ELEX tijdschrift voor hobby-elektronica 1986-32 issue april [PDF]

Zitiervorschau

nr. 32 april 1986 f4,50 Bfrs 93

£=>

bobbV-ei

'on» ca

hifi-mixer | 10-kanaals mengpaneel i^i\

«Ü

«Ê

-p

WBÉZ?'

TH

biS>.

looplicht ^Ï , met "gasped

piekmeter koptelefoonversterker

L

U rirf'

ELEX 4 e jaargang nr. april 1986 ISSN 0167-7349 Uitgave van: Elektuur B V , Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (L) Telefoon: 04402-89444, Telex 56617 Korrespondentie-adres: Postbus 121, 6190 AC Beek (L) Kantoortijden: 8.30-12.00 en 12.30-16.00 uur Direkteur: J.W. Ridder Bourgognestraat 13, Beek (L)

Elex verschijnt rond de eerste van elke maand. Onder dezelfde naam wordt Elex ook in het Duits uitgegeven.

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, 5100 Aken. © Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V.-1986 Printed in the Netherlands Druk: NDB, Zoeterwoude

Internationaal hoofdredakteur/ chef ontwerp: K.S.M. Walraven Hoofdredakteur: P.E.L Kersemakers

Redaktie: J.F. van Rooij (eindred.), P.H.M. Baggen, I. Gombos (ass.)

Ontwerpafd. /laboratorium: J. Barendrecht, G.H.K. Dam, K. Diedrich, A.P.A. Sevriens, J.P.M. Steeman, M.J. Wijffels Redaktiesekretariaat: M.J.M. Lacroix G.W.P. Wijnen

lid NOTU, Nederlandse Organisatie van Tijdschrift- Uitgevers 4-02 -

elex

Elex-printen zijn verkrijgbaar in drie f o r m a t e n : formaat 1 (1/4 x euroformaat), 40 m m x 100 m m f 5 , - / B f r s . 99

Dokumentatie: P.J.H.G. Hogenboom Vormgeving/graf. prod.: G.B.S., Beek (L) Techn. illustraties: L.M. Martin Fotografie: J.M.A. Peters Abonnementen: T.H.H. Dewitte jaarabonnement Nederland België buitenland f 45,Bfrs. 930 f 61,50 Studie-abonnement f 3 6 , - (Bfrs. 744) Een abonnement kan op ieder gewenst tijdstip ingaan en loopt automatisch door, tenzij het 2 maanden voor de vervaldatum schriftelijk is opgezegd. De snelste en goedkoopste manier om een nieuw abonnement op te geven is die via de antwoordkaart in dit blad. Reeds verschenen nummers op aanvraag leverbaar (huidige losse nummerprijs geldt). Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Commerciële zaken: H.J. Ulenberg Hoofd adv. -exploitatie E.A. Hengelmolen

vak InoWK

Voor het opbouwen van Elex-schakelingen hebben wij speciale printen ontworpen. We hebben niet gekozen voor een aparte print voor elke schakeling, maar voor een standaardprint. Deze standaardprint is zodanig van koperbanen en gaatjes voorzien dat ze zowel voor een eigen ontwerp als voor een uit Elex gebruikt kan worden. De gaatjes zijn volgens het genormaliseerde raster 2,54 mm (1/10 inch) geboord, zodat alle elektronica-onderdelen (weerstanden, kondensatoren, IC's, enz.) passen Door ervoor te zorgen dat je een paar Elexprinten in voorraad hebt, kun je meteen aan de slag als je een bepaalde schakeling wil bouwen. Er hoeven geen speciale, dure printen besteld te worden en je hoeft ook niet aan de gang met bakken etszuur om zelf een print te vervaardigen.

Advertenties: W.H.J. Peeters Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag.

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

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

Voor de "kursus DIGI-taal" is een experimenteerprint verkrijgbaar: digi-trainer, bestelnr. 83601 f 32,70/Bfrs. 644 Verzend- en administratiekosten f 3,50/Bfrs. 69 per bestelling. Elex-printen zijn in de meeste elektronica-zaken verkrijgbaar. Ze zijn ook rechtstreeks bij Elektuur BV. te bestellen d.m.v. de bestelkaart elders in dit blad, of tegen vooruitbetaling op giro 124.11.00 t.n.v. Elektuur B.V., Beek (L) (België: PCR 000-017-70.26.01) o.v.v. de desbetreffende print.

april 1986

DEZE MAAISID

inhoud zelfbouwprojekten piekmeter Een snelle meter, die de pieken in het muzieksignaal opspoort en zo voorkomt dat de tweeters de geest geven of de opname overstuurd raakt.

14 bij het omslag: binnenkort Het mei-nummer van Elex krijgt echt een heel gevarieerde inhoud. Zo wordt er o.a. aandacht besteed aan PCM-afstandsbesturing, het meten en testen van recorders en het opladen van nicadcellen. Maar ook voor de denksporten modeltreinliefhebbers hebben we iets aardigs in petto!

Een fraaie, kleurige omslagplaat deze maand, dat is zeker. Maar of de afgebeelde schakeling ook goed werkt...?

4 elextra 10 hifi-mixer — tienkanaalsmengpaneel 14 piekmeter — muziekpieken nu ook zichtbaar 18 komponententest met oscilloskoop 24 mamba — looplicht met "gaspedaal" 29 stroboskoop — lichtflitsen aan de lopende band 32 dummy-load — oftewel "kunstantenne" 34 koptelefoonversterker 32, walmkluis — een ludiek apparaat / f met een serieus tintje 40 diefstalbeveiliging

dB

hifi-mixer

3 \m< i# 0

Ruisarm mengpaneel, waarbij de bouwer zelf kan bepalen hoeveel kanalen hij wenst. Eenvoudig te bouwen en heel goedkoop.

informatie, praktische tips

1

I ^BP 3

10

•6 i |fe & 12 ft '24

mamba Dit nieuwe, swingende looplicht is uitgerust met een "gaspedaal" om de loopsnelheid van de lampjes te regelen.

24 uitslag fotowedstrijd De jurering van de meer dan 400 inzendingen voor de "Fototronicawedstrijd" was bepaald geen sinecure. In dit nummer de (langverwachte) uitslag.

13 marktinfo 17 kaleidoskoop 20 minischakeling — Darlingtonschakeling met 0,7 V drempelspanning 21 brom — hoe kom je er van af 27 gelijkrichter-kaskade — een hoogspanningsexperiment 31 marktinfo 33 marktinfo 43 netfilter — tegen schakelgeluiden op de radio 44 kaleidoskoop 47 'n tip 48 komponenten

grondbeginselen hoe zit dat? — over watervallen en spanningsverdubbelaars 45 kursus ontwerpen deel 18

elex - 4-03

iamrPA\ 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 voor waarde: 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.

p = (pico ) 10 miljoenste van een miljoenste n = (nano) = 10~9 = een miljardste H = (micro) = 10~6 = een miljoenste m = (milli) = 10 3 = een duizendste k = (kilo) = 103 = duizend M = (Mega) = 106 = miljoen G = (Giga) = 109 = miljard

Het voorvoegsel vervangt in Elex niet alleen een aantal nullen vóór of achter de komma maar ook de komma zélf: op de plaats van de komma komt het voorvoegsel te staan. Een paar voorbeelden: Weerstanden: 3k9 = 3,9 kQ = 3900 Q 6M8 = 6,8 MQ = 6800000 Q 0Q33 = 0,33 Q Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000 000 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0056 F 4M7 = 4,7 MF = 0,000 0047 F De voorvoegsels worden overigens óók gebruikt voor de afkorting van andere soorten hoeveelheden. Een frekwentie van 10,7 MHz wil zeggen: 10 700 000 Hz, dus 10 700 000 trillingen per sekonde.

Bouwbeschrijvingen

Schema's Symbolen In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de gebruikte schema-symbolen af van officiële teken-afspraken (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 "Er", " > 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. 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: 4-04 — elex

Elex-schakelingen zijn klein, ongekompliceerd en betrekkelijk gemakkelijk te begrijpen. Er zijn speciale Elex-printen voor ontwikkeld, in drie formaten: 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 standaard-onderdelen, die goed

Over het lezen van Elex, het bouwen van Elex-schakelingen en over wat Elex nog méér voor de lezer betekenen kan.

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 duurkoop! 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.

Foutzoeken 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 onderaanzicht van de schakeling, in plaats van het boven-aanzicht? — Is alles goed gesoldeerd? Een goede soldeerverbinding is ook in mechanisch opzicht stevig.

Netspanning Isoleer netspanningsleidingen zodanig dat er bij een gesloten kast geen aanraakgevaar bestaat. Alle van buiten bereikbare metalen delen moeten zijn geaard. * De netkabel moet met een trekontlastingsbeugel of -doorvoer aan de kast zijn bevestigd. * De drie aders van de netkabel 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. * Verwijder de netsteker uit het stopkontakt vóór het verrichten van werkzaamheden aan het apparaat. Uitschakelen alleen is niet voldoende! * Kontroleer de drie netspanningsaansluitingen op onderbrekingen en onderlinge kortsluitingen. * Bevestig bij het meten aan netspanningsvoerende delen van een schakeling éérst de meetsnoeren met behulp van geïsoleerde 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.

li:ZITDAT? Hoewel trouwe Elex-lezers intussen aardig thuis zullen zijn in het elektronica-vakjargon, zullen ze zo nu en dan onvermijdelijk op kreten stuiten die ze nog nooit eerder gehoord hebben. Een "kaskade" of "kaskadeschakeling" is er daar een van. Vooral in beschrijvingen van TV's kom je die uitdrukking nogal eens tegen. Volgens het woordenboek is een kaskade een soort waterval — wat heeft dat met elektronica van doen? Wel, verder lezend in het woordenboek zien we dat een kaskade geen gewone waterval is, maar eentje waarbij het water trapsgewijze van rots tot rots valt. En juist dat woord "trapsgewijze" vormt de link met de elektronica, want in ons vak wordt met een kaskade een schakeling bedoeld welke bestaat uit meerdere trapsgewijze achter elkaar geschakelde stukjes. Al die stukjes samen vormen dan een spanningsverveelvoudiger, waarmee in een TV bijvoorbeeld een hoogspanning van 25.000 volt wordt opgewekt. Spanningen optransformeren zonder transformator — kan dat? Ja hoor! We hebben het er trouwens al eens eerder over gehad hoe je — ook zonder transformator — gelijkspanningen kunt opkrikken tot een hogere waarde: namelijk door die gelijkspanning met behulp van een multivibrator om te vormen tot een hoge wisselspanning en die vervolgens weer gelijk te richten. In een kaskade wordt weer een heel andere truuk toegepast. In wezen is een kaskade namelijk een gelijkrichterschakeling, met dien verstande dat deze zodanig is opgezet dat de gelijkspanning aan de uitgang hoger is dan de wisselspanning aan de ingang. Het aardige is dat de voor deze truuk benodigde schakeling ook nog ontzettend simpel is:

We zullen even snel de werking doornemen. Bij een negatieve halve golf (minpool boven en pluspool onder) wordt Cl net als bij een gewone gelijkrichter, via Dl opgeladen tot de topwaarde van de wisselspanning. Tot zover niets bijzonders. Wanneer bij de volgende halve periode echter de polariteit van de ingangsspanning wisselt, dan zal Dl gaan sperren. Over deze diode staat dan de kondensatorspanning van Cl plus de nieuwe ingangsspanning — bij elkaar geteld dus de dubbele spanning! Vervolgens gaat diode D2 geleiden, zodat nu kon-

densator C2 wordt opgeladen tot diezelfde dubbele spanning. De truuk zit hem dus in dit "tweetraps-systeem": eerst wordt Cl geladen en daarna zorgen Cl en de ingangsspanning samen voor het laden van C2. Wil men de spanning verder verhogen, dan kan men de schakeling simpelweg uitbreiden met nog een trap:

Nu hebben we een spanningsverdrievoudiger. Tot en met C2 werkt de schakeling hetzelfde als de verdubbelaar van daarnet. Bij de volgende halve periode (weer een negatieve) zal D2 sperren en zullen D3 en Dl geleiden. Daarmee komt C3 parallel aan C2 te liggen, zodat C3 wordt opgeladen tot een spanning ter grootte van die over C2 plus de ingangsspanning. De verveelvoudiger kan naar believen worden uitgebreid. Elke keer komt er een diode en een kondensator bij:

Hoewel. . .dat "naar believen" moet ook weer niet al te letterlijk worden genomen. Theoretisch klopt dat natuurlijk wel, maar in de praktijk ligt bij een faktor acht zo'n beetje de grens. Hoe verder we namelijk gaan verveelvoudigen, des te minder stroom levert de kaskade en des te hogere kapaciteiten er moeten worden gebruikt. Op een gegeven moment wordt zo'n kaskade dus nog omvangrijker dan een flinke hoogspanningstrafo! In een TV maakt men voor de hoogspanningsopwekking meestal gebruik van een kombinatie van een trafo en een kaskadeschakeling. Omdat het rechtstreeks optransformeren van de netspanning tot 25kV nogal wat problemen met zich meebrengt, gaat men met de trafo met verder dan 8 kV, waarna deze spanning met een kaskadeschakeling wordt verdrievoudigd. elex -

4-09

tienkanaals-mengpaneel van hifi-kwaliteit Wat dacht u van een mengpaneel waarop u werkelijk alles kunt aansluiten wat u aan hifi in huis hebt? En wat zou u zeggen als bovendien de ruis wat minder is dan bij de mengpanelen die voor rond de 100 gulden verkocht worden? En als dan ook de prijs nog iets gunstiger ligt? Ja? Maak dan de soldeerbout maar vast warm! In onze reeks a u d i o a p p a raten voor d e zelfbouwer onderscheidt dit mengpaneel zich door zijn flexibele opzet. De bouwer kan namelijk zelf bepalen hoeveel kanalen hij wenst. Of het nu gaat om vijf, tien of misschien wel vijftien kanalen — de uitbreidingsmogelijkheden zijn vrijwel onbeperkt. Bovendien vereist een uitgebreide versie nauwelijks meer elektronic a d a n de eenvoudigste uitvoering met twee kanalen: per kanaal komen er gewoon een potentiometer en een weerstand bij; dat is alles. En on- • danks de eenvoudige a a n p a k hoeft men zich over d e kwaliteit geen zorgen te maken, want ook met standaardonderdelen kan een ruisarme mengschakeling worden gerealiseerd die zonder meer geschikt is voor hifitoepassingen. Dat resultaat wordt bereikt dankzij het uitgekiende principe.

Principe Een mengpaneel moet in staat zijn meerdere LFsignalen te mengen, in een verhouding die met behulp van potentiometers kan worden ingesteld. In de elektronica kunnen signalen worden g e m e n g d door ze bij elkaar o p te tellen. Daarom bestaat het eenvoudigste mengpaneel (voor twee kanalen) uit twee potentiometers 4-10 -

elex

waarvan de loper-signalen worden toegevoerd a a n een optelschakeling. Maar d a n moeten we natuurlijk ook weten hoe die optelschakeling er uit ziet. Het is bijvoorbeeld niet voldoende d e spanningen o p d e lopers van de potentiometers met behulp van weerstanden samen te voegen en vervolgens te versterken. In dat geval zal namelijk de stand van d e ene potentiometer de

grootte van de spanning o p d e loper van de andere potentiometer beïnvloeden (en omgekeerd). Als men wil voorkomen dat te mengen signaalspanningen elkaar onderling beïnvloeden, moet een tegengekoppelde, inverterende versterker worden toegepast (figuur 1). De versterker A, die met behulp van R3 wordt tegengekoppeld, zal voortdurend trachten de span-

ning op zijn ingang konstant te houden. Dat werkt als volgt: Stel dat o p de loper van P1 een positieve spanning aanwezig is. We zouden nu verwachten dat deze via R1 o p de ingang van A belandt. Zodra A echter "merkt" dat d e spanning op zijn ingang enigszins wil stijgen, zal zijn uitgangsspanning snel g a a n dalen, en wel zoveel, dat de spanning o p het knooppunt van R1 en R3 (tevens de ingang van A) zijn oorspronkelijke waard e behoudt. Dit principe werkt natuurlijk ook als de spanning o p d e loper van P1 negatief wordt; het enige verschil is, dat d a n d e uitgangsspanning van A met een overeenkomstige waarde zal stijgen. Deze eigenschap heeft tot gevolg dat d e ingangsspanning van de versterker vrijwel niet verandert, ongeacht de stand van de potentiometers. De ing a n g van A gedraagt zich voor de signalen als een kortsluiting naar massa. Door R1 en R2 vloeien daarom stromen waarvan de grootte overeenkomt met de signaalspanning op d e desbetreffende potentiometer. Deze stromen vloeien echter niet van R1 naar R2 of omgekeerd: door d e nivellerende werking van d e spanningsveranderingen a a n de uitg a n g van A, vloeien de stromen gezamenlijk door

Rx

R1

o

470k]

SOk

lin 10|i C1 100 n

Hh

R3. De spanningsvorm a a n d e uitgang van A is d e "gemengde" uitgangsspanning. Bovendien is het interessant dat de versterking van A wordt b e p a a l d door de verhouding van d e weerstanden R1 en R3 (respektievelijk R2 en R3). Men kan het aantal kanalen naar wens uitbreiden door de signaalspanning van elk toegevoegd kanaal via een extra potentiometer en een afzonderlijke weerstand toe te voeren a a n de ing a n g van A (het zogeheten "virtuele massapunt").

„17

D.W---WV 1N4001

5...9V C2|

% U B , lie tekst

De praktijk De praktijk is natuurlijk iets ingewikkelder d a n het principe, maar niet echt veel. In figuur 3 vallen de toegevoegde potentiometers en de bijbehorende verzamelweerstanden het meeste op. De versterker is o p g e b o u w d met behulp van diskrete transistoren. Door af te zien van opamps wordt bereikt dat het mengpaneel bijna niet ruist en dat d e ingangssignalen met een zo gering mogelijke vervorming a a n de uitgang verschijnen. De specifikaties van deze vijftransistorschakeling: frekwentiebereik van 20 Hz tot 50 kHz, —1 dB; harmonische vervorming bij Uuit = 800 mV slechts 0,05% en bij 1,1 V slechts 0,1% (belastingsweerstand: 560 Q); sig-

L metaalf ilmweerstand

^®

F/guur 1. Het principeschema van een mengpaneel in zijn eenvoudigste uitvoering. Figuur 2. Deze vereenvoudigde weergave van het schema uit figuur 3 toont hoe de schakeling werkt. Figuur 3. Het volledige schema. Iets gekompliceerder, maar niet veel. elex — 4-11

naai/ruisverhouding beter d a n 80 dB Omdat figuur 3 er misschien wat afschrikwekkend uitziet, kijken we eerst naar het vereenvoud i g d e schema van figuur 2. De vijf transistoren kunnen we opvatten als een enkele transistor: T l Deze werkt in geaarde emitterschakeling (de emitter ligt a a n massa, en is tevens d e signaalmassa). De weerstand R12 zorgt voor de tegenkoppeling en bepaalt samen met d e verzamelweerstanden d e versterking. Bovendien dient R12 samen met R11 en P11 voor d e instelling van het werkpunt. Omdat het versterkte signaal niet m a g "vastlopen" tegen de voedingsspanning of d e massa (wat begrenzing geeft en dus vervorming), moet de koliektor van T1 ongeveer o p de halve voedingsspanning liggen. Bij 12 V moet de kollektorspanning dus rond d e 6 V liggen, en deze wordt ingesteld met behulp van P11. Het signaal wordt overigens niet ongunstig beïnvloed door P11 en R11. R11 ligt immers a a n de basis van T1, welke overeenkomt met de ing a n g van de inverterende versterker A in figuur 1. Zoals reeds gezegd, is op dit punt vrijwel geen signaalspanning aanwezig, zodat een weerstand hier weinig kwaad kan. Hij ligt tussen het virtuele massapunt en de werkelijke massa van d e schakeling. In figuur 3 hebben T2, T4 en T5 tot taak de kollektorstroom van T1 te versterken. T3 vormt samen met D1, D2 en R14 een konstante stroombron waarvan de stroom 2 mA bedraagt. De inwendige weerstand van de stroombron, die in figuur 2 door Rx wordt voorgesteld, is buitengewoon hoog, en dit heeft tot gevolg dat de vervorming van het signaal o p d e koliektor van T1 gering blijft. T4, T5, R15, R16 en D 3 . . . D5 vormen een zogeheten komplementaire eindtrap met klasse-A instelling, en ook deze schakeling staat bekend om zijn goede eigenschappen. Aan de uit4-12 -

elex

g a n g van d e eindtrap vinden we R19; deze zorgt er voor dat de schakeling onder alle omstandigheden kortsluitvast is.

Bouw en afregeling Omdat een mengpaneel meestal gebruikt wordt in kombinatie met stereoapparatuur, ligt het voor de hand dat men de schakeling in een dubbele uitvoering bouwt. Naar keuze kan men 2 standaardprinten van het formaat 2 toepassen, of een enkele print van het formaat 4. Men dient van tevoren te overwegen hoeveel kanalen men nod i g denkt te hebben. Als men bijvoorbeeld wil volstaan met vijf kanalen, monteert men R1. .. R5, maar R6. . .R10 kunnen worden weggelaten. Na d e montage brengt men de print(en) onder in een kast die bij voorkeur van metaal moet zijn en voorzien is van een schuin bedieningspaneel. De netvoeding moet een spanning leveren die tussen 10 en 18 V ligt, bij een stroom van minimaal 50 mA. Hoewel het in principe mogelijk is ook de voeding in d e kast onder te brengen, voldoet een

Onderdelenlijst R 1 . . . R 1 0 = 470 k ö , metaalfilm* R11 = 220 k ö , metaalfilm* R12 = 1 MQ, metaalfilm* R13 = 27 kQ R14 = 8,2 kQ R15,R16 = 18 Q R17 = 47 Q R18 = 330 Q R19 = 560 Q P 1 . . . P 1 0 = 50 k ö , schuifpotentiometer, lineair, desgewenst stereo P11 = 5 0 0 k S , instelpotentiometer C1 = 100 nF C2 = 1 0 ^ F / 1 6 V C3 = 1000 ^F/25 V D 1 . . . D 5 = 1N4148 D6 = 1N4001 T1 = BF494B T2,T5 = BC560C T3 = BF451 T4 = BC550C Diversen: Knoppen voor schuifpotentiometers Schuine kast, metaal Netvoeding, 10. . .18 V / 50 mA Chassisdelen voor in- en uitgangen 1 standaardprint formaat 2 * Kosten: (10 stereo-kanalen, zonder "diversen")

ca.

f75,-

* zie tekst

kant en klare stekervoeding beter. (Een type van 9 V is desnoods ook nog bruikbaar, maar in dat geval moet men wel een extra bufferelko toevoegen van 1000 ^ / 1 6 V.) Gebruik een 3,5 mm mini-jack voor de verbinding tussen voeding en schakeling. Verder heeft men per kanaal een stereo-schuifpotentiometer nodig. Nadat het bedieningspaneel voorzien is van een overeenkomstig aantal passende sleuven, monteert men de potmeters tegen de onderzijde van het paneel. De foto van ons g e o p e n d e proefmodel geeft een globale indruk van de potentiometer-bedrading. Nadat men d e potentiometers heeft vastgeschroefd, legt men een blanke d r a a d langs de onderste aansluitingen (deze bevinden zich a a n de zijde die overeenkomt met de nulstand van de regelaars). Nadat deze d r a a d op alle punten is vastgesoldeerd, wordt hij verbonden met de massaaansluiting van één van beide prints. De middelste aansluitingen van de potentiometers worden verbonden met d e aansluitingen van de overeenkomstige verzamelweerstanden (R1.. .R10). Let er o p dat men hiervoor bij elke stereo-potentiometer twee draden nodig heeft: d e ene voert naar de print voor het linkerkanaal, en de andere naar het rechterkanaal. De bovenste aansluitingen van de potentiometers worden rechtstreeks verbonden met de ingangs-chassisdelen. Of chassisdelen van het DIN-type worden gebruikt, of een andere soort, hangt af van d e overige apparatuur. De massa-aansluitingen van alle in- en uitgangschassisdelen worden met elkaar verbonden en vervolgens aangesloten o p de massa-aansluiting van één van beide prints. Als men gebruik maakt van een externe netvoeding is het niet beslist noodzakelijk dat men voor de bedrading in d e kast afgeschermde kabel toepast.

Het verdient overigens aanbeveling eerst het artikel "Brom" (elders in dit nummer) te lezen; daar vindt u een een aantal nuttige tips over d e juiste techniek van het bedraden.

Aansluiten Alle signaalbronnen met een zogeheten lijnuitgang, bijvoorbeeld recorders, CD-spelers, tuners en dergelijke, kunnen rechtstreeks worden aangesloten. De uitgangssignalen van een draaitafel of een mikrofoon zijn te zwak, en moeten dus eerst met behulp van een (korrektie)-

voorversterker o p lijnnivo worden gebracht. De b e n o d i g d e voorversterking verkrijgt men het gemakkelijkst als men beschikt over een geluidsinstallatie waarin de voorversterker en d e eindtrap als afzonderlijke komponenten zijn uitgevoerd. Voor wie het zonder deze luxe moet stellen, bestaat er gelukkig een uitstekend alternatief, maar in dat geval moet d e versterker wel voorzien zijn van een monitor-schakelaar. Als deze schakelaar wordt ingedrukt, zal de versterker altijd het signaal weergeven dat o p de tape-

%IA!iKT-INFG Digitalisering

in KTV's neemt

toe

ingang wordt aangeboden, ongeacht de stand van de signaalbron-kiezer. Als men dus d e uitgang van het mengpaneel verbindt met d e tape-ingang, zal na het indrukken van d e monitorschakelaar het g e m e n g d e signaal worden weergegeven. Wanneer we nu d e signaalbron-kiezer in de stand "phono" zetten, kunnen we het voorversterkte signaal van d e draaitafel afnemen via d e tape-uitgang, en het samen met de andere te mengen signalen toevoeren a a n het mengpaneel. Bij versterkers zonder monitor-schakelaar

g a a t deze vlieger niet op; het signaal van de draaitafel kan d a n uitsluitend a a n het mengpaneel worden toegevoerd als men gebruik maakt van een afzonderlijke MD-voorversterker. (Een geschikte MDen mikrofoon-voorversterker is te vinden in Elex nr. 21, mei 1985, pp. 14-15.)

In de Siemens kleurentelevisie FST 9177 wordt de digitale techniek nog meer d a n voorheen toegepast. Zo worden nu alle belangrijke groepen komponenten digitaal aangestuurd. Dit zogenaamde busgestuurde koncept kombineert alle voordelen van digitale signaalverwerking. Afgezien van de verbeterd e regeling van beeldkwaliteit, klankweergave en bediening, biedt het toestel meer mogelijkheden om het a a n te passen a a n d e te verwachten telekommunikatiediensten. Door het gebruik van meer IC- en digibridschakelingen, kon het aantal komponenten aanzienlijk worden verminderd. "Digibrids" vormen een kombinatie van o p de vrije markt verkrijgbare IContwerpen en AD-konverters o p hybride schakelingen. Door de "digibrids" wordt de beeldscherpte, beeld- en kleurweergave en de HiR-stereo geluidskwaliteit voortdurend bewaakt. Men heeft een nog beter oplossend vermogen kunnen bereiken door een grotere video-bandbreedte en door scherpere overgangen tussen de kleuren.

— Rechtstreekse kanaalkeuze (99 kanalen) via frekwentiesynthese; — LED-display dat het programma, het kanaal en d e instelling weergeeft van helderheid, kleursterkte, geluidsvolume, balans, hoge en lage tonen; — Nieuwe infrarood-afstandsbediening. De uitvoering dient kanaalkeuze en programmering, beelden geluidsinstelling en teletekst. Extra insteekbussen voor andere telediensten. Kanaal- en programmakeuze via een kalkulatortoetsenbord; — Een toetsenbord met "service-mode" voor het instellen van de belangrijke chassisfunkties, zoals beeldhoogte, beeldpositie, horizontale en vertikale instelling.

Bedieningsapparatuur: — 42 Geheugenplaatsen voor programma's, waarvan drie voor aansluiting o p AV-apparatuur;

Uitbreidingsmogelijkheden voor het chassis: — Secam-konverter (OostEuropa) kan worden ingestoken; — Teletekst-hulpschakeling kan worden ingestoken voor de talen Duits/Italiaans/ Frans (standaard in de VT-toestellen); voor twee pagina's met uitbreiding tot acht pagina's, waarvan twee als hulpmiddel voor de bediener; — Tekstdekoder (CEPT) kan worden ingestoken. De adviesprijs van de kleurentelevisie FST 9177, bedraagt f 2.598,-. Bron: Siemens, Den Haag (X249 M) elex - 4-13

piekmeter muziekpieken nu ook zichtbaar Als na een verjaardagsfeestje de muziek uit de luidsprekers beduidend doffer klinkt, of als een cassette-opname in vergelijking met de grammofoonplaat een rafelig geluid laat horen, wordt het tijd dat men wat beter let op de piekwaarden van het muzieksignaal. Met een piekmeter spoort u de pieken op voordat de tweeters het begeven of de opname overstuurd raakt. In elektrisch opzicht is muziek een bijzonder komplex signaal. Wie wel eens geprobeerd heeft met een multimeter de sterkte van een muzieksignaal te meten, zal dit kunnen beamen: de meter geeft voortdurend iets anders aan, en van een bruikbaar meetresultaat is d a n ook geen sprake. Met behulp van een oscilloskoop kunnen we de vorm van een dergelijk signaal veel beter bestuderen. Figuur 1 toont het verloop van de spanning ten opzichte van de tijd bij een g e m i d d e l d muzieksignaal. Uit de foto blijkt duidelijk wat voor een dergelijk signaal karakteristiek is: de pieken van de golfvorm liggen weliswaar vrij ver uit elkaar, maar ze bereiken een topwaarde die een veelvoud is van de doorsnee-amplitude Nu moet u zich even voorstellen dat u d e versterker zo ver hebt uitgestuurd, dat d e signaalpieken niet meer korrekt worden weergegeven. Dit verschijnsel zal zich voordoen wanneer de weergave van de pieken een uitgangsspanning vereist die hoger is d a n d e voedingsspanning. Omdat de uitgangsspanning van een versterker nooit hoger kan wor4-14 — elex

den dan d e voedingsspanning, zullen in dat geval de toppen van de signaalpieken worden afgesneden. Het gevolg is dat d e muziek met een rafelige klank wordt weergegeven, en in extreme

gevallen zal er sprake zijn van ernstige vervorming. Een soortgelijk verschijnsel doet zich voor wanneer men bij het maken van een b a n d o p n a m e de oversturingsgrens passeert. De magnetische deeltjes

o p de b a n d laten zich namelijk slechts tot een bep a a l d e sterkte magnetiseren (trefwoord: bandverzadiging). Boven dat nivo kan de magnetisering niet meer toenemen, ook niet als d e opnamekop een nog sterker magneetveld produceert. Het weergeven van een overstuurde o p n a m e biedt weinig luistergenoegen, maar het is niet gevaarlijk. Anders is het, wanneer men een versterker overstuurt, want in dat geval kunnen d e tweeters in de luidsprekerboxen worden opgeblazen. Een afgesneden signaalpiek ziet er niet alleen uit als een rechthoeksignaal, maar gedraagt zich ook zo. Als we het geluidsspektrum van rechthoekimpulsen analyseren, blijkt dat deze bestaan uit een grondtoon en een relatief groot aantal zogeheten boventonen. Het scheidingsfilter in de luidspreker zorgt er voor dat dit hele pakket boventonen uitsluitend a a n de tweeter wordt toegevoerd. De belastbaarheid van de tweeter is echter beperkt: in een drieweg-systeem van 50 watt zal d e kontinue belastbaarheid van de tweeter meestal niet meer d a n 5 watt bedragen. Een versterker van 50 watt daarentegen, kan als

hij overstuurd wordt, zonder meer boventonen met een vermogen van 50 watt of zelfs nog meer produceren. Nu zal het de gemiddelde feestganger een zorg zijn of d e muziek enigszins vervormd wordt weergegeven, maar de tweeters zullen U deze mishandeling niet in dank afnemen.

Preventie Wie d e kwalijke gevolgen van oversturing wil vermijden, heeft een meetinstrument nodig dat zeer subtiel o p signaalpieken reageert; maar helaas is lang niet elke cassetterecorder voorzien van een betrouwbare piekmeter. Een uitsturingsindikator met wijzerinstrumenten is

voor dit doel al bij voorbaat ongeschikt. Een wijzerinstrument reageert namelijk zo traag, dat d e pieken in het geheel niet worden aangegeven; ook d e zogeheten VU-meters (VU = volume units) meten slechts de gemiddelde waarde, en bovendien vertoont d e aanwijzing enig doorschot. Echt betrouwbaar is alleen een piekmeter met LED's. Hoewel men in principe zou kunnen volstaan met een enkele LED, is de schakeling van figuur 2 uitgerust met niet minder d a n zeven LED's; zo ontstaat een werkelijk riantie indikatie.

De schakeling Het hart van onze piekme-

ter wordt gevormd door een komparatorschakeling met zeven trappen; deze bestaat uit d e versterkers A2. . .A8 en d e spanningsdeler R6. . .R12. Het bovenste einde van d e spanningsdeler (aan de zijde van R6) ligt a a n een g o e d gestabiliseerde en bromvrije referentiespanning van 5,6 V; deze wordt geleverd door d e schakeling rond IC1 en T l De verschillende spanningen die o p d e knooppunten van de delerketen aanwezig zijn, dienen telkens als referentiespanning voor een o p a m p De inverterende ingang ligt steeds a a n de referentiespanning; d e niet-inverterende ingangen zijn doorverbonden. Als nu bij een van d e opamps de spanning aan

d e niet-inverterende ing a n g kleiner wordt d a n d e spanning a a n de inverterende ingang, zal d e uitgangsspanning van de o p a m p gelijk worden a a n d e voedingsnul. Is d e spanning groter, dan bevindt de uitgang zich o p het nivo van d e voedingsspanning (15 V). Omdat elk van d e opamps a a n een andere referentiespanning ligt, hebben ze ieder een eigen omschakelpunt. Wanneer bijvoorbeeld over C5 een spanning van 1,5 V aanwezig is, zullen d e uitg a n g e n van A6, A7 en A8 o p 15 V liggen, en de uitg a n g e n van A2 tot en met A5 o p nul volt. De uitgangen van de opamps zijn verbonden met inverters die al naar g e l a n g d e

+15 V

0

l = 15mA

i

• © BC • •P16V

^»i6V

-ff-®

©

© IC2 C3

' 550C ,r\

[*

+18...30V

IC1* 7815

-GzD-

C2

oio*

B«»

/r\

f*-®

O^HDLF

+6 dB

—-0

°tk

0" •+

4V *R7

ce i

16 V

+3 dB

—ff

I

A-s

meetpunt

HE)

gelijkspanningsbron (batterij, akku) lichtgevoelige weerstand

temperatuurgevoelige weerstand

n

koptelefoon

luidspreker

spoel

Variabele kondensatoren instelpotmeter

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.

't

spoel met kern

transformator

relais (kontakt in ruststand)

potentiometer (potmeter) draaispoelinstrument gloeilamp neonlampje

stereopotmeter

4-48 — elex

variabele kondensator

zekering

•_M I"

KOMRONENTEN 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 (drempelspanning). 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 PN P-typen is dat precies andersom.

meestal afgekort tot "IC'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 "kevertjes" met twee rijen pootjes. Vaak staan die pootjes trouwens iets te ver uit elkaar en moeten ze (voorzichtig!) wat worden bijgebogen, wil het IC in het voetje passen. Om vergissingen te voorkomen is pen 1 op het IC altijd gemerkt met een punt of een inkeping o.i.d.

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.

j-0-0—

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.

In onze schakelingen worden de typen BC 547 (NPN) 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: NPN: BC 548, BC 549, BC 107 (108, 109), BC 237

(238, 239) PNP: BC 558, BC 559, BC 177 (178, 179fc BC 251 (252, 253). De prijs van al deze typen ligt rond f 0,40.

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 f 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.

•«

Fotodiode is eigenlijk een omgekeerde LED; in plaats van licht te geven ontvangt deze diode licht en levert een lichtafhankelijke stroom. Prijs: vanaf ca. f 2,50.

44^ Kapaciteitsdiode 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, — .

^K^

Speciale transistoren 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 stroom) in geleiding gebracht kan worden. Zo als er bij een transistor NPN- en PNP-typen zijn, zo kennen we bij FET's N- en P-kanaal-typen.

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 "gedaanten" voor: M A 741, LM 741, MC 741, RM 741, SN 72741, enzovoorts. Elex-omschrijving: 741. Het verdient aanbeveling om IC's in IC-voeten te plaatsen (ze kunnen dan, indien nodig, makkelijk vervangen worden).

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 "Er", " > 1", " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar èn blijft de aansluiting op de in het etektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd. Elex

NEN

operationele versterker (opamp)

TV •:o-

fototransistor (NPN) met en zonder basisaansluiting

A N D - p o o r t (EN-poort)

èf M N Kanaal J-FET

- N A N D - p o o r t (NEN-poort)

P-kanaal J-FET

Andere aktieve k o m p o n e n t e n zijn o.a. de thyristor, de diac en de triac. De thyristor is een diode die met een stuurstroom (gatestroom) in geleiding gebracht kan worden. 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.

OR-poort (OF-poort)

1303•:Q-

- N O R - p o o r t (NOF-poort)

EXOR-poort (EX-OF-poortl

•+

EXNOR-poort (EX-NOF-poort)

elex — 4-49