-apparaten geen genoegen mee nemen. Verder is bij vele laadapparaten de laadduur te lang; 30 uur voor het laden van een monocel is echt niet nodig.
hoge-tonen-luidspreker. Deze wordt in serie met een kondensator tussen de " h e t e " luidsprekeraansluitingen geschakeld. Wie het erg mooi wil doen, kan er nog
versterker
T-
2i
hoge-tonen-luidspreker
10 tips voor al
•
• •
• •
•
•
• •
Vermijd overladen bij hoge stromen en lage temperaturen. Laat nooit een ontladen akku in een ingeschakeld apparaat zitten. Akku's nooit kortsluiten. Kombineer nooit akku's van verschillende soorten, of akku's met batterijen. Sluit de akku's aan met de juiste polariteit. Laad een nieuwe akku voor het gebruik eerst op. Soldeer niet aan een akku (tenzij deze is voorzien van soldeerlippen). Maak een akku niet open en gooi hem niet in het vuur. Akku's niet parallel schakelen. Gooi defekte akku's niet in de vuilnisbak, maar lever ze in bij een verzameladres voor milieuvriendelijke verwerking.
een potmeter van 50 Q aan toevoegen. De kondensator moet een bipolair type zijn van 25 (JF; twee tegen elkaar in geschakelde eiko's van 50 /JF (werkspanning minimaal 35 volt) zijn ook bruikbaar. Met de opstelling kan naar hartelust worden geëxperimenteerd. Meestal wordt het beste resultaat verkregen als de luidspreker boven of achter de luisterplaats wordt opgehangen. De schakeling kan ook worden gebruikt om de balansregelaar van de versterker te ijken. De balans staat precies "in het midden", als er bij mono-weergave uit de extra luidspreker absoluut niets te horen is. Misschien is dat een goed alibi voor de eerder genoemde echte audiofielen, om de schakeling toch eens te proberen.
De totale uitgangsspanning van in serie (acPiter elkaar) geschakelde bronnen is gelijk aan de som van de afzonderlijke spanningen. Dit is sinds de ontdekking van de zaklamp een alom bekend feit. In zo'n zaklamp moeten bijvoorbeeld drie 1,5 V-batterijen gestopt worden. Als men door onoplettendheid één batterij er verkeerd om instopt, brandt de lamp niet zo fel. Geen wonder, want de cellen moeten samen genoeg spanning leveren voor een gloeilampje van 4 V. Als ze goed geschakeld zijn, leveren ze samen een spanning van 4,5 V, namelijk 1,5 V + 1,5 V -I- 1,5 V = 4,5 V. Deze spanning is voor het gloeilampje voldoende (figuur 1). Een verkeerd om geplaatste cel doet de totale spanning niet afnemen tot 3 V, maar tot 1,5 V; de spanningen van twee cellen heffen elkaar op. De berekening ziet er dan zo uit: 1,5 V + 1,5 V - 1,5 V = 1,5 V (zie figuur 2).
spanning en serieschakeling Dat is niet alleen slecht voor de verkeerd gepoolde batterij, maar ook het lampje krijgt te weinig spanning. In het kort: het komt aan op de juiste, dat wil zeggen dezelfde richting van de cellen, oftewel de juiste polariteit. Oude Elex-lezers zullen dit gesneden koek vinden. Het aangehaald probleem doet zich namelijk in zekere zin ook voor bij wisselspanningen, ondanks dat wisselspanningen helemaal geen vaste polariteit hebben; deze wisselt steeds. Toch heeft wisselspanning zoiets als een richting. Daardoor mag men beide aansluitingen niet verwisselen als men twee wisselspanningen in serie schakelt. Figuur 3 laat een voorbeeld zien, namelijk een transformator met twee wikkelingen van 6 V. De wikkelingen zijn twee van elkaar onafhankelijke wisselspanningsbronnen. Figuur 3b toont wat er gebeurt als men de wikkelingen verkeerd om in serie schakelt: in plaats van de
verwachte 12 V bedraagt de totale uitgangsspanning O V. Maar laten we nu eens kijken naar de goede kanten van een serieschakeling. Ze heeft meer voordelen dan men aanvankelijk zou aannemen. Zoals bekend zal zijn bestaan batterijen met een spanning hoger dan 1,5 V uit afzonderlijke cellen die in serie geschakeld zijn. Een 9 V-blok bestaat uit zes kleine celletjes (figuur 4). Omdat deze zo klein zijn, is de maximale stroom gering en de energievoorraad snel uitgeput. Bij 9 V-schakelingen die vaker gebruikt worden of meer stroom verbruiken, kunnen zes in serie geschakelde 1,5 V-penlightcellen goede diensten bewijzen. Het beste kan men dan ook een daarbij passende batterijhouder kopen (figuur 5). Zeker, deze samengestelde batterij is ongeveer drie maal zo breed en Vs maal zo groot als de blokbatterij, maar ze vormt toch een bruikbaar alternatief. Batterijhouders zijn ver-
krijgbaar voor twee, vier, zes, acht en zelfs tien cellen, dus voor spanningen van 3 V, 6 V, 9 V, 12 V en 15 V (figuur 6). De prijzen liggen tussen f 1,— en f4,-. Ook voor akkuhobbyisten zijn de houders interessant. Inmiddels worden immers tegen een tamelijk gunstige prijs NiCd-akku's aangeboden met dezelfde vormen en maten als die van droge batterijen. Omdat toch alle cellen bij het laden uit het apparaat moeten, is het alleen maar praktisch om ze in één houder bij elkaar te hebben. "Powerpac" noemt men dit in reclame-Engels. Wat de spanning betreft, moet men rekening houden met de iets lagere waarden van de akku's, bijvoorbeeld 1,2 V in plaats van 1,5 V. Een powerpac van 8 cellen levert dus 8 X 1,2 V = 9,6 V. Vanwege de grotere spanningsstabiliteit is dit in de regel genoeg voor een met 12 V batterijspanning
Figuur 1. Drie monocellen In een zaklantaarn leveren 4,5 V. Voorwaarde is echter dat ze op de juiste wijze erin gestopt zijn. Figuur 2. Eén van de drie cellen is verkeerd om erin gestopt. Resultaat: een totale spanning van slechts 1,5 V; t w e e cellen doen geen dienst.
Figuur 3. Ook bij wisselspanningen is het goed in serie schal<elen van belang: verwisselt men de beide aansluitingen van een w i k k e l i n g (b), dan zijn de spanningen in tegenfase. De uitgangsspanning bedraagt dan O V. Figuur 4. Zes kleine cellen van 1,5 V zijn ondergebracht in de behuizing van een 9 Vtransistorbatterij. Voor 9 Vapparaten met een hoog stroomverbruik kan men beter een batterij samenstellen van zes penlight- of andere cellen. Figuur 5. De afmetingen van een houder voor zes penlightcellen. Figuur 6. Verschillende batterijhouders.
gevoed apparaat (zie ook het artikel "NiCd-akku's" in dit nummer). Soms is een batterij van 9 V ook wel eens te groot. Waarom dan niet een 9 Vbatterij gebruikt die bestaat uit zes horloge-batterijtjes? Deze kwik-knoopcellen met de afmetingen 7,9 mm ^ x 3,6 mm zijn gemakkelijk te krijgen; zes batterijen boven elkaar meten 7,9 mm \ x 21,6 mm*. Men verpakt de batterijen met isolatieband of met krimpkous. Dit is isolatiemateriaal dat samentrekt als het verwarmd wordt. Gezien de gebruikelijke prijzen is het gebruik van zo'n kleine batterij echter alleen de moeite waard bij een zeer klein stroomverbruik (CMOS-IC's). Ter afsluiting van dit artikel nog een waarschuwing: probeer nooit gewone batterijen op te laden, enkel nicadakku's zijn daarvoor geschikt. Doet men dit toch, of is bij een serieschakeling van batterijen er een verkeerd gepoold, dan kan door de warmteontwikkeling de batterij in het ergste geval exploderen! De daarbij vrijkomende chemicaliën zijn bepaald niet ongevaarlijk.
* lEC-type; MR41; bijvoorbeeld Daimon/Berec B-MR 41, UCAR 325, Mallorv WH 1, Varta 507, National WH 1; Spanning: 1,35 V; Kapaciteit: ongeveer 50 mAh.
a
versterker-variaties op een versterker aansluit en dan moet vaststellen dat de uitgangsspanning niet voldoende is om de verster-
"Aanpassingsproblemen!" stelt de vakman nuchter vast, als Iemand bijvoorbeeld een kassetterecorder
ker helemaal uit te sturen. Aanpassingsproblemen zijn vaak te verhelpen met een eenvoudig ééntrapsverster-
kertje, dat een te zwak laagfrekwent signaal op voldoende nivo brengt. In figuur 1 zien we vier moge-
-9t
-s>-
®
(D C3
0
C3
^%
,
10V
BC 547B
2M2
RSr
,
-ül ^ 1
R1pl
BC 547B
^_
10V
9V
1
II
^%
{]l 10V
2M2
V_
10V
Tl—,
Cl
0
100M
l_J
^
9V
iT
100M
- ^ 83770-1-3
sh
©
Rin
Rsr
C3
C3
Dl
fli
^%
10V
2lJ2 10V
-^
®
Tl—-
" ^ y ' BC 547B
^%
10(1 10V
BC 547B
2)i2 10V
^_
9V
9V
BAfa
Fl5 "&= % I
I
i
100M 10V
100M
- ^ 83770-1-4
Figuur 1. De vijf versies van de aanpassingsversterker. Het schema is besproken in hiet artikel "Hoe werkt een LFversterker?"
83770-1-5
®
Da ®-
o|
-®
83770-1-6
Figuur 2. Het kleinste formaat Elex-print biedt plaats aan twee versterl<erschakelingen. Figuur 3. In het Elexlaboratorium zijn de vier versies getest. Voor variant E is geen print nodig.
o
o * « > • » CiQJ-
O—^W }—ó I Q-IFI3
t-Q
Onderdelenlijst Rl = 27 kQ R2 = 10 kQ R3 = 2,2 kQ R4,R5: zie tabel 1 Cl = 2,2IJF/KV (zie tekst) C2 = 100 ^iF/10 V (zie tekst) C3 = 10 H F / I O V (zie tekst) T l = BC 547B 1 Elex-print, formaat 1 (40 X 100 mm)
in I u
Geschatte bouwkosten: f 7,50 (inkl. print)
Tabel 1 Versie R4 R5 Versterkingsfaktor Ingangsimpedantie Uitgangsimpedantie
A 1,5 Q 1,2 kQ 100 3,5 kQ 2 kQ
lijke varianten van zo'n "oppepversterkertje". Het schema zal sommige lezers bekend voorkomen: de schakeling is uitvoerig besproken in het artikel "Hoe werkt een LFversterker?". Het verschil tussen de vier uitvoeringen zit hem in de versterkingsfaktor. In tabel 1 staat het allemaal duidelijk aangegeven. Voor de schakelingen A t / m D is de vervorming ongeveer 0,3%, een redelijke waarde, die in ieder geval binnen de grenzen van de Hifi-DIN-norm 45500 ligt. Wat dat betreft is variant E ondanks de eenvoudige opbouw duidelijk een klasse beter met een
B 56 Q 1,2 kQ 30 4 kQ 2 kQ
C 220 Q 1 kQ 10 6 kQ 2 kQ
D 680 Q 470 Q 3 7 kQ 2 kQ
vervormingspercentage van 0. Een nadeel is de wat lagere versterkingsfaktor: die is precies 1.
Opbouw Dankzij het geringe aantal onderdelen passen er, zoals figuur 2 laat zien, twee versterkertrapjes (of één stereoversie) op de kleinste Elex-print. Als de noodzakelijke versterkingsfaktor nog niet bekend is, verdient het aanbeveling eerst R4 en R5 provisorisch op de printsporen te solderen. Ze kunnen dan gemakkelijk worden vervangen om uit te proberen, welke waar-
de het beste voldoet. De voeding kan worden verzorgd door een 9 voltbatterij of worden betrokken uit een netvoeding, bijvoorbeeld die van de versterker. Voedingsspanningen tussen 6 en 24 volt zijn geschikt. Bij spanningen die hoger zijn dan 10 volt moeten de eiko's worden vervangen door exemplaren met een hogere bedrijfsspanning. Aan de inbouw van de print moet de nodige aandacht worden besteed om bijvoorbeeld bromproblemen te vermijden. De beste plaats is in de behuizing van een van de aangesloten apparaten. Wordt de versterker " l o s " gebruikt, dan moet er
een afgeschermde behuizing voor worden gemaakt, die op slechts één punt met massa moet worden verbonden. Ook voor de verbindingen mogen alleen afgeschermde kabels worden gebruikt. Bij gebruik van een voeding die in een netsteker is ingebouwd verdient het aanbeveling tussen de plus- en minaansluitingen van de print een elko van 100 jiiF te solderen. Daardoor worden brom- en andere storingen, die via de lange voedingslijn zouden kunnen binnendringen, onschadelijk gemaakt.
kursus ontwerpen
CHÏb^ Uin
©-•
deel 5
De door U|n veroorzaakte basisstroom wordt als volgt berekend: 0,6 V IB
Evenals de reeds besproken diode behoort de transistor tot de familie der halfgeleiders. Wanneer er met een ohmmeter of met een geleidingstester aan een transistor gemeten wordt, gedraagt deze zich net als een dubbele diode. Een diode ligt tussen basis en emitter, de andere tussen basis en koliektor.
RB
De doorlaatspanning wordt dus eerst van de ingangsspan-ning afgetrokken, waarna I B uit de wet van Ohm volgt. In feite wordt de ingangsspanning dus omgezet in een basisstroom. Als er basisstroom loopt, zal er ook een overeenkomstige, maar grotere stroom van koliektor naar emitter vloeien. De verhouding tussen beide stromen noemen we de stroomversterking /J. Dus: ic IB
P De kollektorstroom wordt dan: NPN-TRANSISTOR kollektorstrootn
P • IB
P • 0,6 V RB
RB
Door middel van de basisweerstand Rg kan de kollektorstroom I Q met een spanning Ujn gestuurd worden. Vaak wil men aan de uitgang een spanning in plaats van een stroom. Dit kan gemakkelijk bereikt worden met een koliektorweerstand R Q :
0 Deze dioden moeten echter niet gezien worden als twee aparte exemplaren; ze beïnvloeden elkaar. Wanneer de BEdiode geleidt, zal de BC-diode minder sperren. De werking van een transistor berust op het feit dat er een kollektoremitterstroom gaat lopen als er een (kleine) basisemitterstroom vloeit. Op het eerste gezicht lijkt dit vreemd. Hoe kan er via een sperrende BC-diode toch een stroom vloeien van koliektor naar emitter? Eigenlijk moet de transistor meer gezien worden als een "regelkraan", waar de kollektorstroom wordt bepaald door de basisstroom. Laten we eerst eens naar de basisstroom kijken. Om de basis-emitterdiode te laten geleiden, moet er voldoende spanning over staan. Deze doorlaatspanning bedraagt, net als bij de gewone diode, zo'n 0,6 V . . .0,8 V. Omdat een diode in geleiding een lage weerstand heeft, mag niet zomaar een spanningsbron op de basis aangesloten worden. Als de spanning dan boven 0,6 V zou komen, raakt de diode onvermijdelijk stuk! Er moet dan ook een basisweerstand in de basis opgenomen worden.
•
m UR
<3
O ©De transistor wordt nu met een basisstroom aangestuurd. De uitgangsspanning wordt dan: URC
= ic • Rc = Ie • P • Rc
Wat nu nog ontbreekt, is het sturen van een spanning door een andere spanning, een spanningsversterker dus.
m
De spanning tussen koliektor en emitter wordt nu als uitgangsspanning genomen: Uc = Ub - URc De spanning U Q is het spiegelbeeld van U R Q : als URc groter wordt, wordt U Q kleiner, en omgekeerd. In feite kan men de in- en uitgangsspanningen zien als gelijkspanningen, waarop een wisselspanning zit. Als wisselspanningsversterker ziet het geheel er dan zo uit:
W^m
O-ll-O
De ingangsspanning veroorzaakt een basisstroom. Deze wordt versterkt door de transistor (/? • \Q) en levert een spanning op over RQ. Wanneer alle formules nog eens samengenomen worden, volgt daaruit: U Rc
= P•
'B
Ujn IB
URC = P
• Rc
©-—(ö>
0,6 V
84773X-6
RB
RB
(Ujn -
0,6 V)
Laten we de doorlaatspanning even voor wat ze is, dan wordt de ingangsspanning Lijp, met een faktor
Rc '
RB
versterkt. Aangezien /3 vastligt, kan de versterking met beide weerstanden ingesteld worden. Deze formule mag dan wel aanlokkelijk uitzien, maar met de spanning URc kan de gebruiker weinig beginnen. Het zou bijvoorbeeld handig zijn, als in- en uitgang een aansluiting gemeenschappelijk hebben. Een schakeling die dan ook vaak wordt gebruikt, is de geaarde emitterschakeling.
O -O
Uin
(oy
<5)--©
•
Via de spanningsdeler R1/R2 wordt er een gelijkspanning aan de basisweerstand Rg toegevoerd. Hoe hoger deze spanning, des te groter wordt de basisstroom, dus ook de kollektorstrOom. Wanneer er aan de ingang geen wisselspanning (via Cl) wordt aangeboden, vloeit er toch basisen kollektorstroom. Over de kollektorweerstand stelt zich dan een bepaalde spanning in. Deze situatie is de rustsituatie, en wordt ook wel het werkpunt of de gelijkstroominstelling genoemd. Meestal wordt het werkpunt zo ingesteld, dat de kollektorspanning in rust op halve voedingsspanning ligt. Over RQ valt dan de andere helft van de voedingsspanning. Vult men dit in de formule voor U R Q in, dan krijgt men:
Ub 2
(Ui, 0,6 V) RB Zodat men, omgewerkt naar Ujn, krijgt Ui,
P
RB
/? • Rc
Ub + 0,6 V 2
Rg en Rc liggen vast vanwege de gekozen versterking, zodat de door spanningsdeler R1/R2 verkregen voorspanning Ujn berekend kan worden. In ieder geval is de ingangsspanning kleiner dan de uitgangsspanning. Maar ja, daarvoor is de transistor dan ook een versterker. . . Zo, nu hebben we een begin gemaakt met de gelijkstroominstelling van de transistor. Volgende keer zullen we ons verder bezig houden met dit onderwerp. Verder zullen we ons verdiepen in de wisselspanningsversterking, want daar gaat het toch in feite om.
Elders in dit Elex-nummer worden de eigenschappen en het gedrag van NiCdakku's uitvoerig toegelicht, met speciale aandacht voor de juiste wijze van opladen. In dit artikel wordt de daad bij het woord gevoegd: we hebben een nieuwe lader ontwikkeld die nog meer gemak biedt dan het vorige ontwerp (Elex okt. '83). Eerst worden de cellen gedurende 314 uur snelgeladen, en daarna schakelt de lader automatisch om naar de standaardlaadstroom. Voor akku's die niet volledig zijn ontladen kan de lader worden omgeschakeld naar "manual".
nieuwe NiCd-lader De schakeling
Uit de eigenschappen van de NiCd-akku kunnen we afleiden aan welke eisen de schakeling moet voldoen. Zo moet bijvoorbeeld ook bij het snelladen de stroom begrensd worden. Omdat de schakeling in principe bedoeld is voor penlightakku's bedraagt de laadstroom 3 x 1/10 = 150 mA. Bij lege akku's kan
het snelladen zonder meer worden toegepast; ze gaan er zelfs op vooruit. De snellading duurt 314 uur, en de akku's zijn dan tot 80% opgeladen. Om elke beschadiging van de akku's bij voorbaat uit te sluiten, schakelt de lader na afloop van de snellaad-tijd automatisch om naar de standaardstroom (1/10, dus 50 mA), waarmee vervol-
gens de lading tot 100% wordt aangevuld. Nadat dit punt bereikt is, mag het laden gerust nog enige uren doorgaan. Zelfs een overlading van enkele dagen is bij een laadstroom van 1/10 niet schadelijk; het is hoogstens een verspilling van energie. Maar bij akku's die niet geheel ontladen zijn (of waarvan men de ladingstoestand niet kent)
doet zich het probleem voor dat het moment van overladen al bereikt zou kunnen worden voordat de snellaadtijd verstreken is; en juist dat overladen is bij een laadstroom van 3 x 1/10 niet verantwoord. Daarom is de lader voorzien van een schakelaar waarmee de laadstroom permanent kan worden ingesteld op de standaardwaarde van
Foto 1. Ons proefmodel. Deze lader is een praktisch en iiandzaam liulpmiddel voor iedere gebruil<er van NiCd-al
Figuur 1. Het schema van onze nieuwe NiCd-lader: vriendelijk voor de akku's, en ook voor de gebruiker.
50 mA. Een blik op het schema leert dat de schakeling aan de genoemde voorwaarden voldoet. In figuur 1 herkennen we direkt de netvoeding (zekering Fl, de netschakelaar S2, de trafo Tri, de gelijkrichtdioden D 4 . . . D7 en de afvlakkondensator C3). De laadstroom voor de akku's wordt geregeld door transistor T3. De basisstroom voor T3 wordt geleverd door T2. De kombinatie T2/T3 is geschakeld als konstante-stroombron. De grootte van de stroom hangt af van de waarde van de spanning op de basis van T2. De waarde van deze spanning wordt bepaald door de toestand van T l . Als T l spert is de basisspanning van T2 (ten opzichte van de voedingsnul) gelijk aan de spanningsval over de beide LED's D2 en D3. In totaal bedraagt de spanningsval over de rode en de groene LED ongeveer 1,6 V + 2,3 V = 3,9 V. Als Tl geleidt bedraagt de spanningsval nog slechts 1,6 V -t- 0,6 V = 2,2 V. In het eerste geval is de laadstroom 3 x 1/10, in het tweede 1/10. Wanneer schakelaar SI zich in de stand " A " (= manual) bevindt, is
de laadstroom altijd 1/10; de basisspanningsdeler van Tl is dan met de pluspool van de voedingsspanning verbonden, wat tot gevolg heeft dat T l permanent geleidt. (Even terzijde: doordat de LED's verschillende kleuren hebben, wordt automatisch aangegeven in welke toestand de lader zich bevindt. Bij het snelladen lichten beide LED's op, maar tijdens het laden met de standaardlaadstroom brandt alleen de rode LED.) Als SI zich in de stand " B " (= auto) bevindt, wordt het omschakelen van de laadstroom gedaan door een tijdschakelaar. Deze is opgebouwd rond het CMOSIC4060, een binaire teller met veertien delers. Dit IC beschikt over een inwendige klokoscillator waarvan de frekwentie met behulp van externe komponenten kan worden ingesteld (in dit geval R1, R2, PI en Cl). Na het inschakelen van de lader met S2 is C2 nog niet meteen geladen. Daardoor is de reset-ingang (pen 12) gedurende een ogenblik verbonden met de voedingsspanning, zodat de teller op " n u l " wordt gezet. C2 wordt echter zeer snel opgeladen, wat tot gevolg heeft
Onde rdelenlijst R1 = 4,7 MQ R2 = 680 kfi R3 = 1 kQ R4 = 10 kQ R5 = 47 kQ R6 = 330 Q R7 = 22 Q, 1 W PI = 250 kQ instelpotentiometer Cl = 820 nF C2 = 390 nF C3 = 470 fjF/25 V Dl = 1N4148 D2 = LED, rood D3 = LED, groen D 4 . . D7 = 1N4001 T1,T2 = BC 547B T3 = BD 140 IC1 == 4060 Diversen: 51 = omschakelaar 52 = netschakelaar, dubbeipolig Fl = zekering 100 mA (traag) Tri = trafo, sek. 12 V/ 300 mA Elex-standaardprint formaat 1 IC-voetje, 16-pens Koellichaam SK 13 of KL 105 (35 X 18 X 15 mm) Batterijhouder voor 8 penlight-batterijen Netspanningsentree met ingeb. zekeringhouder (euro-type) Netkabel met eurosteker Kastje (bijv. mod. Hammond 1591 D, fabr. Hirschmann) Montagemateriaal (boutjes, moertjes, afstandbusjes, kastvoetjes, montagedraad, etc.)
Foto 2. De inwendige opbouw van ons proefmodel. Figuur 2. De onderdelenopstelling. De hele schakeling past op een Elex-standaardprint van formaat 1.
Geschatte bouwkosten: f 7 5 , - (inkl. print)
Ï;
dat de reset-ingang via R3 aan massa komt te liggen; en vanaf dat moment begint de teller te werken. De teller werkt vrijwel op dezelfde wijze als de teller in de "Dodemansschakeling" die elders in dit nummer wordt besproken — met dit verschil dat deze teller over veel meer delers beschikt. Bij de juiste afregeling van PI (zie onder) gaat de uitgang van de laatste deler (pen 3) na ongeveer 354 uur van logisch " O " naar logisch " 1 " . Indien SI in de stand "auto" staat, brengt de logische " 1 " op pen 3 transistor Tl in geleiding, zodat de lader omschakelt van snelladen naar normaal laden. Bovendien wordt deze logische " 1 " via diode Dl doorgegeven aan de klokoscillator, wat tot gevolg heeft dat deze stopt. Als we Dl weglaten zou de teller namelijk gewoon doortellen, zodat na afloop van nog eens 3 72 uur pen 3 weer logisch " O " zou worden; daarmee zou het snelladen opnieuw beginnen, wat niet zo goed is voor de akku's.
De b o u w Figuur 2 toont hoe op een standaardprint van formaat 1 bijna alle onderdelen (en enkele draadbruggen) een plaatsje vinden. Op foto 1 zien we het komplete apparaat. Met de akku-houder is iets aan de hand. In de winkel zijn batterijhouders te koop voor 8 penlightbatterijen, en een dergelijk exemplaar hebben wij voor dit apparaat enigszins aangepast. De bovenste helft dient als houder voor de 4 NiCd-akku's en steekt door een gat in de kast naar buiten; de onderste helft gebruiken we om de houder stevig in het kastje te monteren (zie foto 2). De merkwaardige bevestiging van de bodem diende in hoofdzaak voor het maken van de foto, hoewel bij het bevestigen
van de verbindingsdraden dit truukje ook wel eens handig kan zijn. Het koellichaam voor T3 is doormidden gezaagd. Dit was nodig omdat de print anders niet in het kastje paste; T3 blijft overigens ook met een half koellichaam nog koel genoeg.
Afregeling Voordat we de kast definitief sluiten, moet de oscillator nog worden afgeregeld. Daarvoor is een multimeter nodig en een goede klok, bij voorkeur een stopwatch. En zeg nu niet: "Waarom een stopwatch? Bij een tijd van 314 uur is desnoods een zonnewijzer nog wel nauwkeurig genoeg!". Want als we telkens 3/2 uur moesten wachten tot pen 3 eindelijk zijn logische " 1 " afgeeft, zou de afregeling een maand of drie gaan duren; daarom maken we gebruik van de lagere uitgangen in de delerketen. In de tabel staan de pennummers van alle uitgangen, en daarnaast hoe lang elk van deze pennen op logisch " 1 " moet blijven staan als we op de uitgang van de laatste deler (pen 3) gedurende 3/4 uur een logische " 1 " willen krijgen. Verder geeft de tabel ook de tijden die gelden voor een snellaad-tijd van 4, resp. 4^2 uur, zodat degenen die dat willen het snelladen kunnen voortzetten tot een ladingstoestand van
Uitgangspen 2 1 15 13 14 6 4 5
SVz uur
100%. Moderne sinterakku's zijn daar goed tegen bestand. In de tabel staat " h " voor de uren, " m i n " voor minuten, en " s " voor de sekonden. Als blijkt dat het regelbereik van PI te klein is, zodat de vermelde tijden niet worden gehaald, dan moet hij worden vervangen door een instelpotentiometer van 500 kOhm. Nu kan de multimeter worden aangesloten, om te beginnen op pen 5. Vergeet niet de min-aansluiting van de multimeter te verbinden met de voedingsnul, en kies een gelijkspanningsbereik van minimaal 20 volt. Na het inschakelen van de netspanning is de uitgang op pen 5 aanvankelijk logisch " O " ; na 20. . .30 sekonden wordt hij logisch " 1 " , en na nog eens 20. . .30 sekonden gaat hij weer terug naar logisch "O". PI wordt nu zo ingesteld dat de periode waarin deze uitgang logisch " 1 " is ongeveer 25 sekonden duurt. De uiterste nauwkeurigheid is hierbij niet vereist omdat kleine afwijkingen vanzelf aan het licht komen wanneer we aan de volgende uitgangen gaan meten. De eerstvolgende uitgang zit op pen 4. Hier moet de tijd 49 sekonden zijn. Op deze wijze werken we alle in de tabel genoemde pennen af. Als bij pen 13 de afwijking nog binnen de ± 5 Sekonden blijft, is de afregeling voldoende nauwkeurig; op
4 uur
4'/2 uur
1 h 45 min 2 h 2 h 15 min 52 min 30 s 1 h 1 h 7 min 30 s 13 min 7 s 15 min 16 min 52 s 6 min 34 s 7 min 30 s 8 min 26 s 3 min 17 s 3 min 45 s 4 min 13 s 1 min 38 s 1 min 52 s 2 min 7 s 49 s 56 s 1 min 3 s 25 s 28 s 32 s
Bij het afregelen is deze lijst onmisbaar. De tekst ver""=" in '" zijn -'"" werk 'verk gaat gaat. klaart hoe dit proces (h = uur, min = minuut = sekonde)
een paar minuten komt het immers niet aan. Na deze procedure kan het kastje worden dichtgemaakt en is de lader gereed.
Opmerkingen Wie de tabel narekent zal op enkele kleine onregelmatigheden stuiten. Dat zit als volgt. In de eerste plaats zijn de vermelde tijden afgerond op hele sekonden; afreg.elen op enkele honderdsten heeft immers weinig zin. Verder is niet elk van de delers die zich in de 4060 bevinden voorzien van een eigen uitgangspen. Aan deze interne delers valt uiteraard niets te meten, dus hebben we ze uit de tabel weggelaten. Met deze lader kunnen gelijktijdig 1 tot 6 penlightakku's (AA), of andere akku's met een vergelijkbare kapaciteit (450.. .500 mAh), geladen worden. Als regel zal men vier akku's tegelijk laden; de batterijhouder is dan ook op dit aantal afgestemd. Maar met enkele mechanische aanpassingen kan het apparaat ook geschikt worden gemaakt voor het laden van een ander aantal akku's. Belangrijk: bij het laden moeten de akku's altijd in serie worden geschakeld; parallelschakelen heeft beslist noodlottige gevolgen. Wil men gelijktijdig 6 akku's laden, dan moet wel C3 een hogere waarde krijgen, minstens 1000 fuF. Grotere akku's dan het genoemde type kan men met deze schakeling ook laden, maar de laadtijd wordt dan naar verhouding langer. Dat de korte laadtijd slechts geldt voor penlight-akku's vinden wij niet een ernstig nadeel: dit type wordt immers het meest gebruikt, en bovendien is de besparing die het gebruik van akku's oplevert in vergelijking met batterijen, bij de penlight-akku het grootst.
Weerstanden
^
Hoeveel ohm en hoeveel farad?
worden met R aangegeven. Door middel van gekleurde ringen is de waarde erop gedrukt. De kleurkode is als volgt:
-'
LIJ
i
\^
kleur zwart
Ie' 2e cijfer cijfer 0
nullen
-
bruin
1
1
= = ^ -
10-12 10-9 10-6 10-3 103 106 109
~ = = ^
een miijoenste van een müjoenste een miliardste een miljoenste een duizendste duizend miljoen miljard
± 1% ±2%
Kondensatoren
-
zijn kleine ladingreservoirs. Ze worden met C aangeduid. Aangezien ze wel wisselspanning maar geen gelijkspanning doorlaten, worden ze daarnaast ook gebruikt voor het transporteren van wisselspanning. De hoeveelheid lading die ze kunnen bevatten, oftewel de kapaciteit, wordt in farad (F) gemeten. De waarden van gewone kondensatoren (keramische en folie-kondensatoren) liggen tussen 1 pF en 1 \JL?, dus tussen
2
2
(K)
3
3
000
geel
4
4
0000
groen
5
5
00000
blauw
6
6
oooooo
violet
7
7
grijs
8
8
wit
9
9
-
goud
-
-
±0,5%
-
xO,l
± 5%
xO.Ol
t 10%
-
±20%
Voorbeelden: bruin-rood-bruin-zilver: 120 Q 10% geel-violet-oranje-zilver: 47.000 S3 = 47 kïï 10% (in Elexschema's: 47 k) bruin-groen-groen-goud: 1.500.000 53 = 1,5 MQ 5 % (in Elex-schema's: 1M5) In Elex-schakelingen worden uitsluitend weerstanden gebruikt uit de zogeheten E12-reeks met een tolerantie van 10% (of 5 % ) . Tenzij anders aangegeven worden y4-wattweerstanden gebruikt. Ze kosten ongeveer een dubbeltje.
"C(LJ ""• Potentiometers oftewel potmeters worden met P aangegeven. Het zijn speciale weerstanden met een verstelbaar sleepkontakt. Met dat sleepkontakt wordt een deel van de spanning die over de hele potmeter-weerstand staat, afgetakt. Met een schroevedraaier instelbare, zogenaamde instelpots, kosten ongeveer twee kwartjes; echte potmeters (met een as) zijn te koop vanaf ongeveer f 1,50.
O uitgang massa chassis aan nul
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: 3k9 = 3,9 kQ = 3900 ÏÏ 4 M 7 = 4 , 7 H F - 0.000 0047 F
II
rood
zonder
tolerantie in%
'^
(pico) (nano) (microl (mülil Ikilo) (Megal (Giga)
-
oranje
zilver
= = m k --= M G -
p n
L_n m1 HIBI 1—
Diverse t e k e n s y m b o l e n
Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren w o r d t de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels:
lichtnet aarde draad (geleider) verbindingen
^v
kruising zonder verbinding
afgeschermde kabel
1
: F en . 1.000.000.000.000 op de kondensator vaak in de Elex-schrijfwijze aangegeven. Voorbeelden: 1n5 = 1,5 nF; ^03 = 0,03fiF = 30 nF; 100 p (of nlOO of n1) = 100 pF. De werkspanning van gewone kondensatoren moet minstens 2 0 % hoger zijn dan de voedingsspanning van de schakeling. De prijs is afhankelijk van de kapaciteit en van het materiaal waaruit de kondensator is o p g e b o u w d : f 0,40 tot f 1,50.
schakelaar (open)
drukknop (open) aansluiting, (vast) aansluiting (losneembaar) meetpunt gelijkspanningsbron (batterij, akku) lichtgevoelige weerstand
Elektrolytische kondensatoren
\V
(eiko's) hebben een heel hoge kapaciteit (ruwweg tussen 1/iF en lO.OOO^jF). Ze zijn echter wel gepolariseerd d.w.z. ze hebben een plus- en een min-aansluiting, die n i e t verwisseld mogen worden. Bij tantaal-elko's (een heel klein type elko) is de plus altijd de langste van de twee aansluitdraden. De werkspanning van elektrolytische kondensatoren (eiko's) is in het schema en in de onderdelenlijst opgegeven. De prijs van eiko's hangt samen met de waarde en de spanning. Eentje van 1 0 M F / 3 5 V kost zo rond f 0,40.
5^ -t_/
NTC
n W L
temperatuurgevoelige weerstand
koptelefoon
luidspreker
spoel
L
spoel met kern
transformator
Variabele kondensatoren
relais (kontakt in ruststand)
Evenals bij weerstanden bestaan ook bij kondensatoren speciale instelbare uitvoeringen. Met een schroevedraaier instelbare " t r i m m e r s " kosten ca. f 1 , — ; variabele kondensatoren met een as zijn te koop vanaf ongeveer f 2,50.
draaispoelinstrument
gloeilamp potentiometer (potmeter)
neonlampje
- ^
zekering
Meetwaarden variabele kondensator
stereopotmeter
Soms zijn in het schema of in de tekst meetwaarden aangegeven. Die meetwaarden dient men als richtwaarden op te vatten: de feitelijk gemeten spanningen en stromen mogen maximaal 10% van de richtwaarden afwijken. De metingen zijn verricht met een veel voorkomend type universeelmeter met een inwendige weerstand van 20 kQ/V.
Dioden
Transistors
Geïntegreerde schakelingen
aangeduid met D, zijn de eenvoudigste halfgeleiders en kunnen het beste worden vergeleken met elektronische éénrichtings-wegen of fietsventielen. Ze geleiden de stroom slechts in één richting. Draai je ze o m , dan sperren ze. In doorlaatrichting valt er over de aansluitingen van een siliciumdiode een spanning van ca. 0,6 V {drempelspannrng). De aansluitingen heten kathode (streepje in symbool) en anode. De kathode is meestal op het huisje van de diode aangegeven door middel van een gekleurde ring, een punt of een inkeping. Zijn de aansluitingen onbekend, dan kan de diode m.b.v. een lampje en een batterij worden getest. Het lampje brandt alleen als de diode is aangesloten in de getekende richting,
zijn net als dioden en LED's halfgeleiders. Ze hebben drie aansluitingen: basis, emitter en koliektor. Er zijn NPN- en PNP-transistors. Bij NPN-transistors ligt de emitter altijd aan een negatievere spanning dan de koliektor, bij PNPtypen is dat precies andersom.
meestal afgekort tot " I C ' s " , bestaan tegenwoordig in zoveel varianten, dat er nauwelijks iets in het algemeen over te zeggen valt. De meeste IC's zijn ondergebracht in een DIL-behuizing (dual-in-line): de bekende zwarte " k e vertjes" met twee rijen pootjes. Vaak staan die pootjes trouwens iets te ver uit elkaar en moeten ze (voorzichtig!) w a t worden bijgebogen, wil het IC in het voetje passen. Om vergissingen te voorkomen is pen 1 op het IC altijd gemerkt met een p u n t of een inkeping o.i.d.
0:
lampje
NPN-transistor _i
6V Een kleine stroom die van basis naar emitter loopt, veroorzaakt een (veel) grotere stroom tussen koliektor en emitter. Daarom zeggen we dat de transistor de basisstroom "versterkt" (stroomversterking). Transistors zijn vandaag de dag de belangrijkste basiselementen in versterkerschakelingen.
T©De belangrijkste technische gegevens van een diode zijn de sperspanning en de maximale stroom in doorlaatrichting. In Elex worden hoofdzakelijk twee typen gebruikt: 1N4148 (sperspanning 75 V, doorlaatstroom 75 m A ) , prijs ca. f 0,15. 1N4001 (sperspanning 50 V, doorlaatstroom 1 A ) , prijs ca. f 0,25.
Zenerdiode is een diode die in sperrichting boven een bepaalde spanning (de zenerspanning) niet meer spert. Deze diode slaat dus door zonder daarbij defekt te raken. De spanning die over de diode staat, blijft vrij konstant. Ze zijn verkrijgbaar voor verschillende spanningen (en vermogens). Prijs: vanaf / 0,25.
LED's (light emitting diodes) zijn in een doorzichtige behuizing ondergebrachte dioden, die oplichten als er stroom door loopt. De spanning over deze dioden bedraagt geen 0,6 V, maar ligt afhankelijk van het type tussen 1,6 V en 2,4 V. De benodigde stroom bedraagt 15 a 25 m A . De kathode (streepje in symbool) herkent men aan het korte pootje. De goedkoopste LED's kosten zo ongeveer een kwartje.
Symbolen In onze schakelingen worden de typen BC 547 (NIPN) en BC 557 (PNP) het vaakst gebruikt. Deze twee hebben dezelfde aansluitingen. In de meeste schakelingen kan men in plaats van de BC 547 en BC 557 ook andere typen gebruiken met ongeveer dezelfde eigenschappen: N P N : BC 548, BC 549, BC 107 (108, 109), BC 237 (238, 239) PNP: BC 558, BC 559, BC 177 (178, 179), BC 251 (252, 2531. De prijs van al deze typen ligt rond f 0,40.
Elex
NEN
operationele versterker (opamp)
zijn bijvoorbeeld de fototransitor en de FET. De fototransistor kan opgevat worden als een fotodiode met versterker. De FET is een transistor die met een spanning (dus geen stroomt in geleiding gebracht kan worden. Zo als er bij een transistor NPN- en PNP-typen zijn, zo kennen w e bij FET's N- en P-kanaal-typen. —I i ^ O —
inverter
T T )
A N D - p o o r t (EN-poort)
U—
*
1—
fototransistor (NPN) met en zonder basisaansluiting
D //
l-otodiode
M. M
is eigenlijk een omgekeerde LED; in plaats van licht te geven ontvangt deze diode licht en levert een tichtafhankelijke stroom. Prijs: vanaf ca. f 2,50.
N-kanaal J-FET
m
In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de gebruikte schema-symbolen af van officiële tekenafspraken ( D I N , NEN). 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 " & " , " 3 r 1 " , " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar èn blijft de aansluiting op de in het elektronicaonderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd.
Speciale transistoren
©
Kapaciteitsdiode
Indien een voorgeschreven type halfgeleider niet voorhanden is kan heel vaak gebruik worden gemaakt van een gelijkwaardig (ekwivalent) type. Geïntegreerde schakelingen (IC's) zijn vaak door verschillende fabrikanten van een in details afwijkend type-nummer voorzien. In schema's en onderdelenlijsten wordt uitsluitend het gemeenschappelijke hoofdgedeelte van het type-nummer weergegeven. Een voorbeeld. De operationele versterker, type 741, komt in de volgende " g e d a a n t e n " voor: \if\ 741, LM 741, MC 741, RM 741, SN 72741, enzovoorts. Elexomschrijving: 741. Het verdient aanbeveling o m IC's in IC-voeten te plaatsen (ze kunnen dan, indien nodig, makkelijk vervangen worden).
I
P-kanaal J-FET
a
j O - N A N D - p o o r t (NEN-poort)
I i'^y—
OR-poort (OF-poort)
IQ—
I
' 1—
Andere aktieve komponenten
^K^
is een diode die, in sperrichting aangesloten, zich als een kondensator gedraagt. De kapaciteit van de kondensator is afhankelijk van de spanning over de diode: een spanningsafhankelijke kondensator dus. Prijs: vanaf ca. f 1 , — .
zijn o.a. de thyristor, de diac en de triac. De thyristor is een diode die met een stuurstroom (gate-stroom) in geleiding gebracht kan w o r d e n . De triac werkt als een thyristor, maar dan voor wisselstroom. De diac spert in beide richtingen maar komt boven een bepaalde spanning volledig in geleiding,
G/
K
thyristor
•+
. . ,
J s i J o — N O R - p o o r t (NOF-poort}^
] J = i N - E X O R - p o o r t (EX-OF-poort)
— W 7 r V , _ —f/ ^ / ^
EXNOR poort (EX-NOF-poort)
~ \
^
~
' IQ—
I
=1
! r
_
