Radiotechnika evkonyve 2015 HU.pdf

~reI

i

elektronika

Telefon: (82) 554-800

@)aníCD www.anico.hu

www.radioamatorwebshop.eu

RH

sávvevők

Napelemek

chipKlyTM

,

Multiméterek, oszcilloszkópok, tápegységek, jel-és spektrumanalizátorok . • • A több mint 80 éve alapított Rohde & Schwarz világszerte vezető szerepet tölt De a méréstechnika, a műsorszórás, a védett kommunikáció, valamint a rádiómonitoring éshelymeghatározás teriiletén. Veliink a jövő technológiáját fejlesztheti! Ismerje meg Value Instruments kínálatunkat! látogassan el a www.rohde-schwarz.com/value oldalra.

Multiméterek és számlálók

Spektrumanalizátorok

Funkció- és jelgenerátorok

Oszcilloszkópok

I:

.-

~-

~

V

-

•• • • • •

I

Tápegységek

;-.,...-. - ,-.

," .

••••••

I a l

~

ROHDE&SCHWARZ

J

,

,

A

RADIOTECHNIKA ,

..

EVKONYVE 2015

Szerkesztette:

Tartalomjegyzék

Békei Ferenc főszerkesztő Előszó . . . , .. A Magyar Királyi Honvédség R/14 rádióállomása Mélységi fémkeresők , . . . . . . . . . .

okI. ,ill. üzemmérnök, HASKU

írták:

Boló, B. Dén" ló,közlési Ie
ElosztoH Intelligenciájú mobll közlekedési csomópont modell . . . . . . . . . . Audlofil- és más dolgok . . . . . . . " .. O ,.. 160 V/2 A-es félvezetős tápegység . . Elektroncsöves torzító és dinamikaexpander gitárhoz " . " . . . . " . " . . . . . . . , ..

. 3 • 4 . 11 · 41 58 · 74

dr. Fábián Tibor okI. villamosmérnök

Kisfeszültségű elektroncsövek és felhasználásuk Napelemek . . . . . • . , . , ..•

· 82 · 89 101

dr. Halmon Tomás okI. 'lill. szakmérnök, HASPT

Technikatörténet - évszámokban .. . Elmozdulásmérő triangulum , . , .. .

108 115

Idr. K"óa Győző Iokl. ,illomosmérnök

Az első - Neumann elvű - számítógép

Chrenk6 Ferenc villomosmérnök

lendvai Klóra HASBA dr. Modarósz lószl6 okI. villamosmérnök Miklón Anila okI. gépészmérnök, villomosmérnök Nogymólé Csobo villamosmérnök Pólinkós Tibor gépészmérnök Plochtovics György múszeripori technikus dr. Simonaia lószló okI. ,illomosmérnök Sipos Gyula okl.lC·szakmérnök dr. Sipos Mihály akI. villamosmérnök

megszületése . . . . . . . . . . . , A továbblejleszteH PIC16 CPU .. . . Eltitkolt processzormagok és egyéb gyártói csalafintaságok . . . , . .

127 134 150

Szubjektív szakmai életrajztöredékek - dr. M. l.

162

Iránycsatolók az AH, a 2 m-es és a 70 cm-es amatőrsávokra (2.) . . . • . • . , . . . . . .

165

MI az AADUINO? . . . . . . . . . . . . . . . . chlpKIT™ az Ardulno™ kompatibilis platform .

171 179

Antennaforgat6 vezérlés AROUINQ áramkörrel . Izmiri vásár .. , . . . . . . , . . . . . . . . .

183

Rövidhullámú amatőr sávvevők haladóknak . • . . . . . . •

194

kezdőknek,

Cq de HA ... Cq de HG ... 2014 . . . Sok kis kapcsolás . . . . • . • . .

· 198

dr. Tolnai Jónos okI. hír.te
Akciós 2016-05 évkönyv-rendelés

· 212 · 214 223

Wlassits Nóndor ródiómérnök, HASQC

Hirdetések .. . . . . . . . . .. .

· 224

Kiadja:

©m'Inden "nyvv.jog "'lennlirtvl! C,,,,'' I"

'>: '1 _'L9

~"ébrák.

•

? , ",""

:".j iW---"ó' o-

gt ,""dPIem alan

Azo!uo( rtlsztJen vagy rr~m:Lu!'élnL

acIanóozft6

Szedés: Slpos OTP-stúdió, Budapest Slpos Gyula okI. IC-szakmérnök, cégt.

Felelős vezető:

renÓ&Zefek.

t'oo!<"l ~-'t8'l' ~/ I?­ rOlnI. nyi :~e:,ossagra hozr'li (az iskoo oktatás· ban tOrtén6 felhasznáIés kivételéveQ a kiadó

egyértalmü engedélye nélkül tilOs l

2

A kiadásért felel: Békei Ferenc ügyvezető igazgató

PIh3k

egészben bármilyen m6dO~

RátIr~fáJ ttj.

~'('~

U~.

Nyomás: AduPrint Kft., Budapest, 2014 www.aduprint.hu Felelős vezető: Tóth Éva ügyvezető Igazgató

HU-ISSN 0557-6229 RTÉK'15

Előszó A "Rádiótechnika" folYóIrat évkönyveinek XLVIII. kötetében a rádió adás·vétel technika, a hangtech· ni ka, a műszer- és méréstechnika és az általános elektronika területéről közlünk elméleti-tönéneti, ilietve gyakorlatijellegü irásokat, és természetesen a számítástechmka sem maradhatott ki cikk-összeállításunkból.

A 2014-es év, melyben ezen kötelÜnket szerkesztettük, nem adott különösebb emlékezésre méltó évfordulókat, melyekhez rádió-elektronika felfedezések lettek volna köthetök. Az I. világháboní kitöréséről a "Cq de HA ... " rovatunkban ugyan röviden megemlékezünk, mindamellett tény, hogya katonai híradástechnika alkahnawsa és fejlödése a Nagy Háborútól vált igazán intenzívve. A "Szubjektív szakmai életrajztöredékek" sorozatcikkünkben ez alkalommal d,: Madarás= Lás=1ó oki. villamosmérnök urat ismerhetik meg a kedves olvasók. A tanár úr nagy népszerűségnek örvend olvasóink körében, és ezen évkönyvünkben hozott kél írásával sem rog csalódást okozni a számítástechnikai témák iránt rajongóknak. Új évkönyvünkben új szerzőként jelentkezik Mik/án Attila gépész- és villamosmémök úr "Elosztott intelligenciájú mobi! közlekedési csomópont modell" c. anyagával. A ,,Mélységi fémkeresók" c. - mondhatni - hiánypótló téma-összeállítást Chrenkó - Nagymálé mérnök urak tollából közöljük. A chipKJT™ és az Arduino™ technológiák bcmutat(koz)ása is mindenképpen kiemelésre méltó a 20 15-ös RT ÉK témái közül. Új évkönyvünkben ismét jelentkeznek a szokásos állandó rovatok: az alkatrész-alkalmazás, a számítástechnika, a háztáji elektronika és az amatőr rádiózás. Kedves Olvasóink! Legújabb kötetünk széles témaválasztékához kellemesen hasznos évkönyvlapozgatásl kíván

A s:.erkesztóség

,

"Arfelezős előfizetőcc

Legszebb karácsonyi ajándék!

akciónk 2015-re!

nÁmOTEGHNIKA.

, "" " A 2015 -re sz616 .. ARFELEZOS ELOFIZETO .. akci6nkban Ön dönt, melyik kedvezményes lehetőséggel él! 1. LEHETŐSÉG : RÁDIÓTECHNIKA éves előfizetési díj

12.960 Ft (12 x 1080 Ft), és kevesebb, mint fél áron, 2100 Ft + postaköltségért küldünk

majd Önnek 1 db 2016-os RT évkönyvet, 2015 novemberében. 2. LEHETŐSÉG : RÁDIÓTECHNIKA éves előfizetési díj 10.800 Ft, a normál 12.960 Ft helyett, azaz csak 10 db lap árát kell kifizetnie.

Az. .Árfelezős előfizető- akcióban most is lehetősége van vagy egyösszegben, vagy 2 részletben befizetni bármelyik fenti előlizetési díjat. Rendeljen és küld/uk a csekketl A csekket kél1ük OLVASHlTOAIII kitölteni Kértük, Jetezze, ha számtát is kér az el6fizetésr6L Banki átutalásnál a .Közlemény- rovatban kérjük megadni a nevet, a pos!ázási címet és az .AT el6fiz. 2015"-öt.

Az előfizetési díjat 2014. december 10.·ig kérjük befizetni! Tel./fax: 239-4932, 239·4933 1374 Budapest, Pf. 603 www.radiovilag.hu [email protected]

RT ÉK '15

3

A Magyar Királyi Honvédség R/14 rádióállomása Balás B. Dénes távközlési technikus, HABBOE

A Magyar Kiraly; Hom'édseg es a= ipar közös híradástechnika/fejlesztései kö=ii/ kiemelkedik két, kő=el azonos szerkeuui rádiódllomas. a= R/4-(1 és (lZ RI/4, melyeket pflranc~'nokj fe/adatokra len'eztet.

A Hadil(!{;hnikai Intézet 1933-ban kezdte meg a fegyvcmcmck fclszcrclésének korszerusítesét. A IOwaIlOS Ri7 (Kisrádió3Uomas) es agyalogsági csapatrádióként szolgáló 1.5:'3 wattos Rl3

után, a páncélos csapatok vezetése

re-

szére terveztek egy új, R/4-a jelü rádió-

állomást, melynek

műszaki

követelmé-

nyeit Kerényi István dolgozta ki a Ha-

ditechnikai Intézetnél. Kerényi István ..A Magyar katonai rádiózás höskora" c. könyvében megemlékezik a Magyar Királyi Honvédség RJ4-a rádi6jar61, melyet egyébként a 2014-cs RT Évkönyvben harckocsinidiókat bemutató cikkünkben már említenünk. Kerényi szerint az volt az elképzelés. hogy egy páncélos egység parancsnoka két frckvcncián két alcgységgel vagyalárendeltekkel és elöljáróval tarthasson kapcsolatot Ez az igény más hadseregeknél is jelentkezett, de általAban két rádi6val oldouák meg a feladatot. Ezt látjuk a német páncélosok, vagy az angol-amerikai harckocsik nidi6felszerelésénél. A Haditcchnikai Intézet és a Standard Rt. a maga nemében páratlan megoldast valasztotl, közös dobozban egyesitette a kétféle keszüiéket úgy, hogy az ad6csövekre (váltakozva) közép- és rövidhullámú rezgökört leheten csatlakoztatni. Megtakaritották egy külön adókészülék helyét és költségét. Működési frekvenciai 840-2300 kHz

1. á bra . Rába Afi Rádióskocsi (R!7 )

4

(ez egyezett az RJ4 RI7-tel) és 2500-5010 kllz, ez utóbbi sávon talált kapcsolatot a 2570-2760 kHz-ig műkö­ dő Rl5 rádiókkal. A magyar honvédség felszerelésenek modemizáci6jn n II. világhaború megindulása (1939. szeptember 1.) után kapott új lendületel, a német hadi sikerek nyomán felertékelödtek a pancélos harckocsik. a repülők és anidióhiradás. A hadvezetés új eszközöket igényelt. különösen a legiero, ahol a repülögépekben hosszú- és rövidhullámú rádiók egyaránt szerepet kaptak. (Például az RlII repillőrádió hosszúhulláIllon dolgozott, az RlI3 rövidhullámon. A magyar fe lségjelü repülőgépekbe beépitett német FuG X, rádió egy keszlet hosszúhul1ámu es egy készlet rövidhullámu adó-vevőt tartalmazott.) Elsösorban repülötereken volt szükség olyan nidiókészülékekre, melyek jelentős teljesítménnyel mindkét hullámsávon használhat6k voltak és megbizható kapcsolatot tanottak a repülögepekkel. A Haditechnikai Intézet által kiadott számozás szerint R/ll-töl RJl4-ig számozták a légierő rádiókészülékeit. A repülöteri rádióállomás kapta az RJl4 jelzést és a Standard Rt. az Rl4-a készülék módosításával gyorsan legyánotta, mivel a tápcgység és a rezgókörök kivételével a rádiók minden poreikája változatlan maradt A tápegység gyartását viszont átadták a Telefongyámak. (7] Az ezredparancsnokságok általában 20 W-os R/7-a, a hadosztályok 50 W-os R/8-a rádióáll omásai a keleti hadszíntér mércteihez nem bizonyultak elegendönek. A hosszú- és rövidhullámon múködö 100 \v teljesítményű rádióállomás iránt me&lelent az igény a sz
rab komplett állomás arra enged követ· keztetni, hogy nem csak a légierő használta azokat. Ennyi repülöterünk nem volt. Lel/gyel EI/dre nyá. híradó ezredes írja nA magyar katonai rádi6zás hősko­ ra" egyik fejezetcbcn, hogya magasabb parancsnokságok, illetve a békehelyörségben visszamaradt törzsek (ún. kerületi parancsnokságok) RJI4 készülékeit az Önkéntes Himdó Női Munkaszolgálat kiképzett távírászai kezelték. Nem találtuk az RlI4 készülék rendszerbe állításának idejét, de bizonyos mértékig árulkodó a VKF iratjegyzékenek 1940, május 30-i keltezésü bejegyzése: ..Az Rll4 nidióra vonatkozó követelmények tárgyában". [7] A gyánás nYIlván a követelmimyek tisztázása után indulhalon. vélhetőcn 1940 végén, 1941 elején. Az egyetlen konkrét

.' . ......' -• A

..

~

; DA ~

')

.. .... t

---~-

!

~I

•

'"

2. á bra. Megmaradt repül őté rI R/148

készülék. Felül az adó. középen a vevéS, alul a hálózati tápegység. (A szerző felvétele)

RTÉK'15

I

i, EI"ns';;

Hosszú

Rövid

I, I,

I

-.MOV~/óf.

3. ábra. Az R/14 adó elvi kapcsolása (SJ

"'fJffYlts,

@~-""...... - - - -

,--

$ 1

@.( .... 1IJHj"

;' :~::r. tr, _ _ _

" ,...........

,-- ,

-----

(i) A 1",/u Mlsflln .~

@c.... _ .......... _

RT ÉK '15

4. ábra. Az R/14 vevő középrészének kapcsolása [S]

5

5. ábra . A képen Jól látható a két egyforma

adat. amit találtunk. 1943 márciusi keltezésü: II légierő kapon 10 darab R/14-ct, Rába Afi kocsira szerelve ( I. á bra). aggregátorutánfut6val. [4] Dr Ják)' József, aki ebbcn a7 idő­ ben, a Mérnöki Továbbképző Intézet szervezeseben tartott előadást katonai rádiótcehnika cimen. mint használatban levő es a gyalogsilgi csapatoknál IS alkalmazott rádióállomást emlíli [2}

vevő-

és a középrész [5]

A készülékei a Standard Villamossági Rt. gyártotta. nr elölapok sok eleme a korábbl Standard gyánmányokról. az 1939-es R/7 -a készülékröl és az RJ4-a-r6l szánnazik: finornbeállit6k, müszerek, kiemelő fogantyúk. frekvencia utánállíló szerelvények stb. azonosak.

Ugyanakkor a készü lék egyedi és különleges: nem találni hasonlót sem a

rendkívül sok készüléket alkalmazó angol-amerikai, scm egyéb, pl. német arzcnalban. A két frekveneiasavra készült adó egy dobozban és az egyidejű­ leg két frekvenciát figye l ő vevők. rilkaságnak számítanak (2. ábra). Az R/14 azonban alapvetően különoozöu clődjétől a lápfeszültség ellátásban, mivel hálózati üzemre tCfllcztck. Elhelyezését. súlya és terjedelme miatt. zárt gépkocsira kepzcltek cl, áramellátását utanfutóra elhelyezett benzinmataros áramfcJ lesztö biztosította. (A háború utáni generáció számfIra ICnllészetcs, hogy egy rádióallotn;h {lr.unellátását bcnzinmotoros áram fejlesztőről oldják mcg. A30-as évek hadmémökei másképpen gondolkodtak. számukra az akkumulátoros-forg6átalakitós ámmcllálás volt megfelelő, mint például az R/7-nél. Az R/7 benzinmotoros áramfejlcsztóit nem a rádió tápl:ilására, hanem az akkumulátorok töltésére használták. A táprendszer addig volt működőképes. amíg a rádiót harekoesin vagy gepjár. művön alkahna7lák. Sátorban, épületben viszont eSllk addig működött. amíg az akkumulátorok binák, és gondoskodnt kellen IlZ akkumulátorok töltéséről. Ehhez II mcgoldhhoz képest ujszerunck szami(ott a motoros áramfejles7töröl töncnö táplálás.)

Az &'14. is R/~-4, vwó rlMdIJvltRmv részének eM kolpC'seMsI rJju,

tfij!ij • ~' I il.~ .

,-

LF~I.lo.§'

F , ."" b,;

,

I· I~

.>

l'... ,J

~'~-"'~

]I ~

'f

I'j

'•

~

7

,~

ID ~

6. ábra. A rövidhullámú

6

.

~~

vevőnek

~{nOI1II ~: .

•

•• •

'--

~I' !'hí i061. .

"'

I~

'''-'''--. ''''''-''

!; I·,

~.

•

,

I '.

I-

,

•

t-

i

~

4!.1 ~.

-.'

_---_ _---

._-

r-~--... ...

nem csak külseje, hanem kapcsolásl rajza ls egyezett az Rj4-a-val {5]

RT ÉK '15

Az R/f4. "'dit/készülék hosszú- 6s riiv/dhvMtmf Irörze~1.

-----

\

eee

ma

,

•

_. _... 7. ábra. Az R/14 rádióállomás összeállítási rajza {5]

Az adóberendezés

. .

it "':' T~, . Je • • Y•• -~. -

•

\..' I

~~,.

•

J . .... - '.. ~ .,

8. ábra. Az R/14 rádióállomás, a 40.M. Jelzésű benzlnmotoros áramforrással és a vevő üzemelését blztosftó két darab 6 V/45 Ah-ás akkumulátorral (5)

RT EK '15

A kifejlesztett magyar R/14 rádióál10más. az R/4-a-hoz elvi megoldásában és külsejében hasonló konstrukció lett, OS 121500 oszcillátornval és OS 125 2000 típusú ad6csövével- 1400 V anódfesziiltség mellett - maximum 90 W nagyfrekvenciás energiát tudott az antennának átadni, bár névleg 100 W-osnak nevezték. A 3. á bra kapcsolási rajzábóllátható, hogy egy középsö egységben helyezték cl az oszcillátor, végerősítö és modulátorcsöveket, ugyanakkora hozzájuk tartozó rezgököröket a közcprészhez kétoldalt csatlakozó egységek tartalmazták. A kétféle, rövid- és hosszúhullámú rezgóköröket felváltva lehetett az oszcillátor és végcső elektródáira kapcsol ni, továbbá az is látszik, hogy a két hullámhosszra két külön antenna szolgált. Frekvenciasávok: hosszúhullám 300-1500 kHz-ig (30-186 folyószám), rövidhullám - 2524-4984 kHz-ig

7

(1001-1067 fsz.). (Az 1500 kHz-től 2500 kHz-ig terjedő sáv kimaradt.)

A vevőkészülék A vevönél a helytakarékosság kevésbé szembetűnő. A két hulla.mhosszra két külőn vevökészüléket alkalmaztak, csak a hangfrekvenciás fokozat közös, de egy ötlet itt is jelentkezett. A 4. és 5. áb rán jól követhető, hogya két vevő­ készülékböl érkező hangfrekvenciás jel közösitve lett és mindkét jelet az elő­ erősítő cső vezérlörácsára küldték. A távírász egyszerre két irányban figyelt, a hallgatóban mindkét vevő hangja egyidejűleg volt hallható. A távírász munkáját jelentösen egyszerüsítette es gyorsította, hogy egyetlen átkapcsolássai rádióhálót vagy rádióírányt válthatott. A 6. ábra a rövidhullámú rész kapcsolását mutatja. Avevők közepfrekvenciáit hosszúhullámra 245 kHz, rövidhullámra 463 kHz-re választották, csövezésüket EF8, 2 db ECH3, 2 db EBF2 csőböl állították össze, a középrész ECH 3 és EL2Z elektronesöveket tartalmazott.

9. ábra. Az. Rj14-L változat [5]

A tápegység és a benzinmotoros lehetövé tették, hogya rádióállomás harckocsitól vagy gépjárműtől fuggetlenül, akár épületben is üzemeltethető legyen. Azonban takarékossági okokból a vevő részére a tápegységbe beépítettek egy vibrátoros anódpótlót és rendszeresitettek akkumulátorokat is. Ez azért volt szükséges, hogya rádióállomás készenléti (figyelő) üzemmódjában - a vevők részére ne kelljen üzemeltetni a benzinmotort. áramfejlesztő

Antennák Az R/14 rádióállomás antennáival is különbözött az R/4a-tól: külön hosszú-, és külön rövidhullamú magasantennákat terveztek hozzá. A hosszúhullámú antenna, az 1932·ben rendszeresített R/8 antenna 17,5 méterre k.itolható Magirus-féle teleszkópos árbocaira épült, ezeket 38 méterre kellett felállítani egymástól es kettős T-antcnná! feszítettek közéjük. A rövidhullámú antenna 2 db, 7 tagú, 5,25 méter magas csöárboc köze lett feszítvc. A két árbocol 20 méterre állitouák egymástól és a

Az R(14-L. f,svr.9beszé/t! berendezés 1r4PCSO/,8S8.

--

r---------------------.. ,.."

-.-..

.,.

r--- ---------- ---I,

-

! ~~ -!Io~~

.-

l --,I

!

,

,

.....-JI.

'------------

,,,,

!

------ - -- - ~

I "''---,,;-

,

,

, --------- - -- ---------_...

,, ,,,

•

_______ _ __ __ _____ J

-

..

, ,.-

l!.~:

~-_

... I

.....

,... - - - - - - - - - - - - - - - - ,

I

:

.....

_

:

• n.[IJ

•

•

'--~,, ,,«J

I

10. ábra. A távrábeszél6 áramkör kapcsolási rajza [5]

8

RTÉK'15

ad6kocsival, ami két erpán jelentett. A RJ3 csapatrádi6khoz is rcndszeresíteljes kiszolgálashoz (adott-vett hantCllek , mert a szovgok és az átkapcsoló áramkör) azonban három érpárra vol! szükség. A két végjet bemérök adatai alapján gyakran ponton kö:tépkivezetéscs átvivő-esévé­ kaptak aknaruzcl a ket alkalmaztak (ezeket a távolsági terádióállomások. lefonvonalaknál a Posta nagy számban (Egykori Rf3 kehasználta) és ún ...fantom" áramkört hoztak létre. mely ellátta a s7ükséges zelők elmonduik, gyakorta kiloméharmadIk feladatot is. terre kelleti lelepülniük a zászlóAz olasz rokon készülék aljparanesnokl61, mert az ncm cnMint emliteltük az R/14 fejlesztésének gedte, hogy a veelö:tménye az R/4-a rendszeresitése zel6si pont közelévolt, melynek kisérleti kipróbálásá! és vizsgálatait 1934- 1936 között vége7ben maradjanak.) ték a lIaditechniklli Intézetnél. A repülőtere­ 1t. ábra. Az olasz Biga belsö elrendezése, 1-es az A./310 ken má~ ~Lcm­ A magyar és olasz Haditechnikai adókészülék Inlézetek közötti együttműködési pontok is érvényemegállapodás értelmében kétévensültck. A repülésirányit6nak a fel-fleszállópálya közeléként került sor rádiós eredményeik sugárz6 hossza 16 méterre adódolt. Erkölcsönös bemutatására. I 936-ban, a dekes volt az antcnna bcláplálása: a ben kellett tartózkodnia akár toronyV-alakban kettéosztott tápvonaltal egynyár végén érkeztek olasz tisztek a ban, akár sátorban. A rádióállomás vimást618 more sZImmetrikusan táplálták Haditechnikai Intézetbe, ahol bemuszont a négy oszlop közé feszítell magas amennáival ncm te)epülhclclt II fcla sugárzól. tatták részükrc a frissen elkészült és Mindkét antennához ajánlolt volt a7 szállópályánál, hanem csak biztonsáspeciális gépkocsiba építCll RJ4-a ráellensuly alkalmazása. A hosszúhullágos távolságban, valahol oldali. Ezért dióállomást. [I] volt szükség a távrábeszélö alkalmazámú ellensúlyokat a fóldre fektették. a Jáky és Kerényi (írásaikb61 kiérezrövidhullámú l méter magasságban a hetöcn) büszkék voltak erre a rádióra, sára. A parancsnokságot négyeres nehézkél árboc közé lett feszítve. Az RJl4 rámelyncvlcg 100 W-QS teljesítményével dióállomás összeállitási rajza a 7. ábkábel kötötte össze a7 adóházzal vagy hatékony rádióállomásnak számitott. rán látható. Az antennák között kell megemlíte,.----------. nünk a 41.M. Hegyiantennát. melyet ...... , .._............... ' lényegében 10 méteres botantennaként (körsugárzóként) alkalmaztak. A mű­ s7.aki leínis készítésekor. a telepített R/14 rádióállomás mellett egy ilyen antennat láthatunk a 8. á brán.

,

A légvédelmi változat Az RJ14-el gyakorlatilag parancsnokságok es repülőterek részére rendszeresítették, ugyanakkor készül! belőle hosszúhullám nélküli - Rll4-Ljelzésü ún. "légvédelmi" változat a kerületi Légó-központok részére, kizárólag a rövidhullámú sávra (9. ábra). A tápegység, a középrészek,a beszélö készlet. a rövidhullámú adó és vevő azonosak voltak az RJI4-gye1, sőt a csóváz egy része is, csupán a középrésztöl balra levő hossruhullámú reszt hagyták cl. Antennaként az RJI4 rövidhullámú antennáját alkalma7ták.

,

-----

L ___ _______ __ .I

A távrábeszélö Említést érdemel az R/14-L-hez konst~ mált távrábeszélö készülék ( 10. ábra). Ilyen készüléket a háború végén már az

RT ÉK '15

12. ábra . A Biga ad6Jának kapCSOlásl ralza

9

Ma már nem könnyű kideríteni, hogy az olaszok csak egyszeruen átvették az ötletet vagy megvásárolták a licencet. Annyi bizonyos, hogy 1942ben az olasz légierőnél is alkalmaztak egy hasonló készüléket, Biga RT 320 típusnéven, egy kétkerekű UlíÍnfutóra épített mozgó rádióállomáshoz. Ez az RJ4-a, illetve az RJ14 egyetlen külfóldi rokonkészüléke, amit találtunk. A II. á brá n látható Bigában elhelyezen, l-es számmal jelzett A/3 10 tipusu adókészülék egyik oldalán 240 kHz-től 441 kHz-ig hangolható hoszszi.lhullámú, mig másik oldalán 1071... 8570 kHz-ig hangolható rövidhu]lIimú rezgököröket tartalmazott. A.l olasz légierönek szüksége volt ilyen (földi) készülékre, mert a repülögépcken hossztl- és rövidhullámú rádiók egyaránt dolgoztak. A Biga tehát repülőtéri állomás leli. Természetesen voltak jelentős eltérések a magyar készülékétől. A két hullámsávra külömi,lIó vevőket alkalmaztak és az ad6teljesítmény a magyar készülékhez képest kétszeres, aza7 név-

leg 200 W lett. Bár az olasz leírás 250 W-ot említ, a két darab cllenűtem­ be kapcsolt Philips PC 1,5/100 típusú cső (Id. 12, ábra), teljesen kihajtva sem rudon 250 W-ot. További érdekességként említjük, hogy létezett a Bigának hosszú-, középhullámú változata, melyet többek között műsorszórónak használtak a háború alatt. [8]

•••

I

I

I

t

2. 3. 4.

5.

Ahogya háború fogyaszto tta a gépjármű- és rádióállományt, a HM évről évre emelt számban rendelte az ipartól a Rába Afí gépkocsira telepített R/14 rádióállomásokat, így l 944-ben 67(1) darabot. Ez utóbbiak azonban máT nem készültek el. [4] A magyar Rll4 lenyügözően érdekes kt:szülékéböl két megmaradt példányr6l tudunk. Az egyik (tápegység nélkül) jelenleg is megtekinthetö a Hadtörteneti Múzeum kiállításan. Segítségükcn köszönettel tartozom a Hadtörténeti Intézet Könyvtárának, valamint Damasek Péter es Surányi Ferel!C uraknak.

,

Irodalom:

6.

Kerényi István - Lengyel Endre: A magyar katonai rádiózás hőskora, Magyar Honvédség kiadványa, 1995. Dr. Jáky Józsel: Katonai rádiótechnika. Királyi Magyar Egyetemi Nyomda, Budapest, 1944. Di Franco Soresini: La Biga RT. 3lJ, La radio e la guerra. Mcse Edizioni. 2003. varga mre: HIradó gépkocsik e Magyar Királyi Honvédségbel\ Katonaújsag. 2012. október, Hermanos kiadó, SzegecI. ideiglenes híradó felszerelési utasítás, 21/4. füzel. R/14 és R/14-l rádiókészülék, M Kir. HM Kiadványa, Bp., 1944. Seras Tóth Dezső: Rádiós voltam a Donná~ Wllitaria Történelmi Hagyományőrző és Hadisirgondoz6 Alapítvány kiadása,

B.

7. Surányi Ferenc: Telefongyár történele, Katonai gyártmányok. VKF levél .Hánypótlás· tárgyában (internetről). 8. ~ternetrót Hstory of radio SIovenia, on the Italian part of oCCtJpied terfllory, a special lju{jjana district was set up. The radio stat ion was taken over by the Italian company Ente tteliano Audizlone Radiofoniche (EIAR). The stalion was equipped with a new mid- wavelength transmitter 8iga, and the studios were moved to the newly outfitted premises at present-day CankarJsva Street.

/I

KEDVElMENNYEL )) AMAGYAR RADIOZAS HOSKORA (( c, Könyvsorozat Köteteit ajánljuK ,

,

Ersek Janos(HA2MP)

WlassitsNándor (HABOG)

Sugár Gusztáv

Rövidhullámú amatőr rádiózás

Rövidhullámok 1924 -1934

Megszólal arádió

Magyar rádióamatőr történet

300 oldal 1900 ft

___

Akezdetektől 1944·ig

224 oldal 1900 ft

Sugár Gusztáv

~

280 oldal 1900 ft

Molnár György

StefanikPál (HA5BD

Amagyar rövidhullámú amatőr rádiózás története 1945-1955 242 oldal 1900 ft

_ , Anéprádiótól Molnár János élete aműholdas televízióig 300 oldal 1900 fl * 70 éva Sándor utcában 122 old~ t900 ft

A könyvek ről

bővebbe n

-4 Atávírótól arádióig

honlapunkon

www.radiovilag.hu

BalásB, Dénes

olvashat:

344 oldal 2900 ft

Akönyvek megvásárolhatók, postai ulánvéttel (csomagolás+postaköltség felszámitásával) megrende lh etők a szerkesztőségnél, Budapest XIII" Dagály u, 11. t em. 130 . • 0 Budapest, pf, 603. H·1374 • If 239-4932,239-4933 . hambazar@radiovilag,hu 10

10

RT ÉK '15

Mélységi fém keresők Chrenkó Ferenc - Nagymáté Csaba villamosmérnökök [email protected] , [email protected]

Az eJeklroniká~'al foglalko:ó homo ludens (a játs;:ó ember) minden bi::onnyal egyszer kipróbálja a lemkeresó-epités varázsál. És akit a dolog rabill ejt. az mélyebbre ássa magát a szo szoros és áNitl értelmében egyarálJ/. Ennek a mol/ónak a Jegyeben s::iiletefl meg népszerri kiadvánYlmk II a Nob by Elektronika Füzetek sorozmbal1 Az azola eIIeit idö pedig igazolIa a s::er.:öi

r

.f::imdékQ(, s kialakult a ji!mkeresési kultúra. a megannyi lehetoség kiakna=ti.wj\'u/. Azunban u fal/tá.:./a nelll tud szül"i annyi lehetőséget, minr amennyi

II

lIaló.~ágban elő/ordlll,

már ami oz

"elrejtett kil/csek" hollétét illeti, Az emIÍlelt!orrúsmri. elsosorban a kis tárgyak (tlfJikuSlIfI érmék. gyűnik stb.) kis mél)'~-egii megtalálására alkalmas (Íramköri megoldásokat taglal, érintve azok elmeleti hátteret is. Mosl0him hámlmk I'is=om a nogy tárgyak nagy mél)'~'égű fe/fedésének megoldásai beml/ta/ása1'01. Jelen kó=lemenyünk eZI o IIián)'1 pótolja, igy teW! teljessé ra/án 0= amatőr épitők fogalmi ismereteit is.

Mostani jelentkezésünkkel a kineskeresés kissé bizonytalan sikeres kimenetele helyett a sokkal mindennapi bb - s talán komolyabb - feladatok megoldására próbálunk meg javaslatokat adni. Miröl is van szó? Gyartelepeken, (sajnos) elhagyott. vagy atépített ipamlüveknél igen gyakori. hogy nagyobb fémtárgyak a földben egyszeruen "elvC"70ck" Az is tipikusnak mondható. (megint csak érthetetlenül) hogy fóld alatti víz, gáz. vagy olaj csővezetékck tcrvrajza elvész, másult átalakításokat vegeznek. melyeket nem kellőképpen dokumcntálnak, s aztán az egész reledésbe merül. Új épitkezésnél pedig meg belerutunk kellemetlen és kőltsé­ ges csőátvágásokba. Kiszürhctünk etásolt (pontosabban elrejtett) talajszcnnyező targyakat, mint pl, olajoshordót, megtalalhatunk valaha volt kerité!>alapot, hogy csak néhanyat említsünk a sok felhasznalasi terület közül.s mint írtuk - szinte csak fantázia kérdése, hol és milyen címen rejtőzködhet­ nek nagyobb fémtárgyak mélyen a roldfelszfn alaII. Az állandóan vissLatcro olvasói igényt, miszerint hogyan leRT ÉK "5

het elásolItankokat megtalálni. ilt nem tekintjuk mérvadó felhasználási temlelnek. Ez utóbbitól eltekintve ugyanakkor jelentős felhasználási területük az ún, hadszíntérkutatás, vagy a polgári védelem háborús "mamdványok" kutatásával foglakozó része, Amelykeresők tcrmészetesen optimalizálhatók a .,klasszikus" kincskeresésre is, bár, hogy kinek mi a kincs, az ugye erősen szubjektív dolog. A cikkben a házilag könnyen kivitelezhető gépek építési leírása mellett elvi szinten ismertetünk olyan előremutató megoldásokat, amelyek hazaI fejlesztesuek és további fejlesztésekhez adhatnak inspirációt. Magyarországon a fcmkeresók területén a .,multik" nem tudlák !Oszoritani a hazai ipan, sőt a magyar fémkeresók egyre népszerübbck, Ez világszerte is viszonylag kis piaci szegmens, mivel fémkercsöböl lénycgescn kevesebbre van igény. mint tclefonból, televízióból vagy a legtöbb muszaki cikkböl. viszont nagy terel ad a kiemelkedó magyarkrcativitásnak. Ráadásul a fémkeresők előállítását nem is lehet olyan könnyen bevonni a tömegtermelésbe a nagy élőmunka-igény miatt, és komoly igény van a különleges, kisszériás vagy egyedi műszerekre is. Ennek megfelelően, noha ma már minden külfóldi gyánmány kapható nálunk is, a ma Magyarországon használt fémkercsök közön igen nagy amnyban fordulnak elő a nagyon is ....ersenyképes hazai gyánmanyok. amelyek kis mühelyekben készülnek, sokszor éppen amatörök által összeszerelve. Ezek csak kisebb arányban külfóldi készülékek utánépitései, többnyire hazai fejlcsztésüek. A Fémkeresők c. kiadványunkban fl] érintőlegesen természetcsen foglalkoztunk a címbéli kérdéskörrel is, de a téma részletesebb kifejtésére nem került sor. Nagyobb fémtárgyak mélységi keresésére alapvetőcn kétféle elven működő berendezés terjedt el. Az ún, T/R (adó-vevő) típus. valamint a PI eIvü kereső. Mivel ezek elméleti műkö­ dési részleteivel a már említett irodalomban részlctesl:n foglalkoztunk, in csak a lényegesebb momentumokat muta~uk be ujra, itletve az azóta szerzett ismeretekettesszül: közzé. Ezen is-

meretekrc alapozva. aztán egy-két konstrukción keresztül megismerjük a "kétdobo7.0s" (1\....0- box detector) kereső működCsét. felhasználhat6ságát, majd a Pl rcndszcrü ..Orion" fantázianevü mélykeresőt mutatjuk be. írásunk zámsaként a hazai fejlesztésii multifrekvenciás .. Magnum" mélykeresésre történő átállítását és tulajdonságait ismerhetjük mcg. Meg kell jegyezzük, hogy ezen utolsó két típus már nem készíthetó el hagyományos amatőr módszerekkel és eszközökke!. ezzel egyült úgy ....éljük. hogy így a saját berendezést épitcni szándékozók. valamint a professzionális mcgoldások irant érdeklő­ dök igényeit egyaránt kielégítve hozzájárulh3lunk a téma teljesebb bemutatásához. 1. Az indukciós fémkeresés fizikai alapelve

Itt tisztmuk azt az egyszeru fizikai alapelvct, ami alapján a fémkeresők müködnck, vagyishogy miképpen keletkeznck az örvényaramok. és hogyan tudjuk ezt a Jelenséget hasznositani, Kezdettől ezt az alapelvet használja az öSSzeS indukciós fémkeresö, de egyre kifinomultabb fonnában, A fizikai törvények alapján egy egyszeru fémtárgy, pl. egy két végén összeforrasztott huzalból álló fémkarika viszonylag pontosan modellezhető LR körként, mivel meghatározható indulctivitása van mint egymenetes indukciós tekeresnek, és mint vezetőnek, az ellenállása is adott, Ez egy nyitolI mágneses kör, tehát a rajta kivülről atmenő gerjesztő magneses fluxus változúsa szinten kiszámítható feszültséget fog indukálni, és ennek megfelelő áram is fog folyni: ez az örvényáram, Az ezt létrehozó elektromos térerosséget, ami a fluxus változásának a következménye és arra merőleges, elektromotoros erőnek is nevezzuk szemléletescn. Az LR kör csak egy közelítö modell, ugyanis ha jobban belegondolunk, már egy ilyen egyszeru, körbeforrasztott huzalban scm csak körben, hanem a huzal átmérőjén belül is kialakulnak kisebb mére\Ű örvényáramok, még hajelentéktelenek is a teljes körben folyó áramhoz képest. Egy

"

Induka lt örvé nyar.mok magnese s tere

t ábra tömörebb vagy összetettebb tárgyban már sokfelé folyhat örvényáram és ez még irányftiggö is. De a gyakorlatban a modell Jól közelíti a valós fémtárgyak viselkedését. amelyek Igy egy mérhetö UR idöá llandóval rendelkeznek, amit fémkcrcsövel meg is lehet merni. mivel a válaszjd emiatt késleltetett. Ezt az idöállandót femkeresöknél hagyományoioan ..... ezetökepességnck .. is szokás nevezni, mivel azzul arányos, bár fizikailag nem azonos a G ""' I 'R \ ezetöképességgcl. GyakorlatIlag az UR tényezőt csak egyben tudjuk fémkeresövei bemémi, nem vehetjük ki külön az R-t vagy az L-t, ezért ezt az egészet tekintjük "vczetöképességnek". Az indukált ámm szintén kelt egy mágneses fluxus!. és ez az a válasz. amit a fémkcrcsővel ki szcretnénk váltani és érzékelni ( I. á bra). Ha a közelben van egy tckcrcs, ami ez csetben a fémkercsönk tekercsc. a válasz-fluxusnak egy resze azon áthalad. és abban olyan időbeli Icfolyásü feszültséget indukál, mini amit a modellünk R tagján merhetnenk. így müködik a kölcsönös indukció fémkeresésnel oda-vissza, mivel 87 eredeli gerJesztést is vagy ugyanezzel, vagy egy másik tekerccsel maga a fémkereső hozza Iéire. Müszaki szemponiból egy transzfonnálOrunk van: a primer az adó-o a szekunder a vevötekercs. a kettő kÖzötti csatolást pedig részben az érzékelni kivánt fémtárgy hozza létre. Egy tekercs escten is igy van, csak akkor a pnmer és szekunder ugyanaz. Aitól fiiggóen he.fzélhetiink kiilönJ€le indllkeiós fémkereső rendszerekről. hogy ezt (l nniködést hogyan I'alósitjllk meg. fő­ leg hogya/l valas::tjllk kii/ölI a hasz/los 12

~'álas:!jelet II sokkal nagyobh getjes::téstól. Az elektromos és a mágneses erotér többszörösen átalakul egymásba, dc a lényeg az, hogy ha I dőben változó feszültst:gcl kapcsolunk egy nyiJOn mágneses kÖrrel rendelkező tekercsre, akkor a válaszJclet is egy ezzel arányos, de fázisban (időben) eltolt feszültség fonnájában kapjuk ugyanezen vagy másik hasonló tekercsen. ha a tárgy vezetőképes.

Több frekvencia eseten ez a Jelenség frekveneiaftiggö, tehát ajelalak torzul. Viszont érdemben nincs ilyen idő­ beli eltolódás a tárgy mágnesezhetösége által okozott válaszjelben. Hogy ezt pontosan mi okozza, abba itt nem mcgyünk bele,jelen szcmpontból az afolltos, hogy alapl'etóen (I gerjes::tó terre/

a::OIlO$ fci::ishe~\-=etlÍ vála$::jelet generálnak lIferromágnt'ses allyagok. Ezáltal pl. egy ferritrúd gyakorlatilag egyszeruen csak a csatolásl változtatja meg a tekercsek között (egy tekercsen belül a menetek között is). ugyanigy hat a keresöfej, \agy mélységi szonda mechamkai defonnáci6ja is. Mig egy rádiótechnikai célu femt gyakorlatilag veszteségmcntesnek tekinthető a fémkeresök müködési frckvenciaján, a gyakorlatban előfordul6 ferromágneses anyagoknak jól érzékelhető ves7teségük van. ami az örvényáramú veszteséghez igen hason l6 hatásu. Ez avasveszteség fémes ferromágneses (vas és nikkel) tárgyaknál az örvényáramu veszteséggel együn jelentkezik. Mágnesezhetö fémtárgyaknal fennal1 a nemlineáris viselkedés is (ld. hiszterézisgörbe), cbböl a remanens mágnesességet bizonyos fémkercsők ki is használjak. amiről lesz még szó. A vektorábrán (2. á bra) láthat6 egy szinuszjellel müködö fémkcrcső cselén ft válaszjel (ami ill a vevötekeresben indukál6doH fcszüIL"ég) fázisszögének alakulása. A fázisszöget balról jobbra ábrázoljuk, mivel ez ténylegesen idő­ beli késleltetés, ami igy balról jobbra nő, ill. a fcmkeresők kijelzöjén (ha van ilyen) is ilyen sorrendbenje1enik meg. A fcmtárgy induktivitása (L) ellentétes válaszje1ct ad (Lenz tÖrvI!nye). ez 180 fokos jel. Ezzel ellentétes, ha van. a fcmtllrgy mágncsczhetösége által okozon Ofokos jel. A defonnációkb61 adódó hamis valaszjel szintén a 0 ... 180 fokos tengelyen jelentkezik. A merőleges komponenst a fémtárgy mint LR kör

J,~:t::::::::::::~~~.1~~~~~~====~~N~'.Y O· "'... 180 Oeformici6k haUsa • • Vezet6 képe " '1 (L ) hat'• sa Misnese zhet6 a61 hatiaa

TalaJ

ez üst é rm e

Vesztes 's (R) natha

2. ábra

RT ÉK '15

veszteség! ellenállása (R) adja. A talaj vasoxid tartalma a O fokhoz közeli válaszJelet ad, de ennek is van veszteségi komponense. Ezt mélykeresöknél többnyire figyelmen kivül hagyjuk. AL ábráról is jól leolvasható, hogy il fémtárgy mágnesezhetősége és ,;vezetőképessé­ ge" egymás ellen hat, tehat elegendően nagy ,.vezctőképesség" esetén ncm tudjuk megállapítani, hogy a tárgy vas-e, mert il vektor jobbra fog tolódni a ncm magnesezhetö tárgyak sík negycdébe. A gyakorlatban a nagy vasnkr61 gyakran ténylcg nem is lehel eldönteni fémkcresővel, hogy vasak-e. Ebbe nagyon beza\'ar a keresöszonda defonnációJa és mélykeresöknél csak kiscbb mértékben a talaj, mivel ugyanilyen, fOleg a 0 ... 180 fokos tengelyrc esö fázishelyzctü jelet generál nak azok is. Minél kisebb a tárgy "vezetöképességc", azaz rrunél nagyobb az R tényező az L-hez képes!' annál nagyobb a vesztesége és annal nagyobb arányiJ a vesztcsegi, vagyis 90 fokos öss2etevő a válaszjelbcn. Ez viszont nem fllgg a Slonda defomlációjától, am! nagyon figyelemre méltó jelenség ha mélykereső szondát épitünk, ami használat közben elkerülhetetlenül defonnálódik, bánnilycn 6vatosan kezeljük is. A vektorokat a Silver Star fémkeresöveI (lásd később) mértük be. Mivel a válaszJel fázisszöge irányftiggö, különösen vastárgyaknál, a konzervdobozok és hasonl6k igen széles tartományt foglalnak cl, a lapos targyak, pl. egy-egy énne válaszjeIének viszont slabllabb a fá.zishelyzete. Látható, hogy ha sok ennél teszünk egy helyre, akkor a fázisszögjobbra fordul (csökken az R ténye7ő), ez már akkor is könnyen kimutatható, ha csak két énnét teszünk egymásra. I-Ia ehhez képest a frekvenciát csökkentjük, a vektorok balra fordulnak, tehát a nagy "vezetőképessé­ gű" tárgyak jele akkor nagyobb arányban tartalmazza a kedvező 90 fokos komponenst. Ha mágnesczhető nagy tárgyról, vagyis nagyvasról van sz6, akkor is balra fordul a vektor és át is mehel 90 foknáI kisebbe, vagyis megállapítható lesz il mágnesezhetösége. Ellenkező esetben, azaz ha a frekvenciát növeljűk, a 180 fok irányába fordulnak a vektorok. A frekvencia megvAlasztásáTÓI még lesz szó. Nem abrázoltuk a relativ amplitúdól. Ha a fémtárgyunk .. vezetöképességét" fokozatosan extrém mértékben csökkentenénk az R tényező növelésével (pl. egy penzénnét egyre vékoAT ÉK '15

nyubb fóliákra eserélnénk), vagy az L-t csökkentenénk (egyTC kisebb méreru tárgy), vagy a frekvenciát csökkentenénk nagyon kicsire, akkor a válaszjel teljesen eltűnne, mielőtt elemé a 90 fokot. Végtelen nagy "vezetőképesség· nél" esak kicsit jobb a helyzet, mert ehhez 180 fokos jel tartozna, az örvényáramok áhal keltett fluxus pontosan azonos nagyságú. és pontosan ellentétes lenne a gerjesztő fluxussal (a szupravezető ténylegesen ki is zárja magá· ból a mágneses teret). Ez azt jelentené, hogya 90 fokos irányban Sl.intén nulla a válaszjel, márpedig, mint cmlitcllűk, az ebbe az irányba eső rész az igazán hasznos. A= amplilÚlióban es fidsban egyarán/legjobb \'illaszjele//ehál a közepes tarlOmányba eso tárgyak adják. Kompromisszumos esetben 90 foknái nagyobbra is valaszthatjuk a demoduJaciós irányt. hogya nagyon nagy .. vezetőképcsségü" tárgyakra is eTÖS jelet kapjunk, de ezzel felerősöd­ nek a mozgatas okozta zavarok is. Legerősebben a vastárgyak reagálnak, mivel azok mágneseLhctöségűk révén. mint egy ferritantenna, .. beg)'Üjtik" a mágneses fluxust. A vastárgyak a fenti modell vasmagos verzióinak tekinthetőck. így érthető, hogy L tényezőjük, végsö soron a .. vezetőképessegük" (UR) is nagyobb. Ezeknél belep egy másik paraméter is. a relatív mágnesezhetőség, ami itt szintén nem egyetlen konkrét fizikai paraméter (pl. J-I), ha· nem azt jelenti, hogy milyen arányban van jelen a O fokos jel a 90 fokoshoz képest. Fontos, hogy bár clektromágneses hullámr61 van szó, a VLF keresők határesetnek számitanak mert a hullámhossz olyan nagy, hogy olyan klasszikus hullámjelenségek, mint a hullám által megtett távolság miatti késleltetés és fázistolás a gyakorlatban nem érzé· kelhetők, tehát nem tévesztendő Össze az indukciós femkeresö a talajradarral, ami nagyságrendekkel nagyobb rrekvenciákat használ. Egy másik megközelítés ami félrevihet minket, ha úgy tekintünk a fémtárgy által okozott válasz· ra, mint ami csak mintegy eltorzítja az egyébként sokkal erősebb primer mágneses teret. Ekkor elmegyünk a lényeg mcllett. mert bár a mágneses tér. induk· eió és a vevőtekercsben 1Odukálódott feszültség tényleg több összctevő eredői, amelyek kÖzül lehet, hogy pont a hasznos jel a legkisebb. nekünk megis I.:izarólag erre Vlm szükségünk. a löbbit valahogy ki kell ej/ef/i. Oszcilloszkópon megnézve egy f6mkeresö (pl. a Silver Star) felerősített vÁlaszjeIét, an-

nak a keresőfejiszonda kiegyenlitetlenségéböl adódó offszetjel a legerő­ sebb összetevője, ami ráadásul kissé fel-Ie m020ghat (hálózati zavar). Lehet a sugár vastag, vagy "szőrös", különösen PI fémkeresőknél (nagyfrekvenciás zavar). VáltoL.3st egy fémtárgyra talán nem is látunk, vagy csak akkor, amikor közel van, mégis ez a viszonylagjelentéktelennek tűnő, a nagyobb jelekhez hozzáadódó változás az, amivci dolgozunk.

1.1. DipóluS jellegü fémtárgyak A lapos tárgyak jól érzékelhetően egy határozott iránnyal rendelkező dipólusként viselkednek, ha örvényáram folyik bennük. A peldabeli karikában, egy pénzénnében vagy lemezben szinte esak egy síkban folyhat az áram, igy a válasz mágneses fluxus csak erre a síkra merőleges lehet, rtiggetlenül attól, hogy az eredeti felmágnesezö tér milyen irányú volt, tehát a fémtárgyak megváltoztathatják az eredeti polarizációt. Ugyanígy egy hosszúkás vasnid. pl. szeg, betonvas, fegyvereső is fóteg hosszában mágnesezhetö feljől. A vastárgyak a már emlitett okokból sokkal erősebb kölcsönhatásba lépnek a fémkeresö ...eI, mint egy ugyanakkora. de nem mágnesczhető tárgy. A gömb alakú tárgyak (pl. muskétagolyó, ágyúgoly6) viszont mindig pontosan olyan irány[tottságú dipólusként viselkednek. amilyen in'myiJ az eredeti felrnágnesező tér volt. A két szélsőség közöu rengeteg átmenet létezik. Minél inkább határozott dipólusként viselkedik az adotl tárgy, annál inkább számít, hogyan helyezkedik el a fóld alan. Egy vízszintes dipólust például sokkal nehezebb nemesak megtalál ni, hanem behatárolni is mint egy függőlegest, mert míg a füg· gőleges dipólus akkor adja a legerő­ sebb válaszjelet, amikor pont a kereső­ tekercsünk közepe alatt van, a víZSZintes épp ilyenkor adja a legkisebbet, egy ferde dipólus pedig oldalról ad maximumo!. Ez mélységi keresésnél mar igen kinos következményekkel járhat, mert jól melléásni komoly fOldmunkát jelenthet!

2. A "kétdobozos" T/R keresök

2.1.

Működési

elv

Az induktív klegyenlités fémkeresési elvet a gyakorlati hasznosítás terén mÁr az 1930-as évek vége felé hazai viszonylatban is láthatjuk [2], s akkor

13

VevO Tekerca 2

[>

TeKercs 1

®

Modulált

Optikai és f vagy akuszllkus kl}elzés

NF genetátof

b)

3. ábra áramkörtechnika tekintetében még egyidejüek voltunk a világtendeneiákkal. Ezek a korai berendezések meglehetöscn ormótlanok voltak, elcktroncsöveket használtak nehéz telepckkcl, melyek nem tartonak sokáig, de kikövczték az utat a mai megoldások létrejöttéhez. A félvezető technika ugyan forradalmasitotta a fémkeresők felépítését. a címbéli keresési elv elméletí háttere vajmi keveset villtozott. Az ilyen típusu mélykercsök az induktív kiegyenlítés ( Induetion 8alance) elvét alkalmazzák. Mliködéslik megértéséhez tekintsük a 3. ábrát! Az Ilyen kompenzációs elvszerint dolgozó gép jellemzője az egymásrn merőleges sikÍl kél tekeres, melyek közül az egyik az adó, a másik a vevő tekercs. Mivel elen két "keretantenna" egymáshoz képest 90 fokban van felszerelve, a kettő között minimális a csatolás, így az adótekercs a vevőtekercsben nem indukál feszültséget a kölcsönhatásban nem álló erőtéren keresztül. Amikor bercndezésünket a fóld felé közelítjük, a talajhatás [I] a két antenna térerősség-el­ oszlására hatással van, és némi torzulást okoz az elméleti egyen~ulyt illető­ en. Azonban ez a hatás kompenzálható pl. a vevőantenna szöghelyzetének kismértékű módositasával, biztosítandó a nulla. vagy minimális veti jel. Amikor ez a mágneses mező, amely behatol a fóldfelszín ahi is, fémtárggyal találkozik, az abban - az elózö szakaszban megismertek szerinI - öT\'ényáramol hoz létre. Ez utóbbi szmtén létrehoz mágneses mezőt (szekunder mező). Az eredmény: az erővonal egyensÍlly megbomlik. a csatolás megnő az adó és vevőan tenna között, és a vevőben jelfeldolgozás után - hangjelzés tudalja a lalálalot.

14

Ajelenséget a keretantennas vevők­ kel dolgozók jól ismerik. Mig a szabad~ ban jól tudnak az antcnnával irányítani, addig a szobában nagyon tompa a minimum, sót gyakran több mimmum is van az épületben levő fémtárgyak mágneses tere folytán. Ismét hangsúlyoznunk kell azonban. hogy noha a fenti működési magyarázat az általánosan ismert, a fizikai elveket ismenető feJczelünkbcn rnmulaUunk arra. hogy a vevő hasznosjel-feldolgozása azért ennél összetettebb procedúral Jelent. A mélységérzékenyseg több tényezőtől rugg: e!sösor· ban az adó-vevőtekcresck elválasztási távolságától, az adófokozat teljesítményétől, valamint a vevő érzékenységétől. A talaj ásványi anyag tartalma szintén hatással van az érzékenységre, és a behatolási mélységre. Megjegyezzük, hogya kisebb szeparációs távolság (az adó-és vevőlekercsek távolsága), es kisebb keretantenna megnöveli berendezésünk kisebb lárgyakra vonatkozó érzékenységét Jelentős tényező lehet még - mint azt láttuk - az alkalmazott keresési frekvencia is. Meg kell említenünk, hogy aL IB elv legkézenfekvőbb megoldása a kiegyenlített Wheatstone-híd lenne. Két önindukciós tekercs hídba kapcsolva ugyanúgy kiegyenlithető, ha egymásra merőlegesen nyernek elhelyezést. Az elv megfelelne igénycmknek. de a gyakorlatban mégsem terjedt el, mert - lévén kiegyensúlyozott hídról van sz6 - kényes az alkalrés2ek szimmetriájara. türésére, és kezelési kcnyelmellenségei is vannak. Ennek ellenére az elv módosított változatával (Maxwcl~hid) egy későbbi alkalommal foglalkozni szándékozunk.

2.2. Aramköri megoldások

Az elv gyakorlati bemutatására az {lj-ben is próbát teltünk, de az 011 alkalmazott félvezetők beszerzcSI nehez· ségei miatl az utánépiteni szándékozók elakadtak. Ebben a fejezetben igyekeztünk 87 ilyen nehézséget elkerülni. s a kezdő és haladó hobbistáknak is "cmcszlhetöbb" kapcsohislechnikát tudunk ajánIam, bár ez nem feltétlenül Jelent egyszeru megvalósítást, hiszen az egész lémakör azért elég összetett. A klasszikus .,kétdobozos" mélykeresők emblematikus gyári reprezentánsai a Fisher Research Laboratory (USA) GEMINI III fantázianevü berendezése [I], valamint a Whitcs TM 808-a gépe. A ket mélykcreso szolgáltatásaiban is eltérő, ami persze különböző áramkörl felépítéSI is jelent. Az előbbiek közül a GEMINI valóban két dobozt alkalmaz (benne a különálló áramkörökkel) a már vázolt mechanikai elrendezésben. míg a TM 808 csak tekercsclrendezésében adja a mélykeresökre jellemző speciális kialakítást. Bárhogy is van, áramkörileg adó-vevő elektronikai részegységekre (T/R elv) kell gondolnunk, II megannyi megvalósítási Ichctőségeivel együn. Amatőr építési lehetőségeket tekintve két irányvonalat figyelhetúnk meg: az ad6egység lehet modulálatlan vivőt sugárzó, vagy modulált jelet adó. (Ez persze igaz lehel a professzionális gépeknél is.) Ennek megfelelöcn a vevöcgység kialakítása lehet egyszerubb, s igen bonyolull felépítésü is. Elsőnek cgy, az előbb említett modulálatlan adót, s párjaként - "egyenes vevőt" használó egyszeru mélykeresöl mUlaRT ÉK '15

aj ADÓ

R 220.

C'"

T

10 100 n

C,

"', R' C," '" 2N3904" ---"~"-'-t----I~------~~ .ev 10 100 n

R'

cl 100 n

L

K

bJ VEVO

R5100

K

RO

L"

lk'e.

. ",

R'

R

'00'

R3 1k5

'70

I.

'i>t! ,,-,

100 n

C,

.7nl~~T2

R2

, 'R '-H".......f{.) R8

2x1N914 O,

;;

"

C7

"" ,

R7

470

R 10

~~~----"------"~'~'-!-c~~c----->---~----~~ ~7 .,,7 "7n

3x2N3904

_L

4. ábra tunk be. Nézzük a 4. ábnit! Az "a" részletrajzon az adórokozatot láthatiuk,

amelyik tényleg egyszeruségével túnik ki. Az egyetlen tranzisztor

áromkőn

kömyezetével Colpins oszcillalort al· kOI, melynek frekvenciájá! a keresőIe­ keres, valamint a C2, és a e3 határozzak meg. Ez utóbbiak - tekercs méreteitől fUggöcn - 10 ... 100 nF közötti énékúck lehetnek ahhoz, hogy az üzemi frekvenciát 35 ... 50 kHz köze állithas-

suk. A

keresőtekercset

egy 300 x300

mm-cs rakcretre készithetjük, amelyre

20 menetet tekercseljünk 00,4 ... 0,5 CUZ huzalból. A fejelkészítési metódus leirásait az [J]-ben olvashatiuk. A tekercset vonjuk be időjárás elleni védelemmel, pl. legegyszerubb esetben szigetelő szalaggal. Megjegyezzük, hogy kevesebb menetszám, illetve kisebb geometrüijú tekercs magasabb rrekveneiás működést eredményez, ami lehet szabadon választható, csak az előbb említett működési határt tartsuk be. Az ábra "b" részlete a vevő elvi kapcsolási rajza. Az "egyenes vevő" rendszerű elektronikánk egy egyszerű kéttranzisztoros RF erösitőt, valamint a bemeneten egy elválasztó emitterkövetöt tartalmaz. A vett RF jel az emitterkövetö után jut az érdemi erösítő fokozatok bemenetére. A T2-es tranzisztoros fokozat erősí tését - s így nz egész egységét is a P potenciométerrcl állíthatjuk. A mélykereső vevő esetében RT ÉK "15

mindig felvetődik a kérdés, hogy mekkora erösités szükséges? Természetesen ez is több tényezőtől fUgg, s az adott kapcsoláshoz választott értékeket tapasztalati úton, illetve a gyári berendezések elemzése utan adjuk meg. Az erősítés maximális mértékét a készülék stabilitása és a tekercsek közötti teljesen nem lenullázható csatolás, illetve a szerkezeti elemeken keletkező otTsletjel nagysága korláto7.za. Jelen esetben a rendszer összerösitése méréscink alapján - 670, a szabályozó potenciométer állásától fUggöcn_ Az RF egység kimenele egy feszühségkétszerező tipusú diódás egyenirányító fokozatra csatlakozik, ahol mcgtörténik az RF jel egyenirányilása, melynek eredményeként kapott DC feszűltséget M műszer­ rel indikáljuk. Az előbbi bemUlnlásból kitűnik, hogy müszerünknck akusztikus kijelzése nines, hiszen modulál6jelünk sem volt az adófokozatnál, s a rendszer az ultrahang tartományban dolgozik. A kis elektronikus egységet megépíthetjük egy kb. 50x75 mm--cs variapanc1ra. Beültetés során az alkatrészek lábait a lehető legrövidebben rOTT8sszuk a panelhez, valamint a bemeneti alkatrészeket a legtávolabb pozícionáljuk a kimeneti alkatrészektől! Az indikáló müszer bármi lyen Deprez rendszerű lehet, érzékenysége 50 }lA-töl J mA-ig terjedhet. Az erzékenyebb módozatnál R I O

énékét kb. 10 kohm-ra kell növeln i. A vevő tekeres kialakítása az adóéhoz hasonló, a pontos méretegyezőség nem kritikus, de az rontos, hogy mindkel1öt ugyanazon rrekvenciára kell hangolni. A mechanikai konstrukciót illetőcn egy közös irányadó megoldási vázlatot adunk valamennyi bemutatott áramkö· runkhöz, melyet egy k6sőbbi fejezetnél ismenetünk. A folytatásban továbblépünk a s201gáltatások tekintetében, s a [3] szerinti forrás átdolgozásával egy már akusztikus kijelzésre is képes - de már bonyolultabb felépítésű berendezést mutatunk be. Amint majd látjuk amolyan ..kirakós játéknak" lehetünk részesei . mert áramköri részmegoldásokat mutatunk be. melyeket aztán ki-ki igényeinek megrelelöcn füzhet össze egy készülékJcé. Természetesen egy alapverzióból indulunk.. s a variánsokat ehhez képest ismertetjük. A működési frekvencia vonatkozásaban a választásunk az alacsony tartományba esett, némileg hasonlatosan il már említett Whites TM-80S-as gépéhez. Ez utóbbi üzemi frekvenciája 6,5925 kHz, amely természetesen kvarcvezércit pontosságú. A kvarcvezérlést megtartva, amatőr építésű keresőnk 6,25 kHz rrekvencián működik.

A részleteket az 5. á b rá n láthatjuk. Az elvi rajz együn ábrázolja az adó és vevöegységel. sőt ez a két rész közös áramköri lapon is elhelyezk.edhet. Az adófokozal központi eleme az integrált áramkörös relépítésű (IC2a-c) kvarcoszcillátor, ahol a rezgökvarc 100 kHz-es. Az oszcillátor kapcsolás ,,klasszikusnak" tekinthetö (páratlan számú inverter szükséges), némi magyarázatra az RIS, C6 szerepe szolgál. Kisfrekvenciás kvareoknál (s ilyen szempontból a mienk határeset) gyakori az ún. felhangmüködés, amikor az alapfrekvencia többszörösén (tipikusan a háromszorosán) indul meg a rezgés. Ez ellen úgy tudunk védekezni, hogya hurok késleltetési idejét annyira megnöveljük, hogy a háromszoros frekvencián már ne tudjon rezegni. Elvi rajzunkon erre a célra szolgál az előbb emlitett RC tag. (Megjegyezzük, hogy gyakorta a harccal sorba kötött ellenállással csökkentik a relhangveszélyt.) Esetünkben a kipróbált kvarcoknál nem volt szükség késleltetés alkalmazására. Az oszcillátorjel egy elválasztó rokozaton (IC2d) keresztül jut IC3 frek· venciaoszt6ra, amelynek Q4 kimenetén áll rendelkezésre a 6,25 kHz-es rrck15

80136

2xlN4148

."

"

lN4148

." '" "

RW

~

H

R20

,k>

r--------------,

: CD4040

...

U~

• >

•

~.

7812

G8

'"

•

~

"Ok

_

'"

•

, +tUr" : 16 ·~l ,I

ICS 741

oz Cg •

C12 ..

(\+11

100n l000u

'...

0

~

CT

08

:

2 x B0243C

,: ,I 13

2

Q9~

R

U",.

11

'~CL

F

"

g

I :

'

,,

i ,

______ ~_ ~~ __.~~J "

80243 ....

TI-h&z

-

,"

E~ 5. ábra

... encia. Az osztó Q7 kimenetét is használjuk. dc az mar az akusztikus kijelzés célját szolgálja. A bináris osztÓt kő ... etö IC2 maradék kapui (IC2e-f)gondoskodnuk az adÓtekercset meghajtó hidkapcsolás ellenfá.zisÚ meghajtásár6l. Az adókeret hídkapesolású meghajtása nagyteljesítményű adójeJet generál a keresőtckeresbcn. A vevöfokozatok most már integrált árnmkőrős ki"'Üelű­ ek, csupán a HF ... égfokozatban alkalmaztunk tranzisztorokat. A "vevödobez" C l-el kihangoltjelét IC l a-b efÓsítik a közölt adatokkal kb. lOOO-szercsére. A teljeserösítés Pl segitségével szabalyozható. Ez utóbbi alkutelem fémkeresőnk .. Érzékenység" kezelöszerve.

16

Az erösítőket egy IC-s csúesdeteklor követi (ICI c), melynek kimenetén már megvalósítható a műszeres kijelzés. (Megjegyezzük, hogy ez a fokozat kiváltható egy közönséges diódás egyenirányító fokolattaI. de méréscink szerint a vázolt megoldással nagyobb érzékenység érhető el.) A műszeres kijelzés "fLirgcségc" összhangba hozható a keresőző személy "söprési" temp6jával, nevezetesen egy soros RC állítható időállandójú lag (P2. C2) beiktatásával. Berendezésünkön ezt a kezel6szervet (P2) "Reakeiósebcsség"-nek hívhatjuk. Ajelút utolsó fokozata egy komparátor áramkör. amelynek refereneiáját P3, P4 potenciomételTel állíthatjuk. Ez

a hasLnálatban aztjelenti, hogy beál1íthatjuk, hogy milyen "erös" jeInél szólaljon mcg akusztikus kijelzőnk. A kéttranzisztoros HF végfokoL8tunk .. kapuzott" működésű. A bináris osztó (lCJ) Q7 kimeneteröl a 781 Hz-esjel a DJ elválasztó diódán keresztül jut a végfokozlIt bcmenetére. A T I tmnzisztor viszont bázisfeszültséget csak a komparátor pozitív táprn billenése után kap. így a hang mcgszólalása annak működési állapotához van kötve. Készülékűnk tápel1átása már 12 V-ról biztosítható, de a nagyobb stabilitás érdekében 12 V-os stabilizátort hasLnalunk, s ekkor 15 ... 18 V betaplálandó feszültség szükséges. A fóldszimmetrikus ±6 V-os tápfeszültséget

RT ÉK'15

pedig az IC5 állítja elő a szokásos megoldásban.

2.3. Kivitelezési lehetőségek Miként jeleztük is, áramkőrünk több ponton ~ az építő szándékától ftiggő módon - variálható, [gy konkrct gyárlási dokumentációt ehhez a tipushoz nem mellékelünk, de kisér1ctczéscink tapasztalatait közreadjuk. Az adófokozatnál a HAM-bazárban (is) beszerezhető kvarcokból kétfélé! is kipróháltunk. A 100 kHz-es típus a rajz szerint müködölt, s hasonlóan a 32 kHz-es is, esak ez utóbbi esetben a bináris osztó Q2 (8 kHz-es), vagy a Q3 (4 kHz-es) kimenetejöhet sz6ba meghajtó jelként, a HF vezerlőjelet pedig a Q6 (500 Hz-es) vagy a Q7 (250 Hz-es) kimenetről vehetjük. Ez ut6bbi lehet pl. kéthangú kivitelezés is. Az S.b ábra ezt a megoldást mutatja be az eredeti 100 kJ-Iz-es kvarchoz választva az osztó kimeneteit. Ez utóbbi esetben a részletrajzon lálható módon a CD4040-es bináris osztÓt alkalmaztuk. Oszcilh'ttor IC-nek haszllálhatjuk a CD4049-es típust is, ami persze nem lábkompatibilis a rajzon látható CD4069-eel. Az adóvégfokozatunk eredendően - mint láttuk hídkapcsolásu. de kisebb teljesítményigény esetcn alkalmazhatjuk az S.e ábra megoldását is. A vevöresznél az integrált áramkörös csúcsdctckton egyetlen "sima" diódával is kiválthatjuk. Ekkor a diódát tegyük R5 helyére, s P2-t a dióda szabadon levő végéhez kössük! Az egyenfeszültség P2. C2 .. időállandÓval" áll elő,

amelyet .. M" müszer mér. Mivel a felhasznált Deprez müszertípusa igen különbö7ö lehet, s a P2 egyúttal ennek előtét-ellenállást is jelenli. ez utóbbi értéke biztosan változtatásra szorul a rajzi adathoz képest. Ugyancsak érdemes kíserletezni C3 ertékével, mivel a detektált - most már egyenfeszültségü jel változásait csatolja a komparátorhoz. Ezt a jclváltozási sebességet kell összhangba hozni C2 kisülésével, amit a műszer biztosÍ!. Tudniillik "motion" üzemről van szó, s C2-nek "készen kell állnia" a helyben közeli következő találalhoz. Az adó-vevő tekercseknek javasolt induktivitás énéke 10... 12 mH. ami 0 0,4 mm-es CuZ huzalból készüljön. A tekercselés i kcrct kb. 280x280 mm, s ekkor a jelzett induktivitáshoz kb. 110-120 menet szükséges. Ezl az induktivitást kell CI, C7 segítségével a kereső frekvenciára kihangolni. Mivel az így kapon rezgőkörök Q-ja meglehelősen rossz (a méretek és énékek miatt törvényszerűen), a kihangolás némi türelmet és ügyességet kíván. Megjegyezzük. hogy az adó-vevő tckercspár készülhet hagyományos kör alakúra is. Ez utóbbi megoldást láthatjuk az eredeti orosz kiviteh mutató fényképen is (I. kép). Amennyiben a hídkapcsolású adó vegfokoZ3tban a soros rezgőköri megoldást választjuk, úgy feltétlenül óvatosan járjunk el. men az adótekercsen 150 ... 200 V effektív (!) énékü feszültség van jelen! Pontos ellenütemü vezérlés eselen (miként esetünkben is) C7 el is hagyható, de akkor ilyen "veszélyes" nagyságú feszültségről nem beszélhetünk.

6.a ábra

6.b ábra

6.c ábra

6.d ábra

t kép RT ÉK '15

Mivel az adó végfokozat tekintetében adtuk a legtöbb variálási lehetősé­ get, azok eredményeit is bemutatj uk a 6. áhrán . Az áhra "a" oszcillogramja az elvi rajzunk "c". félhidas kivitelének működéset mutatja. Ebben az esetben a fokozat áramfelvétele 10... 12 mA volt, s a látható jelalakot regisztráltuk az ad6tckercsen. A ,.b" felvétel már a teljes hidas meghajtásl mutatja, de -tekin-

17

.. v R"

~V

lM324

~,

R" R43U

R3120k

, r ,,," ,,, ,,

200

R1240k

, .,

.,,, Rn

D'

'"

m

Ch

R"

.. v

C,

•

no"

R"

2 x 0311

20'

.,., "

,,

"

Cll 3300

, - ""

10 ICl e

•

• ,.,R'

C3

--

2xKT315 !C2.4049 (KT561 LN2)

R22470k

."

14520(K561IE10)

,

~

.. v

" , EN , R" ~V

3 CC, 00

0' 0' 0'

,,•

32kHl

'"

Re LM7812

.=...

GND

1SV

2.o.a kHz

."

""

R", H"

" 4049
R'

'"

~V

lM324

~

l.02HHz ~'2

"V ~V

•

4.MkH:

• CCK " EN 0'0' "" ""Hz.. ".., 0' " ". "' '"'" • .. V 00

""

8,18HHz

~V

0'

"'.

111.384 kHz

C,

C"

CO

• C,"

'" H'" "

"" ''''' "

~V

7. ábra tettel a meghajtás pontos szimmettiájára - soros kondenzátor (e7) nélkül. Mint láthnt6, az előbbinél nagyobb fe-

szültség-amplinidót értünk el, s az áramfclvetel is 25 mA-re nőtt. A "e" oszcillogram már az elvi rajz szerinti teljes kiépítés szerinti múködést mutatja a rezgőkör kihangol! eselere. A kiserIeti adótekercsünk induktivitása 19 mH volt, - ami nem tckinthcl(~ kötelező értéknek, de itt a lényeg a tendenciák bemutatása volt, s az ehhez tanoz6 kapacitás (6.25 kHz-en, számitássa134, I nF) adta a rezonancia értéket. A műszeres mérések (hanggenerátor, oszcilloszkóp) igazol ták a számitás helyességét, S a gyakorlatban egy 33+1 nF-os kondenzátor + adóteken:s adta a hidátló elemeit. Az oszcillogrammon látható az igen magas tekercsfeszllltég, a 170 mA-es ámmfelvétel mellett. Az utolsó "d" felvétel ünk a két emitter közötti feszüllSégértéket mutatja, az előbbi kihangolt esetben.

18

Összegezve elmondhmjuk, hogya három megoldás közül az utolsónak bemutatott "nagyteljesítményű" kivitel indokolatlannak tűnik ebben az alkalmazásban, a gyakorlatban elfogatható eredményt ad az elöző variációk valamelyike, de a választás joga mindig a felhasználóC. Azt azonban hangsúlyoznunk kell, hogy a tekercs induktivitása, az átfolyó ámma, valamint a rajta levő feszültség (soros rezgőkörröl van szó) szorosan összefüggenek egymással. További kisérletünkben pl. egy 2 mH-s adótekercsnél már 325 mA-es fogyaszmst mértünk, ami ilyen felhasználásra elfogadhatat\anul magas érték. Végezetül bemutatjuk az eredeti orosz forrás kapcsolásat is (7. ábra), amely egynéhány ponton eltér megoldásunktól. Az eltéréseket már részben bemutattuk, illetőleg azok értelemszemen követhetők. Az előzőckben emlItettük, hogy a mélykeresök egyik "etalonja" a GEMl-

NI III készülék. A szerzőknél levő eredeti példányt alapos vizsgálatnak vetve alá azt néztük, hogy mikent lehetne amatőr építésűvé "szelidíteni" a professzionális kivitelI. Ennek értelmében először felvettük az adófokozat kapcsolását (8. ábra). Poziciószámokat a rajzon már mi adtunk az alkatrészeknek. Az egyszeru felepítésü elektronika egy kvan:oszcillátorból (ICa), egy végfokozatból (TI), valamint egy modulá16 oszcillátorbói (lCb) áll. Az üzemi frekvencia 81.92 kHz. s erre van kihangolva az adófokozat. Különleges szolgáltatása a készüléknek a K kapcsoló, amelynek B állásában a végtranziszlor egy soros rezgökörre is dolgozik. Ut6b· binak szerepe az ún. csőnyomvonal kereső üzemmódban van. Ekkor ugyanis a fóldbcn levő csővezetékct egyik pontján vezetetten megtápláljuk, s a sugárzó elem a továbbiakban maga a csőve­ zeték lesz. A vevővel "sétálva" pedig

RT ÉK '15

IC TLC372 (LM 393)

r---_c----1'-~~--------"'--_C----~-c~--~-o+'2V

.

...o,,.

R32H

'""c,"

,--fi':5-n

,

Ji II

1 81.g2kHz 100kHz L'_"_"+-""'''-'''''-''''-'''--_-,-,MPSA92 II

"

.oM

RI08M2

ID'

3

II

'," L ______________. -__, CJ R8 10M

Ci ,N5819

'.

MPS45

(B0244,

Q

+

I'O'"

27

T'2

2k2

R2

R7

"

."

30 UH

-r,

c

8_

8

c

•

"

R13 -.LOOlI 22.

R15

C.a'c.ll'

R14

,.,k

! ,_80 kHz

"'"

MPS4124 (2N3904)

2N38OoI MPS0\82

(]Jo c II

E B

,cl

,Il0mH

.~

~

•

G,

.c<

8, á bra annak a helyét tudjuk pontosan nyo-. mon követni. Az adófokozat további sajátossága, hogya moduláló oszcillátor nincsen aktiválva (talán egy másik tipusú vevő­ höz is adaptálták a panelt), azaz a kerc· sötekercscn csúcstól csúcsig kb. 25 V mért modulálatlan - a rezonanciára hangolás miatt kb. 80 kHz·cs szinusz· jel van jelen. Ennek megfelelöcn a vevőpanelen található egy másik 80 kHz·es kvarcoszcillátor, melynek pontos frekvenciája csak néhány 100 Hz·eI tér el az adóét61, s majd keverés után jöhet IéIre az akusztikus kijelzés.

Saját javaslatunknál (s ezt a GEM INI korábbi ver.li6i is alkalmazták) másképpen gondolkodtunk: adó· egységünket a 9. áb r á n muta~uk be. Az elvi rajzon in már moduláh adófokozatot látunk, amelynek alappillére a CD4060 (JCl) oszcillátor és binaris osztó IC. A viszonylag hozzáférhető I MHz·es kvarcot használtuk, az IC szokásos oszcillátor beállításában. Az IC első osztáspontján (Q4) áll elő a 62,5 kHz-es négyszögjel, amely egy· ben az adójelünk is lesz. Ezzel nagy· ságrendileg a GEMINI II I megoldásához közelitcttűnk. A Q/2 kimeneten

pedig már csak 244 I-Iz·es jcl van jelen, ami a moduláló jelünk lesz. A modu lá· lást az IC2 (CD4011) két kapuja végzi, amelynek eredményeképpen rádiótech· nikai értelemben egy amplitúdó billen· tyŰZÖIt (ASK) moduláció jön létre. A modulált 62.5 kHz-cs jelet egy egyszerű fclépitésü végfokozat illeszti a kerc· söszondához. Az ábra S7.aggatott vonaltól balra eső részlete egy telepkimerűlést jelző aramkört mulat, amelynel egy LED vi· lágit, amennyiben a telep feszültsége 10,5 V alá csökken. (Az eredeti készü· lékben eTTe a célm egy - költséges és sérülékeny - Dcprez műszer szolgá!.) A végfokozattekintetében egy, az egyszerűnél is egyszerubb megoldást is lát· hatunk a "b" ábrarészleten. Ezzel az egyfokozatú egységgel is hasonló ered· mény érhető el, mint a föáramk.öron le· vővel, csak a félvezctő paraméterekhez kell a passziv elemek értékeit kissé módosítani, a kívánt eredmeny elérése ér· dekében. A kívánt eredmény pedig: az adótekercsen csúcstól csúcsig mén legalább 20 ... 25 V nagyságú jel 50 ... 60 mA·es fogyasztás mellett. A mintapéldányban a HAM bazárból beszerzetl MPSA·92, valamint a BD244..es tran· zisztorokat próbáltuk ki. s a ket IÍpus· hoz változtatn i kellett a báziskőn ellcnállások értékein. Az egyszeru kivitelez· hetőség érdekében elhagytuk a est).. nyomvonal kereső funkciót, de értelemszerű kiegészítéssel (lásd a 8. ábrát) az is biztosítható. Adófokozatunknak nyáklervct is készítettünk (10, á b ra), melynek bcültetési oldalát a II , á brá n

~~'-~__-t__+-____________-t______~=--t___________________Z_P_04,-,7~'''~'~__~+12 V ~,

CD4011

,. ""

R3

01

rC",:',-+

,

,

'" I

"80244. MJL21193 TO

+12 V C"

I

R'

L

33

80244,

MPSA92

bl L

9. ábra

RT ÉK '15

19

eillátort használ, az adófokozathoz képest hangfrekvenciás chérésscl, és egy műveleti meredekség erösítő (OTA) fokozat végzi a szükséges keverést. Alkatrészbeszerzési nehézségek miatt teljesen más utat választottunk. Mint láttuk, az ad60ldaIon 244 Hz-es moduláló jelet alkalmaztunk, s ezt szántuk az akusztikus kiJclzésünk forrásának is. De hogyan nyerjük ki ezt a jelet úgy, hogy közben jelen tős erősítést is meg kell valósitanunk? A lehetséges kapcsolások közül egyet mutatunk be, amolyan gondolatébresztő jelleggcJ (12. á bra). A kissé bonyolultnak runő áramkör annak is köszönheti a sok alkatrész!, hogy ragaszkodtunk az egytelepes tápláláshoz, valamint at IC-s tranzisztoros vegyes alkatrészbázishoz. De nézzük a részleteket! Avevőkeret jeiét a TI fogadja emitterkövető beállitásban. Ennekjeiét egy DC csatolt kétfokozatú tranzisztoros fokozat jelentő­ sen felerősíti. Itt történik az érzékenyseg (erősítés) szabályo7.ás is PI segítségével. Al. erösítő egyetlen ..szeplőfolt­ ja" a C5 kondenzátor, amely az egész fokozatot sávhatároluá teszi. Ezzel el-

o o o o o o

10. á bra láthatjuk. A kisérleti bcrendezésünk adótekercse 32 ~H-s volt, s ehhez C5 értékét 20 I nF ra számoltuk. a gyakorlatban 68+33+100 nF-os kondenzátorokat párhuzamosan kőtve sikerült jó rezonanciára hangolni. A:l. adókeret 280x230 mm-es legyen. s ekkor a megadott induktivitás értékhez 6 menet szükséges 00,8-1 mm-es CuZ-böl. Mmt azt említettük, at eredeti készülék vevöegysége stintén kvareosz-

~" I'DOU -

,'"

"' '~

~

Q

". k,.l

.~ OI'~

,"

'-r

.. ~

~

,OO,

.

_.

113 '"

I~

...,...."

.••, GJ'

2.390<

-tP

~

érj lik att, hogya nagy erosítés csak a HF tartományban történik, léven nehány kHz felett már nem erősít semmit a C5 TJ-at söntöló hatasa miatt. A további történéseket már "képekkel is illusztráljuk". A I]. á bra oszcilloszkóp-felvételein keresztül vezetjük le a vevőnk müködését. A folyamat megértéséhez visszatérünk az adófokozathoz. Az ábra ,.a" felvétele az adójelet mutatja a modulaló IC kimenetén. míg a "b" és "e" oszcillogrammok az adótekercsen levő jelet mutatják külön-

.

(:1 (:2 NE5S32

3.2N3904

~.

tt á bra

~

~

,a

,~.

<~n Q

n.

... ..." ::. r "

...,""... I

"'.' . ,

"

,~: ~.

".

e

• •

,~,

.

~,

l';"~

~

,

'

A

• r', ~

,

-f>.

RZ3

.~

,

".

11.1'

~

~

"

R27

~

~l

n,

..

••

~

806",

lU:!

.

~

tffi"

',....148

113110101

a

~1_

~

i@k;r 7~111~n'5 a'k ,

,

•

~.

'"

...

-

(I!S~

~,

Bt,,,,

'DOn

1211~ 3 lC2b

10_ <70"

1""'148

_.

.pi ., •

'"

I

,~.

'H

,oor

Cl~

~

,oo.

~

•

,.

~

~ ~

...

,~.

,u I.~

,~.

~CIC'P. 7

...

i

'Ik

IOn

~

l.t:P''' J

~~ l.~

-'

~

~17 " h I'DOu

'00 1137

I~ ~'. 220 u

~

lt36 " . :IllO

2, 2N3904

M:tO 101:

•

~

.. S".."

L

12. ábra

20

RT ÉK '15

13.a ábra

13.b á bra

alakítjuk, s tesszük elérhetővé a müszeres kijelzés s7..ámára. Masrészt egy nem egészen szokványos komparátorra vezetjUk, ahol is már a legkisebb nagyságú szinuszjelböl tápfeszültségnyi négyszögjelet kapunk (Schmin-trigger jelleggel). mint azt az ,.r' képen láthatjuk. Ez a jel már pontosan megegyezik az adóoldali moduláló jellel. Ezt a jelet egy tranzisztoros fokozat teszi hallhatóvá úgy, hogy annak üzemmódja inditon. Ugyanis a HF egység első fokozata (T4) az integrntortól kapja a tápfeszültségét, igy a HF fokozatel induhisa, ilietve erösítésének mértéke a hasznos kimeneti je ltől fiigg. Hogy az egyes fokozatokat mérni tudjuk. készÍlettünk a vevőhöz is nyáktervet (1 4. á bra) amelyhez tartozó alkatresz-beültetési rajzot a 15. á bra mutatja. Az egyes fokozatok beállítását, a kezelőszervek hatását "asztali körütmények" között végeztü k, illetve vizsgáltuk, terepi kipróbfllása lapzártáig folyamatban volt.

13.d ábra

13.8 ábra

2.4. Mechanikai konstrukciók

13.c á bra bözö gépbeállitások melletl. A vevöoldalon C6 kicsatoló kondenzátor végén a ..d" ábra szerinti. még eléggé vegyes jelet látjuk. Az első IC-s fokozatunk egy elsőfokú a l uláteresltő SZÜfÓ fázisfordító erösitövel. melynek törésponti frekvenciája a megadott értékekkel kb. 720 Hz. Ezt a fokozatot egy aktív sávsziifÓ követi 240 Hz középponti frekvenciára állítva. Az eredményt mutatja az "c" oszeillogram, amelyen azt látjuk, hogy milyen szépen .,kihámoztuk" az adójelböl a moduláló jelet. A szűrő kimenetén il vett jel erőssé­ gétől függő nagyságú szinuszjel (ilIetve nilvezérleskor már trapCzjel) áll rendelkezésünkre. Meg kell jegyezzük. hogy e7en fokozat erősítése a P2-vel Qelemősen) szabályozható. mig a sávközépi frekvencia pontos beállítása a P3-mallehetséges. A sávsziirö kimenetétől a jel kétfelé ágazik. Egyrészt a változó nagyságú szinuszjelet egy aktiv integrátorral (IC2b) DC feszüilséggé

RT ÉK'15

A fémkeresök házilagos kivitelezése mint arra már több Irásunkban is utaltunk - sokretü szakmai feladatot jelent. beleertve az elektronikai munkán kivül a faipari, gépészeti, ragasztástechnikai stb. tevékenységet is. A mélykeres6k tekimeiében, ha lehet, cz fokozottabban igaz! Az a tény, hogy az adó- és vevötekercs terben szétválik egymástól, összetellebbé teszi felad ata inkat i!>. A végleges kivitelezes persze - a helyi adottságoktól fUggöen - sokféle lehet, de néhányalapszabálynak mindenképpen eleget kell tennünk. A kétdobozos rendszerű berendezéseknél a legfonlo-

13.1 ábra sabb a kivitelezési ismérv, hogy az adóés vevőtekercsck közön a csatolás minimális legyen, alapeselben középsikjaik egymással pontosan 90 fokos szö-

14. ábra 21

nális kivitele (2, kép) bemutatandó a megvalósitási végleteket.

3. A Silver Star mint mélységi kereső

15, ábra

get zárjanak be, de ettől elte rő elrendezesek is lehetségesek (lásd pl. a Magnum kereső "Brutus" fej ct, ahol nem merőlegesek). Ezt a szögertéket elektronikai megoldástól függően - állíthatóan kell kialakítani, vagy elégséges az elektronika élesztésekor egyszer "belőni", majd rögzíteni (lásd pl.: Silver Star). A 16. ábrán az előbbi feltétel vázlatát láthatjuk. míg a 17. ábrán már konkretabb kivitelezési javaslatot tekinthetünk meg. A tartórúd anyagát tekintve nem egységes a nézőpont még a gyartók körében sem. A már emlitett GEM INI III pl. alumínium profil! használ a két doboz felrögzitésére (I]. s a TM-808-as is fé!llvázas kivitelű. Más források viszont kimondott:ln tiltják a fém alkatelernek használatat. Jelen esetben mi is gyalult faprofilt használtunk, illetve javaslunk az ábra szerinti elrendezésben. A keresőkeret rajzi adatai tennészelesen csak tájékoztató jellegűek. tag teret adva a kíserletezésnek is. A fejbe

16. ábra

22

ágyazott tekercsek helye készülhet horonymarással, vagy "szendvics kiképzésseI". Mindkettőre [1 l-ben részletes technológiát mutattunk be, melyet itt nem ismétlünk meg. A két fej közötti ún. szeparációs távolságot (az ábrán d) szándékosan nem méreteztük be, mert annak megválasztási szempontjairól e l őző fejezeteinkben szóltunk. Altalánosságban azért elmondhatjuk, hogy ez a távolság (bár elvileg tetszőleges lehet), hordozható mélykeresök eseteben 600 ... 900 mm kÖzöHjavaslott. A GEM INI III e szempontbó! is kilóg a sorból a maga 1100 lrun-es szeparációs távolságával. Rajzunkon azt az általánosnak tekin th ető megoldást láthatjuk, mikor az adófej (doboz) a then rögzített, s állíthatási lehetőség a vevőfejnél van. Tennészelesen nincs akadálya (s ismeretes is) a fordított felállásnak, mikor az adófejnél lehetséges a jelkiegyenlités. A rajzunkon szintén nem ábrázoltuk a hordfogantyú megoldását. Ezt egyrészt az indokolja, hogy számtalan megoldás elképzelhető, másrészt a hordozó személy magasságától is fugg. Ez utóbbi kitélelünk arra vonatkozik, hogy a mélykeresők munkamagasságát ugy cé l szerű megválaszlaní , hogy az a talajtól 25 ... 30 cm-re legyen. s czt kell figyelembe venn i a felhasználó magasságával összevetve. Nem tartjuk szerencsés megoldásnak a hordszíjas kiviteIt (pl. a GEM INI III alkalmazza) a nehézkes stabilan tllrtás miatt. További kivitelezési részleteket a Silver Star mélykereső megépítésénél ismertetünk. VégezefÜl iti ujból utalunk az l. képre, amely az amatőr megjelenés "rút kiskacsája", s álljon itt a TM-808-as gép elegáns, professzio-

Az [ll-ben már ismertetett Silver Star fcmkereső nagyon sokoldalunak bizonyult, és főleg a hadtörténeti kutatásokkaI foglalkozók körében igen népszerű, ugyanis a mindössze 200 mm átmérőjű keresőfeje ellenére is jó a mélységérl.ékenysége és az alacsony működési frekvencia miatt jól reagál II nagyobb tárgyakra. Ez még az eleve érzékeny felépítésnek és a non-motion műkődés­ módnak is köszönhető. Utóbbi a mélykeresőkre jellemző, mert mélyebben levő tárgyaknak a felszínen nagyobb felületen érzékelhető, vagyis lengetcs/haladás közben viszonylag lassan változó válaszjeIét is jól reldolgozza. A SilverStar induktív híd tipusú keresöfejet igényel. A több száz utánépítés, több kcresőfej-konstrukció kipróbálásával szerzett tapasztalat alapján a koncentrikus, az Omega és a DD elrendezésü keresőfejekkel egyaránt jól működik, de a two-box megoldást nem próbálta ki senki. Pedig a Si lver Star minden áramköri változtatás nélkül is alkalmas two-box rendszerű mélységi fémkeresönek, mindössze a megfelelő szondával kell ellátni. A 10vábbiakban egy, ezzel aszondával felszerelt módosított verziót mutatunk be, ami egyrészt a még nagyobb mélység elérését célozza, másrészt új clcmekkcl gazdagítja az eredeli konstrukciót, miközben ugyanúgy használható marad kézi keresőként is. A Silver Star szinkrondemodulátorral és hangolóautomatával van felszerelve, ami nemcsak a használatát, hanem a mélységi szonda elkés7ítését és

17. ábra RTÉK '15

18.8 ábra

18.b ábra

18.c ábra

RT ÉK '15

beállítását is leegyszerűsíti. Míg a hagyományos two-box fémkeresök csak a válaszjel amplitúdóját veszik figyelembe, a Si lver Star a fázishelyzetét is. Mint említettük, a fémtárgyak válaszjele minden esetben tartalmaz az adójeire merőleges komponenst is, ami annál nagyobb arányú, minél alacsonyabb a frekvencia, illetve ehhez képest a tárgy "vezetöképessége". A Silver Star a maga viszonylag alacsony, 4,74 kH z-ével ez61 is alkalmas mélykeresönek. Amennyiben a demodu láció fázisszögét az adójeire merőlegesen választjuk meg, műszeriink csak ezt a komponenst érzékeli. Ennek amplirudója ugyan kisebb, mint a teljes válaszjelé, mégis nagyobb érzékenységet érhefÜnk el vele, mivel ezt kifejezetten a fémek ,.állítják e l ő" az örvényáramok révén, magában a müszerben alig keletkezik. Az adó által a vevő te k ercsben közvetlenü l indukáltjel a O... J80 fokos lengclycnjeJentkezik és ezáltal erre merőleges dcmoduláei6 (mimavételezés) esetén kiesik, és ennek a mozgatás, dcfonnáeió révén való változása is. A fémkereső így elvileg nem, gyakorlatilag lényegesen kevésbé lesz érzékeny a tekercsek egymáshoz viszonyított helyzetének megváltozasara. vagyis kiküszöböli a two-box rendszer egyik legnagyobb hátrányát. A kereSöszondát tehát nem kell külön precIzen kinullázva bcállítgatni és annyira óvatosan kezelni sem. Elég, ha a két tekercs közötti csatolás nem lepi túl azt a határénéket, aminél már túlvezérlödik a bemeneti erösítö, ugyan úgy mint az eredeti, koncentrikus keresöfejnél. A meTÖleges fáz isszöget a Silver Star már eleve meg l evő Ground

gombjával állíthatjuk be, az ofTszetjel kinullázását a hangol6-automala végzi. Az induktív hidas kere$Öszonda a szokásos vízszintes és ftiggőleges tekercsbő l

áll .

A működés alapelve ugyanaz, mint a DD vagy koncentrikus IB kercsöfejeknél, azonban lényeges különbségek vannak. A nagyobb tekeresátmérö jobb távolsági érzékelést tesz lehetövé, azonban a tekercsek távolsága ugyanIlyen, vagy talán még fon tosabb tényező. A two-box mélykere5Ö szonda leginkább abban különbözik egy nagy mérc tű IB keresöfejtöl, hogy a tekercseket egymástól jelentős távolságra helyezzük el ahelyett, hogy egymásba illesztenénk azokat. Ezén egy adott fémtárgy bánnilyen közel van is, a jel mindenképpen hosszú utat kell, hogy oda-vissza megtegyen, ráadásul még viszonylag magasra is emeljük a tekercseket. Ezzel a felszín közeli tárgyakra jelentösen csökken az érzékenység. A cél az, hogy a kisebbeket lehetöleg ne is érzékeljel Például egy felszínen levő tárgyesetén egy DD keresöfej nél néhány em a jel útja oda-vissza, egy 30 cm magasan tanott PI keremél 60 cm, a Brutus szondánál legahibb másfél méter. Nagyobb méretek esetén ráadásul az érzékelés is nagyobb felüle ten oszlik el és nagyobb mélységben erősebb. Ezeknek köszönhetóen pl. a Magnumnál alkalmazott Brutus szondánál a válaszjel erőssége csak kb. 200-szor nagyobb a talaj fe lszinén, mint 2 m-re a fóld alatt, mig a DD ke resőfejeknél, ahol a felszínre koncentrált az érzékelés, már milliós nagyságrendű ez a kü-

2. kép

23

lönbség. Ez azén fonlos, mert mélykeresőveI inkább viszonylag nagyobb tárgyakat keresünk, ezért jó, hogy szondánk nem reagál minden apróságra, bizonyos mértékig ..aláJát" a felszíni kisebb tárgyaknak. Ebben a two-box rendszer a hosszabb jelút miatt jobb. mint a PI-nél alkalmazott egyetlen nagy tekercs. Fontos gyakorlati előny, hogy mig az egymásra helyezett tekercseknél a huzalok ban, ámyékolásokban és egyeb femalkatrészekben keletkező örvényáramok. valamint a hőtágulás okozta meretváltozás jelentős és ráadásul folyton változó ofszetet okoznak, ezek a távol, ráadásul merőle­ gesen elhelyezett tekercsekben jóval kevésbé jelentkeznek. Van olyan megoldás is (az említett TM-808), hogy az egész fémkereső alumíniumból készül, és még így is működik! A kisebb offszetjel miatt jelentősen megnövelheEjük a bemeneti erősitő erősitését, ami nagyobb érzékenységet és emiatt nagyobb mélységet is eredmenyeL. A IS. ábrán az előbb elmondottakat egyedülálló módon tudjuk szemléltetni egy erre készűlt, saját fejlesztésii szimulációs program segitségével. Az ábrák a fémkeresők jellegzetes reakcióját ábrázolják ezzel a szimulációs programmal kisuimítva. A fémtárgyak pozíciójától fiiggöcn logaritmikusan ábrázoltuk a válaszjel erősségét kontúrvonalakkai lépcsőzetesen kiemelve az azonos jelzéserősséget adó poziciókat. A világoskék vonal a legerősebb jelzés vonala. Az adott keresőszonda pozitiv jelet ad a piros tartományban, azt ahol a jelzés ellentelére változik, vagyis a negativ tartományt kékkel jelöltük. Jól látható a IS.b ábrán, hogy a nagyméretű PI keret csak pozitív jelzést IId, viszont ha a fémt:irgy a tekercshez közel van, akkor mar nem középen adja a legerősebb jelzést, hancm a szélekcn, igy egy ilyen tárgy felett áthaladva két jelmaximum keletkezik. Ez a kettős maximum a gyakorlatban hasznos jele annak. hogy az adott tárgy nincs melyen, viszont kezdők alaposan melléáshatnak, ha czt nem veszik figyelembe a tárgy behatárolásánál. A two-box rendszeméi (18.a ábra) és ennek módosított "Brutus" vállozatánál (JS.c ábra) viszont van negativ jelzes is. ami jóval gyengébb mint a pozitiv, így ezeknél megfelelő méreIezéssel elérhelŐ, hogy egy felszinközeli tárgy felett áthaladva a pozitiv jelzést egy negatív kövesse, míg mélyebben fekvő tárgyaknál ez ajelenség ne vagy aligJelenlkezzen, igy ill is könnyen kö-

24

vetkeztethetünk a tárgy mélységére. Ez azért fontos. mert a legérdekesebb fémek azok, amelyek mélyebbcn vannak. mert pl. anno elásták öket. Mivel a pozitiv érzékelés tartománya a mélységgel arányosan szélesedik mindharom Illcgoldásnál, minél melyebben fekszik a tárgy. annal hossz.abban érzékelhető a felszínen, és ez a jelenség szintén alkalmas mélységbecslésre. A mélykeresésre is átállítható Sil ver Star keresönk kapcsolási rajzát a 19. abrán láthatjuk. Az eredeti kapcsoláshoz [I] viszonyított változtatásokat az alábbiakban ismertetjük. Az ott TL071 típusú bemenet! erősítő itt már nem állja mcg a helyét, mert túl nagy a fázistoIása megnövelt erősítésnél, ezért nyugdíjba küldjük és az NE5534-et alkalmazzuk, ami sokkal gyorsabb és még a zaja is kisebb. A tápellátás referenciafeszültségét is egy referencia-IC szolgáltatja most már (LM 385-2,5; Dl-el jelölve) a régi Z-dióda helyen, és kimarudi a tápfeszültséggel sorba kapcsolt védődióda is. A tapasztalatok szerint az eredetileg 8 ohmos helyett isjobban beválik a 32 vagy 55 ohmos hangszóró. fémkcresőnk alaphangja ezúttal állítható a ,.Threshold" poteneiométcrrcl (100 kohm), ami az R59 ellemiliáson keresztül kissé módosítja a kompariltor küszöbfeszültsegét. Nagyobb érzékenység érhető el ha az alaphangot gyengébbre vesszük. és ezzel a ke.lelŐ­ szervvel a kismértékű hömérsékleti driftet is lehet kompenzálni. Kb. a potenciométer )OO!o-os állásához érdemes a teljes elhalkulást állítan;. Fontos áramköri változtatás a bemeneti (IC7) és a logaritmikus erösítő (IC2/d, C5, R21 , C31, R58) megnövelt erősítése. Azt is megfigyel hetjük, hogy átkapcsolhatóan megmaradt az eredeti érték is. így biztositva a keresönk hagyományos (kézi kereső) és jelenlegi (mélykereső) közötti választás lehető­ ségét. A logaritmikus erősítő időállan­ dóját is megnöveltük a mélykereséshez. Erősebb jeleknél a visszacsatoló ágban levő tranzisztorok nyitásával viszont csökken az idöállandó (az R tag csökken) és felgyorsul a müszer műkö­ dése. A PI-rendszerű keresőknél részletesebben ismertetjük, hogy miért jó ez. Fémkeresőnk vízszintes tekercse a vevötekercs, mert így kevésbé gyűjt be zavllrjeleket és azok fordulásn:il kevésbé vahoznak meg, mintha a fUggőleges tekercs lenne a vevő. Az ismertetett megoldással helyes megépítés eseten ez a viszonylag egyszerű készülék legalább I III maximális távolságot tud le-

vegőben mérve egy 0.33 literes üdítös dobozra, ami megüti a többszázezer Ft-os mélykcresök tudásszintjét! A legnépszeriibb two-box kereső kb. 80 cm-t produkál ugyanerre. a legelterjedtebb PI kereső lxI m-es kerettel kb. 110 cm-t. A Silver Star 5 prototípusán 110 cm-t méltÜnk üditős dobozra és 160 cm-t egy rohamsisakra. Tennészetesen ebböl talajban lejön a szonda hordozási magassága a talajszint felelt. Ez a verzió tartalmaz egy variálható LED, ilL LED-sor opeiót is a mutatós műszer kiváltására, ami eredetileg egy vízi változathoz készült. dc meghagytuk a mUlatós alapmüszerhez szükséges reszeket is (R34, R35 és J 19, J20), aminek az energiafogyaszlása lényegesen kisebb, minI a LED-eké. Ha egyetlen LED-ből álló kijc1zessel megelégszünk, akkor akár egyszeruen sorba is köthetünk egy megfelelő áramigényü LED-et a hangszóTÓval. illetve fejhallgatóval, ahogya víz alatti keresőknél szokás. Ha a rajzon szereplő igényesebb megoldást választj uk, akkor a LEDO áramkőréből kihagyhatjuk ft CJO kondenzátort, így a LED fényereje ft hangswr6t1fejhallgatót meghajtó négyszögjel kitöltési tényezőjével arányos lesz. Ha a LED-sort is beépí~ük. akkor II C30-al is érdemes betenni , ennek hatására a LEDO fényereje sokkal gyorsabban növekszik, hogy amikor a LED 1 bekapcsol. már nagy fényerővel világítson. Az opcionális plusz 10, vagy tetszőlegesen kevesebb LED-ct vagy egyenként, vagy fénycsikban hajtja meg az LM39l4, az átkötéssel (PNI és PN2) választhatunk a két lehetöség közül. A meghajtó IC vezérlése úgy történik, hogya pozitív jelel igénylő vezérlő bemenetel fixen a fóldpontra kötjük, helyette a belső, l kohmos lagokból :illó ellenálláslétrát hajtjuk meg, mert a kimeneti feszültség negatív irányba változik fém hatására. Az ellenálláshálózat teljes feszültségét a négyelőfeszített diódával (D8, 9, ll, 12) állítjuk be úgy, hogy valamivel kisebb legyen, mint II kimeneti feszültség maximális változása. Ahogy az ellenálláslétra egyes lagjainak feszültsége sorban a GND feszültség alá kerül, úgy kapcsolódnak be az egyes LED-ek. Akár több ilyen meghajtó IC-t is használhatunk, hogy több LED-ünk legyen, mindössze a belsö ellenálláshálózatokat kell ez esetben sorba kötni. Az R55 ellenállással a LED-sor fényereje állítható be, a LEDO fényereje az R57-től fUgg. A LED-ek forrpadjai

RT EK '15

RT ÉK '15

25

3. kép 5 mm-enként vannak elhelyezve, ez a 3 mm átmérőjűekhez illik.

3.1. Elkész(tés, beállítás ELell fejezetünk kidolgozásánál nem tudtunk eltekinteni az eredeti forrásmű [lj hasonló cimű fejezetcinek (95-97. old.) ismereteitöl, mert az ottam megállapitásainkat most - rolcg telJcdclmL korlótok miatt - nem ismételheljük meg. A mostani témánkhoz kapcsolódó konstrukciós és beállítási instrukciókat részben már az elvi működés ismertetésénél megtettük, s most iti folytaljuk. A legfeltűnőbb változás a kercsöszondák kialakítása. Mmtaberendezésünk esetében a téglalap alakú kcreső­ fejek alapanyaga 18 mm vastagságu rétegelt lemez volt 320)(280 mm-es méretekkel. Maga a kcresötekercs 280)(250 nun-es kiképzésl kapott, melynek helyét a hordózólapon horonymarással alakitoUuk ki. Az adótekercs ugyanolyan induktivitású legyen. mint a kézi keresöfeJé (ha van). ez esetben 2 mH-s. A vevötekeres tekintetében tőbb a mozgásteriink. Ez utóbbi vonatkozásában készítherunk érzéketlenebb kivitelt (20 ... 30 mH-s induktivitlissal), valamint szupcrérzékeny nagyimpcdaneiás szondát is. amihez mar 80 ... 90 mH-s induktivitás tartozik. Ez utóbbi vonatkozásában a fejkészítésnél a szokásosnál sokkal nagyobb gondossággal járjunk cl a stabil kivitel! illetően, külőnös tekintettel a Faraday árnyékoláselkészítésérc. Mivel igen kis jeleket kell "lt:kezdnünk". a lcgkisebb használat kőzbeni ..defor-

26

máció" (pl. az árnyékoló fólia, vagy a fejkábel megmozdulása) fals jeleket generál fl vevÓs7.0nchíban annak okán, hogy pl. a fóliarélcgek közötti. a mozgatás miatt vÁltozó örvenyáram-folyások keletkeznek. Lényeges különbség pl. az is, hogy az {I ]-ben leirtaknak megfelelően ugyan kell alkalmaznunk az árnyékoló fólia kb. 10 mm-cs szigetelö közét, dc ill most ezt egy szigetelő fólia beiktatásával tessriik meg. miközben az árnyékoló alufólia a valóságban ténylegesen körbefonja tekeresünket. Gyártás közben és a vegén feltétlenül ellenörizzük az ámyékolásunk "ohmikus folytonosságát"! Általában el kell mondanunk, hogy minden tekintetben a mechanikailag stabil kivitel döntő jelentőségű az eredményes múködes tekinteli!ben. Ebbe beleénjük pl. az elektronika dobozának rezgésmentes nyélre rögzitését is. Az adótekeresnél akár el is hagyhatjuk az árnyékolás!. s az érléketlenebb vevő­ fejnél is alkalmazhatjuk a klasszikus ámyékolási megoldást is. (Persze ad abszurdum ViSSl3vehctnénk a vevöerösitó erösitéséböl is.)

A hordozórúd egy 30)(40 mm-es faprofil volt 900 mm leszabott hosszat. amiből a tényleges szeparációs távolság pontosan 600 mm-re adódott. A hordfoganytyú 1I2"-os fekete csőből készült, aminek a végébe ragasztással rögzítettük 8Z elektronika "resct" gombjál. A mintaberendezésünk fényképen (3. kép) láthatjuk a 17. ábrához hasonlatos \.'églegesitett kivitelt. A mechanikai kiegyenlítést iti egyszer kell cl\/cgczni, miközben a vevő­ erősítő kimenetén (/C7/6) oszcilloszkópon figyeljük az ofszetjelel. amit minimumra állítunk be. Figyelem! Ez a bcállitási procedúra e ponton különbözik a forrÁsmű, a kézi keresőre bemutatOll (96. old.) ugyanill töncnő beállításától. Az elektronika gyártási dokumentációit (nyákter\', beúltetés) a 20. és a 21. ábrán adjuk meg. A múszert alapvetően az ü7emmódkapcsoló "GNO" állásában használhatjuk mélykeresőként. Ha az offszetet kiegyenlitettük, elös7ör is fogunk egy nagyobb femtárgyat. lehetőleg nem laposat (pl. üdítős dobozt). és ezzel kipróbáljuk. hogy a vevötekercs alá helyez-

o

O

'O 'O 'O

a"' "ia .... «

,,"" -~

O

•

••• •• •• 20.3 áb ra

RT EK "5

o

00

o 2o.b ábra erősödő jelzest kapunk-c. Ha gycngülőt, akkor meg kell fordítani n polaritást (egyszerűbb az adótekcrcscn). Mü-

vc

szerünknél a mintavételezés fázisSLÖgét kézi kereső állásban (kisebb erősi­ tessel) úgy kell beállitani, ahogy korábbl leinisban szerepel. Vagyis beálhtunk egy alap-zümmöges! és ezt figyelve a

kézi kcrcsöfcjhcz a TP4-gycl beállítunk egy olyan demodulációs (minta-

vételezési) fázisszögcI, hogy egy ferritrc a jelzés ne változzon a Ground p0tenciométer legkisebb ellenállású állá-

sában.

Ettől

elforgarva a TP4-et halaTO-

zottan gyengülnic. másik irányba forgatva határozottan erősödnie kell ajclzcsnck. Ez a O fokos fázishelyzet. Ez

meg fog vállOzni a mélykeresö szondanál, (a kapcsolót is mélysegi állásba kapcsoljuk ehhez), de nem a TP4-gyel kompenzál unk. hanem a CIIO-et valasztjuk meg olyan nagyságura. hogy ugyanez a O fokos fazishclyzet (czÍIttaI nagy femttel ellenörizve a műhelyben) a Ground potenciométemek most már kissé elforgatolI állásában jelcntkezzcn (l0... 20%-os elforgatásnal. Igy majd

RT ÉK '15

kinn is be rudjuk állitani a 0 ... 180 fokos fázis helyzetct ami kb. ugyanitt lesz. Ehhez a szondát fémcktől távol és vizszintescn tartva defonnaljuk egy kissé (összenyomjuk) és úgy állítjuk be a Ground potenciométcrt. hogy erre a lehető legkisebb változás legyen a jeiben, tehát most nem a talajra. hanem erre a defonnációra egyenlítjük ki. Ezt az állást megjelölve mindig ebben mélykercsözünk a továbbiakban. Ha kézi keresöfejet nem haszná.lunk, akkor viszont arra nem kell tekintettel lennünk. Szerencsés esetben az irányadó 150 pF megfelelő is lesz, és egyszeruen a TP4-gyel is beállithatjuk a megfelelő fázishelyzetet. Mivel az IC2d-re épülő logaritmikus erösítő alap-erősítése is nagyobb lesz mélykeresésnél. amikor átkapcsolunk kéziböl mélykeresőre. az alapzümmögés is más lesz. mert a műveleti erősítők offszelfeszühségét is jobban erősíti, így kissé megvál tozik a kimeneti feszültség. Célszeru a lenullázott állapothoz (benyomotl nullá76 gomh) tartozó kimeneti feszültsége t azonosra

állitani a kézi és a mélységi kereső állásban is, vagyis a TP7-et és TP l-ct úgy beállítani, hogy az alap zümmögés ne nagyon változzon meg a kézi/mély átkapcsolásnál és kb. a Threshold potenciométer 1/3 allásánál legyen az elhalkulás. Ezzcl a Dl üzemmódban (az eredeti verzióban ehhez állítottuk a zümmögést) más lesz az alaphang (a TP6-ot a 02 állásban állítjuk be, ahogy eredetileg). A D I üzemmódot egyébként leljesen el is hagyhatjuk. Gyakorlatilag esak a régebbi non-motion müködésmódot szemlélteti, illetve most a mélykeresőné l kipróbalhatjuk vele, hogy milyen ha teljesen más fázisszögben mintavételezünk. D2 állásban is mélykeresözhetünk ternlészetesen, tapasztalal dolga. hogy el tudjuk-e dönteni, hogy az adott tárgy vas-c, mivel a vasszüres in kevésbé stabil mint kézi esetben és avastárgyakból is a nagyobbakat és ezért kevésbé jól diszkriminalhatóakat keressük. Ezzel a megoldással a Silver Star még sokoldalúbb lett, egyszerre kézi és mélységi kereső is és mindkettőben teljes értékG, amire nem sok pelda van. További újdonság volt a kijelzés változása. E tekintetben az összes LED-et vizszintesen célszeru beforrasziani olyan hosszú kivezetéssel. hogy az clölapi furatokba jól illcszkcdjenek. A LED-eket akár huzallal is beköthetjük, de a legjobb, ha a panellel párhuzamosan elhelyezve azokat, a panel két oldalára forrasztjuk a kivezetéscik~1. Ebben aL esetben az előlap felső részén lesznek a LED-ck, kihasználva a doboz peremének (ha van) fényarnyékoló hatását. és a panclt is a doboz tetejébe kell beépíteni alkatrészekkel lefelé. igy balról jobbra kapcsolódnak be a LED-ek. Alulra az elemeket vagy akkumulátorokat helyezhetjük. Eza kijelző külön is megépíthetö és utólag is bcszerelhetjük már meglévő Silver Star l-cs müszeriinkbe, ahogy az ősszes egyéb módosítást elvégezhetjük utólag. Minden további beállitási, élesztési eljárás megegyezik az alapváltozat [I l-ben történő ismertetésével. 4 . A "PI " rendszerű mélykeresök. A PI rendszer úgy hozza létre az örvényáramokat. hogy mágneses teret épít fel. amÍ! rövid idö alan megszünlel. Erre a fémtárgy mint LR tag. az idöállandójának megfelelő, exponenciálisan leesengö választ ad. amelyet a fémkeresó tekercsén ugyanilyen lefutású feszültségimpulzusként érzékelhetünk. A

27

o

~U[R

'AR 5

o

21. á bra

PI rendszer lényege, hogya sokkal nagyobb adójcl mellett ugy tudunk kimu-

tatni nagyon kicsi válaszjeleket is. hogy időben elválasztjuk öket egymástól. Gyakorlati szempontból iti is fontos, hogyafémtárgy, mint LR tag időál· landója mckkora. Ha az időállandó kicsi (kicsi L, nagy R), akkor a fémlárgyat körülvevő mágneses energiát az R tag gyorsan fel-

emészti, gyorsan lecsengő. ezén a vcvötckercsben a gyors fluxusváltozás (nagydF1dt) miau viszonylag nagyobb. de rövidebb impulzust. ellenkező cselben (kis R. nagy L) a lassú változás miatt aránylag kisebb amplitúdójú, de hosszabban lecsengö LlnpuJzust mdu-

kál. A nagyobb tárgyak, amelyek jelnagyobb ,.vezetőképesség-

lemzőcn

28

gel", idöilllandóval rendelkeznek, tchát hosszabb a válaszjel, de annak maximális amplitiJdója nem feltétleniii nagyobb, mint egy kisebb méretű, de gyorsan lefutó választ adó tárgyé.

4.1. Energiavisszanyerés A 22. áb r á n látható a PI rendszer klasszikus alapkapcsolása és az adójel idöfüggvénye a kikapcsoláskor keletkező impulzussal. Egys.lerüen rákapcsoljuk a tápfeszühséget atckercsre egy kapcsolótranziszlor segitségével, majd hirtelen megszakítjuk. Amíg egy szinuszjellel működő rémkeresöben az energia ide-oda áramlik az adótekeres és a rezgőköri kapacitás között és csak a vesztesége! kell pótolni, a Pl rendszemél az adáskor bet:'tplált energia jel-

lemzőcn teljesen elvész, ugyanis egy nagyméretű mélykeresönél a tekercs

j6sága gyakorlati okokból igen kicsi. Az áram, és ezzel a mágneses tér gyorsan cléri a maximumot, ezut8n az áramot már csak a tekercs hat:'tsos ellenállasa korlátozza, és abetápltilt ener· gia ezután nem erősíti tovább a mágneses teret, hanem csak a tekercset mclegiti. Az adóimpulzus nem lehel nagyon rövid, ezért nem akkor kapcsoljuk ki az. aramot. amikor a mágneses tér mar nem nő tovább. Ennek oka, hogy az örvényáramok ugyanúgy keletkeznek az adóimpulzus ideje alan is, de ellentétes mágneses teret genenilnak, lehát idő kell ahhoz, hogyafémtárgy belsejében a mágneses tér felépüljön. a tárgy mintegy átmágnesezödjőn. A gyakorlatban

RTÉK '15

•

\ \

ErOsllendO I

•

e

fl b

• A PI rendsz.r alapkapcsolás. adólmpulzus.a'

Exponenciálisan lecsengö vál.szje'ek 24. ábra

22. áb ra

az adóimpulzus 100 IlS körüli hosszú~ ságu, ami kompromisszum, mert a nagyobb "vezclöképességű" fémtárgyakat ez csak részben tudja átrnágnesezni (az időállandójuk ennek többszöröse is

lehet), viszont a hosszabb impulzushoz szükséges nagyobb cncrgiaráforditás már nem térül meg. Az energiából az a rész. ami még

visszanyerhető

lenne,

sokkal nagyobb feszültségen jelenik meg mint amit egyszerűen hasznosítani tudnánk, mert a mágneses teret nagyon gyorsan kell megszüntctni, ami nagy

önindukciós feszültséggel jár. Ezt a fennmaradó energiilljellemzőcn a csillapító ellenállás nyeli el. aminek a mérctezése kritikus. A feszültség maximuma korlátozhatÓ ugyan egy zenerrel is (vagy a kapcsoló MOSFET-ekbe szerencsénkre gyárilag beépített gyors szabadonfuto diódával), de a tekereset azért is kell csillapitani, mert sok ajárulékos kapacitás: a tekercs, a kábel, a kapcsolótranzisztOT mind rendelkezik kapacitással és ezén az egész hajlamos rezgőkőr­ ként viselkedni. Ráadásul a tekercs UR időállandó­ jának sokkal kisebbnek kell lennie, mint az érzékelni kívánt fémtárgyak időállandója, ezén a csillapító ellenállás nem lehet túl kicsi sem. A kapcsolótranzisztor kikapcsolása kritikus ha nagyobb áramokkal dolgozunk, men a hirtelen fellépö nagy feszültségimpulzus a tranzisztor Miller-kapacitásán keresztül visszahat annak vezérlöclektródájára, és igyekszik megnyitni. Tehát a tranzisztor lezárásakor kis impedanciás meghajtás! kell alkalmazni, ami ennek ellenére is lezárva tartja, különben az áramot nem tudjuk elég gyorsan megszüntetni, és a tranzisztor akár tönkre is mehet. RT ÉK '15

Ez a jellemző működés, de kézi fémkeresöbcn létezik olyan PI megoldás, ahol tekercs jósága nagy, az impulzusok rövidek és az energia nagyobb része visszanyerésre keriil- még a csillapító-ellenállás is esak akkor kapcsolódik a tekercsre, amikor szükséges, hogy ne fogyasszon feleslegesen energiát (adáskor semmi funkciója sincs).

4.2. A PI tekercs fizikai felépítése Az elvesző energiáért bőségesen kárpótolnak a PI rendszer gyakorlati elönyei. Eleve igen ér.lékeny, tehát a loo%-os energiaveszteség ellenére sem kell tul nagy energia a működteté­ séhez. Mivel az adás és a vétel időben elválasztott, az adó- és vcvötekercs lehet akár ugyanaz is. A tekercs vételkor energiamentes, így a rendszer szinte teljesen érzéketlen a tekercs defonnacióira. Ezén gyakorlatilag akánnekkora tekercsct készítbetünk, és az szétszedhető is lehet. Sokan készítenek a gyári készülékükhöz is házilag saját tekercsei, mert könnyen kivitelezhető. A

23. á bra

legelterjedtebb megoldás mélykeresö tekercsnek egy sokeres kábel, amit egy összedugható PVC csőben helyeznek cl. A kábel végei úgy vannak összekötve, hogy tekereset alkosson. Igénytelenebb esetben egy keret külsejére van tépözárazva cz a kábeltekeres. Igényesebb megoldás, ha a csöben van, még jobb ha a cső nem "összedugós", mert az egy idő után megkopik és kilazul. hanem, mint az Orioné (lásd késöbb ), hollanderes. (23. ábra). A kábelnek olyan hosszúnak kell lennie, hogy a csövek szétszedhetők legyenek, és össze lehessen hajtani, mert a gyakorlatban fontos a szállíthatóság. A kabel nem lehet nagyon vastag, különben súlyos lenne és nem lehetne összehajtani, így a vékonynak viszonylag nagy az ellenállasa és ezén kicsi a jósági tényezője. Létezik olyan megoldás is, hogy árnyékolatlan a kábel, de sokkal jobb az árnyékolt, men kevesbé zavarérzékeny. A PI annyira rugalmas rendszer, hogy pl. egyetlen, kb. 8 m hosszú kábelböl lehet olyan tekercset készíteni, amit aztán lehet 2x2 m·es keretre erősítve használni, de ugyanez két menetben l x Im-cs keretre is tehetö, sőt 8-as alakú, kétszer l x l-es is kialakithatÓ belöle. Ut6bbinak az az értelme, hogy bár ncm olyan érzékeny, mint az előbbi, a 8-as két fele ellentétes menetirányú, ezén a külső zavarjelek egymást kioltják. Ez nagyon hasznos olyan helyen, ahol sok az elektromágneses zavar. Ennek van emeletes "doboz" valtozata is, ahol az ellentétes menetirányú tekercsek egymás felett helyezkednek cl. A hazai fejleszlésű "Orion" fantázianevü típusnál előfordul olyan gyakorlati felhasználás is, ahol a 2x2-es tekercseI gumiszőnyegen húzzák terepjá-

29

t . mlnt.ye t.I.E 6

Z. mlntlly' t.lu6

I~U .

Im~u.

l\

'\ ': vh

k

.\

~!Q'Vk.

I

1. m l nt.yet.l lnt•• , • ...,.

/

,. m,"~~ "közep.z. mJt:~ \

H. . ..no. Jel

~

~n ••

y" •• "-

2. mlnt.yet,1 I n~"r.tv.

Mintavételezés és integrálás 25. á bra

róval több méteres kábelcn, világháborús hadieszközök, pl. felrobbantoU harckocsik szetrepült darabjai után kutatva, túzszerészeti célra pedig készült mar 3xO,7 m-es is, amivel széles sávot lehet egyszerre átkutatm. Nagyon praktikus. de egyáltalan nem kötelező, hogy az adó és a vevő egy és ugyanaz. a tekeres legyen. Van olyan megoldás is. hogy DD keresöfejjel használják a PI rendszert kéZI keresőként. Olyan is létezik, hogy egy teTÜletet körbe lehet kerítem egy több tíz méteres adókábellel, amihez külön helyhez kötött adó van, és a vevövei, ami szokványos méretü, ezen belül mozogva lehet felderítést végezni . Ilyenkor nagyobb a behatolási mélység, ezért óna.s. méretben is alkalmazzák, hatalmas adóimpulzussal ásvanykincsek felkutatására . Utóbbi esetben a bejárhatóteTÜlet kívül esik az ndÓlekercscn és sokkal nagyobb, mint az adótekcres felülete. Létezik olyan megoldás is, amikor a szokásos keret közepében három, egymásra merőleges kör alakú kisebb vevötekeres van egy fóldgömb szélességi-hosszúsági fokaira emlékeztető elrendezésben. Ez összetett elemzést képes végezni. méri a tárgy polarizációjanak és egyeb jellemzőinek irányfliggését elhaladás közben. Tüzszereszeti célra használják, az elemzés célja eldönteni, hogy az adott tárgy mutat-e veszélyes robbanótestekrc utal6 jellemzőket.

A PI rendszer előnye meg, hogy vislOnylag ásványosabb, vasérces talajon is jól működik, mivel a tekercs ön-

30

indukciós tényezője, ill. fi tekercsek közötti csatolás (ha több van), amit az ilyen ásványosság erősen befolyásol, kevesse számít.

4_3. Jelfeldolgozás A fentiek alapján amikor a PI femkereső tekercsében megszakitjuk az áramot, a kapott válaszjelün'" a tekercsen mérhető exponenciálisan Iccscngő feszültseg lesz(24. ábra). A nagy feszültségeket a szokásos két diódával levágjuk. Kissé várni kell még a tekercs teljes lecsengésére, majd a továbbiakban a megjelenö válaszjel nagysága a tárgy távolságától, nagyságától (főleg a felületétől) elhelyezkedésétol (milyen távol van és milyen szöget zár be a tekerccsel) és "vezetóképcsségetől". vagyis idöálland6ját61 mgg. Az ábrán az "a" kis, a "b" közepes. a "c" nagy "vezetőképességü" tárgy válaszjele. Noha fi PI rendszer alapkivitelben ncm alkalmas a tárgy mágncsczhctősé­ gének megállapítására, al. időállandó, vagyis a "vezetőképesség" bemérésére annál inkább, cs II gyakorlatban ez hasznos információ a keresett es nem keTCSCtttárgyak elkülŐnitésére. Mivel a válaszjel időbeli lefutása! vlz..sgálják, a PI rendszeTÜ fcmkeresők időtartomá­ nyu (Time Domain, TO) műszerek. Legegyszerubb esetben a PI fémkcresö válaszjeiét mintavétclez.zük a 25. ábr lÍ n látható módon. az J. mintavételező impulzussal. Minél gyorsabban tudjuk a mintavételezést megkezdeni a7 adóimpulzus man, a válaszjelböl annál na-

gyobb amplitúdójú n!SLt tudunk felhasználni. A mintavctclezcssel kapott egyenfes7ültséget megfelelő alul álercsztő szűrés után összehasonlí~uk egy refercnciafes7ültséggcl, majd a különb~éget kijelezzük (Az egyszeru felépítésű PI kereső tömbvázlatát [I J-ben ismertettük) Mivel non-motion rendszemi van szó. szükség van egy hangoló-automatára is. ami gombnyomásra alaphclyzetbc állítja a müszen, tehát az összes fennálló feszültségkülőnbsé­ get egy kondenzátorban eltArolva, vagy digitális módon kIvonva, a gombnyomas pillanatáho7 képest tönénö valtozásokat veszi csak figyelembe a femkereső. Igénytelenebb megoldas a poteneiomcterrel való utánallítás. HangJclzésre a PI rendszeméi egy jellegzetes megoldást szokás alkalmazni. Ui. mclykeresésnél elsösorban azokat a nagyméretü fémtárgyakat eéloz7uk mcg, amelyek mélyebben fekszenek. és ezek a felszinen hosszan érzékelhetők , tehát alapvetöcn lassú változást kell feldolgozni. Ennek megfelelő­ en választjuk meg a szűröt, ami a gyors változásokat elnyomva hosszan integrálja, összegyűjti a fentieknek megfelelő idötanományon belül avalaszjelel. Gyakorlatilag minél hosszabb ez az integrálási idő. annál több infonnáci6 gyűlik össze az adott fémtárgyr6l és annál nagyobb érzékenységet érhetűnk el. persze csak addig. amíg ez az időtartam nem hosszabb a tényleges áthaladási időné!. Ez végűl késleltetést okoz az érzékelésben, ami a mélységnövekedésén cserébe megnehezíti a tárgy helyének behatárolását. Csakhogy a legtöbb tárgy nincs is olyan mélyen. azoknál elegendő kisebb érzékenység is. dc nagyobb gyorsasággal . Tehát ha tárgy mncs igazán mélyen és a jelzés erós. elegendő rövidebb integrálási idő. Ezén a szűrés időálland6ja változó, amit nagyon egyszerű m6don szokás megvalósitani. A szűrő fixen van beállítva és viszonylag gyors, de hangot egy VeD állítja elő aminek egyik funkciója éppen a változó szürés. Ugyanis ha a hangjelzés alaphelyzetben egy lassú kopogás, pl. ha csak egy koppanás másodpercenként, akkor a két koppanás közötti ingadozásokat a jelben nem is halljuk. men ugyan hol erősebben, hol gyengébben töltik a VCO kondenzátorál. de ezek a változások a hosszú idő alatt szinte teljesen kiegyenlítödnek és alig okoznak ingadozást a hangban. Tehát itt egy plusz szű­ röfunkció lép be. a példaként emlitett egy koppanás/s hosszú, I s időállandót

RT ÉK '15

_,nel . ......1...1...." I"',UIU.

oI.r . ....,..,. I
T....'n IecHn".1 Idej.

Mintavételezés az Orion

mélykeresőben

26. ábra

eredményez. Ha viszont a VCO-t egy herregő, vagy még magasabb alaphangra állítjuk, mindjárt j61 érzékelhető ajelben az ingadozás. Ha ez a hang a fém érzékelésének halasára következik be, akkor már nem számítanak a kis ingadozások , mivel így már eleve erösjelünk van a fémről. Ekkor már nem jelentkezik a plusz szüröhatás, a behatárolás gyorsabb lesz. A mélykeresökjellegzetes "tik-tik" alaphangja ezert alakult ki, ami fém erzékelésekor sok kilohertzig is felmehet. 4.4. Kett6s mintavétel Az ismertetett legegyszerübb megoldá-

sú PI mélykeresönek gyenge a stabilitása, mivel a válaszjelnek van egy bizonyos driftje, pl. melegszik a tekercs és sok egyéb alkatrész. Ezen kívül a küIönféle alacsonyfrekvenciás zavarjelek, pl. a hálózati 50 Hz, a válaszjel eros ingadozását okozzák, de még a Föld mágneses tere által okozott mozgási indukci6 is komoly válaszjelet generál. Tehát a referencJaJelet is folyton állítgatni kellene. Egy, a gyakorlatban isj6l használhat6 PI mélykeresöben van még egy második mintavétel is, de időben olyan messzire ellOlva az adóimpulzustól (néhány száz mikroszekundumra), hogy addigra a fémtárgyak által okozott válaszjel már többé-kevésbé lecsengjen (25. ábra). Ez lesz a referencia minta, ehhez viszonyítjuk az első, érzékelő mintaveteIt úgy, hogya referenciát kivonjuk abból , másképp fogalmazva a válaszjelnek a két mintavevő impulzus időpontjában felvett értékei közötti külőnbség lesz a hasznos jelünk.

RT ÉK '15

Az ábrán ezt a közepes" vezetőké­ esetre mutatiuk be. Ez már önmagában is komoly mértékben növeli a stabilitást és ezáltal az elérhető érzékenységet, mert a legtöbb drift pontosan ugyanakkora mértékbenjelentkezik ennél a második mintavevő impulzusnál, és a mozgási indukció is. Az 50 Hz-es zavart is jelentőscn csökkenti, mivel az 50 Hz-es jcl csak kis mértékben változik ennyi idő alatt, de továbbra is zavarforrás marad. Ezt alkalmazva a továbbiakban már csak olyan forrásokb61 szánnazik a maradék drift, amelyek a két mintavétel idejében különbözőek. Pl. nagyon nem mindegy, a panelen hogyan vannak az alkatTészek elhelyezve, ugyanis az áramfolyások is exponenciáli s és fóleg enyhén változó jelet adhatnak hozzá a feldolgozandó jelünkhöz. Még az is számíthat, hogy az alkatreszek hőmér­ séklete egy nagyon kicsit más az impulzus után, mint néhány száz mikroszekundummaI később. A következő fejlődési fokozat a zajcsökkentés egy megoldása, ami már az Orion fémkeresö sajátossága. Ugyanis a Pl rendszer szélessávú: a felsö határfrekvenchtja több tiz vagy száz kilohertz. A különféle külső elektromágneses zajokból véletlenszeriien esnek bele részek a két mintavevő impulzus időtar­ tományába, ami a kapott jelben véletlenszerii ingadozást okoz. Minél rövidebb a mintavevö impulzus, annál több ilyen zajt tennel. Hosszabb mintavételeknél ugyanis a zavarjelekböl több peri6dus esik ebbe az idötartományba, amelyek pozitív és Degativ félperi6dusaijobban kiegyenlípességű"

tik egymást, míg a rövideknél kevésbé van ilyen kiegyenlítődés. És mivel már két impulzust alkalmazunk, a két zaj összeadódik. Az első mintavétel optimális helyét és hosszát az határozza meg, hogy milyen "vezetöképességü" tárgyat keresünk, de a referenciaimpulzus lehet akár sokkal hosszabb, vagyis sokkal kevésbé zajos is. Pontosan ez a helyzet az Orion esetében, az eltolt referenciaimpulzus sokszorosan hoszszabb, ezén lényegesen kisebb zaj ú, így a teljes zaj az előbbi megoldasének alig több mint fele. Ez további érzékenység-/mélységnövekedést eredményez. A zajcsökkentés további módja az impulzusfrekvencia változtatása. Ugyanis ha kapunk egy erősen ingadoz6 jelet egy erős interferencia miatt, elég megváltoztatnunk az impulzus frekvenciáját, ami által az ingadozás frekvenciája is megváltozhat (keverés) úgy, hogy az aluláteresztö szűrő kiszűrje. Az Orion 600 Hz-es frekvenciája finoman, 1024 lépésben változtathat6 egy potenciométer segítségével. A stabilitás érdekében semmi más nem változik, csak a teljes periódus után egy változó hosszúságú várakozási idő iktatódik be (26. ábra). Lehet még amintavételek hosszát és távolságát is módosítani ugyanebböl a célból. Az 50 Hz-es zavart látszólag egyszeruen ki lehetne szűmi egy felüláteresztő szürővel, hiszen több mint tízszeres alapfrekvenciát alkalmazunk. Azonban a PI rendszer nagyon rosszul tűri a bemeneti felmáteresztő szürőket az impulzusok miatt. A szürök exponenciálisan reagálnak az impulzusokra, itt pedig még hatalmas amplitúdójú tüske is előfordul , ami minden szűrőt alaposan "belenget". Másrészt az ad6impulzus ideje alatt nem lehetséges vétel, az alatt az 50 Hz is elkerülhetetlenül meg van szakítva. Márpedig a megszaggatolt jelben, még ha tökéletesen színuszos is volt ercdetileg (ami a hálózatra nemjellemző), harmonikusok keletkeznek, és nem az eredeti kis frekvenciás jel lesz az eredő, hanem egy egész spektrum, amely pont az elkeriilni kívánt zavarokat okozza. A nagyobb frekvenciájú, középhullámú és afeletti zavarokat muszáj k.iszűmi egy igényesebb PI keresöbcn, de az csak nagyon triikkösen és óvatosan oldhat6 meg és az ilyen szűrők, miközben frekvenciatartományban szűmek, idötartományban mintegy "elkenik" az impulzusokat. határozatlanabbá téve az eredeti leg éles jeleket.

31

4.6. ID funkció( Identification = azonositás)

ORION

4. kép 4_5. Fémtárgyak szűrese A gyakorlatban a melykeresökkel nagyobb mcretü és nagyobb "vezctőké­ pességü" tárgyakat keresünk, ezért a kisebbekről érkező válaszjeleket el kell nyomni. Ez már a tekercs a nagy mérete mian is bekövetkezik bizonyos mértékig, de további szűrésre is szükség van. Ez a funkció úgy valósul meg, hogy ha szükséges. a mintavételt időben eltoljuk olyan idöpillanatra, hogy addigra a kisebb idöéllandóval rendelkező válaszjelek már jelentős arányban Iccsökkenjenek. Ez kényes feladat, mert a nagyobb tárgyak válaszjele is csökken az idővel, de nem olyan gyorsan. tchát kompromisszumról van szó. Ezért álHtható ez a késleltetés, amit általában a "Delay" feliratú fokozatkapcsolóval szokás beállítani, ami az Orionon a ..Modc" kezelőszerv, men más funkciója is van. Egy normál mélykeres6nél a mintavételt egyszeruen eltoljuk a megfelelő helyzetbe es elviseljük, hogya megnövelt szűrésért cserébe a keresett tárgyakra is csökken az érzékenység. Az Orionnál- melynek tömbvázlatát a 27. ábrán láthatjuk - viszont sikerült megoldani, hogy ne igy legyen, vagy legalábbis kevésbé jelentkezzen ez a hátrány. A már ismertetett zajcsökkentő módsl'..cr alkalmazható a tárgyat ér.lékelő első mintavételre is, vagyis a hosszabb mintavétel -+ kevesebb zaj -+ nagyobb érzékenység elve. Ezért a négy különböző mértékben késleltetett mintavétel egyre hosszabb is egyben (26. ábra), amelyek egyidejűleg kerülnek feldolgozásra. Az ellenfázisú jel a refereneiamintához kell, mivel az kivonódik. Gyakorlatilag esak a 4. fokozatnál érzékel-

32

hető némi ér.lékenységcsökkenes a nagy "vezetöképcsségü" tárgyakra, mig a kisebbeket. majd a közepeseket egyre erősebben elnyomja ez a szűrési módszer. Ez hatásos. de korlátozott megoldás. mert az exponenciális lecsengés időben elvi leg végtelen, de a gyakorlatban is könnyen előfordulhat, hogy erős szűrés ellenére is bcjelez a műszer egy viszonylag kisebb .• vezető­ képességü" tárgyra. ha elég erős a válaszjele, men a nagyon erős válaszjeIböl a késleltetés ellenére is maradhat elegendő.

8-

........... Er611111

F~bettJ-l

Ez a rémtárgyak "vezetöképességének" bemérését jelenti részben az előbbi probléma megoldására, vagyis generálunk egy, a válaszjel időálland6jával arányos jelet, amit aztán a műszer kije· lez. Ehhez keJllegalább egy üjabb mintavétel. némi késlehetéssel az első után. Ha a tárgy válaszjele gyorsan lecseng. akkor ezen a helyen arányosan jóval kisebb jelet kapunk. mig ha lassú lecsengésű a valaszjel, akkor csak kisebb mértékű a csökkenés az elsőhöz képest. Vagyis ha kiszamitjuk a két jel arányát. akkor megkapjuk a kívánt mérőszámot. A gyakorlatban a válaszjel időálland6ja igen széles határok közön mozog. ezén az Orion ehhez négy mintavétel adataiból azokat veszi figyelembe, amelyek ténylegesen használhatók is.

4.7. Összegzés Végső soron az Orion fejlettebb műkö­ dése azon alapul, hogy a négy minu'tb61 kivonja a kis zajú referenciajelet, ami még analóg módon történik, majd az Igy kapott négy csatorna jeiét előszűrés után digltálisan tovább szüri és feldolgona. A tárgy beméréséhez mind a négy csatornát használja, érzékeléshez

,

F....6I1bettJ-1

MI .........-..6I kUlOnbt" w,"",

116nOr6,..1

,

IND'.'H'~I

I ...

Mil.."lIonln>l_

cl - [(J

_

."......

.........

Kl"""'''

-)Ob

27. ábra

RT ÉK '15

csak a kapcsolóval kiválasztottat. A digitális szűrésnek nagy elönye. hogy pontosnn azonos idöállnndóval történik minden csatornára. A kijelzés a hagyományos VCO-s megoldás, amit tennészetesen a mikrokontrolIer vezérel, ez esetben ugy, hogy változó kitöltési tényezöjű Impulzusokkal (PWM) tölti a VCO kondenzátor.ÍL A vizuális kijelzés is a hagyományos mutatós műszer­ rel történik. Az Orion az ID funkcióhoz attól ftiggő ideig gyüjti az információt. hogy milyen eros a válaszjel. vagyis a gyenge, bizonytalanabb jeleket hosszabb ideig Integrálja. Amikor kiszámitja az eredményt, felvi Han egy fehér LED a mutatós müszcrocn. ami igy allól ftiggö sebességgel villog, hogy milyen erős a jelzés. Erösebb jelzésnél a kijelzetl érték pontosabb, a mutató egy helyben marad, gyengébb nél ingadozhat, nagyon gyengénél nem is lehet bemémi a tárgyal. Ez még egy plusz jelzes is a hangon kívűl, ugyanis azokra a tárgyakra is működik, amelyeket egyébként a hnng nemjc1ez, men a késleltetéssei kiszűnük. A knpesolók. poteneiornéterek hitszólag analógok ugyan, valójában a mikrokontrollert vezérlik, közvetlenül nem avatkoznak az áramkörbe, és II mutatós műszer IS egy 5 bites PWM Jelet mutat. így az Orion, bár digitális műszer, teljesen hasonló kinézetű, mint egy hagyományos analóg PI mélykereső és használni is ugyanúgy kell (4. kép). Ezért könnyebb megtnnulni 8 haszná181át, mint az LCD-s, nyomógombos műszerekét, amelyektöJ sokan idegenkednek. Az ismertetett megoldásoknak köszönhetöen viszont sokkal érzékenyebb és stabilabb, mint egy hasonló analóg mélykeresö. A beépített NiMH akkuk töltéset isa mikrokontroller vezérli.

fonnájában jelentkezik, mint a femek válaszjele, ráadásul többnyire egy közepes idöállandójú tanományba esik, vagyis nem lehet a fenti módszerekkel hatásosan kiszűrni, men teljesen olyan, mintha fémről érkezne. Azonban a talajban levő mágnesezhctő részecskék másképp reagálnak az adójel hosszának a változására, mint a fémek. ezén mégis van lehetőség a fóldhatás kiszürésere. Ez nagyon elbonyolítja a mű­ szer működését és igen energiaigényes folyamat, így mig az Orion és hasonló mélykeresök egész nap használhatók a 8-10 db. eeru7..llelem méretü belsö akkumulátorral, ezekhez már külön akkumulátort kell vinni. Kis

keresőfejek

A mélykeTCSÓ műszerekhez többnyire lehet kisebb, nyéllel ellatolt kézi keresöfejeket is csatlakoztatm. Ezek első­ sorban a már megtalált fémtárgy helyének pontosabb bchatárolására valók. ami nem igazán szerencsés megoldás, men így mindig át kell szerelm a tekereset. Ezért általában inkább külön kézi rémkeresöt szokás erre a célra használni. Kisebb keresöfejekkel lehet kisebb tárgyakat is találni. ekkor gyorsabb és rövidebb impulzusokat célszem haszmi.lni, de a fóldhatás es a vasszűrés hiánya miatt nem szerencsés. Közel sem olyanjók erre a mélykeresők. mint a kifejezetten ilyen célra tervezett műsze­ rek. Ha DD kercsöfejjel szerelik fel az adott keresöt, akkor mÁr sokkal jobban használható kis tárgyak keresésére, ui. ekkor az adóimpulzus fennállása alatt érzékelhetö a tárgy mágnesezhetősége. Ebben az idötanományban IB műszer­ ként viselkedhet, mig utána hagyományos Pl-kent. Ez a megoldás lehetősé­ get nyújta fóldh8lás kiegyenlitésére is. Korlátok

4.8. További megoldások Föld hatás A PI mélykeresölrnél nem szokás foglalkozni a fóldhatás kérdésével. mert a nagyméretű keresötekercsel eleve 20 ... 30 cm magasan kell vinni, nemcsak a nővényzet, hanem a felszíni kisebb fémtárgyak miau is. Ez általában megoldja a fóldhatás kérdését is, azonban ha még az Orionnál is érzékenyebb PI mélykercsöre van szükség. akkor érdemes lehet ezzel is foglalkozni. A Pl rendszeméI a fóldhatás ugyanúgy exponenciálisan lecsengő válaszjel

RTÉK'15

A PI mélykeresökkel elérhetö maximális érzékenységet több tényező is korlátozza. Az egyik a már emlitett fóldhatás általi korlát, amit esak nagy energiabefektetéssellehet áttörni és az ilyen mű­ szerek igen bonyolultak és drágák is. A nagyméretü keresótekercs érzékeli magát a múszerdohozt is. Nem csak mint fémet. hanem abban is jelen lehetnek exponenciális áramimpulzusok, amelyek aztán jobban bezuvamak, mintha csak fémtárgy lenne. Ezért II múszerdohoznak lehetöleg a nagy kereten kívül kell lennie, és minél érzékenyebb a mű­ szer, annál zavaróbb a mozgása.

A nagy felületü keresötckercs rengeteg zajt szed össze, ami külőnösen elektromos hálózat közelében zavaró. A mélykercsöket jellegzetesen két embemek kell vinnie összehangolt mozgással, ami nem mindig megoldható, ráadásul sokan nem szeretnének osztozni a várható leleten, egyedül viszont nehéz boldogulni velük. Állalában csak látszólagjelent korlátot a vasszúres hiánya, mivelleglÖbbször cJeve vastárgyakat keresnek a mélykeresökkel. A mért "vezetőképes­ ség" alapján is van lehetőség megfelelő tapasztalattal vastárgyak, pl. konzervdobozok bizonyos mértékű kiszűrésé­ re. Ennek ellenére létezik magnetométerrel kombinált mélykereső is, ami 8 gyakorlatban nem igazán vált be. Sokkal jobban bevált viszont az a megoldás, ahol a vastárgyak remanens mágnesességét használják fel. Ennél, mivel az adóimpulzus felmágnesezi a vastárgyat, még két kisebb, ellentétes impulzust is alkalmaznak. Ha a tárgynak van remanens mágnescssége, akkor utóbbiakból az első le-, illetve átmágnesezi. ami energiát von el, ezért a másik ugyanilyen impulzusra. aminél ez nem vagy kevésbé történik már meg, a válaszjel eltérö lesz. Nem vas tárgyaknál viszont nem jelentkezik ilyen különbseg.

5. Multifrekvenciás műszerek . A "Magnum" mint mélykeresö Fizikailag minden olyan fémkeresö multifrekvenciás, amely nem egyetlen szinuszjelet használ a fémek érzékelésére, hanem pl. négyszögjelet, impulzust, amelyek egész frekvenciaspektrumOI eredményeznek. De a gyakorlatban azt szokás muhitTckveneiás fémkeresőnek nevezni, amely többféle frekvenciájú jelsorozatot használ, különösen az alábbiakban ismertetett megoldások szerint. A 28. ábr á n látható a multifrekvendás fémkeresés alapkapcsolása. Itt egy

•

...... .' 28. á bra

33

O.

1

. . ·r-.. d.

C.

"i-

t . '"'-l +

JI

~)

II

I

:

i {

)

I

• IJ

,

.Je'alakok nttgysz6gJene' meghajtott IB f6mkeresóben 29. ábra

hidkapcsolású adófokozat kapcsolja az adótekercsre a tápfeszültséget, a megfelelő időpontokban felcserélve a pola-

ritást, Igy a tápfeszültség kctszercstnek megfelelő amplitíJdójÍl négyszö&lcllel gelJeszti az adólekercsel. Van olyan megoldás is, ahol csak egyellenütemü meghajtó van. (némileg

hasonlatos megoldást láthattunk már az S. ébrán) A keresöfej ugyanúgy IB mcgoldású, mint a szokásos egyfrek-

vCllCiás müszereknél, de szélcssávú, és ennek megfeJelöen sokkal alacsonyabb impedanciájú,

kisebb

menctsz.ámú,

mint a megszokoll. Itt energiavisszanyerésI alkalmazunk. A tekercs áramköre - a PI-vel ellentétben - soha nincs mcgszakÍlva, és az ad61ekercs j6sági tényezője nagy. A rezgökörhöz hason16an egy kondenzátor és az adótekercs között áramlik az energia, de ill a tápfeszültség pufferkondenzélora az energiatároló kapacitás. A 29.a és 29.b á brán ábrázoltuk a gerjesztő négyszögjelel és az adóte· keres áramát is, két különböző frekven ciáju gerjesztés esetén. Amikor a tekercs rá van kapcsolva a kondenzátorra és éppen energiamentes, (az áramnak nullátmenete van), akkor energia áramlik bele (az áram és a feszültség azonos irányU), kissé kisütve az energiatároló kapacitást és közel egyenletesen emelkedő árammal fe lépítve a mágneses teret. Ha a kapcsolótranzisztorok megcserélik a polaritást, akkor ez az ener-

34

gia elöször visszaáramlik (ellemétes irányú az áram a feszültséggel), és most már tölti a kondenzátort, az áram közel egyenletesen változik pozitív irányba, de a nullátmeneten tulmenve már ujra a tekercsbe áramlik az energia az eddigivel ellentétes mágneses mezót felépítve, majd megim csere, és folytatódik tovább. Pont ugy, mint egy rezgőkör­ nél, csakhogy iti nincs rel.Onanciafrekvencia, hanem ugyanaz a kapcsolas ugyanugy müködhct széles frekvenciatartományban. Ez azt jelenti, hogy szinte bánnilyen négyszögjellel vagy azok kombinációival vezérelhetjük az adófokozatot, esak arra kell vigyázn i, hogy az egyenáramú középérték nulla legyen. A ,.b". ábrarészleten látható, hogy nagyobb frekvencián az áram jóval kisebb maximális értékeket vesz fel ugyanazon tekercs esetében, és ezért jobban közelít az ideális háromszög alakhoz, mig a kisebb frekvencia esetében ("a" ábrarészlet) már jól látszik a veszteségi ellenállás miatt fellépé exponenciális görbü let, amit a valóságosnál sokkal erősebbre rajzoltunk a szemléletesség kedvéért. Ennél a rendszernél fo ntos, hogy minél egyenletesebb legyen az áram változása, az ilyen görbület az energiaveszteség mellett az indukciót is megváltoztatja és ezért is káros. A2 energiafogyasztás ennek megfe l előcn az alacsonyabb frekvenciákon a frekvenciáva l fo rdított arányban na-

gyobb, mivel a tekercs veszteségi ellenállasán folyó áram is nagyobb értékeket vesz fel. Viszont a tekercsen folyó áram összváltozása kb. ugyanakkora mindkét esetben azonos idö alatt. Ez azt is jelenti, hogya teljes fluxusváltozás is ugyanakkora mindket esetben, mert a fluxus az árammal egyenesen arányos. A legfontosabb, ami az ábrákon látható, hogyafémtárgyak által adott valaszjel ugyanolyan exponenciális lecsengő lesz, mint a PI rendszer esetében, ezért is közeli rokon ez a két rendszer: mindkettő idötartománYÚ. Most is három külö nböző vezetőképcsscgü tárgy válaszjeIét ábrázoltuk. ln csak a has7JloS válaszjellátható, de a valósagban itt is számos zavaró egyéb jel is jelen van, pl. a keres6fej offszetje, a zajok stb. Az exponenciálisok eleje Itt is ugyanúgy használhatatlan, mint a PI-nél, mert bár nem olyan nagy mértékben. de itt is jelentkeznek a túllövések és rezonanciák, amiket ugyanugy muszáj csillapítani és a félperiódus elejét ugyanúgy ki kell vágni, dc ezt az ábrákon nem jcleztük. Ezeket az abrákat érdemes alaposan tanulmányozni. mert segitségükkel az egyfTekvenciás lB műszerek működése is szemléletesen megerthelÖ, fO leg az. hogy a különböző frekvenciájú fémkeresők miért más-más tipusú fémtárgyak keresésére alkalmasak. Ami nagyon fontos, hogya fém érzékelésére itt sem a válaszjel teljes amplitúdóját vesszük figyelembe. Ugyanis ha mélykeresö szondaja ütemesen defonnálódik, ahogy kézben visszük és kissé fel-Ie mozog, vagy kézi kereső esetén a kere· söfejünk kissé elcsavarodik a lengetéstől, az itt is az adó- és vevőtekercs közöni csatolást változtatja meg, gyakorlalilag az adójelIel azonos vagy ellentétes fázisú, de összevissza változó négyszö&iel adódik hozzá ajelünkhöz, aminek az amplitúdója sokkal nagyobb is lehet, mint a hasznos jelé. Ez ugyanaz, mint a szinuszos keresőkné l a 0 ... 180 fo kos tengelyen jelentkező mozgas. Ugyanigy a talaj vastartalma is elsősorban ezt okozza, a különféle driftekröl nem is beszélve. Ezt a jelen· séget a PI-nél már ismertetett módszerrel, a kettős mintavétellel tudjuk kiküszöbölni , lehát a válaszjel elejéböl és végéböl veti mintát hasonlitjuk össze, vagyis az számÍ! hasznos jelnek, hogy egy-egy félperióduson belül mekkora a változás. Ez ugyanúgy nagy stabilitást eredményez, mint a PI-nél, mert kiejtettük a driftet és az emlitett zavaró tényezőket.

RT ÉK '15

A gyakorlatban a legegyszerubb módon úgy valósul meg a mintavételezés, hogy ól jcl egy félperiódusanak első és masodik felét külön-külön mintavételezzük úgy, hogya kettő különbsége lesz a hasznos jelünk átlagolás (integrálás) után. A félperiódus későbbi fele lesz ezúnnl a referenciamimánk, és ehhez viszonyitjuk az első minta megváltolását. a PI-nél már ismenetett módon. Ez ugyan kisebb jelet eredménycz. mintha csak a félperiódus legelejét és legvégét mintavételeznénk rövid mintavétellel, de mivel a hosszú nuntavétcIczés kcvésbé zajos, a legnagyobb gyakorlati érzékenységet mégis így érhetjük el. Ugyanígy járunk el a másik félpcriódusban. de mivel ez ellentétes poloritasú, a kapott mintákat ellenkező elŐJel­ lel dolgozzuk feL A "c" és a ,.d" ábrarészleten a mimavevő impulzus első felét pozitiv módon ábrázoltuk, a második felét negativan. ahogya minták polaritását ténylegesen figyelembe veszszük. ugyanígy az ellentétes félperiódusban. Ifa valakinek ismerős cz a 90 fokban eltolt mintavételezö jel. oz nem véletlen, ugyanis a szinuszjelet használó TR-IB fémkeresóknél is pontosan ugyanilyet használunk a fémek érLékelésére, és ugyanebből az okból ugyanilyen Impulzus vezérli a mlntavételezést végző analóg kapcsolókat. Ha most a kis "vezetókcpességü" tárgy válaszjelét tekintjük. akkor mindjárt látható. hogya kisebb frekvenciájú félperiódusnak csuk az elején ér el jelentős amplitúdót, és ez kiátlagolva a mintavétel teljes idejére. bizony viszonylag kis amplitúdójújelet eredményez. Ha viszont a nyolcszor nagyobb frekvenciájú megoldast tekintjük ("b" és "d" ábrarészlet) akkor oU mindjárt jobb a helyzet. on sokkal nagyobb teret foglal el, nagyobb is lesz az átlagos amplitúdó. ez esetben kőzel nyolcszoros. Az átlagolilst most nem ábrázoltuk külön. Ebböl énhető, hogya nagyobb frekvenciájú fémkeresők miért alkalmasabbak a kisebb "vezetőképességü" tárgyak keresésére. Ha a közepes exponeneiálist tekintjük. on mindjárt nagyobb az átlagos amplitúdó alapcsetben. viszont nagyobb frekvenciát alkalmazva ez esetben még nem csengett le jelünk a referencia mintavétel idejére, tehát a hasznos jeIből a frekvencia növelése révén már veszítünk, bár a különbségi amplitúdó még mindig nagy. Ugyanez a jelenség nagy ,.vezelő­ képességü" targynal mar a kisebb frek-

RT ÉK '15

vencián is jelentkezik, a nagyobb frekvenciás cselet tekintve pedig azt láthatjuk, hogy noha a teljes amplitúdó nagy, alig történik változás a rövid félperiódus alaII, igy alig van hasznos jelünk. Ebből is látható, hogya nagyobb frekvenciák mién kevésbé alkaimusak a nagy "vezelöképcsségű", vagyis nagyobb méreIÜ. tömörebb tárgyak keresésére és ezekhez mién az alacsonyabb frekvenciak a jobbak. Vagyis. ami tapasztalati tény is, Altalában van egy optimális működési frekvenciatartomány. amIre a fémtárgyak egy bizonyos csoportja optimalisan reagál, a többi kevésbé jól. Ezért a frekvencia kompromisszum kérdése ebből a szempontból is, es a már ismertetett energiafogyasztás szempontjából is. Utóbbi miatt az optimális frehencia valójában magasabb. mint amIre a tárgyak a legjobban reagálnának. ui. a kisebb energiafogyasztás nagyobb amplitúdót tesz lehetövé az adójeiben. Ez különösen mélykeresőknél igaz, men a nagyon nagy mérem és nagy .,vezetöképességü" tár+ gyak nagyon kis frekvencián reagálnának igaz.anj61, viszont ott már az adótekeres energiafogyasztása igenjelentös. igy nagyon kis frekvencio választása eseten vagy kis amplitúdójú adójelIel kellene, hogy beérjük. vagy nagyon vastag és súlyos tekercshuzalt kellene alkalmazni a veszteség cSÖkkemésére. vagy nagyon nagy kapacitású és szintén súlyos akkumulátort kellene cipelnünk, ami a rengeteg elvesző energiáI huzamosabb ideig pótolni képes. Ezért inkilbb nagyobb frekvenciát alkalmazunk, es az azon elérhető nagyobb amplitúdó ellensúlyozza a tárgyak rosszabb viselkedését. A Sil ver Slamál az iti ismerteteu eljárást követjük egy viszonylag alacsony frekvenciájú szinuszjellel. de ha feladjuk a 90 fokos mintavételezést, vagyis a stabilitás növelésenek elektronikus módját, akkor akánnekkora frekvenciát is alkalma7hatunk, ahogya többi {wo-box keresőnél. ezén cserébe viszom mechanikailag kell nagyon stabilnak lennie a müszerunknek! Ha jobban megnézzük az .,a" részábrát. akkor láthatjuk. hogy a kis "vezetőképességü" váloszJei Időben az adójel nullátmenete körül összpomosui, ami 90 foknak felel meg az adójeihez képest. Valójában kissé utána van. tehát mindig több mint 90 fok. Pomosan ezt láthattuk a 2. ábrán szinuszjel esetén is, a nagyon kis "vezetőképesse­ gü" tárgyak válaszjc\e amplitúdóban viszonylag kisebb és fázishelyzetük 90

foknái valamivel nagyobb. Ahogy nő a "vezetőképesség". a válaszjel is egyre jobbra, a 180 foknak megfelelő irányba tolódik és egyrc inkább kezd hasonlítani egy 180 fokos négyszögjeihez. Szinuszjclnél is ez a helyzet, a 180 fok felé tolódik a fázishelyzetük, és a nagyon nagy .. vezetőképességü" tárgyaknak szintén viszonylag k.isebb a hasznos válaszjelük abban az esetben is. Jól érzékelhető. viszonylag erős válaszjelet fi kőzepes tartományban levő tárgyak adnak, ahogy iu is: lásd: optimális frekvencia. A szinuszjellel és a most ismenetett négyszögjellel müködő fémkeres6k közel azonos módon müködnek, de ezeket a jelenségeket könnyebb megérteni az utóbbi esetben. mert ránézésre is látszik. mi mién történik. A másik fontos tényező az érzékenység mellett a fémválasztás, első­ sorban a vasszűrés. Vagyis hogy a fémtárgy vas-e, mivel fcmtárgyak túlnyomótöbbsége kisebb vasdarab, és ezeket a fémkeresőzők inkább nem szeretnék kiásni. Ezek kiszürése a mélykeresöknél is fontos, bár másképp tönénik, mint kézi keresőkné!. Ha a "c" ábrarészictet tekintjük, akkor láthatjuk, hogy mi tőnénik. ha fémtflrgyunkat kicseréljük egy azonos L és R paraméterekkel rendelkező, de mágnesezhető tárgyra. A tárgya mágnesezhctösége révén növeli az adó- és a vevötekercs közötti esatolást, ezén ajelünkhőz egy, az adójellel megegyező alakú jel adódik hozzá, ez esetben négyszögjel, ami a ..c" és a "d" részábrán a nyilakkal jelölt eltolodásokat okozza. A szemléletesség kedvéért az eltolódást azonosnak ábrázoltuk. Ez a hatás gyakorlatilag frekvenciamggetlen és ellentétes a fém "vezetőképessége" miatt bekövetkező exponenciális válaszjellel. olyan mintha egy femlrUdat tennénk oda. Ha a jelet úgy mintavételezzük a mágnesezhetóségi jel kinyerésére, ahogyaszinuszjelet használ6 férnkeresőknél, vagyis oz adój eliel azonos fázisban, akkor látható, hogy a kis .. vezetőképcsségü" tárgynál a mágnesezhetöség miau a jel átlagértéke egyértelmüen negatív leU mind a kis, mind pedig a nagy frekvenciát használó esel ben, tehát tudhatjuk. hogy ez valószínűleg egy kisebb vasdarab. A kőzepes "vczctöképessegűnél" már csak a kisebb frekvenciájú esetben tudjuk. hogy vasról van szó, mert nagyobb frekvencián az exponenciális résznek csupán nz eleje van meg, ami már sokkal nagyobb amplitúdól képvi-

35

r-

I . . 1.

1

1

1Jlffl flT,

"-1~~

NSR

FU 30. á bra sci és összességében POZitiV marad. Azonban ennek a négyszögjeles mcg-

oldásnak megvan az az

előnye

az azo-

nos frekvenciájú szinuszossal szemben. hogy jobb vasszürés érhető cl vele, mert külön mintavete[czhetjűk a félperi6dus másod1k felét vagy akár a végét is. ahol az exponenciális resz mar jobban lecsökkent és kevésbé nyomja el a mágncsezhetöség hatását, bár az ábrámIt esetben mar az sem segít. A legnagyobb "vezetöképességű"

esetben már nem megy át a válaszjel sehol negativha, erről így nem tudjuk ily módon megállaphani, hogy vasról van-e szó. Pontosan ez a gyakorlati tapasztalat is: a nagyobb frekvenciákon működó fémkeresők vasszűrése alapvetóen gyengébb és a kisebb vasakra korlátozódik, az alacsonyabb ffekvenciásoké erősebb; és a nagyon nagy merctű, vagyis nagy "vczctökepcsségű" vastárgyakr61 mar nem, vagy csak alacsony frckvenciákon, illetve bizonyos irányokból lehet csak eldönteni, hogy vasból vannak-e. Ez a négyszögjeles megoldás már nemcsak vasszütésben, hanem a kisebb tárgyak érzékelésében is jobb, mint cgy hagyományos, ugyanakkora frekvenciájú szinuszjelet használó rendszer, ráadásul működésében alig tér el attól. A fémkeresők mégis szinte kizárólag szinuszjc1ct használnak, men a négyszögjellel való múködes már szélessáW, sokkal igényesebb felepÍlesű keresőfejet és bemeneti fokozatot igényel és számos olyan gyakorlati problémáI vet fel, ami gazdaságtalanná teszi a tömeggyártásI. Ennek ellenére létezik ilyen készülék, pl. a King Cobra, ami a Cobra 5 kHz-es fémkeresö változtatható frekvenciájú változata. Ennél a leírt elveknek megfelelően a működési frek-

36

vencia 4,2-től 36 kHz-ig állítható be mikrokontrollercs vezérléssel, és kihasználja az energiafogyasztás nagyobb frekvenciákon való csökkenését is az amplitúdó növelésére. Ez egy átmeneti megoldás: az igazi multifrekvenciás készülék még nem ez, hanem az, amelyik a vasszűréshez és nagy "vezetőképességű" fémtárgyak érzékeléséhez kedvező alaesonyabb frekvenciájú négyszögjelet és a kis tárgyak érzékelésére alkalmasabb nagy frekvenciásat egyidejűleg használja ugy, hogy nagyobb összhatékonyságot érjen el, mintha két különböző frekvenciáju fémkeresönk lenne. Ha jobban megnézzük az ábrákal, látható, hogy az leMe a legjobb, ha a nagyobb frekvenciás megoldás első félperiódusa (Id ...d" ábmrészlet) lenne a fémet érzékelő mintánk, de referenciaként nem ennek ft második félpcriódusát, hanem a kisebb frekveneiásét használnánk fel ("c" részlet), minden esetben nagyobb hasznos különbségi jelet kapva. Vasszúresrc a kisebb frckvenciásjel második félperiódusa lenne a legjobb. így az elérhető relatív amplitúdó akár a kis "vezet6képességfi" lárgyakal, akár a közepeseket vagy nagyobbakat nézzük, nagyobb, mint bármelyik esetben külön-külön. Egy ilyen megoldás egyszerre lenne kis es nagy frekvenciás is, és minden fémre a lehető legjobb válaszjelet adná. Berajzolluk ezt a rövid mintavételt (MF) a kisebb frckveneiás jeibe, mint első mintavételI, a második, (referencia) mintavétel (MFR) a kisebb frekvenciáju hosszabb periódus második fele, igy nézve jobban látszik., miröl van szó. Elvileg igy is működne, de mi· vel a rövid minta zajosabb is, a gyakorlatban nem igazán jó, tehát a rövidebb

periódust muszáj sokszor megismételnünk, hogy a mintavétel zajszintje lecsökkenjen a hosszabb minta szmtjere, vagyis mcg kell tartanunk a nyolcszoros frekveneiájü gerjesztést is. Ezzel megkaptuk a multifrekvenciás műkö­ dés lényegét, vagyis azt, hogy a két különböző frekvenciának megfelelő megoldást ha akarjuk akar külön-külön, de sokkal jobb ha igy, "keresztbe kombinálva" alkalmazzuk! Már "csak" azt kell műszakilag megoldani, hogy ez a kettő ténylegesen is egyszerre működ­ jön és ne keveredjenek össze. Az ismertetett módon egy olyan megoldást kapunk, aminek eppcn olyan jó a vasszűrése. mint a kisebb frekvenciáju négyszögjelnek, viszont a kis "vezelőképességü" tárgyakra is nagy amplitudóju jelet kapunk, de a közepesckre és a nagyobb "vezetőképes­ ségüekre" is eTÖsebben reagál. mmt bánnelyik frekvenciáju eset külön-külön. Ezt a PI rendszeméi sajnos nem lehet egykönnyen meglenm, mivel a befektetett energia elvész minden periódusban, itt viszont szinte .,ingyen" van a nagyobb frckvenciás rész, mivel energiafogyasztása a frekvenciával fordított arányban sokkal kisebb. Tönénetileg egyik legelső használható multifrekvenciás működést célzó megoldás a Fisher cég egyszeru négysző8Jellel működö fémkeresö rendszere. ahol az alapfrekvencia háromszorosál is figyelembe vették a fémtárgy ..vezetöképességének" pontosabb bemérésérc. Egy másik, már fejlettebb megoldás a White's cég kettős frekveneiáju fémkeresöje, ahol egy kisebb és egy nagyobb frekvenciáju fémkeresöt szerkesztettek egybe, igy egyesítendő azok tulajdonságait, de ezek még külön-külön működnek. Lehet őket külön, vagy "korrclációs" módban használni, vagyis hogy mmdkettő érzékeli-e az adott tárgyal. A döntő lépést azonban, azaz hogy keresztbe kell kombinálni a jeleket, miáltal az egész több mint a részek összege, nem tették meg. A B8S és FBS (BroadlFull Band System) (30. ábra) a következő. ez esetben egy alacsonyabb frekveneiás periódust több magasabb frekvenciás követ azonos időtartamban, felváltva. Az ábrán az FBS jel hosszabb periódusAban látható aszimmetria annak a következménye, hogy az áramoknak is illeszkedniük kell. Az BBSIFBS rendszemél nem tudni, hogy alkalma7.zák-e az emlitett jelkombimllást, mivel a7 alapvetöen szoftveresen valósítható meg, a publikus adatok alapján az ala-

RT ÉK '15

9-

''''''''allattjoel

H""'" Eriiallll

I-~

...

Mlnt.v.v6I

.."

....

,

....... ,.....

IwIOnb.igI

_ ~~rö.III::r1

,,"" Ej ...

,

Miluvloontrolle<

....

"""....

R_ ,-"

I--I

I

3t ábra

csonyabb frckvenciás periódust vasszürésre használják. A következő megoldás n hazai NSR (Nagy Sávszéll;!Sségű Rendszer), aminek mar kifejezetten a Jelek keresztbe

kombinálása a lényege, ezén szimmetrikus

fclépítésű

adój cicI alkalmaz. Itt

nem az időtartamon, hanem az amplitía-

dón osztoznak a négys:lögjelek, az adO. jel gyakorlatilag a kisebb és a nagyobb frekvcnciás négyszögjcJ összege. Ez műszakilag nehezebben mcgvalósítha-

tó, mint az előbbiek, viszont hatékonyabbnak bizonyult. Míg a BBSIFBSnél jelentős az clsó mintavétel késleltetése, az NSR sokkal közelebb viszi a mintavételI a periódus cicjéhez, igy jobban érzekeli a nagyon kis "vezető­ képességű" tárgyakat (az ábrákon látható, hogy miért). Végeredményben az NSR várakozáson felüli kiváló fémválasztássai rendelkezik: a kis vastárgyakat extrém hatékonyan szűri, miközben kiemelkedően jó az egészen kis fémlárgyak, pl. kis énnék és azok töredékeinek megtaltllásában is. Az NSR eiveljelenleg még egyedülikénl használó Magnum fémkeresöben már nem egyszeru ellenülemű meghajtás történik, hanem sokszor (ahol nulla a feszültség) rövidre is van zárva az adótekercs. Az áramfolyásokat és vá· laszjelekel nehéz átlátni ebben az esetAT ÉK "5

ben. de megfelelő mintavételezésseItökéletesen szétválasztható a kétféle jel. A mintavétel ténylegesen legalább négy idöpontban történik, tehát bonyolultabb, mint az elvi ismertetésböl következik. A két fejlettebb multifrekvenciás megoldás közötti eltérések nagyobbrészt nem a működési elvböl, hanem a megvalósitás eltérő idejéből következnek. Mivel a BBSIFBS rendszer megalkotásakor még nem voltak olyan nagy teljesítményű, mikrokontrollerek és AID átalakítók mint később. a rendszer sok külsö elemet tartalmaz. Az adójelet és egyéb impulzusokat HCMOS IC-k állitják elő, illetve bizonyos számitások, korrekciók a jelekben analóg módon, ellenálJáshálózatok segitségével mennek végbe, ezért ez a rendszer merevebb és hajlamosabb a hibás műkö­ désre szélsőséges tulajdonságú fém tárgyak, illetve a keresöfej tulajdonságainak megváltozása esetén. Az NSR-nél viszont minden számitást mikrokontroller végez, az egész működés igen nagy mértékben szoftveralapü. Az összes impulzust is a mikrokontroller állítja eló, valamint bekapcsoláskor be is méri a keresőfcj és a viszonylag kevés külső alkatrész viselkedését és azok tényleges működését figyelembe veszi, mintegy kalibrálja ma-

gát. Ezért pontosabb, rugalmasabb, a frekvenciák nagysága és azok aránya szoftveresen könnyen változtatható. Igy többféle induktivitású keresöfc.ücl is használható a kereső, amelyeket a rendszer automatikusan felismer, és ami most a legfontosabb, ugyanolyan jól használható mélykeresőnek, mint kézinek. Nagyon fontos előnye mind az NSR-nek, mind az FBS-nek, hogy képesek külön-külön bemémi a tárgyak válaszJeiének idöállandójat, vagyis a "vezetőképességel" és a viszonylagos mágnesezhetőségi értéket is. A 29. ábra "c" részletén látható, hogy kisebb és közepes "vezetöképességnél" ez a kettő jól különválasztható. nagyobb "vezClöképességnél" viszont mar kevésbé, mert ott az exponenciális lecsengés már nagyon .. beleér" a mágnesezhetöség beméréséhez vett mintába. A két külön bemérhetö paraméter még tovább javítja a fémkeresó használhatóságát. mivel ezáltal itt ketdimenziós diszkriminációro van lehetőseg. vagyis még inkább elkűlönithetőek egymástól a fémtárgyak. A frekvenciák aránya az NSR-nél ercdetileg I :8, ahogy aztábrázoltuk, 2.5 és 20 kHz-cs frekvenciával. Az alapfrekvencia kismértékben módosítható a B8S, az FBS és az NSR esetében is zajkiejtési célból 2, 12, ill. 20 lépésben. A Brurus mélykeresó szondához a mélykeresésre kedvezőbb 2,5-10 kHzet alkalmazzuk. A Magnum vasszűrése kézi keresoként olyan jó, hogy az alsó frckvcnciát fellehelett vinni 5 kHz-re. Erre készülnek az ún. magas spektrumú 5120 kHz-es keresöfejek. amelyek a nehéz 2,5120 kHz-eseket váltották fel. A magas spektrumú keresófejeknél a nagyobb frekvencián bekövetkező fogyasztáscsökkenést vékonyabb tckereselés alkalmazásával ki lehetett használni a tömeg drasztikus csökkentésre, milihal a Magnum ezzel és a könnyebb nyéllel immár kifejezetten könnyü keresőnek számít. Tömbvázlat szintjén (31. ábra) nagyon hasonló a Magnum az Orionhoz, mivel szintén digitális és többszörös mintavétellel dolgozó femkereso. A hardver viszonylag cgyszeru, de a lehető legjobb minőségű alkatrészcket tartalmazza, az analóg jelfeldolgozás minimális, a feldolgozandó jelek a lehető legrövidebb úton AID átalakítóba és onnan a mikrokontrolleroe kerülnek. Az egész fémkeresó úgy lett megtervelvc, hogy ami feladatot esak lehet, a mikrokontrollcr végezzen el. Ebből a szempontból a Magnum rulajdonkép-

37

5. kép

pen egy kis számitógép, aminek reszben fémkeresésre, részben a felhasználóval való kommunikációra való perifériái va/mak, maga a fémkereső túlnyomó részben szoftver. Még akkumulátortöltő funkcióval is rendelkezik, amit külön nem ábrázoltunk. Ezért igen rugalmas. nemcsak NSR. hanem sokféle más működés is megvalósítható vele a TR-IB rendszeren belül. bár az NSR minden másnál jobbnak bizonyult, ezért ezt használja. A szoftver frissíthető és folyamatosan fejlődik a gyakorlati tapasztalatoknak. javaslatoknak megfelelőcn. Ez végül is egy olyan fémkereső. ami jóval az elkészülte után is fejleszthető, nemcsak hardveres kiegészitők útján, hanem az alapkészülék mű' ködése is. Az 5. képen látható a Magnum fémkercsö kijelzöje. ahol a fémtárgyak " vezetőképességé!" és relatív mágnesezhetőségét koordináta-rendszerben ábrálOlja a készülék két vonal metszéspontjaként. A 0,0 pont a bal felső sarok· ban van, lefelé növekszik a mágnesezhetőség.jobbra a "vezetőképesség", tehát a "rossz" tárgyakatjdképt:zű ft:kete rész itt a jelentősen mágnesezhető közepes és nagy "vezetőképességű" tárgyak koordinátái! fedi le. Ezekre más hangot ad vagy nem ad hangot, ahogy felhasználó beállítja. Tennészetesen ez a tartomány tetszőlegescn módosíthat6. A bal szélen az egész kis •. vezetőképességü" tárgyakra nincs szüres egyáltalán, ugyanis a vastárgyak közül még a kicsik sem hajlamosak ebbe a tartományba kerülni, kivéve a "közellenség" söröskupakoka\. A világos és sötét rész határa kompromisszum kérdese, mert bár a nem mágnesezhetö Uirgyak elvileg mindig nulla mágnesezhetöségi értéket adnak. valójában a beméres igen pontatlan is lehet, főleg azért, mert a vasoxidos talaj is befolyásolja a fémkereső működését. Minél gyengébb a fém-

38

tárgy válaszjele, annál komolyabb mé· rési hibát okozhat a talaj. A hatékonyság növelésére a Magnum rengeteg szoftveres megoldást alkalmaz, amelyek az NSR előnyeit kihasználva, de részben aitól ftiggetlenül is megnövelik a hatékonyságot. Pl. akár öt különböző gyorsaságú Imélységü szoflveresen megvalósított fémkeresö is működhet egyszerre, amelyek kÖLm az automata váltó választja ki az adott tárgyhoz legkedvezőbbct ; sok vasdarabot tartalmazó helyen kiemelkedőcnjól képes a vasak közül is kiszedni a néhány értékes szinesfemet egy élén álló énnét is közel olyan jól érzékel, mint egy vízsLintesen fekvőt stb. Az egyik legnehezebb feladat a talaj vastartalma által okozott nagy amplitúdójú és folyton változó mágnesez· hetőségi jeiről leválasztani a fémtárgy altal okozott, többnyire sokkal kisebb változást, amit a gynkorlati tapasztalatok alapjan szintén igen jól sikerült megoldani, a színesfémlvasszemét leletek aránya kimagaslóan jó. Már a fejlesztések közben kiderült, hogy a Magnum különösen alkalmas mélységi keresőnek is megfelelő tekercsekkel ellátva. Ez lett a Brutus szonda, ami a Two-Box optimalizált verzi6ja, de hasonlit a PI keresökeretre is (6. kép). Ez esetben a teljes működés átvált non-motion rendszerure, mintha egy teljesen más fémkereső lenne. Itt is van ilyenkor nultázó gomb a hangoIÓ-automatához. A szonda viszonylag nagy merem, akár egy PI kcresőte-

keres, a tömege nagyobb (itt pl. az energiavisszanyerés miatt viszonylag vastag és nehéz az adótekcres). de egy ember is könnyedén tudja használni. Ez a legelső verzió, de a tapasztalatok szerint már igy is érzékenyebb és eredményesebb, mint a sokkal kiforrottabb PI mélykeresök. A mélykeresö szondánál a Two-Box hagyományos megoldásahOL képest, ahol az adó- és a vevőte­ keres merőleges egymásra és egyfonna nagyságu, ill kisérleti úton lett kidolgozva egy jobb, de nyilvan még nem optimális elrendezés. Vagyis a vevötekeres vízszintes maradt, viszonylag kisebb felületű lett (így kevesebb zajt gyüjt össze) de széles is a keresési szélességnek megfelelően , az adótekeres viszont sokkal nagyobb a kiterjedtebb mágneses tér létrehozásához. A ferde adótekercs egyrészt azért jött létre. hogy ne lógjon a 30 .. .40 cm-cs magasság alá semmi (a terepen gyakran gaz van), ehhez az adótekeres feljebb kerüli, így a kiegyenlített állapot ferde állásban jön létre, masrészt az érzékelés középvonala ezzel kisse hátrébb tolódik, dc így is alapvctőcn a vevőtekercs­ nél van. Ha\adáskor a vevőtekercs van elöl , de mivel a szűrők késleltetest okoznak, a jelzés akkor szólal meg amikor már a szonda közepe-vége van a fémtárgy felelI. A szűrők idöállandója/sebessége 3 fokozmban változtathmó és ezzel a mélység is. Ennél is használatos a mintavételezés eltolásához hasonló megol· dás (delay), mint a Pl relldszcmél a ki-

J

-

6. kép

RT ÉK '15

sebb tárgyak erosebb szürésére, ami in 5 fokozatú. A behatárolást akadályozó késleltetés mian ideiglenesen átkapcsolható nagyon gyors működésre (tű­ pont/pinpoint). A kivitelt in is a PI rendszeméi megszokott műanyag vízvezetékcsövekkel oldonuk meg, de sajnos ezt (még) nem lehet annyira szétszedni mint a PI keresökeretckct, mivel

az IB működés miau iu merevebb felépítésre van szükség. Mélykereső üzemmódban is használható az emlitelt kétdimenziós kijelzés, s a hangjelzés lehet a Pl-nél megszokott "tik", vagy egy zümmögő alaphangit is, de itt ún. negatív hang is van az ellentétes irányú jelzésekhez. A további kijelzésbcli sajátosságok leírása

Chrenk6 ferenc honlapján érhető el, miként megannyi fémkereséssel kapcsolatos tudnivaló is, melyek itt nem kerülhettek bemutatásra. k'odalom: 1. Nagymáté csaba - Chrenk6 Ferenc: Fémkeres6k; RÁOI6V1LÁG Kft., 2005 2. H. soret Kincskerm készülék Rádió Tedlnika 1937/6. 13. old. 3. hnp:llsevzirfo.narod.ru

Célunk a gyakorlab oktatás. a szakköri munka segftése. a kezdő elektronika-barátok gyakorlati készségének fejlesztése.

A AlA keretében barmely oktatási intézmény 1 éves· RÁDIÓTECHN IKA elafizetéssel a következő kedvezményeket nyeri el - tanáraik, tanul6ik (diákfgazolvinnyal) 10%-05 árengedménnyel vásárolhatnak a HAM.bazárban, - a soron következő RT évkönyvet Ingyen megküldjük az Iskolának, - régabbllapjainkból és évkönyvainkbÖl alkalmanként díjmentesen vihetnek az Iskolák. "bármely loIywI1alos, 12 hónapo.

A RIA lényege: a RÁDIÓTECHNIKÁ·ban a kezdők és a hatadók egyaránt találhatMk kedvükre való épitési leírásokat!

Tel./fax : 239-4932, 239-4933

1374 Budapest, Pf. 603

[email protected]

Legyen sok, tiszta kezü segítőnk! Nagyon sokan legálisan használják kiadványainkat, - ennek örülünk, ezen bevételeinkből működik szerkesztőségünk. Nagyon sokan nem legálisan használják kiadványainkat, - ennek nem örülünk, ebből bizony nem tudunk m ű ködn i. Mi nem akarunk az illegális felhasználóktól bármit is eltulajdonítani, - viszont bízunk abban, hogy kérésünk megértésre talál:

Ha úgy érzi, hogy hasznára volt bármely kiadványunk, (lapunk, évkönyvünk, füzetünk, szoftverünk), akkor Önre bízzuk, hogy mekkora összeggel támogatja szerkesztői munkánkat, mert a jövőben is meg szeretnénk jelentetni kiadványainkat. Postai, banki utalásnál a "Rádiótechnika" közleményt kérjük megadni!

Rádióvilág Kft" 10300002 20151964 00003285 RT ÉK '15

39

.;

A digitális HE Füzetek is kaphatók: www.dimag.hu

MAR E G ~

E L E N T E K

e

~Elektro"iQ~1*"

Elfogyott, csak digitálisan kaphatl

Ágoston - BereH - PrUzslnUkJ

Au l UlU'"

l-Varázs I.

9 2A3-maJ II

Vörös Tamás

. :Cö'

PIC -

.

"~I

j

kezdőknek

~Elektro_~1*" @ A90ston - Nagy

Audiofil-Varázs II. • 4

Egy-egy szám ára: 2790 Ft. Rende/jen, mert e/ fog fogyni! A HAM-bazár nyitva H-P 09- 14, C~ 09-176.,

100 W-os

hlllrlll '

-

M!g

egnzer a 20 W-os hlbrldröl Fél,ezetős

Univerzális

.j!~ AÜ:~i.yW

-

RIAA-korrektor előerös(tö

~a_k- ___

u. " .. ""......

(Postán is elküldjük, kb. 500 Ft postaköltséggel.)

www.radlovuaa.hu

~

Elosztott intelligenciájú mobil közlekedési csomópont modell Miklán Attila okl . gépészmérnök, villamosmérnök ; attila.miklan@gmail .com A gyerekek {anulási folyamata alapveloen a/elnöttek I'iselkedésének másolásan alapul: a világra rácsodálkozó gyemlek először csak egyszenibb mo:-

du/otokut, majd egyre bonyolultabb mozdu/a/sorokat másol le a körülötte megjeleno !elllóuekról. A jell/öltek fe/adata a fenti lmlllldsi fol)'amat segítése: elsösorbanjó példa bemutatasaval.

másodsorban pedig a tal/ulásl

előse­

gítő he/yzetekmegteremtésével.

A kreaIÍvfelnöltek játéka a modellezés, \'U/ós szerkezetek kis méretü megépítése. s:erellesés ese/ben az eret/eti funkciónak

megfelelően nl1iködó formában. Jelen cikk. egy olyalI mocJell elkészitésének lépéseit bja le. ami korosztálytólfiigget-

lel/ül mindenkit érdekelhet, így próbál a Jelnóttekl/ek az lItimépítésnél, (/ gyerekeknek pefJig a használat során kellemes perceket szerezni.

A közlekedés, ezen belül a közúti közlekedés egy bonyolult és veszélyes terület, aminek szabályait agyennek csak lassan, sokszor veszélyes helyzetekbe keveredve tanulja meg, Ezt a tanulási folyamatot segítik a KRESZparkok (lásd az alábbi), ahol a közlekedésben szokásos jelzések és táblák jelentését kicsinyitett, biztonságos kör-

Profi LED-es jelzőmodetl

RT ÉK '15

1. ábra

nyezetben tanulhatják meg a gyerekek. A tanulás annal könnyebb, minél nagyobb élménnyel párosul, ám a szomorú csendben álló közlekedesi táblák nem sok élményt adnak a mai világban felnövö, interaktiv zűrL8varhoz szokott gyerekeknek. Jelen cikk írója azt a nem kis - célt tűzte maga elé, hogy elkészíti egy közúti kereszteződés jelző­ lámpa-rendszerének kicsinyített mását. A másolat müködése pontosan követi az eredeti jelzőlámpák időrendjé\' a méretek pedig úgy lettek megválasztva, hogy a modell a kerékpáros KRESZpályákon kényelmesen használható legyen. A valódi közlekedési lámpáktól némileg eltérő mechanikai kialakitás ellenére az eredetivel azonosan műkö­ dő rendszer jelentősen emeli a gyerekek játékélményét. A dolog időszerűségét mi sem bizonyitja jobban, mint az ipari minőségü lámpák fokozatos megjelenése a kerékpáros KRESZ-parkokban. Az ilyen, profi kivitelű, LED-Iámpákkal és napelemmel szerelt berendezések ára persze legtöbbször meghaladja a magánemberek és kisebb cégek lehetőségeit. Ilyen helyzetben lehet hasznos a cikkben leírt megoldás, ami költséghatékony kivitelezés mellett a valódi rendszerrel azonos működest és az eredeti lámpákhoz nagyon hasonló megjelenést biztosit. A lehetöségek körét tovább bőviti a bemutatott szerkezet skálázhatósága: a

cikkben lein három kiépitési v,iltozat (SINGLE, MUTLI, MULTI-R) bánnelyikéböl szinte tetszőleges S7.ámÚ részegység elhagyhat6, a rendszer kevesebb funkcióval is működőképes marad. Ezzel a módszerrel az előállitás költségei akár néhány ezer forintig is csökkenthetők, a részlegesen kiépített rendszer pedig a későbbiekben teljessé bővíthető.

1. Előírások A közúti jelzőlámpák működését nemzetközi egyezmények szabályozzák, amit a magyarországi jogszabályok mcgalkotásánál is figyelembe vettek. A kérdés sulyára jellemző, hogya forgalomirányitó je1zölámpákkal kapcsolatos követclményeket, a tervezési, telepítés! és üzemeltetési előírásokat törvényi rendelet szabályozza (részletesen lásd, [I]). Ezek az előirások részletesen megadják a jelzőlámpák mechanikai kialakitását, azok méreteit és elhelyezését, de legf'öképpen a működést: az egyes fázisok sorrendjét és azok idötartamát. A tÖlVényi előírások szerencsére csak közútra vonatkoznak, a zárt KRESZ-parkok felszerelésére nincsenek ilyen szigorú megkötések. A törvények tanulmányozása helyett megelégszünk a valódi lámpák megfigyelése során felvett adatokkal, a működési fázisok idejének lemérésével. A közlekedési lámpa mű41

ködési fázisait mindenki ismeri, ám meglepetés itt is érhet minket. hiszen a zöld és a piros fázisok hossza nem min· dig állandó; számtalan törekvés történt (több-kevesebb sikerrel) a jelzőlámpák központi irányilására. a nyugati országokból ismert ún. "zöld hullám" kialakítására. A sárga fázis hossza egy hímpára vomllkozvn állandó, ám értékét az adott útrajellemzö jánnüsebesség alapján állitják be [2]. Saját rends7.erünkben a kerékpáros közlekedésben jellemző sebesscgek és II gyenneki türelmetlenség figyelembe vételével a következö fázishosszak::lt vettük fel: jánnüves lámpáknni zöld 25 s, sárga 3 s, piros 30 s, piros-sárga 2 s. A gyalogos lámpáknál zöld 25 s, villogó zöld 3 s, piro~ 32 s. A lámpákban használt színeket a törvény nem határozza meg pontosan, egyszeruen csak zöld. sárga és piros szineket emlit. A színárnyalatra vonatkozó közelebbi meghatározá~t a f3] tudományos értekezésben sikerűlt találm. az alábbiak szerint: piros 620 nm felett (piros c.. '" 0.99), sárga 540 nm felett (narancsos sárga clJ = 0,54), zőld 350 ... 600 nm (türkiz-zöld cby = O). Az égök festésénél elek megvalósílására kell törekednünk. 2. Konstrukció

2.1. Általános leírás, elrendezés, rendszerterv A eélként kitűzött minimális konfigun'ldó egy egyszeru közúti kereSZlCzödcst szolgál ki. ehhez 4 db jánnű\es és 3x2 db gyalogos közlekedési lámpát tartalmaL. A teljesebb élmény érdekében a rendszer kiegészíthetö 2 db fénysorompóval. illetve a kanyarodást segitő segédlámpákkal is. A teljes kiépítés látványterve és az egyes lámpák felnagyított nl!zeti képe az I . ábr á n látható. A lámpák 4+2 oszlopon vannak elhelyezve, oszloponként legfeljebb 8 db izzóval (I db közuti. 2 db gyalogos és I db kanyarodó lámpa csetén). A lámpák vezérlését mikrovezérlő végzi, pontosan követve a valódi közlekedési lámpák fázisait (esetenként Javitva a működésen: a szerzőt is lepte már meg zöld jelzésre kanyarodás közben a kis késéssel zöldre váltó gyalogos-kerékpáros lámpa, ami a hirtelen elinduló bieiklissel éppen esak nem okozott balesetet). A mikrovezérlő és a vczetékezés elrende· zése a választott konfigurációtól fUggöen többféle lehet. az alábbiak szerint:

42

1111 •• 2. ábra

a. EgyszefÚ változat (SINGLE) A legegyszerubb kiépítésnél csupán egyetlen vezérlóáramkör és egyetlen mikrovezérlő van a rendszerben. A közös vezérlöcgység elég egyszeru ahhoz, hogy pr6banyákon is elkészíthető legyen. Az egyszerusítéseknek sajnos ára van, ugyanis ennél a megoldásnál elég sok nagy keresztmetszetü kábelt kell az utakon keresztben elvezetni: minden égőhöz külön I mm 2-es veze-

tékre van szükség (2 A árammal számolva). Az egyszerűsített rendszer kiépítését, a lámpák számozását és a szükséges kábelezések rajzát a 2. ábra mutat· ja. Az utakon keresztben elvezetett kábeleket érdemes az áthaladó jánnúvek rongáló hatása ellen kábelcsatornába. kábeltaposó csatornába rejteni. A 2. ábrán jelölt kábelezési rendet vizsgálva kitünik, hogy az egymással szemben levő lámpák égőit páronként

t táblázat. A SINGLE kiépítés csatlakozópont jal C•• tlalcorópont

Kimenet neve

1-'2

CSI-3

1AMP8

jirmlves lampa l. Dny. jllros SZIn

CSI-4

1AMP7

jál'lTlllves lampa l. uny, saroa szin

3

CSI·S

LAMPS

járrmJves lámpa l . ifá.ny. zöld szin

4

CSI·6

IAMPS

larmiJves lampa 2. Irány, piros szin

5

CSI-7

IAM"

6

CSI-8

lAMP3

jarrnŰYeS

7

CS2·2

LAMP2

gyalogos I~ l . riny. piros SZIn

a

CS2-3

IAMPl

gyalOgos lámpa 1. irány. zöld szin

g

eS2-4

LAMPI3

gyalogos lampa 2. Irány. piros szin

10

CS2-5

LAMP12

gyalogos lámpa 2. irány.

:--"

CS2·6

LAMP11

fénysorompó. fehér szín

12

CSU

LAMPtO

fénysorompó, vt)r6s szin # t

13

CS2-8

LAMpg

lénysorompó. vörös szin #2

"""""

14

CS1-1

CS2·1

I

ua

15

CSI-2

CS2-2

I

GND

CS'-2 CS2-2

Fu,*,1ó

,

lármúves lámpa 2 ifá.rry, saroa SZin lámpa 2. irány. zOld SZin

z~d

szin

-

lapfeszOltSéll kOlös pont

RT ÉK '15

'.

1111 ••

•• 3. ábra

azonos kimenetre kötöttük, amit azért

b. Elosztott intelligenciájú változat

tehetünk meg, mert ezek a lámpák

(MULTI)

egyébként is azonos vezérlés szerint működnek.

A rendszerben

szereplő

A SINGLE változatban látott kábelczési igényt jelentösen csökkenthetjük a

lámpák lis-

rendszerben

taja és a kimenetek hozzarendelése az l . tá bláza t szerint történt. Amint látható, a teljes rendszer vezérlése 13 db nagyáramú kimenetet igényel.

levő m í krovczerlők

sokszorozásával. A kissé

meg-

nagyképű,

de

mindenképpenj61 hangzó o,elosztott intelligencia" elnevezés arra utal. hogy az

egyes oszlopok lámpáinak meghajtását külön-külön mikrovezerlő vegzi. A lámpák szinkron müködését ebben az esetben egy erre kijelölt mikrovezérlő, a Master biztosítja, ami egy kommunikációs vezetéken keresztül tartja a kapcsolatot a többi lámpánál levő Slave mikrogépekkel. A rendszerben tehát pontosan annyi mikrovezérlőre van szükség, ahány o~.dopunk van, ami vis.wnl tübb nyák legyártását igényli. A többletmunkáért cserébe jelentősen egyszerűsödik a közlekedést zavaró vezetékezés, hiszen a viszonylag nagy átmérőjű tápfeszültség- és fóldvczctékeken kívül csak egy jóval kisebb átmérőjű konmmnikációs kábel körbevezetésére van szükség. Az utakon ke resztben elvezetett k:ibeleket itt is érdemes az áthaladó járművek rongáló hatása ellen kábelcsatornába, kábeltapos6 csatornába rejteni. Az így felépített rendszer elrendezése, a lámpák számozása és kábelezési rendje a 3. á brá n látható. Az oszloponként elhelyezett vezérlőpanelek kivezetéseinck bekő tése kőzuti lámpánál a 1. tá blázat szerint, a vasúti átjáró jelzőinél a 3. tá blázat szerint történ ik. Az egy oszlopon levő összes lámpa vezérlése 8 db nagyaramú kimenetet igényel.

c. Rádiós változat (MULTI-R) 2. táblázat. A MULTI kiépítés csatlakozópontjal a közúti háromégős tartónyákon

r

DEi_i'

Sorsz6m '

lA

CsalllkDtópant

Kimenelnne

,

eSt-'

UB

tápfeszlJltség

eSI-2

KI

klegészftO lámpa (zöld)

3

eSt-3

13

gyalogos lámpa 2. irány. zöld szin _

4

eSI-4

eJ

gyalogos lámpa 2.. Irány, piros szin

5

eS2-1

GNO

közOs pont

6

eS2-2

AXTX

S
7

eS2-3

z2

gyalogos lámpa l. irány. zöld szin

B

eS2-4

gyalogos lámpa l. irány, piros szfn

9

eSlo

"

1

NYG

funkció

I

nyom6gomb

3. t áblázat. A MULTI kiépítés csatlakoz6pontjal a vasúti egyégős tart6nyákon

Sorsrim

Cutllkoz6pont

Kfmene! neve

1

eSI-'

pirosl

fénysorompó, vörös szin

2

eSI-2

piros2

fénysoromp6. vörös szin

3

eSI-3

UB

4

CS2-1

GNO

közös pont

5

eS2-2

6

eS2·3

AxTx

soros adatliMlel

RT ÉK '15

FunkciIi

tápfesz(J~ség

I

Az e l őző megoldá~ok közös problémája az utakon átvezetett, viszonylag nagy keresztmetszeru kábelek közlekedést zavaró hatása. A probléma megszűnik, ha a kabelek helyett rádió adó-vevöket és oszloponként saját áramforrást alkalmazunk. Kis sebességű digitális jel átvitelére képes, egyszerű rádiós adó-vevő áramköröket akár magunk is készíthetünk, de az interneten ma már néhány száz forintért kész modulok rendelh etők [4]. A kínai modulokat néhány hét alatt ingyen házhoz szállítjak, így lesz igazan olcsó ez a megoldás. Az akk umulátorok sokszorozása már nagyobb érvágás: sajnos nem mindenki engedheti meg magának oszloponként külön akkumulátor beszerzését (és karban tartását). Ám ha valaki mégis megtesz!, akkor nem csak kábelmentes, de az akkumulátor-kapacitások többszöTÖzése folytán hosszabb üzemidejü rendszerrel is büszkélkedhet. A MULTI-R valtozatnál a rádi6s modult közúti oszlopoknál a haromégös lámpa tartónyákján található CS!! (Slave, vevő) vagy CS9 (Master, adó) csatlakozóban, a vasúti lámpák nál pedig a függőleges tanónyák CS6 (Slave,

43

y~

~,

r' 1111 Tr T~~Y

J

4. ábra vevő)

csatlakozóJában kell elhelyezni. Minden egyéb bekötés cs fl rendszer működése azonos a MU LTI vt\llOl.altal. i\ MULTI-R változathoz tartozó elrendezést a 4 . á bra m Ulatja. 2.2. Az alkatrészek kiválasztása

Az alkalrCslck kiválasztasámil

hobbi

alkalmazásr61 leven szó - a múszaki knlcnumok mellett elsörendü szempon' volt az ár. Próbáltunk széles körben elterjedt alkatrészeket választani,

cZ1'cI is mcgkönnyítve

fi

vBl1alkoz6

kedvlI utánépítök dolgát. A fe nti két

feJtétel eredményeként kissé mcg\cpö alapanyag-lista szülelett, ügyelve am is, hogya vég!iÖ megJclenés clfogadha-

t61egyen. A közlekedési jelzölámpak talán legfontosabb eleme az i7..zÓ. Ennek mérete és telJesitménye jelentösen befolyásolja a készülék élvezeti értékét. műszaki jellemzői pedig alopvetőcn meghatározzák a mechlmikai és az elektromos konstrukcióI. Mint az élet más területein oly sokszor, itt is a véletlen segített il dön tésben: a tervezés i dő­ szakában eppen akciós MRI 6 (GU 5.3) tokozású 12 V-os halogén izzókat hirdetett az egyik áruháziánc. Az izzókat közelebbről megvizsgálva kiderült, hogy méretük ideális az elképzelt közlekedési lámpa megépítéséhez. az alacsony üzemi feszültség pedig biztonságos működést biztosít. A mintapéldány 35 W-os te ljcsltményű egőkkel készült, ám az izzók mlllt kesőbb látni fogjuk ennek töredékén üzemelnek (az MRI6 égők rCszletes

44

adatait az [5J irodalomban találhatjuk meg). A rendszer irányítás{it vegzö mikrovezérlő kiválasztásánál az egyszerű kezelhetőség és az alacsony ár volt a fő szempont, igy cset a választás a Mierochip cég PIC 16 családjába tartozó, megfelelő hlbszámú és elegendő memóriával rcndetkero PIC I6F627A-ra. A PIC16F627A a régi, jól bevált és sok helyen alkalmazott PICI6F84 utódja, amire számos alkalrn nznsi peldal lalál· hatunk az interneten. A teljesítményfokozat kivalasztásanál fontos szempont volt, hogya mikrovezérlő kimenctciröl közvetlenül, logikai sLintü jelekkel is vezérel hető legyen. A kimenetnek a lacsony feszültséget. ám viszonylag nagy áramot kell kapcsolnia, hiszen a 12 Vf35 W-os izzó 7,2 V tápfeszültség esetén 1,75 A-es áramot vesz fel. sőt a bekapcsolás pillanatában még többet! A kivalasztásnál ügyelni kellett arra, hogya PIC lábakból kivehető áram elég nagy legyen a Gate-kapacitások gyors feltöltésére. Ez esetünkben nem túl sZlgoni feltétel. hiszen a fenyeTÖ-szabályozást nem PWM vezerléssel tel"\'czzük. a villogó fenyhez tartozó 2 Hz-es kapcsolgatás pedig nem szamÍl magas működési frekvenciának. A PIC kimenetet temelő (a Gate-kapacitást kisütő és töltö) áram korlátozására érdemes egy megfelelő­ en méretezett soros ellenállást tenni a PIC kime net és a Gate közé. A fenli megfontolások alapján a következő FET-ek kerü ltek a kapesolásba: - a SINGLE rendszerhez választott Dl P tokoz.asú FET adatai:

IRLZ24 (55 v. 18 A, 60 mohm. 480 pF) [6], a MUL TI rendsze rekhez v:ilasztott SM tokozású FET adatai: NTD3055-150 (60 V, 9 A, 150 mohm. C~ = 280 pF) [7J.

elOI. -

A rendszert üzemeltetö akkumulátor kiválasztásánál elöszőr is meg kell hat:iroznunk annak névleges fesziiltségét és a sLükséges kapacitást. Az egyes rendslerelemek kü l önböző tápfeszültséget igényelnek: a vezérlöelektronika 5 V-os, az egők pedig 12 V-os feszültsegről működne k (teljes teljesítmény cseten). A telepes üzem miatt a fogyasztást egyébként is korlátozni kell, ezért megengedhetö, hogy az izzókat a névlegesnél alacsonyabb feszültségről .járnssuk" Az akkumulátor feszültsége tchát legalább 5 V legyen. de a veszteségek minimalizálása érdekében ne legyen közel a 12 V.hoz; ideálisnak tűnik az elterjedt 6 V-os akkumulátorok alkalmazása. Érdemes úgy tervezni, hogy az akkumulátor kapacitása legalább I órám legyen elegendő. A rendszer átlagfogyasztása 7,2 V tápfeszültség és 12 db egyszerre müködö izzó alapjan 150 W (az izzó teljesítménye a tápfeszültség negyzetevel változik: a 12 V-os, 35 W névleges teljesítmenyü izzó 7,2 V lapfeszültség esetén 12,6 W-ot fogyaszt). A 150 W-os ősszteljesítmény 7,2 V-os tápfeszültségröl 21 A-cs aramterhelést jelent, egy teljes órányi működéshez tehál 21 Ah kapacitású akkumulátorra vlln 57ükseg. A kereskedelemben viszonylag olcsón kaphatók 6 V névleges feszültségü és 10 Ah kapaeitású, kisméretű Pb akkumulátorok (pl. biztonsági kamerák akkumulátorai). Mivel az akkumulátorok ara a kapaci tással nem lim:árisan változik. optimalis megoldásként 2 db 10 Ah-s akkumulátort használhatunk. Ezek általaban zárt rendszerii, felitIltott elektródájú akkumulátorok, ezért karbantartásuk külön leges figyelmct igényei (pl. legfclJcbb l A-es töl tőáram)! A lámpaoszlopok kőzötti vezetékezésnek mcgfelclöcn hosszúnak és strapabíronak kell lennie, ami speciális kábellel mcglehetősen drága lenne. NémI keresgélés után a 3 eres, egyszeru hálózati hosszabbító kábelre esett a választás, bar így nem minden kábelér lesz bekötve. A szükséges kábelhosszak a 2. a 3. és a 4. elrcndezesi ábráról olvashatók le. MULTI kiépitésnél az azonos oszlopon levő lámpák között a tranzisztor vezérlöjeleinek átvitelére ennél Jó-

RT ÉK'15

val kisebb keresztmetszetű. amyekolt kábelek alkalmazása javasolt. Már az anyagválasztásn
-

-

lámpatest: feketére festett, hoszszában félbevágon (lásd később) 90 mm átmérőjű PVC cső (vékonyfalú csatorna ejtőcső, esetleg az uszodatechnikában alkalmazott, vastagabb falu "merev víznyomócső" ill. Geberit PE lefolyócső ; a szükséges hossz4x l90 mm +6xI30mm+ + 4x90 mm; összesen kb. 2m), lámpák előlapja és hátlapja: feketere festett, 2 mm vastagságú PVC lap, az égőknél 50 mm atmérővel kivagva. lámpák árnyékolója: feketére festett, 50 mm kü l ső átmérőjű PVC csatornacső 50 mm hosz· szan darabolva és 45 fokban félbevágva (4x3 db közuti jánnű­ ves. 6x2 db közúti gyalogos, 2 db kanyarodó és 2x3 db vasúti; összesen 32 db árnyékoló kell: a 32 db 45 fokos részt optimális

RTEK '15

-

-

-

-

esetben 16 db 50 mm-cs szeletből készíthetjük cl, ezért legalább 800 mm-nyi csö szükséges), lámpaoszlop: 7 db, műanyaggal bevont alumínium seprűnyél (kb. 20 mm átméro) 4 db közúti, 2 db vasúti és I db a kanyarodókhoz, eSllvarok II lámpatestekhez: M4 menetes szar (összesen 2,5 m) és M4 anyák alátéttel (-200 db; 4 db közúti lámpa és 6 db gyalogos lámpa: összesen 10 db lámpa egyenként 2 db 80 mm-es menetes sárral, 2 db kanyarodó lámpa egyenként 4 db 80 mm-es menetes szarral, 2 db fénysorompó egyenként 2 db 80 mmes és 2 db 20 mm-es menetes s7..a.rral, ez öszsze sen 30 db 80 mm-es menetes szar 6 db anyával, valamint 4 db 20 mm-es menetes szár 4 db anyával), kőzponti csavar az oszlop rögzítéséhez: I db M IS-as csavar (hoss7..a legalább 160 mm), hozzá I db M 18-as anya és 2 db alátét (más átmérőjű felmosónyél eseten MI8 helyett M20 vagy MI6), talpak: 6 db 400x400 mm méretüre vágott MDF lap es hozzá való 6x4 db kicsi talp (a lefelé kiálló központi csavarfej miatt kell).

A fenti elemekböl és néhány nyáklemezből az elvárásoknak megfelelő, stabil lámpák készíthetők_ Az egyszeru alapanyagok miatt az élethű megjelenéshez nagyon fontos az elemek pontos kidolgozása és megfelelő minoségü festése! 2.3. Mechanikai konstrukció Az alkalrészek kiválasztása után következő lépés - vagy azzal egyidejű, hiszen a tervezés során több változat is felve tődött - a mechanikai konstrukció megtervezése volt. A tervezésnél a stabi l kialakitás mellett az élethű megjelenés volt a legfontosabb szempont, ezt követték a szere\hctőségi és a gyánhatósági szempontok. A stabilitás kérdését a következő alfejezetekben, az egyes építőelemek leírásánál vizsgáljuk, az elethű megjelenésI pedig korábban. az alkatrészek kiválasztásánál tárgyaltuk. A szerelhetőség érdekében mindenhol csavarkötést alkalmaztunk, ami kissé ront a megjelenésen, cserébe

viszont könnyenjavíthatók alámpatcs. tcn belül előforduló csctlegcs hibák (pl. kiégett égö cseréje).

a. Tartószerkezet A lanószcrkezct biztosítja fl lámpatestek pontos elhelyezéset és a teljes szerkezet stabilitását. Központi alkatrészc az alumínium felmos6nyélböl kialakított tanócsö, ami csnvnrozással van II megfelelő méreru alaplaphoz rögzitve. Az als6 csavar átméröje optimális esetben megegyezik a cső belső átmerőjé­ vel, a csavar hossza pedig elegendö ahhoz, hogya lámpák aszinilllctrikus tömegeloszlásából, valamint a külső erő­ hatásokból szánnazó nyomatékokat biztonsággal továbbítsa az alaplap fe lé. A tanócsőre több furat is kerül: felső végén a lámpatestek elhelyezését biztosító furatokat, a cső alsó vegén pedig a szükségesnél kisebb átmérőjű alaplapi csavar pontos illeszkedést biztosító keresztirányú csavar furatát kell elkészíteni. A tan6csövön a lámpatanó furatokat a kellemes megjelenés érdekében célszeru váltott irányban és egymástól egyfonna távolságra elhelyezni, pl. a csö végétöl kezdve 15 mm Uánnüves +-+), 15 mm (gyalogos l:), 15 mm (gyalogos t-t) és 65 mm (kiegészítő t). Az alsó furatok a lámpák méreteböl adódnak. A lámpaoszlop stabil megtámasztását biztosító alaplapot egy 400x400 mm mérem négyzetes MDF lapból alakíthatjuk ki. Az alaplapra középen az oszlopot tanó csavar furata, a négy sarokra pedig a talajra támaszkodó talpak furata kerül. A terhelés kedvezőbb elosztása érdekében célszerü minden csavarfej és csavaranya alá alátétet tenni.

Külön problémát jelent a kiegészíkanyarodó lámpák elhelyezése, mivel ezek a tanócső vonalán kívül helyezkednek cl. Az egységes kialakítás szellemében ezeket a lámpákat egy külön tanócsőhöz rögzitjük, majd ezt a rövidebb csövet csavarozzuk a fő tanótő,

esőhöz.

b. Közúti átjáró lámpáinak kialakítása A lámpák tervezésénél a legfObb problémát a halogén izz6kkal szerelt MR 16 egők okozták. Mércmkhöz képest viszonylag nehezek, hosszuk pedig az átméröjűkkel azonos, ami megnehezíti a lámpatestck valósaghü kialak.íuisát. További probléma a működés közben felszabaduló jelentős hőmennyiség, ami

45

5.a ábra

S.b ábra miatt az egőt távol kell tartani a lámpatest muanyag alkatreszeitöl. Ezek alapján eelslcru lenne LED-cs világitótesteket használni, ez azonban Jelentósen megnöveinc a kóltségeket, ezén a tervekben a halogén kivitel jellemzóivel számoltunk (a közólt aramkör egyébként 12 V-os LED-egőkkel is használható). Az MRI 6 égőket nonnál fclhaszmilás escten a buránál rögzítik, és a lábaikra speciális csatlakozóval vezetik az Áramot. Ezt a móds.zert a bura magas hőmérséklete és a drága csatlakozók miatt gyorsan elvetettük, ehelyett a r6gzi1ést és az elektromos csatlak07.ást egy lépésben. az égők nyaklemezbe forrasZlásával oldonuk meg.llamar kiderült !lzonban, hogy az előnytelen súlyelosztás miatt az égők nem maradnak sokáig a helyükön: néhány mozdulat után a vékony rézfóliát fehépve kibillennek a helyükről, további mozgatásra pedIg elszakítják a leválI vezctösilvokat. A problémát egy második nyák beépitése oldja meg, ami az első nyák lemenel párhuzamosan, attÓl néhány millimétem: elhelyezve már fel tudja venni az égó távoli súlypontjából adó-

dó nyomatékokat. Ennél a megoldásnál kulcskérdes a két nyák egymáshoz rögzÍlésc: az összeállításnak elég mere\nek kell lenni ahhoz. hogya lemezek több égő terhelése esetén se mozduljanak el egymáshoz képest. A nyáklemezek megfelelöcn stabil rögzítését a végeken kialakított 4 mm átmérŐjŰ furatok biztositjÁk, amin a lámpát összetartó M4 menetes szarokat kell keresztülvezetni. A lemezek távolságát a közéjük helyezctt alátclck, a rögzitésI pedig acsavaranyák biztosítiák. A csavaranyák alani rugós alátétek megakadalyozzAk az anyák meglazulásil!. A szerkezetel esetleg érő (nonnál üzem közben ncm jellemző) hosszuányil csavarÓ terheléseket az M4 menetes szárak kőz­ vetitésével a lartócsö veszi fel. A két nyáklemezből és a két M4 menctes szárb61 így kialakított, megfelelően stabil szerkezct lesz a lampatest tehclViselö váza, ezekre szereljük a himpák összes többi alkatrészet (előlap, hátlap. áramköri lemez. becsatlakozó vezetékek). A lámpák vázát adó nyáklemezek közül csak az egyiken van rajzolat, ezt a továbbiakban tartónyákként említjük majd. A nagyobb merevség érdekében érdemes a másik nyák le-

í.:-

mezen is forrnsZlani az egőket, de ;1\ a lábakat el kell szigeteini egymástól (pl. megfelelő maratással). Összeszerelésnél elsőként a lámpa vázát adó nyáklemezeket csavarozzuk fel amenetes szárakra. A lámpák elő­ lapját 2 mm vastagságú PVC lemezből alakítjuk ki, rajtuk az égők helyén 50 mm átmérőjű klvágást kell késziteni. Az előlap egy egységet alkot a ráragasztot! árnyékolókkal, amiket 50 mm átmérőjű PVC csőből szabhatunk ki, az 50 mm hosszúra vágott csödarabok 45 fokos félbevágásával. Az elölapot a meneles szárak furatainak kifúrÁsa és az ámyékol6k felragasztása után feketére fe~tjük. Az előlapot olyan helyzetben kell a két meneles száron az M4 anyákkal rögzíteni (ill. a esövel ugy kell félbe vágni: lásd: 4. feje:.el), hogy az egők forró üvegétöl kb. l mm távolságra legyen. A lámpákat félkőrben borító hátlapol 90 mm külső átmérőjű félbevágotI PVC csőböl szabhatjuk ki a lámpa típusának megfelelő hosszan. A hatlapra három furatot kel1 készíteni: amenetes szárak 4 mm átmérőjű furalain kívül szükség van egy 8 mm átmérőjű, a kábelek átvezetésére szolgáló furalm is. A furatok elkészítése utan a hátlap alsó és felsö végére mgasztjuk a 2 mm-cs PVC lemezből kivágott, félkör alakú fedölapokat. Az igy elkészűlt hállapot feketére fesljük. és 37 előlaphozjól illeszkedve, csav3ranyákkal rögzítjük amenetes szárak on. A 80 mm hosszú menetes szárak szabadon maradt reszének a hátlap oldalÁn kell kifelé állni, ezzel rögzitjük majd 3 lámpát az oszlophoz. A lámpák fenti 31katreszeinek kial3kilásáról - terjedelmi okOOI - nem közlünk részletes műhelyrajzokat, de azok mérelei az 5. ábrán (egyégös kiegészítő lámpa). a 6. libnin (kétégős gyalogos lámpa) és a 7. ábran (háromégös

' .~~

-------..,

"',

r=C)

6 .•

6.b

46

RTÉK'1S

c. A fénysorompó kialakítása A közúti lámpáknál kikisérletezeU dupla nyák lemezes megoldásI a fénysorompóknál is alkalmazhatjuk, azonban az égök kétsoros elrendezése miau duplázni kell a lemezeket; itt már lámpánként kétszer kettő, vagyis négy nyáklemezre van szükség. A szerkezet stabilitását itt is menetes szárak biztosítják: a kél rövidebb meneles szár a vízszintes tanónyák elrordulásál akadályozza meg, a két hosszabb mcneles szár pedig a tanócsőhöz rögzíti a lámpatesteI. Elkészítés során elsöként a lámpa vázát adó nyáklemezeket csavarozzuk fcl amenetes szárakra. Az elölapot, a hatlapot és az oldallapokat 2 mm vastagságú PVC lemezből vágjuk ki, a lekerekített sarkokat pedig félbevágott 50 mm átmérőjü PVC csövek alkotják. 4. táblázat. A lámpát felépítiSalkatrészek jegyzéke

-

Sor· szérn

Alkatrész

1

M4 csavar anyákkal ás alátétekkel

2

tart61emez

3 I tart6nyék

4 ,

vezérlőnyák

5

433 MHz-es antenna

6

MR16 égő

7

433 MHz-es modul (adó vagy vevő)

(SMD)

<

CS, és CS2

fel'ebb lJ mm m

s lehet!

7.a ábra

7.b ábra

jánnüves lámpa) látható tartónyák-panelrajzok, valamint a lámpák méretarányos nézeti rajzai alapján meghatározhatók. A nagy áramú fóliasávok vastagon beónozandók, hogy kibírják az izzók indulóáramát. Az égök egymástól mért távolságát, a menetes szárak hely-

zetét és a lámpatest hosszát a méretezett tartónyák rajzok szerint kell felvenni, a többi alkatrészt pedig ehhez igazitjuk. A háromégös,jánnűvekct irányító lámpa belsö kialakításának nézeti rajza a 8. á brán, azalkatrészek elnevezése pedig a 4. tá bláza tba n látható.

RT ÉK '15

8. ábra

47

2.4. Elektronikai konstrukció Az elektronikai tervezésnél elsődleges szempont volt a modularitás, ami lehetövé tes7i a rendszer skálázhutósógót. biztosítja 3Z utánépítö lehetőségeinek megfelelő szintü, részleges kicpitést. A cikk elején megismen kiépítési szintek (SINGLE. MULTI. MULTI-R) az alkot6clemek szintjén eltünnek: a paneleket ugyalakítottuk ki, hogy nem csak a lámpák. de az egyes kiepítések között is felcserélhetők legyenek. Ezzel nem csak a rendszer gyánása é!> teS7telése egyszerűsödik, dc jelen tősen csökken II gyártáshoz s7ükséges tervrajzok száma is. A rendszerhez alapvetöen kétféle áramköri panelt kell készíteni:

-

II mikrovezérlőt tanalmazó vczérlöpanclt, és a lámpákat tartalmazó tartónyákol.

Ez a kétféle tipus a kiépitéstől fUggöcn persze további tipusokra bomlik, a következökben ismertetett lehetőségek szermt.

9.a ábra

9.b ábra

A jelölt furatok elkészítése után az 01dallapokat és a sarkokat a nézetl raJZ szerinti elrendezésben a hátlapra ragaszljuk, majd az elölappal együn feketére fcstjük. Az így elkészült alkatrészeket amenetes szárakra csavarozzuk úgy, hogy az égők üvege és az elólap között 1... 2 mm távolság legyen, az elő­ lap viszont az 0ld311apokkal pontosan illeszkedjen! A 80 mm hosszu menetes

szárak szabadon maradt része a hátlap felőli oldalon álljon ki a lámpából, ez biztosítja a lámpa oszlophoz rögzÍlését. A fénysorompó tanónyák-rajzai a 9. ábrán (egyégös ftiggőleges panel) és a 10. ábrán (kétégös vízszintes panel) láthatók. A belső kialakitás a 11. ábrán, az egyes alkatrészek clncvczese szintén a 4. táblá7.atblln szerepel.

I

I

-A ~

f--

1t ábra

I

1O.a ábra

--"!-_---~I

--,,:0\

10.b ábra

48

RT ÉK '15

UB

CS1-1

'

GNO:l: C5,-2

LAMPe4

CSI-3

LAMP5~

C51-4

C82-,

LAMP'3~ UB

'

C82·2 lAMPIZ4 C52'::J

LMtPll~ C52-4

lAMP4

~

""''''" 4 ""'",

~

lAMPI LAMP10

--i!

.5"

UB

CS1·5 C$1-ti CSI·' CSI-S

Bo

~'.

LP2950

l

C·5.0

CS2-5

CSH C82·7

""'''''" .....!ee CS2·' ""'''' LAMP7 ---'o

ND

UB

lAMPt3

j~

loonI~2u

5VI

13)[33(1 RB7

PJC16F627A ~3

4,11152 Hz 14 I----"::::'f'''--'-'I \'00

OU

b " Xlal~

lOk

T

ICI

DD.

OSC,

A83

15 Ose2

!- c,

, l

"'" 1-----'1' vss cso

..

3

RB7

AB.2 ABI ......... ABa

.

Ir - - - - - C : r - - " , , - -

""

~~~~~~:~~~~ "'" .., II

II 7 II

L

lAMP10

"'"

AB'

TOCK~tf'==~====~~~~== "'" ""'"'-------.

"" _____~-----"~ IL__---[:::>----;;:-;-_

, A"

A"

RAO

lAMP12

lCTAL1 LCTAle LCTAl5 LCTRl4

LAMP>

LCTR1.2

4n~,,~TO LCTRL7

LCTRL!

LCTAl12

LCT~"

LCTAl9

u..",

LAMP'

""''''

~"4"4"

LCTRll LCTRU lCTRl13

""'''''

LAM'"

LCTRL3

R80

Qkts-'-------<:::rAM

LAMP11

l~TAUOT:~T... ",T~l~TRLIT12

R65

"",'

MO'" " V OND

11

A""

CC522 .. 22 ------------"1.MCLR

R8e

A87~ RBe 12

~

D

r-----~c:}_~C_--LcT~a

"v

LCTRU,ií2l1'"

___

df'

lCTRl5

lCTRl6

4"4"4" ""''''

LAMP'

LCTRll0 lCTRl1

lCTR12

""'",

lCTRl3

lCTRUI

13 x IRlZ24ZT022OBV

12. ábra

a. A vezérlópanel A vezérlöpanclcn foglal helyet a mikrovezérlő es az azt kiszolgáló áramkörök. SINGLE kiépítésnél a nagyáramu FETck is. A kiépítéslöl fiiggöen kétféle vczérlőpanclről beszélünk. SINGLE kiépítésben egyetlen vc-

zérlöpancl készül, ami egy külön dobozban kap helyet. A külön doboz miatt nem kritikus a panel mérete, ezért a közölt megvalósításban a panel a hobbi körülmények közöu könnyebben kezelhető Dl P lokozásu alkatrészekből épül fel. Az alkatrészeket a panel mmdkét oldalán be kell forrasztani, mivel a Jeleket az alkatrészlábak vezetik át a kétoldalas panel egyik oldaláról a másikra! Maga a7 áramkör nagyon egyszerü, a PIC mikrovezérlőt kiszolgáló alkatrészcken kívül csak a meghajtó tranzisztorokat tartalmazza. A PICI6F627A típusnak 15 db digitális kimenele van, amivel kényclmesen megoldható a keresztirányú közúti (2x3 db kimenet) és gyalogosforgalom (2x2 db kimenet), valamint a fénysorompó (3 db kimenet) lámpáinak meghajtiIsa. A PIC kimenetei persze nem közvetlenül a lámpákat, hanem a lámpákat kapcsoló nagyáramú FET-ekct vezérlik, amiket a korábban leirt megfontolásból 330 ohmos ellen-

RT ÉK '15

álláson keresztűl hajtunk meg. Ezazellenállás az átkapcsolás pillanatában 16 mA-re korlátozza a PIC portot terhelő áramot, hiszen kapacitása miatt a Gate ekkor még ellenkező polnrilásúnak tekinthető. Az átkapcsolás pillanata után megkezdődik a Gate kapacitás töltódéselkisülése, ami az RC idöállandóval jellemezhető időtartam ig tart. A tranziens állapot elhúzódása átkapcsolási késedelmet és káros melegcdésl okoz, de az alkalmazott ellenállásnál ennek mértéke elhanyagolható:

A fcszühségstabilizátor IC-t beszerzési nehézségek eselen kiválthatjuk egy egyszeru Z--diódas stabilizátorral, az alábbi meggondolások szerint. Az ámmkör C2·vel szún átlagfogyasztása ajellemzö kapcsolási frekvenciákon 10 mA körül alakul, ehhez jön a Z-dióda biztos müködéséhez szükséges 5 mA, az e lőt ét-e ll enállásnak tehát alacsony akkufeszültségnél is legalább 15 mA-es áramot kell átengednie:

R_ - (5,6 V- 5,1 VY15 mA -

- 33 ohm. IRLZ24: C = 480 pF, R = 330 ohm, T= RC = 330 ohm· 480 pF = = 0,1584 ms, f= Irr "" 6,313131 MHz.

Ez az ellenállás teljesen feltöhött akkumulátor esetén:

I".... - UIUOmuIR 20 = =

Külön kérdés a vezérlőáramkör 5 Y-os tápellátása, bár a feladat nem túlságosan összetett, mert egyik alkatresz sem igenyel nagy áramot. Kihívást esak a kis drop jelent, ami merülö akkumulátor eselén könnyen I y alá eshet (6 Y alatti akkumulátorfeszültség). A mikrogépes környezetben jól bevált és o lcsó 7805 stabilizátor IC biztos múködéséhez ennél nagyobb feszültségdrop kell, ezért itt mindenképpen alacsony feszüllségesésű stabilizátor IC-t kell alkalmaznunk (LDD-t, azaz "Iow dropout" típust).

(7,2 Y- 5, I Y)/33 ohm = 63,6 mA

áramOl enged az árnmkörbe, ami 500 mW-os zener esetén még megengedhető. Az R I ellenállás legnagyobb veszteségi teljesítménye: PUO ""' U uo '(RlO - 5,1 Y·63,6mA= -=' 3U,36mW, ami jelentős, ezért a választott ellenállás legalább 1 W-os legyen, aminek csak a Dl P változatban tudunk elég helyet biztositani. A SlNG LE vezérlöpanel kapcsolási rajza a 12. Iibrán látha-

49

00

O

D D

d;}~Q;

~"'....o,~~: .... , ~ D D

~I

Q~~Q(

B

14. áb ra

50

~~

~~~;)~~

~(,~ij~ ;tF;~~ ~~~~~~ ~,~ 13.b ábra

13.8 á bra

tó, a nyáktervet a 13. ábr á n találjuk, az alkatrészek beültetése a 14. á bra szerinti. A beültetés oldali fóldfólián 2 mm 2-es ónozott rézhuzalt keH vcgigfektetni , cs teljes hosszában a fóliához forrasztani. A nagy áramu kimenetek fótiasávjai mind a két oldalon vsstagon beÓnozandÓk. MULTI és MULTI-R kiépítésben oszloponként egy vezérlöpanel készüL ami a háromégös lámpa belsejében kap helyet. Ez a vezérJőpancJ egy kicsivel bonyolultabb a SINGLE válto7.atnál, ráadásul a lámpa belsejében erősen

QQQQQii

korlátozott a hely: a 3D CAD modell alapjan legfeljebb 40><45 mm meretü panelt tudunk a lámpa belsejében, a tartónyákon elhelyezni (lásd 8. ábra). Ekkora helyen kell a 8 db kimenetet tanalmazó áramkömek elfémie, ezért ezt a panelt már mindenképpen SM alkatrészekból kell megépiteni. A meghajtó tranzisztoroknak még így scm jut hely, azok az égök mellett, a tartónyákon kapnak helyet. A tranzisztorok áthelyezése utan a vezérlöpanel már megtervezhetö a rendelkezésre álló helyen. A vezcrl őpanelen levő PIC jelei a 330 ohmos áramkorlátozó ellenálláson keresztül jutnak a panelek közötti csatlakozóra, onnan pedig az égőt meghajtó tranzisztorhoz. Az ellenállásoknak ebben a helyzetben védelmi szerepe is van, ugyanis a 8 db kimenctbő l esak 3 db irányul közvetlenül a lámpában levő tranzisztorokhoz. a maradék 5 db kimeneti jelet át kell vezetni a szomszédos lámpatestekbe. az ottan i tartónyákon elhelyezett tranzisztorokhoz. A külső vezetékezés mindig

nnagában hordozza a rövidzilr veszélyét, ennek karos hatásai ellen a FET meghajtására beépített soros ellenállás védi meg a mikrovczcrlöt (korlátozva a táp vagy a fóld felé kialakuló áramot) A Gate állapotának tranziens <\troeneleiTe jellemzö határfrekvencia a kábelezés nélkül számolva eléggé magas: NTD3055 : C '" 280 pF, R = 330 ohm, T = RC = 330 ohm ·280 pF = = 0,01463616 ms, f= Iff = 68,324 MHz. A helyzetet kissé rontja a másik lámpatestbe átvezetett kábelek szórt kapacitása, de az adott alkalmazásban, alacsony frekvenc ián még igy is elfogadható. A soros vonali kommunikációnál figyelembe kell venni, hogya hardver UART egység negativ logika szerint, kötött jelszintckkel dolgozik. Ez a csatlakozóra kivezetett RXífX jeinél fontos, ennek alapállapota lesz fizikai magas, vagyis logikai O szintü. Áramkörileg a T I tranzisztor a vevő , T2 tranzisztor pedig az adó oldali illesztés. Minden panelba csak a neki megfelelö tranzisztort kell beültetni, vagyis panelrajz-szinten nem, de a beszerelt alkatrészek tekintetében elválik egymástól a Master és Slave vezérlöpanel. Az RXífXvonal alaphelyzetét R4 állitja be magas szintre, amit az adó oldalon I átvitele esetén T2 húz alacsony szintre. A fogadó oldalon R3 biztosítia a PIC bemenet alaphelyzetet, az l-cs bit fogadásakor (RX/TX alacsony, TI kinyit) pedig az R5 ellenállással együtt korlátozza a TI-en átfolyó áramokat (a PIC be-

RTÉK '15

UB

LM2931M-5 O "

8

!C2

,

KI

1

Nm."",r-'

CI

C2

+

15 ase2

C3

•

·MCLA

• vss

'00 "

jö=~MCLR o-~.'V io-~OND ___ Bc

I

RB7 RB6 AB6

16 0SCl

C.22

C83

ICI

14 WO

,,

esz

3 RA.30UT OND

•

•cs,

RBO

LCTRL7

PIC16F627SO ~

"' C", ~'1~ x.''?

,.

.""

00

4.9152

...

RAD

•• V

Lili 1 "1"" •• V

.OV lCTRl7

R"

" *Je

RB2

", "Reo ,•

C

SJ. ~ I~ I~ II

~

,.

.2:f!-.

) o-~ LCTAlO , 0-' RXm< )

o-~~ND

•• V

R"

RA<

~

RA2

,

UB

LCTRL3

,, "" R" " RAO 17

TOCKlr'RA4

LCTRl4g

LeTRl4

,

' :~ ~CTAll

RO<

6 lOklOklOk

3

lCTAL157

RB3

R" R63

""

lCTRl6 lCTRl5

12 11

LCTRl31 lCTRl23 lCTRU5

I~

SJ, !

LCTAlO

LCTRl2

LCTALl

I' SJ3

«\1

,.

T2

(FOIla5zlhaló

A7 Tk

JUmpefell;)

,.

R3

Ro

RI 'k'

R.

ff

AG

)

,.

,.~ r.

8C8"

8C858

----:

N

15. ábra menet clhanyagohisával a TI bázisároma: IbI = 4,4 V·'2 kohm = 2.2 mA. a TI cmJttcrnrama pedig: lel'"' 5 Vii kohm - 5 mA). Az SM vezérlöpanel kapcsolási rajza a 15. á brán, az ebből tervezett kétoldalas panel rajLa a 16. ábrán. az alkat-

A korábbi fejezetekben láuuk, hogy mechanikailag mennyire fontos szerepe van az égőket hordozó kettős nyák-

lemezeknek. In érdemes megjegyezni, hogy elektronikai szempontból csak az égőhöz közeli lemeznek kell nyáklemeznek lenni, a másik lemezen nincsen huzalozás, ezért az bánnilyen, mechanikailag erős és elektromosan szigetelő, ám hőtürö anyagból készülhet. A leírásban és a prototípus készitésenél az egyszerüség kedvéért használtunk mindkét helyen üvegszálas nyáklcmezt, de pl. textilbakelit is alkalmazható. Ebben a fejezetben tehát az égőhöz közelebb eső nyáklemez kialakitásár61 lesz szó. Ennek a lemeznek a mérete és kialakítása erősen fUgg a lámpa formá-

jától, ezén minden lámpatipushoz külön tart6nyákot kell készíteni. Tovább bonyoHtJa a helyzetet a fénysorompó égőinek kétsoros elrendezése, ami miatt az égőket kél külön nyákra kell ültetni (a duplázás miatt ebben a lámpában összesen 2x2, azaz 4 db tartónyák van). Eszerint lélCzik háromégös közúti, kélégös közúti, egyégös közúti, kétégös vasúti és cgyégös vasLIIi tartÓnyák; mindegyik a mechanikai konstrukci6nál leírtak szennti méretben. A háromégös közúti és az egyégös vasuti tart6nyák esclén biztosítani kell az SMD

16.a ábra

16.b ábra

II ábra

részek beü]tetese pedig a 17. áb rán lálható.

b. A tartónyák

RT ÉK '15

51

-

vezérlőpanel elhelyezesét és ft vezérlöjelek kivezetését is. Mivel a lámpa vázát a tartónyák adja, érdemes a lámpából kilógó és különbőző mechanikai hatásoknak kitett kábeleket ehhez rögzíteni, a lámpába érkező vezetékek csatlakozópomjait itt kialakítani. Azért, hogya fenti tartónyák-változatokat ne kelljen tovább kétszerezni , a SINGLE és a MULTI kiépítéshez tartozó változatokat egyesítve, lámpatípusonkent egyetlen tartónyák készült. Az egyesíten változat égőí műkődhetnek közvetlenül a bejő­ vő nagyáramu kábelekröl (SINGLE kiepítés), vagy a vezérlöpane l ről érkező kapcsolójclckröl (MULTI kiépítés). A meghajtó tranzíszlOrokat természetesen csak a MULTI kiépítésnél kell beültetni. A kétféle üzemmód közön a panelek szerelésénél, a bejövő kábelek megfelelő csatlakozópontra kőtésével és a sziikséges alkatrészek beültetésével kell választanunk. A háromégös tart6nyák kapcsolási rajzát a IS. ábra mutatja. a tőbbi ebből szánnaztatható:

~

-

az egyégős vasúti változat a CS4, TI, CSS. T3 és CS 10 elhagyásáva1.

A lámpacsoport kábeleit S INGLE kiépitésnél a 19. á bra szerint, MULTI kiépitésnél pedig a 21), ábra szerint kell bekötni. A SINGLE kiépitésnél a lámpák vezetékeit a tartónyákon levö egöcsatlakoz6k középső pontjára kell forrasztani.

3. A

működtető

program

3. 1. A program fe/építése A szerkezet irányitása nem túl bonyolult feladat, az assembly nyelven készült program még MULTI kiépítés esetén is belefér a PICI6F62?A 1024 szavas programmemóriájába (PIC 16F27A részletes adatait lásd a [8] irodalomban). Az egyszerűbb, SINGLE kiépítéshez tartozó program feladata csak annyi, hogy PORTA és PORTS megfelelő lábait a programmemóriában tárolt táblázatok alapján. egyidejűleg vezerelje a megkívánt állapotba. Az egyes lépések hossza és a lépésben megkívánt kimeneti állapotok a jobb kezelhetőség érdekében külön táblázatban kaptak helyct: "TABLEACTIVE" a bekapcsolt, "TABLEBLINK" pedig a villog61ámpák hclyén tartalmaz l értéket (a lámpák és a portbitek összerendelését a hardver-rajzok alapján ismerhetjük meg). A "TABLE LENGTH" táblázatban az

a kétégős közúti változat a CS5, T3 , CS6, CS?, CS8, CS9 és CS l O alkatrészek elhagyásával, az egyégős közúti változat a CS4, 1'2, CSS, T3. CS6, CS7, CS8, CS9 és CSIO alkatrészck elhagyásával, a kétégős vasúti változat a CS5, T3. CS6, CS? , CS8, CS9 és CSIO elhagyásával.

cSJ , CS1·1

~

r;:====tt---,

'KlKg,'-++L',r:'~'!':"~~2.clJ

CS1'; .- ..,

CS1'3~ • "'" C SH~

'Co o s~ 6

CSZ.'

p2

71:

~~:~

Z2

9 ~h I

CSZ-1

1 -'

~

I ~ , CE p,

II RXfrX

D

cs<

L

~

~

3>

T1

NTD3055 3 2

11í0\T2 l 141)

~,.5V

5

I~rr

,•

...l

RXffX 433 NYO

2

I ~

~

CS10

o

'!-.o ..5 V

CS5

, , 2

~(je

~

18. ábra

52

TO

egyes lépések időtartama van megadva, 100 ms egysegbcn. Terjedelmi okb61 a forrásk6dokat és HEX fájlokat nyomtatásban nem közöljük , dc a Rádióvilóg Kj/. hOlllapjáro/ letölthetők. A program működése rőviden a következő: a tápfeszültség rákapcsolása és a RESET folyamatlezajlása után (amit az MCLR láb megfelelö bckötése biztosit) a START cimkérejut a vezérlés. Az itt levő inicializáló programrész néhány utasítása a ki- és bemcneti portok irányát és alapállapotát allítja be, majd Táfuta föprogramra. ami a tárolt táblázatok alapján vezérli a kimeneti portokat. A föciklus (MAIN) a müködés ütemét biztosító időzítő ciklussal kezdödik. Megszakítások alkalmazása helyett az időzítést a szabadon fut6 8 bites TMRO számlál6 értékének figyelésevei oldjuk meg. Ehhez a számlál6 elöoszt6ját a legmagasabb értékre, 256-ra állitjuk, így a 4,9152 MHz-es óraje!ből adódó 1,2288 MHz utasítás-végrehajtási frekvencia a számlá[ónkat 4800 Hz-cc\ fogja pörgetni. Ez azt jelenti, hogy a számlál6 énéke 208,333 ms-ként növekszik eggyel és 53,3333 ms-ként indu! ujra nulláról (255 után tulcsordul). Könnyen kiszámíthatjuk, hogy ilyen beállítások mellett a TMRO számlál6 értéke a ciklusidőnek választott 100 ms alatt éppen 480-cal növekszik, az időzítőciklu snak tehát ekkora változást kell kivámia. Ahhoz, hogy az időzítés a fóprogram futásidejétől fuggetlen legyen, a számláló c\várt értékét egy külön változóban számoljuk ugy, hogy minden körben hozzáadjuk a ciklusidönck megfelelő értéket. A fent kiszámolt érték sajnos már önmagában is nagyobb, mint a 8 bites számláló értéktartománya, ezert a módszer csak akkor müködik jól, ha a főciklus futásideje biztosan hosszabb mint 50 ms. Ez a feltétel MULTI kiépitésnél a soros vonali küldés időigénye miatt biztosan teljesül (részleteket lásd a következő fejezetben), SINGLE kiépítésnél viszont biztosan nem, ezért itt dupla várakozóciklust kell készítenünk (480 helyett kétszer 240-es növekmény t várunk ki). A főprogram tehát ott tart, hogy kilepett az időzítesi ciklusból, vagyis elértük a következö 100 ms-os ciklus elejét. A feladat most a lámpák állapotának frissítése: a táblázatb61 legut6bb kiolvasott lámpaállapot időtartamát jelző számláló csökkentése, nulla elérésekor pedig a táblázat következő bejegyzésének kiolvasása (lámpák állapota es az időtartam-szám l áló változók fcltöl-

RT ÉK '15

KOZllti t iftlny lámpái

,

00

-O

00

•

·0

.

Gyalogol: •

CSt·2 .u C$3-2 vörös CS.·2 zOld

CSI-2 ..u C53-2 vörös CS4-2 lOkI

19. á bra tése). Ha az időtartam-számláló még nem éne el a nulllu, akkor a lámpák korábbi állapotát kell fenntartani, illetve a villogó lámpak al1apotat frissiteni (500 ms-os ciklusidöve1). A MULTI kiépitéshez tartozó program a SINGLE valtozathoz hasonló

módon működik , de tartalmaz egy soros vonali kommunikáció! is. amivel a Master elküldi a kimenetek állapotát a Slave egységeknek. Ugyanaz a MULTI program a hardverkiépitéstől ftiggöcn Master vagy Slave funkciót is el tud látni, így minden lámpaban azonos prog-

. _--_10-'

"~ • I

20. ábra RT ÉK '15

I' ,

C HI

...,

~

ram lehet. nem kell külőn verziót égetni, többféle csipet tárolni és esetleg összekeverni. A működési mód megallapitására a MULTI program a rendSLerinicializálás utolsó lépeseként beolvassa az RA2 láb állapotát és a kapott énéktö! függöen a MASTER (az /U2 láb alacsony szintű) vagy a SLAVE (az RAl láb magas szintű) címkén folytatja a futását. A Master fóciklus (MASTER_MAIN) működése nagyjából az0.nos a SINGLE kiépitesnél tárgyaltakkal, azzal a különbséggel hogy az új lámpa..11lapotokat előszőr soros vonalon elküldi a Slave egységeknek és csak ezután vezérli a sajat kimcneteit. ezzel biztositva a vállások egyidejüségét. A Slave egységekben futó program feladata csak annyi, hogy a soros vonalon é rkező csomagokból kiszedje a neki szóló adatbájtot (ezt a forrszemckcn beállított soros cím alapján azonosítja) és annak megfelelöcn vezérelje a kimcneteit. Egy rendszerben csak egyetlen Master lehet, ezt a lámpákba épített vezérlöpanelek megfelelő kivalasztásával kell biztosítani. A működést leíró táblázatokat a PICI6 családnál megszokott módon, szubrutin formájában helyeztük el az első 53

21. ábra

256 bájtos területen (lásd IlrablesJnc). Az egyszeru táblázatokat akar kézzel is szerkesztgethetjük. de érdemes a lampaállapotokat Excel-ben megtervezni, majd az assembly táblázatokat a honlapon megtalálható Excel makróval legenerálni. A vasúti fenysorompók vezerlésehez túlságosan rövid a táblázatokkallefedctt kb. egy percnyi időtartam, ezért a70kat egy másodpercenként növelt számláló pillanatnyi értéke szerint állitjuk "szabad" vagy ,.tilos" jelzésre. A játékélményt interaktivvá tehetjük a Mastcr vezérJőpancl mindeddig fel nem használ! bemeneteinek külső kapcsolóra vezetésével (soros I kohm-os védőellenál1ással ) és pár soros programmódosítással úgy, hogya nyomógomb hatására nullázódjon a fénysorompó számlálója (piros jelzés kierő­ szakolása). A Master ve7érJőpancl továhbi két kapcsolójának kivezetését és a nyomógomb jclénck felhasznál:isával kapcsolatos programmódosílásokat az olvasó fantázhijára és programozói ambícióira bízzuk. A MULTI rendszer adatátviteIéi a következő pontban írjuk le.

3.2. A MULTI rendszerek kommum·kaciója A programkódje l entős részét a MULTI rendszerek soros kommunikációjának megvalósítása alkotja. A kommunikáció paramétereirc nézve avezetékes MULTI rendszerben ninCS sok mcgkötés, a MULTI-R kiépítésben használt 433 MHz-es jeIhez, a nidiós kapcsolat megfelelő müködéséhez azonban több feltételnek is teljesülnie kell. Az FSI000A-XY-MK-5V jclü adó-vevő pán Kínából igen előnyös áron lehet beszerezni, cserébe viszont semmilyen leírás nem kapunk hozzájuk. Az interneten szerencsére elég sok alkalmazás található, amik sokat segítenek a részletek tisztázásában. A valasztotl adó-vevő páros fotója a 21. ábrán látható. Az optimalis atvitelhez az adórn ésa vevőre is a 433 MHz-es

54

jeihez 1J4-es (elvileg 173,1 mm-es) antennát kcll szerelni. Az cgyszeru huzalanlenna a 8. ábrán látható módon éppen elfér a háromégős lámpában. Az adó ASK modulációt használ és az ajánlás szerint legfeljebb 4 kbaud-os adatátviteli sebességre használható. Az alkalmazott ASK moduláció menéke a tapasztalatok szcrint 0 .. .5 V-os bemenő­ jeI esetén akár 100% is lehet, ami aztjelenti. hogy O szintü jel átvitelc eseten a vevő oldalon teljesen elveszítjük a vivőt, helyettc jelentős zaj keletkezik (a szupcrregeneratív működési elvool kő­ vetkezően). Habár a modul bemenöjelszintjenek változtatásával valószínűleg csökkenthető lenne a moduláció méné· ke (és ezzel a zajérzékenység is), kisérletezés helyett érdemes inkább valamilyen szoftveres védelmet épiteni az adatátvitclbe. A probléma megoldására többféle kódolást kilalállak már (ezek leginkább az azonos jelszintek időtartamának csökkentésével manipulálnak), ám jelen feladatnál a korlátolt programmemória nem teszi lehe tővé az alkalmazásukat. A helyettük itt bevetett védelmi mechanizmust a protokoll leírásamll reszletezzük majd. Az adó teljesítménye annál nagyobb, minél magasabb tápfeszüllségről üzemel, ezért azt- nemi szűrés után - közvetlenül az akkumulátor feszültségeről tápláljuk. A vevő kimenete közvetlenül a mikrovezérlöre jut, a jelszintje tchát nem haladhatja meg az 5,5 V-ot, a vevő ezén szabályozott 5 V tápfeszültséget kap. A vevő kényes a vivő megszünésére, ezért olyan adatátviteli protokollt kell alkotni, amiben az adatcsomagok rövid szünettel követik egymást. A rendszer teljes kiépítése esetén 4 db közúti és 2 db vasúti fénysorom· pónk van, ebbő l I db közúti lámpacsoportot kőzvetlenül a Master mikrovezérlő hajt meg, a fénysorompók pedig azonos vezérlés szerint működnck. Összesen lehat 3+ l lámpacsoportot kell a soros vonalon keresztül vezérelni, amihez 4 bájt adatot kell periodikusan átvinni. A rádiós kapesolat bizonytalansága miatt mindenképpen szükség van az átvitt adatok e l lenőrzésére, ehhez pedig legalább egy ellenőrző ősszeg (CheckSumm), de inkább tőbb különböző ellenőrző sz:'lm átvitele szükséges. Hasznos lehet még egyadatcsomagot bevezető bájt alkalmazása. ami jelen esetben a rádiós kapcsolatoknál jellemző Ox55 lehct. AL. íb')' összeáll! csomag

hossza 7 bájt, vagyis legalább ennyi adatOl kell egy ciklusban a soros vonalon átvinni. Az előző fejezetben láttuk, hogya fóciklus futásidcjének 50 ms és 100 ms közé kell esnie, amiből a müködést le· író táblázatok miatt a 100 ms-os ciklusidőt választottuk. A rádiós modul jellemzői miatt érdemes a soros vonali konununikáció sebességét minél ala· csonyabbra felvenni. A feltételeket jól teljesíti a szabványos 1200 baud soros vonali sebesség, aminél 100 111S alatt 12 bájt adat vihető át. A vcvő szinkronizációjának fenntanasára végül a ciklust majdnem teljesen kitöltő II bájt hoszszUságu csomagot építetTÜnk fel , a következő fonnában: SYNC DATA I DATA4 DATA l DATA4 CS I CS2

DATA2 DATA2

DATA3 DATA3

A maradék l b3jtnyi időben nincs adás, ekkor az adó oldali mikrovezérlő a kimeneten l szintet állit be. vagyis a vivöt folyamatosan küldi, ezzel csökkenrve a vevöoldalt terhelő zavarokat. A szünetet a Slave oldali program a7 üzenet kezdetének felismerésére használhatja. Jól látszik, hogy az üzenetben az adatokat kétszer küldjük ki, ráadasul két ellcnőrző összeg (CS) is véd az adathibákt61 (CS l :ADD-összeg és CS2:XOR-összeg a DATA 1... DATA4 énékekre). A vevő a beérkezett csomagnál mindkét DATA l... DATA4 részre kiszámolja az e ll enőrző összegeket és azt fogadja cl , amelyiknél nem talál hibát. Ha az ellenőrző összeg egyik csoponnál sem egyezik, akkor a csomagban levő adatokat elveti és a parancs csak a következő csomaggal jUl érvényre (legalább 100 ms késéssel). A többszörös biztosíték oka egyrészt a korábban leín zavarok elleni védelem. másrészt a II bájt kitöltése hasznos adatokkal (a rendszer bövitése, vagy több mint kétféle égőállapot átvitele eselén DATA I - DATA4 duplázása helyett további adatbájtok szőhetők az üzenetbe). A leírt módszer egy nagyon egyszerű példa a kommunikációs hibákat felismerő és automatikusan javitó protokollra. Az így megalkoron kommunikáció segítségével a Master egység másodpercenként tízszer frissíti az összes lámpa állapotát, ami jóval nagyobb sebesség, mint a villogó lámpák 2 Hz-es frekvenciája, tehát minden körülmé-

RTÉK '15

előzése érdekében a felső fedőlap és az elölap találkozásánál levő rést rugalmas tömi tőpasztával lehet kitölteni. A PVC elemek és az M4-es anyák közé minden esetben tegyünk alátétct! A hátlapon kivezetett kábeleket a PVC esö éles széle ellen un. "átvezető gumigyüru"-vel védhetjük (üzlettől fiiggően kábelátvezetőnek is nevezik). A lámpákból kilógó vezetékeket a tartónyák tehermentesitése érdekében érdemes a lámpán belül kábelkötegc!ővc! a menctes szárhoz rögzíteni.

nyek között biztositva van a lámpák szinkron müködése.

4. Megépítés, élesztés 4.1. Mechanika A lámpák mechanikai részei a konstrukció ismertetésénél (2.fejezet) leírtak és a közölt ábrák alapján könnyen megépíthetők. Kiegészítésként legfeljebb csak a külső alkatrészek festéséröl kell néhány szót szólni, hiszen nem minden festék használható PVC anyagra. A müanyagra tapadó festékek közül a valódi lámpákhoz hasonló matt fekete színűt válasszuk, ám a szín mellett érdemes odafigyelni a festék idöjárás- és UV-állósági jellemzőire is! A lámpák színes fényét az MRl6 égők üveg elő­ lapjának festésevel érhetjük cl, amihez lehetőleg vízálló űvegfestéket használjunk (szinárnyalatot az I. fejezetben tárgyaltak szerint választhatunk). Már az építés elején oda kell figyelni a félbcvágot! csőben levő hely felhasználasára: a szűkös hely miatt az égők lábából nagy valószínűséggel le kell vágni néhány millimétert, am a lámpatest hosszán és a cső falvastagságán egyszeru módszerrel nem változtathatunk. A lámpa szerelhetőségének feltétele, hogya belső részek hossza kisebb legyen a cső belső sugaránál : égő r és + égŐ h OSSZ + nyá k + 3 alátét + nyák + alátét + rugósa l átét + M4 anya < külső sugár - falv a stagság

l mm + é g őhossz + l mm + 2 ,4 + l mm + 0 , 8 mm + 0 , 9 mm + 3 , 2 mm < 45 mm - 2 ~~ A fenti számítások a 22. ábra metszeti rajza alapján követhetők. Látható, hogy ajárulékos részek hossza összesen 10,3 mm, ezért 32,7 mm-nél hosszabb égő ­ test (az egyes t"ipusok között nagy a szórás, ezért szercpel számérték helyett "égöhossz" a fenti összeadásban), vagy 2 mm-nél nagyobb falvastagsag esetén (pl. a Geberit PE lefolyócsövek esetében 3,5 mm a falvastagság, víznyomócső esetén még nagyobb) a szerkezet nem fér el a középen félbevágolI cső belsejében! A problémát egyszeruen megoldhatjuk, ha a csövet nem pontosan középen vágjuk ketté, hanem a hossztengelyétöl mért néhány milliméterre. A vágási hely külső átmérőtől mért távolságának számítása az 5. táblázat szerint történik. A távolságok

mm

RTÉK'15

4.2. Élesztés, szoftver, kapcsolat 22. ábra

számolásat a

fé\csőre

pontosan illeszkezdjük! A csövet tehát a közé psiktól kb. 5 mm távolságra kell félbevágni; ezzel a nem feltű nő trü kkel megtarthatjuk az 50 mm-es égőhöz jól passzoló 90 mm átmérőjű csövet. Ilyen excentrikus vágás esetén az előlap széle sségét és a fedőlap méreteit a "félcső" alakjának megfelelően kell meghatározni. Bátrabbak és a 90 mm-es PVC cső beszerzésevel nem baj lódók egy megfelelő PVC lapból maguk is elkészithetik a lámpatestet: a PVC lapot hőlégruvóval melegítve könnyen megformázható a fé\cső, vagy egy kis kézügyességgel még az eredeti lámpával azonos formájú lámpatest is. A fedőlap 45 mm sugarú félkörét a félbevágot! csö végére helyezve rajzoljuk kö rbe, majd az igy kapot! vonal mentén lombfiirésszel vágjuk ki, az előlapot pedig a fedölappal azonos szélességüre készítsük. A beázások megkedő előlaptól

5. táblázat. A cső belsejében szükséges hely számítása (1élbevágás helye)

~gOrés

~-"

MR16 égO Tartó nyak

Hossz, mm 1 36 1

M4 alátét, 3db

2,4

MerevftO nyák

1

M4 alátét

0,8

M4 rugós alatét

0,9

M4 anyacsavar

3,2

90 mm·es csO (falvastagsag)

3,5

Osszesen

49,8

A mechanikai részek elkészitésénél nagyobb problémát jelenthet az elektronika élesztése, amihez mindenképpen szükség lesz egy PIC-programozó készülékre. A vezérlőpanelen kialakított 6 pólusú "debugger csatlakozó" a Microchip cég PICkit termékének megfelelő lábkiosztású, de konvertáló kábellel az lCD és egyéb programozók is használhatók hozzá. A panelek legyártása után érdemes először a passzív alkatrészeket beépíteni (csatlakozók, ellenállások, kondenzátorok) és az érzékenyebb félvezető­ ket utoljára hagyni. Erdemes még a mikrovezérlő beültetése előtt ellenőriz­ ni a stabilizált tápfeszültség értékét és multiméterrel teszteIni az SM tokozás lábai között fellépő esetleges rövidzárakat. Az összes alkatrész beültetése után kössük a programozót a vezérlöpanelre, de a tápfeszültséget még ne a vezérlöpanel, hanem a programozó adja! A programozónak ekkor fel kell ismemie a PICI6F627A tipust. Ha nem ismerne fel, akkor ellenőrizzük a programozó és a PIC közötti vezetékeket, valamint az MCLR lábra kötött kondenzátor értékét (a programozó működéséhez se tápfeszültség, se külső órajel nem kell, de az MCLR lábra tett nagyértékű kondenzátor megakadályozza a programozó módba lépéshez szükséges gyors felfutó él kialakulását). A PIC felprogramozása és a programozó eltávolítása után kapesoljunk tápfeszültséget a vezérlőpanelm és multiméterrel ellenőrizzük a kimenetek változásaI: rendesen müködö program csctén a Gate-meghajtó kimeneteken a lámpák működésének megfelelő ütemben változó jeleket kell látnunk. Ha nem így van, akkorellenörizzük a külső oszci llátor és az MCLR láb bekötését (feltéve, hogy a tápfeszültség rendben van).

55

o o

o o

o o

o

= "''' O"' DATA

o

o o

F~Z.

23. ábra

Ha eddig mindent rendben találtunk, akkor II kimcnctckct anagyáramú FET-rc kötve (pl. a vczérlöpanclt a tar-

t6nyakba ültetve) es az egőket megfelelőcn bekötve ellenőrizhetjük a teljes ararnkör működésct. SINGLE kiépítés esetén az élesztés eddig tart, MULTI kiépitésnél még hátra van a Slave egysé-

lesz rá szükség, leköthetjük a rendszer· A Slave egységek vizsgálatához a TIL UART átalakító TX csatlakozópontját egy TIL invertercn keresztül kössük az RXlTX vonalra, és a következő üzeneteket küldjük 8 PC·ről (hcxa. decimális értékek):

gek és a kommunikáció ellenŐrl.ésc.

55 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00

A Slave vczerlöpanelcket a fentiek lépések szerint ellenőrizhetjük úgy,

55 FF FF FF FF FF FF FF FF FC 00

hogy átmenetileg Masler-re tesszük őket, vagyis a RA2 bemenetel alacsony szintre húzzuk. A bemérés után persze vissza kell állítani az eredeti állapotol!

Bátrabbak és kevesebb eszközzel lépesként megpr6bálhatják a teljes rendszer összeépírendelkezők következő

tését és a Slave kimenetek változásainak vizsgálatát. Ha ez rendben műkő· dik, akkor nincs is további teendő. Ha azonban a Slave kimenetek nem változ· nak (pedig Masler üzenunódban mű· köd tek), akkor ellenőrizni kell az adat· átvitelt. A jelszintekct könnycn ellen· őrizhetjük oszcilloszkóppal, ennek hiá· nyában ajánlott a következő lépéseke! követni. Vezctékcs kommunikáció viszonylag egyszeruen ellenőrizhetö egy TIL UART ~ RS·232 vagy TfL UARTIUSB átalakító áramkör és egy PC segítségé· vel, amin valamilyen soros vonali mo~ nitor programot kell futtatni (pl. Oock~ light, a soros vonal beállítása 1200 baud, jellemzői 8,N,I) Az említen il~ lesztö áramkört akár mi magunk is el· készíthetjük a MAX232 vagy az FT232 IC~k gyári bekötése alapján (lásd [9} és [10]). A kü l ső tápfeszültséget 5,5 V alá esökkentve a TIL UART átalakító RX esatlakozópon~át egy TTL inverteren keresztűl az RX/TX vonaira kötve a soros vonali monitor programban másodpercenként II0bájtnyi beérkező adatot kell látnunk. Ha ez sikerült, akko r elmondhaló hogya Master panel rendben működik és a további mérésekhez nem

56

5. Zárszó

ről.

Az első üzenet elkü Idése után a Slave egység minden kimenete alacsony, a második után minden kimenet magas szintű kell legyen. Amelyik Slave egy· ségen nem ezt láljuk. 011 nagy valószínűséggel hibás a soros vonali illesztő aramkör. A rádiós összekönetést legegysze· rűbben több külön adó-vevő pár kipróbálásával, esetleg a párok tagjainak cserélgetésével ellenőrizhetjük, akár statikus bemeneti jelek rákapcsolásával is (át kell vinnie al: állandó alacsony vagy állandó magas szintet is). A 433 MHz·es modulok adauhvi· telét erosen zavarhatják a közeli, hasonló frekvencián műkődő szerk eze· tek, pl. riaszt6k, kapucsengők, távirányitá~ú eszközök. A méré~nél és műkö­ désnél törekedni kell al: ilyen zavaró jelek távoltartására. Kísérlete7hetünk az adó és vevő közti távolság esőkkenté· scve!, esetleg az antenna jobb elhc!ye· zesével, de ennél bonyolultabb vízsgálat csak az alkalmazott aramkörök és a zavaró kömlmények pontos ismeretében végezhető. A 23. ábrán a rádiós adatátvitel bekötési rajza és az oszloponként különböző forrpont-beállítás láthat6 (]lC panel ,,A DOR" mező RA2 RAl RAO sor· rendben). A soros adatjel a]lC panelról a tart6nyákon keresztül jut a 433 MHz·es panelra. A tartónyákon nlindig a rádiós modulnak megfelelő csatlakozÓt kell használni (Master: adó 3 p6luSÚ, Slave: vevő 4 pólusú).

A cikk utolsó néhány szava a köszöne· té; bár ezek a sorok jobban illenének közleményünk elejére, hiszen villa· mosmémök kollégám. Nagymáté Csa· ba bíztatása nélkül a cikket el sem kezdtem volna imi. Ö viszont nem csak a kezdőlökést adta meg, de jó megérzéssel segített át a késöbbi akadalyokon is. E helyen köszönöm meg neki a ki· tanó biztatást és a sok hasznos tanácsot! Végezetül a szerző bízik abban, hogy a bevezetőben megfogalmazott célt sikemIt elémie, s a megvalósitolt berendezésünk kellemes időtöltést je· lent az utánépítőknek és a felhaszná· lóknak egyaránt. Irodalom: MR16 I CUS.3 adatlap: http://en.wiklpe dia. orgi wiki/MJttifacete
2. 41 /2003. (VI. 20.) GKM rendelet a lorga-

3.

4.

5.

Iomlrányiló jelz6!ámpák követelményeir6~ tervezés~ lelepltési és uzemeltetési el6írásair6~ http;/Iwww.complex.hu{jr/ge n!l1Jegy doccgi?cbcid=A030004tGKM BME Utes V3SÚ1épílési Tanszék: ,Jelző­ lámpás csomópont forgalmi méreIezése ' címu segédlel.http://www.epito.bm e.huluvVoktatas /feltoltesek/BM EEOUV AI06/jelzolampas_csomolX>nUorgalmi meretezese.pdf Or. Abrahám György, Dr. N:aQy Balázs Vince: Fényemittáló diódák közlekedési alkalmazása, http://WWW.pannonpalatin us.hunp=l548 .RF wireless receiver module & trans mrtter modu~ boards· on AIiExpress, http://wwwaliex

pmss.com,litem,lRF-wireless·receivef-mod ule-transmitler-module-board../Jdinary-su per-regeneration433MhZ-OCSV-llpalr-Lo

t-2Qpcs/71;3912407:htrnl 6. 7.

IRLZ2:4adatlap; hltp:/Iwww.irtcom/produ ct-info/data she etsfdata/irtz24.pdf NTD3055 adatlap; http://WWW.onsemic om/publink/ColtateralfNTD3055-15O-D.

PO, B. PlC"lSF627A adatlap; hltp:/lwww.microch

ip.comfdownloads/enJOeviceDoc/40300 CpdI 9. MAX232 adatlap; http:/(www.ticom/Ht/d s/symlinklmax232.pdf 10. FT232 adatlap; hltp:/lwww.ftdichip.com /Support/Documents}OataSheets/ICs{D S_FT232R.pdf

RT ÉK '15

MAXWELL digitális multiméterek > Mastech <

MS-S209

MX-25201

MX-25303

4 digites spec. DMM

3 1/ 2 digites kijelzés

3 3/4 digites kijelzés

l -M.-:sr"

HanglWOmasszlntmeres;

_

_Multi .....'.'

PÍlratartlllommeres;

"'A AC : 750 V, "A R: 20 MO

30%•..95% RH

C: 200,.,F

~

35...100 dB

... nHI

MeqvUágítbmérér;:

888~~.

---

DC : 1000 V,

~

4000 lll/40 OOO ht

.-""

mérőzsinór

K.tip. hőméróSlonda

c: l00,.,F t: 10 MHz 1; -40 ...

tranzisztor-

méres

hordtaska

17.990 Ft

mA AC: 750 V, 'OA R : 40 MC

+ 1000 ' C

laW ,

relat lv mérés aut. méréshatarvaftás stb.

csak brulló

DC : 1000V.

dIÓd,,-,

R: 400 ohm - 40 Mohm C: 4nF - 200uF !; 200 kHz tényező

váltás

+ 1000 ' C

20 ... + 1000 ' C

kitöltesi

mi!reshlllár_ •• -2 . . . .

T: -4Q ...

HómérUkletméres:

U·IOC: O,4V - 600 V; 40 mA - IDA U·IAC: 4V·600V: 40mA · l0A

~ .

aulomatl kus ~

dióda., lrarulszlot·

IIzlIkadh·

II!S~t ,

vizsgálat

SZlrksdás· vlzsgirlBI

m'r6ZSlnór, hómaröfe1

mÍlrón inór. hömér61el +250 · C-Ig. múanyag vedöpepuc.

mlianyag vlk!öPll9ucto

csak brulló

csak brulló

5.990 Ft

8.990 Ft

Kaphatók a szerkesztőség HAM-bazárjábalt Budapest XIII ., Dagály u. 11 I. em., H-P. 9-14 , Cs 9-17 ó. Utánvéttel is megrendelhetök, a postai és csomagolási költségek felszámftásával. Postacím : 1374 Budapest, PI. 603, Tel./fax: 239-4932, 239-4933. E-maii: hambazar@radiov ilag.hu www.radlovllag .hu

'-----~

~----~

MX-25404

MX-25304 oc: 1000 V, 20A

6.990 Ft

mérő A-mérés: 40 Mn C-mérés: 200 pF D-merés: kapo csf esz. kij elzéssei Relativerték -meres Automatiku s kikapcsolás

in-circuit R-C-D

3 1/2 digites kijelzés

csak bruttó

c: 200 JJ F L: 20 H

I: 10 MHz T: -40 ...

+ 1000 oc

dlóda-, tran~isztQr­

leszt. szakadás-

I AC: O-200 A (40- 400 Hz) Kimenet: 1 mV/A AC Belogható vez.: 016mm

mérőzsinór

védőpapucs

csak brulló

12.990 Ft

R: ...40 MO

C: ... 40 iiF

1: 100 kHz T: -40... +750 "C.

A köve tkező MX- típu su MAXWELL DMM-ekkel használható:

25201 25210 25 301 25303 25304 25 305

és h6mérőlej +250 ' C-Ig, müanyag

MC-25691 AC lakaHogó adapter

2531 1 25312 25 313 25314 25502 25505

4 dlglt. ki jelzés, dióda- és szak.vizsgálat; a ul. kikapcs., adattartasj hordtáska

+ mérőzsinór, +

hőmérőlej

csak brultó

csak brultó

4.490 Ft

17.990 Ft

Tartozékok a multiméterekhez: (K-tip,) MX-25 104. MX-25 201, MX-25 303, MX-25 304 és MX-25 501-hez, á.: 1.490 Ft. Tap i ntóhő m éró

műszer

IDC: O,1- 1o0oA I AC: O,1-1000A U DC: ...1000 V U AC: ...750 V

•

\Il~sgálal

MS-2101 AC- DC univ. lakaHogó

AC: 750 V 20A R: 2000 Mr1

> Mastech <

Audiofil - és más dolgok Sipos Gyula okI. IC-szakmérnök, slposgyula32@. hu-onllne.hu Gyakorta utazvan mindenféle közösségi közlekedési eszközön, az utóbbi né-

hány évben meglchclösen Ichangoló anti-audiofil és egyéb tapasztalatokat szereztem. Nagyon sajnálatosnak tartom azokat a jelenségeket, amelyek a fogyasztási elektronika e lső pillantásra rendkivül kivánatos, s7inte igézetes hlrgyainak megjelenése után mint másodlago:> következmények, mel1ékhatások jöttek és jönnek létre. Ezekröl talán hiába kérdez:ziik meg orvosunkat, gy6gyszcrésziinkct, a karos hatások lassan, de biztosan létrejönnek.

Beszólok ... Szól a muzsika a buszon, a metrón, a

vonalon. Zzzz, czz, zen, jön a parányi fiilmiityürökböl vagy lapsifiilckböl. Vonatra felszállás. metróba bclibbcncs után a7 első dolga az ifjúságnak a mlmütyöröket elökotorászni, a zsinórokból kigabalyodni és fiHre tölteni a zi7egőt. Hallván azt, azt a nem is keve· set. ami ezekbő l akaratlanul is kiszlvá· rog és eljut a mcllenük utazÓkh07. egy riport Jut az eszembe, amelyet a minap láttam valamelyik tévé csatornán. a ki· es Albionból. A brit orvosnö találomra leszólitott néhány olyan fiatalt a7 uldn, akik a manapság szokásos akusztikai ször· nyűségeket viselték a hallójárataikban. Az orvosnő múszerescn megmértc a fiatalok divatos mütyülJeiböl érkező hangnyomast. Ezek utan elborzadva és sajnálkozva világositona fel öket arról, hogya kütyükböl érkező 105 ... 110 dB-es, folyamatos hangnyomás a fül· ben igencsak hamar komoly és utóbb l'lssza nem fordítható halláskárosodcist fog okozni. A vizsgálat alanyai nevet· gélve, viháncolva távoztak, hitték is, meg nem is az orvosi prognózist. A sze.-/.ő meg van győződve arról, hogy a miben hordozott, kívül is jó hangosan zizegős kütyük hosszú távon scm a lársadalom. sem az egyén szamara ncm hasznosak. Nem túl sok idő, legfeljebb két·három évtized múlva szinte mindenkinek lesz valami kütyü a fiilében, dc akkor már nem önkéntesen, hanem kényszerűcn kötelezö módon. Ezt a megállapítast fóleg az ifjúság részéről nevez-

58

hetnenk akar felesleges, oktondi károgásnak is, lehet rajta hosszasan nevet· gélni, viháncolni is, persze csak addig, amíg az énntettek végig nem gondolják az alábbiakban részletezett, mondhatni szinte vérfagyasztó következményeket. Vagy amig egyszer csak kényszerii okokból el nem kell menniük hallás· vizsgálatra, A munkahelyen ugyanis előbb, utóbb kiderül, hogy vele mindenkinek emelt hangon kell beszélnie, kü· lönben nem éni például a fönöke szavát. Aztán vannak munkahelyek. ahova a nagyOlhatlása miatt fcl scm veszik. Kedves Fiatalok! A miben hordozható és ma még üvöltöző, dübörgő kiityük második. váratlan, ám sokkal fontosabb korszaka akkor fog bekÖvet· kczni, amikor ezeket az izéket mar nem alkalomszeriien, hanem rolyamatosan, többnyire 12-24 órában, és az élct minden napján kötelezően, elemi 5zükseglerból kell majd hordani. Nagyon sajnálok mindenkit, aki már nem örömszerzes céljából. hanem a kialakult halhiskárosodása, a nagyot· hallasa vagy teljes siketsége miatt kényszerül halhisjavító eszközökkel együtt élni.

Cochleáris implantátum Társaságomból két kedves, idős bará· tom is jutott arra a sorsra különféle sú·

5 6

lyos beteg!>égek váratlan szövődmé· nyei, következménye képpen, hogy "a pénz mar nem is számít" alapon. szupcrmodem halhisjavitó eszközöket kényszeriilnek használni. Ám ezekkel egyértelmüen nincsenek megelégedve. Például a néhálly millió forilltba ke· rülá. egy kopoflyaműtet során beültetett Coch/eáris implantátum scm hozta meg a kívánt eredményt, mert a roppant életvidám hölgy hallasa a koponyamű­ tét után valamelyest ugyan visszajött. de jellegtelen, robotszerii géphang for· májában és kellemetlen mellékhatások· kal. Íme az implantátum beültetésérc szolgáló, néhány órcis koponyanuiréttel kapcsolatos vonzó kulcsszavak az elektronikában kissé is jártasok részé· re, kifcjezetten "kecsegtetés" céljából: ad6tekercs. rögzitömágnes. vevőte· keres, elektróda, beszédprocesszor, kó· dolasi stratégia ... A Cochleáris implantáció (CI) egy olyan műtéti eljárás, ami modem elekt· ronikai eszközökkel (többek közt szu· pennodern integrált áramkörökkel) a súlyos nagyothallók és siketek hallásja· vitását szolgálja. A CI a hallássériilés egyik legelterjedtebb fajtáján, a belső Hil károsodásán segit. Lényege, hogya károsodott belső fiil funkcióját átveszi. Eredménycssége vitatott: az orvosok a sikeres, a siketek a sikertelen cseteket látják jellemzőnek. A Cochleáris im· plantátum a belső fülbe ültetett elektro· daköteg és az ehhez kapcsolódó, szin· tén beültetett jel fogadó' dekóder egy· ség. A mindennapi szóhasználatban azonban ide értjük a CI-heztanozó külső egységet is, amely mikrofonból, be· szédprocesszorból és csatolóegységből áll. következő lé· pésekböl áll: - A hanghullámokat egy parányi mikrofon érzékeli, majd továbbítja a bes=édprocesszor felé, - A beszédprocesszor egy kódolási stratégia (program) segítségével átalakítja a mikrofonból kapott jeleket. A processzortól egyadótekercs veszi át a jeleket. Az adótekercset egy kis máglles rögzíti a fejbőrön, pontosan a műtét sonin a koponyába beültetett vevötekeres felett.

A CI fizikai müködése a

t ábra. Beültetett Cochleárls Implan· tátum: t beszédprocesszor, 2. mikro· fon, 3. Jeladó. 4. Jelvev6, s. huzalkő· teg a csiga hallószóreihez, 6. egyen· súlyszerv, 7. Idegk6teg az egyensúly. szervtdl az agyba, B. ldegk6teg a hal· lószervt61 az agyba

RT ÉK '15

- A koponyacsontra impla[)láJt vevőle* keres veszi át az adótekeres jeleit. Egy mütétileg beültetett belső de· káder áramkör a beérkező jeleket dckódolja, majd az elektródaköteg felé lovábbitja a dekódolt impulzus-

sorozatot. - Az elektr6dakölcg végződései a a műtét során a hall6szöröket tartalmazó belső mibe, a csigába (Cochlea) vannak heültetve. Az elektródakÖleg több sz:'Ilb61 áll, ezek különböző

hosszúságúak. A rövidek a

csiga elején végződnek és a magas frekvenciát érzékelő idegeket (idegszőröket) ingerlik, míg a hosszabbak a csiga belsejéig mennek és az alacsony frekvenciákért (mélyebb hangokért) felelősek. - Az elektr6dlik által keltett elektromos impulzusokat az idegsejtek zékclik és az agyba továbbítják, hallásérzetet keltve. Sajnos, a CI-vel elérhető hallás jelentősen különbözik a normális halhistól. Elsősorban a halláskűszöb egyénenként jelentösen különbözhet. Optimális esetben elérheti a 25-35 dB-es szintet, ami a hangos beszéd megértéséhez elegendő. De ez még messze nem minden. A CI meglehetősen torzít. Objektív módon nem mondhat6 meg. hogy pontosan hogyan hall egy CI-s, de a korábban egészséges. eredetilegj61 halló, operált CI-sek ,.robotszerű". "csipogó", ..fémes" szavakkal jellemzik a CI hangvilágál. A bt:sLt:dhang j6résLt elvesziti a beszélő egyéniséghez tartozó, eredeti formáját, hangzásvilágát, helyette uniformizált hangot hall a Cl-t viselő halláskárosult. Csak egyoldali implantálas esetén nem lehet vele a hangok imnyát megállapitani. Osszességében kijelenthető, hogya Cl segítségével a páciens képes hangosan konununikálni embertársaival, ami óriási eredmény, ám ez a normális hallástól ma még nagyon messze van. A Cochleáris implantátum működé­ se elektronikai szempontból is nagyon összetett, és mai fogyatékosságai ellenére is zseniális. Az implantátum számos egységböl áll. A beszédprocesszor egységet a fül mögött kell viselni. A processzor egy vezérlő egységből (mikrofon. hangerö- és érzékenység szabályzó), egy elemtartóból és egy vezetékkel ellátott csatolótekercsböl áll. A beszédprocesszorba tölthető program. amit "map"-nek (térkép) is hivnak, tartalmazza a hangmagasság, a hangosság és az idözí/és beállitásait. A

er-

RT ÉK '15

programozást mindenkinek egyénre szabottan végzi egy audiológus az úgynevezett processzor beállítások (fitting session) alkalmával. Maga a beállítás egyfajta elektronikai illesztési feladat is, de egyimal hallástanulási folyamat is, ami akár hónapokig is eltarthat, és a jó eredményeléréséhez esetenként hatalmas türelem kell. Nem minden implantált rendelkezik megfelelő türelemmel. Például kedves, már nem rul fiatal, de igen vidám természetű hölgy ismerősömet kifejezetten bosszantja ez a folyamat, és a processzor beál!ítgatásának folyamatával, menetével sincs egyáltalán megelégedve. Az ismételt beállítgatások során különböző kellemetlen akusztikai események és eredmények születtek, például tartós, utóbb már elviselhetetlennek tartott sustorgás, fémes alapzaj stb., aminek elkerüléséhez ki kellett kapcsolnia a készülékét. Meglehetősen problémás az együttmüködés az audiológussal, hiszen csak a paciens hallja, érzékeli az idegrellds=erén keres=tiil a beál1itás eredményeit, ezáltal az együttműködés meglehetősen egyoldalú. A processzorból érkező elektromos jelek - az idegkivezetések műtéti behuzalozása után - stimuJálják a hallóideget, melyeket az agy hangként értelmez. Mivel az agy rendkivül gyorsan képes a hanginfomlációt feldolgozni, a hangok gyakorlatilag a megje!enéskor már hallhatóak, tehát időkésés kialakulása a készülék használata sonin szerencsére nem jellemzö. A CI-k a mindennapi beszédhangokat alakítják át, a kódolási stratégia szerint(!) kódolt elektromos jelekké. Sajnos, ezt teljesen s=ó szerint kell értelmezni. vagyis például egy bánnilyen

zenei koncert, e/ó vagy kon=erv muzsika már nem tartozik a mindennapi (beszéd-) hangok közé! A hangokat eredendöen a beszédprocesszor mikrofonja veszi fel. A beszédprocesszor analizálja és á/kódolja a hangokat egy speciál is elektromos impulzus jelsorozatra. Az implantátum egyfajta villamos vezérlőegységként a jeleket a Cochleaban (csigában) lévő elektr6dasorhoz továbbítja. A hallóideg felveszi az így beérkezö jeleket és az agy hallóközpontjába továbbitja. Az agy ezeket a jeleket hamarosan, vagy kellő tanulás után beszédhangként is-

meri feL A eochleáris implantátum (CI) egy olyan eszköz. ami a súlyos nagyothallók és siketek egy jó részének kinál

választási lehetőséget. A CI nem általános csodaszer, de ha optimálisan alkalmazzák, csodás hatása lehet. A korábban semmit vagy nagyon keveset halló hallássérült a mindennapi élethez elegendő hallásra tesz szen. A CI azonban számos hátránnyal rendelkezik: - Roppant drága (n x MFt!) - Életmódbeli változásokra lehet szükség (a viz kerülése!) - Fémdetektorok, vagy biztonsági rendszerek, beleptetök közelében használata kritikus Érinti a mobiltelefon használatát vagy más rádióadókat, például az amatőrrádiózás lehetöségeit, a mágneses környezetet stb. - Ki kell kapcsoIni a rcpülőgépre való fclszálláskor és leszálláskor - Kiszámithatatlan módon működik más számítógépes rendszerek (pl. PC) mellett stb. Elönyei azonban nem elhanyagolhatók: jó lehetőség lehet olyan súlyos nagyothalló gyerckeknek és felnőtteknek, akiknek a hagyományos hallókészülék adta lehetőségek már nem elégségesek. Kedves siket hő!gyismerősöm mostanában tart a CI hosszadalmas beüzemelése, használatának megtanulása és mcgszokása időszakában. Nagy változást jelentett n betegségből következö hirtelen és szinte teljes halláskárosodás után számára az újra hallás élménye, de az öröm nem volt maradéktalan. Eltekintve a hosszadalmas beüzeme\ési, véget émi nem akaró beállitási procedúráktól, amely ezen cikk irása alatt is tart, eddig nem tapasztalt, új dolgokkal kellett szembesülnie, ami a mindennapi felhasználó számára döbbenetes életmódváltást is jelent. A visszakapott halláselményert cserébe azzal az időjárásérzékeny (és fürdéstilos ... ) holmival, amit a műtét óta a koponyájában hordoz, külfóldön élő gyermekeI [átogatása sorJn minden repülőtéri ellenőrzésnél, a be- és kiléptető kapuknál fennakad, konfliktusokba keveredik, állandóan igazolnia kell a beültetett nemesfém (platina) eredetét és használati célját, továbbá a készülékét a repülőgépen ki kell kapcsolnia, mert zavatja a navigáció!. Ugyanekkor a hétköznapi élet dolgai egyáltalán nem oldódtak meg az implantátum segitségével. Például egyetlen beszélgető partnerrel még csak-csak sikerül a zavartalan beszélgetés, csevegés. ha a partner nem túl sokat helyezkedik vagy mozog, mocorog, vagy például a partnerrel együtt sé-

59

tálnak és környezet sem rul zajos. Viszont a tőbb pannerrel. például már a két-három emberrel való együttes társalgás. családi vagy üzleti megbeszélés során a bcsz&lprocesszor lényegében felmondja a szolgálatot. és a több forrásból egy időben érkező beszédhangokat nem képes értelmes szövegge átkódolni. helyette dübörgö. recsegő. kattogó hangok sokasága hallható. A Cl-t viselő beszélgető partnerei. népes társasága számára ujrajta beszédstílus kialakitása vált szükségesse. különben egyáltalán nem működik a kommunikáció. Még tragikusabb ti zene hallgatása. Az implantátum visclöje a technika mai állása szerint lényegében örökre ki l'UlI zárm a zel/I! \-ilágábó/! Bár elképzelhető, hogy ez idövel talán változni rog_ Kedves ismerősöm korábban zenerajong6 volt, tekintélyes és értékes zenei gyűjteményt halmozott fel az elmúlt évtizedek során. Abcültetési mütét után. amint lehetett, örömmel sietett haza. gondolyán. hogy ismét elvezheti kedvenc zenéit, zeneszerzöi műveit, gyűjteménye énékes hnnglemezeit, kazeuáit, CD-it. Óriási csalódás volt megélnie. hogy hogy ez továbbra sem lehetséges, az implantatum bes:edre kialakitOlI processzora a zenével nem tud mit kezdeni. MIUtán betegsége úgy alakult. hogyajobb fii/ére még a hagyományos nagyothalló készülékkel képes valamelyest hallani, igy - csakis a bal fiilébe

beépített implantátum kikapcsolása utáll - lehetséges számára a zenehallgatás, dc csakis a nagyothalló készüléke által korlátozott. alig élvezhető, keskeny sávu és torz minőségben. A műtét során kapott hallásjavító beszédprocesszor a technika mai állása szerint, mint az a használat során kiderült, még eléggé fogyatékos képességű. Miután a processzor néhány hangfrckvencia elemzéséböl állapítja meg a beszéd jellemzőit, továbbá csekély számu Idegcsoport mgerlése útján továbbítja az agyhoz a beszédből kíszűn, megkomponált jeleket, a beszéd érthetösége nem lOOO'o-os. Ebből a technikai sajátosságból ered az egyen-géphang, azaz eltümk a beszélő önálló hangszíne. Továbbá - szerencsére eléggé ritkán - előfordul. hogy egy-egy sz6t nem én a felhasználó, és visszakérdcz. Előbb, utóbb a7 a helyzet áll elő, hogy nem esupán a síket embemek kell megtanulnia szupennodern hallásjavító készüléke mméljobb használatat (pl. a mikrofon iránykamkterisztikája), dc családjának. közvetlen vagy tágabb

60

környezetének. például baráti körének is kényszerűségből valahogy mindenképp igazodnia kell a processzoros hallásjavító készülékkel ellátott ember életsajátosságaihoz. Ismerősöm ragyogó 1Iltelligeneiával hidalta. hidalja át a váratlanul. mintegy néhány hónap alatt bekövetkezett kommunikációs problémákat. Mindezek ellenére, nem éppen ifjonti éveiben járva is ,jól viselve a gyfirödést". kitűnően megtanult szájról olvasni, hallókeszülékekkeJ élni, és az összes rendelkezésére álló eszköz felhasználásával ragyogó hangulatú társalgásokat folytat baráti társaságunkban. Olyannyira, hogy új ismerőseink közül kezdetben nem mindenki észlelte, hogy egy nagYOlhallóval társalog. Tehát nem igazán ajánlható a7 olyan életvitel, amelynek soron szinte törvényszerűen nagyothallás következhet be...

Hagyományos hallásjavítás A másik, szintén külőnleges felépitésű és szintén meglehetősen drága, de hagyományos technikáju kütyüt pedig mérnök tulajdonosa fél év használat alatt sem tudta saját magának ugy beállítani, hogy annak azélet nem hogy valamennyi, hanem legalább a legtöbb fontos területén kielégitő legyen a müködése. Végül is az eszköz használatAt kifejezetlen kellemeticnnek, bosszantónak tartja. Egyrészt annak használata nem eléggé diszkrét, mert folyton állítgatnia kell, gyakorta gerjed, sipo l, másrészt nem, vagy nem jól alkalmazkodik az átlagos. mindennapos élethelyzetekhez, azok szokásos akusztikai halásaihoz, kihívásaihoz. Kedves zenerajongó Fiatalok! Nem kerül semmibe scm a hangerőszahályo­ zót kisebb hangeröre esavarni, viszont hosszu lávon nagyon megéri. Ellenkező esetben meg lehel kezdeni a szorgalmas gyiijtögetést a hamarosan használandó hallásjavító kiitYÜkre. Ahogy kedves, IC-s hangprocesszoros kütyűt a koponyájában viselő ismerősöm megjegyezte: most szem és fültanui vagyunk egy siket nemzedék kialakulásának! Es hogy ezt mennyire szó szerint kell venni, arról a hölgy - szintén a koponyamütétre váró - ifju hetegtársa esete álljon példaképpen. Az illető fiatalember - ahogy elpanaszolta - egyetlen(!) igen zajos diszkó-kaland után ment fUIfájásával. hinelen keletkezett és sulyos hallásromlásával orvoshoz, majd utóbb már a klini-

kára, bcszédprocesszoros hallásJavitásrn, a Cochleáris implantátum beültetésére, röviden: agyműtétre. Men a fülébe kapott szteroid stb. injekciók hatása mérsékelt és igen rövid életű volt, diszkókalandos eredetü siketsége pedig sulyosnak és véglegesnek bizonyult. A műtétet tennészetesen egy igen hosszadalmas beállítási. utókezelési tcrnpiasoroznt kőveti. Ismételten kérdezem: megéri? Olvasgatásra egy Google kulcsszó: eochleáris implantátum. (Nagyjából 4390 körüli találatOl kapunk ... )

AudiOfil, de kinek? Az I 930-as évek körül a hangtechnika fokozatosan jelentős fejlődésnek indult. Gyors tempóban eljutott arra a szintre, hogy számos, eleinte igencsak kezdetlegesnek számitó eszköz. például amikrofonok, hangszórók, erősítők, hanglemezek stb. a korábbiaknál sokkal tennészethübb hangvisszaadást tett lehetövé. A pontos dátum persze nem hatarozható meg. de nagyjából a második világháboriJ utáni évekre, évtizedekre tehető az a nagy ugrás, ami roppant kedvező ercdményekkel járt a természethű hangátvitel. a Hi-Fi, az audiofiltechnika terén. Elmondható, hogy mindcz csupán addig az időpontig tartott, amig az üzleti szféra erőszakosan magáévá nem tette, le ncm nyuha a hangtcchnikál, szinte eltaposva a Hi-Fi-t, az audiofil eszközök gyártását is. A CD-vel, az ilyen. olyan és amolyan Dolby-val, az mp3mal és társaival bekövetkezett az a korszak. amelyre a tenneszethü hangátvitel helyett leginkább az emberi hallás becsapása. a szép hang helyett valamiféle hazug, "műanyag'" hangpótló eljárás a jellemző. A legjobb példa az emberi hallás beesapására a mai tévetechnikában alkalmazott, nemrégiben a Rádiólcchnika hasábjain ismertetett ilyen, olyan és amolyan k6dolási raffméria, ami egészen pontosan a .,szép géphang" elfogadtatásáról szól, eszi vagy nem eszi alapon. Mim a valódi, gyűmölcsböl készített gyűmölcsszörp helyen a gyümölcs-ízű, valami káros, ugynevezett "tennészetazonos'" műanyagokból és rákkeltő édesitőszerböl, továbbá kiegészítő, E-vegyianyagokból kotyvasztott lé, trutymó, a gyártó szerint szörp. Akár II vegyipart tekintjük, akár az elektronikai ipan, minden pótanyagnak vannak szakértő pártolói, akik kijelentik, hogy a tennék, például a tizenötször ide-oda

RT ÉK '15

átk6dolt és ugyanannyiszor kiherélt zenei műsor, vagy az alig mérgező, mű­ anyag gyümö!csszörp lényegében kiváló, szinte csodálatos minőségű. A v~sárlóközönség pedig nagy lelkesedéssel logyaSZlja. tölti le, másoIgalja ide-oda a különféle akusztikai műveletek során létrehOZOlI, egyesek által zenének is nevezel!. tiszavirág életű, lényegében akusztikai kábítószernek minősülő, ,,zenei-izű" termékeket, és a különféle fUl-kütyűk segitségével, a jövőre nem gondolva. rongálja hallását. Amit pedig a fülben hallható, mindent elfedő ricsaj folytán nem hallunk, az persze nem is hiányzik. És egy idő múlva nem is tudjuk. hogy milyen az Igaz] zene. A zenei ízlés - például - hiteles s:er=ók által szerzett. és hiteles s:emélyek által. ja aklls:tikai kiirnye:etbe" előadOlI művek segitségével feJleszthető. Az előadói hitclesseg megkérdője­ lezhető akkor. ha a produkció alapjaiban kérészéletű s fabatkát sem ér a villamos áram használata nélkül. Csupán két példa. A minap (20 14ben) a hires-neves személyiség eló=enes emlékhangversenyén. meglehetős váratlanul, a korabeli (30-50 éves) slágereket a kedves, aranyos énekesnő hibátlanul, ám igencsak középszerti (hm... ), elektronikus háuér=ene (lényegében zaj, riesaj) mellel! énekelgette. a műsorkoncepcióba nem igazán illő eme produkció! fagyos arccal hallgató közönség előtt. A manapság komponált elektronikus zenei egyenkíséret meg scm közelitette a korabeli élőzenét és annak hangulatál. Meg kell jegyeznünk. hogy a néhány évtizede szinte kötelezőcn alkalmaZOII, .,vonósokkal kiegészített", állandóan elötérbc lolt nagyzenekar korabeli produkcióit a maga idejében az ifjúság nem mindig lelkes szavakkal dicsérte. De ..az" és ..akkor" még mindig sokkal jobb volt. és ma is jobb, mint "ez", az önmagához képest sem tul szórakoztató, univerzális elektronikus egyen-hangzavar. Ezért fagyott rá az emlékkoncerten a mosoly a hallgatóság arcára s7erencscre átmenetileg. És a kedves operatörgárda és a rendező sem volt rest. mindent láttunk s hallottunk. Előfordult - jó néhány évtizede (Bulgáriában), hogy egy sportmérkő­ zés szünetében a kiváló népzenész sikeresen szórakoztatta a helyi stadion nézőközönségét az egyetlen töröksipon előadott. autentikus népzene; műsorá­ val. Az is igaz persze, hogya töröksip anno a seregek számára harci paral/cs-

RT ÉK '15

kö:.ló eszkö:. (is) volt, azokban a ,,régi szép" török időkben, tehát a hangszer képességeit, hangerejét még véletlenül se becsüljük le! Nem kell tehát mindig megawattnyi villamos energia egy jó koncerthez, zenei müsorhoz.

Az ezekról szóló, az elektroncső korszakban is meglehctősen hiányos ismereteket különféle. Icitszólag egészen más tematikájú szakkönyvekben kell, illetve lehet felkutatni. és hamarosan már csak azokból lehet, ha ugyan lehetséges, vazlatosan megismerni.

Tudásanyagunk Városi legendák

A néhány évtizede még jelentős rajongói tömeggel rendelkező HI-Fi-tábor mára bizony már jócskán megfogyatkozol!. A leginkább kitartó. a kiváló hangátvitel ügyéért lehet61eg minden követ megmozgató audiofilck tagsága még inkább lecsökkent. Ök azok, akik kitüntetetltiszte!ellel tekintenek a mára már kultikus tárgykém számon tartott alkatrészekre, Jöleg az elektroncsöre. A téma furcsasága abban nyilvánul meg, hogy amíg 50-70 évvel ezelőtt nagyon sok ismerelIel rendelkeztünk az elektroncsövekkel kapcsolatban, viszont ezek az eszközök gyakorlatilag mára majdnem kihaltak . Továbbá azok a nemzedékek, amelyek mindennapjait még a csöves technika jelentctte, sajnos - a megszerzell tudással és gyakorlattal, napi tapasztalattal együtt - mára már nincsenek közöttünk. A mai fiatalok manapság nagyon keveset tudnak az elektroncsövek pár évtizede még közismert. tipikus tulajdonságairól. Ezen persze semmi csodálkoznivaló nincs, az elektroncső manapság szime múzeumi tárgy. Ez a hiányosság azonban szükség eseten néhány régebbi, nép szerű könyv vagy korabeli tankönyv átböngészésevel, netán a www.elektronCSO.hu oldalain található infonnáeiók segitségével viszonylag hamar pótolható. Sokkal nehezebb azonban a kiilónleges eleklroncsó ..jellem:óket megismerni. Ezeket a korábbiakban a szakemberek közül is esak kevesek. például az elektroncsö-fejlesztök, vagy ipari elektronikával, speciális müszerfejlesztéssel, egyes híradástecnikai, katonai eszközökkel foglalkozó, erősen specializálódott szakemberek ismerték, és a korabeli szakirodalomban is csak elvétve publikálták. Ezen tudásanyag birtokosai az idó haladtával szimén egyre kevesebben vannak, és bekövetkezik az az idő, amikor ez a tudás végleg elvész. A maradék ludásanyagból pedig még nehezcbb lesz olyan következtetéseket levonni, amelyek azaudiofil hangtechnikára vonatkomatnak, pedig bizony vannak ilyenek!

További. sajnálatos következmény, hogy manapság igen sokan a legfonlosabb alapismcrctck nélkül fognak elektroncsöves, tranzisztoros hangfrekvenciás ára mk örök építésébe, és az ismeretek helyett városi legendák scgitségével próbálnak tájékozódni , netan kiváló készülékeket épiteni. A neten tucatjával találunk olyan fórumokat. legcndagyárakat amelyek hangteehnikával foglalkoznak. de ezek között sok az olyan. ahol vak vezel világtalam, ám hatalmas önbizalommal. Ugyanis a nyert tapasztalatok kiértékelése során sok esetben igencsak hiányzik a kel1ö alapvető müszaki szakismeret. akár már az Ohm-törvény szintjén is, és az értelmes, jópofa, talpraesett gondolatok mellctt túl gyakran találunk csacskaságokat, badarságokat és madárjós szintű okfejtésekel. A tapasztalt jelenségek és azok fizikai. elektronikai értelemben vett. borzasztóan laikus véleményezése szóban és írásban - szamos cselbcn köszönő viszonyban sincs egymással. A szerLő abban a különleges helyzetben volt. hogya Müegyetemi oktatas keretein belül számos elektroncsöves és egy-két Ge-tranzisztoros áramkörrel és azok működésével ismerkedhetet! meg. Aztán a munkába állás utan ezeket az ismereteket eh~ggé gyo~n el kelleti felejtcnie, mert ou, mim fejlesztőmérnök. először kizárólag Si tranziSltorokkal. majd hamarosan integrált áramkőrökkcl találkOZOlt. Nemzedékének emiatt Jelentös ütemű, önkéntes továbbképzésscl kellett az ósdi tematikájú műegyetemi oktatásból hián}'""LÓ ismereteket pótolnia. A neten tapasztalt problémák ennél összeteltebbek. Gyakorta önjelelölt audio-pápák hirdetnek olyasmiket, ami az egész témakör komolyságát, hitelességét ássa alá. Ezck közül íme néhány k.iváló apróság. Az egyik megfigyelés során aITÓl számolt be egyaudiofil erősítőt építgető rajongó. hogy sokkal jobb akusztikai eredményt érhető el, ha az erösitő hálózati csatlakozó kábelél ezüstözölI huzalra cseréljük. Egy másik javaslat szin-

61

ten az e-.rusthuzal temakörét fcszcgette, ezúttal a hangsugárz6ban, a hangváhó rendszeren belüli réz ve7..etékek cseréjI! tekintetében, de szóba került az erősitő és II hllngváltó közöni kábel ré7 vezetékének ezüstre cserélése is. A hangsugárzó dobociban ezüstvezetékkel maehinálók scimára ajánlom a lengök. a gyári induktivitások figyelmes meglekinlCsét és a dr6tátmérö szemmel történő felbecslését. Az már az elsö plllanatban is látszik, hogy szinte bánnely hangszóró lengöje. a gyári váltószűrő tekeresc aránytalanul vékony huzalból készül, amelyhez képest a külső ezüst vezetékezés teljességgel értelmetlen. Szokás manapság a hálózati lrafót IS ezüsthuzalból készíteni, és persze végképp nem mindegy. hogy a hálózati dugaszt milyen polaritással dUg,Juk be a fali konnektorba. Elmondható, hogy mindegyik ötletben van valami ráció, esak hát nem sokkal több, mint pl. egy újabb örökmozgót Illetően. Az viszont biztos, hogy rosszabb nem lesz tőle sem a hangsugárzó, sem azerösítö, dc észlelhető változásra ne számítsunk. Az ezüstnél nyilván valóan drágább az amny. Ha tehát berendezésünkben ügyesen halmozzuk ezen fémet. az arnny alkalmazását, az nyilvan drágább, tenneszetszerűleg abeinvesztált nemesfém árával értékesebb is lesz, mmt arany nélkül. Elektronikai és akusztikai szempontból azonban ne számítsunk váltocisra, mert ez a szokásos mennyiségű egy maharadzsai pártfogó nélkül még kifizelhető-arany felhasználása mellett egyáltalán nem kerülhet szóba a hangfrckveneiákon. Például a tőzsdén akár eredményesebben is forgathatjuk nemesfém készletünket. Nagyfrekvenciás készülékekben. berendezésekben, ffileg, ahol a költsegek másodlagosak (pl. haditechnika), gyakorta alkalmaznak aranyozott szerkezeti részeket. Ha például egy 25 ~m vastag rézfóliás nyomtatott áramkört néhány mikron vastagságú (pl. galván) arany bevonattal látunk el, a rezfólia korrózi6á1l6bb lesz, es igen szerencsés esetben némi javulás is észlelhető a nagyfrekvenciás (néhány száz MHz-es, GHz-es) vezető képessegben. Az áramkör müködésében - nagyfrekveneián ez talán kimérhetö, talán nem. A változás többnyire a mérési, észlelési lehető­ ségek határán van. A gyakorlatban nagyobb jelentősé­ ge van a HI-Fi vagy audiofil berendezés egyes részei közönl huzalozasnak.

62

kezdődnek a dolgok, hogy hol és mit szereztünk be. és azt egy jó hírü gyárban, vagy cgy sufniban, hulladékból dolgozva állitolták-e elő. Miutan mar nagyon jól ismerjük azt a "barátságos", jószomszédhoz illő effektust. amikor haLankba hordják át a "sOgorok" és mások a bálázott szemetjüket, akkor hátran kételkedjünk még további sok mindenben! Ne csak a bálázott, zsákolt csomagolóanyagokra, mint szeméuípusra, vagy a hannadosztályú, "akárhonnan" sLármazó, alig rothadt, áruháZI élelmiszerekre gondoljunk, hanem tekintsünk ferde szemmel az elektronikai alkatrészekre is, így például a kábelekre. Teljesen mindegy, honnan került hazfmkba, ki és honnan hozta be a kábelt, annak eredete majdnem mindig kétes. A városi legendák tág terel szentelnek a legkülőnfélébb. méregdrága kábcleknek, egyéb elektronikai alkatrészeknek. Voltaképp nem felfelé kellene tekintgetnünk, hajó mInőségű árut szeretnénk beszerezni, hanem lefelé. Arra kell ügyelnünk, ha egyáltalán az lehetséges, hogy ne valamelyik hangzatos sufnicégtöl szerezzük be - méregdrágán alkatrészeinket. Ne az legyen a célunk, hogy még a legjobbnál is jobbat vásaroljuk meg, hanem lehetőleg ne vegyük meg a bóvlinál is vacakabb tennéket. Ez pedig egy kis körültekintéssel megelözhetö, például olyasmivel, hogy észrevesszük a tennék feliratán a nyelvhelyességi hibát, amil a hamisító véteti a méregdrágán árusított silány másolmányon. Ne higyjük. hogya másolás és hamisitás és lebukás új dolog. ime, egy hazai eset. Poszt6gyáraink az 1700-as, 1800·as években kiváló posztót gyártottak, amelyet jó áron tudtak eladni. Nosza, a sógorék is nekiálltak a posztókészítesnek. csak valahogy az övék silányabbra sikeredett. A márka \iédelme okán a hazai posztógyártók beleszőtték az anyag szélébe, hogy: "Honi posztó". A márkavédelem ezen egyszeru fogás ellenére is jól működött, mert a sógorék is beleszőnék ugyanezt, ám de így: "Honi poszló". Pontosan ilyen primitív tennészetü hibákat találhatunk a sufnikban gyánolt alkatrésleken, kábeleken stb. Figyeljünk odal A hazai kereskedelemben kapható elektronikai holmik, alkatrészek, szerelési anyagok ritkán képviselik a csúesminőséget, különben aligha volnának eladhatók. Másrészt az ár és a minöség sincs közvetlen kapcsolatban egymással. aminek ugye, számos közismert oka is lehel. Gondoljunk csak a nagy

Itt is azzal

márkanevek sürü előfordulására egy igen nagy országban készült tennékeken, amelyek aztán jó esetben vámmktárak ban éségetökben kötnek ki itthon. Sajnálatos például, hogy pont a kftbelek különösen megbízh3tatlanok. Van ugyebár a belső vezetö réz ér. Ugyan ki gondolná, hogy van "ilyen" és .,olyan" réz is, magyarán szólva liszla eS lIemileg liszlÍtotl réz. Ez utóbbi gondosan tisztított anyag, bár ahhoz, hogyavezetőképessége olyan legyen, mint ami elvárható, mint amire II küiönféle számításoknál használt táblázatokat, képleteket alapozták, ahho7 bizony még tisztogatni kellene egy kicsit. Akkor lenne az a vörösréz lisz/a, igen jó vezetőképességü, példaul négykilclIces. Ami aztjelenti, hogy a szóban forgó rézhuzal. sodrat. miegymás réztartalma 99.990'0, és csupán 0.011'/0 szenynyező anyagO! tartalmaz. Ez a minőség azonban igen drága, a gyakorlatban ennél kissé gyengébb (szennyezettebb) valtozmtal találkozunk., ami még a tisztítás költségei szempontjából elfogadhutó. Ezzel szemben vannak azok a cégek, nmelyek nem nagyon foglalkoznak a mmőséggel. csupán a végtennék alacsony ára lesz a döntő. A minöségromlás pedig a gyengébb tisztítás kö\ietkeztében már jelentős változást jelent. és ez észrevehető a hosszabb huzalok, kábelek ellenállásának nŐ\ieke­ désében. Egy-két darab, néhány centiméteres bekötőhuzal esetében a különbség egyáltalán nem számottevő, de egy kiterjedt kábelezcs, például bánnely célú hangosítási rendszer - vastag hangszór6vezctékei esetében is már igencsak észrevehető lehet, föképp kisimpedaneias (4-6 il-os rendszer) esetén. Egy-egy olcsóbb kiskereskcdclmi "music center" esetén a viszonyok egészen hajmcrcszt6ek lehetnek. Alkalmunk volt egy ilyen, egy neves cég által gyártott szerkentyüt a kicsomagolás után megtekintcni és meghallgatni. A névlegesen 2x40 wattos, hat hnngsugárzóval kínált, rádiós, CD lejátszós csodalény az ökölnyi hangsugárzókat mintegy 0,5 mm 2-es réz sodrattal rendelkező, a szigetelessel együtt pedig 1,5 mm vastag. a hangsugarzókba őrökre rőgzitett "kábeleken.. keresztül hajtotta meg, beleénvea nem is csekély méretü, teljesen esillapításhiányos, puffogó szub-basszus ládát. A látottak és hallolt3k után pedig nem illeti kuncogni. A vásárlásaink során tehát a valóban jót, de nem méregdrágAt és azon

RT ÉK '15

belül is lehetőleg az eredetit és ne az ,,6cc6t" keressük, bármilyen hangzatos márkanév tekint is vissza az alkatrészről, szerelvényröl, kábelről stb. Ha valami fcltűnőcn drága, akkor még az is elöfordulhat, hogy rosszabb, mint egy közepszeru gyártmány. Nagyon sok lennék készül a híres NoName művek­ nél, a bambuszkunyh6kban.

Összehasonlítás Egy nagyon fontos momentumot nem szabad elfclejteni az elcktroncsöves és a tranzisztoros áramkörök viselkedésének lényegbe vágó különbsége között. A döntő különbség abban rejlik, hogy az elekIrOncsövek jóval egyszerubb felépítesű, kellemesebb, a gyakorlatban egyúttal kifeJezctten szelídebb viselkedésű aktiv elemek, mint a félvezetők, noha ez az ertékelés elsö olvasásra furcsának runhet. A fenti megállapításnak több aspektusa is van. Adott esetben például egy Si tranzisztor működésének preciz leirásához hozzávetőleg legafóbb 70-80 paraméterre van szükség, bele értve ezen paraméterek bonyolult, szövevényes, többszörös egymásra hatásait is. Vannak cselek, amikor ennyi paraméter bIrtokában is találkozunk váratlan műkö­ désscI. Az elektroncsövek esetében jóval kevesebb paraméter kerülhet egyáltalán sz6ba, és már 20-25 paraméterrel szinte tökéfetesen je/lemezhetó az elektroncső viselkedése, még különleges körülmények, felhasználási módok esetén is! Amíg a félvezető, például egyetlen tranzisztor is a működéstt tekintve meglehetőscn komplex és többnyire gyors vagy igen gyors, gyakorta pedig túl gyors jószág, az elektroncső minden külső jel ellenére nagyon is egyszeru működésű és nem kapkodja el a dolgát. Ez azzal a körülménnyel jár együtt, hogy számos olyan hatás, ami a fel vezetők (tranzisztorok) esetében a túlzott sebesség folytán súlyos probléma is lehet, a cső esetében ismeretlen. Rögtön itt kell megjegyeznünk azt, hogy nem szerencsés a két aktiv elem keverése egy hangfrekvenclás áramkÖfÖn belűl, men egy félvezető beépítésévei egy csöves aramkörben könynyen, egy pillanat alatt elveszíthetiűk a csöves kapcsolás viselkedésének puri. tánságát és az abból adódó fontos elő­ nyöket, a hang tisztaságát. Erről persze vannak szintén böven városi legendák.

RT ÉK '15

A csöves áramköröket tanalmazó különféle tennészetü kapcsolások, például múszerfélék iparszeru, sorozatgyártásban történő bemérése közben a legtöbb esetben nem lehetctt találkozni hónapokig, netán évekig scm nagyfrekvenciás gerjedéssel. Ha volt mégis ilyen, az valami fatális hiba, például valami csaeska elkötés következménye volt, és ritkaságszámba ment. Tranzisztoros áramkörfélesegek eseten más volt a helyzet. Ha az aramkör nem volt tudatosan a tervezője által felkészítve (például tapasztalatlanságból) a különböző tipikus gerjedési helyzetek elleni védekezésre, akkor szinte biztos esemény volt a nagyfrekvenciás, gyakona néhány száz MHz-es gelJedes. Ezt a helyzetet a félvezető ipar gyánási bizonytalanságai is elő-­ idézhenék, és ezt számos Hl-Fi erösítő építése kőzben úgymond "be lehetett nyelni", föleg a bizonytalan eredetü félvezetö készlet jóvoltából. Egyszeru, ám egyáltalán nem ritka vagy különleges eset volt a 2N3055, az évtizedekkel ezelőtt nagyon népszerii végtranzisztor, az "elektronika igáslova" esete. Minden ilyen, márkajelzés nélküli, noname (ismeretlen eredetü) végtranzisztor "sőtét ló" volt, és ez bizony nem túl sokat váltOlott akkor sem, ha volt rajta márkajelzés. Az egyik gyilrtó kifejezenen lassú, például fT " 16 kHzes példanyokat gyártot!, más eégek jó-val gyorsabbakat kínáltak, míg a hazai tipusok egy "egészen kicsit" gyorsabbak voltak: f-r=4 MII..::-es példányokat lehetett tőlük vásMolni. Szinte látatlanban meg lehetett jósolni, hogy egy akánnilyen }-il-Fi erösítő másképpcn visclkedett a 16 kHz-cs, az olasz 800 kHz-es és a hazai 4 MHz-es frjü 2N3055-tel, nem is említve a hires noname eég tennékeit. Ne higyjűk, hogy a helyzet mára sokat változott! A neten a mai kinálatra rákercsve, 26 cég ajánlatában találjuk meg a típust, és az eszköz sebessége gyakorlatilag minden cégnel más és más. Szúrópróba szeriien keresgélve, 800 kHz és 6 MHz közötti frvel rendelkező típusokkal találkoztunk. Ha tehát ilyen apfÓságokra nem terjed ki a figyelmünk, mint a gyárt6 és az fr viszonya, akkor bármi bekövetkczhet az otmoni bütykölgetés közben. És akkor még cl scm jutottunk a p-hoz és a nagyjelü áramerositcsi tényezőhöz, amelyet néha meg sem k:ülönböztetnek egymástól. Az emlitett példa a létező legegyszerubbek közül val6. Mindenesetre, az már néhány mérés után kiderült, hogya

gyorsabb példányokkal egy egyszeru felépítésű Ili-Fi erösítő tipikusan valamivel nagyobb sávszélességct produkált, mint a j6vallassabb példányok. A gyorsabb példányokkal viszont megnőtt a végfok gerjedésének val6színüsége. Viszont amig egy elektroncsöves kapcsolás az utánépÍlők szemében egy meglehetösen stabil jószág, ami szinte maradéktalanul hozta, hozza az eredetI kapcsolás minőségét, jellemző tulajdonságait, addig a fe l vezetős kapcsolások zömének utánépítése arról tesz tanúbizonyságot, hogya félvezetök hisztérikus viselkedése túlságosan is gya· kori. Ilyenkor tennészetesen a kapcsolás ismertetője, a szerző a hibás, men hiszen abeszerzell felvezetők közül mindegyiknek "van" p-ja, azaz mindegyik példány kifogástalan ... Tulajdonképpen nagyon kevés, ritkaság szamba menő az olyan félvezető kapcsolás, amely nagyobb szamú utánépítés alkalmával ne mutatná k.i a foga fehérét, azaz első bekapcsolásra hibátlanul működne. A szerző tapasztalatai szerint a QUAD 405-ös erősltő volt az a kapcsolás, amely amatőr után· építése során a legváltozatosabb félvezető készlet mellett is - j6l hozta az eredeti kapcsolás alap jellemzőit. Dc eZl a szerencsés. véletlen kivételek közé is sorolhatjuk, men nem tipikus. Gyorsabb félvezetők esetében a helyzet ennél sokkal bonyolultabb is tud lenni. A gyári beszerzés somn gyakona fontos előírás volt az fT meghatározott, minimális értéke. Persze valamennyi gyánó gondosan ügyelt az abban a félvezető családban kritikusnak nevezhető paraméterekre. Így azután szinte tennészetes volt, hogy az iparban igen nagy példányszámban felhasznált tranzisztor féleségek fTértéke az összes gyártói katal6gusban azonosra sikeredett (pl. 2N2369A, szinte majd' mindegyik cég gyártotta). Igen ám, de a helyzet a felhasználónál - a gyakorlatban ennél sokszorta bonyolultabb volt. A különböző cégektöl beszerzett gyártmányokat felhasználva, döntő különbségek mutatkoztak az egyes eégek termékei között a kritikus, hasznos nagyfrekvenciás sávban. Elsö sorban az impulzusátvitel tulajdonságait illetöcn, ahol néha hajmeresztő eltélisek is előfordultak.

A megkísérelt reklamáció több cég esetében is eredménytelen volt, ugyanis a katal6gusban rögzített adatoknak (például fT stb.) minden gyártmány annak rendje és módja szerint megfelelt. Előfordult a reklamációs tárgyaláso--

63

kon. hogy a gyártó szakembere nem is értette. vagy úgy tett, hogy nem is érti a reklamáció lényegét, mondván, hogya típus paraméterei megfelelnek a katalógus adatainak, úgyan úgy, mint a más gyartók esetében is. A gyakorlatban függetlenül a gyártó cégtől és kontinenstől - a katalógusadatok alapján nem lehetett a félvezetők viselkedése tárgyában reklamálni, ugyani~ ebböl a szempontból a félvezetök mind megfelelőek voltak. Az ördög a részletekben bÚJt el. A különbség minden bizonnyal a katalógusban nem közölt, vélhctöcn több tucatnyi, rejtett paraméterben volt, amiről mar senki nem beszélt, es amit senki nem közölt. Nem egy és nem két félvezctővcl kapcsolatban lehetel! ilyen lapas/talalOkat szerezni. és szerencsésebb adottsagú helyeken erre volt megoldás is. Nyilván, ahol csupán néhány ezer példány vásarlása és/vagy problémajo kerülhetett szóba. o. témát gyakorta a szönyeg alá sepcrték. De nem mindenütt volt így. A gyártmány szériák nagysága erösen változó lehetett (néhány száz. néhány ezer évente) cégenkent és gyártmány típusonként, de azért sokkoló volt, amikor a kezünkbe került egy uJs,zérias Tektronix gépkönyv. amelynek az első oldalai valamelyiken az volt 01vasható. hogy ez a gépkönyv a 280 ezres szériaszamtól érvényes. Ismétlem, egy új. első szcriás kcszülcktípusról volt szó, és ismert volt, hogy a gépek s7.ámozását az l-es számtól kezdték. Nos. az ilyesféle helyeken szokAsban volt egy olyan különleges félvezető raktár létesítése, ahol ugyan normál félvezetőket tároltak, és rendre azonos típusokat, de gyártónként! Szükség esetén össze leheteIt hasonlítani, már a fejlesztés szintjén is. tíz-tizenöt cég azonos típusszámú félvezető· jének olyan (rakoncátlan) viselkedését, amelyről a katalógus (és (I gyánó) nem szolgáIUl! adatot. A szerencsétlen amatőr vásárlónak pedig gyakorta fogalma nincs aITÓl. hogy milyen forrásból és milyen szériából szánnazó, milyen sajátságos. a katalógusban természetesen nem közölt nyuvalyával megáldot! félvezető hal· mazba Sikerült belenyúlnia az imént a szaküzletben. vagyanetes beszerzés során. Ugyanekkor szinte biztos, hogy az eladónak éppen úgy nmcs fogalma e7ekről a katalógusban nem közölt JelIcmzökről, mint ahogyavásárlónak sem. Ilibás vagy nem elvárt müködés esetén s7inte mindig előkerül a félveze-

64

tö példány cseréje, mint rutinmegoldás, ami vagy tényleg megoldja a problémat. vagy nem. de hogy miért, vagy miért nem, arról senkinek fogalma nin· csen. Ez az a problémakör, amivel csak a félvezetők felhasználása. a félvezetős kapcsolások megéphése során szembesuhek a szakemberek és az amatőrők. Sajátos. hogy számos kapcsolás féleség nem különösebben érzékeny a félvezetők katalógusadatokon túlijellemzőire, azok zavaró hatáSlura Ám eppcn a Hi-Fi és az Audiofit témaköre az. ahol ezek a hatások esetcnkélt roppant fontosak, meghlltározóak egy-egy kapcsolás. megépített erösítö minősítesénél. Szinte természetes, hogy amennyiben egy darab félvezető mindössze néhány kritikus. érzékeny, katalóguson kívüli paraméterrel rendelkezik, addig már egy kisebb. néhány tranzisztorbóI felépített kapcsolás ezen paraméterek egymásra hatása kővetkeztében a nem várt hatások tucatjaival bosszanthatja konstruktŐrét. Igy adódik az a helyzet. hogy az első pillanatban szépnek tűnő hangzású erősítő azután hosszú hónapok munkája során az ilyen és olyan módosítások hosszu folyamatát kell elszenvedJe. Mmdezt annak ellem!re, hogy a kapcsolást gondosan (tervező­ programmal) maga tervezte, avagy sokak által kipróbált és jónak minősített kapcsolást épített mcg.

Az elekIroncsöves korszakban az ilyesmi egyszernen nem voll ismere/es, /Icm voll ilyen. lia II kritikus alkatrészt (például kimenőrrafót) vngy egyéb alkatrészeket valaki megbízható helyről szerezte be, vagy korrekt leírás alapján keszítette, készíttette el, akkor a megépített erösítő is legtöbbször jól hozta az elvárt, az eredetihez képest igen hasonló. jó eredményt. Az elektroncső esetében ugyanis nincs az üzemi frekvenciasáv feletti további néhány száz MHz-es felesleges üzemi frekvenciatartomány, ahol a félvezetők esetében 1:1 rakoncátlankodás szokott történni. és ahol a hangfrek. veneiás sávba visszaszivárgó zagyva intermodulációs temlékek garmadája készül, igen változatos módon és igen nagy menynyiségben.

A félvezetökröl Amikor valaki csöves erősítőt épit, akkor nagyon kevés adateltérés szokott előfordulni az egyes csövek között. Erről többnyire már n csőgyárak szoktak gondoskodni a gyánas során, kiválo~

gatva a szélsöségesen eltérő adatokkal rendelkező példányokat. A félvezetők esetében a gyártás során nem túl gyakori a tipus válogatása, és hn van is ilyesmi. akkor attól sem lehetünk túl boldogak, men egyes példányok között még mindig túl nagy paraméter-eltérésekre számíthatunk. Amíg a félvezető a hosszU idő átla~ gában stabil. tulajdonságai nem változnak, addig a cső idővel öregszik, és ezt eleve bele lehet, bele kell számítalll az építendő erősitőbe. Ezzel szemben egy félvezetős erősítőnél a véletlenszeTÜen beszerzett félvezető készletnél senkinek fogalma nem lehet arról, hogy milyen tulajdonságu eszközöket vásárolt a boltban, cs ezen scm a bétamérés. sem a precíz. ipari szintü karakterisztikarajzo16s. nagyfrekvenciás stb. mérés sem segit. Ez majd az erösitő első bekapcsolása. méricsgélése. meghallgatása után fog lassanként kiderülni. A félvezetők esetén szinte minden paraméter valahogy ráhat néhány másik paraméterre. Vegyük például a hő­ mérsékleti hatásokat. A félvezető kristály pillanatnyi üzemi hőmérséklete S7..ámos külső cs belső körülmény, paraméter hatásától függ, mindeközben az üzemi hőmérséklet szinte minden más félvezető paraméterre hatással van. Ez végül is túlontúl bonyolult, a gyakorlat. ban szinte teljesen kezelhetetlen mükódést, ujabb és újabb oda-vissza hatást okoz. Egy ilyen hatas precíz kézben tartása már egyetlen félvezető alkat~ résznél is alig átlátható. nem is említve egy integrált áramkör esetét. Ha pedig aml gondolunk, hogy egy félvezető paraméterei könynyeden hozzá járulhatnak egy erősítő hibás müködéséhez, például egy nem várt torlÍlás megjelenéséhez, akkor belátható, hogya félvezetők esetén nehezebb dolgunk van a működés elemzése során, mint bármikor is az elektroncsövek esetén volt a múltban. Vegyük például a nagyfrekvenciás viselkedés bonyolult problematikáját, amivel többnyire senki sem szeret foglalkozni, pedig a tor.dtások kialakulásában a szerepe döntő. A félvezetők alapproblémája, hogy hangfrekvenciás szempontból (talán) túl j6k. túl gyorsak is. Ez kissé furcsán hangzik, de a túlzott sebességböl számtalan olyan hatás keletkezik, ami végül automatikusan a félvezetós erösítők ismert és jogos rossz híréhez vezetett. A feleslegesen nagy sebesség, a túlzouan jó nagyfrekvenciás átvitel azt eredményezi, hogy az a kis hiba, ami

RT ÉK '15

valamely átvitel során keletkezik, szinte korlátlanul. amplitúdóban alig val tOLva terjed tovább a frekvenciatartományban. Valahogy a keletkezett hibajel sehogy sem akar csillapodni, megszünni, helyette az eredeti jel küIönféle másodlagos hatások, pl. lineantáshlbák miatt a hangfrekvenciás tartomány fólötti regióban összeadással, kivonással. szorzassal stb. ujabb és ujabb. másodlagos hibajeleket gerjeszt. és az eredeti hangfrekvenciás jel gyakona zajongó, zsibongó, nyüzsgő tor.títási termékekkel lesz tele, az akárhány MHz-es tanományban is. Ezek a zajongó termékek fmán a működés során - többnyire a negatív visszacsatolás révén - akadálytalanul visswkerülnek az aktiv hangfrekvenciás tartományba., és on egymással és a hasznos Jellel keveredve kaoukus viszonyokat hoznak létre. Nagyon nagy szerep Jut a torzítási komponensek elő­ állítlisahoz a görbe félvezető karakterisztikának, ami a kombinációs termékek melegágya. Ezek a történések - ha szerencsénk van lehetnek még nem túl z8varók, eléggé diszkrétek, de lehetnek igen agresszivek is. és többnyire ez utóbbi a bizlOS találat. Tulajdonképpen az a konstruktőr jár jól. aki képes a túl gyors eszközök ügyes megfékezésére és a felesleges sebesseg visszafogására. Ebben a küzdelemben akkor jár a legjobban, ha a negatív visszacsatolást vagy elhanyagolja, vagy minimalizálja. A teljes erősítőt érintő negatív visszacsatolás segitségével ugyanis többnyire feleslegesen egérutat nyernek (a bemenetrejutva) bizonyos káros kimeneti jelek. A visszacsatolás nincs tekintettel arra. hogya bemeneti jel és az erositöben végigfutott, így időkésés­ Iehetett kimeneti jel időben nem egyeztethető össze, es így egymással összcgzési hiba nélkül nem egyesíthető. különösen a jelentősen "eIcsuSZOlI" nagyobb frekvcnciák vonatkozásában. Ebből aztan hibajel keletkezik. ami majd szépen végigcsörömpöl az crősí­ tőn, cs ujra visszakerül- ismét késéssci a visszacsatolás reven a bemenetre, és így továh!,!... A félvezetös erösítőben állandó veszély a gerjedés, ami nem a szokásos. cgyszeru. csöves visítás, amit elődeink képesek voltak többnyire oly könnyen, a kimenotrofón két drót felcserélésévcl megszüntetni, hanem rejtelmes és néha iszonyú bosszantó. A mai félvezetők alkalmas (szerencsétlen) áramköri toRT ÉK '15

pológia mellett tetszés szerinti frekvencián képesek gerJcdm. de főleg a néhány tiz, néhány száz MHz-en. Aztán amatőr legyen a talpán, aki könnyedén felfedezi, mi gerjed. hol gerjed fél gigahemcn ... A gerjedés IS egyalkalmasjel, amit lehet erősíteni. hozzákevemi a müsorjeihez, és neha csak némI torzítást generál. Esetleg nagyobbat is, dc voltaképp valami hibás fclvezctöre, elkötésre gyanakszunk, és ncm a 400 MHz-en serényen gerjedő emitterkövetöre. A SLerző kezébe került már évek óta gerjedő erősi!ő, amit megépítöjc boldogan használt, igaz, szerinte is kissé karcos volt a hangja és nagyon melegedett üresjáratban is ... Egy biztos: jó félveletös erösítőt nem egyszeru építeni, viszont általában nem jár együtt áramütéssel ... Az elöny az elektroncs6nél van

Az elektroncsövek esetcbcn mindig is csnk II kifejezetten nagyfrckvcncias célokra gyártott típusok voltak alkalmasak széles sávú működésre, 10-20 MHz fülött számottevő erősítésre. A csövcs korszak évtizedei során komoly küzdelem folyt az elektroncső tervező laborokban annak érdekében. hogya mikrohullámú tl..'Chnikában, az FM rádióvevökben, tévckészülékckbcn az újabb áramköri kihívásoknak képesek legyenck megfelni a csövek. Alapvctöcn szinte mindig az eszköz csekély sebesscgével adódott probléma, amely közvetlen vagy közvetett módon kihatott a végtermék minőségére. Amikor megjelentek a Ge félvezetök, az úgy hatott, mint egy újabb istencsapása, mert azok még melegedtek is, amellett, hogya sebesseggel in is volt gond. A szilíciumtranzisztorok és az általuk építhető. gyors nagyfrekvenciás áramkörök megjelenésével a sebességi problémák egyes teTÜleteken lényegében megszüntck. Ezzel szemben a nem mindig és nem mindenütt kivánatos. túl nagy sebesség egy nem várt helyen kezden gondokat okozni. Olyan gondokat, amelyeket a mai napig nem sikeTÜlt kiküszöbölni. Ez pedig az élethű hangátvitel temaköre. A szerző nemigen vár változast ebben a témakörben.

Különleges csöhlbák Az elektroncsövek, fóleg a trióda egyszerü, átlátható belső relépítcséből au·

tomatikusan egyszeru és ncm is túl nchezen átlátható müködés következik. Lényegében csak két olyan különleges hatással számolhatunk. ami a Hi-Fi és az Audiofil temaköröket érintheti. Az egyik probléma kifejezetten kisfrekvenciás jellegű, és a gyakorlatban könnyebb kimémi. mint meghallani. Számos műszerben találkoztak a konstruklőrők azzal a problémával, hogy az elektroncsövek emissziós retegének, továbbá katódjának müködése kisfrekvencián eltér az elképzelésektöl, és adon körülmények fennállása esetén egy különleges hibajelenség mutatkozhat. Ha az elktroncső katódjának viszonylag csekély a tömege, továbbá a katód iütcsc és emissziós rétege valamilyen konstrukciós körülmény folytán erre a hibára hajlamos. a katód(anód-) aram képes S7,ámonevőcn visszahatni a katód hömersékletére, ami nagyobb pillanatnyi kalódáram esetén a katód pillanatnyi lehűlését eredményezi. Talán aZI is mondhatnánk, hogy az anód mintegy megszívja a katódot az elektronáram segitségevel. A Ichülés viszont visszahat a katódáramra, az emisszióra, vagyis azt csökkenteni igyekszik. Ez ajelcnseg egy meglehetösen lassú, és időben állandóan késleltelett. nemlineáris folyamatot eredményez. A gyakorlatban azonban a katód viszonylug nagy tömege mian csak a lassú katódárom vál tozások hatásai érvényesülnek, vagyis a jelenség csak a legmélyebb hangok tartományában mérhető ki. Ebben a tartományban viszont harmadrendű torzítást okoz. A katód ilyen fonnában való műkö­ dése esőtípusonként változó, és minél nagyobb az elektroncsá katódjának tömege, annál kisebb frekvencián jőhet létre, ha egyáltalan - észlelhetöen - létrejön. Több esély van egy elöcrosítő csö torzításának észleléséhez, mint egy jelentős tőmegü katóddal szerelt, komolyabb végcsö esetében. A gyakorlatban ezzel a torzítással több okból scm szoktak foglalkozni. Egyrészt a csöves eroSÍlők nagy százalékában a végfokozat kimenőtranszfor­ mátoros. és régi jó szokás minden mélyhangú hibát a kimenőtrafónak tu· lajdonítani. Másrészt akár van kimenötrafó, akár nincs, az igen mély, néhány Hz-es hangok tanományában tapasztalható (kimérhető) torzításra a fUI nem érzékeny, tehát szinte olyan, mintha nem is lenne ...

65

A másik csöprobléma viszom szinte nekünk dolgozik! Az elektroncső a különböző konstrukciós tényezők folytán alapvetöcn egy lassú eszköz. Nem elég, hogy lassú, de nagyfrekvencian egy alattomos hibával is rendelkezhet. Ha erősítőnkben nem kifejezetten nagyfrekvenciás, a mikrohullámokra tervezctt elektroncsövet használunk. és ugyan mi(,rt is tennénk ezt, akkor a cső katódkivezetése, vezérlörácsa és egyéb belső alkatclemei nagyfrekvencián furcsa módon kezdenek viselkedni. Az elektronok véges futási sebessége miatt, a katód-rács távolság megtételéhez szükséges idő nem túl szapora nagyfrekvencián is kezd összemérhető lenn; RJel periódu.c;idejével. Ebből következŐCTI fázlSCltolás keletkezik a vezérlöje! és a katódáram pillanatnyi értéke között. ami megváltoZfalJa a mcs eddig tisztán kapacitív jellegű vezérlő hatását úgy, mintha az eredeti kapacitív összetevö mellett egy tisztan ellenállásos összetevője is lenne. A hatás úgy jelentkezik. mintha az eddigi egyszerű katód-rács kapacitással pnrhuzamosan lenne kötve egy elektronikus bemeneti ellenállás. A konstrukciótól és az adott frekvenciától messzemenö függésben ennek az ellenállásnak az énéke széles tartományban változhat. Tehát meghatározott frekvencia fólött megjelenik egy ellenállás, ami látszólag párhuzamosan van kötve a katód és a rács közötti légüres terrel. Általában mely szakembereket szokott ez a probléma foglalkoztatni? Gyakorlatilag kizárólag a 10-100 MHz-es, hangoh fokozatokat tartalmazó erösitök, oszcillátorok konstruktörcII, mert pl. egy tévé vagy URH-vevő középfrekvenciás erősitőjében lehet kritikus. hogy a cső ezen bemeneti ellenállása mely frekvencián és milyen mértékben terheli a hangolt köröket, azokat a különleges elektroncsövekct, amelyeket kifejezetten ezen áramkörök céljára fejlesztettek ki. Az irodalomban vagy a neten nagyon kevés adatot találunk arra vonatkozóan, hogy ugyan mekkora is ez az ellenállás például a speciális, nagyfrekvenciás csöveknél. Más, nem kifejezetten nagyfrekvenciás csövek esetében pedig semmilyen adat nem lelhető fel. Persze, amit végül találunk, az bizony meglepő is lehet. Néhány ilyesféle, régebbi és viszonylag újabb elektroncső csetén, 100 M Hz frekvencián mérve, 500 n és 3,5 len közöni énék fordul elö, ami meghökkentő is lehet egyesek számára.

66

A bemeneti ellenállás a frekvencia és a esömcrcdekség függvényében számítható is, azonban a képlet ismeretében sem megyünk túl sokra, ugyanis a képletben szereplő K az elektroncső egy speciális jellemzöje, amelyet csak a gyártó ismer. Tehát:

ahol R.lk az elektronikus rács-katód ellenállás kO-ban, A II hullámhossz méterben, S a meredekség mAN-ban, K a cső belső felépitésétöl fiiggö tényezö. Különféle nag}frekvenciás csövek esetén K tényezőre 0.4 ... 2.8 körüli értékeket lehet találni a szakirodalomban. Ugyanekkor az elcktroncsö katódhozzávezetése, amely az elektroncsövön belüli, konstrukciós adatból, és a külső, a csőfoglalatra forrasztott szerelési huzalozás hosszából tcvődik össze, szintén hozzájárul az elektronikus bemeneti ellenállás csökkentcséhez. Hatása olyan, mintha a bemeneti ellenállással párhuzamosan kötöttünk volna egy további ellenállást, ami a katód-ho:u...avezetés révén adódik. A val6ságban persze a két ellenállást meglehetősen nehéz lenne egymástól szétválasztani, igy amikor valamely katalógusban megadják II ~ső bemeneti ellenállását valamely nagyfrekvencián. akkor az adat a két énéket mindig egybefoglalva tartalmazza. A katÓdhu.u:ávc:zctésböl adódó bemeneti ellenlállás valamely frekvencián a következő közelítő képlettel számítható:

ahol A. a hullámhossz méterben, Sk a katódmeredekség IllAN-ban, C,lk a cső vezérlörács-katód kapacitása pF -ban. A képletből nyilvánvaló, hogya bemeneti ellenállás annál kisebb, minél nagyobb a katódba kapcsolt Lk induktivitás. Mién is fontos ez a megjegyzés? Azért, mert amig például egy mikrohullámú erósítőben (kf-erösítöben) tudatosan törekszenek arra, hogy a katódhozzávezetés a lehető legrövidebb, a lehető legkisebb induktivitású legyen, addig egyaudiofil erösÍlöben a mikrohullámú huzalozás egyes s más szempontjai legtöbbször szóba scm kerülnek. (A "szép" huzalozas gyakorta sok· kal többet nyom a latban.)

Az audiofil erósÍtőben felhasznált elektroncsövek kiválasztásánál sem szokott sz6ba kerülni akifejezetten nagyfrekvenciás eélokra gyártott elektroncsövek alkalmazása, ellenkezőleg. Mi is következik mindebből? Roppant mulatságos, hogy mindaz. ami egy mikrohullámú berendezés tervezése. megépítése során kellemetlen műszaki korlát, bosszantó körülmény, nehézség, az egyaudiofil erosítöben az optImálisabb választás! A fclhasznált csövek jel1emzöcn eredetileg is hangfrekvenciára készültek. Ha utána méménk, kiderülne, hogy nagyfrekveneiásan a működésük csapnivaló, már jóval I MHz alatt is kis, hihetetlenül kis képzetes bemeneti ellenállással terhelik az előző fokozatol. Erre még nídolgozik a nagyfrekvenciás szempontból szinte mindig IÜl hosszú katód-huzalozás. Igy máris előnünk van egy olyan konstrukció, amely több nyilvánvaló és ezenfelül több titkos összetevöjével azon dolgozik, hogya lehető legjobb minőségű hangot szolgáltassa. Amig a tranzisztorok a maguk néhány száz MHz-es képességeikkel. Hi-Fi erősítő torzítása szempontjából kellemetlen, ötjítő sávszélességükkel szinte csak torzítás, kombinációs jelek gyártására és erősítésére képe!.ek, az elektroncsövek a korabeli gyártáslcchnológia jóvoltából szinte fokozalTÓl fokozatra azon dolgoznak, hogya nagyfrekvenciás torzítási komponenseket ne erositsék, hanem szinte e!nyeljék. Ez annak köszönhető, hogya szokásos hangfrekvenciás fokozatok bemenetei a nagyfrekvencián rohamosan csökkenő bemeneti ellenállásukkal fokozatosan szinte rövidre látják az elözö fokozat jelentős énékü, többnyire 100-200 kn-os munkaeJlenállását. Ebből az következik, hogy a bárhogyan is keletkezö torzítási komponensek erositése, átvitele a hangfrekvenciás sáv fólön egyre mkább mmimális lesz. Azt, hogy pontosan hol kezdődik az a határ, ahol ez az effektus már igen hathatósan közbelép, eléggé nehéz megmondani, tekintettel az esetünkben fontos csője\­ lemzők nem, illetve alig egy-két helyen publikus voltára. Annak a néhány cső-­ nek ajellemzöivel, amelyeket a korábbi évtizedekben ismertettek, sokra nem megyünk, men részben túl régi típusok, másrészt az audiofil erösitőkben nem használatos típusokról van szó. Épp ellenke7..őleg, az ismenetésre annak idején nem a hangfrekvenciás, hanem a nagyfrekvenciás csövek. a nagyfrekvenciás problémák ismertetése kapcsán

RT ÉK '15

kerűlt szó. Feltételezhetjük. bár erre bizonyságot nehéz találni. hogy a szokásosos, manapság is hasznfll310s hangfrckvenciás csövek viselkedése mégj6val rosszabb is lehet. Eddig az elme let. A gyakorlat soron derűl ki, hogy egy audiofil erósitőben a csövekkel. illetve azok fizikai tulajdonságai révén milyen szerencsével és milyen hányadban vagyunk képesek az álvitel titkos módosítására, vagyis fölcg az átviteli sav feloo végén - a torl.itási komponensek úgymond "lcnyclésére". Al. említett csötulajdonság kihasználása valamilyen fonnában mindig megtörténik, ahol legalább két elektroncső van a kapcsolásban. Ugyanis a második elektroncső nagyfrekvenciás bemencti ellenállása mindig eroteljesen söntöli az első cső nem ritkán 100 ... 200 kO körüli munkaellenálhisát azokon 8 frckvenciákon, amelyek a kellemetlen torzÍlási hannonikusokat tartalmazzák, és ezekre a frekvenciákra nem jut számottevő erősítés. Igen nagy valószínüséggel ez a fizikai magyarázata ,.a C:~'ö­ ves erösítő mindigjobb. mint egy fi!ll'e:elős" típusú mitosznak, amelyet a szer.lŐ valójában nem mitosznak, hanem egy sokak által számtalanszor megfigyelt jellemzének tan. Ebből azonnal következik egy másik mítosz, a káros negatív visszacsatolAs műszaki magyarázata is. Ha ugyanis sikemi valamely negatív visszacsatolás révén mégiscsak kikényszeriteni a csöves erősítőben egy vagy több erősítöfo­ kozatban a magasabb (a hangfrekvenciás sávon kívüli) tanomány erősítését, a ,.szép sima" frekvenciamenet elérését, akkor az előbbi kedvező hatást megszünteltük, és az erösítő már torzítani fog. Ne essünk tévedésbe! Mmdez nem jelenti azt. hogy egy elektroncsővcs erősítő automatikusan jobb, audiofil erősltő is. Meglehetősen sok, kivánatos tényezőnek kell szerencsésen tahilkoznia egy konstrukcióban ahhoz, hogy az erősítőt egyénelmüen jlOzitívan értékeljük. Ez nem mindig jön össze, néha nem kevés szerencse is kell hozzá. Ugyanekkor kijelenhető, hogy az elektroncsöves kapcsolástcchnika csekély, mondhatni "éppen hogy elegendő" sávszélessége szinte automatikusan meggátolja azon kellemetlen frekvenciák kialakulását. mint amelyekre a félvezetős erősítők szinte II szülelésüktől fogva - többnyire fokozataik tulzott sávszélessége folytán kifejezetlen hajlamosak.

AT ÉK '15

Torzításmérés Az elmúlt évtizedek során számos erő­ sitön szamos lorzításmérést és meghallgatást megejtve, s7..ámomra az a tapasztalat szürödőtt le, hogya torzítás méresc egy erősíté tulajdonságairól mond is valamit, meg nem is. Valamiképp a torzításmérés és az emben hallás "nincsenek jó viszonyban" egymással, és a mérés ritkán iga70lja vissza a71, amit a hallásunk alapján gondolnánk. véleményeznénk. Egyúttal egy különös ellentmondást is kénytelenek vagyunk magyarázat nélkü l fogadni, mégpedig az életkorral együtt járó természetes hallásvesztést, és az ugyanekkor mégis, a romlás ellenére is meglehetösenjó állapotban megmaradó kiértékelési, minő­ sítési szintet. Ha arra gondolunk, hogy megleli korú, hófehér hajú, idős karmesterek és zenészek milyen kiváló telJesítmények nyújtására képesek. hatalmas élménnyel megajándékozva hallgatóságukat. akkor bizony elgondolkodóba eshetünk az cmbcri hallás minősítése vonatkozásában. SLámos olyan példát láthatunk, hallhatunk, amely nem igazolja víssza a különböző hangmagassilgokon végzett hallástesztek minősítő végeredményeil. Az emberi hallás sokkal bonyolultabb annál, mint amire akár csak néhány évtizede is gondoltunk ... olna. Ezt azért kelleti előre bocsátanunk, men az erösít6k torzításmérése az egyik legélesebb vita tárgyát képezi az elektronikai szakemberek között évtizedek óta, és a jövőbeli viták során is aligha számíthatunk valamiféle kompromisszumos megegyezésre. A két tábor szinte kibékithetetlen ellentétben van egymással. A magyarázat túlontúl is egyszeru. A szakemberek egyik csoportja, egyfajta konzervativizmusból. a mérési eredmények megszállottja, és ebből kiindulva, lényegében azt az álláspontot képviseli, hogy ami nem mérhető, az tulajdonképpen nincs is. 111ctve, a Hi-Fi, audiofil eszközök minősítésnél a képzelet túlságosan nagy szerephez jut, magyarán szólva, a minősítés irreális, és csupán valamiféle képzelgés. Jó pelda erre II szerző egyik villamosmémök ismerőse, aki magas allami kitüntetéssel méhán elismert, nagyszerű szakember hírében állott, ám kijelentette, hogy az emberi fUI a 0,5% alatti torzítást már nem képes meghallani. Tehát az az erősítő, amelyik ennél jobb mérési adatot produkál. az nem torzít, és punktum.

A szakemberek másik csoportja a mérési eredményeket ugyan kiindulási alapnak elfogadja. ám a módszereket és az eredményeket nem fetisizálja. Számos meghallgatás, mérési módszer kipróbálása és végrehajtása után több ismerősöm is aTTÓl számolt be, hogy mindezek után csupán a kétségei fokozódtak, a végső igazság kikiáltása helyett inkább további módszereket és eljarásokat keres. további megbeszéléseket pro\iokál más, hasonló tapasztalatokat szenelt szakemberekkel. Talán a legélesebb vita a csöves és a tranzis7toros erősitőket építgetők és ezeket összchasonlít6 méreseke bocsátók között alapkult ki. Kétségtelen tényként könyvelhető el, hogy az elektroncsöves erösÍlők közölt is vannak kimérhető és Jól hallható különbségek, de valahogy ezen a táboron belUl nem tapasztalható agresszív, haJtépö vitatkozas, a végső konklúzió többnyire az, hogy hát igen, az •.A" erősítő kissé jobb, mint a .. O". ámbátor mindegyik nagyon szépen szól. Ezzel szemben a félvezetös erősítők minősitése tőbbnyire komoly vitáklIt váh ki, és a vitnpartnerek gyakorta ncm tudnak megegyezni még a sorrendben sem. Abban mindenesetre megegyezni látszanak, hogy torL.ítás bizony van, de azok jellegét nem mindenki ítéli meg egyfonnán. Van, akit bosszantóan zavar bánnelyik félvezetős erősítő, és van, aki még elfogadja azt a szintet is, amelyet egy kicsit is gyengébb erősitő produkál. (Tennészetesen nem az ..indultak még" kategóriájú erősítők öszszehasonlít6 tesztjéröl van szó.) Ha viszont a legjobb félvezetősőket vetjük őssze egy jó minőségü csöves erósitővel valamely meghallgatási teszten, akkor szinte előre boritékolni lehet a végeredményt: a csöves kerül ki győztesként.

És ha ilyenkor az ortodox szemléletet vesszük elő, amely szerint a kisebb torzítású erősÍlőnek tennészetesen jobb a hangminősége, és valamely, általunk kiválasztott torzítási énék alatt az emberi fUI már úgymond, nem hallja a torzítást, akkor a vita vége mindig a mérés és a csodálkozás lesz. A vita tárgyót képező (csöves kontra félvezetés) erősítőt különféle mérési eljárásoknak alávetve. a mérések során bizony szinte mindig jó, ám eléggé mérsékclten jó minősitést nyer el a csöves erősítő. A félvezetős erősítő torzításmérése pedig szinte müszerbemutatóvá válik, még jobb, még érzékenyebb, még magasabb minöségi osztá-

67

136Y

'" Bt R, tAö,l

"1f,R,

'Ik

IQ C,

170p

\,

:1

,

2. ábra. Egy "kis névtelen", öHranzisztoros, nem Igazán dícsérhet6 hangú, "detektoros" munka rádió végloka , amelyik évekíg teHe a dolgát egy klselejtezeH bútor deszkájáb61 összefuserált Karlson dobozt meghajtva , fiziológiai hangeröszabályozóval feldíszítve

kerül elő, hogya tényleg mérési eredményeket be le· hcssen mutatni, igazolni lehessen a második helyezést elért félvezctős erősítő egészen kiváló paramétereit. Igen , minden stimmel, a paraméterek messze lekörözik a csöves erösítő paramétereit, csak hát valahogy mégis, annak volt szebb a hangja. Kérdés, hogy az ilyesféle, számtalanszor is megismételhető jelenségeknek mi lehet a magyarázata? Hol lehet a különbség a hallás alapján nyert ítélet és a mért adatok alapján kapott minősí­ tés között? A válasz pedig túl egyszeru. Valamit nem mérünk, valamit nem jól ménink, valamivel alaposan becsapjuk magunkat, évtizedek óta. No igen, de akkor hogyan is kellene jól csinálni? Egy kis múltidézés. Számos csöves erősítő mcgcpitése, használata után egyszer csak, nagy várakozással tekintve az esemény elé, bekövetkezett a legelső mcgcpítelt tranzisztoros vegerősítő meghallgatása. Aztán csak néztünk egymásra a baTátommal, hogy akkor most mi is van? Talán már az első bekapcsolásra netán elromlott az erősí­ tő? Azt ugyanis hangsugárző nélkűl korábban már minden szempontból készre mértük, jónak minősítettük, és a korai félvezető típusok alkalmazása el· lenére is a mért torzítását a frekvencia fiiggvényében kellemesnek, 0.1 ... 0,5% közöttire értékeltük. Ez csöves vi~ lyú

műszer

nagyszerű

68

3. ábra. A névtelen, őHranzisztoros, némileg krákogós hangú, kis megfígyel&-erösító IM torzítása 1,2 Hz/8 kHzes, 4:1 jelarányú, színuszos vezérl6jelekkel mérve, 50% (kb. 2 W) kímenőteljesítménynél. A O dB-es 8 kHz-es jeihez képest az első két komponens -56 dB értékű

szonylatban nem is rossz adat, de a tr,mzisztoros első meghallgatása során tapasztalt kellemetlen vartyogást, ráleg pedig a hange rőtől alig fUgg6, durva kásás, zizegős hangot nem értettük. Az évtizedek során sza.mos fClvezctős erősítő saját, illetve ismerősök által történI megépítése, meghallgatása son'm löbbűnkben is kialakult azaz általános vélemény, hogya félvezetős erősítő többnyire más, esetenként pedig nagyon más hangzásvilággal rendelkezik, mint az elektroncsöves, és a legegyszerubb csöves erősítő is gyakorta kenterbe veri az akkor éppen legjobbnak kikiál· tott félvezetös erősítöt. Következtek a különféle torzításmb'Csck, szinte párbaj szinten. Volt ismerősünk. aki kijelentette, hogy az általa megépített 20 wattos, tranzisztoros erosílőnek a 8 O-os műterhelésen és a teljes sávban mért torzítása 0,02% alatti, ami már maga a csoda. Miközben egy közepes minőségű hangfalon is már jól hallhatók voltak az erösítő nem is csekély gondjai. A QVAD-405 járvány idején igen sokakat fe lizgatott az erősí tők torzítása. Ennek során sikerült összeállítani egy meglehetösen korrekt mérést müteherrel, spektrumanalizátorral (és plotterrel) az l MHz-ig terjedő frekvenciatartományban. Nagyon érdekes mérések következtek. Bebizonyosodott, hogya félvezetős erősítők szinte egységesen, szokatlan,

különleges. és elmondható, hogy roppant kellemetlen. bosszantó torzítási spektrummal rendelkeznek. Voltaképp akkor bizonyosodott be a számunkra, hogya legjobb hannonikustorziuis-mérö műszer sem ér fabatkát sem, mert a félvezetős erősitők esetében a mért eredmény mindössze azt jelzi, hogy az erösítő működik, azaz nem hibás. Tehát minden olyan mérés, amit egy félvezetős erősítőn ezzel a módszerrel végzünk, felesleges, és lényegében időpocséklás. Az általunk választott mérési összeállítással számos mérést végeztünk, egyre nagyobb izgalommal, mert olyannyira meglepö eredményeket hozott, amelyre lényegében egyikünk sem számított. Tulajdonképpen pedig választ kaptunk a korábbi míértekre és a hogyanokra is. A számos mérés során egészen a hitetlenkedésig kételkedtünk a mérési eljárás korrektségében, ezért eleinte volt olyan mérés, ahol kis m6dosításokkal közkivánatra négyszer, ötször is megismételtük az eljárást. Egyik esetben egy igen egyszeru, öt tranzisztorral megépített. a korábbi mérések szerint l % alatti hannonikustorzítású, ám egyértelműen kissé karcos, rekedtes hangú erősítőt (2. ábra) mosl, a spektrumanalizátoron vizsgálva, elképesztő látvány lárult a szeműnk elé (3. ábra). A ploller számára beállított és 100%-ot jelentő 8 kHz-es bemeneti RT ÉK '15

OdB

Od.

OH:

20kHz

8 kHz

-67 dB

-58 dB

-n,4 dB (200 kHz)

,(,

"Ill" JI 4. ábra . Egy félvezetős (Texas app.) erősító harmonikustorzítása 50% klmenőtellesitményen, 20 kHz-en. A torzltási komponensek nagysága szinte aIIg változoH 1 MHz-lg, ameddig az ado« mus:z:erekkel mérni tudtuk. A plotterrel csak 200 kHz-ig rajzoltattuk kl 8Z eredményt

vizsgálójel mellcIt - várakozásunknak megfelelöcn ~ megjclcnljobbra, illetve balra az elsö ± temlék. -56 dB értéken.

majd tele len a spektrum egészen I MHz-ig további. csökkenni alig akaró, fú szeN felharmonikus komponensekkel, ame\yeknek az átlagos értéke a tel·

.

,

5. ábra. A TEXAS er6sít61M torzftása 250 Hz/8 kHz-es szlnuszos Jelekkel mérve, 50% klmen6teljesítménynél Várallanul ért bennunket a - 75...-80 dB körUl ~ igen szélessávú "tú" megjelenése, amelyet ebben a mérési összeáltításban 1 MHz-lg tudtunk mérni

sek során rögtön 20 kHz-cn kezdtük mérni a hannonikus torzitás!. ami végül is meglepö eredménnyel szolgált (4. ábra). Az első, -57 dB szintü, meglepetést még nem okozó felhannonikus

mellett ugyanis a vizsgált, l M Hz-ig tartó frekveneiasávban egy szép fésu szerű diagramoI kaptunk, ahol az egyes komponensek hozzáve tőleg -80 dB tágabb környezetében jelentkeztek, anél-

+JO V

jes mérési tartományban -77 .. ,-83 dB volt, az analizátor szerint. A spektrum minden bizonnyal feljebb is tartott. de a

mérési lehctóségeink ebben a müszer-környezetben és akkor- l MHzig terjedtek. A több, különféle tipusú félvezetös e rösítőn megismételt mérések azt mulatták, hogy egyetlen, hangfrekveneiás szinuszos (például l kHz-cs vagy más csetben 20 kHz-es stb.) mérojellel végezve a méréSi, a torzítási felhannonikusok fésüszerú, csi llapodni nem akaró spektru mot mulattak az ál tal unk akkor rendelkezésre álló l MHz-ig terjedő mérési tartományban. A kapott eredményekből, mini legJellemzőbbet, a közismert, a korábbi évek során igen nagy számban utánépített Texas erősítő torzitásmenetén mutatjuk be (4, á bra). Ez az erősítö egy sikeres gyári applikáció, és az egyszerű alkatelemek használalához képest kellemes viselkedéSI tanúsít, utánépitése általában problémamentes volt, és közkézen forgott több Sikeres nyomtatott áramköri panelja is. Torzítása kedvező­ en alacsony volt. ezáltal az utánépitések során nagyon sokan elégedettek voltak az erősítő képességeivel. I!ppen ezért az analizátoros mére-

RT ÉK '15

, kL .J

k (680)

47k

0,5

2N2219A ~ ~

"* Bt

.... ~

!,OOmW

ltner

'"

TIP 32 A

22

~

~

... ~

~

~I

22

"<

15 V

"-

To

150

15 V

\!?

' 00

~

mW

l l".,.

22

.... '"

220 n 220

15 ()

lj 150

Ts

2QW

TIPJ1 A

2N 2905 A 22

k (680)

4,7 Ir

0,5

-JOV

JJ< 6, ábra, A Texas er6sft6 kapcsolásl rajza

69

kül azonban, hogy bármilyen csökkenő tendenciát is mutattak volna. Magyarán szólva, az erösítöt 20 kHz-en meghajtva, zavartalanul kezdett el csörömpölni ezen frekvencia fel hannonikusain, ami legalább is illetlenség egy elfogadható hangzásvilágú erŐsitőtől. Még sokkal meglepőbb volt, amikor az erösítőt (az egyik szabvány szerint) két szinuszos jellel hajtonuk meg, 1M-torzítás mérése céljából (S. ábra). Ugyanis amellett, hogy az analizátoron a nagyobb frekvenciájú vizsgálójel mellett megjelent a két különbségi jcl, a vizsgah frekvenciasáv sűrűn tele leli további jelekkel, mintha csak fú lepte volna el a képernyőt és a plottcrt. Ezek a jelek olyan kombinációs termékek, amelyeket az erősítő félvezetői állítottak elő azáltal, hogy az eszközök különféle görbe karakterisztikain rendkivüli mennyiségű és fajtájú, magas fokszámu kombinációs termék keletkezett. Elgondolkodtató, hogy egy jel helyett már csupán két jel is elegendő volt ahhoz, hogy az erősitőben egy zűrzava­ ros zajáradat keletkezzen, amely nyilvánvalóan könnyedén fokozható, ha műsorjelet adunk abemenetrc! Már ebből a mérésool is kiderült, hogy mennyi értelme és haszna van az egyjeles, harmonikustorzitás mérésnek. Lényegében elhanyagolható az az információ, amivel szolgál egy félvezetős erösitő mérése során. Az erősitő kapcsolási rajzát a 6. ábrán láthatjuk. A kialaku lt heves polémiában, az emlékeinkben keresgélve, abban megegyeztünk, hogy ilyet korábban csöves erósítónél soha nem tapasztaltunk. Sajnos, a mérések idején már nem álll rendelkezésünkre bármelyelektroncsöves erősítő, kontrollkénl. Abban az esetben viszont, amikor például két bemeneti jellel vegztünk infenllodulációs torzitásmérést, akkor a spektrum látványa több, mint meglepő volt. Számunkra, úgymond, tisztult a látóhatár. A mérőfrekvenciákat váltogatva, kísérletképpen többfelcjclkettös alkalmazásával (pl. 250 Hz és 8 kHz, 60 Hz és 12 kHz, 1,1 kHz és 15 kHz, valamennyi esetben II több szabványban is elöin 4: I jelamnnyal), az elvárt torzítási harmonikusok, komponensek mellell, a korábbi egyjeles méréshez képest hatalmas, fii szelli zajl észleltünk a teljes, 1 MHz-ig terjedő spektromban, amelyben nyoma sem volt valamely csillapodási hajlamnak, még a savhatáron sem!

70

Od8

+1,1 kHz -65,2 dB 1 (-0,05%)

j

.~J.

.U

.. 1

-
15 kHz

7. ábra. A aUAD 405-ös, saját építéstl erős!tó kétjeles IM-torzítás mérése 1,1/15 kHz-es, 4/ 1 amplitúdóarányú JeUe~ létteljesitményre (kb. 30 W-ra) kivezérelve, A mérés során nem észleltünk a 15 kHz ± 1,1 kHz-es IM jelen kivül más torzltásl komponenst, eltekintve a -BOd B szint alatti "fú"-szerú jeltő~ ami nem zaj, hanem a szélessávú IM komponensek sűrű halmaza. Alkalmas léptéket beállítva, a fú egészen 1 MHz-lg - egyre csökkenő amplitúdóval-látható volt

Természetesen ez a valóságban nem zaj volt, mint erre hamar rájöttünk. mert sem a mérésben részt veti különféle erősítők, sem a kifogástalan mérőjelek nem indokolták ezen zajjelenlétét. Ez a tőmö tt ru a két méröjcJből eredő, rendkivül összetett módon kialaku ló, lényegében a merési eljárás módszerei vel kielemezhetetlen, rendkivül széles sávú. intermodulációs torzítás volt. Kezdetben hibára gyanakodtunk, és ezért is használtunk többfélejelgenerátort, többféle erősítőt is ehhez a méréshez. Tulajdonképpen minden mérés azt mutatta, hogy abban a pillanatban, amikor már nem egyetlen jel vezérel egy félvezetős erősitőt, a bemeneti jelek széles sth 'ri keverék spekt/1/ma lép fel, olyan spektrum, aminek nem igazán figyelhető meg valamiféle periodieitása, viszont az értéke nem éppen csekély. A legtöbb mérés során a szóban forgó spektrum alig volt 10 dB-lel kisebb, mint az első hannonikus értéke. Ugyanekkor a kialakult és kirajzolható komponensek frekvenciai olyan sűrűn helyezkedetek el egymás mellett. hogy számos helyen meghaladtak a plotter felbontását, továbbá néhol érdekes hullámosodást is megfigyelhettűnk az amplitúdóban. Érdekesnek es jellemzönek, ám magyarázat nélkülinek találtuk a torzítás!

jelben bekövetkező, frekvencia szerinti eso1ll6sodásokat és a helyenkénti ismetelt, hullámszerű, szabálytalan növekedéseket. Ugyanekkor ezek a jelenségek is azt bizonyitották, hogy nem zajfeszűltség megjelcneséről van szó, hanem a vezérlőjelek bonyolult kombi náeióiról. A mérések soran megvizsgáltunk több, eppen rendelkezésre álló, akkoriban népszerű erős ítőt, például a QUA D 405-öt. Ez az erősítö a mérések során úgymond, hozta a formáját, és lényegében kenterbe verte a mezőnyt (7. ábra). Az eredményt egyáltalán nem tanottuk véletlennek, ugyanis kapcsolástechnikája zseniális, ncm a szokásos felépítést követi, továbbá kifejezetten kedveli a lassu felvezető eszközöket.

A félvezetös torzítás oka A mérések után szamos vitát tartottunk a tapasztalt torzitasi jelenség magyar.ízatára, kiértékelésére. Vita tárgyát képezte az is, hogy az egyik felvezetős eTÖsítöpéldány miért torzít sokkal inkább, mint egy ugyanilyen erösítő másik példánya (egy megépitett sztereó erősítő két oldala). Végül is arra a megállapitásrajutottunk. hogy az első pillanatban ötletszerűen kiválasztott pillanatnyi mérési le-

RT EK '15

hetőség telitalálat volt, és rengeteg kérdésre adott korrekt választ. Abban is biztosak voltunk, hogy Hi-Fi erosítők mérésénél nem túl sűrűn alkalmazott eljárást választottunk, es aki esetleg előttunk végzett ilyen mérést, a kapott eredményekröl - akár különböző okok miatt is - mélységesen hallgat. Esetleg az üzleti kihatás, vagy a korrekt magyarázat hiánya, vagy akár egyéb más is okozhatott gondol. Vissza kell témünk a cikk elején már taglalt problémához, ha a magyarázatot keressük. Már a korai szilícium félvezetők is meglepö magas fT határfrckveneiával készültek, kerültek forgalomba. Egy közönseges hangfrekvenciás célokra szánt kisjelü tranziszlomak nem ritkán volt vagy 250-300 MHz-es f,je, amelyen csak a legelső időkben csodálkoztunk, aztán túltettük magunkat a jelenségcn. Ha azonban meggondoljuk, hogy egy hangfrekvenciás erösítöben ugyan mi az ördögöt is keres egy néhány száz MHz-es eszköz. akkor már kisse másképp állunk II helyzethez. Számos erosítőben vannak olyan fokozatok, ahol ennek az f,nek igenis van lehetősége teljes sávszélessegében feléledni, a kapott keverék jelet (musorjelet) cbben a tartományban és többé-kevésbé görbe karakterisztikán megtáncoltatni, összeadni, szorozni, négyzetre emelni stb., vagyis egy lényegében keverés Jellegű. nemlmettris folyamaton áterŐszakolni. Szinte bármely Hi-Fi kapcsolásban találunk egy vagy több olyan fokozatot, amely képes erre - az erösítő szcmpontjából - illegális nagyfrekvenciás folyamatra, a rendkivül széles sávú spektrum elöállítására. A negativ visszacsatolással kiegyenesített, többnyire megnövelt frekvenciamenet erre még rá IS segít. Azt persze, hogy egy konkrét erősí­ tőben mely fokozat, vagy fokozatok fclelősek a bemeneti jeiből előállított rendkívül széles sávú torzítási spektmmért. az csak egy eléggé szokatlan természetű és bonyolult vi7~"gálat döntheti el. Belátható, hogy ez legalább annyira kapcsolási rajz függő, mint amennyire függ az alkalmazott félvezetők fajtájától, típusától is. Ezen elmélet igazolására újabb mérést is végeztem, némileg más módszerrel. Kisérlet képpen, három bemeneti jellel pr6bálkoztam a torzítás grafikus kiénékelésével. Az igen kis hannonikus torzítású erösítő mind az egyjeles, mind a kétjeles (intennodulációstorzítás-) mérés során eléggé szépen vizsgázott.

RT ÉK '15

Amint viszont a bemenetre a két szinuszjel mellé egy harmadik, lassu fürészjelet iktattam be, nem várt IOFlítási hatások keletkeztek, a kimeneti jel csúcsán egy zavaró vágás és abban zaj szerű. kiértékelhetetlen modulációs tennék, torzítás jclent meg. Többféle jelalakkal kísérletezve, minden esetben megjelent valamilyen új, nem várt torzilási komponens, voltaképp a beiktatOlI hannadik jel esekely értékéböl semmiképp nem várható, meglepően nagy amplitudóval. Ezt a mérést abból az elgondolásból végeztem el, hogy amennyiben egy egyszerü szinuszjel átvitele megzavarható - mrzítást okoz - egy második szinuszjel egyidejű átvitclével, akkor értelemszerűen egy további jel ezl nyilván tovább fokozza. És ha ez így van, akkor a rendkívül bonyolult felépítésü, véletlenszerű, pillanatról pillanatra változó müsorjel pedig czt a helyzetei akár a végletekig is fokozhatja. A csöves erősítők önmagukban szinte egyáltalan nem vagy alig termelnek magas felhannonikus komponenseket, mert a beépített aktiv elemek (és a kimenötrafó) többnyire mintegy lenyelik a nagyfrekvenciás torzítási komponenseket. A szokásos 100... 200 kO-os anód munkaellenál[ások mellett a hangfrckvenciás célokra készült elektroncsövek a hangfrekvenciás sáv fölölli tar10mányban már - a semmilyen katalógusban sem található 1. .. [0 kO-os létszólagos és a frekvencia vövekedésével egyre kisebb énékű nics-katód (bemeneti) ellenállással mintegy rövidre zárják a magasabb frckvenciéjú jeleket. Ez tennészetesen észlelhető a frekvenciamenetben is, de általában nem szoktunk problémazni a 18 ... 20 kHz fólötti sáv fokozódó szintesésén. Még egy jobb kimenötrafó esctén sem követelhető meg 20 kHz fólött II kifogástalan átvitel, tehét mind a trafó, mind az elektroncsöves kapcsolás titokban azon dolgozik. hogy a nagyfrekvenciás jelek, vagyis a nagyfrekvenciás torzítási komponensek ne alakuljanak ki, vagy azok átvitele lehető­ leg fogyatékos, eredöben tehát csekély énékü legyen Egy félvezetős erősÍlőben a kellő stabilitás érdekében aligha ússzuk meg a negativ visszacsatolás, mégpedig néha az erőteljes visszacsatolás alkalmazását. Ebből az következik, hogy az erősítőn sebesen végighaladó, ám mindezek ellenére időkésést szenvedő műsorjelek a visszacsatolás során a bemérő

menetre visszakerülve rossz időben, késve érkeznek. A visszacsatolás igy kellő módon nem látja el a feladatát. helyene torzítási Jeikent jelenik mcg a kimeneten, újabb Idökésés mellett. Ez a folyamat számtalanszor körbefuthat, miközben a müsorjel vezérli az erősí­ tőt, és ez a jelzagyvalék hozzáadódik a hasznos jeIhez. Miután olyan mérési eljárásról még nincs tudomásunk. amely ezt a folyamatot hitelt érdemlöcn ki tudná értékelni, és a kétjeles intennodulációs mérés helyébe lépne, így csak a fiilünkre hagyatkozhatunk egy félvezetős erősítő torzitásánllk megállapításához. lit kerul ismét képbe az a sajátos, az emberi hallás szempontjából külőnle­ ges képesség. amely egyesek részére jobb. mások részére kedvezőtlenebb lehetőséget ad egy erősítő, egy hangrendszer minőségének - eletkortól mggetlen - objektív kiénékelésehez

Nyomtatott áramkörök A gyakorlatban az elektroncsöves erő­ sitők szabad szerclésüek, míg a félvezetösek nyomtatott áramköri lemezekre késziilnek. Mindkét megoldásnak vannak előnyei és hátrányai is. Az elektroncsöves áramkörök, már a felhasznált alkatrészekből is kiindulva, jelentős meretück és tömegüek. Az elektroncsövek, külőnösen a nagyobb teljesítményű triódák, tetr6dák, pentódák eléggé méretes tárgyak, őssze­ vetve akár egy tcljesítmenytranziszlorral, akár egy integrált teJjesitményerő­ sitóvel. Ez önmagában még nem is jelentene túlzottan nagy méretet, de figyelembe kell még vennünk a hálózati transzformátor és a kimenőtrafó méreteit, netán a szintén meglehetősen nagy méreru és feszühségtűrésű szűrőelkó­ kat, és mindezekből egy eléggé nagy kubatúra jön ki. Mivel az elektroncs6ves Hi-Fi, Audiofil erősítő manapság státusz.szinbólum is. megépítői nem törekszenek a miniarurizálásra, ellenkezőleg. Ebből eredően a beépitett elektronikai alkatreszek huzalozása sem alakítható a legrövidebbre, amiből talán a legkényesebb rész lehet az árnyékolt kábelek és a fóldelő vezetékek kialakitása. Nemkülönben kényes lehet a szerelóléc anyaga, ami csak látszólag aprócska tétel. A tranzisztoros erősítők szinte kivétel nélkül nyomtatott áramköri felépítésüek, azok minden lehetséges buktatójával. A legnagyobb buktató, amire ke71

vesen számítanak, maga anyáklemez. Nyomtatott áramköri lemezt rengetegen gyártanak, drágát is, olcsót is, gyárban is, kertvégi sufniban is. A végtcrmék eredetéről gyakorlatilag semmi információt nem kapunk a vásárlás során, vagy ha igen, akkor azt széles mosoly keretében (6ccó ... ), és el kell hinnünk, amit mondtak, aztán majd meglátjuk ... A nyomtatott áramkörök gyártása nem rosssz üzlet. Ezért aztán sokan hozzáfognak, és vagy kifogástalan, vagy különféle hulladékok által szenynyezet! anyagból készítenek ilyesmit, és mi pedig megvesszük. Aztán csodálkozunk, hogy az asztalon, p6khál6 szerelés sel elkészített áramköfÜnk akár 100 MHz-ig is jól müködött, majd egy garantáltan jó minőségű nyák lapra építve azt, az áramkör legfeljebb 60 M Hz-ig jó, ha elballagott. de kis szerencsével kifoghatjuk a legrosszabb sufninyákoI is, és akkor örüljünk, ha 25-30 MHz-ig lesz jelünk. Ezeket az értékeket a gyakorlati tapasztalatok alapján adtuk meg, és a minősítés eléggé nehezen számszerűsít­ hető. Ám a probléma nagyon kellemetlen perceket szerzett a gyártónak, amikor a gyenge minőségű nyáklap miatt egy egész szériát kellett átminősiteni, és a megrendclővel a készülék speckóját újra tárgyalni, továbbá az új árban egyezkedniJ Az esemény óta számos gyenge és igen gyenge minőségű nyáklemez került a szerző kezébe, bizonyítva azt, hogy amennyiben nem figyelünk oda, erősitő- és készüléképítési terveink esetenként akár dugába is dölhetnek. Egy félvezetős Hi-Fi erösitőben amúgy, napi szokás szerint, nem szokás a néhány MHz-es jelek átviteléről tárgyalni. Azonban végig gondolva az előzőekben leínakat, a Hi-Fi erősitő tit-

kos és kézben nem tartható nagyfrekvenciás viselkedését például a torlÍtasok szempontjából, akkor már nagyon nem mindegy. Azt viszont, hogy egy jó vagy egy silány nyák-alapanyag hogyan fogja felvezetőink viselkedését befolyásolni a tervezen áramkőrben, az már a madárjós témakörébe tartozik. Ez persze ncm minden. A nyák minősége rengeteg láthatatlan, kimérhetctlen, rejtcl! tényezőtő l fugg. Aztán 011 vannak a kimérhetők is, például a fóliavastagság. Egy hangfrekvenciás végfok féleség tcrvczésckor ritkán Ichet cél a miniatür kivitel, hiszen a szükséges hűtöbordák többnyire terjedelmes darabok. Tehát a mérettel, különösen a fóliaszélességgel takarékoskodni nem igazán eélszcrű. Ezen felül az áramkör nem kevés része, félvezetők, ellenállások környezete esetenként bizony megkívánja a méretes szélességű f6liaesíkot, különben rögzítési vagy melegedési gondok léphetnek. fel. Erre jó példa a gyári QUAD 405, amelynek néhány év használat után szépen megpörkölődött panelja. Mindezeken tú l menően következik a nyák nagyfrekvcnciás viselkedése, amelyben szerepet kap a fólia vastagsága és szélessége, különös tekintettel a szkin effektusra (bőrhatásra). A bőrhatás révén a nagyfrekvenciás áram mintegy kiszorítja a vezető belsejéből az Ol! folyó áramOl a vezető külseje felé. Kisfrekvencián a hatás csekély, viszont a frekvencia növekedésével az áramkiszorulás a felszin feté fokozódik, a vezető belseje egyre kisebb mértékben vesz részt a villamos jel továbbítasában. Igen nagy frekvenciák esetében (TV, radar stb,) gyakori, hogya nagy teljesÍlményü, nagyfrekvenciás jelet kerek vagy tégla kereszlmetszctű, méretes rezesöveken vezetik.

Az alábbi táblázatban a fontosabb fémekre nézve adjuk meg a fémvezetők közelítő értékű, hasznos vastagságát. Látható, hogy nagyfrekvencián az áram szinte teljesen kiszorul a vezető felületére, és egy Hi-Fi esetében is szóba jöhet, hogy valamelyalkatelem (huzal, lemez, fólia) már a magasabb hangok táján nem elegendő vatagságú. A bőrhatás vastagsága mm,ben a frakvencta függvényében

~en~ f- Réz

Alumlmum ~s

60 ",

8,5

10,9

0,86

100 Hz

6,6

8,5

0.66

1 "" ~kHz_

2,1

2,7

0,2 _

0,66

0,84

0,08

100 kHz

0,2

0,3

0,02

l MHz

0,08

0,08

0.008

Közismert, hogy jelentősebb egyenáramok esetén nincs éneIme túl vékony huzalok alkalmazásának, elsösorban a várható túlzott melegedés miatt. Viszont a táblázaIból következően az is belátható, hogy egy adoll méretnél jóval vastagabb, tömör rézhuzal hasznalatának éppen úgy nincs értelme egy hangfrekvenciás erősitőben , az áramkiszorítás miatt. Helyette elegendő összkercsztmetszeru, sodrott huzalt célszerűbb használni, de bevalt például a lapos, csupasz, eléggé (1-2 mm) vastag rézlemezböl készített, alkalmas (4-8 mm) szélességű fémszalag, mint "kötőhuzal" is. Belátható, hogy nagyon tetszetős a 03--4 mm vastag. tömör (pláne ezllstözött!) rézhuzal alkalmazása egy kívül-belüllátványos kivitelű erősÍlőben, csak éppen - a pazarlás meltett még nem biztos. hogy kell-e.

ÁGOSTON LAJOS:

Audiofil

erősítők

Előerősítők, fejhallgató erősítők

építése 2. ~

Az audiofil körö kbe n közismert szerző ezen legújabb, 2011 decemberében megjelenő könyvében - az elsó kötethez hasonlóan - megépített és jól bevált elektroncsöves és félvezetós áramköröket Ismertet, nyomtatási rajzokkal és fotókkal illusztrált gyakorlati megközelítésben. A kötet főbb tématerületei: Jelkondicionálók, elöerósít6k; Csöves és félvezetós AIM-korrektorok: Néhány fejhallgatómárka; Csöves és félvezet6s fejhallgató erősítők. Kb. 200 old. , BS mé ret. Ára : 4950 Ft (+postaköltség). A könyv postai utánvéttel már megrendefhet6: hambazar@radiovilag,hu 1374 Bp" Pf, 603 (+36 1) 239-4932/36 m, (+361) 239-4933/36 m, www.radlovllag.hu

72

RT ÉK '15

Csöves és tranzisztoros hangerösítök JOHN LlNSLEY HOOD könyvét nem lehel csak egysz9fÚen elolvasn~ annak 011 kell lennie a könyvespolcon, hogy bármikor kézbe vehessük ,Ebben a könyvben az utóbbi 50 évben kifejlesztett hangeróSltó konstrukciókat tekintettem abban a reményben, hogy az Itt lalaiható Informaclo hasznos lehel

at

a felhasznalóknok vagy a potenciális tervez6knek_·

Irja a szerzO.

A 244 oldalas, BS méretü könyv ára 3950 Ft (+ postaköltség).

Audiofil

erősítők

építése

--

Aúdiofil

ÁGOSTON LAJOS könyvében a külföldi szakirodalmakb61 ismert, J61 bevált és általa IS utánépilett, együtemű és ellenütemű, csöves. illetve tranzlsztoros hangerösllok epltésl lelraSal! adja közre, több áramkörnél nyomtatási-rajzzal. A 226 oldalas BS méretú könyvhöz CD-melléklet is tartozik. Ára: 4490 Ft (+ postaköltség).

Audiofil

erősítők

építése 2.

Elóer6sit6k, Fe jha llgató e...ssit6k ÁGOSTON

lAJos

ezen újabb könyvf ben az eI:oó k )teltl ~Z hasonloan megepftett és.IÓt bevalt aramkOrokei amef1et. nyomtatasI rajzokkal és !otokkal Illusztrált gyakorlati megkÖzelitésben A kotet főbb lémateruleter: JeIkondic!Of'Ial6k. elóer6silók CSÖII(tR é<; lélvezet6s RlAA-komtktorok; Csöves és félvezetős leJnallgató er6sllOk: Nehány felhallgató márka. A 206 oldalas. B5 mérelű könyv ára: 4950 Ft (+ postaköltség)_

PIC mikrovezérlők alkalmazástechnikája PIC programozás C nyelven Or. K6NVA lASZLO - KOPJAK JÓZSEF _A harmadik kiadásban nem kevesebbre vállalkozunk. mint az olvasó szamára ketlő támaszt adni a hataJmassá bővülő ptC paletta használatához. A magas szintű progamozasi nyelvek használatát ma mar nem lehet megkerülnl emialt kiemeit hanSJsutyt fektettünk a C progamozási nyelvet elsajatitani szándékoz6 olvas6k Igényének klel~ltés~re." A 400 oldalas Bs méretü könyvhöz CD melléklet is Jár. Ara: 6590 Ft (+ postaköltség).

Mikroelektronikoi szenzorok és olkolmozástedmikójuk SZENTIDAV KLARA - DÁVID LAJos könyvével megkönnyíti a sz.enzortaJták áttekintését és a krvánt célnak legmegfeletőbb diszkrét vagy inte~ált szenzortípus kiválasztását. a könyvet ajánljuk mindazoknak a mérnököknek, technikusoknak vagy müszaki menedzsereknek. akik a szenzorok gyártás-fejlesztésével vagy gyártástechnol6giájával kivánnak foglalkozn~ • A 206 oldalas, BS méretú könyv ára: 2950 Ft (+ postaköftség).

Információ· és képmegjelenítő eszközök SZENTfDAV KLÁRA - MESZAROS SANDOR .Könyvunk a kép- és Informácl6-megJelenítők legkorszerűbb tfpusaiVaf az elektronsugar· csöves. -- lolyadékkristályos. LED. vákuumfluoreszcens. plazmapanel és elek1rolumlnesz· cens működésI elvű megoldasokkal foglalkOzik. -Irják a szerzők a kÖtet Bevezetőjébert A 346 oldalas, BS méretü könyv ára: 2950 Ft (+ postaköltség)_

Mikrohullámú technika S . R . PENNOCK - P

R

I

--

SHEPHERD

a napjainkban egyre nagyobb és fontosabb szerepet játsz6. 1..100 GHz közötti frekvenciatartomány technikáját ismerteti múvebert ~A mlkrohullamú technikával kapcsolatos szakszóvegek többnyire két szélsőséget képviselnek: vagy tül szakmaiak. a szövegek másfk fajtaja túl altalanos. igy nem eleg résZletes. NyllvanvaJó szükség volt tehát egy megfelelö szé!eskörú bevezető könyvre a nagyfrekvencf.H és a mikrohullámú technikaba. amely kielégitő mélySégű a különböző témák· bart - - irJák a szerzők. A 350 oldalas, 85 méretú könyv ára: 4250 Ft (+ postaköltség) .

A kónyvek megvásárolhatók, ill. ulánvettel megrendelhetők a HAM-bazártól. Budapest XIII ., Dagály u. 11. I. em. , H-P. 09 -14. Cs, 09-17 ó. [email protected] (361) 239-4932/36 239-4933/36 1374 Bp. , Pf. 603 www.radiovilag.hu

RTÉK'15

73

o... 160 V/2 A-es félvezetős tápegység Plachtovics György okI. A= amatör gyakorIaIban gyakran s=ükségiink van

különbö;;ő

egyenfeszültse-

gekre. A "Rádiótechnika " szép számmal kö=ölt eddig is tápegysegeket, de kimenő

ezek maximális

feszültsége

30... 60 V körüli volr. Máxik gyakori

probléma volt, hogy ezek kimenő feszültsége nem nulláról indult. Jelenleg a kereskedelemben nagy-

fesziiltségli, nagyáramu tápegység - el· fogadható amn - nem kapható. A:: ismertelésre kerülö tápegység maximális kimenő feszültsége

160 V. maximcilis kiárama 2 A. Zárlat. tMáram eselén a kimenöfesziiltség nullára esik viss=a. A leo/dasl egyLEDJényejel;;i. A ::árlat (ui/áram) megszunte ulán a menő

RESET gomb benyomásával újból megjelenik a kimenójeszültseg. A kime~ nő jeszültseget és a kimenő áramot egy-egy Deprez-mliszer /tUI/alja. A tápegység megepitéséhez a jelvezető technikában való jártasság ajá/tlatos. Be-

méres hez univerzális kézi hány

lás

nagyteljesítményű

(műterheles)

Elvi

műs::er:

né-

hazafel/ellál-

s::iikseges.

működés

F6bb múazakl adatok Klmen6fesZOnség

O.. I60V

KimenOfes:zunség szabályOlása

20,,1 V és 8,,20 V-os lépésekben

Ttiláramvédelem

BelsO állitásu. túláramnál a kimen6feszültség OII

Brumm akimeneten S mY. 2 A tertlelésnét

A tápegység tömbvázlata az I. á brá n, az elvi kapcsolási rajza a 2. á brá n látható. A működés leírása az egyes áramköri egységek szerint következik.

Transzformátor és hídegyenirányító A hálózati feszültség a Bi I és Bi2 olvadó betéten, a K I kétsarku hálózati Ici-be kapcsolón kapcsolón keresztül a Tr hálózati transzformátor primer tekercsére jut. A letranszformált feszültség a Kl kapcsoló "a" tárcsáján keresztül jut a DI...D4 diódákból felépített Graetz-hidas egyeni rányítóra. A hullámos egyenfeszültség simítást a CI, C2 sorbakapcsolt elektrolit kondenzatorok

74

műszeripari

technikus, [email protected]

végzik. A kondenzátorokon az egyforma feszültség elosz\;3.st az RI és R2 ellenállások biztosítják. Ebben az esetben (két sorbakapcsolt kondenzátor) az eredö kapacitás a fele énékü, 5000 ilF lesz. A sorba kapcsolásm a feszültség miatt volt szükség. A 4700 ilF/200 V-os elektrolit kondenzator ritkán kapható, legtöbbször meg kell rendeln i, és az ara igen magas. Olcsóbb megoldás azt két darabból összerakni. A K2 kapcsoló feladata, hogy a nyers feszültséget a kimenöfeszültséggel együtt változtatva közel azonos szinten tartsa a TI és T2 soros áteresztö tranzisztorok disszipációját. Ahhoz, hogy 2 A-es terhelö áramnál a maximális kimenőfeszü l tség 160 V legyen, a nyers feszüllségnek 25 ... 30 V-tal kell nagyobbnak lennie. Amennyiben a 230 V-os hálózati feszü ltség 1O%-ot csökken, a Tr hálózati transzformátor primer tekercsére csak 207 V jut. Ennek aninyában csökken a szekunder feszültség is. Ha a kimenöfeszültség 160 V-ra van állítva, akkor a Graetz-híd pozitiv és negatív pontjai között 173 ... 176 V-ot mérhetünk a terheléstöl fiiggöen. A soros T I es T2 áteresztő tranzisztorokon, valamint a kimenökörben l evő huzalellenállásokon is feszültségesés jön létre. Ha ezeket figyelembe vesszük, akkor érthetö, miért kell ekkora nyersfeszültség. A hálózati transzfonnátor primer es szekunder tekercsei között árnyékolás található. Ez lehel rézfólia vagy egy sor tekercselöh uzal, melynek valamelyik vegét fóldeljük. Erre az árnyékolásra azén van szükség, hogyahálózalon levö impulzus és nagyfrekvenciás zava-

2'" ~ ~

Trans~fofrnálOl

rok ne kerüljenek a szekunder tekercsekre. A számítógépek, nyomtatók kapcsoló üzemű tápegységei megannyi zajforrások. A régebbi gyártású PC tápegységekben a hálózat felé egy dupla pí-szürö volt beépítve a zajszürés miatt. Ma ezt egyszeruen kihagyják, a nyákIapon átkötik. Az "atkosban", ha bánnilyen terméket létrehozott egy vállalat, kötelező volt az MEI-vel és a Posta erre illetékes egységével bevizsgáltatni, hogya berendezés mekkora zajt (zavarfeszültséget) bocsát ki. A rendszerváltozással ezek az intézmények mintha megszüntek volna ... Ma a hálózati feszültsegen eszméletlen nagy zajokat mérhetünk. (Lakóhelyemen, Pestlőrincen a középhullámú adókat leheletlen hallgatni a nagy keresztmoduláció miatt. Megnéztem oszcilloszkópon a hálózati feszültséget. A szinusz alja és teteje vágott, ami arra utal, hogy a nem rég telepített transzformátorállomás ferrorezonanciás üzemben van. Az kétségtelen, hogya 2]0 V kis eltéréssel megvan.)

Összehasonlítá erősítő A T5 és T6 tranzisztorokból álló differenciálerösítö a referenciaszintet hasonlitja össze a kimenet leosztott feszültségével. Működése röviden a következö. Tételezzük fel, hogy a megnövekedett terhelés hatására a tápegység kimeneti kapcsain a feszültség csökken. Ebben az esetben csökken a K.2 és a KJ kapcsolókon keresztül a T6 tranzisztor bázisara jutó feszültség. A zárás felé vitt T6 tranzisztor kollektor-

T~!aram-

""~

és hJdbpcsolMll

szabályoz6

egyenirányIIó

•

érzékIlIO

U

l 0""'.T Vflzérld

.

I ""''''"',

ŰMzehasonllló

T

faszOIlség

1.

V.l.lIo.ztalhaló vi8wIcIIalOk\

."'"'

"'"

I

Ventil410fvezérli:)

l

.i'

I

ábra. A tápegység tömbvázlata

RT ÉK '15

..'"

~

uj

A

m-

,

I

Nol

O

~I

nl

+14 V

Ventilátor

I

2A', lomha

Bi2 :

~

I

'"

:

...LI

g

>0,1

,

f

I

I I

2A", lomha

'l:

Kl

Tr

46

65

84

103

122

141

160V

2X12

n3

V

~ _ _~

K2a

e

~Il

n2

2200u ~

C4

47 u 16 V

CS +

AS

620

.:!L

470

~

w

31<3

RII

I

A~ 1~~ O~!f

rf"

Tg

BC212

17

lak

A15

no

2 x BC182

011

A21 680

II N5406

VQY

010

R20 4k7

P3,.<,220 I

R231R55W

2aDV

+

A

-.>-,

P4 l k

25V L-_T~a~__~_~~~~_~

4u7

_

A17

A. OR225W

A12

~!l ce 470U T6 R221R5 5W T ~lk ~ Kalibrálás

C7

Ny

r-

lk

AS

220

1k

2. ábra. A tápegység kapcsolási rajza

7912 o

D9

1N4002

05 ... 08

A7 10 k

r\....E1

:rt:J 4k7

• O· állftás

100 V

2x 10000 u

4 x 1N4002

+

;:

8

'"

;:

!L.1;!11~ C2 1 8

>-1--4

01...04

4x lN5406

AS

R4

T2

n .T2: 2SC5200 Tl

J! 60

~

I

"

,

,

t-!!

I

I I

I

I

,,, ,,,

'

,, , ,

'' ,'

,, ''

~ v

'"

Ki

:la:

,.

+

T470 k

I

: ,1~IJ~

3

2

1

~~el.nP5 !;t a:

til

~

2

a: .

~

o, ,0'&l1~1 a:,a:

K32x2210W

20x ~ 270, 1°'0

5k4. 1°0

7x

rel I a:ill9

~ (120

a: 100

re~~

~

a:

;:

a:'f!2

1;]

~Q;

;!;!9:,

K2b

~

árama lecsökken, kevesebb áramol sziv el a T3 bázisából. A T6csökkenő árama a közös emittereken keresztül megnö· veli a differenciálerősÍtö másik tagjá· nak, a T5 tranzisztomak az áramát. A T5 tranzisztor megnövekedett koJlek· torárama nagyobb feszültségescI hoz létre az R4 ellenálláson. A T4 tranzisz· lor a nagyobb bázispotenciál miatt nagyobb kimeneti áramol produkál. A T3 emitterkövelö megnövekedett bázisárama a TI és T2 áteresztő- tranziszto­ rok intenzívebb nyitását eredményezi. melynek hatására a kimenőreszühség megnő, az egyensúlyi állapot helyreáll. A tranzisztoros tápegysegeknél az összehasonlílÓ e rősítő hőmersékleu driftje a körerősitéssel nagyjából aranyosan jelenik meg a kimeneti kapcsokon. Abban az esetben, ha az összehasonlitÓ erősítő differenciál kapcsolásban van, a kimeneten az áramkörben használt két tranzisztor driftjének különbségejelenik meg tennészetesen a körcrősités függvényében. Azonos alapanyagú és azonos technológiával gyártott félvezetőket alkalmazva a dif· rereneiálcrősitőben a tápegység hősta­ bilitása jeleIl tősen javul. További javulásI hoz a T5 és T6 tranzisztorok azonos bétára történő válogatása. A T5 tranzisztor bázisa az R3 ellen· álláson es a P l trimmer-potenciométe· ren, valamint az R7 ellenálláson át stabilizált negatív feszültségre van kötve. Ezzel a potenciométcrrcl állithatjuk be "O" feszültséget akimeneten. Vezérlőáramkör

Feladata a soros á te resztő elemek meghajtó áramának a biztosítása. Egyszerűbb tápegységekben a T4 tranzisztorral felépített áramgenerátor helyett egy elleml11ással hozzák létre a T3 bázisáramát. Ennek a megoldásnak komoly hatránya. hogya ,,nyers". stabilizálatlan feszültséggel együtt változik a T3 bazisárama. Astabilitási tényező ebben az esetben a 1'3 és a 1'2, TI Darlingtonkapcsolású soros áteresz tő elem bétájától. valamint a rajta eső feszültség nagyságátÓl mgg. Lényegében 100·as stabilitási tényezőnél nagyobbat egyszerű eszkö· zökkel nem lehet elérni. A megfelelő áramköri megoldás: áramgenerátorral biztositani a soros áteresztö elemek bá· zisáramát. Ennek előnyei a következők. A T 4 tranzisztor olyan meghajtó áramot tud biztositani az áteresztö tranzisztorok részére, ami a nyers feszühsegtől

76

1N4002

."

Y

Bo

I A;,1 "

7805 I

A52 1O~

o

I

' NTK

,. NTK

~

ONO

2~kL j. 10~

O12

L."

• C"

63Y

'50k~

D"

• M

""

25Y

Tn

BC182

ZY7,5

3. ábra . A ventllátorvezérJó kapcsolási rajza messzemenően fiiggcllen. Ezzel a módszerrel 1000 ... 10 OOO-cs stabilitási lényezőt is elérhetünk. További előny a tápegység belső ellenállásának csökkenése. mcly abból adódik. hogya T6 feszültségerősítese a T4 áramgenerator miatt nagyobb. A tápegység kapcsolást jobban megnézve láthatjuk, hogy a T4 áramgenerátor bázisáramát a T5 differenc iálerősítő hozza létre. Ezzel az úgynevezett előszabályozott áramgenerátorral további javulást érhelÜnk el.

Soros szabáfyozó áramkör

A T3 tranzisztorral meghajtott T I es T2 áteresztő elem feladata a tápegység kimenő áramának bizlosítása. A n, T2 és a T3 tranzisztor Darlington-kapcso· lásban üzemel, a megfelelő áramerősí­ tés létrehozása miatt. A tápegység maximális kimeneti árama 2 A, a legnagyobb ki menőfe­ szültseg 160 V. Ebben az esetben a nyers feszü ltség 182 ... 190 V között le· het a TI es T2 kollektorán. Amennyi· ben ebben a beállításban kerül a kimenet zárlatba, a soros áteresztő elemeken óriási áram alakul ki. Bármi lyen védel· mct alkalmazunk a T I és T2 áteresztő tranzisztorok tönkre mennek, átümek. Ezt kivédendő, a megoldás a következő. A TI es T2 tranzisztorok kollektorárama a lehető legnagyobb legyen és többféle védelem együttes alkalmazása. Jelen esetben a IÚláram-érzékelö áramkör nulla feszültsége rántja le a kimenetet. Nem túl elegáns, de hatásos véde· lern a kimenti ágba egy kisertekü, nagyte ljesítményű huzalellenállást kötni. Ez valamennyire növeli a tápegység belső ellenállását, viszont biztos védelmet nyújt, mivel korlátozza a zárlati áramot.

Ennél a tápegységnél a fOld (nulla) ágba építettem be egy túláram-érzékelőt.

Túláram·erzekelö

Az áramkör a T7- TIO tranzisztorokból áll. A túláram elleni vedelem a soros áteresztő tranzisztor kollektor·, vagy emitteráramának tigyelésével műkö· dik. Ennél a tápegységnél egyszerűbb megoldás volt, ha a "O" ágban folyó áramot merjük. Eredetileg tirisztort szántam erzékelőnek. A mérések soran alkalmatlannak bizonyult. A legkisebb hálózati zajra bebillent, lekapcsolt. Próbáltam az ismert megoldásokkal bUlitani, lassítani eredménytelenül. Igy jött létre ez az áramkör. Müködése a következő: A kimeneti áram átfolyik a párhuzamosan kapcsolt R22, R23 és P3 poten· dometeren. Akimenőáram ftiggvenye· ben feszültségesés jön IéIre ezeknek az ellenállásoknak a sarkain. Amikor cn· nek nagysaga eléri az 1.2 V-ot (ez a T7 és a TS VEB feszültsége), a tranzisztorok kinyitnak. A T7 az R 17 ellenálláson át bekapcsolja a T9 és T I tranzisztorokat. A T9 az R 16 ellenállason nyitva tartja a T7 tranzisztort. A T8 tranzisztoro n átfolyó áram kigyújtja a DiO jelü túláramjelzö LED-et. A T7 és T9 tranzisztorok lényegeben egy komplementer bistabil multivibrátort alkotnak. A tuláram, zárlat megszűnte után az "Ny" nyomógomb zárásával visszabillenthetö a komplementer bistabil multivibnitor. A T9 mint cminerkövető hajtja a no Iran· zisztort. Amikor ez bekapcsol, negativ feszültsegre huzza a T5 differenciál· erősítö bázisát. A T5 lezár, kollektor· árama megszünik, vele együtt a T4 áramgenerálor bázispOlenciálja is. Az áramgenerátor is lezár és vele együtt a

°

RT ÉK '15

, J

-

Arretáló egy görg6vel

6. ábra. A tápegység nyomtatási rajza, M=l:l,66! 4. ábra. A K2 kapcsoló szerelése

T3 és a TI, 1'2 soros ateresztő tranzisztorok is. A kimenő feszültség O V lesz.

VentilátoNezerló A legnagyobb. 2 A-es kimenőáramnál a TI és T2 áteresztő Iranzisztorokon 28, .. 33 W leljesilmény alakul ál hőve. Amennyiben a terhelő áram 0,5 A, akkor esak 8,5 W a tranzisztorok disszipációja. A TI és T2 ltanzisztorokat tehát hüteni kell. Apassziv (csak hűtőborda) nemjárható úl a nagy felület miatt. Az ajánlott megoldás az aktiv ventiláloros hűtés. Ezt úgy oldottam meg, hogya ventilátorok fordulatszáma változik. Kis áramnál alacsonyabb, míg nagyobb áramnál nagyobb fordulatszámon járnak. Működése röviden a következő:

11111

1\

JI

l,

l ~.

Kl

F--I

"~ rt""

Arretáló két górgövel

5. ábra. A K3 kapcsoló szerelése

RT ÉK '15

A ventilatorok üzemi feszültségét a 7805-stabilizátor IC adja (3. ábra). Amikor ennek talp (közös) pontja testen van, akkor a kimenő feszühsege 5 V. Amennyivel emeljük a talp feszültséget, annyival emelkedik a7 IC kimenő feszültsége is. A talppont es a test között található a T II-cs tranzisztor, a bazisában egy hőfLiggő osztóval. A felső reszben a P6 tri mm er-potenciométer es az R52 cllemillás, az alsó tagban a Th I és Th2 termisztor. Alaphelyzetben a TI I nyitva van. Ekkor a 7805 stabi lizátor kimeneti feszültsége 5 V + UCÚIoL , azaz kb. 5,4 V. Ahogy emelkedi k a hőm érsékle t, úgy csökken a tennisztorok ellená llasa. A T 11 tranzisztor bázisárama csökken, kollektorfeszüllsége emelkedik. Az 5 V-O~ ~tabili.látor kimenő feszült.sége is ennyivel nő. A ventilátor fordulatszáma növekszik, n hütés intenzívebb lesz. A Dl3 jelű zcnerdióda a kimenöfeszültseget hntároljn 12,5 V-nál. A ventilátorvezérJö külön panelen megépítve.

Segédfeszültseg forrás A Tr középleágazású n3-as tekercsének feszültsége a D5 ... DK dlódákra kerül. A középleágazáshoz képest pozitív és negatív feszültséget kapunk. A pozitiv feszültség simitását a C4 elektrolitkondenzátor végzi. Ez adja a vcnlihitorvezerlő tápfeszültségét. A negatív feszültséget a C3 elektrolitkondenzátor sim ítja. A létrejövő egyenfeszültséget a 7912 jelű IC stabilizálja. A stabilizátor védelmet szolgálja a 09 pozieiószámú dióda. Ez a stabi-

lizál! negatív egyenfeszültség a tápegység referencia feszültségforrása. valamint erről müködik a tú l áram-érLekclő Az összes áramfelvétel csekély, így

a 7912 integrált áramkört

hŰlőfelület

nélkül szereljük.

Változtatható visszacsatoló lánc Az előlapon elhelyezett Kl és KJ kapcsolókkal állíthatjuk be a tápegység kimenöfeszültségét. Kapcsolónak kis átmeneti ellenállású. ipari minőségű, megbizható tipust használjunk. Például az (egykori) Kontakla gyártmányú KTI 121 tipus!. Más jelöléssel, de azonos szolgáltatással gyanott kapcsolót a Siemens. a volt NDK-s RFT, valamint a Csehszlovák Tesla cég is. Ezekben müszenninőségű, ipari ezüst szegmenscket használtak. A kapcsolók szerelést a 4. és az 5. ábra mutatja be. A visszacsatoló láncban levő ellenállások pontosságától ftigg a kimenti egyenfeszültség értéke. Az osztóba 11.:hetőleg I %-os fémréteg ellenállásokat építsünk be!

Megépítés A munkát a 6. és ,_ ábra szerinti nyomtatott áramköri lapok elkeszítésével kezdjük. Azokat a kontúrokai, melyek majd nagyobb áramot vezetnek, forrasztóónnal "felrakva" növeljűk meg a keresztmetszetüket. A T I és 1'2 tranzisztorok hGtöfclülete kb. 450 ... 500 cm2. A tranzisztorok Toshiba gyártmányúak, típusuk 2SC5200, lényegesebb adataik a következők:

77

A hál6zati rranszfonnátor tekintélyes merem. A közel 400 W-os transzforma tort elkészíthetjük EI vagy a lényegesen kisebb tekercselt, hiperszil szalagmagra. A lemezelt transzformátor adatai az 1. táblázatban, II hipcrszilre tekercselt adatai a 2. táblázatban található. Az ilyen nagymeretű vasmagokat szinte lehetetlen beszerezni. Lényegesen könnyebb közepes mcrefÜ vasmagot felhajtani. Lemezelt transzformátor esetén 2 db EI I 30-as. míg hiperszil szalagmagnál 2 db SM lOVa

I •

,

D

D

I

I

I

7. ábra. A ventilátorvezérló fólia rajza

Kollektor-bázis feszültség (UC80): .230 V Kollektor-emitter feszültség (UCEO): .230 V Emitter-bázis . 5V feszültseg (UEBO): 15 A Kollektornram (IC): . 1,5 A Bázisáram (IB): .. Kollektor .150W disszipáci6 (Pc): A hőátadás javÍlasa cetjából a T I, T2 es T3 tranzisztorok es a hütöfelülel közé szilikonpasztát kenjünk fcl. vékonyan. A Th I és a Th2 termisztorokat a T I es T2 mcllett, zsákfuratokban helyezzük el. A furatokba nyomjunk szilikon zsírt (fel) vagy szilikonpasztát. A gyöngy fonnájú tennisZlorok Siemens gyártmányúak. A hűtőfelület nagyságától fUggöe n egy vagy kél 80x80 mm-es keretes ventilátort alkalmazunk. Ezeket úgy szereljük fel, hogy a levegőt a TI - T3 tranzisztorokra fújják. A K2 és K3 kapcsolók jól arettál6, biztos érintkezesűek legyenek. A tápegység belső beépített áram- es feszültségmé rője Deprez- (forgótekercses) műszer, érzékenysége 100 .. .300 !-lA. Ezeket a P4 és PS beállító elemckkcl kalibrálhatjuk. A tápcgységben levő Re-elemek szabványos értékűek. Terhelhetőségük. üzemi feszüllségük a kapcsolási rajzon megtalálhat6k. Az cllenállások 0,5 w. .. ... 0,6 W terhelhetőségűek. Az elektrolitkondenzátoroknál amennyiben az előirt üzemi feszültségü nem kapható, akkor a sorban következő nagyobb feszültségű típust alkalmazzuk. A nagy teljesítményü huzalellenállások lábkiosztása kétféle, a gyártó cégtől fuggő­ cn. A 8. ábrán, a Úlpegység alkatrész-beültetési rajzán látható R50 és R51 ellenállások mindkét labkioszÚlSú egyede beépithetö. A ventilátor vezérlö alkatrcszeinek beültetését a 9. ábra mutatja.

78

II i <

~

"" ~

..

c ;

~

"

w

;

••

"

••

f i. +

"o

••

•


~

""

~

"" ,

..

~

•

fi

o

f

"

>

•

•

8. ábra. A tápegység beültetési rajza. (Az A-pontok között huzalátkötés!)

RTÉK '15

t táblázat. Tr lemezelt vason 160 V

Tr/b Tekercs Primer

Tekercs lele

" 02

Szekunder

03

Menetszám

Huzal

358

01 mmMz

Szekunder hluiiltstg

44

27V

75

106

46V 65V

'38

84V

01,2mmMz

'68

103 V

200

122 V

230

141 V

262

'6
40 (leágazás: 20)

Megjegyzés

Kl

Soronként 0,06 mm-es transnorm.1torpaplr szgete~s. tekecsen három réteg 0,1 mm-es pres~nSlÍgeletés, majd egy sor 00,16 mm-es tekercselOhuzaI. egyoldalt kivezetve (árnyékolás). Ujabb két sor 0.1 mm-es prespánsngetetés. Al n2 SQf31 között 0,1 Smm-es prespánszigetelés.

""

Vasmag: EII50. pakeltvas!a9sá9 64 mm. A=30cm

141 V

f

02

01

l22V

,

>

~-'L

103V

t~

t03" V o

' : lomha

í'

00,6 mm Mz

"V

Tr/a

Tekercs Primer

TekIfu

Jol.

"

H""

Menetsdm

440

27V 46V

54

92

65V 84V

130 02 Szekunder

03

65V

Szekunder leuiitls4ig

Megjegyzh

01 mmMz

'68

01,2 mmMz

206

103 V

244

122 V

282

141 V

320

'6
48 (leágazás: 24)

84V

--,

2_táblázat. Tr hiperszil vasra

-

02

Soronként 0,06 mm-es transzlormátorpapir szigetelés. Az nl tekercsen tlárom réteg 0,1 mmes prespánszigetelés, maid egy sor 00,16 mm·es tekercseltlhu zal, egy.oIdan kivezetve (ámyékollis). Ujabb két sor 0, 1 mm-es prespánszigetelés. Az n2 sorai közöt! 0.15 mm-es prespánszigetelés. Vasmag: SEI3Q/b, hiperszi! szalagmag

01

46 V

"V ~

O

i

10. ábra. A kéttranszformátoros kap-

csolás

25

00,6 mm Mz

I

vasmagra elkészithctö a hálózati transzformátor. Ezt a lehetóséget a 10. ábrán láthatjuk. Ezeknek a kisebb transzformátoTOknak az adatait a 3. és 4. táblázatok tartalmazzák. A transzformátorokat ál. 14 V

~

o

A52

06

NTK

landó üzemre szamoltam ki, ennek eredménye, hogy több órás működés után scm melegednek fel. A nagyobb vasmagkeresztmelszet, a vastagabb tekercselóhuzal, az alacsony gerjesztés a feltétele ennek az üzemmódnak.

?. J f. "» ~ D'~

c.l.. , i:'I.

~'?

r:--fL

•

Tll

~

I

'"

; I

7805

o

, =Et elO

NTK

9. ábra. A ventllátorvezérl6 alkatrész-beultetési rajza RT ÉK '15

-F

'" .,

--

$

'" Anyag: 1,5 mm-6S AI. lemez 11. ábra. A 7805 IC hüt6felülete

79

3.a táblázat. Trta lemezelt vasú trafóval kivItelezve (Id. 10. ábra)

Tekercs

Primer

Szekunder

Tekercs jele

Menetszim

Huzal

nl

546

0O,72mmMz

I,szült.ég

67

27V

114

40V 01.2mmMz

"

Smullder

161

~

65V 84V

'09

....

_.

Soronként 0.06 mm·es transz· lormátorpapir szigetelés. Al. nl tekercsen három réteg 0,1 mm·es prespánszigetelés, majd egy sor Co, 16 mm·1IS tekercse· 16huzal, egy 91dalt kivezetve (ár· nyékol~s). Ujabb két sor 0,1 mm·es prespán szigetelés. Az n2 soraI kozon 0,15 mm·es prespán szigetelés. Vasmag: EllJO. pakenvastayság: 51 mm, A=o20cm

3.b táblázat. Tr/b lemezelt vasú trafóval kivitelezve (Id. 10. ábra)

Te'eres

Pnmer

Tetefcs

1-'

Menetuim

Huzal

"

546

00,72 mm Mz 10J V

47

122 V

93 SzekunDer

Szekllllder l8Im/ts*".

01,2 mmMz

"

140

141 V

188

160 V

60 (Idgazás: JO) 00,6 mm Ml

,3

MegJeIlYJÍS Soronként O,OS mm·es transz· lormátorpaplr szigetelés. Az nl tekercsen három réteg 0,1 mm·es prespán szigetelés, majd egy sor 00, 16 mm·es tekercse· 16hllzal, egy 91dalt kivezetve (ár· nyékOlás). Ujabb két sor 0,1 mm-es prespán szigetelés. Az n2 sorai közan 0.15 mm·es prespánszigetelés. Al. n3 és n2 tekercsek között D, l mm-es prespánszigetelés. Vasmag ElIJO, pakenvasta~ság: 51 mm, A",,20cm

4.a táblázat. Trfa hiperszil vasas trafóval kivitelezve (Id . 10. ábra)

Tekercs

Primer

I-

Tebret joie

Menetlzim

Huzll

"

600

00.65 mm Ml

I

27V

74

46V

126 Szekunder

"

01 mmMz

178

65V

231

84V

A hálózati transzformátor elkészítésénél ügyeljünk az erősáramú előírások betartására. Különös gonddaljárjunk el a primer és a szekunder tekercsek közötti szigetelés elkészitésénél. A sze-

80

Szekullder ..SZÜItl6\!

-"..

Soronként 0,06 mm-es transz· lormátor papirszilletelés. Al. nl tekercsen három rétell 0,1 mm·es prespánsz\getelés. majd egy sor 00, 16 mm·es tekercse· 16huzal egy 91datt kivezetve (ár· nyékotáS). Ujabb két sor 0,1 mm-es prespáflsz\getelés. Al. n2 sorai közön 0,15 mm-es prespán szigetelés. Vasmag: SM102la, hipers.zil szalagmag

kunder tekercs vastag huzalból készül. hibás szigetelésnél könnyen a primer tekercsbe csúszhat. A transzformátorpapírt szelesebbre vágjuk. oldalanként 1,5 ... 2 mm-rel. Ezt kb. 2 mm-es távol-

11:~:lr Lwega ifáJlya

II e

II

ill~

I(~h I ~ T3 @

II

.

On..

V.

@

II

12. ábra. A Tl, T2 és T3 tranzisztor ventilátoros hútése

saggal bevagdossuk. Ezek felhajlanak a cséve oldalához. megakadalyozva a tekercsek egymásba csuszását. (Akinek gondot okoz a hálózati transzformátor elkészítése. keressen meg!) A vcntilátorvezérlő szabályozó eleme, a 7805 integrált áramkör, a 11 . á brá n hitható hütőelemre van szerelve. A 80x80 mm-es keretes ventilátor áram felvétele 120 ...260 mA, a típust61 fúggően. A ventilátor szerelését a 12. ábr a vonalas rajza szemlélteti. (A 80x80 mm-es ventilátorok a PC-tápcgységckben fordulnak elő. Egyszeru sikló csapágyazásúak. A folyamatos üzemnél ez megy tönkre, ilyenkor a motor lassabban forog vagy beszorul. Ez a hiba iöbb szaz 6ra üzemidő után jelentkezik. Gyártanak golyós csapágyazású ventilátoTOkat is. Ezeknek az élettartama, dc az ára is, többszöröse, mint a "fapados" társaiké.) A műszer előlapjának vonalas rajza a J3. á brán látható. A tápegységet fémdobozba építsük be. A tranzisztorok bekötési rajzát a 14. á bra mutatja.

Bemérés A megépített, összekábelezett tápegység élesztése a következő sorrendben történik. Hálózati feszültséget kötünk a tápegység bemenetére, egy 150 W1230 V-os izzón keresztül. Zaljuk a K I kapcsolót. A soros izzólámpa egy pillanatra felvillan (tö ltődik a Cl és a C2 elektrolit kondenzátor), majd elalszik. Az NG jelű glimmlámpa begyújt. Kiiktatjuk a soros izzólámpát, amennyiben nem világít. A 01. .. 04 Gractz-híd vál-

RT ÉK '15

4.b táblázat. Trj b hlperszil vasas tratóval kivitelezve (Id. 10. ábra)

-- -

...

T"'",

_r

T-.a

......."

H....

600

nl

00,65 nvn Mz

1-

I03V

283

122V

335

n2

01 mmMz 141 V

388

S",," . . .

160V

440

r-

I66

n3

(Idgms: 33)

"8' + ,"Xl 60

20 .....

_

I

0-

A Kl kapcsoló Oállásban van. A K3 kapcsolóval voltonkénti lépéssel mérünk a kimeneti kapcsokon. A kimenő­ feszültség pontossága az osztó ban levő ellenállások értékétöl Higg. Nagyobb eltérés esetén hideg (kikapcsolt) állapotban ellenörizzük az ellenállások értékeit. Ezt a mérést elvcgezziik a Kl kapcsoló 0 ... 140 V-os állásaiban is. A kimeneten 160 Y-ot állitunk be a K2 és K3 kapcsolókkal. A PS potenciométerrel beállíljuk eZI az értéket a tápegység feszültségmérö müszcrének skálájim. A maximális kimenöáram beállítása. A K2 és K3 kapcsolókkal 30 V reszültséget állítunk be. A kimenetre hiteles áramméröveI soros müterheJést kapcsolunk. A hunlellenállásokból összerakott blokk értéke 15 ohm, terhelhetösége 60 ... 80 w. Ezt csak több ellenállással tudjuk létrehozni. íme egy példa: párhuzamosan kapcsolunk 6 db lOOotun/22 W-os cs 1 db 150ohmfl0

120

-1<&0

OVERLOAD

OD"

~@@

+ "-'8'

Bi2

RESET

©NY

._

~:.

«?C:Q:

l

'"

o

.:-

"

111 19

"

Soronként 0,06 mm-es transzformlitorpap/r szigetelés. Az. nl tekercsen három réteg 0.1 mm·es prespánSligetelés, maid egy SOf 00, 16 nvn-es tekercse· l6huul, egy ~dalt kivezetVe (irnyékollis). Ujabb két sor 0.1 mm-es prespánSligetelés. Az. n2 sorai között 0,15 mm-es prespanSll\letelts.

WTI] WTI] © © +

13. ábra. A 0...160 V/2 A-es félvezeteSs tápegység el61apja

RT ÉK '15

El6lnéz81 EG B

= @J o

BCE G B

.....lnézet!

E

BC162. BC212

14. ábra. Tranzlsztorbekötések

"

IG!

MQea,m

Vasmag: SMI02/a, hiperszil szalagmag.

00,6 mm Mz

tóáramÍl sarkán feszültséget mérunk, a K2 kapcsoló 1... 8 állásaiban. Mmimális eltéréssel kapcsolási mjzon (2. ábra) levő feszültségét kell mérnünk. A mérést a multiméter AC állásában vagy analóg mutatós műszerrel merjük, melynek belső ellenállása 3 kohmIVnál nagyobb. A Kl és K3 kapcsolókat helyezzük "O" állásba. Ellenőrizzük a segéd tápfeszültségeket. A ventilátor tápfeszültség névleges énéke 14 V. A 7912 stabilizátor kimenetén a mérendő fe...zültség - 12 V, a földhöz képest. Egyenfeszültségel mérünk a tápegység k.imenetén. A Kl és KJ kapcsolók Oállásban vannak. A O kimenöfeszültséget a PI jelü potenciomctcrTcl állítjuk be. A Kl és K3 kapcsolókat 140, illetve 20 V-os állásba helyezzük. A P2 potenciométerTel beáll itjuk a 160 V-ot. EIlenörizzük a O feszü ltséget, ha szükséges komgálunk ft P I poteneiométcrrel.

2SC""

W-os huzalellenállást. Ezek eredő értéke 15 ohm. A KJ kapcsolóval bcállílJuk a 2 A-es értéket. A tápegység beépített áramméTÖjén a P4 potenciométerrel beállitjuk ezt az értéket. A P3 potenciométerrel beállitjuk a 2 A-es leoldási szintel Ekkor a kimenöfeszültség nullára esik vissza, az Overload (DIO-es) LED kigyullad. Vegyük le a múterhelést a kimeneti kapcsokról. Nyomjuk meg a Reset (Ny jelű) nyomógombot. A LED elaszik, a kimenőfeszültség a beállíton értékre áll vissza. A ventilátor szabályozó beállítása.: A kimenetre a motorral párhuzamosan egyenfeszültség-méfÖt kapcsolunk. Normál szoba hőmérsékleten 5,5 V·ot állitunk be a P6 trimmer-potenciométerrel. Melegítjük hajszárítóval vagy forraszt6pákával a Th l és Th2 lennisztOTOkat. A kimeneti feszültségnek emelkednie kell, egészen 12 ... 13 V-ig. Ezzel egyetemben a ventilátor rordulat· száma is emelkedik. A tennisztorok melegítését abba hagyva, visszaáll a beállított 5,5 V, és az alacsony ventilátor fordulatsí'..ám. A doboz kialakítsa olyan legyen, hogy a ventilátor által mozgalo" levegő szabadon áramolhasson! A tápegység használata: Beállítjuk a kívánt kimenő feszültséget. Rákapcsoljuk a terhelést. A terhelő ámmtól ruggöen fcszűltségesés jön létre a párhuzamosan kapcsolt RSO és RSI huzalellenállások sarkain. A terhelésre jutó feszültséget a beépített vollmérö mutatja. Ha szükséges kurrigálunk a KJ kapcsolóvaL Sikeres utánépítést kívánok! Aki az építésnél elakad (rranszfonnátor, egyéb alkatrészek) keressen meg, ha tudok, segítek.

81

Elektroncsöves torzító és dinamikaexpander gitárhoz Plachtovics György okI. müszeripari technikus, plachtovics.gyorgy@gmail .com

A gitárzene gyakran alkalmazntt segédeszköze a torzító. A girár hangja Jelharmonikusokban gazdag. A torzitó

ezt o felharmonikm tartalmat növeli meg. A jól műkődő, szép hangzasú lorzitók a tlÍlvezérelt erósítok. diódós

va-

gófokoz%kka/ kiegészítve. Ezeknél a torzítás mértéke állítható, nagyobb ompU/Mánál erosebben vág az áramkör, ajef csökkenéséve/ egyrejobban az eredeti hang domiruil.

•

Az elmúlt években több cikkem is megjelent ebben a témakörben. Az ismertetésre kerülő áramkör újdonságol is lartalmaz. A legtöbb lorzltÓ hibája, hogy a bemenő jeltől független a kimenő jel. Ez abból adódik, hogya négyszögesítésre általaban szilíciumdiódákat alkalmazunk. Ezek 600 mY-ra hatarolják gitár hangszedő jelet. A gitár hangszedő jele kis hangcr6nél nem szenved vágást, nagy hangerönél viszont négyszög hullámfonnájú. Az újdonság egy dinamikaexpander beépítése. Alomencten mC&Jelenö négyszögje\ amplitúdója egy bizonyos

határig arányo~ a gitárh ang~zcdöröl kapott jel amplitúdójávaL Az expander egy kapcsolóval ki- és bekapcsol ható. Az áramkört kipróbálta egy szombathelyen élő barátom. Szerencsére a gitár játekon kivül némi aramköri gyakorlattal is rendelkezik. A hangzást újszerűnek, szokallan nak nevezte. Egy trimmer-potenciométer állásától fUgg az expander működése. Ennek beálJitasa kritikus, esetleg csak többszöri neki futásra sikerül. Szerencsésebb helyzetben vannak azok, akik néhány alapvető műszerrel rendelkeznek. Ezek a következők: AC hangfrekvenciás csővolt­ mérő, oszci lloszkóp, hanggenerátor, multiméter. Az ismertetést a tápegységgel kezdjük.

TŰ, de rajta aránylag nagy feszült~ég­ esés jön létre, ami a teljesítmény vesztességet eredményez. Ezért csak kis áramer6sségeknél célszerű alkalmazni. A másik, a hatásosabb az LC-szűrés. Ez lényegét tekintve egy pí-szürő. A két elektrolit kondenzátor között egy vasmagos fojtótekercs van. Az LC-szűrés legnagyobb előnye, hogy rajta teljesítmény veszteség alig van, a szűrőhatás a frekvencia négyzetével arányos, ezért lényegesen jobb hatásfokú. Itt jegyzem meg, hogy hibás méretezés esetén rezonanciábajön a pi-szűrő, a búgó feszültség óriásira n ő. A fojtótekercs Z impedanciája két részből áll, a huzal ellenállásából, valamint az induktívellenál1ásból. Képlettel, kétutas egyenirányítás esetén:

Tápegység Elvi kapcsolási rajza az l. ábrán látható. Első pillantásra talán bonyolultnak tűnik. Elsőd l eges cél az alacsony zümszint (brumm) elérése volt. A tápegységekben két féle szűrést alkalmaznak. Az Re-szűrőt, mely olcsó, egysze-

Z=~R2 +(27txfxL)2 , ahol f = 100 Hz. Az egyenfeszültséggel szemben csak a fojtótekercs rézhuzalának ellenállása lép fel. A brumm, avaltóáramú összete-

MPSA92

R.~~n

ZPD5,'

oe O.3A

o E3

~K1

TO

'

4 x lN4007

}

o, '"

'",oo~ "*

Sil

c, •

<>-:L

O.3A

° EJ ."

R' 220k

j ...

D9 012

""v~ "*

•

,

C.

4700 u

25V

-L

rv \.!:'

C,

'"", ov

lN4002

4 x lN4002

"'

R3330

•

R7

T2

MPSA42

R.

330 •

O.

''0' ,,,v

NG'

" R'

BA1S9

lk

f-(

2M2

•

MJE340

"Ok n MPSA42

"

07

~~

p2

33.

f

R. .C<

'"

." '"

ZY100

o

350 V

O"

7805 GNO O" O"

~

PR6

O.

ZY100

"Ok ,,,V "" "

•

6.3 Voc;

C. • ",

p3

'"v "

v,.

v2

fűtés

2 x1 N4002

t ábra. A tápegység kapcsolásl rajza 82

RTÉK'15

BF2458

VI 6N2P

v2 6N2P +220 V

RIO 150k

K2A I

2

.110V

Ci 47111250 V

Ic--....,r-II-"

==lC7 r:~A· 4700 - ~

80

•

~ 2 Ri

RHI lOOk

22O~,1 r • ca

Ic--il- , :"(8" ~ ':;:

L,...R~'='='}-7~k....,~''+' r \.---

ISk

...

éi _ -

Cll Iu

R2347k

R29

. A·/:I~'

~~n

2 ______ 7

':.lJ, •~ .

R21

IQ

47k

~1~ *'~.,30

TS............

~_ R17 8 1020

lk

-±'" •.

c75

, ,

+-~C}--'---...;.

~~

018

Ik CIO L 470n r

.,30V+-+....,

2W

.'28 V

~;!~:

___ : P4 . ; 220k V '.00 u RI4 L........; V

CI2 100 o 1250 V

R"

'Ok

R20 'Ok

D27

ft-'

~

R22

PS

1.i!,k

CI4 .;: ....

f

~

'~B 2

~

1-<;;::>4----<;0--1 •§! ....g iT'" ""4k7 ...

,

40

R27 3k8

••

..

~

ca::

" pr

~k

o

2~V L-~D~":L~Da'7é1_~~"~'~R~'~'~"~'~C:D=U==:r-_-~-"-'--<--"-"C---4-0 6x1N4148

ZPD6,8

2. ábra. A torzító-expander kapcsolási rajza

vö ellen hatásos csillapítást nyújt a fojtótekercs induktív ellenállása. Valamint a feszültségesés kicsi, a szürés viszont jó, alm igcn alacsony búgófeszühségben realizálódik. A következó megoldás astabilizélt tápegység. A torzító elektroncsöveinek nem szükséges stabilizált egyenfeszüllség. A kntérium az alacsony brummSZint. A CI elektrolitkondenzátor sarkán kb. 240...250 V pulzáló egyenfeszültség mérhető. A kimenő feszültség 220 V. A többi feszültség a T3 soros áteresztő lranzisztoron esik. Az 1... 2 V-os (20 mA-es terhelésnél) brunlffi tcnnészctcsen eltünik a kimenöfeszühségről.

Régi cikkirója vagyok a "Rádióteehniká"-nak. Általaban ellenszenv fogadja azokat a leírásokat, ahol tekereselni kell. Végül is ez érthetö. Tekercselő huzalt ma néhany helyen lehel csak vásárolni, ott is kilós tételekben, és esak bizonyos huzalátméTÖ felett . Ugyanez a helyzet a transzfonnalor vasmagokkal is. A hiperszil szalagrnag,

-.~

,~

3. ábra. Aszllíciumdiódák vágb a

RTÉK'15

cgy- két Kft.-nél kapható, minimális rcndclhctö tétel 10 db. A ferrit fazékmagoknál még rosszabb a helyzet, ott a minimális mennyiség 50 db. (A róváros határában volt egy bontó telep, ahol selejt elektronikai eszközökböl kitenneit alkatreszeket kilóra megveheltük. Egy eszement intézkedéssel megszüntellék ezt a lehetóseget. így [ámogatjuk az amatórizmust, a felnóvekvó fiatal generáció\... Dohogasom után térjünk vissza a készülékünkhöz.) A tápegység kapcsolási rajza szerint (1. ábra) a hálózati feszü ltség a Bi 1 és Bi2 lomha kioldású üvegesöves biztosítón át jut a K l-es hálózati kibe kapcsolóra. A az bekapcsolást NG I jelű tokozott glimmlámpa jelzi Ebben a műanyag­ buraban az áramkorlátozó ellenállas is helyet foglal a glimmlámpa mellett. A halózati Iranszfonnátor n2 szekunder tekcresének feszültsége a Dl...D4 jelű Graetz-hidra jut. A pulzáló egyenfeszültség simitásál aCI elektroliIkondenzátor végzi. Az R I ellenállás kikapcsolás után 4, ábra . A BF245 nulla feszültség re

süti ki a CI-cs pufferelkót. A tápegység lényegében egy soros, emitteres kimenetű stabilizátor. Az anódfeszültséget késleltetve kapcsoljuk az elektroncsövekre, ezzel jelentösen megnóvelJük azok üzemidejét, élettartama!. A késleltetést a TI tranzisztor vcgzi. A P 1 poteneiométeren és a vele soros R2 el1enál1áson töltődik a C2 elektrolitkondenzátor. Amikor ennek feszültsége eléri a TI UBE és a D7 zener feszültségél, a TI tranzisztor kinyit. A késleltetési idöt a Pl potenciométcrrel szabályozzuk. Amikora TI tranzisztorkinyit az R4 ellenálláson ál áram folyik a T2 bázisába.

FET UGS és ROS karakterisztikája

83

n

o II

Ll l 1

I

-'

II

/l!.J D

~-~\.r

1" ::J

~ I~ J

.Il)

•

5. ábra. A tápegység nyomtatási rajza

A T2 bázispotenciálját a 06 zenerdióda ál1i~a be. A T2 tranzisztorral felépitett áramgenerátor szolgáltatja a T3 bázisáramát. Ennek nagysága az R5 ellenállás értékélő l függ. A kimenő feszültség nagyságát a T4 tranzisztor szabályozza, a b:iziskőrben lévő P2 trimrner-potenciométcITcL A T4 tranzisztor bázisa és kollektora között lévő e3 ún, Miller-kapacitás a nagy hurokerősítés miatt esetlegesen létrejövő gerjedés! akadalyozza meg. A késleltetés után megjelenö tápfeszültséget az NG2 fénye jelzi.

A kívanatosan alacsony zaj miatt a készülék elektroncsöveit egyenfeszültségröl f'ütöm. Az n3 ftitőtekercs Feszültségét a 09 ... 012 diódák egyenirányitják. Az egyenfeszültség simitását a CS elektrolitkondenzátor végzi. Ez a feszültség egy 780S-ös stabilizátor bemenetére kerül. Ennek fóldkivezetését, a sorba kapcsolt, 013 es 014 sziliciumdiódák 1,2 V-ra emelik meg, így a kimenöfeszültseg 6,2._.6,3 V lesz. A lütésből e redő zajt tovább csökkenthetjük, ha a P3 potenciométerrel megkeressük a minimumot.

Torzító és dinamikaexpander A kapcsolási rajzot a 2. ábra mutatja. A gitárhangszedö jele a Jack-csatlakozón át a K2 kétáramkörös kapcsolóra kerül, mely l-es állásban kihagyja a torzítót, a 2-es állásban ajel a C7 csatolókondenzátoron át a VI A triódarész rácsara jut. A torzitóban lévő két darab kettőstrióda orosz gyártmány, típusuk 6H2n, latin betűkkel 6N2P. (A cső nagyon kedvezö áron megvásárolhat6 a HAM-bazárban. - A szerk.) A 6N2P az ECC83-as esővc\ teljesen megegyezik. A különbség annyi, hogy mig az ECCg3 mind 6,3 V, mind \2,6 V-os feszültségre köthetö, addig a 6N2P csak 6,3 V-os rutéssel dolgozik a 4-5. lábai között. A 6N2P lényegesebb adatai: Csöfoglalat:

novál

Fütőfeszültség: Fűtöáram:

6,3 V 340 mA

Anódfeszűltség:

250 V 2,3 mA 100 2,25 mAlV

Anódáram:

"'S,

A trióda a bejövő jelet 30 .. .40-szeresre erősíti (elektronesőtöl

fugg). A VIA •.A" osztályiJ munkapontban üzemel, anódfeszü1tségc gyakorlatilag a tápfeszültség fele. A felerösí tett jel az RI2 és CIO Re-tagon át a 016, 017 di6dákra jut. Ez lényegében a klasszikus Villard áramkör, mely, mint elektroncső

6. ábra. A tápegység alkatrész-beültetési rajza

84

RT ÉK '15

CI

i

•

.\.""--..

-

7. ábra. A torzító-&xpander nyomtatási rajza

feszűltségkétszerezös csúcsegyenirányító müködik. A C II kondenzátor sarkain a pillanatnyi hangfrekvcnciás feszültséggel arányos negativ egyenfeszültség jőn létre, vagyis nagyobb hangerönél a negativ feszültség is nagyobb. Ez a fe:.zültség szabályozza a T5 JFET-tel felépítctt dinamikaexpanden. mely a K3 kapcsolóval aktiválható (Id. késöbb). A felerosített Jel a C9 kondenzátor CS az RJ3 ellenálláson keresztül a P4 potenciométerre JUt. A P4-gyel állítha-

tó, hogya torzítás milyen szintnél kezdödjön (Depth). A potenciométer csüszkájár61 ajel az Rl5 ellenálláson ál a O 18 és 019 antiparelel diódapárra Jut. Ezek a 600 mV feletti feszültségeket vágják. Ezt szemlélteti a 3. á bra. Az iti létrejövö jelet erosíti tovább a VI B triódarész, mely szintén "A" osztályban üzemel. A közel négyszög hullámformájü jel az R 19 pozici6szAmú ellenálláson keresztül a 020, 021 dí6dákra kerül. Ezek továbbí vágást végeznek, igya

keletkezett jel tökéletes négyszögjel fonnájü. Az alapötlctct a Marshall cég JCM-9QO-as elektroncsövei felépített torzítója adta. Ennél vágásra, nt!gy:'LÖgesítésre zener, illetve szilíciumdiódAkat alkalmaztak. Ez az áramkör a "Rádiótechnika" folyóirat 2000/10. szá.mának 486. oldalán látható. (Minimális változtatással az általam Icín áramkön dobta piacra, szett formájában, az Urbán Elektronika Kft. A cikk a "Rádiótechnika" 2005,5. sz
'" f O

Be.

o

v,

o o f Ki.

pr

p,

8. ábra. A torzító-expander beüttetésl rajza. Az R29 és R3D a nyákoldalon forrasztandó!

RT ÉK 'lS

85

22

A dinamikaexpander működése a A D 16 és D 17 di6dákkal felépíte tt feszültsegkétszerezö kapcsolás a bemenő jellel arányos egyenfcszüllscgct állít elő. Az egyutas egyenirányítás pulzáló feszültséget a C II kondenzátor simítja. A kondenzátor kisutese az R29 ellenállás feladata. Ez a negativ szabályozó feszültseg az Rt8 ellenálláson át a T5-ös n-csatornás térvezérlésü tranzisztor (FET) gateelektródájára kerül. A PS az R22 ellenálláson keresztül a D22 jelü Z-diódához kapcsolódik. A dióda 6,8 V-os feszültséget produkál. A dióda elMeszitését az R20 ellenállás látja el. A PS trimmcrrcl állitnlltjuk a TS jFET munkapontiát. A mintapéldányban BF245B típusú FET-et alkalmaztam. A D20 és D2l antiparalel diódapárosról a négyszögjel az R21, TS és R23 alkatrészekből felépíten. elektronikusan vezérelhető T-oszlórajut, men a T5 most, mint egy feszültséggel vezérelt változó ellenállás működik, Amikor a gitárhangszedőről nagyobb amplitúdójú jel jőn, a FET negatív szabályozó gatefeszühsége is megeme1kedik. A T5 nyitása csökken, ezzel együtt az ROS következő.

~"1 #I

o N

I O

N

Anyag: 1,5 mm-es AI. lemez 9. ábra. A T3 tranzisztor hüt6felulele

A KJ kapcsoló l-es állásában a dinamikaexpander áramkőre működik. A 2-es állásban a T-osztóba (R21-R23) a P6 potenciométer tép be. Ez közel olyan csillapítás! prooukal, mint a TS-ös jFET-tcl felépített szabályozó. így a hangerő lényegesen nem változik a KJ kapcsoló állásától ftiggöen. 1. táblázat

17

r-

_ .-

I I I I

o

"'

I I

"' N

Anyag: 1,5 mm-es AI. lemez 10. ábra. A 7805-05 stabilizátor hűtő­ felülete

esatomaellenállása nő , A T-osztó csillapítása kisebb, a hangerő ezért nagyobb lesz. Sajnos, a szabályozás követi ajFET UGS RDS karakterisztikáját, mely közel sem lineáris (ld. 4. ábra). Amikor az expandert a K3 kapcsolóval kikapcsoljuk a T-OSZlÓ közepébe a P6 trimmer-potenciométer lép be. Ezzel állíthatjuk be azt a hangerőt, mely a kimeneten (P7-nél) nem okoz lényeges szilltváltozást A V2A trióda anódjához galvanikusan kapcsolódik a V2B trióda rácsa. Ez a fokozat két ellencsafolást is tanalmaz, így igen stabil. A kimenetröl a bemenetre az R2S2 ellenálláson ál negatív feszültség-vi sszaesatolást valósítunk meg. A V2A trióda R27 jelű, elk6val nem hidegített, kat6dellenállásánjelelltős áram visszacsatolás jön létre. A kapcsolási rajzon megadon anódfeszültseg azonnal beáll. A fokozat erösÍlse alacsony, mindössze 4,5-szeres. A torzító-expander kimenöjelét a V2 második triódája katód follower (katódkövetö) kapcsolásban alacsony kimenő impedancián biztositia. Erre azért van szükség, mert esetenként hosszú árnyékolt kábellel csatlakozunk az erősítőhöz, Az árnyékolt kábel kapacitása jelentős magashang-csökkenést okozhat. A kimenöszint a P7-es potenciométerrel szabályozható.

es

Tekercs

Tekercs lele

MenetSlim

Primer

nl

1530

n2

1400

n3

73

Tekercs

Tekercs lele

Menet·

Primer

nl

1750

n2

1590

n3

84

Szekunder

Huzal

M~jegyzés

Háromsoronként 0,06 mm·es transzformá· 00,22 mm Mz torpapir szigetelés. Az nl tekercsen Mrom sor 0,1 mm·es prespán szigetelés, maid egy sor 0.16 mm·es tekereselOhuzaI, egy· oldalt kivezetve (ámyékoli!sj. Ujabb két sor 0, l mm-es prespán szigetelés. Az n2 te00,1 mm Mz keresnél kétsofOnként 0,06 mm-es transz· lorm~tClfpapir szigetelés. Az n2 és az n3 te· keresek kOzött két sor 0,2 mm·es prespán szükséges. 00,7 mm Mz Vasmag: E16QI300 Keresztmetszet (Aj: 6,6 cm 2

2. táblázat

szám

Szekunder

86

Huzal

Megjegyzis

Háromsoronként 0,06 mm·es transzform~· 00,22 mmMz torpapir sz;getelés, Az nl tekercsen három SOf 0,1 mm·es prespán sZigetelés, majd egy sor 0.16 fTYTl·es tekerese!O huzal, ellY olda~ kivezetve (ámyékOl~S), Ujabb kél sor 0,1 mm·es prespén szigetelés. lu n2 te00,1 mmMz keresnél kétsoronként 0,06 mm·es transz· lormátorpapir szigetelés. Az n2 és n3 tekercsek kOzön két sor 0,2 mm·es prespán szükséges. 00,7 mmMz VasmaII: M65.127 Keresztmetszet (A): 5,4 cm 2

RT EK '15

3. táblázat

I

T_res ,

[=

Primer

Tekeres lele

MItIet· szám

n1

1380

n2

1190

.

Szekunder

n3

I

63

HIIlII

IIttjlllJlÚ

Hárnmsoronként 0,06 mm-es IJimszlonná0 0,22 mm Mz torpaplr szigetelés. Az n1 tekercsen három sor 0,1 mm·es prespán szlgete~s, majd egy sor 0,16 mm·es tekercselOhuzaI, egyoldali kivezetve (ámyékoláS). Ujabb két Az n2 00,1 mm Mz sor 0,1 mm-es prespán szigetelés.mm ... tekercsnél kétsoronként 0,06 tranSZ1ormatorpapl SZigetelés Az n2 és n3 tekefCsek kO.zOtt kél sor 0,2 mm.es prespán srukséges 00.7 mm Mz Vasmag: SM65 HiperSliI szalagmag.

11. ábra. Szabályozási görbe expan-

der állásban

Megépítés, bemérés A munkát az alkatrészek beszerzésével

kezdjuk, azok jelentös része a HAM-bazárban megvásárolható. A tápegység nyomtatási rajzát az 5. ábra, annak beühetési rajzát a 6. ábra tartalmazza. A torzító-expander fólia rajza a 7. ábrán, míg a hozzá tartozó alkntrész-beüJtetési rajz a 8. ábrán látha16, A nyomtatás a VI és a V2 kellös triódáknál kerámia novAI foglalathoz készíilt (Id. HAM-bazár kínálatát). Az ellenállások lábkiosztása a legtöbb helyen olyan, hogy aL egykori, nagyobb REM LX R510 és az egykori szovjet MLT ellenálJások is beépíthetők . Ezek jó ffimöségű fémrétegű ellenállások, teljesítményük 0,5 W. A kapcsolási rajzon az ennél nagyobb teljesitményű ellenállások teljesítményét jelöltem. A kondenzátorok üzemi feszültsége szerepel a kapacitásérték mellell. Ennél nagyobb feszültségű példányokat beépíthelÜnk, de a kisebb feszültség tfirésű már problémát okozhat. A konden4. táblázat Ube

U~

jmVj

[mVj

10

300

f::lkHz

20

320

A P5 potenciométer csúszkáján lévő fe· szultéség 2,75 V.

30

380

40

420

50

500

80

620

70

660

100

1000

RT ÉK '15

MllliIIIYriS

A P4 és P7 potenciométer felcsavart állásban.

zátorok dielektrikuma polietilén vagy polikarbonát legyen. A tápegység TI jelű áteresztő tran· zisztomt hüteni kcll. A !>züksl:ges hűtő­ felület rajza a 9. ábran látható. A leljc· sítménytranzisztor és a hűtöfelülct kö' zé szilikonpasztával (Id. HAM ·bazár) bevont csillámlemezt helyezünk. A rögzítő csavart is szigetelő alátéttel kell ellátni! Ezzel a megoldással elkerülhetjük, hogya hútőfelület tápfeszül15égen legyen. Az egyenáramú ffitést egy 7805-ös fix feszültségű stabilizá torral oldottam meg. Az intcgrált áramkör kb 4 ... 5 W-ot disszipál el. A hűtőfelület mjza a 10. ábrán található. A höcsatolás javítása érdekében ill is sziJikonpasztát, esetleg savmentes vazelin! kell alkalmazni. A torzító-expander panclon a V I és a V2 elektroncsövek ffitését két szál, összesodort tömör. szigetelt vezctékkel visszük a esöfoglalatokhoz a nyomtatott áramköri panel fóliás oldalim. A hálózati tmnszfonnátor adati különféle vasmagokra - az I., 2. és J. táblázatban található. Az l. táblázatban az El, a 2-csben az M, míg a 3-asban a hiperszil szalagmagra tekercselt transzfonnátor menetszámai láthatók. Avasmagok gerjesztését alacsonym

vettem a minimális szórás érdekében. Jelenleg tekereselő huzalt és vasmagot igen nehéz vásárolni. Az l. táblazatban l evő EI 66130 vasmag a PLe8S elekt· ronesövel műkődö régi fekete-fchér televíziók képkimenö transzfonn9.tora volt. Az ORION és VIDEOTON televíziókban alkalmaztak. effélélkcl. A transzfonnátorokat az egykori Váci HAGY eég gyártotta. A tápegység bemérésével kezdjük az élesztést. A 220 V-os kimenetre 15 kohmlS ... 6 W-os huzalellenállást kötünk terhejésnek. A 6,3 V-os ffilés kapcsokra 12 VII5 W-os gépkocsi izzót kapcsolunk. Zárjuk a KI kapcsolót: az NG I glimmlámpa begyújt, majd kis idő elteltével az NG2 is. A kimenctcn DC műszerrel (analóg mutatós vagy multi méter) egyenfeszültséget mérünk. A P2 trimmcrpotcnciometerrel 220 V·Ot álHtunk be. A bekapcsolás utáni késleltetési időt a Pl trimmer-potenciométerrel 20 ... 30 másodpercre állítjuk. Figyelem! Egy esetleges tápfeszültség zárlatnál a T3 soros áteresztő tranzisztor átüthet és nem szakadásba, hanem zárlatba mehel. Ilyenkor a kimcnő feszültség azonos a kollektoron és az emitteren mérhető értékkel.

,,

_ _ _ .J

K

:---.._---' Be .

12. ábra. A Jel10gós üzemváltó kapcsolásl rajza

87

A fiilőfeszültség nagysága a kimekapcsokon 6,2 ... 6,3 Va Dl3 és 014 diódák tól ftiggően. Összehuzalozzuk a tápcgységet a torzÍló-expanderre. Zárjuk a tápegység KI -es kapcsolóját. A kapcsolási rajz szerint ellenőrizzük a VI és V2 csövek an6dfeszültségeit. Az eltérés a kapcsolási rajzon megadotl értékhez képest ±lO V lehet. Amennyiben az elektroncsövek anódjain a megadottól eltérő feszültséget mérünk, cseréljünk csövet! Ha ez sem segit, kapcsoljuk ki a berendezést és multimetcrrel merjük meg az anódés katódellenállásokat. A színkódos ellenállásokat rossz világításnál könnyen elnézhetjük. Következő lépés: feszültséget merünk a 022 jelű zenerdióda sarkain. A diódától ftiggöen 6,8 V ±700 mV-ot mérhetünk. A további bemeréshez hanggenerátor, AC csővoltmérő és oszcilloszkóp szükséges. Tennészctesen e nélkül is üzembe helyezhetjük a lor.dtót (empirikus módszerekkel, vagyis füllel állíthatjuk azt be). Egy átlagos gitárhangszedö 50... 100 mV-ot ad le. (Az 1960-as években kezdődö tt a "gitárőrülc t " hazánkban. Az akusztikus gilárokba gitár hangszedöket, pickupokat építettek be. Ezeket a ('óvárosban a Rákóczi úton lehetett megvásárolni, Balogh hangszedönek nevezték gyárt6ja utan. Ebben az időben már építettem rajz birtokában a Selmer és Marshall erősitőkct. Az. eredmény siralmas volt, mert a Balogh-ha n gszedők frekvenciamenete csapnivaló volt, a kimenöfeszültsége meg alacsony. A csehszlovák ,,Jolana" vagy az NDK által gyártott hangszerek háromszor, ötször nagyobb kimenőfeszűltséget adtak, j6 frekvent;Íamt:llt:t mdh::tt.) A K2 kapcsol6t 2-es állásba helyezzük. Abemenetre hanggenerámrt kapcsolunk. Oszcilloszkóppal mérünk a 020 és 02 l sarkain. A P4 potenciométert fe1csavarjuk. A négyszögesités 4 ... 5 mY bemenő jeinél kezdődik. A poteneiometert k'csavarjuk, ekkor 100 mY-nál kezdődik a négyszögesítés. nő

~' 6N2P S

fo\

Alulnézetl B E

C

MPSA92, MPSA42

r-----E~nézell

!

!

D~G! BF245A

G:;)

7805

MJE340

O

O

:

i

I I I Be.l~

EC B

13. ábra. A félvezetők és az elektroncső bekötése

Tennészctesen más értek határ is beállíthat6 az R 13 és R l 4 ellenállások értékeinek módosításával. A dinamikaexpander beállítása

Multiméterrcl feszültsége t mérünk a P5 csúszkáján. Az ajánlott érték +2,75 V. Ennek értéke változhat valamennyire a TS pozici6s7.ámú BF245B j FET-ck szórását6l függően. A K3 kapcsol6t az l-cs (expander) állásba helyezzük. Akimeneten oszcilloszkóppal jel nagyságot mérünk a P7 potenciométer felcsavart állásában. A hanggenerátor jeIét a 4. tábl ázat szerint növeljük, akimenten ajel amplitúdóját oszcilloszk6ppal mérjük. A generátor jeiének növelésevcI növekszik akimenőj e l amplitúdója is. Elmarad a torzítókra jetlemzö vágás, hogy minden jel 600 mY-os amplitúdóval jön ki. A 4. táblázat tájékoztató jellegű. Ha a P5 trimmerrel a T5 sourcefeszültségét más értékre állítjuk, a kaPOIl értékek is mások lesznek. CeJszerű beállítani az általam javasolt énéket, majd ezt hangszerrel kipr6bálni.

Amennyiben nem felel meg változtatunk a P5 álhisán. Írjuk fel a P5 csúszkáján mért feszü1tségértéket, hogya végleges beállítás könnyebb legyen. A mintapéldány szabályozási görbéje expander ,ilIásban l l. á brán látható. Erről leolvasható, hogy az áramkör nagyjából 100 mV bemenő feszültségig hatásos. A legolcsóbb gitáron is van olyan potenciométer, mellyel a hangszedő jele csökkenthetö, így valószinű ­ leg többen is tudják használni, különböző típusú gitárokkal is. A tápegységet, torzítót-expandert fémdobozba célszerű építeni a statikus ámyékolás miatt. Amennyiben mű­ anyago, vagy fadobozba helyeznénk a berendezést, ezt háztartási alumínium fóliával béleljük ki. A fóliát Palmazex ragasztóval rögzíthetjük a dobozhoz. Az árnyékoló felűletet fóldelni kell. A K3 kapcsolót helyettesithetjük egy jó minőségű kétmorzés jelfogóval. Ebben az esetben egy lábkapcsolóval elvégezhetjük a váltás műveletét. A kapcsolás 12. á brá n láthat6. Ezt is célszerü az előbb emlitett fémdobozba beépíteni. A 13. á bra az alkalmazott aktív elemek bekötési rajzát mutatja. Az általam közöl! áramkőrt megépítette Máté Kriszlián baratom. Szerencsémre nemcsak zenész, de némi árnmköri ismerettel is rendelkezik. A dinamikaexpander beállításánál sokat segített. Irodalom: PHILIPS:

Field·effect Transistors 1985

Hllebrand-Heiertig: Térvezértésú tranziszto-

rok analóg és digitális áramkörökben. Muszaki Könyvkiad6, Budapest, 1975 Ferenci ÖdOn: Elektronikai készülékek tápellátása. Muszaki Könyvkiad6, Budapest, 1986

MOTOROLA: Power Semiconduktors 1980 Placntovics György: Elektroncsöves. kétcsatornás, 50 W-is gitárer6sft6 torzítóval Rádi6tecl1nika 2000/ "Kl., 11. szám Scultéti Lász16: Elektroncsöves és tranzisz· lOras áramkörök. Kohó és Gépipari Mnisztérium, Budapest, 1961

Látta már? Még nem? Lapozzon a 223. oldalra!

Megéri! 88

RT EK '15

Kisfeszültségű

elektroncsövek és felhasználásuk

dr. Simonesies László okI. villamosmérnök, [email protected]

Fé/vezetőkhöz szulwtl vilúgunkban a::én nem szeretünk elektroncsö~'t!kkeJ kíserlele::ni, meri azokhoz nagÉeszültség szükséges. Ez meg a mérések során kellemetlen jelellségeket okozhat. A gyarlók mil/deli Időben töreket/· tek arra, hogy alacson)' onódfeszűllsé­

gen m,iködó c!jőveket állitsanak eló. Indokolt \'olr ez a re/cpes készü/ekek idején, mert mindig az onódtelep volt a drága, a hálózati készülékek e/terjedesél'cl a kísérletezo, építő amatőrök kedI'cncei voltak {lZ alacsonyfesziillségli lelepes pentódák, és rövid ideig az QUtórút/icik részére gyártat/ak közvetefl fú/ésü csövekel az akkumulálOrhoz igaziNa a tapfosdiltségigenyt.

Bevezetés A címben jelzcl! témakört kivántam a korabeli szaksajtó scgítségével alaposan körbejárni a kezdeti idöktöl a tranzisztorok elterjed6iéig. A tóriumos wolfram ffitós7ólú eoovck idején (Tungsram MR tipusje lzésű triódák , 1925.) vált általánossá az ún. ketrácsos (tértöltésrácsos) csövek gyártása. Nagy vonzeröt jelentett a katalógusokban

megadou 12 V-os tápfeszültseg, hiszen akkumulátoITÓllehetett a csöveket mű­ ködtetni. A bárium és a báriumoxid katódok idején még egy darabig gyártottak kétrácsos csövckct, ezek kÖ7ül néhány van még a boldog gyüjtök birtokában (Tungsram DG 107 vagy Philips A 141), de a hannincas évek végén a gyárak fe lhagytak ezek gyánásával. 1940-re a csötcchnika annyira feJlooött, hogya tclcpcs pcntódák tápfeszültségét 20 V körüli értékre lehetett leszoritani, igy született - az amatőrök örömére - a DG I 07 csövet kiváltó DPI05 kisfeszültségü pentóda. A háboru után Európában gyártott ..D" sorozatu (nálunk amerikai típusjelzésű) mintatűr telepes csövek már mind működ­ tek alacsonyanódfeszültséggel. Utoljára, közvetlenül a "tranzisztor-korszak" elött, az anódfcszültséget előállitó vibrátor kikiiszöbölésére olkalmaztak közvetett fiitésű csöveket az 3utórádiókban. A kisfcszültségű csövek felhasználásával foglalkozó reszekben néhány érdekes, ma már elfeledett kapcsolásra is felhívjuk a figyelmet. Bánnennyire is szimpatikus oz alacsony tápfeszültség a csöves készülékeknél, gondoljunk arra, hogy nagyobb teljesítményt ezekből a

fokozatokból. ilyen körülmenyek mellen nem kaphatunk.

Kétrácsos (tértöltésrácsos) csövek

TörténeWk Walter Schouky, a berlini Siemens & Halske kutatója mar 1915-ben készített kétféle tetródát. A kétrácsos (mas néven tértöltésrácsos) csőnél a katódhoz közelebbi rácsra adott pozitiv feszültségct, s a második rács volt a vezérlő­ rács. A másik tetródát kesöbb !imyekoltrácsos csönck hívták, ennél a POZI tiv rács a vezérlöráes és az anódlemez között helyezkedik el. miáltal az anódrács kapacitas jelentösen csökken. Ez utóbbi tetróda gyártása és felhasználnsa csak a hús7-3,s évek végén terjedt el. Dr. Ne.sper "Der Radio-Amateur" c. alapmúvenek hntodik, 1925-ös kiadásában, amelyben összefoglalja a kor hiradástechnikájának szinte minden eredmenyét, ismerteti a Telefunken RE26 tipusú, wolfram fútöszálas ketmcsos csövét (UI = 16 V). Ebből a könyvből tudhatjuk meg, hogya Ph ilips DIV jelzésű csöve szinten wolframkatódos volt, és iu található az

I

mA

Phlhps A44t

U f :4 ,OV l, ",O.OBA

> '!'

3

, ~

I.

mA Philips 86 U f =I ,6V If ",O,t5A

IOV .6V

> I "

U.",21 V Ua'" ISV Ua'" 15 V U.", 15 V Ua ,,'ZV U.",9V

,N

I~

4V

-4

1. ábra. Tungsram reklám az ÖRA-ban RT ÉK '15

-2

O

2

4 11v2V

-12 -10 ·8

-5

-4

·2

O

uc

V

2. ibra. Philips duplarie. os csövek karakterisztikAI

89

egyetlen utalás arra. hogy a bécsi KremenezJ..y gyár (az Orion elődj e) által készített wolframszálú trióda a O tfpusjelzést viselte [I ]. Az első magyar Rádiólexikon Kérrácsos lámpák (tetród) címszó alatt már ismerteti a kétrácsos csövek szerkczetét és működéset [2]. A tóriumos wolfram fiitőszálú csövek elterjedésével a korabeli szakirodalom bőségesen fog lalkozott a duplarácsos csövek elméletéveL Sokan forgattak abban az időben nálunk is az .,Österreichischer Radio Amateur" (ÚRA) folyóiratol. Ennek 1926 májusi és júliusi szamában jelent meg összefoglaló cikk a kétrácsos csövek felépíteséről és felhasználásáról [3}. Ugyanebben az évben a .,Magyar Rádió Újság" (MRU) 47. számában Kétrncsos csövek eimen olvashattak az amatőrö k részletes ismertetést a témában [4]. Horváth Lás::ló folyói rata a "Rádió Amatőr" scm akart lemaradni, nem sokkal ez után jelent meg egy hasonló témájú cikk [5}. A gyárak érdemesnek tartották reklámozni ezeket a csöveket. Még I 925-ből való a Tungsram lálVányos reklámja az ÖRA hátlapjár61, Sparlampen: takarékhimpák (tóriumos wolfram katódú), Ooppelgitterrőhren: duplaracsos csövek ( 1. á bra). Érthető ezeknek a csöveknek a népszeTÜsége, mert a hálózati táplálású készülékek megjelenése elött a rádiózás legnagyobb problémája a csövek rutő- és anódáram-ellátásához szükséges akkumulátorok és telepek biztosítása volt. A fűtöáram-fogyasztást a tóriumos wolfram fú tőszálú takarékcsövck, majd a báriumcsövek alkalmazásával sikeTÜlt

leszoritani, de a triódák igényeltek a 90-120 V tápfeszültséget. A húszas évek végétöl a rádiós irodalmat az ámyekolt racsú csövek és a pentódák, valamint az anódpótl6k és a hálózati táplálású készülékek, a közvetett fútesü csövek uralták. A kétrácsos csövekkel foglalkozó cikkek visszaszorultak. Működési

elvük

A kétrácsos csövek müködésének megértéséhez vissza kell utalnunk az elöző évkönyvben közölt cikk Elméleti alapok címü fejezeté re [6]. De a tri6da-karakterisztikák és az ezekből kiolvasható csője ll emzök, valamint a 8arkbausen-fonnula (SRbD = I, ahol S: a meredekség, Rb: a belső ellenállás és o: az áthatás) mellctt néhány megállapítást kell tennünk a csövek geometriájával kapcsolatban. A korabeli ftitöszá lak (még a t6riumos wolfram is) gyenge emissziós képessége miatt a karakterisztika 5 - 10 mA anódáramnál telitésbe ment, és meg kellett elégedni 0,3- 1 mA!V-os meredekséggeL Egy elel({roncsövet annál jobbnak tartottak, minél nagyobb volt az erösitése, a nagyobb jóságot az áthatás csökkentésével és a meredekség növelésével lehetett elérni (J = SID). A meredekséget az izzószál anyagán kivül az elektródák mérete és térbeli elhelyezése szabja meg. Ezeket tetszés szerint nem változtathatták meg, igya meredekséget bizonyos értéken felül nem növeJhették. Az áthatás (az anódfeszültség visszahatása a katódáramra, százalékban) csökkenthető az anódlemez távolságának növelésével, de igy csak nagyobb an6dfe-

1. táblázat. A kétrácsos csövek összefoglaló táblázata

Gy6rtó

Tungsram

Tipus MA5

U,

I,

M

[A)

1,8

0,15

I

u.

l,

M

[mA)

12

1,5

U~

U"

M

M

12

·

S [mAJV)

M...

Jegyz.

0,3

Tónum

Tungsram

MA51

3,5

0,06

12

1,5

12

·

0,3

Tórium

Tungsram

DG107

1,3

0,07

2·20

1

2-20

·

1

Bárium

Tungsram

OG407

4

0,07

2-20

1

2-20

·3

1

Vatea

DGP3

3,5

0,06

4-15

Vatea

OX106

1,3

0,08

2-20

Bárium Tórium

I

.-

2-20

·

1

Bárium

Philips

BV1v. 86 1,6

0,15

1,25

2-10

·

0,3

Philips

A141

1,5

2-20

·3

1

Bárium

Philips

~441

o,oa 2-20 o,oa 2·20

1,5

2·20

·3

1

Bárium

1,3 4

2·10

-

Tórium

Telefunken

AE82

3

0,07

4·12

5

4-12

·

0,45

Tórium

Telelunken

AE074 D 4

o,oa

16

2,4

1.

-1,5

0,8

Bárium

90

szültséggel érhetö el. hogya karakterisztika a rácsfeszültség negatív tartományába essen. Ha a vczérrács és a katód közé egy másik, - ritka tekercselésü - rácsot helyezünk, amelynek pozitiv feszültséget adunk, akkor az izz6szal kÖTÜI elhelyezkedő elektron felhőt, az ún ... tértöltést" maga felé vonzza és nagy sebességet ad az clektronoknak az anód irányában. Az elektronok egy részét (a feszültségtöl mggően) ez a rács elszippantja, így a katódáram megoszlik a tértöltésrács és az anód között [7]. Amennyiben a vezérlőrácsra pozitívabb feszültséget adunk, a tértöhésráes árama - az anódarammal ellentétben csökken, létrejött tehát egy negatív ellenállás, más módon kifejezve: az anódáram és a tértöltés rács árama között I 800 -os fáziskü lönbség van, amit bizonyos kapcsolásokban fel tudunk használni. Itt kell megemlítenünk a tetródlik másik fajtáját, ahol a pozitív feszültségre kapcsolt mcsot - nevezhetjük segédrácsnak vagy árnyékoló rácsnak - , az anód és a vezérlörács közé szerelik. Az áthatás csökken. ezáltal a csö jósága és a belső ellenállás jelentősen nö, de a legfontosabb, hogy az anód-vezérlő­ rács kapacitás három nagyságrenddel kisebb lesz. A nagyfrekvenciás fokozatokat nem kell neutralizálni, mint triódák eseten. Az "árnyékolt rácsll" csöveknél a pozitív rács feszültségét kb. fél-, a végcsöveknél teljes anódfeszül!ségre ál1ították be [8]. Érdekesség, hogyaVatea 1927-ben ki hozott TN406 tipusszámmal egy háromrácsos csövet, amelynél mind a kétféle rácsot alkalmazta: a javasolt tápfeszültség a tértöltésracsra kb. 25 V, a segédrácsra 30 V, az anódfeszültségre 50 V. Az ezzel elért "óriási" meredekség 0,8 mAIV. Adatok, karakterisztikák

Az ismertebb kétracsos csövek adatait az L táblázatban közöljük. A tóriumos fútöszállal bíró csövek meredeksége csak 0,3 mNV, míg a báriumkatódosoké eléne az 1 mAN-ot. Megjegyezzük, hogyaVatea gyár 1928-ban kihozott egy dupla kétrácsos csövet DOU412 típusjelzéssel, amelybe 2 db OOP3 csöével hasonló paraméterii cső volt beépítve. A táblázatb61 látható az egységesen, agyártótól fúggetlenül alacsony tápfeszültség, bár a 2 V-os an6dfeszültség reklámízű. Voltak kapcsolások, amelyeknél a 6 V-os fiitöakkumulátor pozitiv pólusáról tápiaIták

RT ÉK '15

az anódot es a pozitív rácsot, de ennél kisebb Imódfeszülrséget nem volt cél· szerű alkalmazni. Az 1924· ben megje· lent ,.Magyar Rádió Újság" 4. száma is· mertet két, ezzel a kérdéssel foglalkozó "korszakalkotó találmányt" [9]. A gyárak a csőreklámok mellé sok· szor beillesztettek az anódáram·vezérlörács görbéket, még akkor is, ha azok nagy része a pozitív racsfeszültség ta rtományba nyúlt. Érdemes egymás mellett megnézni a két Philips duplaráesos esőnek , a tóriumos 86 és a báriumos A441 vezérlőrács-feszültség - anódáram karakterisztikáit. Szembetünő a kétféle lechnológiából adódó külőnb­ ség, és az utóbbi eljárás előnye (2. á b· r a). Az ábrában UI' a tértöltésrács feszültséget jelenti. Még szemléletescb· ben mutatja az árammegosztást és a negatív ellenálhis tényét aVatea DGP3 karaktcrisztikája, amely az nnódárnm mellctt pirossal a tértöltésrács-áram karaktcrisztikájat is feltünteti a vezérlörács-feszültseg fuggvényében. Úgy tanottam mcltányosnak, hogy melléje tegyük a már kolloid technológiával készült DX106 karakterisztikáját (3. á bra). 2. táblázat Szovjet csövek típusjelzése szám: a fútöfaszOltség kerekítve V·ban pL 1 = 1,2 V fútésú telepes csó 6 = 6,3 V közvetett ft'jtésú csó 2. betíi: a esó szel1 trióda - pentóda U; egyenirányító 3. szám (egy- vagy kétjegyú): azonos típuson belOI fejlettség sorszám 4. betű: bura vagy cs6fej kialakitása (ha nincs, akkor fémburás) C üvegbura li 010 mm A06mm

1.

JI IoKtaI

n miniatúr II körbeforrasztással Megjegyzés: nem következetesen alkalmazott jelzés, később minden huzalos kivitelt li betúvel jelöltek az átmér6től függetlenUt 5. betü kiegészM jelzés: B megbízható. ipari kivitelt jelent.

RT ÉK '15

I g1 , I. mA

mA

"V

"V

.V

.V

U.. U~

VAT EAOOP3 U, = 3.5 v

U.'" 15 V U.= 10 V

IOV l:; V

6V 6V

"V

1, =O.06 A

· 10·8 ·6 · 4 ·2 0 2 46810 U g2

-10·8 ·6 ·4 ·20 24 681 0

U g2

3. ábra. Vatea gyártmányú kétrácsos csövek karakterisztikái Helyettesítő tipusok

Legtöbbünk számára ma már elérhetetlen, hogy kísérleteket végezzünk eredeti ketrncsos csövekkel. Ujabb csöveket kell vizsgálnunk, hogy alkalmasak-e erre a célra. Gyűjtötársunk, Nagy Attila talált egy orosz tclepes vége rősí­ tő pcntódát, amely a Rádiótechnika HAM-bazárjában kapható. ezzel helyettesíthetjük a kétrácsos csöveket. A 4PIL (eredeti ci rill betűkkel: 4n 1J1) típusú nagyáramú telepes végpentóda loktál fejű színüveg cső, a lábkiosztását a 4. ábra mutatja. Fűtöfe­ szültsege az I. és 7. hibak között 4 V, az 1. és 8., 7. és 8. között 2 V. A ftitöárama közel ötszöröse a hagyományos duplarncsos csövekének, ha fé l ffi tőszálat használunk, a ftitőáram 0,3 A. A kétrácsos esők ént való fel használás szempontjából fontos, hogy közvetlen fütésű , a fékezőrácsa külö n ki legyen vezetve és sürű lekercsc\ésü legyen ahhoz, hogy vezérlörácsként elég nagy me redekséggel lehessen használni. A pentódából úgy lesz kétrácsos cső, hogya vezérlőráesot a katóddal kötjük össze. a segédrács lesz a tertöl· tésráes és a fékezőrács lesz a vezerlörács. A .,Rádiótechnika" (RT) olvasói találkozhattak nemreg a DPI05-ös kisfeszü!tségű pentódának ezzel a csővel történő helyettesítesevcI és atalakításával, hogy az Európa fog lalatba közvetlenül be lehessen helyezni [1 0], az Évkönyvben pedig a kétráesos esőként felveti karakterisztika-seregével [ II ]. De ne elégedjünk mcg ezzel az egy helyettesítő típussal, jó lenne talál ni a mi· niatür vagy a szu bminiatűr csövek között megfelelő telepes pentódát!

Sajnos a Tungsram által is gyártott csövek a célnak azért nem felelnek meg, mert a hannadik rácsuk le van kötve a fütöszalhoz. Figyelmünk ezért a (szovjet) orosz drótlábú csövek fele fordul. Már korábban írtam ezekről a csövekről egy cikket [12], most kizárólag abból a szempontból foglalkozunk velük , hogy miként viselkednek kélracsos esőként. A csövek kis méretük miali népszerűek, es a különböző börzeken a legtöbb típus kapható. Emlékeztetőü l megismétcljük a szovjet csövek típusjelzéseil a 2. tá blázatban. Az igazán részletes katalógusok a legtöbb pentódának megadják akarak· terisztikáit trióda kapcsolásban is [ 13]. Sok munkától kíméljük meg magunkat, amennyiben a kiválasztott eső n ek meg tudjuk nézni az anódáram - anódfe-

I DG407

~ A44 1

I I

I I

,

$

~7

1

8

7~4 --

9

,

3

6 1

I I

f--------1 3~~6

1P24B

•

0 4 ~60 030 907 0 2 18 1-3

t

o

Szrnjel :

I I

2P5B

7~

9,-=,-, 3

I

4. ábra. Kétrácsos és helyettesítő csövek lábkiosztása

91

3. táblázat. Ósszehasonlít6 mérések trl6dakapcsolásban

Tipus

DG407

A141

4nUI

1n24B

2nSB

U. = 20V

2.8 mA

5.8 mA

3,4 mA

4,0 mA

3.4 mA

Ua = 15 V

1,6 mA

3,5 mA

2,1 mA

2,6 mA

2.2 mA

Ua = 10 V

O,amA

1,6 mA

1,2 mA

1,5 mA

1.2 mA

5V

0,2 mA

0.3 mA

0.5 mA

0.6 mA

0, 5 mA

Ua =

szültség karakterisztikáját az S. ábra szerinti kapcsolásban, mivel a ketrácsos kopcsolásban il vezcrlörács a ka· t6dhoz van kötve (Ugl = O V), il segedrács és az anód 20-25 V tápfeszültséget kap. Ha tehát az anódáram értéke ebben a beállításban meghaladja a 4--6 mA-t, érdemes a csővel foglalkozni. Ilyen csöveket az említett katalógusban a szubminiatür telepes végerosÍlők (a második karakter cirill P: n ) között találunk ezek az 1n246 (1 P24B) és a 2n56 (2PSB) típusok_ A drótlábú csövek mérése nehézkes, ezért célszerű, ha ellátjuk ezeket il méres idejére ideiglenes csőfe.liel. Én oktál bakelitfejeket láttam el drótkivezetesekkel és ezekhez fOIT3sztottam a drótlábakat. Az említett csövek fejbckőtése azonos, csak az e l őbbi ámyékolással van ellátva. A kivezetések alulról nézve: al ul és felül két negyedkörben és középen vizszintesen három-három. A számozasuk az üvegburán található fekete jelzésnél indul az 6ramutató járásával m egegyezően. A kilencedik a vízszintes sor középső huzalja (4_ ábra). A nem használt kivezetések le vannak vágva, az anód felül van kivezetve. A 3. táblázatban közöljük a trióda-kapcsolásban végzett katódáram-

nek-e a választott drótlábú típusok. Az újabb összehasonlitó mérest úgy végeztem, hogy a Gl -et a fú tőszál magasabb potenciálú végéhez (f+) kötöttem, U. = Ugl = 20 V mellett mértem különböző elöfeszültségek (- Ua) mellett az anódáramot és a tértöltésrács áramát. A mérési eredményeket a 4. táblázat tartalmazza. A táblázatból látható, hogy az 10 24 6 eső egyáltalán nem alkalmas, a 2n 56 is csak akkor, ha megelégszünk 0,5 V/mA mcredekséggel. Ez transzfonnátoros illesztés eseten (nagy áttételü "nídertrafó") használhat6 lehet.

méresek eredményet különböző tápfeszü ltsegek esetében, összehasonlírva az "igazi" kétr:lcSOS csövek (Tungsram DG407, Philips A441) és a már korábban ismertetett orosz telepes végpentóda adataival. A mérések a teljes fútő­ szál izzítása mellett tönéntek, az Ual- O V, a többi elektróda az anóddal összekötvc. A táblázatbóllátható, hogy a helyette sítő típusok mérési eredménye nem tcr eJ lényegesen az eredeti kétrácsos típusokét61, es a szubminiatür csöveké sem a már korábban talált loktál csőétől. Ezután már csak a kétrácsos kapcsolásban vegzett meredekségmerés dönti el, hogy céljainknak megfelel-

A

O

L-

,

i ~ 500

P

Felhasználásuk

Hihetetlen mennyiségü kapcsolási rajz jelent meg 1926 es '30 között kétrácsos csövekkcl az egycsöves Negadyntól az Ultradyn transzponáló készülékek keveröfokozatáig. Még ezután is a szaksajtó Falu rádiója rovataiban, érzékeltetvc, hogy ahol nincs világítási hálóLat, ott a rádió elterjedésének milyen nagy akadálya a na gyfeszül tségű anódtelepek beszerzése. Ezek közül ennek a cikknek a keretében csak néhány tipikus és érdekes

A 44; 1

.

~

-----

'F

"

.U. +U g1

60

",r II,•l

F

-u,.

I

U g1

6. ábra. Egycs6ves hangfrekvenclás er6sító kapcsolása

4 . táblázat. Helyettesító csövek mérése

4n1n

Típus

- U"

-u. Fotés

+

5. ábra. Pent6dák mérése Irlódakapcsolásban

92

M

l. [mA]

1n24E

Ig1 [mA]

t-

l. [mA]

2n5E

Ig1 [mA]

I. [mA]

Ig1 [mA]

O

7,2

5,0

3,2

3,5

1,8

4,2

1

4,6

6,2

3,2

3,5

1,5

4,5

2

2,2

7,4

3 ,2

3 ,5

1,2

4,8

3

1,0

8,0

3 ,2

3 ,5

0,7

5,0

4

0 ,25

8,2

3,2

3 ,5

0,25

5,2

S

2,5 [mA!V]

O [mA!V]

0,5 [mA!V] RT ÉK '15

l ábra. Az egycsöves készülék felépítése

alkalmazást ismertetünk az irodalom alapján. Mindegyiket természetesen nem tudtam megépíteni és bemérni, de

remélhetőleg később néhány építési leírással találkozik az olvasó a .. Rádiótechnika" hasábjaín.

Egycsöves kapcsolásokkal már találkoztunk a [I t ] cikkben. Ezek közé tartozik a Negadyn és a Szupcmegadyn vevő, de ne feledkezzünk meg a Dynatron oszcillátorrój sem, amely rezgéskeltésre a tértőltésrács negatív karakterisztikáját használta fel. Ez a kapcsolás a kétrácsos cSÖvekkel együn hamarosan kiment a divatból, de ennek ellenére a pemódákkal megvalósított trnnzitron kapcsolás elődjének tekinthető.

8. ábra. Az egycsöves készulék elóiapja RT ÉK '15

Másik gyakori felhasználás volt a detektoros vevő után kapcsolt egycsöves hangfrckvenciás erősítő. Ez a mcgoldás olyan sok helyen jelent meg, hogy nem is adok meg forrást. Egyik használtcikk piacon találtam egy kisméretű roncs ládagépet. amely eredetileg - a benne fellelhető alkatrészekböl következhetőcn - hasonló felépítésű Iehetett. Ennek felhasználásával építettem meg a 6. ábrán látható kapcsolási rajz alapján az említett felepítésű készüléket. A leírások azzal indokolták ezt a konstrukciót, hogyadetektoros vevő kiküszöböli az audion (rács-

93

U

'M 1

250

; (; 500

~

rt

(push-pull) hangfrekvenciás transzformátorok használata kétcsöves készülékeknél. A .•Magyar Rádió Amatőr" foIyóírat harmadik száma közölte a 9. áb· rán látható kapcsolást .,Duovox" neven. Az első fokozat egy visszacsatolt audion, a második egy hangfrekvcneiás erősítő. Mindkét cső anódkörében az említett transzformátor talaiható, a primertekercs egyik felén a felerősitett hangfrekvenciás áram folyik, a másik fele ellen fázisban táplálja a tértöltésrácsat, miáltal a cső erosítese növekszik [14]. A szerző 2 db DOP3 Vatea gyártmányú csövet alkalmazott. Az első push-puli transzformátor I :6, a második 1:2 éttételü. A csövek hcJyettcsítcsere használhatjuk a szubminiatür 2n56 típust. Az ellenütemű transzformátorok helyett alkalmazhatunk olyan nidertrarót, amelynél a primer és szekunder tekercs külön kamrában van tekercselve. A primer oldalra azonos menetiránnyal feltekercselünk kb. ugyanannyi menetel, mint az eredeti tekercs volt. Nagyobb meredckségú csövek használata esetén egyszeru hangfrekveneiás trafót alkalmaztak. Ilyen kapcsolás szintén számtalan helyen jelent meg. még a .,Rádióelet" nevű műsorúj­ ság 1929-3 l-es évfolyamaíban is, csak a Falu rádiókészüléke eim alatt, hiszen ekkor már a hálózati tápláhisú készülékek domináltak, és az ámyékollrácslI nagyfrekvenciás csöveket és végerősi­ lŐ pentódákat alkalmaztak (10. ábra). Ezt a kapcsolást meg lehet építeni 2 db 4 n IJI csővel is. Végül a kétrácsos csöveknek egy érdekes felhasználására hívnám fel a figyelmet. Egy csővoltmérö műszerre ,

DGP3

DGP3

,,' " rt

::~l~

:::

I~

1:2

,, '

~\-

tr 60

t-,v .. 4,·15V

-p-

.. 15V

9. ábra. A "Duovox" készülék kapcsolásl rajza C2 uti 300 cm

'M

, ,

Ij

'f" '" ,-

"j 250=

t+ , I[:L~ -----tn"

-----

l

• • e E

"

~

1-'--

c,

~

'~

-F

500

.. F.·'"

=

.,

VATEA DX106

VATEA DX106

10. ábra. A Rádi6élet Falu rádi6ja készülék kapcsolásl rajza egyenirányító) torzítását, így a (rej hallgatóban) tisztább hangot hallunk. Ez persze csak az adó közelében és magasantennÍlval volt igaz (az audion könynyen túlvezérelhetö). A detektoros rész szokásos felépítésü, csak a rejhal1gató helyen egy 1:4 átté telű hangfrekvenciás transzformátor található. Az eredeti kétrácsos cső (Philips A44 1) rutöcllenállason keresztül kapja meg egy beépített laposelemböl a 4 V f'ütőfeszültségel. Ezek a változtatható e1lenállások úgy voltak kiképezve, hogy szélső helyzetben a csúszka lefutott az ellenálláshuzalr6l, így a fütőfeszültség beállítása mellett a fütés kikapcsolására is szolgáltak. A kétrácsos cső helyett itt alkalmazhatjuk az Ismertetett 4n IJI helyettesítő tipust. A 20 V anód és a 15 V pozitív rácsfeszültségct kívül ről lehet ráadni . Ugyancsak banánhüvelyekhez csatlakozik a nagyel1enálhtsú fejha llgató és a kristálydetektor, amely szükség esetén lehet vi ll á.sdugóba szerelt Oe dióda. A

94

restaurált készülék fotójá t a 7. és 8. ábrán mutatjuk. A másik tipikus alkalmazás voll a kis meredekségű tóriumos rutős7..álú csövek időszakában az ellenütemű

5 "--i. DG107

'="

/. ---

",

<>---1, u.. =

II

-- -

5M

\Q'

,--' 01~1

~'

~

500

500

I

s·

, l' l'

I , I' l' I

"

L. 3k

H

°l~'

l: Ut

~US 11. ábra.

"

Cs6voltmérő

2:U~

"V

3: U. 20

11111111 :. kétrácsos csővel

RT ÉK '15

o,

O~~FO' o'e~A" _.::"3'= ~~) AI

A

A F

F

-F,Ga

O~~ ~' ::

.. F

DL1101

lS4(TI

A

O" 1

_ _

F, O, A

O~ ~ F

F

--

.. F

F

:~:' ~DP~,:50' FOF

:.-

3A4

0'~F'G3 A

~

F

O, F

0,

F

RL2,4P2

F

3V4 12. ábra . A lelepes pentódák fejbekötése

amellyel a "Rádió Compass" 1943. éVI kiadásában taláJkoztam [15]. Ezt érdemes lesz a megépítés előtt desz.kamodellben kipróbálnom, mert elég zavaros a leírás (háborús kiadvány sok sajt6hi-

bával). Kezdve attól, hogya szerző a címben mérfuszcí lláton írt, holott a szövegben egyénelműen ráesegyenirányítású

csővoltméröről

ábra). A

műszer

van sz6 ( )J,

a tértöltésrács és az

anód közé van kapcsolva, és alaphely-

vek kiváltására gyártották. A harmincas évck végére sokat fcjlődött az elektroncsövek gyártástechnol6giája, az oxidkatódok előá l lításának javításával a telepes csövek fútöteljesít ményét, a csövek geometriai mércteit és az elektródák távolságát sikerü lt jelentösen csökken teni. Ez az az i dőszak, amikor a gyárak a régi, korszerűt len tipusaik gyártását igyekeztek megszüntetni és ezek helyett a gazdaságos nagy sorozatok elöállítására ráállni. Rendkivül gyorsan váltották egymást az uj konstrukciók. Az I 925-35-ig gyártott Európa fejű c!>apos c!>övek után előbb a körmös 4 V-os hálózati "A", a 2 V-os telepes " K", a soros ftitésű "C" és a 6,3 V-os párhuzamos ffitcsű sorozatok. 1940 után az oktál fejü univerzális (100 mA fiitőára­ mú) és a ,,0" telepes csövek. De ezek nyomában volt már a Philips új fej lesztése, a préseltüveg ,,2 1-es" szinüveg sorozat. A Tungsram mérnöke azza l indokolta a kétrácsos csövek gyártásának leállítását, hogy ezek anódja és főleg gyorsitimícsa aránylag nagy áramot vesz fel. igy a telepet gyorsan lemeriti, ezen kívül kicsi az erösítése [16]. A helyettesítő DP 105 típusú kisfeszültségü pent6dákkal kapcsolatban minden leírásban felhivják a figyelmet arra, hogya pcntódák belsö ellenállása 100 kohm nagyságrendü, lényegesen nagyobb, mint a ke trácsos csöveké (kb. 5000 ohm), ezért az add ig elterjedten alkalmazott transzfonnátoros csatolasrói át kell térni az Re csatolásra.

Míg az amerikai háborús csövek közö tt nem találunk kimondottan kisfcszültségü pentódát, addig a német csövek között LV5 jelzéssel egy pentódát és egy RV2,4T3 típusú kétrácsos csövet is [17]. A Philips l 942-ben kihozott egy oktál foglalatú, DAH50 típusjelzésű dióda-heptódát, amelyben a hept6darész maximális tápfeszültsége 15 V, a di6darésznek külön fiítöszála van [ 18], A gyár ennek a esőnek a fejlesztésénél már alkalmazta az elektronoptikai kutatások addigi eredményeit is. A kiadvány közl i ennek a két csőnek segitségével felépített kétcsöves telepes vevő leírását is.

A DP105 helyettesítése Mivel a kimondottan erre a célra gyártott ki sfeszültségű pentódához sem tudunk ma már hozzájutn i, keresnünk kell a hozzáférhetö gyánmányok között a helyettesítő típusokat! Itt már nines olyan megkötésünk, hogya harmadik rács ki van-e vezetve, meg hogy elég sürü tckercselésü-e, ezért sokkal nagyobb a választék, amelyen érdemes méréseket végezni. Egy, az ötvenes években kiadot! Tungsram katalógusban a DP 105 csö helyettesítésére az I S4T m iniatűr végerősítö pentódá! javasolták. Ez bátoritott arra, hogy az alacsony feszü ltségen végzet! méréseket folytassam miniatür telepes csöveken is. A hazai választékban öt végerősítö pentódát találunk. Ezek sorban, elöl az európai, utána az amerikai (Tungsram) típusjelzés: DL9l = IS4(T), DL92 =

zetben nullára állítva az an6dkörhen elhelyezett változtatható ellenállás segítségével. A 3. á brán látható karak terisz-

5. táblázat. Telepes pent6dák an6dárama [mA] és meredeksége (U, = Ug:! = 20 v)

likák mUlatiák, hogy ez lehetséges. Amennyiben a bemenctre vált6feszü ltseget kapcsolunk, a vezérlörács negatívabb lesz, az anódáram csökken az első rács árama n ő, ezáltal a műszer kitér. A szerző arról nem ír, hogy miként alakul a müszerskálája, csak azt említi, hogya német gyárak ezt az egyszeru ka pcsolást alkal maztAk csövoltméröikben, és a műszer csak stabil fiítö- és tápfeszültség mellett tartja a kalibrációját, ezért a csövoltmérö kije l ző műszere átkapcsolhatóan méri abeállítható fiítö- és anódfeszültségct is. Kisfeszültségű

pentódák

Történefük

Ezeket a telepes pentódákat credetileg az e l özőekben tárgyalt kétrácsos csö-

RTÉK '15

-Ug, M

O

0 ,5

1

1,5

2

2,5

DP105

1,3

0 ,65

0,4

0,15

0,05

-

154(T)

3,4

2,8

2,3

1,7

1,2

354(T)

2,6

2,D

1,6

1,0

3AO

4,0

3 ,6

2,8

2,0

1,1

5,6

4n1 n

3_

~[m"':"l

0,35*

0,8

-

0,5

0,23

0,1

1

2 ,0

1,3

1,00

0,4

1,5

0,5

0,15

-

-

-

4,6

3,7

2 ,6

1,8

1,2

O,B

1

2,2

1,5

1,0

0 ,5

0,2

0,1

-

1

1n246

4,0

3 ,2

2,3

1,5

0,9

0,45

0 ,25

1,7

2n56

2,2

1,8

1,3

0,85

0,5

0,3

0 ,15

0,9

R12, 4P2

1,6

1,1

0,65

0 ,3

0,15

0,1

-

0,5

3VO DLL101

-

l

-

_.

1,5

• katalógusadat 95

,

DP105 Sk

" '00

..

+

5n

""i"

2. '--

~

'" ::: re- •

----- e-

t

F

DP1~

DP10~

."

lr

•

~

."

2

~

..

~

2. ~

• 2"

~F" ."

'00'

"

•

~

"" , '"

" -

___

Ezt a csővet nem lehet beszerezni, csak azén közöltük a kapcsolás; rajzot, hogy ötleteket adjunk azoknak, akik hason l6 renex készüleket akamak a helyettesítő csövek felhasználásával késziteni. A cikk alapján a tekercsadatokat is meg tudjuk adni 07 mm-es porvasra: TI 320 menet 0Q,1 mm zománc, TI 97 menet 15)(0,05Iitze, T3 15 menet 00, I mm zománc. A másodIk rczgökőri tekercs T4 szintén 97 menet 15)(0,05 !itze .

., " ~" .. 1. V

13. ábra . Kapcsolási rajz három DP105-ös csövel

3S4(T). OL93 ~ 3A4, OL94 - 3V4. DLLlOI. Az 5. táblázatba n találjuk a

kiváhand6 csö, a miniatűr telepes csövek, a korábban kétrácsos csökénl fclhasználni szándékozott közvetlen sű csövek mérési eredményeit. A végére "kakukklojásként" bekerül! egy ncmct háborus telepes végpcntóda, az RL2,4P2. Mivel mindegyik anódárama nagyobb VOll, mint a kiváhandó esőé, ezért a trióda kapcsolásban felvett merési eredményeket nem közlöm. A táblázat az anódáraménékekct tanalmazza a vczérlöracs-feszültség függvényeben. 20 V anód- és segédrácsfeszültség

m,é-

mellett. Az utolsó oszlopban az átlagos mcrcdekségérték látható. A mérési eredmények mutatjak, hogya tdepcs végpcntódák közül sokféle típusstIl tudjuk helyettesíteni a DP10S-ős cső­ vet, és a 0-2,5 V előfeszültseg tartományban mindegyiknek nagyobb a meredeksége, mint a ki váltandó csőé. A vizsgált csövek fejbekötesél a ll. á bra mUUHJ8. Felhivom a figyelmet meg néhány nehezebben beszerezhető tipusra, ezeket Ma/wi István alkalmazta egysleru reJhallgatós készülékeiben: DLL21 (oktál feJű). DLL25, DL26 (színüveg). de erdemes mereseket végezni néhány végtriódán is (pl. RL2,4T1), ha véletlenül howJutunk. Felhasználásuk

A "Rádiótechnika" olvasói nemrég lalálkozhattak két DP105-ös csővet tartalmazó ,,kofferrádióval" [ 19]. De még Jobb vételi eredményeket lehel elérni az említett Tungsram tanácsadóban kÖM zölt háromcsöves, fejhal1gatós, keret~ antennás vevövei (13. áb ra). Mindkét

96

megépíthetjűk

kapcsolást

bánndyik,

az 5. táblázatban szereplő Tungsram miniatűr csövel. A csövek dőfeszültsé­ gét úgy biztositjuk, hogy (az audion kivételével) a rács levezető ellenállást a negativ rutőszálhoz kötjük. A visszacsatolás szabályozása történhet az audion segedrácskörébe kapcsolt potméterrcl. Csak érdekességként közöljük a [20] cikkben ta lálható rejhallgatós rcflcxvevö kapcsolási rajzát. A készülék a már említett Philips DA H50 csövekkel keszüi\, és a rajz is a Philips kiadványból szánna7ik. A7 első cső reflex kapcsolasu nagyfrekvencia erösítő, es a második cső diódája a demodulátor, majd a hangfrekvenciás jelet visszavezetik az első heptódn hannadik mcsára. A két cs/) kÖL;ött hangfrekvenciás transzformátoros csatolás van. A második cső hePlódája csak pcntódának kötŐII végerosÍlő

(1 4. á bra).

,

",

..l-

OAHSO.A-

----------

'00

,.,

-

T

" "ri

20 'Ok

2"

~"'"

'"

-------

""

"

"

Az emlitett okokból sokkal nehezebb alacsony feszültségen működő triódákat találni, a nagy áthatású, kis meredekségű csővek között keresgélhetünk. Az ismen egykori műszer­ konstruktőr, Zelenka Ülszló tollából jelent meg az egyik elsó ODO (gnd-dip oszcillátor) leinis, bar ezt az ötvenes években népszeru megnevezést még nent használta [21 ]. A hangoló oszcil látor LD210 tipusú telepes triódával, külső műszerrel (2 mA végkilérésü Mavometer) és 20-30 V anódfeszültséggel dolgozik (IS. á bra). A szerz.ő részletes működesi es épitesi leírást közölt tekeresadatokkal és kalibrációs utasítással. A GDO-k ismertetésére itt nem terunk ki. az érdeklödö sok cikket talál a "Rádi6tech.nika" 1955-ös és '56-os évfolyamában. csak bemutatunk egy "ös" ODO-t II 16. ábrá n, amelyet Asztalos Károly rádi6javit6 kisiparos készített a háború után. Ez ugyan már A0495-ös triódával és hálózati tápegységgel mű­ ködIk, de az OSZCIllátor kapcsolása és a lekercsadatok teljesen megegyeznek a cikkben kőzőltckkel.

OAH5O

.. ,,

Triódák kis feszültségen

...

I

..

20

L

;t

I

~

----

::?

~

r-

I ~,

.'

'L

,

'" '"

14. ábra. Philips reflexvev6 kapcsolása DAHSO csövekkel

RT ÉK '15

,"

+20 .. 30V

""

2000~

2

500

LD210

, -20 ... 30 V

15. ábra. Zelenka László telepes hangoló oszcillátora

Közvetett fülésű csövek Ezek nem teleprutésü és nem kimondo ttan kisfeszü ltsegü csövek, ezért meg kell indokol nom, hogyan kerültek ide. Az ép í tő amatőrök életéhen mindig voltak nehéz időszakok, ilyenek voltak a háboru alatli és utáni évek. Ebben az időben az amatöröknek meg kellett elégcdniük a roncs katonai híradástechnikai eszközö k ből kinyert csövekkel, alkau"cszekkel. Makai Istvan folyói rata a "Rádióvilág" az első két évfolyamában szinte csak némcl RV-csövekkel közölt épitési leírást, mert csak czekctlchetett kapni a használtcikk piacokon. Egy és kétcsöves egyenes vevőkészütékeket, szupereket, szignál genernIon slb. Az uni-

17. ábra. Az RV12P2000 cs6 és foglalata

verl.ális cső volt az RV 12 P2000 tip usú közvetett rutésü pentóda, amelyet a hálózati egyeniranyitótól a végerösítöig mi nden fokozatban lehetettalka lmazni. A sokrétű fe lhasználhatóság miatt megérdemli ez a "csodacső", amely még ma is az idősebb generáció kedvence, hogy egy kicsit foglalkozzunk vele. A fütése 12,6 V/75 mA-t, speciális foglalatot igényelt, ezén h'Yakran haszontalanul hever sokunk fió kjában. A fiatalabbak kedvéén mutatjuk meg a 17. ábrá n látható fényképen a esövet és a fog lalato\. Az ötvenes évek kedvelt nemet Röh-

rcntasehenbuehja is két m;zlopban adja meg a cső adatait, az egyikben (U. = 210 V; Ugl = 75 V) mint nagyfrekvenciás erősítöét, a másikban (U. = 250 V; Ug2 = 200 V) mint végerősÍlőét (N.- = 0,75 W). A "Rádióvilág" cikkírója arra panaszkodik, hogy nem lehet adatokat, karakterisztikát találni erről a közkedvelt esőrő l , ezén saját görbéit közli, amelynek énékeit használt csövek mérésének átJagábóJ s7..ámított ki [22J. Ha már szóba kerültek a német katonai csövek, érdemes a csöfej kis háromszö· 6. táblázat. Német katonai csövek

Szín

Típusjelzés

RV2,4P45

szürke

RV2,4P700

kék

AV2,4P701

lila

AV2,4H300

sárga

AV2,4T3 Al2,4T1

va!szín _ piros

Al2,4P2

narancs

RV12P2000

fehér

RV12H300

narancs

AV12P2001

zöld

fekete

RL12T1 AL 12T2 16. ábra. Asztalos Károly ,,65 GOQ-ja"

RTÉK'15

RG12D60

I

sárga

-

sárga

97

7. táblázat. Közvetett fút ésú csö vek an6dárama [mAJ és meredeksége (UI = U ~ = 20 v)

-U g lM

O

0,5

l

1,5

2

S (mA/V)

RV12 P2000

2,0

1,4

0,8

0,2

O

1,2

UC(H) 21

2,6

1,6

1,0

0,3

0,15

1,4

U(C)H 21

2,0

1,2

0,65

0,35

0,25

l, l

katonai eélra gyártott ,,025-ös" sorozatát). Nem veletlen, hogya korszak "törpeszuperei" mind az "U21-es" sorozatú csövekkel készültek. Az amatörök készítettek ezek felhasználásával egycsöves, könnyen elrejthct6 készü lékeket. A háború után nagy divatja volt a koncentrációs lágerekben és 8 hadi fogolytáborokban használt készülékek leírásának. Állítólag a holland ellenállási mozgalomban alkalmaztak a 19. ábrán láthaló kapcsolási rajz alapján elkészített készülékeI. Ez UC H2 1-es csővel müködött és 4 darab laposelem ffitö tte. és ugyanerről kapta a tápfeszültséget [24]. A leírást először kétkedve fogadtam, de az előzőekben ismertetett mérési eredmények meggyőzlek, hogy valóban működhetett ebben a formában ez a készülék. A rádió konstrukciója nagyon érdekes. A cső heptóda részét kétszeresen használtik ki, egyrészt, mint rádiófrekvenciás előeros i tőt, munkaellenállás a rádiófrekvenciás fojtó, másrészt, mint a harmadik rácsr6l vezérelt végerősítő csőve l , munkaellenállás a fejhallgató. A trióda rész avisszacsatolt audion demodulátor. A készülék énék enységéről nincs informác ióm, ezért érdemes lesz kipróbálni.

gébe feste tt színjelzést ismertetnünk, mert a legtöbb csövön ma már nem olvasható a típusjelzés (6. tá blázat) Az UCH21-es trióda~heptódát ncm kell bemutatni, ffitése 20 V/ iOO mA-t kíván. A következő részben olvashatóelső olvasatra hihetetlen - történetnek köszönhetően érdemesnek találtam 20 V-os tápfeszültség mellett bemémi. A 7. tá b lázat, mint az elöbb, a csövek anódáram és meredekség értékeit tartalmazza. A t 8. á brán látható a csövek fejbekötése.

Felhasználásuk A ,,21-cs" sorozalÍl szmüveg csöveket mára háború alatt gyártotta a Philips és a Tungsram is. Ezek voltak a kor legkisebb meretü csövei (kivéve a Tungsram

UCH21

RV12 P2000

G,

A,~~~G':,"

G~: F

CT'b

AH

F

F

'

G3

F

K,G s

18. ábra. A közvetett fútésú csövek lábkiosztása

AF fojtó

UCH21

..L

',,:"

'00

' M OM5 100 n:

~

300

~

l<'

SO,

•

~

-

.oV

,

19. ábra. Telepr61 müködteten kéuL/lék UCH21-es cs6vel

98

r:::

~

500, l<'

"

500

rt

e' ~

20

.....

RV12P2000

,---;

r =::1-

r~

,.ov

,~

Ennek a témának egy külön fejezetet szenteltem. Az első hosszabb ismertetést Magyari Béla írta 1947-ben, még az amerikai irásmód alapján Transilronnak nevezve a rezgéskeltőt [25]. A szenő által kidolgozott kapcsolás a 20. á brá n látható, természetesen RVI2P2000-es csővel. A cikk szerint a kapcsolás 10-200 V-ig, lehál alacsony feszültségen is jól dolgozik, ezén kerűlt az oszcillátor ebbe a cikkbe és a német cső adatai a 7. tá blázatba. A másik korai ismertetés a Kiss TIvadar "Rádióévkönyv"-ében olvasható, 8 müködési elv ismertetésével és matematikai levezetésekkel [26]. Ez a szenő is az említett univerzális csövet alkalmazta és a hangoló oszcillátort 64 V-TÓI múködtclte. A tranzitron kapcsolások működési elvét a legérthetöbben a "Rádiótechnika" Olvasóinknalc válaszolunk rovatában találtam [27]. A cikkiró (lIA52854, akkor szokás volt, hogya rövidhullámú amatőrök megfigyelőszá m uk­ kal vagy hívójelükkel azonosították magukat) ismerteti, hogy a cső negativ ellenállása hogyan kompenzálja a rezgőkör veszteségcit. A működési eivel és a pentóda feszü ltségviszonyait a 2 t . ábra mutatja. A vezerlöracs közel katódpotenciálon van, az anódfeszültség mindig kisebb, minta segédrácsfeszültség, a harmadik rács feszültsége a katódnál kissé negatívabb. Ezeknek a feszültségviszonyoknalc köszönhetően a fékezőrács és a segédrács között vinuális katód jő n letre. Az ebböl ki l épő elektronok két irányba haladnak, az egyik részűk az anódhoz megy, míg a másik részük a segédracshoz jut A megnövekedett segédrácsáram az I és

1~n

500 ,

A

Tranzitron oszcillátor

OM'

§

~ L C

200

20' •

""'" "'"

-

20. ábra. Magyari Béla transltron oszcIllátora RV12P2QOO cs6vel

RT ÉK '15

Autórádiók EF6

c

2t ábra. A pentóda feszüttRgv;szonyal tranzitron kapcsolásban

2 pontok közötti ellenállasoo feszültségesést boz Iéire. Ez a feszültségesés a C kapacitáson atadódik a fékezörácsra, és még inkább csökkenti az anódáramol és nővel i a segédrácsáramot. A kapcsolás tehál az 1 és 2 pontok közön

negatív ellenállást képvisel, ahogy csökken a segédrács feszültsége, úgy nő az árama, míg a fcszültseg DÖvelése csökkenő segOOrácsáramot hoz létre. A s7..crm egy EF6 tipusú csöve! müködö hangoló oszcillátor kapcsolását közli, amelyben a moduláló hangfrekvenciás jelet az első rácsra vezetik (22. ábra). A pentódak felhasznalásával kialakiton Ir3nzitron oszcillátor előnyei a következők: igen kevés felhannonikust

termel, ez a negatív visszacsatolással (katódellenállás énékevel) be3.lIithaló,

igen stabil a tápfeszültség ingadozása esetén, igen keveset változik a kimenő­ feszültség a rezgőkör forgókondenzálorának állásától függáen, a rezgőkör induktivitásai nem tartalmaznak viszszacsatoló tekercsel vagy leágazási, viszont csak olyan pentóda alkalmazható, amelynek a fékező racsa (G 3) ki van ve-

zetve. A .,RadiólCChnika könyvei" sorozat 43. kötetet szentelte a szerkesztö, Magyari Béla a t:ranz.itron oszcillátoroknak. Ez az oroszból fordított kiadvány igen részletesen foglalkozik a ternávai és ismenet heptódákkal megva1ósitott tranzitron kapcsolásokat is [28]. A kapcsolások az alkalmazou csövek és a frekvencia szerint eltéröek lehetnek. Az amatőr gyakorlatban azok a megoldások előnyösek, ame1yelrnél a forgókondencitor forgóresze fóldeh'e van. Még a Rádiótcchnika Évkönyve 1978-ban is taIMunk: tranzitron kapcsolású EF80 pentódával egy hangoló osz-

cillálOrt [29].

RT ÉK '15

A hazai szakirodalomban a csöves autórádiókról nagyon keveset lehet olvasni, mert nálunk nem volt nagyüzemi személygépkocsi gyártás. Nagy kár, mert a menet közbeni rázkódás és a gylijtászavarok miatt a tervez.esnél a fejlesztőknek a Donnál müsorvevöktól dtéró megoldásokat kellett alkalmazniuk. Az elsö említést az akkor indult MRU 3. számában találtam [30], de nem autórádió, hanem riuJió-autó címen. Stuttgart ulCáin ezzel nepszerusítették a rádiózást. A nyitott autó fölött nagy antennát feszítenek ki és a gépkocsi volt a .. fóld", vagyis ellensúly. Évekig csak hasonló •.kis szines híreket"' közölt a szaksajtó, föleg amerikai forrasból. 1928-ban lehetett olvasni: .Amerikában olyan rádiókészülékeket állítanak elő, amelyeket az autó kezelödeszkája alá lebet beépíteni" [31]. Az elektroncsövek törtenetében a gépjannüipar kétszer késztette módosításra a fejlesztöket. Először 1936-ban, amikor a 4 volt fütésü, •.A" sorozatú csövelrnél áttértek a 6.3 voltos fútésre. A megsZÚllö Amatőr utolsó száma P2) ad hín arról, hogy a Telefunken és Valvo megkezdte a 6,3 V fútőfeszü1tsé­ gü, "En sorozatú csövel gyártását a mozgó jármüvek részére. Az öt hónap múlva megindult .,Rádió Technika" masodik száma mar közöl egy autómdió építési leírást Philips EF I és Ell csövekkel Az anódfeszült.séget vibrátor állitja elő a 6 voltos akkumuIátorból [33]. Makai István hasonló autórádiót épitetl egy év elteltével. A Tungsram (valószÍDüleg szabadalmi okokból) késlekedett az .x" sorozalu csövek gyártásaval., mert a Rádiótechnika csak a jővö évre (1938) teszi az új csövek megjelenését [34]. Az 1938-as készülékek szokásos reklámozása somn viswnt olvashatunk egy 5 + I csöves Philips szuper autórádióróL ..A nyugati államokban az autórádió a kereskedelem egyik igen jó cikke, náJunk viszont alig néhány száz van felszerelve". A Philips autórádió közép- és hosszúhullámok vételére alkalmas, huJlámsávváhója elektromágneses. áramfogyasztása csekély, egy fényszóró fogyasztásával azonos, zavar&zÜréssel van ellátva. Sajnos, tÖbbel nem tudunk meg a készülekröl. A következő háborus és a háború utáni évek sem kedveztek a gépko~ik és autórádiók elterjedésének. Másodszor a tranzisztorok eltetjedése előtt \'olt egy rövid idöszak, ami-

"lk

"'lk

~

,. do /' ::::t-;--! I- ---

."

~ • '-i ~

(y

,l b-§ Ll 12 Ll

r"

o

•~ o

-A

22. ábra. Tranzitron kapcsolás EFs.os csövel

kor az autórádiók igénye szerint fejlesztették a miniatűr es nováJ k.ialalütású alacsony anód- és segédrács-feszültségú, közvetlen fihésü vevöcSÖveket. Kedvenc katalógusom [I)] külön, •.Auto" jelölésü fejezetben foglalkozik az európai és amerikai, autórádiókban felhasználható csövekkel. Egy ECH83 keveröcsö, EBF83 KF-erősítö és demodulátor, EGCS3 Hf erősítő segítségével (a végerösitö kivetelével) össze lehetett áJlitani egy jó autórádiót. A katalógus k.özli a csövek parametereit és karakterisztikáit 6,3 V és 25 V tápfeszültség tartományban. A Tungsram exportra gyártotta kb. 10 éven keresztill ezeket a ••83" jelzésü !lOvM osöveket [35]. A 12 V fütöfeszültségü amerikai csövek választéka sokkal nagyobb volt, de a ka.talógusban találunk 25 V tápfes.iültségü. oktál foglalatú, fémburás orosz csöveket is. sokan rákérdezbetnek ez.ek Ihtjogosuhságára. hiszen 'Végerösitö csövekhez szükség volt a vibrátor áltaJ előálUtott nagyobb feszültségre. A válasz: voll egy rövld áuneneti idöszak, amikor a nagyfrekvenciás fokozatokban elektroncsöveket, a hangfrekvenciás részben trallZÍsztorokat alkalmaztak. Ennek oka a nagyfrekvenciás tranzisztorok hiánya, illetve magas ára volt. Erről a témáról egy építési leírást lehetett olvasni a Rádiótecbnikában [36]: Autórádió vibrinor nélküL A cim mindján rávilágit a probléma lényegére: A RÁ VJSZ KTSZ autórádiókkal foglalkozó ·szakemberei olyan készüléket állítottak össze, amelynek nagyfrekvenciás fokozataiban 12 Vanódfeszilltséggel dolgozó nonnál !lOvál csöveket,

99

hallgfrekvenciás részében szovjet Imn· zisztorokal alkalmaztak. A legrészletesebb leírás az aUlóra· diókról a 85. Rádióamatőr fLizetben ol· vashaló. A szerző, Kovács TIbor ismer~ teti az autórádiók fejlödését a harmincas évektöl 1964-ig, a készülékekkel szem~ beni különleges követelményeket és a hazai gyártású autóbusz~ és autórádiókat

[31].

Or. Eugen Nesper: Der Radio-Amateur

" , ••

•a

,

•n. n ~.

" ,. ,. ~.

Irodalom:

t

B.

(Radio-Telepnonie) {Verlag von .)Jlius Spnnger, Berlin 1925) Khayll István és Rada István: Rádi61e)[jkon (AmatOr kézikönyv) (A szerzOk kiadása, Budapest, 1926) B. Kleebinder: Theorie und Pr8)[is der Doppelgitterröhre (ÖRA 1926/5-7.) - h. -l Kétrácsos csövek (MAU 1926/47. Változatlan formában közölte a NosztaJgia Rádió Hirujság, 2002. december) Mittelmann Jenő: A kétrácsos lámpák (Rádió AmatOr, 1927. május) Simoncsics László: Professzionális csómérő, több alapmaszerrel (RT ÉK 2014) Molnár János. JovIUa György: Rádl6sok könyve (Gy6z0 Andor kiadása, 1933)

"

18. 19.

20. 2t

Dani Andor: Az árnyékolt rácsu lámpa (Rádió Amatőr, 1928. március) AudlO!1lámpás Ielvev6készülél
22. Damokos Tamás: RV12P2000 (Rádióvilág, lll. évf. 4. szám) 23. Német katonai csövek színjelzése {Rádióvilág, III. évi. 7. szám) 24. Kiss TIvadar szerk. 20 \o1:Ilt05 telepről maködő érzékeny vevőkészülék (Rádióévkönyv 1949. l1.mgária Kiadó) 25. Magyari Béla: A Transitron (Rádióvilág, 1947 december) 26. Tari László: Tranzitron oszcillátor (Rádióévkönyv az 1948. évre. H.mgária Kiadó) HA5-2854: TranZItron kapcsolások (RT $54/4.) 28 Kublanovs.zkit Tranzitron oszcillátorok (A Rádiótechnika könyvei 43., MK 1964) 29. Rózsa Sándor. Legfontosabb múszereink (RT ÉK 1978) 30. Aádi6-autó (MAU 1924. :l szám) 31 Rádió az utazáson (RádiÓ Amatőr. 1928. HUl.!ár) 32. Uj német rádiócsövek (AmatOr - Rádió Technika - Fotó, 1935 szeptember - október) 33. MakW Istvárt Aut6-r8d16 (RT 1936 április) 34. Új csövek a láthatáron. a jövő évi prog. ram (RT 1937 március) 35. Mészáros Sándor (az elektroncsOgyártás ny. lőmérnöke) szÓbeli közlése. 36. Maghegyi TIbor: Autórádió vibrátor nélkül (RT 1958tn) Kovács Tibor: Autórádiók adatai (RádiÓamatOr füzetei sorozat 85., MHS kiadás, 1965)

zz

"

"Forrasztani csak pontosan, szépen... - ezekkel érdemes!" SMA-50

Fahrenheil28011

Analóg forrasztóállomás tranSZformátor + páka + pákalartó, szivacs

Digitális forrasztóállomás Iransztonnálor + páka + pákatartó, szivaccsal

-

48 W-os gyors felfűlésű páka beállítható Mmérsék~t: 150 ... 420 oC Málló szílíkonkábel szilikongumi a markolaton szerszám nélkül cserélhető pákahegy tísztító szívacs árban fogla~ 5 db klt. pákahegy!

csak

14.990 Ft

- 150 ... 450 OC-fok, dílilálisan, foly. áll~haló - 24 V/48 W-os hóérzékeló~ kerámia fűtóbeléles páka - klt. alakú, könnyen cserél heló pákahegyek - fix hóm állító gombok: 200/300/400 oC - dupla LCD: kívánVvalós pákahómérsék~1 - külön is rendelhetó páka (2500 Ft) és pákahegykész~t (2490 FV4 db)

csak

22.990 Ft

•- -e j

HAM-bazár Budapesl XIII., Dagály u. 11. I. em. folyosó közép H-P. 09-14, Cs. 09-17 óra Rendeljen, postán IS elkuldJuk, a postakóltseg felszamltasaval l

1374 Budapest. PI. 603 239-4932, 36 239-4933 136 [email protected] www.radlovilag.hu

100

m RTÉK'15

Napelemek Dr. Fábián Tibor okI. villamosmérnök, [email protected]

A napje/l)' hasznosítása

Főldiinkjövó­

jének egyik za/oga. A Napból erkezö es a Föhl légkörének külső hatarán merő­

leges beesés eserim egység"y; (ent/erre jllló teljesítmény értéke 1979 és 1998 között J363 ... 1368 Wlm l k&ölf ingadoZOI/, semlek 5/ ... 54%-0 erle el a felszilli [lj. A Föld teljes/eliilelét érő su-

gárzási teljesítmény - mely a teljes spektrumal Ulrlalma==a - óránként kb. 174 PW (P = pero = IO I J). A Föld 2010. év; energiafelhasználása 140 PWh volt. Azaz II Napból egy óra alatllöbb energia erkezik. mint (/If/enn)'i II fOldi éves

energiaigeny. Alapfogalmak A fény-, vagy fotoelektromos jelenseg (phoroefecrric effect; Phoroeffekt, lichtelektrischer E.DeAi) a közvetlen fény - villamos energiaátalakítás alapja. A hatas lehet külső vagy belső. A kii!sö (másként felületi) fényelektromos jelenség, a Halfll'aclzs-ejJektus során a fotonok hatására szabad elektronok lépnek ki a megfelelő (pl. alkáli) fém felületéböl. (Ezen az elven alapultak a hagyományos vákuum-fotocellák és fotoelektromos sokszorozók, amelyekben a katód alkalifém-oxiddal volt bevonva. Leggyakoribbak a cézium-cézium-oxid katódok voltak. A s=erk.) A be/só fényelektromos hatásnál, a Gudden-Pohl-ejJektusnál a fmonok által az elektronokban gazdag retegekböl felszabadíton elektronok az anyagol nem hagyják el. Az effektus során a wóréteg nélküli félvezetőknél, pl. a fotoeJlenállásnal vezetőképesség változás következik be, ill. a záróréteges eszközöknél feszültség keletkezik. (Az angolszász irodalomban a photoelect/"ic effect alan gyakran fotovezetést értenek.) A plzozovolraic (PV) e./Ject. Sperrschichtphotoe./Jekt elnevezés a zóróréteges belső fényelektromos jelenséget jelenti, amikor a fotonok hatására a határrétegben töltés hordozó szétválasztás, töltés felhalmozódas jön létre. Ez a külső feszültségforrás nélkülifélvezetö fotodióda, azazfél/yelem, nape/em mű ­ ködésének alapja. A kisebb felületü fényá!alakítókat fénye/emeknek (photoelement; Photo-

RT ÉK '15

e/ell/em), a fenyenergiát - többnyire a Nap sugárzását - villamos energiává átalakító, rendszerint nagyobb felületű eszközöket pedig összefoglalóan napeleme.(:nek nevezik. A napelemcelfa. napcella (so/ar cell, Solarzelle) kifejezést vagy magára az elemi fotodiódára, vagy két-három p-ion dióda soros/párhuzamos kombinációjára használjó.k. A napcellák kombinációja a nape/em-panel vagy nape/em-modul. A modulokból alakitják ki a nape/em-táblákat. A napkollektor (flat-pfate collector; Soltlrkolfektor; Flachkolfektor) fekete fe l ületű, többnyire műanyag csőrend­ szer vagy szendvics- szerkezetű űveg és feketére festett fém kombinációja, melyben vizet vagy más folyadékot áramoltatnak. Az áram ló folyadék a napsugárzás hatására felmelegszik, és hőcserélőn keresztül energiáját leadja a használati hely szamára. Azaz nincs semmi köze a napelemekhez. Hasonló a helyzet afolocellólf(il is, mely a magyar mz"iszaki n)'ell'ben csak a külső fényelektromos hatás elvén müködö, légritkított vagy nemcsgázzal től tött, egy vagy több diódarendszert tartalmazó elelctroncsövet jelent. Ezzel szemben az angolszász irodalomban a pholOcel/, Photo:elle félvezető alapanyagu eszközt, pl. fotoellenállást, fototranzisztort is jelenthet. A félreértéseket növeli, hogy az intemetes források sokszor - inkorrekt módon ~ napelemként tárgyalják a Nap termikus sugárz:iSlÍt villamos energi ává átalakító tel"/lJoelemes eszközöket is!

t ábra. A. H. Lamb szabadalmának részlete a [12) alapján. Itt C fényelem, 1 réz-oxldul, szelen vagy tellur réteg, 2 átlátszó rács szerű elektróda, 3 hátoldali elektróda

A szilárd félvezető fényelemek előtörténete

JÓNS BERZELlUS svéd kémikus 1817ben fedezte fel a rézfinomítás melléktermékét a szelént, majd [823-ban elő­ állította a szilieiumot. Az elektrolitokban létrejövő fényelektromos jelenséget elsőként A. E. BECQUEREL francia fizikus figyelte meg és publikálta [2]. JOSEPH MAY ír távírász l 872-ben - a tengeri távirókábelek vizsgálata kÖ7ben - felfedezte a szelén vezetőképessegének a megvilágítástól való fziggését, s erre felettese, W. SMITH mérnök figyeImét is felhivta [3]. W. G. ADAMS angol professzor 1874-75-ben végzett kisérletsorozata kimutatta, hogy a platina érintkezős szeléncellán a Bunsen-égő fényének hatására feszültség mérhető [4]. A jelenség felhasználására ncm kcrült sor. 1875-ben az amerikai PHILIP CAREY a szelén cella-elrendezésnek képbontásra való alkalmazását javasolta, majd pár évvel később - többek közön az ír DENIS D. REm.1OND, a portugál ADRIANO DE PAJVA ámyképek bontását kísérelte meg mátrixba rendezett szelén fényelemelckel. 1883-ban a New York-i C. E. FRJTIS áttetsző aranyréteggel bevont, kb. 30 cm 2 felületű szelén napclemet készitett, ám az átalakítás hatásfoka l % alatt maradt [5]. Kortársai a találmányának jelentőségét nem ismerték fel. Az USAban mint csalót fel is jelentették, mert azt mondták, hogy anyagfelhasználás nélkül energiát előállítani a fizikai törvények megsértését jelenti. Az egyetlen, aki a felfedezést a nagy tudományos jelentőségűnek ítélte, Werner I'on SiClnens volt: a Frittstől kapott mintapéldányt még a Porosz Tudományos Akadémia dőn is bemutana. 1887-ben H. R. HERTZ megfigyelte, hogy az elektromágneses hullámokkal végzett kisérleteinél a szikra könynyebben ugrott át az induktor két gőmbje között, ha aszikraközt UV sugarakban gazdag fénnyel világította meg. 1888-ban W. L. F. HALLWACHS német fizikus, Henz asszisztense megállapította, hogya Hertz által megfigyelt jelenséget elektromos töltéshordozók hozzák létre, és a negatív töltésü

101

szabadalom tulajdonosa az U.S. Air Force titkársága által képviselt Amerikai Egyesült AlIamok lett [14]. Ohl szabadalmai alapozták meg a Bell Laboratórium munkatársai, D. M. CHAPIN, C. S. FULLER és G. L. PEARSON (2. ábra) 1953-as sikerét. a mintegy 2 cm2 nagyságú, 4 ... 5% konverl,iós hatásfokú p-n átmenetes Si fényelern megalkotását [15]. /954. április 25-éli már a 6% hatásfokú cellát mlltatták be Murray l-li11~ben. Ez a nap tekinthetó a

lemez is igen gyorsan kisül, ha LN fénnyel világitja meg. A pozitív töltésű lemezre az UV feny nincs hatással [6]. Vele egy idöben AUGUSTO RIGHI olasz fizikus is tapasztaha ezt a jelenséget. Azt, hogy a Hallwachs-effektus során a fémlemezböl kilépő negatív töltésű ré~ szecskék elektronok. Pmupp VON LENARD bIzonyította be egy évvel ké~ sőbb.

1904-ben Ha[[wachs felfedezte a kombináció fényérzékenysé~ gél., elkeszítette az első réz-réz-Ollidul cellát. I 905-ben Einstein vázolta a fény kvantumos hipotézisel megadta a fény~ elektromos jelenség egyik lehetséges magyarázatát A je1coseg teljes magya~ rázata - az általános relativitáselmélet részeként - 1915-ben született meg. (Sokak számára nem ismert. hogy Einstein a Nobel-díjat nem a relativitis.elméleteert. hanem elsö sorban a fény~ elektromos jelenségekkel kapcsolatos elméleti kutatási eredrnényeiért kapta. A szerk.) 1914~ben A. GoLDMANN és J. BRQOSKY, a lipcsei egyetem fizikai in~ tézetének kutalói leírtak, bogy a fotoelektromos eszkózökben hatilrré~ teg létezik [7]. Két évvel késöbb Ro. BERT A. MtLLlKAN amerikai fizikus kí~ serletileg bizonyította a fotoelektromos hatást. 1924-ben L. O. GRONDAHL amerikai fizikus, a pennsylvaniai Union Switch and Signal Company kutatási igazgatója - a kuprox dióda feltalálója - szintén felfedezte a réz- réz-ollidul kombináció fényérzékenysegét. Több cikket ín a réz-oxid, ill. réz-oxidul fotoelektromos celláról [8]. s a Itmában P. H. GEIGER fizikus közreműködése­ vei szabadalmak is születettek (pl. US Patent 1,970,135: Light Sensitive Apparatus. 1934. aug. 14.). I930-ban a német W. SCHOTTKY a réz-olljdul fényelektromos tulajdonságait vizsgálva napenergiával müködteteU miniatűr villanymotort mutatott be. Schottky és C. W. WAGNER német fizikokémikus a félvezetők két csoportra osztását is javasolták: megalkották ~ mai kifejezéssel élve - a p- és az n~típusú félvezető fogalmát [9]. Egy évvel később jelentek meg H. DEMBER német fizikus cikkei az általa felfedezett ún. Krislal/fotoeffekt-röl, mcly a félvezetökben a fénysugárzás hatására létrejövő feszültséget írja le [10]. B. A. LANGE német fizikus 1930ben az általa kifejlesztett szelén fotocellánál a réz-o/l:id helyett ezüsl~szele­ nidet használt, ezzel 0,8% h3lásfokot CulCu~O

102

szilícium /Iapelem s=iiletésnapjának. 2. ábra. o. M. Chapin, C. S. Fuller és G. L Pearson a Bell Laboratóriumban [www.buch-der~synergie.de/]

ért el. Szent pétervárott A. F. JOFFE lal~ lium~szulfid fényelemmcl kísérletezett. és 1% feletti hatásfokot produkált . 1932~ben a francia RENÉ-ANDRÉ AUDUBERT és CÉClLE STORA felfedez~ ték a kadmium-szulfid (CdS) foto~ elektromos tulajdonságát [II]. Az Egyesült Államokban kiterjedt kutatások kezdődtek a CdS. ZnS. CU20, Se, Te anyagú fényelemekkel kapcso131ban. így pl. 1932júliusában a Weston Eleclrical lnstrumcnt Corp. munkatársa, A. H. LAMB találmányt nyújtott be rélvezetö alapanyagu fény~ elemre (L ábra) [12]. 1941 majusában a Bell Telephone Labs kutatója, R. S. OHL clektrokémí~ kus jelentett be találmányt a szilicium fényelem elöál litására és alkalmazására vonatkozóan {I31. Arról megoszlik a vélemény, hogya fényeicmeket tényle~ gesen elkészítette-e vagy sem, bár a szabadalomban konkret méreteket is közöl (pl. 11 ,4x5,5xO,6 mm téglatest alakú fényclern). Egyes források szerint az 1940-ben készíten napelem a p~n átmenet erős megvilágításakor kb. 0,5 Y-ot adott le. Az '50~ '60-as években - miUlán a Bell Laboratóriumban G. TEAL es 1. LtTTLE a Czochralski-féle eljárás scgi t~ ségevel monokristályos gennániumot, majd szilíciumot állított clő- megsokasodtak a Ge, Si, majd a CdS, CdSe, GaAs alapú fotoelektromos eszközökre vonatkozó szabadalmak. A Bell Labsnál már 1951-ben készítettek rétcgnöveszteses módszerrel p-n átmenetes Ge fényelcmeket. I954-bcn DoNALD C. REYNOLDS és társai iura felfedeztek a CdS-nál fellépö fotoelektromos hatást. 1956 májusában találmányi bejelentést is tenek a réz-szulfidlkadmium-szulfid (Cu2S/CdS) fenyelemre. A két évvel később megadott

Első és második generációs félvezető fényelemek felépítése

A fényelemek első generációjához az egy p-n átmenetes eszközök tartoznak, míg a második generációt a vékonyréteg technológiával gyártott eszkőzök képviselik. Napjainkban a fényelemek többsége szilícium alapú, a cellák monokristályos. polikristályos (máskent multikristályos) vagy amorfSi-böl készülnek. 2013-ban a kristályos cellák (c~Si) tették ki a kereskedelemben kapható napelemek mintegy 77 ... 78%-át. A 99,99% tisztaságú kristályos Si~t az esctck többségében vagy a nagyfrekvenciásan felmelegített tégely olvadékából forgatásos~húzásos eljárással. vagy négyzetes keresztmetszetü tömbökbe való öntéssel és az öntecs szabályozott hütéséve\ állitják elő. Az előbbi II monokristályos. az utóbbi a polikristályos Si~t eredményezi (3. ábra). A mono- es a polikristályos cellákat könnyen fel lehct ismerni: a monokristályos nyolcszög, a polikristályos négyzet alakú. A sötétkék ... fekete felületü mO/wkristályos cellák energiaátalakítási hatásfoka 15 ... 18% (laboratóriumi körülmények között 24%). Az opaleszkál6 felületü. szürkéskék polikristályos cellák hatásfoka 13 ... 15% (laboratóriumban 18%). A sorosan és párhuzamosan kapcsolt cellákat az edzett üveg fedőlap és műanyag ~ pl. etiléll-vinil~aeetát, poliészter vagy alumínium bevonani teflon - hátlap közé laminálva készítik a modulokat. A szendvics~szerkezetet alumínium keret fogja össze. A gyártók a légmentesen lczárt modulra 40 éves élettartamot garantálnak. A kristályos szilicium rétegvastagsága legalább 150... 180 )Jm. Az amorf(a-Si) vekonyréteg cellák - olcsóságuk foly tan - a legszélesebb körben használatosak, hatásfokuk 5 ... 9% körüli (laboratóriumban kb. 13%). Rendszerint üveg- vagy mü-

RT ÉK '15

AI

AI

",O

MI

=~_[L-=-::~ -:.:.c.p==:::: ~o02

-

]~ -

---

-- -

edS

-------=--=-::~

-----------_.

Ih".,

]CIS:_

Sa02(Mo)

Onl

Polikristályos

Monokristilyos

3. ábra. Mono- és polikristályos SI cellák a (http://napelem.net/napelemes_rendszerl] alapján

anyag-hordozóra csapatják le ahidrogenocl higított gázfázisú szilAn (SiH4 ) és egyéb gázok (pl. foszfin, PH), diborán. B2Hó. gennán, GeH~) keverékének nagyfrekvenciás gcljesztésévcl vákuumban létrehozott gázkisülés révén keletkező s;!ilíclUmot Agerjesztési frekvencia 20... 70 MHz, ill. 2,45 GHz, 8 vákuum 10 ... 270 Pa-os [ 16]. A sötetvörös-bamásfekcte szinü réteg vastagsága legfeljebb pár mikrométer. Amorf cellákat használnak pl. az óráknál, zsebkalkulátoroknál, kerti "szolár" lámpáknál, vakondriasztóknál, de még egyes államok katonáinak hadi öltözéken is ... Az amorf cellák éleuanama korlátozott (5 ... 10 év). Az amorf vékonyréteg celláknál egy-két százalékkal Jobb hatásfokU az ujabb fejlesztésIl mikrokrislályos amorf (un. mikromoif, ).I-Si) es a nOllokristályos amorf (nc-Si) cella. Az előbbinél a réteg csak 1,2 ).Im, az utóbbinál pár tized mikrométer vastagságú. A félvezető fényelern egy vagy több p-i-n stmktÍlrájú diódából áll (4.a ábra). A p- és n-típusú rétegek előállítása a félvezetők gyártásnál már ismert ,,szennyezéses" (dopolásos) eljárással történik. Az j-reteg gyengén adalékoh n-típusú, a p-réteg pedig erősen szennyezeu (p+). A cellák közötti alsó vezetői összekötés átlátszó ón-dioxidból, a felső vékony rácsos kontaktus alumíniumból készül. A Vf!konyréteg technológiával (thin film photovoltaic technology, TFPY, Dünnschichtzellen-Technologie) ~ az amorf szilíciumhoz hasonló módon készült cellák, modulok jelenleg a világ napelemes piacából mintegy 19 ... 200/0kal részesednek. A gyártás során különböző anyagok kombinációját használják. A vékonyréteg panelek hőmérsék­ leti együtthatójajobb a kristályos szerkezetúeknél, így használatuk töként a

RT ÉK '1 5

.)

b)

4. ábra. A p-i-n diódás Si napcetla (a) és a CIS cella (b) tipikus rétegszerkezete

siv8tagos, nagyon meleg környezetben, eromúvi aikalmazásoknal elönyös. 1975-ig csak monc- és polikristályos szilicium napcJemek léteztek. Ekkor azonban W. E. SPEAR professzor és munkatársai a skóciai Dundee egyetemének fizikai laboratóriumában amorf dopolt, p-n {I\menetes szilíciumot állitottak elő [17]. Röviddel ez után az RCA princetoni laboratóriumában D. E. CARLSON és C. R. WRONSKI fizikusok elkészitették az első, 1... 2% hatásfokú amorf Si napcellAt [IS]. A '70-es évek végén a szilíciumot kadmiummal, galliummal, mdiummal stb. helyettesitették, és az amorf szilicium mellett új vékonyrétegek, pl. kadmium-telJurid (CdTe). gallium-arzenid (GaAs), gallium-indium-arzén-foszfid (GalnAsP), réz-indium-diszelenid (CulnSel), rézindium-diszulfid (CulnSl), réz-indium-gallium-diszelenid (CulnGaSe2) kombinációját hoztak létre. Igy készültek az elemek kémiai nevét tükröző CIS/e/GS (copper indium

diselenidc/copper indium gallium diselenide) cellák, melyek konverziós hatásfoka 12 ... 16% (laboratóriumban 21..23%). A koromfekete napelemek rétegvastagsága 2 ).Im körüli. A fcton-abszorpciós "CIS" fentről lefelé indium-réz-kénlszclén rétegekből áll (4.b ábra). A kadmium, a szelen, az indium mérgező, ráadásul ez utóbbi ritka, s így drága. Ezért több országban a kadmium-tellurid cellák gyártásával felhagytak, a szelént kénnel, az indiumot pl. molibdén- vagy volfrám-szulfiddal helyettesítették. Mindezek ellenére az amerikai First Solar, Inc. - a kidolgozott speciális technológiának köszönhetőcn - napjainkban is nagy mennyiségben és olcsón (0,7 dollár/W) gyártja a 7 ... J00/0 hatásfokú, üveghordoz6s CdTe napelemekcl. Az amerikai Bmnlon cégnél a S. GUHA vezette team 1998-ban állilolta elő az olcsó, hajlékony műanyag fólia hordoz6jú a-Si vékonyfilm-modult,

5. ábra. Nyomtatott fotoaktív polimeres napcella keresztmetszete és a gyártási folyamat lépései a [19] alapján

103

urAsí áram lineárisan nő a mcgvilágílással , mig az üresjáTási feszü ltség változása közel logaritmikus léptékű. A nap- és fénye lemeket elsősorban

I slit~tben

I I

- tU:'

/u.

Im I,

- P

nem feszültséggener:ítoros, hanem ámmgenerátoros üzemmódban haszmilják, le-

U

hetőség

(maximum powcr point, MPP) munkapontban (6. ábra). Továbbijellemzö az un. kitöltési tényezö (fill factor, FF), mely az Un,I,JUIlI, hányadostjelenti. A gyakorlatban használatos napelerncknél a kitöltési tényező 0,75 ... 0,85. A 7. á brán egy tipikus napccllajclJe mző karakterisztika it mutatjuk be a

m ax

mellvOigíUir uet~n

6. ábra. Fényelem karakterisztikája

mely gépkocsik. hajók. lakókocsik. nyaralók tetejére egyszerűen felragasztható. A piacon a So/uris márkanevü összecsavarható. tengervíz-álló "napcella-tapéta" 2007 végén jelent meg. A Nanosolar cég (San Jose, Calif.) 2007 decemberében kezdte meg a tömeggyánású nyomtatott CIGS panelek árusitását (S. ábra). A modulok wattonként kb. I dollárba kerülnek, hatásfokuk 8 ... 11% (19]. A nyomtatásnál a cég szabadalmakkaJ védett szerves nanorészecskés "félvezctő tintáját'· használják. A panclekre 25 év garanciát vállalnak.

A szilícium napelemek fontosabb jellemzői

A p-n átmenel két oldalán felhalmozott töltéshordozók üresjárásban nyitófeszültséget (Uo), rövidzárban pedig záróáramot (Ir) eredményeznek. A rövid-

,

[20] alapján. (Az egyszerüség és az összehasonlíthatóság kedvéért a negyedik témegyedbeli U-l karakte.risztikakat az első témegyedben ábrázoltuk! A három párhuzamosan kapcsolt cella aktiv felülete egyenként kb. 15x l 5 cm.) Látható, hogya cella által leadott teljesítmény és a besugárzott felületi teljesítmény/megvilágítás (E) közölt egyenes, a teljesitmény és a cella hőmc rsék­ lete (EI) között pedig fordi tott arány áll fenn. Ahhoz, hogyana pelemből a lehetö legnagyobb te ljesitmenyt vehessük ki. fontos az optimális te rhelés megválasztása is. A Si napelemek a beeső napsugárzás teljes spektrumát nem képesek hasznosítaní. Mivel a szilicium határhul lámhossza 1100 nm körüli. igy csak a közeli infravőrősig mUlat k ellő érzékenységet. A napenergia mintegy fele ezért a "hagyományos" celláknál gyakorlatilag "kárba vesz" (8. ábra). A ha-

- l000 WI/IO'

"',

Aszakirodalom hannadik generációs napelemeknek nevezi az elsö és második generációs napclemek továbbfejlesztésével létrehozott tőbbrétcgű koncentrátoros cellákat (collcentrfllOr fech Il%gy pllOlOvo/taic cells. CPV), valamint a molekuláris szerves napcellákat (mo/ecll/or orgonic solar cells. MOSq, a polimer szerves napcellákat (polymer orgal/ic so/ar cells. posq és a szerves fes ték-érzékenyített cellákat (d)'e-sensitized solar cell. DSSC. DSC). A szerves foto-elektrokémiai cellákkal (photuelectrochemica/ cells) kapcsolatos kutatások kezdete az 1950-es évek végére tehető. ha eitek intünk

9-O '

i

';~ (J _""""",,,"""'''~l000W!... ~

t:;:J

.M

0-

'"

.-!'

~'I E~'· ~'ijj'~ · ·1t~'~ · · ~·~ ~ I'E - l@ \v1m1 9 .. 0 ' C

.. ...,.--....

1"00"'"

"" " '" OD

" o.~

0.4

06

v

·,<:....-or.,-o~.•Wlo~.-.,.. • d

7. ábra. A napcella legfontosabb, áram - feszLlltseg es teljesítmény - feszüttség karakterisztikái a hőmérséklettel, III. a megvilágítással paraméterezve. A maximális teljesítményű munkapontokat az " MPP" , ill ,,1'1" jelzi

104

Harmadik generációs, részben még kísérleti stádiumban levő napelemek

tE .. l000 W""'~

!EI'll

, • -;;;; , ,

szerint II rövidzárási áramhoz

közel cső Pmu max imális teljesítményű

tékonyságot befolyásolja a reflex ió, a rekombinációja és sok más tényező is, azaz a 40% fölött i hatásfokok többnyire csak laboratóriumi körülmé nyek között érhetők el. A fóldfelszíni körülményeket a napelemek energiaátalakítási hatásfokának meghalározásához az American Society for Testing and Materials (AS TM) által kidolgozott cs világszerte szabványként elfogadott ún . AM 1.5 feltételek (Air Mass coefficient 1.5) szabják mcg [221. E kváziszabvány szerint a konverziós hatásfok pl. a monokristályos Si-nál 25,0 ±O,5%, a polikristályos Si-nál 20.4 ±O,5%. a vékonyréteg GaAs-nél 28.3 ±O.8%. a kristályos InP-nál pedig 22.1 ±0,7% . tő!téshordozók

8. ábra. A Nap relatív spektrális sugársűrűség-eloszlása az AMtS előírása i szerint (sárga, narancs és vörös színnel Jelölt "solar spectrum") és ebből a kristályos Si napelem által villamos teljesrtménnyé alakított rész (zöld szinnel jelölve), a [21J 180. old. alapján

RT EK '15

JAMES MQSER toll:i.ból még 1887-ben megjelent közlemcnytöl. mcly elsőként szóll a festék-érzékenyíteu ccllákrÓ1. A szerves vegyiilelek, azaz egy magnéziurn-ftalocianin lemezre felv itt cs a levegőn oxidálódott vekonyfilrn (tetrametil p-fcnilén-diamin) fo toelektromos tulajdonságairól elöször 1958-ban publikáltak [2J). A nemCt HANS MUlR ZlIm Problem orgallischer PhOlodioden 1960-as cikkében p- és n-tipusu vezctést megvalósító szcrves festékeket, pl. mcrocianlllt, trifcnil-rnctánt javasolt a különböző szerves rttcgekböJ összeállított napeellához. A Kalifornia Egyctem (Berkeley, Calif.) kutat6i l 968-ban számoltak be az elektrokémiai cella elektródái kózött levő szerves festékanyagban mcgvi l:i.gítás hatásara keletkező feszüJtségTÖl [24]. A szerves festékanyag a spen6tb61 kivont klorofill volt. Vizsgálataik alapján született meg a festék-érzékenyített napcella (DSSq, melynek elvét négy évvel később közölték (25). Az Bramvezető münnyagok kutatása a '60-as évek elején kezdődött. [967-ben a francia RENAUD Dl' SUR· VILLE és munkatársai a szerves polianilin vezetési tulajdonságairól S7..ámoltak be a nemzetközI elektrokémiai bizottság (CITCE) ülésén. Ajóddal adalékolt poliacetilénről az első közlemény I977-ben jelent meg az amerikai Kémiai Társaság folyóiratában a későbbi kémiai Nobel-díjasok. ALAN J. IIEE · GFR, ALAN G. MACDIARMtD és HIDE· KI SHIRAKAWA tollából. Ezeket az eredményeket a szerves elektrokémiai cellák elektr6dáinál hasznositOllák. A kristályos kisméretű szerves molekulákra alapozott MOS cellakat a '70-es évek végén az [astman Kodak Company-nél (Rochester, N. Y.) CHING W. TA!'\G vczetéshel fej lesztctték, szabadalmaztalták [26]. 1986-ban elkészült az első két, majd a három aktív réteges cella is [27]. A több éves fejlesz-

tések ellenére a MOS ccllák 0,5% körüli hatásfokát naPJaIIlkra laboratóriumi körülmények között csak 6 ... 8%-ra sikerültja,·ítani. A cellák fcjlcsztéscjclen leg is tart, a munkákban töleg a né~ mct és brit egyetcmek érdekeltek [28]. A MOS eellák alapján hozták létre a szerves konjugált polimerekre alapoZOlI cellákat. A rosc fCJ lc!>zté!>e A. J. l iEEGER csoportjának nc\éhcz ffizödik (Santa Barbara, Cahf.): 1992~93-ban készítették el az első fulleré ncs (C60) napcellát [291. A rosc alapja a fényt abszorbc:i.IÓ félvezető polímerekbe, pl. a fenilén-vinilénbe ágyazot! fu llerén molekulák alkalmatásu. A full erén az elemi szén 1985-bcn felfedezett mesICrl:iéges módosulata, rendszerint hat· van szénatomból álló gőmbszeru mo l e~ kula. Ha fémionok épülnek be a fulleren molekulái közé. az egymással erintkezó moleku lák vezetö közegként viselkednek a fotonok hatására felszabaduló elektronok számára. A POSC hatásfoka labor körülmények között kutatások néhány százalék. A fó1cg curópai intézményekben, egyetemeken folynak (pl. Lin? Leuven. Bologna, Sheffield, Madrid. Eindhoven). A 9. ábrá n a módosított három aktiv réteges eella szerkezete látható a rétegvastag!>ágok feltüntetéshel [30). A:z üveg hordo/ón leve. át láL<;70 indium-ón-oxid (ITO) rétegen levő MPP Jelölésü policiklikus aromás hidrokarbon, a perilén vagy a ftalocianin a fotonokat abszorbcálva elektron leadóként (donorként), a cink-ftalocianin (ZnPe) és fu llerén (C60) rétcg reszbcn donorkent. reszben akceptorkenI m űköd i k. A korábbi cellákban lTO helyeit ón-oxidot, nikkelt, a ZnPc helyeit réz-ftalocianint (CuPe) használtak, donorként más konjugált pohmerek, pl. politiofen, polifluoren. polifeni lén is szóba jÖllek. A fotoaktív szerves gyűrűs \'e-

rose

gyületek összetétele, szerkezeti képletc rés71etesen megtalálhat6 [26]-ban vagy pl. a www.sigmaaldricht.com szaJlon. Napjainkban a legígéretesebb harmadik generáeiós napcella típus ti lausannei SLövetségi Műszaki Egyetemen (Éeolc Polyteehnique Fedérale de Lausanne, EPFL) MICHAEL GRÁTZEL es BRIAN O' REGA"J :i.ltaI1985-ben feltalalt "igazi"" festék-érzekenyítelt nap' cella. 1988-ban a Kalifornia Egyetemen kidolgozták majd szabadalmaztaItak ennek korszerű. vékonyfilmes valtozatát. Az első közlemény a később Griitzel-O'Regan-eellának nevezett eszközről három évvel később jelent meg [31]. Az eredeti Griilzcl-O'Regan eellá· nak három fo összctevőJe van (10. á bra). A cella felső részét képező ü.... eglapon az átlálszó anódOl fluoriddal dopolt ón-dioxid (Sn02:F) alkolJa. A 10... 30 nm vastagságu nanokTistályos ritán-dioxidot (Ti0!) monomolekuláris rétegben ....onja be a szerves festék, melya ft:':nyt abszorbeálva elektronokat injektál a fé l vezető oxid vezctősávjába. A festék - másként a molekuláris érzekenyilö anyaga oldószeres ruteniumpolipiridin vagy más ruténium alapu vegyülct. A filmrétegnek a festékoldaltal \ aló telitödése után a titán-dioxid réteg és a festek közölt kovalens kötes Jön létre. A plalina katal izátoros lapra jódos c1ektrotitot visznek fel. mely redukál6szerként hat, vagyis elektronokat ad le [32]. Gratzelék Lausanneban az EPFL·nél 1996-ra énék el a I I %-os hatásfokot, jelenleg 16% körül tartanak. Az ujabb kisérleti cellaknál a ti· tán-dioxidot ón-dioxiddal, a felső üveglapot poliacetilén fóliaval, az ún. folOkofTÓziót okozó jódos oldatot ozmium-trikloriddal helyenesitik. A poliaeetilent mintegy 250 nm vastag-

f",

~~~~ o."

Áttetszbvezct6 Ittq(anód)

f~'"

,t

T.o,

R

b· r t . JI· ~

o.., 9. ábra . Három aktív réteges szerves napcella metszete a [30] alapján

RT ÉK '15

"""""', (jOl)

Iúotalialar Áuc~ _ 6 n!lq (itatOd)

10. ábra. A Gratzel-O'Regan-cella vázlatos felépítése a [32] alapján

105

KOBarka Tec:bDologies OreaDic eeU [)eviee Juj

Device Tempcnlurc: 2$.0 '" 1.0 "c

lD: LSI

omc.e ARa: oas cml

ll. 2007 I):SI

1nadiaDoe: 1000.0 WhlIl

$pectrwD: AM 1.5-0 (IEC 609(4)

"

•

•

koló rolót, ablaküvegrc ragasztható átlátszó vagy sugárLást csökkentö napcellákat, de ebböl az anyagból keszűI a hadseregnek s7..á!líton sátorponyva, gyakorló ruházat vagy hátizsák rátétjc ( 12. ábra). A terepen mozgó katonák kéelektromos szülékeinek táphilásahoz szükséges akkumulátorok mérete és tömege ezáltal jelentősen csök-

5.

6.

kenthető.

,

A világszene folytatott kutatáVoltage(V) sok összefoglalójál a szerves napcellák európai I..,. - L2047 mA V.. -OJ7S6V kikonferenciáira V_-0.4176V ' .. .. 10.111 mA adott anyagok1.. _1 4.917mAlcml ' ...... l..s908mW ban, pl. a [34], Emcicnq .. S.24 % fill fKtCll" .. 61.0S % [351-ben lehet megtalálni. Érde11. ábra. A NREL által bevlzsgált Konarka Technologies mes fclkcresni az gyártmányú szerves napcella áram-feszültség karakteEgyesült Államok risztikája , a [21] 215. oldal alapján Nemzeti Megújuló Energia Laboságban háromkomponensű keverékkel ratónumának (National RenewabJe Energy Laboratory, NREL) honlapját vonják be, melynek molekulái közül az egyik, a porfirin elnyeli a fényenergiát, [http://WWW.nrelgovnis.ahonnanpl.az akinon nevű második vegyület negatív USA és vi lág megújuló energiáira vonálk07..6 adatok összesítése letölthető. töltésűvc villik, míg a hannadik, litkosan kezeli összete telű vegyület pozitív HJvatko%ott források: töltésűvé lesz. A hajlékony, rugalmas, .(1.2

-0.1

0.0

0.1

0.1

0.3

OA

feltekerhetö nape1em-fólia költsége wattonként l dollárcent körüli {33]. 2000-ben a Massachusetts Egyetemen dolgozó indiai vegyész. SUKANT K. TRIPATHY bemutatta a nanotechnológiával készített polimer cellát, melyet a flexibilis panelekhez fejlesztettek ki. Tripathy tragikus halála után a cella gyártástcchnológiáját A. J. "EEGER dolgozta ki. Az általa alapított Konarka Technologies. Inc. (Lowell, Mass.) eégnél- a Pentagon állal is támogatva a nanoanyagos polimer-fullerén •• szálakból" szövéssel "szönyeget"" készí tenek (karakterisztika: ll. ábra). A POwer Plas/ic anyagok előállítási költsége a "hagyományos" eljárásénak mintegy tizede. A hatásfok 8 ... 9% körüli. A Konarka egyik első tennéke a napelemes laptop hordtáska voll. Készítenek napelemes éttermi napernyől, árnyé-

106

12. ábra. A Konarka Technologies Power PIastIc gyártmányal a [28J alapján

0.$

0.6

Bencze Pát Naptevékenység és a rádióhulJámok terjedése. Hiradástechnika, 59. évi. (2004) 5. sz. \2-17. o. 2. Alexandre Edmond Becqueret Recherches sur les effets de la radiation chimique de Ja lumiére solalfe. au moyen des courants électnques. Comptes Rendus de I"Académie des Sciences. T9 (1839) P, \45-\49, valamint Mémoire sur les effets d'é!ectriques produits sous l"influence des rayons solaries. Comples Rendus de I"Académie des Sciences. T9 (1839) P, 561-567. 3. Wmoughby Smith: Effect of Light on Selenium During the Passage of an Electric Current. Nature. VoL 7. ~mber 173 (20 Feb. 1873) P, 3034. William Grylls Adams: The Action of Light on Selenium. proc. Royal Society of London VoL 23 (17 .1me 1875) pp. 535-539. valamint William Grylls Adams, Richard Evans Day: The Action of Light on Selenium. Proe. Royal Society of London VoL 25 (15 June 1876) pp, 1"13·117.

7.

6.

9.

t

10.

11

12. 13.

Charles Edger Frilts: on a new form of selenium cel~ and some electrical discoveries made by ils usa. American Journal of Science. Ser. 3, Vol 26, No. 156 (Dec. 1883) pp, 465-472. Wilhelm Ludwig Franz Hallwachs: Über den EinfluB des Uchtes auf electrostaIlsch gel ad ene Körper. Annalen der Physik. Bd. 33. (1888) S. 301-312. valamint Ober die Electrisierung von Metall· plaIten durch Bestrah!ung mit electrisellen Lich!. Annalen der Physik. Bd. 34. (1888) S. nl·734. A, Goldmann. J. Brodsky: Zur Theone des Becquereleffektes. I. Lichtelektri· seIle Untersuchungen en oxydierten Kupferelektroden. Annalen der Physik. Bd. 349. (1914) H. 14, S. 849-900, velemint A. Goldmann: Zur Theorie des Becquereleffektes. ll. GrundzOge einer lichtelektrischen Theorie des Becquere~ effektes. Annalen der Physik. Bd. 349. (1914) H. 14, S. 901-915. Lars Olai G-ondaht Note on the Discovery of the Photoelectric Effect in a Copper-Oxide Rectifier. Physical Review. Vol 40, Issue 4 (May 1932) pp. 635-636.; valamint The Copper-Cuprous-Oxide rectifier and PhOtoelectnc Cell Reviews of Modem Physics. VoL 5, Issue 2 (April..kJne 1933) pp, 141-168. Carl Wilhelm Wagner, Walter SdlotIky: Theorie der geortlneten Mschphasen. Zeitschr. Phys. Chem Bd. It (1930) S. 163. Harry Oember. Ober eine photoelektronische Kraft in Kupferoxydul-Kristallen. Physikalische Zeitschrift. Bd. 32. (1931) S. 554., Über eine Kristallphotozelle. Physlkallsche Z6IIschritt. Bd 32. (1931) S. 856.: valamint Ober die Vorwartsbewegung von Elektronen durch Lich\. Physikalische Zeitschrift. Bd. 33. (1931) S.207. Propriétés photovoltaiques du sulfure de cadmMl\ Note de M René Audubert et Mite Cécile Stora. présentée par M Jean Parrin Comptes rendus del' Académie des Sciences. T 194 (29 Mars. 1932) p,1124-1126. Anthony H. Lamb: Photoelectric device. US Pal. 2,000,642. 1935. má~ 7. F\Jssell Shoemaker Qht Light·sensitive electric device. US Pal. U02,662. 1946. jún. 25.; valamint Light-sensltive device including silicon. US Pal. 2!143,542. 1948. jún. 15.

RT ÉK '15

c.

20. Focus Ort SoIar Energy, Daad-eod or The Way AMad? ElekIOf Electronics. 1996. No. S. pp. 22-27. 21 V. Petrova·KOCh. A. Heze~ A. Goetzberger (Eds,): Hgh-Efficient Law-Cost Ph<>tovottalC$. Springer.verlag. Berlin, Heidel·

'14 a Reynolds. G. lel9S, L L Antes, A. E. Marburger: PhoIcNottaic Effect in Gadmlum SUtfide. Physical Review. vol 96. Issue 2 (Oct. 1954) pp. 533·534 .. valammt US Pat. 2,844.640: Cadmlum sulfide barrier layer cell 1958. júL 22. 15. DBrrYI M chapu\ QWin S. Fu~ Gerald L pearson A New Silicon P"f'I JJncooo

be",2OO> 22. About Ihe Relerence AM tS Spectra. (http://ITedc.nrelga.l/solar/spectra/ amtSlJ 23. K. David, C. Melvirt Photovoltalc effect and phoioconductlVity in laminated organic systems. The Journal of Chemical Physics. vol 29 (1958), Issue 4, pp.

f'IlC*JCeI for CorMIrtIng SOIar Radiatlon into ElectriCaI PI,)Y,Oer. Journal ol AppIled PttYSICS. \ot)l 25 (1954). Issue 5, pp. 676-6T7, valamint US Pal. 2,760,765: SoIar

Energy converting Apparatus. 957. febr. S. 16. X, Deng, E. A.. ScMI. Amorphous $ilicon-based SoIar Galis. rt A. Luque, S.

950-95'

Hegeaus (Eds.): Handbook of Photovoltaic Science and Engineering. John Wiley & Sons Ltd. 2003. Chapter 12. pp.

24 H. Ger1scher. M Mchel-Beyerle, E. RebentrosI , H. Tnbutsch: Sensltization ol Charge-nJectlon into Semloonductors wrth Large Sand Gap. Electrochimica Acta VOI. '13 (1968) pp. 1509-1515. 25. H. Tlibutsctt R&aClion of ExCited ChorophyH MoIecuIes at Eleclrodes and in Photosvnlhesis. Photochem. Photobiol Vol 16 (1972) pp. 261-269. 26. C. W Tang: M.lltilayeJ organlc phocollo/talc eIementS. US Pal4.~1 's7'9. aug. '14. 27. C. W. Tang: Two-layer orgamc pholoYoltale cell Apphed PhysICS letters. vol 48 (1986), Issue 2, pp. 183-185. 2a F. Nüesch: SoIarzelien ohne Silizium. (WNW.ethz.ChJnewsJtreffpunktl) . 29. N. S. SariCiftc~ L Smilowitt, A. J. Heeger, F Wudt Photoinducted Electron Transfer

505·565. 17. W E. Spear. P. G. leComber: SUbstltutiOnaJ doping ol amorphous silicon. Solid State ComlT1.lmcatlon. vol 17. (1975) pp. 1193·"1196. valamint W. E. Spear, PG leComber, S. Kinmond, M H. Brodsky: Amorphous sllloon p-n junctlOrt Applied Physics letters. Vol 28, Issue 2 (15 Jart 1976) pp. 105-07. 18. David E. cartson. Christopher R. Wroo· skc Amorphous silicon soIar cell Applied Physics letters. Vol 28, Issue 11 (1 ..lme 1976) p. 671 19. R. Gaudlana. C. Brabec: Qrganic mate· rials. Fantasllc plasIJc. Nature PhotDnIC$. vol 2 (2008), No. 5 pp. 287-289.

1134 Budapest,

l.eh~1

utca T7,

~

~ NSK

~sil

e

PC ' JiIQ""O

~=-.

G-LUXfJ N_

RT ÉK ·15

33.

34

onpdf 35. V. zhou Bulk-heterojunction Hybrid

(d-nb.inlo/101'I063204/34 ,pdf]

Webshop

+36--1320-2610 fax: +36-- T 320-3292

telefon: +36--' 237-1639

leI~fon:

nyitva tartal:

nyitva tartas:

~Ikoznap

hetkoznap9:00-17:00

9:00· 17:00

..

AlmE I. "AvaG .... , ",o

Inlernationa) IQR Rectifier

__' _ W I I

-

- : TE

honlap: _Jomex.hu

ELNA

FUfITSU

.JRmlCon _ ~hI

---om ROn CI ... ~ -- ... '" ~

so-

lar Cel!s Based on Colbidal CdSe Ouan· Ium Dots and Conjugated Polymers.

Szakuzlet Ikiskcrl

S'A N SION-

TOSHIBA ,€>Yi4iflg

Honeywel

GAINTA

,..-- K$T ({O.,

PI\NOO OSRAM oo,

@~

32.

a

+36-1349-5906 fax: +36-1320-3292 honlap: _Jom~x,hu e-ml'lil: ;nfO(f'lomflx.h\.l

T' AlIR"YMD : : free.!:!!!"

EVERUO+tT

3t

a

Nagykereskedelem t~l@fon:

ELEKTRONIKAI ALKATRESZKERESKEDELEM

30.

from a ConduCling Polymer to Buckmlf'lslerfulierene. ScI9nce. Vol 258, Issue 5087 (27 Nov. 1992) pp. '1474- '1476.. vala· mint N. S. SariC(ftc~ Q Braun, C. Zhang. V. I. Srdanov, A. J. Heeger, G Stucky. F. Wudt Semiconducting polymer·buckmlnsterfutlereoe heterojuOClions: Diodes, photodiodes, and phoioYoltaic ceHs. Applied physics Letters. vol 62 ('993), Issue 6, pp. 585-587. J. Aostalsk~ MEHssner: MonodlromaIJc versus solar efflciencies ol organlc solar cells. Solar Energy Materials & Solar Galis. VOI. 61 (2000), No. 3\ pp. 87-95. O·Regan. M. Gratzel: A Iow-cost, high-dficiency solaf coli bilsed on dye-sensitized colloidal Ti02 films. Nature. Vol 353. No. 6346 (24 Oct. 1991). pp. 737-740. L L Tobin. T. O'ReiI~ a Zerulla. J. T. Shelidan: CharacteriSing dye-senslllSed solar cells. Opllk, Vol t22, Issue '14 (..uly 20 11). pp. 1225-1230. N. Anscombe: Solar Cells that ""mic Plants. Nature PhoIonics. VoL S. No. 5 (May 2011) pp. 266-267. http://www.aqr.ee.lDsWeb/Paper/99Phot

~'YI

f) ......

-... •

II1SHAY.

1t> Mun .AMM

!!!1 Ut.......

~~-

<$> . TIlI< _

" @

wm:R

YAGEO

107

Technikatörténet - évszámokban Dr. Fábián Tibor okl . vIllamosmérnök, [email protected]

t ábra. A Huygens űrszonda a Titánra való leereszkedés közben (fantázia rajz). [http://www, nasa ,govl]

10 éve történt - A fizikai Nobel-dijal - megosztva RoyJ. GLAUBER (*1925) amerikai fizikus .,az optikai koherencia val kapcsolatos kvantumelmélet lOvá bb fcjlcsztcséért", illetve John L HALL (*1934) amerikai és Theodor ~v. HliNSCH (*1941) némel atomfiziku-

sok kapták .,a lézera[apú preciziós szinképclcmzes kifejlesztésében való köz-

remíiködésiikért". - Január 14-én az 1997 októberében felbocsátott HuygelJs

űrszonda

-

mintegy 4 milliárd kilométeres út megtétele után - elérte a Szaturnusz Titán

new holdját. A szonda leszállt a légkörre] rendelkező Titán fagyon fe lszínére (1. áb ra) és löbb mim 350 képel továbbított a Földre a Szatumusz körül kenngő Cassi"j űrszondán keresztűl. - Az IBM, a Sony CompUler Entertainment Inc. és a Toshiba Corp. februárban bejelentette. májusban specifikálta közös, öt éves fejlesztésük eredményét. a Cell Broadbal1d E"gine ArchileclII/'e (röviden: Cell) processzort. A Cell kilencmagos: nyolc párhuzamosan működteteIt processzor dolgozik a kilencedik felügyelete alatt. A kezdetben 90. végül 45 nm-es technológiával gyártott, mintegy 235 mill ió tranzisztort tartalmazó processzor másodpercenként 256 milliárd műve l etet

108

végez. E l sőként a Sony PlayStation 3-ban alkalmazták. - Február végén a Sony Ericsson bcmulalta clsö ..walkmanos" mobiltelefonját. A W800-ba hangrögzítőt és 2 megapixeles kamerát építenek, az akkumulátor egyszeri fe!töltéssel kb. 30 órányi működést ten lehetövé. Márciusban a hannoveri Cc8 ITen a Samsung bemutatta a világ elsö 7 megapixeles kamerával fel szerelt mobiltelefonját. Az SC H-V770 kamera kézi fókusz-állítással. nagy l átószögű­ és teleobjektivvel rendelkezik (2. á bra ). Tulajdonképpen ez még mobiltelcfonnal kiegészített fényké pezőgép volt és nem kamerás mobi!. - Májusban elöbb a Microsoft mutatla be új játékkonzolját, az XBox360-at, majd a Sony is megjelent a

PlayStation 3-mal. A Microsoft konzolban 3 darab 3.2 GHz órajelű processzor ,.ketyegett", 20 GB winchester és DVD lejátszó is tartozott hozzá. Sony a játékgépét Blue-ray DVD Icjátsz6vallána el. - Június 20-án Dallasban (Tex.) elhunyt Jack si. Clai/' KlLBY ("'1923) fizikai Nobel-dijas amerikai viJlamosmernök, az integrált áramkörök egyik megalkotója. Augusztusban a Nippon Electric Corp. - az öt évvel korábban megindítolt fejlesztés eredményeként - bemutatta az ORB (Organic Radical Battery) szerves anyagú akkumulátort. Az akku eellái a mérgező és nem kömyezetbarát litium helyen egy PTMA elnevezésÜ. géles S7en'es polimerböl alló ionszelektiv anyagot tartalmaznak. A szerves akku fejlesztcse Ma.~ah(lnl Saloh vezetése alatt még 2013-ban is tartott! Augusztus 26-án a T-Mobile RI. megindította harmadik generációs vidcOIclefonálásra is al kalmas mobilhálózatát, mely Budapest területének mintegy háromnegyedét fedte Ic. - Szeptemberben Niklas Zer/lls/röm és Janus Friis eladták az e8ay-nek 2,6 milliárd dollárért az általuk kifejlesztett intemetes telefonálási módszert. a Skype-ol. - Október 26-án kezdődött meg Németorszagban a HDTV sugárzás. A müncheni ProSieben adó a nomlál felbontású SDTV-vel párhuzamosan sugározta az I 920x l 080 képpo nt felbontású HDTV műsort. November elsejétől Németország es Ausztria műholdas tv·elő[ízetői számára sugároztak HDTV digitális műsorokat a Premiere HDTV program keretében az ASTRA-n keresztül.

25 eve törtent - Az 1990. évi fizikai Nobel-díjat JelYJme J. FRJEDMAN('" 1930) és Hen-

l

-

•

2. ábra. A Samsung SCH-V770 kameráJa. [hHp:llsec.co.kr/images/produc t/mobilel]

ry lY. KENDALL (1926-1999) amerikai. valamint Richard E. TAYLOR ("'1929) kanadai fizikusok kapták a részetskefizika kvarkmodelljének fejlesztésében rendkivüli fontossággal biró "az elektronnak a protonon és a kötÖU neutronon történő mélyen rugal-

RT EK '15

4. ábra. Robert N. Noyce. [http: IIcontent.cdllb.org/ark/130301]

3. ábra. A Hubble ürtáves6. [www.spaeeteleseope.org/archivesl]

matlan sz6nísával kapcsolatos uttörő kutatásaikért". - Január elsejével a Mngynr Posta három önálló reszre: a Magynr Posta Vállalatra, a Magyar Távközlési VállaIatm és a Magyar Műsorszóró Vállalatra vólt. Ez utóbbi a Posta Rádió- és TeleviLióműszaki Igazgatóság jogutódJa volt; később Antenna Hungária lett. A Minisztenanács 1989 decemberi rendeletévellétrehozták a Postai és Távközlés; Föfelügyelctct és II Frckvenciagazdálkodási Intézetet. A Posta Kísérleti Intézet (PKJ) Hírközlési Kutató-feJlesztő Kft.-vé alakult. Január 4-én Cambridge-ben (Ma:--:--.) ml:ghalt Hurold Euge"e EDGERTON (-1903) amerikai villamosmémök, a stroboszkóp feltalálója, a nagysebességű fényképezés ültöröje. Február 28-an az Internet elődje­ ként említett ARPANET az USA Védelmi Minisztériuma által finanszirozott kutatási projektek igazgatásának hálózata formálisan megszünt. Az ARPANET első csomópontjait 1969 szeptemberétőllétesítenék Kaliforma és Utah államban. - Április 25-én állították pályára a Diseovery ünepü1őgéprol a Hubble űr­ távcsövet (3. ábra). A táveső beüzemelésekor derült ki, hogy egyik tükre hibAs. Az új tükör előállítása, majd felszerelése három évig tartott, A világűr­ be tízmilliárd fényévnyi távolságra .. látó" Hubble bizonyítona be, hogya világegyetem tágulása gyorsul.

RT ÉK '15

- Május 5-én Hannoverben meghalt Walter BRUCH (-1908) német villamosmémök, II PAL színes televíziós adás-vételi rendszer feltah\lója. A berlini olimpia tevéközvetitéseiben felvételvezetőként és az általa fejlesztett ikonoszkópos kamera kezclőJcként vett reszt. 1938-ban elkészítette a Birodalmi Posta első teljesen elektronikus, 441 soros bontásu képet szolgáltató tévé-stúdióját. A világháboní alatt LáJtlóncú kábcltclevíziós hálózatot dolgozott ki az A-4 rakéták pcenemündci indításának megfigyelésére. A PAL 1967 augusztusától leli az NSZK, majd később más országok "hivatalos" színestévé-szabványa. - Junius közepén jelent meg a 36 oldalas Hobby Elektronika első száma

5. ábra. Sony TCD-D3 típusü DAT magn6J8. (http://www.stereo2go.com!]

(59 Ft). A Rádiotechnika "tesl"\-"érlapja" 2004 decemberéig "élt". JLinlUs 3-an Austinban (Tex.) elhunyt Robert Nor/on NOYCE (·1927) amerikai fizikus. a Fairchild, majd az Intel társalapítója, az integrált áramkör fehalál6inak egyike, II chip koncepció kidolgozója (4. ábra). 1961 áprilisában kapott szabadaImat az integrált áramkör gyánásara (US Pat. 2,981.871: Semiconductor Device-and-Lead SlrUcturc). - Júniusban a Tungsram Magnctic Media Rt. a Váci úton megkezdte II floppyk gyártását. Az 5,25" hajlékonylemezeket Tungsram-MAX márkanévvel hozták forgalomba. A kétoldalasan írható kétszeres, ill. nagy irássüTŰségü lemezek ára ÁFA nélkül 64Ft

(5,25TM-2S/2D és 5,25TM-2S/2D96), ill. 104 Ft (5,25TM-2S/HD). Julius 26-án Princetonban (N. J.) meghalt Albe,.t ROSE (-191 O) amerikai fizikus, az ortikon. a keportikon és a vidikon képfelvevö csövek társfeltalálója. Eindhovenhen augusztus 30-án elhunyt Bemcml D. H. TELLEGEN (-1900) holland villamosmémök, aki a Philips-nél G. Ho/st/al megalkotta és szabadalmaztatta II pentódát (1926). Az első, 6443 tipusu pentódát használta a Philips az 1927-ben piacra dobott 2501 es 2502 típusu rádiójának végfokában. Az októberi kölni Photokina '90 kiállításon a Sony bemutatta első hordozható DAT magnetofonjál (5. ábra). A TCD·D3 magnó - DT·120 kazettával, 32 kHz mintavételi frekvencia esctén - 4 órás digitális sztereó felvételt ten lehetövé. A fejhallgatós magn6 nyolcszoros túlmintavételczés mellett 20 Hz ... 22 kHz között vitt át, a jel-zaj

109

6. á bra. Az OSCAR-3 m Úhold . (hHp: Ilww2.amsat.org/wordpress/wp-cont enI/] viswny jobb volt 90 dB-nél. Mérete kb. 88)( 133 x37 mm. tömege kb. 500 g. Budapesten október IS-én három bázisállomással és egy önálló digitális központtal megindult az NMT-450 rendszerii. analóg mobil rádiótelefon szolgáltatás. melyet a WESTEL Rádiótelefon Kft. üzemeltetett. A 06-60 elő­ hívósmmu, mIntegy 170 bázisallomással rendelkező 450 MHz-es analóg hálózat 1993 végere vált orszagossá. 2003 junlUsáig müködöu. Decemberben indultak Japánban - kisérleti jelleggel. napi I órában - az NHK társaság áhal müholdról sugárzott HDTV adósok. A Hj-VlSion adások vételére Tokió középületeiben. éttermeiben, szállodáiban speciális tévéket helye.ttek ü.tembe. Az Adobe fOTj.!;alomba hozta a Photoshop I.O-t. a Microsoft pedig májusban II Windows 3.0 vC17iójával jelentkezett.

50 éve történt Az 1965. évi lizlkai Nobel-díjat kvantumclektrodinamikai munkásságukén Sin-hiro TOMONAGA (1906 1979)japán. valamint Julian SCl-IWINGER (1918 1994) és Richard Phillips FEYNMAN (1918-1988) amerikai tudósok kapták. Március 9-én állították pályára az OSCAR-3, december 21-én pedig az OSCAR-4 rádióamatőr müholdat. A téglatest alaku, 16,3 kg tömegü, már napelemekkel is felszereli Oscar-3 körpályán keringett a Földtöl kb. 900 km-re. Ezen volt elöször aktiv 1441146 MHz-es, 1 W kimenöteljesínnényú li· neáris átjátszó (6. áb ra). Ugyan csak 18 napig működött, rajta keresztül mégis 22 ország több mint ezer rádióamatőre ,jött össze az éterben". Az Oscar-3 figyelésébe k3pcsolódotl be először a Budapesti Műszaki Egyetem Rakétatechnikai Tudományos Diákkö110

re és az MHS Közpomi Rádióklubja. A valamivel nagyobb tömegű Oscar-4 már kétsávos, 3 W-os átjátszóval rendelkezett. Ezzel leremleuék meg az elsö összeköttetést a Szovjetunió és USA amatörei között (UP20N és K2GUN). Miután hibásan állították pályára. nyolcvanöt napos működés után a légkörbe érve elégett. - Április 60án állt pályára az Intelsat e!sö geostacionárius kereskedelmi távközlési műholdja, az Early Bird. Két darab 4 W-os, 25 MHz sávszélességű transzponderén vagy 240 telefonbeszélgetést vagy egy színestévé- müsort tudott á~átszani a 614 G llz-es sávban. A mű­ hold - bár élcttanamát 18 hónapra tcrvezték 1965 júniusától 1969 augusztusáig biztosította a kapcsolatot Europa és Amerika között, és az Apollo-II űrhajó Hold-cxpcdíciójának 1969 júhusi tévé közvetitésében is részt vállalt. - A COR március 24. áprihs 7. között Bécsbcn tartott ülésén a .Jlyugati" és a ,,.szocialista" ol"S7.ágok képviselői megkíséreltek az egységes európai színestévé-rcndszer kiválasztását. A tanácskozás eredmény nélkül zárult, a felek a $ECAM és a PAL között nem tudtak választani (vagy nem választhattak?). Április 21-én Edmburghban meghalt Edward Victor APPLETON (-'892), Nobel-dijas angollizikus. az ionoszféra pár száz kilométer magasságban l evő visszaverő a nagytávolságú öszszeköttetésekhez igen jól használható F-rélegemek fe l fedezője. - Május 24-én Párizsban meghalt LI/cien LÉVY(-1892) francia mémök. a szuperheterodin elv feltahllója. a kő­ zépfrekvellcia kifeje7..és bevezetöje, a gyakorlatban is real izálható kapcsolás kifejlcsztője (7. ábra). Találmányait 1917-1 8-ban jelentette be, a 493 .660 és 506.297 sz.. francia s7..abadalmakat mintegy két évvel később kapta meg.

7. ábra. Lueien Lévy moduláris felépltésú LL-Q1 típusú AudloneHe vev6Je (1923). [http://www.f6b1k.netl]

8. á bra. Releh-fog6s

á ramm é rő

az

1950-es évekból

Az I BM az év közepén jelent meg az IBM System 360/40 harmadik generációs középkategóriás számitógépével, mclynt:k architektur.í.ját G_ AMDAflL tervezte. A gép mcmóriája 32 KiB és 128 KiS között volt választható. Háuértárként 7,2 MiB-os lemez· egységek es kilenccsatomás mágnesszalagos egységek szolgáltak. Egy átlagos kiépitettségü gép kb. 900 OOO dollárba kcrűlt. A 360!40-ct kereskedelmi, mliszaki-tudományos célú felhasználásokra I 972·ig gyártották. - Október 5--én Budapestet1 elhunyt REICH Ernó C-I 887) gépészmérnök. Műszerekre, kisgépekre, villamos szerelési anyagokra vonatkozó belföldi sabadalmainak száma meghaladja a százat, a külföldieké a nyolcvanat. A Reich-fogót (8. á bra), mellyel a vezeték bontása nélkül váltakozó feszültséget, áramot, teljesitményt lehet merni. az I 930-60-as években gyártották idehaza és kült01dön is. (A mai digitális lakatfogók már nem áramváltósak. hanem a Hall-efTektust hasznosítják. igy egyenáram méréserc is alkalmasak.) Hazánkban befejezödön a ..faluvillamosítás"'. A villamos hálózatra utolsóként a Szabolcs-mcgyei Aporliget csatlako7.0lL Novemberben a Fairchild bejelentette a Robert J. WIDLAR által tervezett ~ 709 integrált müveleti erösitő gyártását, mely - a f.lA 702-vel ellentétben - már szinunetrikus tápfeszültséget igényelt, és nem volt hajlamos a geJje désre. Az IC ára kezdetben 70 dollár volt, dc három év mulva már 2 dollárért lehetett kapni. Az Elektromechanikai Vál lalat 4/0,8 kW közvetett moduIátoros, automatikus átkapcsolásulartalékadót kCszített a budapesti tévé--adó régi 30110 kWos adója mellé. Az 0.1. csatornán müköRT ÉK '15

dő adó szerelését december közepén fejezték be. Tokajban a korábbi 1/0,25 kW-os berendezést az 0.4. csatornán dolgozó 20/4 kW-os EMV adóval váltották ki és uj antennarendszert szereltck fel.

75 éve történt - A Nobel-bizottság ebben az évben egyetlen területen sem osztott díjaI. - Cardiflban január 4-én született Brian David JOSEPHSON brit Nobel-díjas fizikus, aki két szupravezető anyagot elválasztó szigeteJőrétegen létrejövö jelenségeket tanulmányozva felfedezte a szupravezető anyagok - gyakorlatban jól alkalmazható - alaguteffektusát. - A Rádió Technika márciusi száma gázmaszkban intézkedő tiszt képét hozta. Hangját a maszkba épített mikrofon vette, telepes csőves erősítő hajtotta meg a nyakában lógó hangszórót (9. á bra). Június elején a kormány elrendelte a külfólddel való levelezés és a külfóldí tnvíró- és távbeszél&-forgalom ellenőri.:ését. November ll-én a Kereskedelmi Minisztérium "ismét engedlHyezte az amatörforgalnulf. A magyar amatörök I'isszatérese az éterbe új szint visz a kihalt dx-sál'Okra. Jelenleg Európában c..-ak mi adhatunk egyedül. "- írták a Rádió Technika decemberi számában.

10. ábra. Georg W. A. von Arco 1931 -ben. [http://de.wikipedia. orgI] - Március 24-cn Párizsban meghalt Édouard Eugéne Désiré BRANLY (·1844) francia orvos, fizikus. Felfedezte a fémporoknak elektromágncses hullámok hatásárn beköve tkező kohézióját, megalkotta a v i harjelző, ill. a szikratáviró e l ső korszakában kizárólagos szerepet játszó kohe rert. - Május 5-én Berlinben elhunyt Georg Wilhelm Alexander \'Ott ARCO német fizikus, gépész- és villamosmérnök (·1869), szikrntáviro berendezések fejlesztője, a Tclcfunkcn müszaki igazgatója (10. ábra). Feltaláha a hu llámmér6t, a frekvenciasokszorozó transzformátor!. A naueni nagyadó épitése, korszerűsítése, nagyteljesítményű gépadóval és frekvenciasokszorozóval való cllátása, az amkai német gyarmatokkai való komm unikációs hálózat megszervezése is Arco gróf nevéhez ftiződik.

.~ pd~li,(l':!..,. Ii!!t h"'IfI.:6 r 61J(11 iutl:kfdi.J: . .~ "n~",I~,I. Q mihu· /An I"'flotj".

9. ábra. Rádió Technika . V. évf. 3. sz. (1940. március) 69. o.

RTÉK '15

- Június 18-án új szünetjcl szólal meg a magyar rádióban: a Rákóczi-induló első két üteme. A szünetjel-adót TOMCSIÍNYI Béla tervezte és saját maga kivitelcztc. A hangot fil mszalagon trnnszverzálisan rögzitetlék, a hurokfilmet rotocella előtt játszották le kb. 0,5 mis sebességgel. - Július 30-án született a Richmond közeli Surreyben Clive Marles SINCLA IR angol vá llalkozó, feltalá ló. Cégeket alapított saját tcrvezésű készülékek, pl. zsebrádió, zsebszámológép, mikroszámit6gép-kit gyártására. A ZX80-at 1980 februárjában kezdték arusitani kit formájában 79,95 fontért. A Sinclair Computers Ltd. 198 1 márciusában hozta piacra a ZX81-et, majd közel egy év múlva a ZX Spcctrumot ( I t. á bra). Az 1984- ben kihozott

Sinc/air QL és egy évvel később megjelentetett ZX Speclruml28 számitógép már nem araton olyan nagy sikert. - Augusztus 22-én az angliai Lake-ben meghalt Oliver Joseph LODGE (·1851) angol fizikus, a kohcrer névadója, az elektromágneses hullámérzéke l ő egyik továbbfejlesztője (rázóműves koherer). Elsőként szabadalmaztatta a szikratávíró adót es vevőt egymáshoz hangoló változtatható induktivitás! (GB Pat. 609.154). Lodge l engőtekercses dinamikus hangszórót, valamint a belsöégésü motorokhoz elektromos szikragyújtót ("Lodge Ignitcr") is szabadalmaztatott. - A Tungsram augusztlJsban hozta forga lomba ajellemzöen 1,25 Vf25 .. .50 mA fi.itésű, loktál rejes vevőcső-soro­ zatot (pl. DAC21, DBC21, DCH21, DF21, DL21), melyhez a II 11m átmérőjű volfrám katódszálat THURY Pó/és MILLNER Tivadar dolgozta ki. Az új esövekre alapozott tc1cpcs rádiók - pl. Orion 1338, 144B, 146-a hazai kereskedelemben már 1941-ben megjelentek. Vörös Rezső még korábban, már a Rádió Technika 1940 júniusi számában közölte az Echo J41- Thordozható néprádió kapcsolásat DF21 és DL21 csövekkel! - Auguszlus 24-én Berlinben meghalt Paul Julius Gottlieb NIPKOW (*1860) német mérnök, a "távolbalátás öreg pionírja" ahogya Rádió Technika 1940. októberi számában méltatta. A mechanikus Iytlksoros képbontó találmányát - melyből egy fillér jövedelme sem SzármazOIl - 1884. január első napjaiban jelentette be (Pat. No. 30105). A Nipkow-tárcsa széleskörű alkalmazására azonban csak jóval a szabadalmi védettség lejárta utan, az I 920-as évek közepe-vége felé került sor. - Augusztus végén a CBS alelnöke, GOLDMARK Péter Kóroly( 12 . ábra) bcmutalta az általa kifejlesztett 343

1t ábra. ZX Spectrum. [http://en.wiki

pedia.org/wlkl/C live_Slnclalr] 11 1

különböző

Iévé-adó

adáspamméteTÜ kísérleti az USA-han!

működött

100 éve történt

12. ábra. Goldmark Péter Károly 1948-ben. [hnp:/Iwww.tvhlstory.tv/)

soros bontású színestévé\. A színes képeI az R-G-B szins7űrökke] ellátolltáresanak a felvevö kamera optikája, ill. a képcsö elötti szinkronozott forgatása\"ill :illitOlla e\ö. A rendszeres kísérleti s.l ines adások szeptember 4-en kezdödtek il CBS New York-i stüdiójából. Augusztus JO-án Cambridge-ben meghalt Joseph John THOMSON (*1856) angol Nobel-díjas fizikus. az elektron felfedezője (1897). December 31-én Ln Porehericben meghalt Jacqlles-Arselle d 'A RSONVAL (* J 851) frilncia orvos, fiziológus, a ballisztikus tükrös galvanométer (13. ábra) és a tennokeresztes ampennérö fcltalálója. Nagyfrekvenciás árammal á~ilrt tekercs mágneses terében elhelyezett élő szervezeteken \ cgLen kisér[eteket: ez a dialenniás eljárás kezdete! Mivel ekkor még a "nagyfrekvencia" a [O kHz körüli hangfrekvenciákatjelentette, a test felmelegedésc nem következett be. de il kezelés allít61ag tu: anyagcserétjótékonyan befolyásolta. Az FCC az Egyesült Államok Szövetségi Hirköz[ési Blzotlsága februárban 40 csatornái jelölt kl a 42 ... 50 MHz közötti sávban az FM adók, 18 csatornát pedig az 50 ... 294 Mib savban a tévé-adók részere. JÚniusban új bizottságot alapított a televízió adásvételi rendszerre vonatkozó szabványok konszenzusos kidolgoLása érdekében' létrehozta az NTSC-t (National Telcvision Systcm Committce). Ez szükseges is volt: 1940-ben már 23

112

Az 1915. évi fizikai Nobel-díjat apa és fia között megosztva lfilliam Henry BRAGG (1862-1942) és U'illiam Lall'rence BMGG (1890-1971) angol fizikusok kapták a TÖntgensugaras kristályszcrkezct-analízis fe lfedezeséért. - Január 25-én ünnepélyesen meg· nyitották az első nmenkai transzkontinentális telefonvonalat New York és San Francisco között. A vonalon Lee dc Foresl-féle triódás 20 dB-cs erösítőket használtak. Az első beszélgetés a New Yorkban levö A. G. Bell és a San Franciscóban levő régi munkatársa. T 'Jotson között zajlott Ic. Bell megismételte 1876 márciusi üzenetél: "Mr. Watson - come here I wanl you!" - Február ll-én Chlcagóban születen Richard It-esll'y HAMMING (tl998) amerikai matematikus. Los Alamosban dolg07va a Manhattan Pro· ject számftógépes rendszeréhez készitette el - a hibás beolvasásra figyelmeztetésü l az egy paritásblles kódolást, majd pár évvel később a Bell Labs feJlesztesű számitógépckhez kidolgozta a 4·7-cs a róla késöbb elnevezett három kiegészítö bites - k6drcndszcrt. Június 16-án New Bredfordban (Mass.) született Jollll Wikler TUKEY (t2000) amerikai matematikus, a gyors

13. ábra. Az Arsonval-féle galvanométer. [Tehnika v eJo Isztorlcseszkom razvitii. Izd. Nauka. Moszkva, 1982, 357. o.]

14. ábra. A Popov-Ducretet-féle szikretáv!ró vevő. [Tehnika v eio imorl cseszkom razvitii.lzd. Nauka. Moszkva, 1982. 315. o.]

Fourier-transzformációs algontmus egyik kidolgozója, a bil és as:!.ofhw kifeJezés "keresztapja". Július 28-an a dél-karolinlli Greenville-bcn született Char/es Haro TOWNESllmerikal Nobel-díjas fizikus, a gerJcSltctt mikrohullámú emisszió kutatója, a mézer és a lézer egyik megalkotója Augusztusban indult meg a rádiótelefon forgalom Európa és USA kÖ7ött. Az Eiffel-torony 3300 damb párhuzamosan kapcsolt triódás adójá. nak Jeleit mintegy 9 ezer km távolságból, a Washington melletti Arlingtonban vették. Augusztus 23-án Párizsban elhunyt EIIgéne DUCRETET (*1844) francia mérnök, vállalkozó. Már 1897 végén szikratáviró kapcsolatot hozolt létre laboratóriuma és a 400 more levő Panthéon között. Egy évvel később már 4 km-TŐl vette az Eiffel-torony szikratávíró adóját. Kors7Crusitctte Popov vevőkészülékét. Ducretct cége szállítOlla POpOI'-DljCrel€1 márkanév illat! a kohereres szikratávíró vevőket az orosz, később a francia haditengerészet számára (14. ábra). Szeptember l3-án jelentette be Ra/ph V. L. HARTLEYamerikai villamosmérnök az induktív hárompontkapcsolású triódás oszcillátorra vonatkozó találmányát (US Pat. 1,183,875: Elcctrical circuit. 1916. máj. 23.). A esepeli szikratávíró állomáson a "vétel jelentösen javult 1915-bcn: Licbcn-rcndszeru erősítőt, később kétcsöves hangfrckvenciás erösítöt is kapott az állomás..... iJják a Poswmérnöki

RT ÉK '15

Mar. 'Zl, 1923.

J. R. CARSON.

1,449,382.

MElIIOD AHO MEANS fOR SIGIiAllNG ',vITt! HIG fl rUQUlWCY WAHS. fllIlI OiC. I, IJn.

1J-\j\,~Ul

fT

tI ábra. Augusta Ada Byron, Lovelaee gr6fn6je 1838-ban. [http://hu.wi kipedla.org/wikll]

15. ábra. John R. Carson Method and Means for Signaling with High Frequeney Waves szabadalmának részlete (1923. máre. 21)

sza/gá/at 50 éve c. könyvben. Ez volt az első hazai Lieben-triódás erősítő! - John Rel/shaw CARSON amerikai villamosmérnök december elsején jelcnlene be a rádiótelefonnál alkalmazható SS8 modulációra vonatkozó találmányát, melyben leírja az előmo­ dulált spektrum matematikai modelljét, az oldalsav és a vívő visszaálHtásának módját. A 1,449,382 sz. szabadaimat (IS. ábra) csak mintegy nyolc év múlva kapta meg. - Decemberben megjelent az ARRL hivatalos lapjának, a QST-nek első száma. A tizenhat oldalas újságot H. p. MAXIM és C. D. TUSKA szerkesztette. Egy szám 10 centbc, a negyedéves előfizetési díj 25 centbc kerul!.

vabbitani (16. á bra). l 860-ban - lll. Nap6leon esászar hathatós tamogatásaval - CaselIi korszeriisített készülékével kisérleti távmasoló összeköttetést létesítettek Párizs és Amiens. később Párizs és Marseille kőzött. Az 1860-as évek végén mar Moszkva és Szentpétervár között is a kék színnel rajzoló Caselli-távíró működött. - A Londonhoz közeli 6loomsbu· ryben május 21-én meghalt William NICHOLSON (·1753) angol vegyész. 1800 májusat61 saját készítésű cinkezüst Volta·oszlop segitségével elektrolízis kisérleteket végzett, vizet bontott. Feltalálta a hidrométcrt, mellyel folyadékok süriiségét tudta mérni.

200 éve történt - Január 18-an Guernsey szigetén született Warren de la RUE (ti 889) angol vegyész, csillagász. Feltehetöen 1840ben - és nem l 820-ban, ahogy több forrás is állítja - elkészítette az első platinaszálas izzólámpát Mivel a henger alakú üvegesőben levő Pt spirál a gyenge vákuumban esak rővid ideig izzott, az eszközt fényforrnsként a gyakorlatban nem alkalmaztak (a platina drágaságáról nem is szólva ...). - ÁpriliS 25-én Sienában született Giol'anni CASELLl (t 1891) olasz fizikus. Találmányaval, az elektrokémiai elvü szinkronizált Pamélégraphe képtáviróval vonalas ábrákat lehetett toRTÉK'15

- November 2-án az angliai lincoln településen megszületett George BOOLE (t 1864) autodidakta matematikus és filozófus, a nevéről elnevezett logikai algebra megalkotója. - Peter M. ROGET angol orvos feltalálta a kétszeres logaritmikus osztású logarlé\;t::t, mdlyd hatványozni és gyököt vonni is lehetett. - December IO-én született Londonban Augusta Ada BYRON, Lovelaee grófnöje (tI 852), Lord Byron költő lanya (17. ábra). Valószínüleg ő írta a világ e l ső számítógépes programját a kiszámitására Bernoulli-számok (1843). Angoira fordította és jegyzetekkel látta el L. F. Menabrca olasz hadmérnök és matematikus Babbage analitikus gépéről szóló könyvét és - egyes források szerint - az Analytical Engine-hez több programot is készített. Bevezette pl. a műveleti ciklus, a munkarekesz fogalmat, az adatrnroláshoz javasolta a kettes számrendszen. Tiszteletére nevezte el az USA Védelmi Minisztériuma az újonnan kifejlesztett magasszintű programozási nyelvet ADA-nak.

300 éve történt

16. ábra . III. Napóleon és a pantelegráf. [http://chem.ch.hujl.ac.il/-eugenl lk!]

- Áp rili ~ )·an Londonban született William WATSON (ti 787) angol természettudós, a Icidcni palack korszerusítöje: az üvegpalaekot kívülről és belülről is ónfóliával vonta be. Elsőként figyelte meg és írta le, hogya leideni palaek kisütésekor fény villan fel. Az "elektromos folyadék" terjedésére vonatkozóan is végzett kísérleteket, s 113

400 éve történt

18. ábra. Thomas Mudge. (hHps:/Iw ww.britishmuseurn.org/explore/highl Ights/artleles/)

megállapította, hogy az elektromosság fémes vezetőben akár 6.7 ... i 2,3 lábnyira (2 ... 3,7 m-re) is elvezethetÖ. Június IS-én 111. Károlyszentesítelte az 1714. évi pozsonyi országgyű­ lés határozatait. Ennek 63. törvénycikke megerősiti az 1655:31. tC.-t a pozsonyi kereskedelmi mértékek országos haszn:i.latáról. - Ez év szeptcmberében az angliai Exeterbcn született Thomas AfUDGE órás (ti 794), Graham tanitvanya ( 18. á brll.). A zsebórákban elsőként használta a rugó egyenletes lefutását szabály07ó korszeru gátlószerkelctct, drágakő csapágyakat. rubinü tközőket alkalmazott. Több darabot készitett pontos kronométereiböl az angol admiralitás, mgaóráiból pedig 111. György angol király számára, s elnyerte a "király órása" cimct is.

- Február 4-én Nápolyban meghalt Giovanni Bm/ista della PORTA itáliai tennészettudós (* 1535). Tökéletesítette a fényképezőgép őset, a CQmera obscurát: a kamm nyi lásánál gyűj tő­ lencsét alkalmaZOII. s ezzel megnövelte a kep élességét és fénycTŐsségét ( 19. ábra). Üveggőmbös-csöves vízcseppes tennos7k6pot készített, tanulmányozta a prizma sllnszórását. A Magia Nall/mUsc. könyvebcn számos üj megfigyelés - pl. a homorú tükörrel való képalkotás, a camera obscura alkalmazása rajzok felvétc lére és kivetitésére, a mágnességTŐI összegyüjtött tapasztalatok, szócső készítése - található. Ö írta kora legátfogóbb mű ....ét II titkosirásokról (De FUrlivis Lilerarom Notis. 1563). Henry BRlGGS angol matematikus a Napier-fele lennészetes logaritmus módosításaval megalkotta a tizes alapú - később róla elnevezett - logaritmust. Számításait a Logarithmomnl Chilias Prima ( 1617) és az ArilhmeticlI LogarilhmiclI ( 1624) könyveiben tette közzé. Ez utóbbiban 30 e2"er tennészetes szám logaritmusát adja 14 számjegyes pontossággal. A mantísszák kiszámításmil 37 elsők közőtt használta a véges különbségek módszerét. GiOl'Qnni Francesco SAGREDO velencei matematikus skálát készített Galilei tennoszk6pjához. így azt alkalmassá tette a hőmérsékle t kvantitativ mérésére. Megalkotta a hordozható höméröt, felvetette II tükrös teleszkóp ötletét. - Christoph SCHEINER bajor származású, optiká\lal, csillagásZ3ttal foglalkozó jezsuita szeneles ebben az év-

20. ábra. Christoph Schelner és a Helloskope. [hHp:/Iupload.wlklmedl a.org/wlklpedla!)

ben készitett - KeplertöJ Higgetlenül két kon . . ex lencsével teleszkópo\. Az elsók között figyelte meg leleszkópjá,al a napfoltokat az ingolstadti Szent Kereszt templom tomyában levő "csillagdájából" (20. ábra). A későbbiek­ ben több Helioskope-ot is épített a Nap rncgfigyelésere. HlIlebrord SNELL van ROI'en (latinul St/cl/ius) leideni csillagász és matematikus a Föld sugarának kis7.3mitása céljából javasolta két fóldfelszini pont közötti távolság háromszögeléses módszerrel történő meghatározásál. Később ezt a gyakorlatban is kipr6bálta: megmérte - a feltételezése szerint azonos hosszúsági körön fekvő és egymástól egy foknyira levö - kél holland település, Alkmaar és Bergen-op-Zoom közötti távolságot, amit 117449 yardnak ( 107.395 km) tal<\l\. A mai mérések szerint Alkmaar 40 45' és Bergen-op-Zoom 40 18' keleti hosszúságon fekszik, a távolságuk kb. III km, azaz Snell mérésenek pontatlansága alig haladta meg a 3%-ot! (Később a méteretalon hosszának megátlapításához szükséges geodéziai meréseket is a háromszögeléses módszerrel végezték, aztán az eljárás általánossá vált a geodéziai gyakorlatban. A s:!crk.) (E visszatek.intés az 1992-es évköny\'Ünkben megkezdett. azonos cimű "sorozat" folytatásának is tekinthetö. A szövegben *-gal a születési, t-tel a halálozási evetjelö!tük. A szerk.)

19. ábra. Camera obscura ("sötét kamra"). (hHp:/Iwernernekes.de/OO_cm s/cms!)

114

RT ÉK '15

Elmozdulás, " mere triangulum Pálinkás Tibor gépészmérnök, tpalinkas@radiovilag .hu

2001-ben tellék közze a=t a rendkívül szellemes analóg induktiv IÍtmérörendszerre vonatkozas:abadalmat, amelyet

Manfred Jagiella, a Balluff Gmbh. mérnöke nyújroll be. A szabadalom leljesen ujszerű módon Iwszllliy'o ki elmozdulás meré.sére a villamosság/Gnból jsmert /lyuga/mi indukció e/rét. A s=abadabm 'eírás (pl. [J j) kétféle alapmegoldásI ismertet, azok minden elképzelhető kiviteli variációjával. Azóta a Bal/ulfgyártja az ezen elveken múkődő útmérők ket családjál: II külső permanen.~ mágnes poziciójiu érzékelő DlL. ill. az állalldó mógl/es nélküli kompakt. meröszáras BIW lermékcsalcidol. Ez utóbbit a gyárló a lineáris elmozdufQs-

........................... ........... . ..... al ............... .... . ............. .. .... .............. . ..:::. .. ·· ...... · .... u c ..... . :::;;::::::::::: .........••..... ...

mérö potenciométerek kil'áJtására ajánlja, a::ok áráért. A következőkben ennek demonstrációs célú, házi készitésű változatát mutatjuk be.

Elöljár6ban fel kell hívnom a figyelmet arra, amit a [2] közérthetö fonnában így fogalmaz meg: "Szabadalombilorlást követ el, aki a szabadalmi oltalom alalt álló találmányl jogosulatlan/II hasznosítja. Kimeríti II jogosulatlan hasznosítás fogalmát az, aki az 6/1 (azai: a szabadalom tulajdonosa, a szerk.) engedélye "élkül gyártja. hasznalja, forgalomba hozza. Nem minősül szabada/omhirorlásnak az, ha va/aki személyes használat céljából egyedi piddimyl készít és haszmil. " (Magyar Tamás) o ••

effektív felület

'::E*·~ ·

if: .. ................... •• ........ ti· ...... • 'A"

:·~·~·~·~··~·~··~·~·f··~·~·f· ~: r.i ... ••• •••

bl

u~

•• Hi

cl

p, •r-'",

...

~

NJ

,

P2

, •

P3

... .. •• . .. u~ ... • ..'l} l:·

~

••• ••• ,.

... A1

::: A2

~" 1. ábra RT ÉK '15

Bár az USA-ban közzé teu szabadalomra hivatkoztam, a találmányt tenneszetesen Németországban és az EUban is bejelentették.

::: A3

Ez a képlet tulajdonképpen a nyugalmi

indukciót Irja le. Látható, hogya kapocsfeszültség egyenesen aranyos a felsorolt mennyiségekkel, valamint az indukcióváltozás frekvenciájával. A képlet akkor érvényes, ha a kerct méretei elhanyagolhatók a hullámhosszhoz képesl. (A váltakozó mágneses mező mindig elektromágneses mezöt is letesit. A hullámhossz a közismert összefiiggés szerint a fénysebesség és a frekvencia hányadosa: A =el f. A keretantenna talpponti feszűltségének közismen képletében az E térerösség és a A hullámhossz is szerepel; [31. A keret talpponti feszűltsége ott is arányos az A fclűlettcl.)

1. Alapelv A hivatkozott szabadalom a rendszer

:::

I

pontjaI közötti csúesfeszűltség (amennyiben a B-nek is a csúcsénekét vesszük alapul) az alábbi, a szak- és tankönyvekben nemigen szereplö képlet szerint számolhat6:

működésének fizikai alapjait nem részletezi, így első pillantásra nem is volt

olyan egyszerű rájönni a lényegére. Tekintsűk az l.a abrát! A kis keresztek egy kiterjedt, homogén mágneses mezöt jelképeznek, amelynek er6vonalai merölegesek a papír síkjára. Ebbe merül az A felűletű, n menetszámú vezető keret, amelynek síkja tehát meröleges az erövonalakra. Tételezzük fel, hogya mezö szinuszosan váltakozó B indukci6val jellemezhető. Ez esetben a keret esatlakoz6-

Fordítsuk most meg a geometriaí viszonyokat ( I.b ábra)! A keret ezúttal is hosszúkás téglalap alakú, a homogén, váltakozó mágneses mezö viszont korlátozott kiterjedésű, h állandó magasságga1. A fenti kepletbe az A helyett az AQ-t kell behelyettesiteni. Nyilvánvalónak tűnik, hogy a keretben (tekercsben) indukált feszültség független a mágneses mezö vízszintes pozíciójától mindaddig, amíg az a keret bal és jobb oldalai között tan6zkodik. Az is nyilvánvaló, hogy ha a keret b szélességét megváltoztatjuk, akkor az AO és ezzel a kapocsfeszű1tseg is a b-vel egyenes arányban megváltozik. 115

l~- F' : H

-30 us G&~ eszt6

impulzus

2. ábra Vett jel

Legyen a keret egyenlőszárú há· romszög alakú, az Le ábra szerint! Ez esetben 32 U feszültség 8ttól mgg, hogy a Ir magasságú mágneses mező hol helyezkedik el annak hossztengelye mentén: az J. pozícióban mért értéknél kisebb lesz a 2. pozícióban, és még kisebb a 3. p
lamilyen tekercset, amivel

előállítható

a kívánt frekvenciáju homogén mágnescs mezö. Az olyan tekercs pontosabban ket tekercsböl álló rendszer - már régóta ismert, amelyben a két tekercs közötti mágneses mező homogénnek tekinthető; ez csupán a gyürü alaku tekercsek r közepsugarának és L középtávolságának. arányától fugg (2. áb ra; a tekercsek között a "triangulumot" hordozó mérce helyezkedik el, itt a keresztmetszete látszódik). Ilyen tekercs-

+10V-r-- - - - -1 Kimeneti jel

OV.5V -10 O

1. pozfdó

3. pozldó

4 . ábra

párt számolt ki He/mholz (L = r), ill. Maxwell (L = r ../3). Sajnos, ez a ko nstrukció egyreszt meglehetösen nagy méretü gerjesztöte· keres-rendszert eredményez, másrészt egy "igazi" útmérő fémbő l készült burkolata erosen torzÍlana a tekercsek mágneses teret. A BallufT[4] közleményében, annak első ábráján megfigyelhetjük, hogy kél, párhuzamos (ferril) vas légrésének vonalában helyezkedik el a mérce, a gerjeszlő tekercsel pedig az "U" alakú vas rövid összekö tő hídjára csévélték (3. á bra, az eredeti "magyaritásával"). A szerelvényt az elmozdulást közvetítő, az alumínium ház belsö sínjeiben egyenesbe vezetett szárhoz erosítették. Mivel a mégoly nagy penneabilitású ferritnek is van vala-

GeJjeszto hurok (1. po.zlci6)

Háromszög alaku vev
(3. po.zlci6)

3. ábra

116

2. pozldó

mekkora mágneses ellenállása, igya tekercstől az "U" szárainak vege fe lé távolodva, a légrés indukeiója nyilván kissé csökken, a mágneses tcr kis mértékben inhomogénnek tekinthető (lásd kesőbb).

Egy dolgot nem látunk a vázlatos rajzon: a tekercs hozzavezetését. Azén nem látjuk. men nincs neki; ez a találmány másik szellemes ötlete! Nem véletlenül sorolja a gyánó a BIW (es a BIL mér6egységeket is) a Micropu~ seTM nagy útadó-csaladba. Lehet, hogy néhány olvasónk előn nem ismeretlen ez a megnevezés, hiszen a most targyalttól teljesen citérő működési clvü magnetosztrikciós útméróit is ezzel illeti gyánó; a mérőrendszen az [5J-ben bemutaltuk. A korszeru útmerok kialakitásánál lehetőleg arra kell törekedni, hogy az elmozduló elem és a rendszer többi része közön ne legyen szükség vezetékes kapcsolatra. (J6 példilzza ezt pl. a közismert digitális tolóméree.) Ha megfigyeljük az ábrát, akkor a mérce kerülete mentén látunk egy téglalap alaku vezetö hurkot is, amit rövid (mikroszekundum nagyságrendü) impulzusokkal (innen a Micropulse elnevezés) gerjesztenek. Az eredeti ábrán a ferritmagos szánt •.passivc oseillator"-nak ncvezik. Ez pedig nem más, mint egy párhuzamos rezgókör, amely a gelJesztö tekercsen kivű l egy kondenzátort is tartalmaz. A külső, gerjesztő keretre kapcsolt impulzussorozat ciklikus, impul:t u sszeTŰ mágneses mezőt hoz létre a vasban, aminek hatására a kör felgerjed. és az impulzusszünetben a rezoRT ÉK '15

100 mA-es kollcktoráramot viselnek el, igy a külső hurkot gcrjesztö impulzusáram amplitudóját is ilyen nagyságrendűre terveztem Márelkészüll az első müködóképcs modell, amikor a veszprémi Bal/uJJ Elektronika Kfi. egy 200 mm méréstartományú BIWI típusú bemutató példányt ajándékozott munkahelyemnek, az Öbudai Egyetcm - BGK-nak. Ez egy kimart házu, plexiablakokkal ellá-

tkép nanciafrekvcncián csillapodó hannonikus rezgesI vege ... Végső soron ez utóbbi állítja elő a periodikusan váltakozó mágneses mezőt, ami a ,.triangulum(ok)ban" pozíeiófüggö váltófeszültséget gerjeszt! Most már csak az a kérdés, hogy milyen időzitésü gerjesztő impulzusokat kellene alkalmaznunk, ill. mekkora a szán rezgökörének rezonanciafrekvenciája? Erre a [4] második ábráján próbáltam válasZl találni, bár a vázlat sok tekintetben nem fedheti a valóságot (magyaritva: 4. ábra). Az hagyján, hogy az eredeuleg ..Received oscillations" megnevezésü - igy joggal feltételezhetően a triangulum kivezetésein megfigyelhetö jelek nem szinuszos, hanem valamiféle meanderszeru lefolyasúak. az amphtúdójuk sem csiJlapodik, de ráadasul a gerjesztő impu];lUsok környezeteben meg is szünnek! Alaposan megfigyelve az idözítéseket úgy találtam, hogy a gerjesztő impulzusok távolsága az impulzusszélesség nyolcszorosa. A megadott impulzustávolságból arra követkcZlcttem, hogy 4 )Js-os impulzusokat generálhamak. A rezonanciafrekvcnciát ugy eélszeru megválosztani, hogy az impulzusidőre éppen annak felperiódusa jusson, men akkor a felfutó el felgerjeszti a kön, a lefutás pedig éppen a rezgés nullátmenetére esik. Ebből következik hogya rezgő­ kÖr1 125 kJlz-rc kcll hangolni (tp - 8 ~). Mivel az impulzussorozat perlódusidejének és az impulzus szélességnek az aránya I :8, azaz l :2 J , vélhetöcn egyszeru logikai hálózattal elő tudom majd állilani. Nyilván törckedni kell arra, hogy az impulzusok fel- és lefutó élének meredeksége minél nagyobb legyen, mer1 a közismert U :- ' Ó
RT ÉK '15

a)

o

b)

c)

d)

~~~t, I

2. kép

117

Jelkondlc!0náló ~ egyse g - -. .

A

5. ábra

tolt mérőfej ( 1. kép). így jól látható a merce (amit tennészetesen nyáklapon

alakítottak ki) és az első rnnt!zésre meglehetösen bonyolultnak

tűnő

elektroni-

kapanel. (A több csatornás, izolációs

DCIDC konverteren,

műveleti erősitő­

kön, analóg kapcsol6kon és néhány egyéb IC-n kivül 16 bites ultra alacsony teljesítményfelvetelü mikrokontroller, flash-programozott 36x800 cellás CPLD is látható a mindkét oldalán SMD-kkel sűrűn szerelt panelon. (CPLD = Complex Programmable Device; komplexitásában a PAL és az FPGA közölt elhelyezkedő struktúra).

Az analóg működési elvű, analóg kimenöje]ű (ez a példány pl. 0 ... + 10 V kimenöfcszűllseget ad, de Jéteznek szimmetrikus kimenőfeszühsegű, ill. áramk.imenetü tipusok is) lehál 16 bites mikrokontrollert és CPLD-t is tartalmaz. Vajon mi célból? Bár a legtöbb félvezető eszközt sikerült azonosítanom, a kapcsolási rajz felvétele a többrétegű nyák miatt reménytelennek látszott. Még ha sikerült volna, talán akkor sem jutottam volna sokkal közelebb a működés megértéséhez, a kél nagy bonyolultságú digitális esipbe táplált ismeretlen szoftverek miali. Az impulzusszélességet és a rezonaneiafrekvenciát azonban meg tudtam mérni, és mit ad isten: 4 )ls-nak, ill. 125 kHz-nek bizonyultak! A gyors komparátor cs az analóg kapesolókjclenlétéböl aTTa következtetek, hOb'Y a jelfeldolgozás nem gyors lineáris analóg detektoron, hanem szinkrondetektoron és/vagy mintavevö/esúcsértéktároló aramköTÖn alapul. A rendszer valószínűleg a gerjesztő impulzusok közötti szünetekben vesz mintát a válaszjel amplitúdójából (talán eTTe UlaIhat a 4. ábrán a válaszjelek folytonossági hiánya), azt digitalizálja, elvégzi a korrckciókat, majd visszaalakitja analógjel1é és úgy junatja a k.imcnetre. Lehet, hogy a korrekció számításához figyelembe veszi a gerjesztöimpulzusok amplitúdóját és a kömye-

118

zeti

hőmérséklete!

is. Az eredmény lea BIWI sorozat linearitáshibája max. 0,02%, ami felülmúlja a legtőbb lézertrimmelt útmérő potenciométerét. ráadásul nem léven esúszóerintkezői, kopásból eredő kontakthibákkal scm kell számolni. A kontrolIer feladata tehát nyilvánvalóan nemcsak a nullpont külső programozhatósága! Ide idézem az adatlapokon megtalálható legfontosabb paramétereket: - Méréstartomany: legkisebb 75 mm; legnagyobb 750 mm (16 félét gyártanak. Nyilván a különböző mérestartományok különböző erősitésigénye is szoftveresen állítható be, hiszen az elektronika láthatóan "egységpanel", a legrövidebb házban is elfér.), - Felbontás: 5 )lm, - Ismétlési pontosság: 10 )lm, - Tápfeszültség: 18 ... 30 V DC, - Kimeneti jelfeszültség a mérestartománym vonatkoztatva, 6 mA max. terhelés mellett: 0 ... 10 V (A típus), ill. ±IO V G típus). Ámmkimenct eseten 4 ... 20 mA (E típus) v. 0 ..,20 mA (C típus) között választhatunk, - Tipikus impulzusfrckvcneia: 32 kHz (30 .. ,33 kHz). nyűgöző:

Az én házilag készített, kizárólag mű­ veleti erős[tőkön alapuló, nagyon egyszerű felépitésü mérőáramköröm nyilván közel sem tud majd ilyen pamméte· Teket produkálni! A következőkben - a szokástól tán kissé eltérően - nem csak a megvalósult műszert és annak megépítéset írom le, de kitérek a fejlesztés közben felvetődött problémakm, bukt3tókra is. Így aztán igazolva látjuk majd Murphy konstruktőröknek szóló inteimét: ,, -

Egyik ,miszaki probléma sem olyan minI amilyennek az elsó pillanatball lats=ik, " egyszerű,

2. A saját építése

készítésű

modell fel-

2.1. A mérce fejl6déstörténete Az e lső, elemi mintazatú mércemet a 3. ábran látottak mintájáro alakitottam ki (2.a kép). Ezt csak a működési elv kipróbálásához, a szükséges áramköri blokkok kifejlesztéséhez készítettem. Aztán arra gondoltam, hogy a gyakorlatban használatos induktív és kapacitív finomtapintók, útmérők döntő többsége szimmetri kus felépitésü,

U~~C========:>

al U

u

::=::::::=_--JJ

cl

- - b oldal

__

""""

6. ábra mert az számos e l őnyt biztosít. Elkészítenem tehát az e l ső szimmetrikus panelt. amelynek mindkét oldalán volt egy-egy gerjesztő hurok, és egy-egy, ellentétes állású triangulum (2,b kép). A gerjesztő hurkokat elöször párhuzamosan kapcsoltam. de később sorba kötöttem, mert nyilván kétmenetes tekercském duplájám nő fl gerjcsztés. Mivel a panel áttetsző, a fotón kivehető a túloldali, "fejre álHtott" lmpéz is. Kisvártatva a Balluff kiadványai között kutatva találtam egy olyan ábrát. ami hasonló, szimmetrikus mcreet ábrázol ([6], 5, ábra). Utóbbit közérthetően a 6.a ábra szimbolizálja: a pirossal színezett hurok az egyik, a kékkel színezett a másik oldalra került. (Ezeket később a kapcsolási rajzon L3-mal, ill. L4-gyel jelölöm.) A következő változathoz az ihletet a gyári mintapéldány adta. Az l. pontban egyértelműen egyenlőszáril háromszögre (vagy trapézra) utaltam, de a triangulum derékszögű is lehet. Az érzé· kenyseg ui. csak aitól fugg, hogy a szán elmozdulási tartományának két végpontján mekkora a hosszanti oldalak távolságának különbsége, azok szöge közömbös. Ha derékszögü háromszögeket vagy trapezokat alakítunk ki a mercén, akkor középpontos tükrözessel a két vevőhurok elfer egy oldalon egymás mellett, es ugyanezt a másik olda· Ion meg lehet ismételni. Az azonos állású hurkok sorba köthetők, 2-2 menctes vevőtekercset alkotva (n = 2; az er-

RTÉK'15

BY196

+12 15

Vfl-f[~~:'~11.2'~'~'~N~4='48ÍTB~C~'84rBT~l'-:·29 v ., • 4060B "117 '" 0' I le u " "V • g o< 100U

le2

220

330n

7

cn,

10

t'"'

R1

" MHzc:::J

Cfl27

10M

~

0' '

o

07 '

5 ~T oe "

'" ,,' ,,' ,,' ,,3

.,'"

E

m

:ll

•n. ,..5O " '" '" •3

"

c...

2N2369

C7 ,,"

, :L1 ,

~

G

",'

s© z

"

o, '

" YS

c

- '",

0'

,

3 C,

.u'

" GND

.IN 5

•

DO

, ,.

I,,~u

ZP012

"V

Co,

~

7."

O

G'O

"

o

2N2369

.8 8"

er. '"o

,.

Be GND Kj

E

sc, ..

-9V

b. lmpull.usg('n('rátor l ábra

zekenység ezzel ismét duplájára nó.) Ezt II méreémet II 2.e ké pen, ill. a 6.b ábrá n láthatjuk. A Balluff megoldása is ilyen, ill. annyival különb az enyémnél. hogya 6. ábrán nem szereplő gerjesztő hurok mindkét oldalon 2 menetes, összesen tehát 4 menetes. Ilyen mintazat legyártásától eltekintettem. Az elméleti részben kihangsulyoztam, hogy mennyire lényeges II linearitás szempontjából a szán által gerjesztett mágneses mező homogenitnsa. Azt is emliteltem_ hogya ferritmag résében ez a feltétel nem teljesíthető. A BalluIT - nyilván a szofiveres karakterisztikalineanzálással - ezt a problémát megkerüli. Úgy sejtem. hogy mmden egyes példanymIl egyedileg, speciális, számitógép-vezérelt automata kalibráló készülékben teszi ezt. A készülékbc ideiglenesen beszerelt mérócgység szárát az szabatos távolságegysegcnként (mondjuk, 5 mm-enként) elmozdítja, a kimenöfeszültség elméleti és tényleges értéke közti különbségeket eltlÍrolja. kiszámítja a korrekeiós értékeket, és beírja a kontrolierbe. Az én egyszeru változatomnál inkább azt az utat követtem. hogya mérce hátoldalán a mintázatot megfordítotRT ÉK '15

A +9 Y-ot az ICI állítja elö a szokásos kapcsolásban. A bemenetet a D l párhuzamos dióda \·édi fordított polari(ásu bemenöfeszültség ellen; ilyenkor kiolvasztja a Si miniatűr üvegcsöves biztosító!. A -9 V az IC3-ból és a köré települt passzív hfllózatból álló kapcsolóüzemú konverter kimenetén áll elő. Ez a kapcsolási rés71et az MC34063 [7) alkalmazási példatárában szerepcl, csak át kellen számitani az elemértékeket - 9 Y-ra. Azesetleges - 12 V-ot meghaladó tr.... nziensek levágására a kapcsolást kiegészÍleltem a Dó-tal. Az IC részletes ismertetése pl. a [81-ban megtalálható. Az MC34063 nem teki nthető korSZCTÜ tipusnak. Tulságosan nagy az indul6árama, a hatásfoka pedig ebben az alkalmazásban alig haladja meg az 50%-ot. bár ez kisebb vesztcségü L l-gyel némileg javítható letl volna. Mentségemre legyen szólva: ez a (.. H" magú) tekercs és ez az IC volt a fiókban. Ma már számos korszerűbb. pl. árammódu tipusbóllehet választani. de más IC-hez a nyákot ál kell tervezni!

tam. hogy az átfog6k lejtése a másik 01daléhoz képest ellentétes irányú legyen. így az mhomogén mágneses mező okozta problémát legalább részben kompenzálni lehet (2.d kép, 6.c ábra). Tudtommal a gyári lItmé rőkben ilyen topológiáju mérce nem ta lálható. Mindegyik szimmetrikus mintázatú méröléc fizikai nullponljn a merce közepénél, aza7 annál a szelvényénél van, ahol a két (i ll. négy) triangu lum szélessége egyenlö. 2.2. Szimmetrikus táprész zusgenerátor

és impul-

a. Táparlll mköröl.. A jelkondicionál6 3f11mkör ezen fokozatainak kapcsolási raj zát a 7. ábra mutatja. Eredetileg azt terveztem, hogy a mercét ±50 mm-es méréstartományban kalibrálom. amihez ±5.000 Y-os kimeneti jelfeszültség tartozik majd. Hogy ezt biztonsággal elérhessem, egy későbbi ábrán szereplő jelkondicionál6 áramkör számára ±9 Y-os stabilizált tápfeszültséget biztositok. A rendszer tápel1átását egy stabilizálatlan 12 Y-os DC dugasztáp redezi.

Az IC2 oszcillátor+bináris számláló egy 4 MHz-es kristály! rezget be. A tok Q5 kimenetén 125 kHz-es (t5 8 ~I.s). a Q6-on 62.5 k.H z-es (~ ... 16~s), ti Ql-en 31,25 kl lz-es (t7""' 32 ilS) szimmetrikus négyszögjel áll elő fo lyamatosan. közel +9 Y-os amplitudóval. E három kimenetre csatlakozik a D2, 03. 04, R2 diódas ÉS kap u. A kapu kimenete csak akkor II szintü, amikor mindhárom bemenete egyidejűleg H szintü. A 8. á bra segítségével belátható. hogy ez a feltétel a G ponton éppen 32 ~s-ként telje· sül. 4 ~s idötartamra. A kapu k.imenete közvetlenül a TI emitterkővctőt \ezerli. ami az R4-en keresztül ciklikusan telitésbc viszi a T2-1. A TI nem üzemel telíléses üzemmódban. igy nem keH különlegesen gyorsnak lennie a nagy élmercdekségü impulzusok előallítnsa érdekében, a T2 pozíeiójábll viszont a meglevő tran7isztoraim közül csak a 2N2369 fe lelt meg. A T2 kollektornramát az R5 párhuzamos ellenálláskomplex.um kb. 95 mArc korlátozza. Mivel az L2-vel jelölt ge rjesztő hurok ellenállasa nehány tized ohm, szamára a 81 ohm eredő belsőcllenállisu tápfomís áramgenerntomak lekimhetö. A T2 kollektomn mérhető jeiaIakoI az ábrán reltüntettem. Az impulzusoknak mind II felmind a lefutási ideje < I00 ns.

119

l ogikai szintek H

05 L H

OB L H

07 L H

G

32 us

8. ábra

2.3. Je/kondicionáló áramkör A komplett analóg rendszer kapcsolásí rajzát a 9. á brán mutatom be. A leljesen szimmetrikus felépítésű hálózat két AC jclcrősítöt. két precíziós kelutas. gyors méröegyenirányítót és egy kéIbemenetü. kalibrálható erősítésü összegzőt tartalmaz.

--

8.

J elerlisítök

A

következő

egyeniranyító fokozatok felé DC leválasztást alkalmazunk (Cl 3, CI4). pon tban

tárgyalandó

mérőegyenirányitók m egfelelő műkö­

b . Méröcg}cnirányítók

déséhez voltos n agyságrendű bemenő­ jelekre van szűkség, amig a triangulu1l1ok kimenetén csupán kb. 40 ... 170 mV közötti jelamplitlJdó mé rhető. A két vevöhurok-rendszerhcz cgy-egy nagy sávszélességű, jFET bemenetü O PA-n (lC4, IC5) alapuló, neminvertáló visszaesatolású, nagy bem enő­ impedanciáju kapcsolást választottam. Az adon precíziós v isszacsatoló eI Icnállásokkal erősítőként Au =35 reszűlt­ sége rős[tés áll be, ami az LF357-nél 125 kH z-en még stabil működést eredményez. A neminvcrtáló bemenetekre a triangulumokjelét egy-egy elemi integráló tagon (R9, C9, R 12, CtO) kcresztül csatoljuk. A ge rjesztő impulzusok mcredek élei ui. a vevő h urk ok kimeneten is jelentkeznek. Ezeket celszeru minél jobban elnyomni úgy, hogy közben a színuszos ősszetevö amplitúdója ne csökkenjen észrevehetően. Az O PA-k ofszetfeszühsége is 35-szöröscre felerösítve jelentkezik azok kimenet én, ezért az

A fejlesztés során ezek a fokozatok okozták a legnagyobb rej törést. lJármennyire is hihetetlen első olvasásra. bizony nagyon nehéz olyan, nagy linearilású egyenirányítót összeállítani hagyományos eszközökböl, ami 125 kHz-cn pár százalékos hibával mű­ ködik. széles amplitúdó-tartományban! Magam kísérleti panclen számos kapcsolást kipróbáltam, de mindegyikben csalódtam. Például az átlagos kézi mu ltiméterek egymáséhoz nagyon hasonló, általában TL062-n alapuló egyenirányító fokozatai úgy 500 Hz-ig (!) mű­ ködnek elrogadhatóan, e fólött az átvitel linearitása rohamosan csökken. Az ígért 20 kHz többnyire 3 dB-es hiba mellett ertendö, ami egy 3,5 digi tcs digitál is multiméteméi szerintem teljességgel elfogadhatatlan. Végül fl HP egyik alkalmazási segédletében találtam meg a megfelelő kapcsolást ([9]). Igaz, a "nagy sebcsségünek" titulált áramkört 20 kl'lz-ig javasolja. dc a frekvenc iahatár annál nagyobb, minél

LF357N

r----------oc-----------------------------r--------r--"" e.7

."

'tto:,!. I 0r---

fU.4 22

RU

RI'

HO.l'"

HO.l'"

."

~

C1 • • '

lO~I ~

"

.

-,

-------,

--

.""

." , "

""', ,

"

lC8 l T1356CN

••••••• .J

07 0'0' 1N4146'

-

~14 ~::+ foe ~.1 -

100"

.."

010

11

R21 lOk , ...

._.

r+-f-----Q~

'"

,

~

", "" "

._.~'

l F357N

9. ábra

120

RT ÉK '15

'r bl

Ir 10. ábra

nagyobb a7 áramkörhöz felhasznált mü\'e!eti erősitök kimeneti jelváltozási sebessége (Slew Rate-je).

Bár eredetileg azt a célt 'űztem ki, hogy átlagos, problemamentcsen beszerezhető

integrált áramkörökkel épí-

tcm fcl a kapcsolást, itt mégis kénytelen voltam kivételt tenni. (Igaz, ma már a7 LF357 sem kapható. dc az amatőrök és hobbislák binokában még böven akadbelőle példányok,) A precíziós egycOlr.lnyítóhoz a kereskedők kímílmában nem találtam kellően gyors OPA-t, ezért azt külön rendel tem meg. A különböző gyártók adallapjainak tanulmányozása után a Linear Technology LTl3S6CN típusu négyes műveleti crösítöjcnél kötöttem ki, amL a maga 400 Vi}.1s-oS Slew Rate-jével, viszonylag alacsony fogyasztasával és kcl!öcn magas maximális tápfeszültségével megfelelönek tűnI. Raadásul így egyetlen tokkal meg tudtam valósítam a két egyenirányító egységet. Az egyenirányító nem csak az alkalmazott IC típusában, de a diódákéban is ehér az eredeti II P-koncepci6tól. A 9. ábrán 08. ill. DIO pozíciószárnmal jelölt dióda helyén eredetileg ui. egy nagyon kis szivárgási áramu jFET szerepelt ugy, hogy a Souree és a Drain kivezeteset összekötötték: ez képezte a dióda katódját A javasolt 2N4393 tipusú FET nagyon drágán szerezhető esak be, így azt is IN4l48-as diódával helyettesílcttcm. A diódaként üzemelő FET nyitófeszültsége alacsonyabb, mini az I N4148-e. A 9. ábrán lehát az JC6a. b köreepül a pozitív kimenöfesziiltségii, az IC6c, d kőre a negalív kimenöfcszültségű méTÖegyenirianyitó. Az áromkör működé­ sét most nem ismertetcm; a (I Ol-ben ennek, ill. több más alapáramkömek a rövid működési leírása megtalálható.

nak

RT ÉK '15

Az egyenironyitókut egy-egy integroló tag követi (R2S, C19: R27, C20). A kondenzátorokon az egyenirányított szinuszjd integrál-középértékének megfelelő egyenfeszültség lep fel, mégpedig a C l9-en pozitív. a e20-on negatív polaritással. Később látni rogjuk, hogy ducára a nagyon gyors műveleti erősítőknek és az alkatrészek gondos válogatásának. ez az egyenirányító kapcsolás bár Jobb. mint a többi ~iltalam kipróbált áramkör - is jelentős linearitáshibával rendelkezik. c. ÖsszegLő Az JC7-en alapuló. invertáló kapcsohisban dolgozó kétbcmcneru összcgző alapkapcsolás. A két bemenet sülyozása szigonian azonos (R26 = R28), a rendszer eredő átviteli tényezöje pedig a PI-gyel beállítható. Amennyiben a rezgőköros szán középhclyzetbcn van és minden fokozatpár tökéletesen azonos jellemzőkel bír (tehát a két jeIerősí­ tő erősítése, ill. a két egyenirányító átviteli tényezője egyenlő egymással), akkor az integráló tagok kimenetén abszolüt értékben egyenlő, de ellcntétes poJaritasü feszültség jelenik meg. A7 összegző kimenetén ez Q-t eredményez akkor. ha az IC7 ofszet feszültsége nulla. Hogyha a szánt a középhelyzetböl pl. pozitív irányban elmozdítjuk, akkor optimális esetben amennyivel az összegző pozitiv bellleneti reszültsége megnő, a negativé (abszolut értékben) annyival csökken. A jelkondicionáló áramkör kimenetcn e különbség a P I-gyel kalibrálható ménékben felerő­ sítve jelenik meg. A neminvenáló bemenct szintJc a GND-TÓI mindkét ininyban eltolható kb. 60 mV·tal. a P2 segitségévcl; C7 a nullazó potenciométer. (Ezzel végső soron kb. ±2,S mm nullponteltolás le-

hetseges. 8th a módszer elvi leg ennél jóval nagyobb nullázási tartomány mcgvalósitását is Ichetövé Icnné, a ké· sőbb részletezendő nonlinearitási problémák miau azt mégsem cetszeru megnö\'elni.) Egyszeru nullaelloló árnmköTÜnk némi instabilitást visz a mérőjeI­ be, mert az R32. R33, R34. P2 osztó TCferenciafeszültségeit az áramkőrők tápfeszültségei képezik. d.

Tá psz urők

M1vel a po7itiv tápfeszültséget uz impul.wsfokozat erősen ..megrángatja", a negatívon pedig a DClDC konverter meredek tüskéi ülnek, AC erősítők, a mérőegyenirányilók és az összegző mindkét tápfcszültségét egy-egy 22 ohm, 10 ~F·os szűrotagon keresztül kapják meg. Az egyes ellenállásokon eső nem egészen 0,1 V nem okoz semmiféle problémát a működésben.

3. A mechanika elkészítése

3.1. Mérce A mércével kapcsolatos meggondolásokat a 2.1. pontban mar vázoltam. A véglegesnek tekintett, a mágneses mező inhomogenitását kompenzáló változat nyáktervél a 10. ábra mutatja. A panel anyaga 1.5 mm-cs, kétoldalon fóliáZOtl (2x35 ~m-es) üvcgszalerősítésű nyák lemez, amelynek mérete 21 x 155 mm. A rajzolat kialakitása közbe" ügyeljünk a lehető legnagyobb geometriai ponlosságra.' A nem túlságosan összetett beültetési rajzon ( 11. ábra) csupán a Cs, 6 pólusü rusor számozása látható és rekete pontokkal jelöltem a kél oldal közötti átkötéseket. Ezeken kereszl111 valósul meg az LJ és IIZ L4 triangulumainak fazishelyes összekapcsolása, valamint az LS kétmenetes hurokká alakítása. 121

3.2. Szán a rezgökörrel Az tennészetes. hogy olyan különleges kialakításu, villa-szerű, pontos geometriájú ferritrnagot nem tudtam beszerezni, ami ide megfelelne. Ezen egy roncs Sokol rádió lapos femtrúdjából köszörültem ki gyemántkoronggal azt a három alkatrészt. amiböl a vasmag összeragasztható. A méretek a 12. á bra összeállitási rajzáról olvashatók le. A két szárat összekötő, az L5 tekercs tényleges magjául szolgá ló darab sarkait feltétlenül ke rekítsük le és készítsünk meg egy ugyanilyen vastagságu darabot! A három elemet - gondosan ügyelve azok pontos tájolására - pi llanatragaSZlóval rögzítjük egymáshoz, de elöne a második közdarabot is betesszük ideiglenesen a villa szárai köze a végek közelébe, hogya légrés párhuzamos maradjon. A ragasztó megkötése után a magra 100 menetet csévélünk fel 00,22 CUZZ huzalból vadtekereseléssel, a lekercs önkapacitásál csökkentendő. A Balluff is k.ihangsúlyozza a minél nagyobb körjóság fontosságát! A tekercsszerelvény egy 15x 19x60 mm-es plexihasáb végében kiképzett horonyba illeszkedik, ahol 2 db M2,5-ös sr hemyócsavar rögziti. A hasáb oldalára egy nyákcsíkot csavaroztam fel, ami két széles, párhuzamos vezetősávol tartal maz. Erre vannak felforrasztva a rezgőköri konde nzátorok: a C24 (polisztirol), a C25 (negativ hő­ foktényezőjü kerámia) a C26 kerámia trimmer, és persze az L5 kivezetései is (3 . • ' p). lU engedtessék meg nekem még egy feltélelezés a BIW útmérők egyedi kalibrálásával kapcso latban. A rendelkezésemre álló példány műanyag szánjában nem látni hangoló elemet, sőt a rezgőköri kondenzátor is rejtett. A rezgökör így alighanem fix hangolású. Az áramköri panelon sincs kristály vagy kerámiarezonátor, viszont emlékezzünk vissza: az adatlap az impulzusfrekvenciát 30 ... 33 kHz közötti érték-

i

i

i

--

i__---..

.

c;~Io ~

!~===--~. I 11 ábra

122

ben defin iálja, ami elsö olvasásra eléggé meglepő lehet. Elképzelhető, hogy a rezgőkör gyártási paramétereit kellően szük határok kőzött tartják, az impulzusfrekvenciát és a gerjesztőim pulzusok szélességét pedig a kalibrálás során egyedileg táplálják be a mikrokontrollcrbe, azaz az impulzusgenerátort hangolják a rezgőkörhöz.

Visszatérve a plexihasábra: abba egy másik hornyOl is martam, hogy az egész felfogható legyen egy 150 mm-es digitális tolómérce mozgó pofájára, szintén 2 db hemyócsavarral. 3.3. MűszerosszeálMás Demonstrációs mérőeszközűnkben a digitális tolómérce fontos szerepet ját~ szik. Egyrészt egyenesbe vezeti a rezgőkö rös szánt, másrészt elengedhetetlen kelléke a rendsze r el lenörlésének, a maga 0,01 mm-es felbontasaval és kitünő linearitasával. A 4. kép mutatja, hogyan van felfogva a tolómérce két plexi bakkal az alumínium alaplapra, ill. hogyan rögzíti a .,triangulumos" mercét egy külön bakelit lernezhez két további, horonnyal ellátott plexi tartó. A bakelit lemezt is az alaplaphoz csavaroztam úgy, hogy beállitáskor néhány milliméternyit elmozdítható legyen.

4, Az elektronika elkészítése A 7. és a 9. ábrán bemutatott kapcsolás egy közös, 46x 168 mm-es, egyoldalon fóliázott panc10n helyezked ik el ( 13. és 14. á bra). Akimaratott, kifúrt, beónozott, majd szemrevételezéssel alaposan elle n őrzött nyákba elöször a 3 db áthidaló huzalt, majd a Bi, D l, Cl, C2, ICI, e3 (ez SMD) és a C4-et forrasszuk be, ill. fe l! A bemeneire tápfeszültséget adva, az ICI kimenetén a +9 V körüli feszültségnek meg kell jelennie. A mintapéldány számára ICI-et próbapanelen tesztel lern: több darabból válogatva azt a példányt építettem be, amelyet pákával szelíden melegítve, a kimcnőfeszűltsége a legkevésbé változott. Ha stabilabb működést szeretnénk elérni, akkor a 7809-t egy 723-ason alapuló, külső áteresztő Iranzisztorral kiegészhett kapcsolás sal helyettesíthetjük. Ilyet pl. a [llJ-ben találunk, az áramköri környezet ellenállásértékeinek táblázatos összefoglalásával. A táblázatban a 9 V-os bcállitás is szerepel. Sajnos, ehhez vagy át kell tervezni

a panel ezen részét, vagy a tápáramkört egy kis feltétpanelen kell megvalósitani, amit aztán három ponton kapcsolunk össze a fópancllc1, akár a 7809-et. Most következik az IC3 és aramköri környezetének beültetése. Az Ll minél kisebb veszteségü, a C8 kis ESR értékű legyen! Bekapcsolás után a -9 V-nak is jelen kell lennie. Az impulzusgenerátor alkalrészeit is beforrasztjuk (a T2 OMM-mel mért áramerösítesi tényezője legalább 50 legyen), majd az J. és 6. pontot ide iglene~ sen rövidre zárva, szkóppal el!enőriz­ zük a 1'2 kollektorán a jelalakot! A további fokozatok alkatrészeit a lehető leggondosabban ellenőrizzük, mert nagyon fontos az Vu-hoz és az Uu-hez tartozó jelútjclfcldolgozásának egyenlő volta. Ezért szerepel viszonylag sok 0.1 %-os ellenállás a kapcsolásban. Ugyan ez "nem a reklám helye", az utánépitök dolgát megkönnyitendő megjegyzem, hogy a preciziós ellenállásokat a Ve+Mix Kft.-nél vásároltam, ahol azok szeles értékválasztekát tartják raktáron. Az azonos funkciójú kondenz:itorokat válogassuk párba! (Persze, ez n tápszűrő tagokra nem vonatkozik.) A C9, C IO, CIS, CI6 és a C23 kerámia, a C 13, C14, C 19, C20 műanyag dielektrikumú. Célszerű, ha az egyenirányító diódák nyitófeszültségét beültetés előtt OMM~mel ellenőrizzük, hogya 08 ésa DIO nyitófeszültsége lehetőleg kisebb legyen, mint a 07-é és a 09-é. A meree csatlakozókábelét az I - 6. forrpontba kell majd beforrasztani, a lehető legrővidebbre hagyva azt, de egyelőre csak a gerjesztő hurok vezetékeit kössük be! Az elkészült panel fotója az 5. képen látható. Megfigyelhető, hogya 07-010 höfok-egalizáló tömb-

~

• "

l5

.i}!

.\! ,, ,,

,

,,,

-

o

, ,

2.5

5

12. ábra

RT ÉK '15

3. kép

ben helyezkedik el. Ez alumíniumb61 készült 4x5x 12 mnHS hasáb, amiben 4 db 1,9 mm átmérőjű furat van. A hasáb elmozdulását úgyakadályozzuk meg, hogy egy csepp pillanarragasztóval kötjük apanelhez.

5. Beállítás, bemérés

5.1. Általános ellenőrzés A mechanikai szerelvényben rögzített méreéhez csatlakoztatjuk az elektronikál. Labortápról 12 V-os tápfeszültséget kapcsolva rá, az áramfelvétele -

egy kezdeti, pár tized másodpercig tartó, mintegy 200 mA-es áramcsúcs után - kb. 60 ... 65 mA kell legyen. A vevöhurkok egyelőre szabadon levö vczctékvégeit a 15.a ábra alapján kössük összc, ill. csatlakoztassuk az oszcilloszkóphoz! A két hurokrendszcrben indukált feszültségek most fáz ishelyesen összeadódnak. és mód van a rezgő­ kör behangolására. Alrimmerrel próbaljunk maximális amplitúdóra hangolni, ami 125 kHz-en kell, hogy beálljon. Amennyiben elsőre nem sikerülne, akkor a C25-öt, esetleg a C24-et értelemszerűen cserélni kel!. Helyesen

hangolt rezgőkör esetén a 6. képéhez hasonló jelalakot látunk. 161 megfigyelhetők a gerjesztőimpulzus által attranszfonnált meredek oldalélek, közöttük a szinuszos félperiódus, az impulzusszűnetben pedig a csillapodó amplitúdójú rezgés. Azt is tapasztalhatjuk, hogy a bár elvileg a szán hclyzetélől függetlenül az átlagos amlitúdónak nem szabadna változnia, ez a jelenség mégis észrevehető. Erre az 5.2. pontball visszatérek. Ez ulan kössük át a vevőhurok-ki­ meneteket ellenfázisú módba (15.b á bra)! A szánt finoman elmozdítva keres-

4. kép RT ÉK '15

123

13. ábra

14. ábra

sük meg azt a pontot, ahol a szkópon a gerjesztő trnnziensrnskéktől eltekintve - egy vízszintes vonalai, tehát O feszültséget látunk, a vertikális bemenet legnagyobb érzékenységű állásában is. Jn nullázzuk ki a tolóméreét! Az LJ és az L4 kivezetéseit véglegesen kőssük be a panelba, az lC7 3, lá· ba/ pedig ideiglenesen zárjuk a GND-re. A kimenetre csatlakoztassunk egy ±20 V-os DC állásba kapcsolt digitális multiméten! Bekapcsolás után az

áramfelvétel 80 mA-re nő , és a mérő· egységnek műkődnle kell: a szánt a tolómérce segítségével elmozdítva, a kimenőfeszültség voltos nagyságrendben változik. Az előzöek szerint felveti nulla pontra állva valószínűleg a műszer nem O-t mutat. A prototípus esetén --0,36 mm-re kellett elállnj, hogya DVM kinulláz6djon. Az eredendő nullhiba oka nyilván az ámmkörök aszinunetriája. A tolómércé! itt ismét nullázzuk; a továb-

biakban eZI tekintjük a rendszer valódi nullpontjának. 5.2. Hibák és hibaokok célkitűzés szerint a műszer­ nek ±50 mm-es méréstartománnyal kellene rendelkeznie, miközben a kimenetén -5,00 ... +5,00 V-osjeIfeszültségnek kellene megjelennie. Úgy is mondhatjuk, hogya méréstanományán belül az átviteli tcnyezöjc mindenhol

Az eredeti

s. kép 124

RT ÉK '15

@-l,mpu' lulgenerátor

a)

,

~,

i '--

•3

,- e:

1

,

~,

El

""-

2

b)

i

C.

c.

@I=;

vB

•3 2

o.m""",,Op

1

'-15. ábra l V/ Jű mm lenne, ha az átviteli karak!crisztikáját tökéletesen lineárisnak tételezzük fel. Az l. pont alapján ez II feltételezés helytálló. Vagy mégsem? Az R29 megfelelő megválasztásával és II P I beállításával elértem. hogya O-ról (ahol a kimenetre kapcsolt DVM Q-t mutatott) +50,00 mm-re elmozdítva a szánt, a DVM -5,000 V-ot jeleuen. Ez után 10 mm-ként +50 mm-ig léptctvc II szánt, feljegyeztem a kimcnöfeszültsegeket. A 16. ábra diagramján a vízszintes tengelyre az elmozdulást vittem fel, a fiiggőlegcsre az elméleti es tényleges

feszültség közötti UH különbséget (bar-

na görbe). Az eredmény lesuJl6. Elöször is, jelentős linearitáshiba adódott, amelynek abszolút énékben értelmezett maximuma, miután finomabb elmozditások soran kikerestem a legnagyobb elterest adó pontokat. - 36, ilL +36 mm körül adódlak: a közepes hiba 0,12 V körül volt. Ez a méréstarlOmafJyra ~'Onatko=­ tatva 3r fl-mil is nagyobb Iillcaritcishi/xit jelent. ami teljességgel elfogadhatatlan! A hibát nyilvánvalóan zömmel az egyenirnnyitók nonlinearitása okozza, ami a mintegy 4: l bemenő feszü hségtartományukban áll elő, hiszen mind a három elkészült mérce hasonló görbét produkált. (Bár valószínűleg a kézi mintázatfelvitel miatti geometriai pontatlanságok is közre játszanak, mégsem valÓsz.inÜ. hogy minden mércen hasonló jellegű elrajzolást követtem volDa el.) Hibát okozhat az a Jclalak-torzulás is, ami a gerjesztő impulzusok idején a szinuszos rezgőkör félperiódusain jelentkezik (Id. a 7. képet : ilycnnck látja cgy HAMEG kombiszk6p a felerösiten jelet az IC4 kimenetén). Milsik probléma a jelentős aszimmetria: pozitív irnnyban az elmozdulássai együn az én.ékenység egy darabig nő. és +50 mm-nél a kimenöfeszültség még mindig +0,84 V-tal haladja meg a +5 V-ot. Végül +55 mm-re kellett elmozdítani a szánt, hogya feszültség ismét O-vá váljon. Ez a hiba nem szisztematikus, mert mindhárom mércénél másképpen jelentkezik, más és más mértékben. Az oka valószinűleg ffileg a rajzolat pontatlansága, ám talán

U, v

,,

\.36 ·30·10

60\ 7

Z "', 10

-,. !l(J55Lmm ,

3

-0,12

16. ábra más fizikai hatások is közrejálSzanak benne. A lmcaritáshibát redukálhalJuk, ha az érzékenységet elállitjuk úgy. hogya teljes hibái "egyenletesen eloszlassuk", azaz a skála végpon~án nem 5 Y-ot, hanem annál valamivel kisebbet állítunk be. Igy sem lehet 1,5% alá menni, így az átvitel linearitása még mindig nem elfogadható. Aztán úgy döntöllem, hogya méréstartományt ±40 mm-re korlátozom, és az előbb emlitett "felrekalibrálást" is elvégzem. Ez eredmény sokkal jobb lett: a legnagyobb eltérés 0,03 Y-ra adódott, ami már 1% alani linearitáshibáijelent (16. ábra, lila görbe). Ez scm valami remek eredmény egy elmozdulilsmérö müszertől, hiszen pl. egy hasonló mcréstartományú induktív úrméró erre minden trűkközés nélkül képes! Ám ne feledjük: a BIW-sorozattagjaiban nem az enyémhez hasonló egyenirányító fokozatokkal dolgozzák fel a triangulumok jeleit, hanem valószinűleg szinkronizált csúcsénékmérő­ es tartó áramkörökkel, a gerjesztési periódust kizárva a mérésböl. a digitalizált adatokat pedig szoftveresen korri. gálják.

_ _ 16_31 ~_'12541 _ _ , 2014011.21

,.....,.. ...... 2014.0&.21

~ lOIN/eIOI::. TBA,. 10 ... !"'~.~"'~1~.~-'--'---r-'

Ol1l00f:NlONloC

1/\

" '" ,

fl

fl

I

,

6. kép

RT ÉK '15

TBA,.s .. mOll-t!C

V

IV

rv

7. ké p

125

+0.03 ·50 ·30 ·10

"'-.../ 0.03

10

30

50

I. mm

8. kép

19. ábra

5.3. Szimmetrizáló kaloda Az aszimmetria csökkentésére, hirtelen ötlettöl vezérelve, kis nyákcsíkot helyeztem cl ennél a konkrét példánynal a mérce betáplálási végéhez közel. Ennek a hordozó által a merce mintázatától elszigetelt rezrétege helyileg csillapítja kissé az impulzusenergiát (örvényáramu csillapítás). de a méTee távolabbí szakaszára már nincs észrevehető hatással. A lapka 101ogatásával, a szélességének szabdalásával be tudtam állítani a szimmetriát. A csillapító végleges megvalósítása egy "kaloda" lett, aminek méretezett összeállítási rajza a 17. ábrán látható. Két, egyoldalon fóHázot!. az ábra szerinti kialakítású l nyákcsíkból áll, amelyet a 2. 0 2,2x6 mm-cs lcmezesavarok fognak össze, a 3, 06x 1,4 mm-es mű­ anyag távtartók közbeiktatásával. A csillapítást a 4 rézfelületek okozzák. A szerkezetet a mérce csatlakozó felőli végénél szercljük fel (8. kép), és a helyzetét finom pozicionálással úgy állítjuk be, hogya két véghelyzetnél ajelfeszültség abszolút értéke egyenlö legyen. Végül a szorítóesavarokkal ebben a helyzetben rögzítjük. ~. ~Erőszakos ~

karakterisztikakompenzálás Arra gondoltam, hogy ha a mérőpoten­ ciométerek pályájának helyi ellenállásváltozását lehet lézersugárral ugy korrigálni, hogya végeredmeny egy nagy

17. ábra

126

Végül arra a következtetésre jutottam, hogy az átfogók végpontjaira illesztett akkora sugaru körívvel (ami kb. l mm-es .,homorulatot" eredményez azok közepe tájan) megrajzolva például az egyik oldalon levő két triangulumOl, meglehetösen jó és - ellemétben a huzalkompenzálttal - stabil mérörendszerhez jutnánk. Akinek van hozzá kedve, türelme, próbálja ki!

UC19 V

-50

o

50 L, mm

18. ábra

nRló,llinearitással rendelkezö méröpálya lesz, miért ne tehetnénk meg hasonlót a triangulumnál - ha nem is lézerrel? Az egyik méröcsatoma átviteli karakterisztikajat felvettem az egyenirányító kimenetén, a C I9-en. A nonlinearitás jellegél- erösen elnilozva - a 18. ábra illusztrálja. A fekete egyenes volna az optimális lineáris karakterisztika, a valóságos pedig a "domború", piros görbe. Ez nyilván kompenzálható a zöld görbével, ha a kettö ordinátáinak középértéke minden abszcisszán az elméleti egyenesen fekszik, vagy azt kellően megközelíti. Ez szerint például a niangulumok átfogóját homorú ívesre kellett volna rajzolni! Az ív a felvett hibagörbe alapján kiszcrkeszthclÖ is lenne, ám nem volt kedvem ujabb méröléccel pepecselni. E helyett egy méltán primitívnek nevezhető utólagos megoldást találtam ki: a rólsö oldal átfogóinak végpontjaira egy-egy 0,3 mm átmérőjű sárgaréz huzalt forrasztottam. A huzalok menetét helyileg mvei korrigálva, majd néhány ponton anyákhoz pillanatragasztóval rögzítve (9. kép), meglepöen jó karakterisztikát sikerült elérni (19. ábra), ráadásul az eredetileg áhított ±50 mm-es méréstartományban! A karakterisztika ugyan girbegurba akárcsak a huzalok, de kellő türelemmel nyilván tetszőlege­ sen linomítaló leli volna.

Irodalom: t

z.

ht1ps:/fwww.google.hu/4Iq=US-t2OO1OO52nl +Posillon measunng system, us 2OOKlO52771 AI (lakaláI6: Manfred Jege/la, Sallu!! Gmbh. Közzé téve: 200\ 12. 2O-.m) ht1p:www.mlll.org.hu/luzetek/ujszabadlllomh1

.ru

3. Ii. Meinka - F. W. Gundlach: Rádiótechnikai kezikönyv: MK 196\ 432. o. 4. Sallulf: f'foWle SooIHi B!WI Gen&ral data; hnp://WWw.google.com/urr?SII ... t&rct .. j&q: &esrc .. s&source = web&cd _ 1&1'11 d _ OCDcOFjAA&ur1 .. http%3A%2F%2Fwww.m umli%2Fdocurnants042I'baIlutf%2Fblw%2FBI W-linerlaariliiklGeenantul'll.pdf&ei = gXZ3U·jZJ·a q7QaqzIDYAg&usg _ AFOjCNEx4Xm20G6LWo

yWuvNOTsD4ll1sHCg 5. Páhnkás Tibor. Magnetosztrlkci6s pozk;ióérzéka4ók; RadiÖ1echnika 2003/a 436-438. o.

6. Ballufl Mcropulse trsnsducer; https;{ /www.yumpu.com{e!l/oocurnent/View/246 ~ 8/ballufl'documentalion-eapleurs-de-depiace ments·mw·oiIlldinJ3

7. ON Semlconduclor: AN920/O Theory and Applicatioos of the MC34063 and rnA76S40 Switctlll'lg Re-gulalor Control Clrcults. 33. o., 33. ábra

8. Pálinkas Tibor: IQ MC34063 kapcsoI6(!zemú táp·IC - mOOlltöltó-adaplerek urugyén; Rádió1echnika 2004/'Kl. 482-483. o.. 2004! tt. 532·535.

•

9. James Wong: I-Igh spood Precisloo Rec\jfier, Analog

Devices.

ApplicatIon

Br~Ae-1J9

https:ftwww.googlahu/

?gws rd _ ssl#q ... Apphcation + 8neIs'll>2C+A8

_'" -

'I l http://sound,wusthost.oom/appnotesfanOOth1 m

1'1

http://WwN.1i.com.Ig&OefaVdocs/lWge~ilerature.

tsp?ger.ericPartf'tJrnber ... lm723c&file Type .. pdftt

9. kép

RT ÉK '15

Az

első

- Neumann elvű - számítógép megszületése I Dr. he. Kovács Győző I

A: lAS .5zámítógép voll a dlág első állo/ános célu számítógépe. am"l)' 63 é~'e. 1952.junius /O-en szüle/eit meg A mai s::ámilógépek is a hall 'an éwel ezelótli, nCllmlllllli architeknínival épül/lek.

A Neumann elv A tárolt programú számítógépek elektronikus alkatrészekből (elektroncső. tranzisztor, integrált áramkör stb.) épültek fel. Egyértelmű utasÍlás-rend-

szerrel rendelkeznek, az utashások au· IOmatikusan vezerlik a numerikus és a logik3i müvcletek végrehajtását. BináriS számokkal végzik a műveleteket, hierarchikus mem6ria-rendszer segiti az

adatok fe ldolgozásat, s il géphez ndn!beviteli és adatkiiró eszköz csatlakozik. Én még azt is hozzátenném (bár az eredeti Neumann meghatározásból ez hiányzik, mert abban az idöben erre még nem volt lehetöseg), hogya gep mindenféle infonnáeió, pL szö,'eg, kép, hang stb, feldolgozására alkalmas. Neumann János (I. ábra) számitógép irtlnti érdeklődése a háboní alattI n Los Alamos-i, az atombomba fejlesztési - tevékenységéhez kapcsolódik. Neumann feladata a matematikai-fizi-

1. ábra. Neuma nn J á nos

kai tanácsadás volt, amIhez sok és bonyolult szamÍlást kellett elvégeznie. A munkához csak nngyon lassú és legfelJebb elektromechanikus számológepek álllak rendelkezésére. Igy amikor Hermann H. Goldstine matemalikus föhadnaggyal az aberdeen-I állomason 1944 nyarán találkozott és megludta töle, hogy egy olyan gépen dolgozik, amelyik 333 szorzást tud elvége,mi 1 másodperc alatt, a hír megdöbbentette. Az ENIAC ugyanis minden akkor ismert gépnél nagyjából ezerszer gyor-

2. ábra. Az ENIAC számítógép

RT EK '15

sabban dolgozott. Napokon belül a Pennsyl\ania Egyetem Villamosmérnöki Intézetében volt, (Moore School of E1ectrical Engineering), ahol az EN IAC készült (2. á bra). Neumann! már az elsö látogatása alkalmából az érdekelte, hogyan végzi a gép a müveletekel, és hogyan lehet a feladatokat programozni. Azt is megállapitotta. hogya gép konstrukciója zsákutca. mivel kb. 3 hétig tartott egy feladat programjának az elkészítése többek között a programoz6kábclek csatlakoztatásával (3. ábra). A program aztán nagyjából 3 perc alatt lefutOlt. A véleményével nem vált szimpatikussá a gép épitöi - John Mallch/y és Presper Eckert (4. ábra) - elött. Csak Hermann Goldstine ismene cl, hogy Neumann Jánosnak igaza van. Neumann és Goldstine barátsága az első találkozásuk alkalmával kezdődött, és egészen Neumann haláláig tartotl. Neumann - az ENIAC utáni első gépet 87 EOVAC-ot (Electronic Oiserete Variable Computer) egyedül tervezte meg (5. á bra). 1945. Junius 30-ára készűl t el a 101 oldalas kézirat, a First Draft ofa Report on llze ED VA C,

3. ábra. Az ENIAC programja közelről

127

4. ábra. John W. Mauchly, M. G. Gladeon M. Barnes és J. Presper Eckert

by John von Neumann. (John van Neumann : Az EDVAC-r6l szólójelenleselsó vázlata.). A kéziratot ma a világ minden szamítógépes mühclyében First Oraft-nak hívják cs mindenhol a számítógép-tervezés bibliájának tekintik. A First Oraft-ban fogalmazta meg Neumann a tárolt program elvél, az egy központi memóriával rendelkező számitógép-architekrurát, ugyanis eladdig minden számoló eszköznek két memóriája volt. az egyikben az adatokat, míg a másikban a programot tárolták.

Megszületik az lAS számítógép Az EDVAC után (Eekentel és MauchIyval szemben) az volt Neumann és Gaidstine véleménye, hogya számítógépekel ~ fü leg egyetemeken és kutatóintézetekben - egyedilcg fogják tervezni és épiteni, így minden gep némileg más lesz, csak alapclveiben fog hasonlítani a prolOtípusra. Olyanra, aminek az alapkonstrukciója már megszületett Neumann agyában.

5. ábra. Az EOVAC logikai egysége

128

6. ábra. Neumann János és az lAS gép (1952)

Neumann úgy döntött, hogya kötökéletes szám ítógépet a Princetoni Institut for Advanced Studyban (lAS) fogja megépíteni (6. ábra). Neumann intenziv tárgyalásainak ercdményeképpen Frank Aydelotte, az lAS igazgatója beleegyezctt, hogy az Intézet be1ekezdjen egy - a számítógépekkel kapcsolatos - tudományos programba. A program voltaképpen a First draft-on alapult, de számos fontos elemében eltén attól. Az elképzelések megvalósításához már az indulásánál csatlakozott a Prineetoni Egyetem és az RCA (Radio Corporation of America). A terv azonban " több sebből is verzett." A legnagyobb probléma az volt, hogy az lAS-ben nem álltak rendelkezésre azok a feltételek, amelyek egy ilyen nagy elektronikus berendezés megépítéséhez fóltétlenül szükségesek voltak: műhelyek és szakemberck. A laborat6riumhoz épület sem volt, még energiaellátása scm, legalább is egy ekkora gép építeséhez és üzemeltetéséhez. Azután végül minden meglett. Miután Neumann Jánosnak óriási tekintélye és hírneve volt a számítógépekkel kapcsolatban, ezért az új gép építéséhez a legkisebb problémának a szükséges anyagiak elöteremtése látszott. Csak egy példa. Neumann sokat foglalkozott az időjárás automatikus gépi előreje l zéséve l . Már az ENIACon végzett első próbaszámítások során vetkező ,

bebizonyosodott, hogy Neumann János matematikai/fizikai - időjáráSI előrejel­ ro- módszere a legtökéletesebb a probléma megoldására. A hadsereg a számítógép egyik legfontosabb alkalmazásának a időjárást előrejelzőt tartotta (7. á bra), hiszen pl. a nonnandiai partraszállás majdnem meghiúsult. mert a hagyományos előre­ jelzés nem bizonyult hatékonynak. Neumann m6dszere olyan jóra sikerült, hogya meteorológusok - alapjaiban ma is azt használják.

7. ábra. Az. időJárás elöjelzést fejlesztő

esoport

RT EK '15

8. ábra. Az lAS gép az első amerIkaI számltástechnikai kiállításon. A gép előtti oszcilloszkóp a grafikus adatkimenet

Van egy máig ható technikai eredménye is az időjárás előrejelzés számításának. Neumann még mielőtt az lAS gép elkészült volna - feltalillta a display-t (8. ábra). Erről a következő­ ket irta: ... $okszor e/öfordu/. hogy lIem a számjegyes (általában nyomtatoIf). haIlem a képi (grafikus) adalhvilellelllle a legkényelmesebb. Jó vo/na, ha ilyen ese/ekben a gép közvetlenül meg tudná rajzo/ni az ábrát, kiilönösen minthogy a grafikus ábrázaltis elektronikus Ú/Oli is megoldható, és ennélfogva gyorsabb, mint a nyomtatás. A legkézenfekvőbb kiviteli egység ilyenkor egy oszcilloszkóp, pon/osabban annak a fluoreszkáló képernyőjén meg/e/enő kép. Szükség lehel !léha arra, hogy e képeket huzamosabb ideig laroini lehessen (azaz fe lehessen őket fényképezni); maskor elegendő esupan szemügyre venni őket. Mindké/ lehetősége/ biztositalli kell. Neumann valószinűleg az idöjáras gépi előrejelzésének a megoldására is hivatkozott, amiért a gép cpítéséhez megkapta a hadsereg erkölcsi és bizonyos anyagi támogatását (a hadsereg 1 dollárért átadta a Neumann csoportnak az ENIAC teljes dokumentációját). Az lAS kuratóriuma Adeylotte igazgató javaslatát elfogadta, hogy gép építése 300.000 S-ba fog kerülni, azt is elfogadták. hogy ebből az lAS 100.000 S-t vállal. Ugyanennyit igért az RCA is. A Princetoni Egyetem a munkatársainak a gép építésében való közreműködését RT EK '15

ajánlotta fel. A haditengerészet is tamogatást igén, de nem tudott megegyezni a partnerekkel, hogya gép hová keriiljön. Később a támogatáSI is megadta, sőt az Atomenergia Bizottság is támogatta a projektct. A kuratórium döntése után Neumann és munkatársai azonnal - 1945. november 6-án - megkezdték a gép építésének az előkészítését. November

l2-en megalakul! a Neumann bizottság, ami már operatív grémium volt. Azok voltak a tagjai. akik egyrészt a gép építésének a költségeit finanszirozták, másrészt azon intézményeknek a képviselői, akik kutatásaikkal hozzájárultak a gép egyes részeinek a műszaki megvalósítasához. A Neumann bizottság munkájában reszt vettek azok az intézmények is, akik behatóan érdeklőd­ tek az épülő gép másolatának az elkészítése iránt. Közben a csapat is épült. egyre több kiváló szakember csatlakozott Neumann Jánoshoz. Az lAS gép építésének a kulcsfigurája volt Julian Bige/ow, az epítés fómémőke, akit hamarosan követett James ff. PomereIIe, aki Bigelow távozása után (Guggenheim ösztöndíjat kapott) átvette a müszaki munkák irányítását. Valamikor ugyanebben az időszakban - csatlakozott a csoporthoz Arthur Burles, valamint a háború után a katonaságlól leszerelt Hermann ff. Goldsrine (1946. február 25-én), aki ettől kezdve Neumann helyetteseként vett rész a munkában. (9. ábra). A munkát Neumann és Goldstine négy csoportba szervezte. Az első csoport a mérnöki feladatokat hajtotta végre, ennek a vezetője Bigelow, majd Pomerene volt, a második foglalkozott a gép logikai mcgtervezéscvel, mig a hannadik a géppel kapcsolatos mate-

9. ábra. Az lAS gép tervezésének vezérkara: James Pomerene, Julian Blgelow, Neumann János és Hermann H. Goldstine

129

10. ábra. James Herbert Pomerene és a Williams-cs6

mutikai Celadatok megoldásaval. M1ndkét csoportot Goldstine irányította. A negyedik esoport az alkalmazási Celadatokat oldotta meg, ezek közül is kiemelkedett a numerikus metcorológla. Ezt a negyedik csoportot dr. Jule G. Charney meteorológus irányítona. 1946 júniusában Burks, Neumann és Goldstine II számítógépröl egy jelentést készitett. ami a számítástechnika cllerjedésenek egyik - talán legContosabb dokumentuma volt,
130

saját maguk által készülő gépbe. igya gépek ugyan m:ljdnem egyformák voltak, ám mégsem voltak kompatiíbitisek egymással. A gép a műveleteket 40 bites szavakkal. párhuzamosan végezte. Úgy tervezték, hogy a katódsugár-csöves (Williams-csöves) operativ mem6ria (10. ábra) tárolási kapacitása 4000 szó lesz. ami végül 1000 .szavasra sikerült. Úgy tervezték, hogy hom hierarchikusan külső mcmóriarcndszert csatolnak. aminek a következő tagja egy mágneshuzal vagy mágnesszalag mcmória lesz. Ezt COgja követni egy még lassabb és nagyobb kapacitású memóriaként lyukszalag vagy lyukkártya íróolvasó egység. Végül a tervek megváltoztak, középső mem6riaként a géphez egy 2' 1024 szavas mágnesdobot illeszteltek. Egy másik probléma az utasitásrendszer megtervezése \'olt. Ezt a feladatot Neumann az EDVAC First draft megirásakor már megoldotta. ezúttal az utasítás-rendszert tovább tökéletesítette. Különös gondot Cordított a számításokhoz nélkülözhetetlen Celtételes és feltétel nélküli vezérlésátad6 utasításokra, amiket Chllrles Babbage ( II . á b ra) és Lady Lowlace( 12. áb ra) már a XVII. században is alkalmazott. A gép megtervezése után Neumann és GaIdstine a figyeimét a programozásra, mai S.t6has,wálattal a szofh-erengineeringre Cordította, megsejtve, hogy a század végére a szoftverfejlesztés kerül a szárnitástechnikusok érdeklődésének a kö.tépponlJába. Ezzel kapcsolatban - Neumann GoldSline-nel együtt két alapvető szoftver-tárgyi! művet jelentetett meg, az egyik a

11. ábra . Charles Babbage

12. á bra . Ada , Augusta Byron, Lady Love lace gr61n6 1835-ben

P/'elimillary Discussion (E l őzetes vita). míg a másik a Planning and Cmling (Tervezés és kódolás) cimet viselte. Ebben a két müben Neumann és Goldstine - többek között - a gép logikájával kapcsolatos két lényeges kérdést tárgyalt: az egyik. hogy miért számoljon a gép kertes s;;amrends;;erben (az ENIAC tizes számrendszeroen szamait). hiszen a géppel egyszeruen Iehetett a kettes/tizes átváltást megoidIIni. Neumann tartotta az elsö előadást "A:! elektronikl/s, digitális s::ámitógépek elméleti és gyakorlati len'e=ése" eimmel a Pennsylvániai Egyetemen (PENN). Neumann másik fontos döntese az \011. hogya gép parhu::amoslll! és ne sorosan végezte a műveleteket. Korabban a fejlesztök azt gondolták. hogy egy soros gép kevesebb elemmel, gazdaságosabban építhető meg, mint egy párhuzamos. Az indok: egy soros gépben l bí tes aritmetikára van szükség. míg egy párhuzamosban (pl. az lAS gépben) 40 bites aritmetikát kell alkalmazni. Neumann János azonban kiszámoha, hogy az alkatreszek száma 3z általános hiedelemmel ellentétben - éppcn Cordított. lehet, hogya soros gépben az aritmetikai egységhez kevés 01katrészre van szükség, de amit "nyernek a vámon. azt elvesztik a réven", a soros gép vezérlő egysége ugyllnis sokkal bonyolultabb, mint a párhuzamosé. így sokk,l l több alkatrésszel lehet csak megépíteni. Ráadásul a párhuzamos RT ÉK '15

13. ábra. A Selectron-cső , amit csak a JOHNNIAC gépben alkalmaztak memóriaként (Rand Corp.)

gép sokkal gyorsabban végzi a müveleteket, minI egy hasonló nagyságrendű adatokkal számoló soros számítógép. A párhuzamosan működő lAS gép 500 ms alatt végzen el egy szorzást, míg a soros EDVAC 3 ms alatt, ugyanakkor az lAS gép 2000, az EDVAC pedig 3000 elektronesövet és 8000 kristálydiódát tartalmazott. Az lAS gép még egy jellemző adata: egycímlí gép volt, a müveleti kód 10

bites es a cím is 10 bites volt, a gép egy szóban két utasítást tárolt. Neumann komoly vitát folytatott az EDVAC 10vábbfejJesztőiveJ az utasítas-rendszerrÖI. A fejlesztök az EDVAC-ot ugyanis 4 című utasításokkal tervezték, hiába volt Neumann és Goldstine ellenvéleménye: a 4 cím felesleges, még kél címre sincs szükség. Ezt programokkaJ be is bizonyították. így az lAS gép után minden gép egy címünek épült. a mai gépek is ezt a rendszert követik. A gép építése közben szamos - elő­ re nem látható - technikai probléma is kiderült, amiket menet közben kellett megoldani. Ebben Bigelow és Pomerene voltak anagymesterek. Bigelow találta ki, hogy a gép Ile szinkrolI, hanem as=inkron módon működjék. A korábbi gépek mind szinkron gépek voltak. Az aszinkronitás azt jelentette, hogy nem volt szükség központi órajel generátorra, ugyanis amikor egy részegység befejezte a fe ladatát, akkor indította a következő egységet és így tovább. Bigelaw nagyon fontosnak lanOlla, hogy az egyes egységek stabilan müködjenek. Operativ tárolónak előszőr az RCA Se/eelron csöveit akarták felhasználn i (13. ábra), t:zt a tt:rvükt:t azonban a Selectron csövek bonyolult felépitése és alacsony tarolási kapacitása (256 bit) miatt feladták. Ezután a Williams csövek alkalmazása mellett döntöttek, amelyek egyszeru katódsugárcsövek voltak, bár ezekkel is volt probléma. A csövek fluoreszká ló ernyöjére felvitt anyagban hibák voltak, igya kész csöveknek csak liS-ét lehetett memóriaként használni. A másik probléma a csövek zavarérzékenysége volt, az elektronsugarat a környezeti

...

elektromágneses tér eltérithette. A feladatot Pomerene oldotta meg, a csövek köré árnyékoló burAI szerelt, amivel stabil működést sikerült elérni (lásd 10. ábra). A legnagyobb gondot azonban a képernyöre felirt képpontok elszivargása okozta. Erről Goldstine így ir: "Ha az infonnáci6t egy fluoreszkáló ernyőn elektromos töltés fonnájában tároljuk, az - kb. 1110 mp. alal! - foko· zatosan elszivárog, hacsak nem csinálunk vele valamit. Ha l'iszont az informádot kb. 1/30 másodpercenként ;sméle/ten kiolvassuk a=tan újra tóroljuk, akk()r az lényegében (irnkké megmarad. Mind Pomerene. mind pedig Meagher Ra/ph Ernest (az ORDVAC és az ILLlAC fómérnöke) úgy oldotta meg a kérdést, hogy a gép (ha nem kapotl parancsot arra, hogy az információkat kiolvassa, vagy tárolja) a Williams csövekből álló memória tartalmat szisztematikusan - egyik pozícióról a másikra lépve - állandóan kiolvasta és újra irta. E rcgeneráci6s műve l etet meg lehelett szakítani és a gépet "hasznos" munkára utasítani. Egy sz6 kiolvasásÍlhoz vagy beírásához kb. 25 ms-ra volt szükség, egy összeadás clvégzéséhez kb. 30 ms-ra és minIegy 20-szor ennyi ideig tartott egy szorzás és 30-szor ennyi ideig egy osztás." Ezzel a módszerrel megoldották a problémáI. Ha ugyanis sikerült egy bitet egy meghatározolI rövid ideig tárolni, akkor ezzel a regenerációs művelet­ lel már bármennyi ideig tárolni lehetett. Végül is a Williams csövek segitségével és a párhuzamos müveletvégzéssel az lAS gép nem csak méretében Jett sokkal kisebb, mint az EDVAC és az EDSAC, de 40 bites s7..avakkal, azaz 40

......

14. ábra. IBM lyukkártyás 110 perifériák RT ÉK '15

131

"-I AJ Z IO..,tj-u.._

IOI

1.:. 1 2""

(:.1 IO·~·"' ~ '.'10",,-

11_"" ) te..20.21).

}f&"

, ,

\(1-2 .. IOC. I

0-..!.-

°10 10

(00' 1

'"

M

tj-u. __ 10)

~.tO'"

R} .,U-o.._ III-U)

, ,, ,,

"",0-0._.. lU

1'1;1

l

, ,

,:

•

U

,

I

,

10-1

,

II

)

,

,...!...., i- .)

'.r- ,

,, , ,

I

-0

,

(

UI

\ .•h·~ ()", - Yi"""'J- S.~)

I i·l ... i l'

,

inD

• m·l D 2'~,: I

,V

VII 1..j~I,·1)

, ......1 \.

•

,,

1"C.:.1

•

,.,:U·2<1....

•

1"'- 'NI·

11,-'

• . , -,.

,

".- 'IllY

"-

J

.....

'.

~1o-2

'.f.)

V

19',»-2'''''' D I

U

V,

11,10 R:M-21

~, ... - i'.... III n.ll·U

.

~}'~

J

1----'''

-,

, -,

(.:.1

"

t....i ... (/10 ' 20'2<"\0

r ....,

15. ábra. A Goldstine házaspár találmánya, a folyamatábra

darab egyenként l kbit tárolási kapacitású Williams csövel, kb. 40 szeres scbesség növekedést tudott elérni. Megoldandó feladat volt még az adatok cs a program beírása, valamint az eredményeknek a kinyomtatása. Az első 1/0 egységet a Szabványügyi Hivatal fejlesztette ki az Intézet számára, ez egy lyuk.szalagos távíró-berendezés volt, ami jól müködött. csak egyetlen hibája volt, túllassúnak bizonyult, nyolc perc alatt lehetett a memóriát fellölteni és 16 perc alatt a tartalmat kinyomtatni. A problémát az lBM-töl átigazolt /Jewift Crane oldotta meg, aki egy IBM 514 másoló-lyukasztót alakított át az lAS gép igényének megfelelöcn ( 14. ábra). Az lAS számítógépet 1952. június ID-én mulatlák be a nyi/l'ánosságnak. bár a gép már 1951 végén működött. A géppel szamos feladatot oldottak meg, de több szoftverujdonság is született. Talán érdemes még megemlékezni az egyik elsö magas szintű grafikus progrdmnyelvről a flow chart-ról (folyamatábra, 15, ábra), amit Goldstlne talált ki, majd felesége - Neumann és 132

Burks közreműködésével - együttesen dolgoztak kj (16. ábra). Még talán valamit az idöjárás gépi clörejelzesröl, hiszen az lAS törtenete kapcsán is láttuk, ez a feladat jelentős

,

,

.

,,

'

~.s,

' .' ,'!te ........., .: ......._:. "

,

"

(\" , .

'

. .

.' / . oa

.

"16. ábra. Goldstine és felesége, Adele

az ENIAC

előtt

17. ábra . Princeton, lAS, a

főépület ,

Fuld Hall

mertékben befolyásolta a számítógé. pek és így az lAS számítógép fejlesztését. J. G. Chamey, R. Fjörtoft és Neumann János 1950-ben tették közé első dolgozatukat, amiben egy 24 órás elő­ rejelzést mulattak be, amit az ENIACon 24 óra alan (!) lehetett lefuttatni. A módszer jó volt.jó eredményeket adotl, esak a gép volt túl lassú. A sokkal gyorsabb lAS gépen - 1953. június 30-án a futtatási idő már 6 percre csökkent, ami azt jelentette, hogy az eredményt 240-szer gyorsabban kapták meg, igya módszer már élesben is használható volt. 1957. február 8-án rákban meghalt Neumann János, utána a számítógép projekt vezetését Hermann Goldstine vette át. Goldstine-nek közben megváltozon a véleménye, amit akkor már többen támogattak: a számitógépeket nem tudományos intézetekben (17. ábra) kell fejleszteni, hanem az iparban. Így 1958-ban befejezte a projektet. Ezzel Robert Oppenheimer, aki 1947-ben vette át az lAS vezetését, nem értett egyel, de végül belátta, hogy Goldsline-nek van igaza. Ezzel az Intézetben a számitógép projekt leállt, az lAS gép, előbb a Princetoni Egyetemre került, ahol sokáig ez volt az egyetem egyetlen szárni· tóeszköze. Én először a géppel a Smithonian Múzeumban, a hetvenes években, az első informatika kiállításon (8. ábra) taláIkoztam, ahol az lAS gépet a kiállítás középpon~ában helyeztek el. Amikor - nehány év múlvaRT ÉK '15

18. ábra. Princeton, a

szerző

Neumann János sírjánál

a kiallitast az INTEL támogatásával át· rcndczték, aL lAS gép egy sarokba ke· rüh, a kiallítás központjába pedig az ENIAC·ot tettek. Ma mindkét gép a rakt:\.rban van. hogy in· Neumann döntcsenek gyenesen nyilvánossá tehelő minden, az lAS számit6gcppcl kapcsolatos do· kumentum - ai' volt a következménye, hogy már az [AS cpítése közben a klón-számítógépek egész sorának clkcnlődött a feJles;lIése. A teljesség Igénye nelkül, ezek közül az egyik clső volt al ORDVAC (Ordnance Variable Automatic Computer), ami az Illinoisi Egyetem Digilális Számítástechnikai Laborlllóriumában, az aberdeen·i kí· serleti lőteT számára készült, illetve az ugyanott fejlesztett e l ső ILL/AC (Illi· nois Automatic Computer), amit az Egyetem használt. ennek a k1ónja, a S/LL/AC épült meg Sydney-ben. Ezek a gepek az lAS gép tőbbé·kevesbé pon· los másolatai vollok, amit mi sem mutat jobban, mint hogy aL ORDVAC 1952 márc;u.'i lO·én, mig az ILLIAC 1952 szeptember I·én te hát az lAS géppel majdnem egy időben áll t üzembe. Az lAS gép másolata voh az AVIDAC

19. á bra . Ne uman n e m léktábla avatás Prlnceton ban. IH épült az lAS Com puter

(Argonne National Laboratory) és az ORACLE (Oak Rldge National Labor.l.tory) fejlesztésében. A Los Alamos Scientific Laboratory-ban. Nicholas Melropolis irányitása alatt is megépült az lAS gép egy majdnem pontos máso· lata, a MANIAC (Mllthematical AnaIyser Numericai Integrator, and Computer. 1952). Még egy neves lAS gép másolatTÓl kell mcgemlékeznünk: cz volt a JOflNNIAC, (Johnny Integrator and Automatic Computer). amit Neumann becene\c után Johnny - lViI/is IInre. Neumann volt munkatársa a Rand Corporalion·nál cpilen és neve· zett cl. A gépet 1954 márciusában állitották üzembe. Ez a gép abban volt más, mint az lAS gép, hogy benne nem Williams csövet, hanem a Rand Corporation.ná l fejlesztett - nagyo n hasonló - Se/eelrolH alkalmazták ope· raliv tárolóként. Végül a Williams eső terjedt el az egész világon egészen ad· dig, amig a Ja)' Wrighl Forresler által kifejlesztett ferrit·mcmória fel nem vál· Iotta. Az lA S Compmemek volt az egyik szovjet klónja az M-3 is, amit Magyarországon az MTA Kiberl1elikai KlIlalÓ

csoponball - 1957 és 1959 között- mi is megépitettünk. Végül Goldstine ,.módosított'· véle· ménye, aminek már nem tudott crvcnyt szerezni: ... az Intézet szempontjából valószinűleg nem volt bölcs dolog, hogy alap· vető elgondolásainkat közkinccsé tettük ahelyett, hogy szabadalmi oltalmat szereztünk volna rájuk. Ami mgyenes, azt a vi lág általában nagyon kevéssé ér· tékeli. Az ötletek mindenkinek a rcn· delkezésére álltak, bárki hasznosíthatta őket, pontosan úgy, ahogyan eredetileg is szerettük volna. de eközben lalán nem mindig adóztak ke llő elismeréssel a mógöuűk meghuzódó szellemi telJesitménynek. Címlistánkon mindeneset· re valamennyi nagyobb cég szere pelt ezek tehát mind a logikai, mind a mű· szaki eredményeinket tartalmazó kiad· ványainkat azonnal megkapták, amint megínuk öket. Neumann JánOSI Princetonban tcmették el ( t8. ábra). Hajdani prince· toni munkahelye fa lán - az IAS·ben emléktáblával ( 19. ábra) tisztelegtün k a nagy tudós cmlCkének.

»PIC mikrovezérlők alkalmazástechnikája« »PIC programozás C nyelven« D" KÓNY" LÁSZlÓ - KOPJAK JÓZSEF ..A harmadik kiadásban nem kevesebbre vállalkozunk, mint az olvasó sdmau keila támaszt .dnl ahatalmassa bÖvüla PIC paleHa használatához. ... A magas szlntü programozási nyelvek tlasználatat ma mar nem lehet me9kerüln~ emlaH kiemeli hangsulyt fekteHunk a C programotilsl nyttlvet elsaJatitanl szandékoz6 olvas6k Igényének kielégr1ésére.~ A könyvhöz CD melléklet ls jár, melyen sok hasznos Információ melleH teljes terjedelmében megtalálható a könyv második kiadása is. 400 olda~ BS mérei. Ára : 4900 Ft A könyv megvásárolható, postai utánvéHel (esomagolás+postak6Itség felszámitásaval) megrendelhet6 a HAM-bujrtÓI : Budapest XIII ., Dagály u. 11. t. em. 130. Budapest, Pf. 603 H-1374 239-4932/36, 239-4933/36 [email protected]

A továbbfejlesztett PIC16 CPU Or. Madarász László okl. villamosmérnök, [email protected]

A mikro\'ezérföket családkcntfejlesztik. forgalmaz:ák fl gyártók. A mihvl'e::él'/ő-cstlltíd kialakítása a felhas:nál6k számára sok kedvező kővelkezmennyei jár. UgyalIakkor ti család eselenkélll ti tovább/epés akadilfyaVlI is vá/har. Ilyen he~vzetbe került a Microchip, amikor fl PICJ6F család alkalma=fÍsi lehe/őse­

geit. fOl'(íbbfejle$z/ését, magas

stil1llÍ

programo:ásár a család néhál/y alapvelő jellemzője már gátolta. A gyártó ekkor ofra/! vállo:/utasokat végzel! a mikrovezerlö központi egységen, ami a

hagyományos család-szerkezetben /leli! leheto meg. viszont a PICI6F mikrovezérlők számára lehetövé les:i fl 10vábbfejles:tésl, ai: alkalmazási lehelő­ segek kis:élesítesél.

A mikrovezérlő-családok sajátosságai A mikrovezérlöket már a kezdetekben is családokban fejlesztették, forgalmazták a gyártók. Egy családban, mint pl. az Intel 8051 mikrovezérlő-sorozat­ ban, az árarnkörök magja, a CPU változatlan volt, megegyezett az utasitáskészlet is. A különféle feladnlok követclmcnyeihez a megfelelő méreIÜ programtárot, adattárat, periféria-készletet választhatta meg a felhasználó. A mai mikrovezérlő-családok akár több száz tagot is tartalmaznak, változatos periféria-áromkörökkel, különféle memóriaméretekkel. A mikrovezérlők az egyszeru belső szerkezet érdekében elktilönitell adatmemóriát és programmemóriát használnak. Az. elkülönítés fizika ilag es logikai lag is teljes mértékben megvalósult. Az alkalmazásban, a beépített (embedded) elektronikában a mikrove-

ta ké p 134

zérlö n programtárat csak olvassa, ezért az valamilyen ROM-jellegű memória. Az adatmemóriát imi es olvasni is szükséges. ezért az SRAMjcllcgü. Esetenként kiegészítették az adatmemóriát további részlettel, ami tápfeszültség hiányában is megőrL i a tartalmát, cz a terület EEPROM-ból készült. 2000 előtt a mikrovezérlő-csa l ádok egy további igényt is kiszolgáhak. Amikor a felhasználó az alkalmazást még csak fejleszti, a mikrovezé rlőben a programot többször ál kell írnia. Ezért a fejlesztési fázishoz egyszeruen, gyorsan átprogramozható változatokra van szükségc. A végtennékbe, a sorozaIgyártott eszközbe már olyan mikrovezérlő kerül. aminek a programtárolóját nem lehct törőin i . Á Itajában az átprogramozhal6 családtagok köllScgesebb kivitelűek voltak., pl. kvarcablakos, femkerámia-tokozású EPROM programmcmódás változatok, míg ti sorozattermékbe olcsóbb, műanyag tokozású áramkörök kerültek. Ezekben a programtár lehelett ROM (amit a mikrovezérlő gyártója tudott beprogramozni). vagy EPROM (OTP, One Time Programmable. egyszer programozható kivitel). 2000 után a mikrovezérlőkben megjelent, majd egyeduralkodóvá vált a Flash jellegű programmemória. Ez műanyag tokozású kivitelt is lehetövé teH, amit akár a fejlesztés somn is hasznáJ~altak, akár a végleges lennékben is. Igy a családnak már csak az alkalmazói áramkör igényeit kielégitő változatokat kellett tartalmaznia, valamennyit egységes Flash programtárral. A PIC16C5X mikrovezérlök beve·

zetése A General Instrument cég mikroelektronikai gyára az l 970-es évek közepén fejlesztette ki PICI600 típusjelü 16 biles mikrovezérlöjél. Ez a PIC (Programmable Intelligent Computer) áramkőr hatékony CPU-val és utasításrendszerrel rendelkezett, de az 1/0 kialakítása és a perifériarendszere gyenge volt. A rossz fogadtatás hatására új áramkört dolgoztak ki, 1977-ben jelentkeztek a PIC l 650-nel. Ez nyoJcbites NM OS mik rovezérlő 12 bites utasi-

táshosszúsággal. sajátos belsö felépítésseI, egyetlen idözitő/számláló egységgel, négy darab nyolebites kvázikétirányú párhuzamos porttal. Adatmemóriája 32x8 méretű SRAM volt, programtára 512x 12 szervezésü ROM. 29 egyszavas utasítása RISC jellegűvé tette a CPU-t. A következő években ezt az áramkört nagyobb sikerrel tudták értékesíteni, de továbbfejlesztése nem jött szóba. 1989-ben a Ol mikroe1ektronikai fejlesztő részlege önálló cégként jelenlkezett, igy alakult meg aMicrochip Technology. Első tennékűk egy szűk ulasításkészlettel rendelkező mikrovezérlő-család (PICI6C5x), ami tulajdonképpen a PIC 1650 továbbfejlesztésével jött létre. A technol6giát a korszeru CMOS-ra váltották át, a programmem6riát EPROMjcllcggcl alakították ki. Az alkalmaoiások fejlesLtcséhez kvarcablakos tokozással szállították az áramköröket ( l.a kép), a sorozattcrmékckbe műanyag tokozású ( I.b kép), egyszer programozható (OTP) kivitel! ajánlottak (a műanyag tokban ugyanaz az EPROM-os csip volt, mint a kvarcablakosban). Az UO TCndszert átalak.ították, valódi két irányu portokat alkalmaztak. A belső felépítéSI, az utasitáskészletet lényegében megtartották. A család tagjaiban két illetve három párhuzamos port szerepelt. A piacon ez volt a legegyszerubb felépítésű mikrovezérlő. A gyártó utalt is erre a PIC berúhám13s újraértelmezesével, mikrovezérlöit Pedphcrollnterface Controllcr-ként hirdctte (periféria-illcsztő vezérlő). A Microchip első mikrovezérlő­ családja négy tagból á11t, ezekben a programmemória mérete (512x 12 - 2 Kix2), az adatmemóriák kapacitása

tb ké p

RT ÉK '15

t c kép (32)(8 80)(8) illetve a párhuzamos portok száma volt el térő. A müködési frekvencia felsö hatara 20 MH7 volt. Megszakitásokat nem kezeitek az 6ramkörök, a veremtárat csak a szubrulinokhoz has.w álta a CPU. A verem mindössze két cim befogadásárJ volt clcgendő,

Az adatmemória érdekes felépítésü volt. A belső egységckct regis7Icrek bilJci segitségével lehctctt beállitanl. kezelni. de e regiszterek egy részét ncm lehetett címmel, regiszterkezelö utasilásokkaI elérni. Ilyen volt a valódi kétirányi! ponok iránykijelölö regis7tcrsora (TRIS A, TRIS B stb.), aL időzi· tő/számláló vezérlöregisztere (OPTION), és az akkumulator jel legü munkaregiszter, a W. Ezén az utasiláskéSLletben ezeket a regis7lereket külön utasítás-sorozat kezelte, csak így lehetett a tanalmukat beállítani. Ennek ellenere az utasítások szama alacsony maradhatott (33 utasítás: I. tá bl ázat). Ezt több szellemes ötlettel érték el. A regisztereket kezelő aritmetikai, logikai utasításoknak nem volt külön közvetlen címzésü és kőz"etett címzésü vállozata. II keszlelbcn csak közvetlen cimzéses utasításokat találunk (ezeket könnyü felismerni a SRAM f mT betükkel jelzett cimtTÖI). Viszont ha az utasitásban alkalmazott cim 00000 volt, akkor ez nem a 00000 címü rekeszre vonatkozott (ilyen cimü rekesz fizikai lag nem is létezett). A 00000 cím egy jelzés volt, egy utalás arra, hogy közvetett címet kell használni, az FSR (Filc Select Regiszter) larItllma volt ekkor a tényleges cím. Egy másik ötletes fogás az volt, hogy ezekben az aritmetikai, logikai utasitásokban ,,'olt egy egybites jelző (d-vel jelöltek). Ha ennek az értéke O \'olt. a müvelet eredménye a W regiszterhe kerül t. Ha a d-t l -re állitouák be, akkor az ered meny a művelettel érintett SRAM regiszterben jelent meg. igy c kétféle megoldáshoz nem kellett két külön utasítássorozatot beépíteni az utasitáskészletbe!

RTÉK"5

Az utasitások lényegét a bemutatott táblázat tanalma7..za. A Mierochip azzal a reklámszöveggel ébresztett kedvet m i krovezérlői hasznBlatához, hogy az utasitáskészlet fél órás tanu lmányozása után mar bárki programOt is képes írni az ámmkörök használatára. Az utasitások között megtaláljuk az O PTION-t es a TRIS-I, valamínt a W kezelésére szolgáló utasításokat. A mikrovezérlőknél gyakran szükseges, hogy egyes bi teket dolgozzanak fel, erre a eélra bitcimezhetö utasítások szerepel nek a készletbcn. Az egyszavas jelleg miatt a címet k eLe l ő utasítások nem egységesek, a GOTO 9 bites cimet tartalmaz, szubrutinhivó CALL csak nyolcbitesel. A PICI6C5x család tovabbi jellegzetessége, hogyareset folyamat után a progmmtár legfelsö címéről olvas ki utasítást, azaz ez az indulási cím. In a fel használó általában egy GOTO utasítást helyezett cl, amcIyik a működö progrnm rész kezdetére mutatott. A PIC 16C5x mikrovezérlöknek vármlanu l nagy volt a sikerük. A fel hasznalók mind bonyolultabb feladato k megoldásara kivá nták ezeket alkalmazni, így a ko rlátaik egyre nyilvánvalóbbakka váltak. Rövidcsen azonban két újdonsággal jelentkezett a eeg. A PICI6C71 beépiteu AI D-vci készült (az I.e képen látható kvarcablakos és az l.d képen sze rep l ő zárt műanyag tokozással), a PICI6C84 csak műanyag tokban került fo rga lomba ( Le kép). A PICl6C84 egy izgalmas kísérlet volt, a programmemóriája EEPROMjellcggel készült. Egy kiegészitő adattárat is kapott, szintén EEPROM jellegűt. Miközben a fe lhasználók az ujdonságokkal kísé rleteztck, aközben derült ki számukra, hogy teljesen ujszerű mikrovezé rlőkkel van dolguk! Rövidesen több S7.áZ áramkör készült ezzel az uj, 14 bites utasításhosszuságu C PUval, és a család fej lesztése ma is fo lyamatos. A korábbi áramkörök el tünnek a Microehip ajánlatából, dc mindig megjelennek uj változatok.

!

P I C16C7 1 0 " 'P

1.1:'-9 S "8CIU~

,: ~l ,fl!Jl. .

.

._-

.

-..

- . ..

l.d kép

.

'-

te kép A változtatások Igen sikeresnek bizonyultak. Megkezdődött a rendkívül gyors fej l ődés. aminek 2000-re az lett az eredménye, hogyanyolebites mikrovezérlők vezető gyartójává vált a Microchip.

Az eredeti Mld· Range PIC CPU néhány jellemz6je, a család kiteljesedése Az új csahldot ma a Microchip vagy 14 bites utasiláshosszúságunak, vagy Mid-Range jellegűnek nevezI (a PICl6C5x sorozat a Baseline csopon, vagy a 12 bitcs utasításhosszúságú esalád). Ezek azelnevez{~sek azonban csak az utóbbi é ...'Ckben jelentek meg a Microchip szóhasználatában. Addig néha nem is volt egyszerű a családok helyes megnevezése! Igazolja eZI a törtenet i sorrend, amit röviden ismertetUnk. A PIC I 6C7 I és a PlCl6C84 áramkö röket rövidesen további 14 bites lIIasi tás-hosszuságu áramkörök is kövelték. Az EEP ROM nem vált be programtárként, a további mikrovezér l ők­ nél is az EPROM-os megoldást használta aMicrochip, kvareablakos és zán (OTP) tokozással. Ekkor kapta az első soroZJlt a PIC l6C5X család elnevezést, mivel minden tagjanál a tipusJelzésben a PIC16C karakterek utáni számjegy 5 volt. Az új, 14 bites utasitáshosszuságu áramköröket pedig PICI 6CXX esaládnévcn kezeli a Mierochip, amiről a termékcsaládot ismerő felhasználó tudta, hogya C utáni számjegy nem lehet 5. A Parallax, a PIC mikrovezérlőkhöz olcsó progmmoro-egységeket gyártó cég eleinte esak igy jelöltc ezeket a tennékeket: PIC Programmer. Ezutan két kü' lönböző egységet forgalmaz, az egyik a PIC I6C5X Programmer, a másik a PICI6CXX Programmer. Hamarosan a típusszám több számJegyböl á ll, majd 2000 után döntő változás történi k: a mikrovezérlők Flash programtárat kapnak. Ezeknél a változatoknál a típ usjelben a C betű helyére

135

lők már lassan húsz éve jelentck meg, ennyi idő alatt már sokat változtak, de elsősorban a perifériakészletük módosul!. A működési frekvencia felső hatara 20 MHz. Az utasitá~-végrehaj tá s legnagyobb sebessége így 5 Mips. A mikrovezérlőket konfigunilható oszcillátorrói lehet működtetni, ennck négy beállítási lehetősége van (alacsony vagy közepes vagy magas frekvenciás kvarcoszcillátor illetve RC-oszcillátor). A frekvenciamegha tározó elemek

F kerül (pl. PICI6F84, 2.a kép vagy PIC16F628. 2.b kép). A C betűs. EPROM-os típusok rövidesen teljesen eltűn n ek a cég ajánlatábóJ. Ez a sorozat reset folyamat után már a szokásos módon a programtár 0000 címeről olvassa ki az első vcgrehajtásra kerülö utasítást, Vizsg3ljuk mcg a 90-cs évek közepén kialakított 14 bites utasításhosszúságú eredeti PIC 16CXX CPU-t, melyek a fójcl!cmzői! Ezck a mikrovczér-

(rezgőkvarc

vagy RC tag) a mikrovekívül helyezkednek cl. A későb­ bi fejleszteseknél a TMRI időzí­ tő/számláló használható másodlagos oszcillátorként. egyes aramkő rőknél belső RC-oszcil!átort is alkalmaznak (32 kHz... 8 MHz közötti alapfrekvenciával, esetenként vezérelhető frekvencia-osztóval). A sorozat tagjainál folyamatosan csökkentették a táparam értékét, a mai áramkörök 4 MHz frekve ncián 2,0 V zérlőn

1. táblázat

UTASíTÁSKÉSZLET 1

UÁJTKEZELÓ, fÁJLREGISZTER UTASiTÁSOK

~

0000 00 l f mT 0000 Ol 00 0000 0000 OIlf mr 0000 10df mT 0000 Ildf mT 0001 OOdf mT 0001 Oldf mT 0001 10df tm 0001 tldf mr oolOOOdf InT oolOOldf mT 00 10 10M mT 0010 11M mT 00 II OOdf mT

1:"

Oldf mr II IOdf mr 1 O'" IIldf mr

:040 06f OBf OCf IOf 14f I8f ICf 20f 24f 28f

2Cf

30f 34f 38f 3Cf

,

i Move W to f Clcar W Clear f Subtrnet W from f Dcercmcnt f lnclusl\'c OR W and f ANOWandf Exclusive OR W and r AddWandf Move f Complemcnt r lncrcmcnt f Decrernent f, Sk IP if:r.ero Rotatc right r Rotatc left f Swap halvcs f ,r I

.;: l\IOVWf CLRW CLRf' SUBWF DECf IORWF ANDWF XORWf ADDWF J\10VF C01'\IF tNC F DECfSZ RRF KLF SWAPF

,

OIOObbbf mr 0101 bbbf mT

He"

4bf Bit Clear f lbf Bil Sel f

00 1000 kkkk kkkk 1001 kkkk kkkk 10lk kkkk kkkk 1100 kkkk kkkk 1101 kkkk kkkk

l:::::::: 136

-;;;;

,

-

-

O~W

f f,d f,d f,d f,d r,d f,d

O~f

r,d

f~d

f,d f,d r,d f,d f,d

f-dO f+ l_d f - l_d. skip ifzcro f(n)-d(n - I). C _ d(7), f(O)-C f{n)--d(n + l), C -- dIO). f(7) .....C

Z Z

C.DCZ

f-W--d[f+ W+ l--odl f -l _ d

Z Z Z Z

Wv r--d

W&f_d wElH_d W+f __ d

~::~)_~~4:')

; I . e,

C,OC.Z

Z

C C

-

,d (ll-8)

1

Z Z

orKOD

(7-5)

I ~bit#! I

f,b f,b

BCF BSF IlTFSC

~,:

BTfS' "

(4-O) !1FILEII)

I

FI,,~k

-

O- f(b) 1 -- f{b)

~~~: ~::'~:~:~ ~:~~:~~: ~~:~ :~~~~ar (11-8) 1

OPKOD

(7·0) 1

k (LITERAL)

,

I 002 L"d 003 (iQ into standby modc 004 Clear Watchdog Timcr oof Tristate POI"1 f Skk Rctum, Pince LilcllIl in W 9kk Call subroutine Akk Go 10 addJ"(;SS (k IS 9 bll) Ckk Mo\"c Litcrnl to W Dkk Ind. OR Lilcrnl and W

OPTION SLEEP CLRWDT 1 KIS RETLW CALL GOTO l\IOVLW IORLW

~~:

~~~:-~~,

AN~ Li~e~~:~~:d W

,

1

FI,,-,k

W~f

LlTERAL (KONSTANS) KEZELŐ ÉS VEZtRLÓ UTASiTÁSOK

H~,

I

i

''''''

I::::~~i: ~~~ ~:: ~~:: ~: ~~:~ :~~~~ar Bm'n, kód

J;~':~:f'.

f

i~

m

1

"

BITKEZELÓ. FÁJLREGISZTEK UTASÍTÁSOK

B",.,,, kód

~

1

Fl,,-,k

-

-

-

f k k k

,

k k k

W ..... QPTIQN regiSICr O..... WDT, Stop oscillator 0 __ WOT (and prescalcr, if 3ssigncd) W - UO control regislcr k __ W, Stack __ PC PC+l_Slack,k_ PC k ___ PC (9 bit:;) k~W

TO,PO TO.PD

-

kvW __ W

Z

k&W-:~

~ RT ÉK '15

2.a kép tapfeszühségcn 220 f.lA·t fogyaszta· nak. 32 kHz..en csak 20 f.lA·t. A standby állapotban (sleep) fel ven aram mindössze 50 nA A legtijabb tipusok már a MicrochIp alacsony fogyasztásu XLP megoldásával készülnek. Az utasításkészlet alapvetöen a PIC 16C5x mikrovezérlök utasításait tartalmazza, 14 bnre kiegészítve. Az ottani 33 Ulasitás közül néhány fclcslc· gcssé vált, mivcl itt tclJcsen SFR jelle· gü a belső elemek kezelése. A 14 bites utasításokat a 2. láblá/~t mutatja be. Az utasításkészlet igen hatékony, ugyanakkor minden eleme továbbra is egyetlen szóból áll. E? leegyszerüsíti a CPU·ban az utasitásdekMoló és vegrehajtó részleteket, ugyanakkor nagy végrehajtási sebességet is Jelent. Négy óraciklus alatt zajlik Ic egy gépi ciklus.

és minden gépi ciklusban befejeződik egy utasítás végrehajtása (kivéve a ve· zérlésátadó utasításokat). Bar ezek a mikrovezerlök SFR-tcrülettel rendelkeznek. be l ső periféria,kat SFR regiszterek segitségével kezelik, az akkumulátor jellegü munkaregiszler (W) itt sem kerül t rá az SFR területre. igy minden W-vel kapcsolatos működést továbbra is önálló utasítás vált ki (hasonlóan. mint a PICI6CSx. áramköröknél). A Baseline sorozat utasításait alig bővítette a Microehip. MIvel az uJ magok utasításai 14 bitesck. így hosszabb címeket, konstansokat is tartalmazhat· nak. A Mid-Range CPU 35 utasitasból 0.1 16 készlete alapjan jogosan jelenti ki a Microchip ezekről a mikrovezerlöiröl is. hogy RISC (csökkentett utasításkészlettel müködö) áramkörök. Ennek azonban ára van! Az aritmetikai utasítások (összeadás. kivonás) pl. az el őző művelet eredményet nem veszik figyelembe. így az esetleges hosszabb adatok kezelése problémás. A léptetöutasítások a körléptetést meg"alósítják, a logikai léptetésI nem. Tenneszelesen a hiányzó működések is megoldhat6ak. de több utasítást kell felllaszná lni il yen esetekben. Mivel az OPTION és a TRI S regiSZlcrek az SFR területre kerültek, nincs szükség különleges utasításokra ezek kezelésére. A PICl6C5x utasításkészlet két utasításat ezért elhagyták

2.b kép (OPTION, TRIS utasítások), s a négy új utasítas bcépítésével nött az utasítások száma 35-rc. Az üj utasítások közül kettő konstanssal végezhető összeadást, kivonást valósít meg, egy további egyszeru

I

"I~:O>

PC

CALl. RETUR"I

~

RETFIIi. UTLW

.7 Verem I SZ,n!

\·cr~m

-!'

8. s.lInl

Ruel..eklor

· ·· TM~21'

T\lR!IF

.t: L

_ _ _ _ _- ,

I

TW~Olf

no.OI~

·,

~

• W.k. up

I)jTE .81F

("("'l'l

II..... " ' •.

...... p .01'1

• (",tJ

,• • ",• o

< "

u,"

,"" .~

Mean_klt', ,·eklo, OOO. Cb,pn belGl, proV· m-

OOO,

mcmóTl~

(O 1.1')

-Chlptn - - DcIO- li-

07FF 0800

p,oirammemór;1 fl III')

OFH'

1000

~'"

Ulf

f<-

F'l,k"l'a n,ncl krllakih.

"DIE

""

Hll

0000

.:. • ;:

•• o: E

.

",

IfFf

"" Konf'auric;ós bnek

~'If

-

~Pll

t ábra

RT EK '15

FFFF

2. ábra

137

2. táblázat l\lnclllonik. operandus -

14 bitcs opkód !\ISb LSb

Leírás

Módosuló

n'g

Megj .

Rájtoricntált, fájlrcgisztcres utasítások AOOWF

t,d

Add W and f

00 0111 dHf ffff

C,DC,Z

1,2_

ANDWF

t,d

ANDWandf

00 0101 dfff ffff

l

J,2 2

CLRF

t

elear f

00 0001 lfff ffff -

l

CLRW

·

ClcurW

00 0001 Oxxx xxxx

l

_ COMF

t,d

Compicment _f

00 1001 dfff Hff

l

1,2

OECF

t,d

DecremenI f

00 0011 dfff ffff

l

J,2

DECFSZ

Dccrcmcnl f,_Skip if O

1(2)

00 1011 -dfff ff H ----

lNCF

t,d t,d

IncremenI f

J

00 1010 dfff ffff

INCFSZ

t,d

Ineremen! f, Skip if O

J(2)

I,d

lnclusi\lc OR W and f

J

00 1111 dfff ffff .. ---00 0100 dfff- -fHf --

l

J,2

t,d

MO\lcf

l

1,2

J,2

IORWF

J

00 1000 dfff ffff

MOVWF

t

Move W 10 f

J

00 0000 lfff ffff

NOP

·

No Operation

l

00 0000 OxxO 0000

~F

I,d

~OVF

1,2.3

l

1.2 1,2.3

I

ROIate left f through carry

00 11 01 dfff fff!

C

t--! .2

RRF

I,d

Kotate nghl f through curry

00 1100 dttt tttt

C

SUBWF

t,d

Sublract W from f

00 0010 dfff ff f f

c'DC,Z

1,2

SWAPF

t,d t,d

Swap hal\lcs

l

1.2 1,2

t,b

!liI elear f

t,b

Bil Set f

r

00 1110 dfff ffff 00 0110 dfff ffff

XORWF Exclusivc OR W and f Ritori('ntált fájlregiszt('res utasítások

BCF BSF BTFSC

f,~ ~~t

BTFSS

t,b

Literal (konstansos) es

ADDLW

"k

ANOLW

k

~~L CLRWDT

\'e7.~rlő

~dd

1(2)

Ol OObb bfft ftff Ol Olbb bfff ffff Ol 10bb bEH f f f f -----Ol llbb bfff fff t

l

II l llx kkkk kkkk

-

J(2)

Test f, Skip ifClcar

Bit Test f. Skip

if~et

AND lileml to W Call subroutinc

--

J

-

, - -

-

II

1001 kkkk kkkk

00 0000 0110 0100 -

k

Inclusivc OR litcrallo W

II

MOVLW

k

Move literaj to W

II OO xx ic:kkk kkkk

·

Retum from intcrrupl

2

00 0000 0000 1001

Go to address

2

1 0 lkkk k kkk kkkk

1000 kkkk ,,-kkk

...!"'TL"-

k

Retum with lileml in W

2

RETURN

·

Retum from subroutine

2

II .. Ol xx kkkk kk kk 00 0000 0000 1000

~EEP

J,2 J,2 J 3

3

C.DCl l

10 Okkk k kk.k kkkk

IORLW

_ elcar watchdog timer

I

-

literal to W

;,

,

utasítások

GOTO

RETFIE

.-

TO, PO

,

·

Go to slandby mode

J

00 0000 0110 0011

--

TO.PD

SUBLW

k

Subtract W from literal

l

II

1l0 x kkkk kkkk

C.DC,Z

XORLW

k

Exclusivc OR lilcrallo W

J

II

1010 kkkk kkkk

l

MCgJcgyzések: J. Ha egy JIO regisztcmél a saját tartal ma szerepeloperanduskent. minden esetben a csatlakozó lábon ténylegesen meglevő logikai szinl leS7 a mérvadó (ncm a kimeneti regis7ter tartalma). 2. Ha eZl az utasítást a TMRO regiszterrel kapcsolatban hajtjuk végre (és ahol szerepel, d=l): az előosztó (amennyiben a TMRO-hoz van rendelve) törlődik . 3. Amikor a PC módosul vagy ha egy tesztfehétel teljesül. akkor az utasitás két ciklust igényel. A második ciklus úgy zajl ik le, mint egy NOP.

136

AT ÉK '15

PIC18 Architecture 128

8--bit Data

Mid-Range & Enhanced Mid-Range

.,

íiI 64

~ 32

16-bit Instruction

8-bit Data

PIC18F

14-bit Instruction

x:

~ 16

.,~ ::E

8

PIC16F

4

2

PIC12F

1

Baseline 8-bit Data 12-bit Instruction

PIC10F 6

8

14

18

28 Pins

40

64

84

100

3. kép RETURN ulasÍlas. szubrutinok \égérc. II másik a megszakíuisi s:lUbrutm visszatéritö utasítisa.

Az egyszeru RETURN utasításra azért volt szükség, mert a PICt6C5X utasításkészletében csak RETLW szerepeit, ami a szubn.llin végén nemcsak II veremből töltötte be a visszatérési címct a PC-be. hanem az utasításba beirt nyolcbites adatot (kkkk kkkk) is betöltőtte a W regiszlerbe. Sokszor ez az utóbbi működés felesleges volt. csetenként kellemetlen is. Mint említettük, a Mid-Range PIC cs.,l~d mikrovezérlőiben először

ROM volt

EP-

programmemória, majd Flash. A programtár mérete változatos. II legnagyobb 14 KiB, amiben 8 Ki utasitássz6 fér el. Láttuk, hogy a Baseline sorozat tagjai nem kezellek megszakításokaI. A Mid-Range családnál már hatékony megs7.akilási rendszen találunk. Minden belső egység képes megszakítást generálni. és külső megszakítást is fogadnak a7 áramkörök. Minden megszakilás-forrás egyenként tiltható vagy engedélyezhető (maszkol ható), csoponos és általános tillás/engedélyezés is lehetséges (egy példát az I. ábrlÍn láthatunk).

RT ÉK '15

II

Akárhány megszakitási forrással rendelkezik egy Mid-Range mikro\'ezerlö, ha valamelyik kérését elfogadja a CPU, a megszakitást kezelő szubrutin minden esetben a programme mória ugyanazon rekeszéröl, a 0004 eimről indul, ez a megszakltás-vektor eim. A programmemória eimtérképén két kirunteten eimet találunk, ezt a 0004 értéket a megszakitások kezelésére, valamint a 0000 eimet, ahol resct után indul a programvégrehajtás (2. ábra). A mikrovezérlöknek fcl kell készülniük olyan helyzetekre, amikor egyideJüleg több megszakitás-kérés is jelentkezik, vagy egy futó megszakitás-kezelés közben új kérés érkezik. Ezeket a helyzeteket il megszakitások prioritási rendszere oldja meg. Egy lehetséges szervezés az. ha minden megszakith-forrás más eimről indítja a kiszolgáló rutin t. a megszakítások fogadásat intéző áramkör pedig hnrd\cr prioritási sorrendet használ (pl. a 8051-jellegü mikrovezérlőknél ilyen megoldást alkalmaztak). A PIC mikrovezérlők közös eimről indítják a megszakHasi szubrutint, s a szubrutinban lehet a prioritással foglalkozni. A felhaszná ló a szubrutin elejére helyezi el a megszakitás-forrasok álla-

potál vizsgáló utasításokat, s keresi az éppen káést beküldöt köztük. A viz,sgálatok sorrendje lényegében prioritási sorrend, hiszen pl. két egyidejü kérés közülll.Z kerül kiszolgálásra, amelyiket előbb vizsgalja meg II kiszolgaló rutinban a C PU. lia egy megszakitást elfogad a CPU, a megsz.akitott program következő utasitásánllk cimét a verembe helyezi. A veremben nyolc cím fér cl, ez korlátozza az egymásba ágyazható szubrutinok számát. A verem hibás kezelése ellen semmilyen védelem nincs bcépitvc a mikrovezérlökbe. A Vlid-Range sorozat tagjaiban az adatmemória 25- 364 bájt méretü SRAM, amit egyes példányokban 64 256 bájt EEPROM egészít ki. Az adatmemóriában találjuk az SFR regisztereket, de elég rapszodikus az elhelyezésük. A 128 bájtnál nagyobb adallárolók több bank-re vannak felosztva . Egyes SFR rekeszek minden bank-ben szerepelnek (igy bank-függetlenek), mások pl. a páros számúakban, sok pedig esak egy bank-ben található meg. Az újabb. nagy Ildatmemóriával készülö mikrovezcrJökben talaJunk bank~fúggetlen általános célú regisztenerületet is, de ennek mérete is változó.

139

Az l 990-es évek végén aMicrochip új családdal jelentkezet!. a PIC l7C mikrovezérlők.kel. Sok ujdonságot vezettek be ezeknél az áramköröknél, megsem bizonyultak sikeresnek. A cég mai ajánlati listáján ezeket az áramkörőket már nem is találjuk meg. A 2000-es évet ismét új családdal köszöntötte a Microchip, II PICI8C aramkörökkel. Teljesen új CPU-vat készültek ezek a mikrovezerlök. a hardvert úgy alakítottak ki, hogy optimálisan kiszolgálja a C nyelvű programozási, a C fordítókat. Az utasítások 16 bitesek lettek, a programszámláló 21 bites. Teljesse vált az SFR jelleg, a W munkaregiszter is ,.beköltözött" az SFR területre. A megszakítási rendszer kiteljesedett. programozhaló prioritási lehetőséget is kapott. Ezek a mikrovezerlók is EPROM programtárral készültek kezdetben (PIC 18C áramkörök, kvareablakos és zárt műanyag tokozással), majd megjelent és kizárólagossá vátt a Flash programmemória (PIC 18F típusjetzéssel). A Microchip fejlesztési energiáit ezután elsősorban a PIC18 család bőví­ tésére használta fel, de nem hanyagolta

el a PICl6F sorozatot sem. Általában a PICl8 családban megjelcnö új elemek, megoldások. perifériák kis késéssel egy-egy uj PICl6F mikrovezérlöben is feltűntek. Esetenként azonban nehézséget okozott ilyenkor az, hogy a Mid-Range CPU a PICl8 központi egységétöl jelentösen eltért. Ez az eltérés más vonatkozásban is egyre több gondot okozotl. A Baselíne, majd a Mid-Range ámmkörök megjelenésekor a felhasználók közvetlenül gépi kódban készítették el a mikrovezérlök progmmjait, vagy assembler segítségével. A PICl8 esalad tagjai is kezelhetők assembler segitségével, de hamarosan C fordftókat is kaptak a vásárlók. Ezt követően a Mid-Range elemek felhasználói is egyre hangosabban igényelték a C szintű programozás lehetöségét. Itt azonban gondotjelemett, hogy ez a hardver nem illeszkedett a C programnyelv szellemiségéhez, így nehézkesek voltak a fordító programok. A PICI8 fejleszlések közvetlen felhasználási lehetőségé­ nek megleremtése mellell ez volt a másik ok, ami a továbbfejlesztell MidRange sorozat kialakításához vezetett.

CPU Program Mern ory Up 1056 ~

14-l1li maUdIan 49 TItal hstrudals (l) 1&bt file SelItI Reg91!fS

(32K 116InIID1s)

Így alakult ki a nyolcbites rIC mikroteljes készlete (3. kép)

vezérlők

A továbbfejlesztett PIC16 CPU, az Enhanced Mid-Range PIC sorozat megjelenése

Mára a 14 bites utasitáskészleru PIC mikrovezérlő-család két sorozatból áll. A már bemulatOIl Mid-Range jellegű áramköröket követték a tovább fejlesztettek. az Enhanced Mid-Range elemek. AMicrochip ajánlatában szereplő PIC 16F áramkörök jelenleg ebbe a két csoportba sorolhatóak be. A cég terméklistájában sorra jelennek meg a továbbfejleszletl CPU-ra épülő újabb áramkörök. várhatóan egy idő után már csak ilyenek készülnek. Az Enhanced Mid-Range PIC mikrovezérlök (4. kép) kőzponti egységét a C fordítók igényeihez igazitották, emiatt annyira megújuJt, hogy akár új családként is szerepelhetnének a Microchip nyolebilcs mikrovezérJöinek palettáján. Mégis a két csoportot egyetlen családkém kezeli a gyártó, igy erősítve a felhasználókban azt az érzést, hogy ehhez a válláshoz nem kell

Imernal Oscillator U to32 111Hz

0111 EEPROM

Cmext SaIe

Data Memory L\lto4K8

16-level Stack & Program Coumer

Erta-ced lráect Mies91lil

Res!! CapaIli~

I ----Peripheral UO Drivers

/lOC, SP 1Ft.., El$MI,mTwII"Setmj -

, ~II'IW, ~1IIl>, lCll, EfPROW, fW'e ~

4. kép

140

RT ÉK '15

5. kép

új architektúrával, utasitáskészlettel. CPU-val megismerkedni. mindössze néhány ponton erősitették a mikrovezérlőkel. Mindenesetre a továbbfejlesztett CPU felülről teljesen kompatibilis az eredeti maggal! A továbbfejlesztés eredményeképpen hatékonyabb C forditókat lehct késziteni ezekhez az áramkörökhöz, mint az eredeti MidRange mikrovezerlőkhöz. Az Enhanced Mid-Range PIC CPU valóban "erősebb" elődjéne!! JeIemő­ sen megnött a beépíthető programmemória-méret, a működési frekvencia, a Mierochip szerint az uj mikrovezérlők összességében 50%-kal hatékonyabbá vállak a tovabbfejlesztés révén. Azonos feladathoz 40%-kal rövidebb kód szükséges! Az átalakítások mind a C nyelvű programozás érdekében tönéntek. de ugyanakkor javitották a perifériák ki· szolgálását és a megszakítasok hatekonyságát is. Az Enhanced Mid-Range PIC mikrovezérlők (5. kép) tipuskódja így alakul: PICI6FIXXX (illetve nyolclábú változatokban PICI2FIXXX). A:z áramkörök tápfcszültsége 1,8 V ... 55 V között lehet. A legmagasabb órafrekvencia 48 MHz, ami 12 Mips végrehajtási sebességet jelent. Az aramkörök belső oszcillátora 32 kHz ... 32 MHz közötti frekvenciát állít elö többnyire két RC-oszcillator. osztóáramkör és PLL fokozat segítségével. A belső oszcillátor gyárilag kalibrált, de szoftverrel is lehet pontositani a frekvenciáját.

RT ÉK '15

A Mid-Range PIC aramkörök közül a legújabbak mar aMicrochip nanoWan XLP technológiájával készültek, az Enhanced Mid-Range áramköröket viszont kivétel nélkül ezzel a hatékony, kis teljesítményigényű megoldassal gyártják. Ez akialakítás bizlosÍlja, hogya Power-Down állapotban (amit a Microchip sleep állapotnak nevez) 100 nA alatt legyen a tápáram, a Watch Dog Timer (WDT) áramigénye legfeljebb 800 nA, s a valós idejű óraáramkörtápárama is legfeljebb 800 nA. A megj elcnő aramköröknél esetenként még kisebb áramértékeket értek el. A PICI 6(L)FI 826127 áramköröknél pl. a sleep árama csak 30 nA, a WDT áramigénye 500 nA, az óraaramkör táparama pedig 600 nA. A Mid-Range PIC mikrovezérlők, ha elfogadtak egy megszakítást, a megszakított főprogram következő utasításának eimét (azaz a PC, a programszámláló tartalmát) a verembe mentették, ahol nyolc eim fért eL A vennet a megszakitásokon kívül a normál program is használja, a szubrutinok visszatérési eimének tárolására. A magas szintű programozáskor a nyolcszinru verem már szűknek bizonyult. ezén a továbbfejlesztett CPU-ban 16 rekeszesre bövítették. Mivel a lehetséges ci· mek akár 15 bitesek is lehetnek, a verem rekeszei is 15 bitesek lenek. Programozási vagy működési hiba miatt a mikrovezérlős alkalmazásoknál előfordulhat, hogya verem méreténél több cím mentödik el, vagy a beín ei-

meknéltöbb olvas6dik ki. Természetesen ilyen esetben a program nem tud helyesen működni, a szubrutinok végén hamis eimekre kerül a vezérlés. A Mid-Range PIC CPU nem tudolt védekezni ezek ellen a hibák ellen, a tovább~ fejlesztéskor azonban erre is gondoltak a cég mérnökei! Az STVREN (Stack OverflowfUnderflow Reset Enable) egy konfiguráciŐS bit, ha ezt O-ra programozzuk, a verem tároló körtárolóvá alakul át. Ez azt jelenti, hogy ha 16 eimmentés tönént, azaz teljesen feltöltődött a verem (közben nem volt visszatérési művelet) és bekövetkezik egy 17. mentés is, a viszszatérési eim a verem első rekeszébe kerül, felülírva az ott levő korábbi eimértéket. A 18. cimmentés a második rekeszbe tölt cimet stb. Ugyanigy "körbefordul" a verem, ha minden eimet felhasználrunk reIum-lépésekkel, és cimmentés helyen mégis ismét egy visszatérési jellegű utasítás hajtódik végre. A veremből a legutolsó, 16. rekeszének tartalma fog visszatérési címként kiolvasódni, egy következő rerum eseten a 15. rekesz tartalma stb. A verem tehát körbefordul ha túlcsordul vagy alu!csordul. Az ilyen lépések a PCON regiszterben az STKOVF bit (Slack Overflow Flag bit) illetve az STKUNF bit (Staek Under· flow Flag bit) értékét l-re állítják, de egyéb működési esemeny nem történik. Ha az STVREN konfigurációs bit 1 értekű, a verem tülesordulása vagy alulcsordulása (azaz túltöltése vagy túlolvasása) az STKOVF vagy STKUNF bitek egyikének l-re állitásán tul a CPU reset folyamatát is kiváltja. A verem tc· hát ilyen bd.llítás eseten sem túlcsordulni, sem alulcsorduIni nem tud, mivel ilyen esemény bekövetkezése helyett a mikrovezérlöben egy reset folyamat zajlik le. A normál programok nem használják ki a verem körbeléptetési lehetősé­ gét. Ezeknél a hibamentes programfutás közben a verem túlcsordulása vagy alulcsordulása nem fordulhat elő, ilyen eseményt csak valamilyen hiba oko7hat. Ha a veremkezelési hiba fellépésekor a CPU végrehajtja aresetet, alaphelyzetbe állítja a veremtár-mutatót, ujra felépíti szoftver-rendszerét, a hibás működésnek várhatóan nem lesz tragikus következménye, a mikrovezérlőt tartalmazó készülék ismét normá.lisan működik majd. A veremkezelést további megoldásokkal is bövítette a Microchip az új

141

Bank31 FE4

STATUS SHAD

FE5

WREG - SHAD

FE6

BSR SHAD

FE7

PCLATH SHAD

FE8

FSROL SHAD

FE9

FSROH - SHAD

FEA

FSR1L SHAD

FEB

FSR1H SHAD

FEC

--

FED

STKPTR

FEE

TOSL

FEF

TOSH

-

3. ábra

CPU-ban. A veremtar-mutató (STKPTR) mindenkori crtéke programból elérhetővé valt, hasonlóképpen a ve· rcmtár~mutató által éppen megcimzen vercmrész, a vercmtctö (Top of the Stack, TOS) tartalma is. Mivel két bájt tartozik minden veremszmthez. a TOS két regisztcrben jelenik meg (TOSH. TOSL). A felhasználói programban így pl. a szubrutin megtudhatja. hogya fóprogram melyik részéről hívták meg, il~ lelve módosithatja a visszatérési értéket. Tennést;etesen óvatosan kell ezek· kcl a lehctőségekkel élni. mert hibás visszatérési cim esetén teljesen össze~ omlik a mikrovezérlő szoflverrendszcre. A megszakítás kezelésének egyszerusítésere egy új szolgáltatást is beépitettek a tovább fejlesztett CPU~ba. A megszakításl kezelő rutinok általában használják a CPU SFR területet, ezert a kiszolgáló szubrutin elején az SFR te· rülel megfelelő regisztereinek tartalmat el kell menteni. a rutin végén pedig helyre kell állitani. Mindez a szubruti· nok hosszát megnöveli. II tárterületet fogyasztja , II futási időt, II megszakítás· kor a vátaszidőt megnöveli. A továbbfejleszteU PICI6F mikro· vezérlőkben ezért megszakítás elfogadásakor a CPU rendszerregiszterek tar· talma automatikusan betöl!ődik az ún. arnyékreglszterekbe. A Mid~Range PIC mikrovezérlők· ben legfeljebb 4 bank alkotta az adatta· 142

ral. Az adatmemória továbbfejtesztett, átalakított szerkezetet II kővetkezőkben fogjuk megismerni. Előzetesként anynyit. hogy 32 bank~területre osztották fel, s a legutolsó (BankJI) területén, az FE4 ~ FEB címeken helyezték el az ar· nyékrcgiszlereket (3. ábra). Az abráml leolvasható, hogy melyik CPU regisz· terek tartalma kerül automatikusan az ámyékregiszterekbe. Ezen a RAM·te· rülcten találjuk meg a verem újsLerü kezelését biztosító, már bemutatott STKPTR. TOSH. TOSL regisztereket is, az ábrán ezeket is feltümettük. Miután az ámyékrcgisztcrck fellől· tödtek, a megszakítást kezelő szubrutin szabadon használhatja a CPU regiszte· reket. A rutin végén az árnyékokból az eredeti tartalmak töltődnek vissza a re· giszterekbe. Lehet olyan alkalmazási helyzet, amikor a megszakítást kezelö szubrutin a CPU regiszferek valamelyiket szán· dékosan megváltoztatja, s az lIjrainduló fóprogramnak ezzel az értékkel kell folytatnia a korábban megs7..akitott mŰ· ködésCI. Ezt minden további nélkül meg lehet tenni. mivel az ámyékrcgiszterek szabadon kezelhető. írható/olvas· ható rekeszek. Ha a megszakítást keze· lő szubrutin az árnyékok tartaimát módosítia, a főprogram indulása előtt ez a módosított énék kenil vissza a CPU megfelelő regiszterébe! A továbbfejlesztett PIC16 CPU memóriarendszere

Az továbbfejlesztett adatmemória fe/éprtése Az adatmemória területe változó, 256 bájt 4 KiB lehet, de a szerkezete, ki~ alakítása egységes, mindcn Enhanced Mid·Range PIC mikrovezérlőben azo· nosl Az SRAM adattárat 32 darab, egyenként 128 nyolcbites rekeszböl ál~ ló bank (BankO ~ Bank31) alkotja. Minden bank azonos szerkezetű. négy részre tagolódnak. A BSR (Bank Select Register, bank.·választó regiszter) tar· talmazza az ötbites bank·címet. Az arit~ mctikai, logikai utasításokban levő közvetlen cím (flfffil) a bank-en belüli címetjelöli ki, a bank·választást a BSR tanalma valósítja meg. Ezt a címzesi megoldást bank·jellegű eímzésnek nevezzük. Ha egy regiszter minden bank~ben, azonos bank·en belüli címen megtalálható, akkor a kezeléséhez az utasításba beírjuk a bank-en belüli címét és az utasítással máris el lehet érni. Ilyen esetben közömbös a BSR tartalma, ez a bank·fiiggetlen kezelési lehe· tőség.

Az első 12 rekeszben a rendszerregisztereket (CPU Registers) találjuk. Ezek összesen tizenketten vannak. így minden bank első 12 rekesze ugyanazt a 12 regisztert tartalmazza. A CPU re· gisztereket a 4. ábra mutatja be. A bank-en belűl ezek hexadccimálisan a 00 ~ OB illetve 80 ~ 8B cimek. Így a rendszerregiszterek ban k· fiiggetlenü l kezelhetök.

A programmemória újdonságai A továbbfejlesztett PICl6 mikrovezer· lők mindegyikeben Flash jellegű a programmemória. A programszámláló (PC) tizenöt bites. így 32 Ki utasításszót képes megcímezni. A lehetséges legnagyobb programtár tehát 32 Kix 14 bit lehet (56 KiB). A 15 bites programcím alsó 8 bitje a peL elnevezesű SFR rcgiszterben található. a felső 7 bit a PCLATH-ben. A 15 bites PC·nek megfelelően a programme mória címei (hexadecimális értékekkel) 0000 ~ 7 FFF között változhatnak. Ez a felhasználói program által elérhető cimtenilet. Aprogrammemóri~ ában e felett, a 8000 címtőltalálhatóak a felhasználói azonosító és az IC azo· nositó rekeszek (User ID, Device ID), valamint a konfigurációs szavak. Eze~ ket a futó programból nem lehet elérni , a mikrovezérlő beprogramozásakor a fejlesztő rendszer állítja be a tartalmukat.

00 vagy 80

INDFO

Ol vagy 81

INDF1

02 vagy 82

PCL

03 vagy 83

STATUS

04 vagy 84

FSROL

05 vagy 85

FSROH

06 vagy 86

FSR1L

07 vagy 87

FSR1H

08 vagy 88

BSR

09 vagy 89

WREG

OA vagy8A

PCLATH

OB vagy 8B

INTCON

4. ábra

RTÉK'15

Bank31 F80

F8B F8C F9F FAO

CPU rendszerregiszterek (12 db)

Nmcs ki építve ( 20 db) Ki építetl en terül et

FE3 FE4

STATUS_SHAD

FEl

WREG SHAD

FE6

BSR - SHAD

FE7

PCLATH SHAD

FE8

FSROL SHAD

FE9

FSROH - SHAD

FEA

FSR1L SHAD

FE B

FSR1H _SHAD

FEC

--

FED

STKPTR

FEE

TOSL

FEF FFO FFF

TOSH Access RAM (16 rekesz) 5. ábra

A CPU regiszterek között találjuk a WREG munkaregisztert is. Ez azért érdemeI külön fib'Yelmet. mert a Baseline és a Mid-Range PIC mikrovezérlőkben az akkumulátor jcllcgü munkaregiszter, a W nem volt címmel e l érhető, esak a saját speciális utasításaival lehetett kezelni. A PIC18 mikrovezérlőkben mar a W is az SFR lerület eleme, így nem szükséges a kezelésehez különleges utasítás. Ez hatékonyabbá tette a C forditókat is. A továbbfejleszten Mid- Range PIC CPU-ban a Microchip, a C fordítók támogatására szintén az SFR teriiletre helyezte a W-t, sőt, CPU regiszterként kezeli, azaz bank-ftlggctlen elérést biztosit hozza! A megszakítások újszerü kezelését ismertető reszben pedig azt is láthattuk, hogy elfogadott megszakitas esetén. mielőtt a megszakitást kezelő szubrutinra adód ik a vezérlés, a W tarRT ÉK '15

talma is bekeriii a WREG SHAD árnyékregiszterbe. A megszakltás kezelése során így érintetlen mar"dd a W-nek a megszakitott programban kialakított értéke, s a mcgszakítás kezelése után a fóprogram a korábbi. elmentett W értékkel futhat tovább. A bank második terii lete 20 rekeszböl áll. itt helyezkednek el a további SFR rekeszek (a címtartományuk OCIF illetve 8C - 9F). Minden bank-ben más és más regisztereket helyeztek el, ezek tehát mi nd bank-jel1eggel kezelhetőck csak. Ha valamelyiket olvasni vagy írni kelJ, ehhez a ban k-cím ző biteket a regisztert tartalmazó bank sorszámára kell beállítani Minden bank kilencedik rekesze (a 08 illetve 88 címü) a BSR, azaz a bank-választó regiszter. Mivel ez a CPU regiszIerek terü letén található, bank-fiiggetlenül elérhető. Ennek a tartalma határozza meg az aktuális bank sorszamal. A bank hannadik tartomanya 80 rckeszt foglal magába. a eirneik: 20 - 6 F illctvc AO - EF. Ez a terü lct a felhasználó rendelkezésére álló, általános céhi rekeszeket tanalmaz (General Purpose Registers). Ezek is ban k -fuggően kezelhetőek.

A bank utolsó. negyedik teriilete az Access Ram, a bárhonnan e l érhető 16 RAM rekesz (a 70 - 7F illetve FO - FF eimeken). Ezek ugyanis, bánnelyik

Banka

OOO

CPU

Bankl

080

rendnu. feglnterek (12 db)

OOB OOC

SFR

OBB OBC

OOF 070 Access RAM (16 reken)

SFR

OFF

reglstterek (12 db)

Nincs klépítve ( 20 db)

"R

regls:r:terek (20 db)

FOF FAO Árnyikok

Általános cétú reglSzhrek (80 dh)

1" 170 17F

CPU rendsz~r_

"B "C

IIF 120

Aeceu RAM (16 rek en)

F80

remi ner_ reg.s:r:terek (12 db)

Általános célu uglnluek (80 db)

OEF OFO

CPU

lOB 10C

OOF OAO ÁltlHnol c"u ugis1tenk (80 db)

01F

100

CPU

leglulerek ( 20 db)

(20 db)

Bank3l

B wk2

rendszer· regiszterek (12 db)

regln~nk

01F 020

bank-ben vagyunk, ugyanazt a 16 rekeszt jelentik. azaz ezek is bank-fUggct lenül kezcIhetök. A továbbfejlesztett Mid-Range PIC mikrovezérlökben különféle meretü adatmemóriát alakítottak ki. A legelső BankO minden esetben letezik, a nagyobb RAM-ok cselen a következők is. Bank I, Bankl stb. És minden esetben létezik a külőnleges kialakitásll cs szerepü Bank31 is! A Bank31 a többitől eltérő ki alak ítású! Felépitését az 5. á brán láthatjuk. A Bank31 első és negyedik része ,.szabványos". azaz az F80 F8B eimeken a CPU regis7tereket találjuk, a legutolsó 16 címen az Access RAM helyezkedik el. Nincs kialakítva az F8C FE3 címteriilet, a további 12 eimen (FE4 - FEF) a 3. ábrán már bemutatott elemeket helyezték el, az ámyckrckeszeket és averemkezelés regisztereit. Mivel ezeket a rekeszeket minden mikrovezérlőben használják, ezert kerültek a Bank31-re. ami igy minden esetben azonos felepí lesű és minden mikrovezérlöben megtalálható. A továbbfejles7tett Mid-Range PIC CPU adatmemóriájának szerkezetét a 6. ábrán foglaljuk össze. Abemutatoll esetben a SRAM 512 rckeszes (512x8 kialakitású). Ebben négy bank helyezkedik cl, a BankO, a Bank I, a Bankl és a Bank3 1.

Accus RAM (16 nken)

j.

veremknelés

FEF FFO

Access RAM (16 reken)

FFF

6. ábra

143

A SRAM adatmemóriát esetenként EEPROM adattar is kiegészíti. Ez lehetövé teszi az alkalmazásban, a program futasa közben szerzett értékek, adatok megőrzeset a tápfcszü1tscg kikapcsolása esetére is. Az EEPROM terület általában 256 bajt mérem a továbbfejleszlen Mid-Range PIC mikrovezérlökben.

A tovabbfejlesztett közvetett cimzési mód Néhány percre vegyük ismet szemügyre a 12 bites Baseline és a 14 bites Mid-Range utasítlÍskészleteket (I. és 2. táblázat). s gondoljuk végig ismételten az adatmemória rekeszeinek eimzési lehetőségeit! Ha kikeressük azokat az utasításokat, amelyeket az adatmemória tartalmával való aritmetikai vagy logikai müveletck végzésére lehet használni (összeadás, kivonás, logikai fUggvényképzés stb.), láthatjuk, hogya müveletbe bevont SRAM rekesz elmét az utasitáskódba be kell épiteni, azaz ezek az utasítások közvetlen eimzéssel mükÖdnck. A Microehip a SRAM területen lévő adatregiszterekct fajlregisztereknek nevezi, a eimbiteket ezért az utasításk6dban f betűkkel jelöli. A 12 bites utasításkcszletben a $RAM eimek ötbitesek (f ffi't), a 14 bites utasíuískódokban hétbitesek (fIT fTfl). Az utasitásban lévő öt- vagy hétbites eimrészlct és a bank-eim együttesen alko~a egyegy SRAM rekesz teljes eimét. A C fordítóhoz optimalizaJt PICI8 mikrovezérlöknél három olyan eim van, amelyik közvetett elmzésre utal, mindegyik másik FSR tartaImát hasznalja fel közvetett eimként. A továbbfejlesztett Mid-Range PIC CPU tervezésekor átalakították a közvetett eimzés rendszeret is. A 4. ábrán hlttuk II CPU regiszterekel. A két legelső jelzi a kőzvetett címzés\. Ha az utasitásban fájlregiszter eimeként OOO szerepel (azaz az INDFO regiszter eime), akkor az FSRO tartalma adja meg a kezelt rekeszt. Ha egy utasitásban a 00 I címet használjuk (azaz az INDFI-re hivatkozunk), a közvetett cím az FSR l tartalma lesz. Egyidejüleg igy két közvetett eim lehet előkészítve. Azt is 1:ithatjuk a CPU regiszterek elrendezésén, hogy mindkét FSR két bájtból áll, azaz 16 bites címet tudnak tárolni. Az F$RO két bájtja az FSROH és az FSROL, az FSRI két rekesze az FSR I H és az FSR I L. A megszakitás új megoldásainál azt is láttuk, hogy eZI a négy bájtol is automatikusan menti a CPU, ha megszakitást fogad cl. 144

Az adatmemória mérete korlátozott, hiszen legfeljebb 32 darab 128 bájtos bank-ből áll, így a legnagyobb mérete 4 KiS. Ennek a címzesere pedig mindössze 12 bitre van szükség. E 12 bitből 7 bit a bank-en belüli cím (ez szerepel az utasításokban is, mint fff fffi), a további öt a bank-választó bitcsoport, ami a BSR regiszterben található. Ha a teljes, 12 bites SRAM-eimet tárolja az FSR, akkor is ..felesleges" benne 4 bit. A későbbiekben látjuk majd. hogy ezeket a biteket milyen őt­ letesen használta fel a Microchip a belső memóriák rugalmas elérése érdekében! A továbbfejlesztett Mid-Range PIC mikrovezérlőkben a közvetett eimzés segítségével a teljes adatmemóriát és a programtárat is el lehet érni! A leinak szerint egy FSR regisztcrben 16 bites eimet lehet uírolni, ami 65536 különféIe eiménéket jelent (hexadecimálisan ez a címtanomány a 0000 - FFFF cimterületet jelenti.). Ez a 65536 cimlehetöség három tanományra oszlik a továbbfejlesztett Mid-Range PIC mikrovezerlőkben, ezek a következők: hagyományos adatmemória-kezelés címtartom{mya, lineáris adatmem6ria-kezelés cimtanománya, programmemória-kezelés eimtanomanya. Ezt a teljes címzési rendszert, ami az adatmemória mellett a programmemóriát is érinti, továbbfejlesztett indirekt lineáris címzésnek (Enhanced Indircct Unear Addressing) nevezi a Microchip. A teljes, 32 bank-ből álló (4 Kix8 kapacitásu) SRAM 12 bites címek kel kezelhető, azaz a OOO - FFF (hexadecimális) eimtartománnyal. Ha a teljes SRAM nincs kiépítve. akkor is a 000 FFF cimteriiletct kell az adatmemória kezelésekor használni, mivel a legelső (BankO) és a legutolsó (Bank3!) bank mindig szerepel a mikrovezérlőkben. Ha az FSR tanalma 0000 - OFFF kőzőtti (azaz a felső 4 bit Oértékü), egy hagyományos bank-címzés valósul meg közvetett címzeskor. A legalsó 7 bit a bank-en belüli cím. a felettük lévő öt bit a bank-eim. Ezzel ahagyomanyos címzésí megoldással az adatmemória bánnelyik rekesze írható vagy olvasható, a CPU regiszterek. az SFR rekeszek, az általános céh.'! regiszterek és az Access RAM részletek is.

A lehetséges FSR tartalmak közül az 1000 - lFFF tartomány nincs felhasználva, az ezt követő 2000 - 29AF a lineáris adatmemória-kezelést szolgálja. A linearis adatmemória-kezelés segítségével megeimzett SRAM rekesz írható is, olvasható is. A lineáris címzési módszerre! az adatmemóriában kialakitott általános célú rekeszeket lehel elérni írásra vagy olvasásra. Mint tudjuk, egy-egy bank-ben 80 darab ilyen célú rekesz található. A lineáris adatmemória-kezelés címteTÜletén egy-egy rekesz címének a kialakítása nem közvetlenül valósul meg a bank-címből és a bank-cn belűli eimből, mivel a 80 bájtos részletek itt egymás utáni címénékekkeljelőlődnek ki. Számolj uk ki, összesen hány általános célú rekesz lehet az adatmemóriában! Egy-egy bank-ben 80 általános célú regiszter Ichct, összesen 31 x80, azaz 2480 darab (mivel a Bank31-ben nincsenek általános célú regiszterek). Hexadccimálisan 2000-tőI29AF-ig tart a 2480 rekesz címe. Ha az FSR tartalma közvetett címzéskor 2000 - 204F közöni (ez 80 darab különbőző eim), akkor a BankO általános célú rekeszeit érjük el. A következő, 2050 - 229F címtartománnyal (ez ismét 80 darab cím) a Bank I általános célú regiszterei irhatóak, olvashatóak. A következő lineáris cím, a 22AO már a Bank2-ben lévő legelső általános célú rekeszt jelöli ki. Mint láthat6, lineáris címzéssel nem lehet elérni a CPU regisztereket, az Access RAM-ot és az SFR regisztereket. Ha a mikrove:zérlöben nincs klépitve a teljes, 32 bank-ből álló adatmemória. a lineáris adatmemória-kezelés címtanománya akkor is úgy alakul, mint a teljes kiépítés esetén, csak a feJ nem használt címterületen nem lehet regisztereket írni, olvasni. Ha ilyen címről olvas a program, 00 énéket fog észlelni. Az FSR-ben kialakitható címek közül a 29BO - 7FFF közőtti eimterület nincs felhasználva. Végül, ha közvetett címzeskor az FSR tartalma 8000 vagy annál nagyobb, akkor a programmem6riára vonatkozik, a programtár egy-egy rekeszét lehet így olvasni. Ez a cimtefÜlet 32 Ki nagyságú, éppen akkora, amekkora a programmcmória lehetséges legnagyobb címterülete! Ha tehát a közvetett cím 8000, akkor a programmemória 0000 címének a tartaImát tudjuk kiolvasni, az FFFF FSR-tartalommal pedig a 7FFF eimü programtár-rekeszét. AT ÉK '15

A lovábbfejleszleu Mid-Range PIC a programtár egyes rekeszeit a futó programból úgy lehel olvasni, mint egy SRAM-rekeszl. A progmmmemóna, mmt tudjuk, 14 bites s7!1vakhól epül feL Mivel a kÖ7vetett cimzést az adatmemóriát kezelő utasítások használják, ezek adatígénye mindössze 8 bit. Ezert a 8000-től kezdődő ciménékekkel megcimzen tárhely 14 bites tartaimáb61 az alsó nyolc bitet használja fel a CPU, mint kiolvasott adatot. A programtarban az adatokat, adatsorokat eclszerü RETLW ulasítasokkent elhelyezni, mivel ezek alsó bájtja (az opkódban kkkk kkkk) egy nyolcbites konstans. A továbbfejleszten indirekt lineáris cimzésröl elmondottakat a 7. ábra s7cmlélteti. mikrovezerlőkben

A továbbfejlesztett PIC16 CPU utasításkészlete Az l. táblazatban szerepel a Baseline PIC mikrovezérlök 12 bites utasítássorozata, a 2. táblázatban mutalluk be a Mid-Range PIC CPU 14 bites 33 elemű utasításkészletét. Néhány szót már szóltunk az utasításkészlet átalakitásáról, most további részeltekre IS felhívjuk a figyelmet, majd szemügyre veszszük a továbbfejlcsztclI Mid-Range CPU utasításait. A 14 bites utasításkészlet kialakításakor az eredeti, 12 bites operációs kódok felismerhetők maradtak. A 14 bites utasitásokban a paraméterek (pl. a SRAM és a programtár címek) lettek hosszabbak. A tovabbfejlesztett Mid-Range PIC mikrovezérlők megjelenését követően a Microchip több kiadványban népszerüsitette ezeket, bemutatta az új tulajdonságokat, képességeket. Itt lehetett olvasni a 16 új utasítasról, amiket általában be is mutattak egy rövid táblázatban.

A PIC16Flxxx mikrovezérJők katalógusaiban. a mikrovezérlő legfontosabb tulajdonságai! összefoglaló oldalon egységesen 49 utasitásból álló kész1ctről ír a gyártó. Ha ezekben a katalógusokhan fella[107Juk a7 utasításkés71et l.lblázatát, ott 51 utasitást láthatunk. A 49 utasítás akorabbi 35 mellett 14 újat feltételez. Miért szerepelnek különféle énékek. végül is hány utasítást ísmernek a továbbfejlesztett PICI6 magok? Ha belemelyedünk az utasítások tanulmanyozásába, kiderül, hogy a Mid-Range PIC CPU 35 utasitását valóban 14 ujjal bövítellék, innen adódik a 49-es szám. A katalógusokban azonban ismét megjelent a két "renitens" utasítás, az OPTION és a TRlS r. Az utasításokat bemutató táblázatban, valamint az utasításokat részletesen bemutató fejezetben czért 51 utasítást láthatunk. A TRlS f további erdekességgel is szolgál. Az eredeti TRJS futasítások, a Baseline PIC sorozatban az A, a B és a C párhuzamos ponokat szolgálták ki, mivel azokban a mikrovezérJökben legfeljebb ez a három volt megtalálható. A kis lábszillnú továbbfejlesztett Mid-Range PIC áramkörökben is A, B és C párhuzamos portokat látunk, ott a TRIS ftökCJetescn használható. Keressünk aL uj áramkörök közölt olyat, amelyikben több ilyen port is szerepel! Ilyen pl. a PIC16F1519, amelyikben öl párhuzamos portot helyeztek cl, A-Iól E-ig bernzve azokat. Mostlapozzuk fel ennek a mikrove7érJönek a katalógusál. keressük meg benne a TRIS fleírását. Meglepve látjuk, hogy ott is esak három változata van az utasitasnak, az fff paraméter ugyanis továbbra is esak 101, 110, III értékű lehel, az A. a B vagy a C portra hivatkozva (akárcsak a Basclinc PIC mikrovezérlőkben). A 10vabbi portok adatirányát ezzel az utasítással nem lehet beállítani! Megtehette

3. táblazat Az utasítás

Kód az alapkészletben

Kód a kiegészített késlJetben

~RW

0 0 0001 Oxxx xxxx

00 0001 0000 OOxx

NOP

0 0 0000 Oxx O 0000

00 0 000 0 000 00 00

ADDLW k

II ll x kkkk k k kk

II 1110 kkkic kkkk

MOVLW k

II Oxx kkkk kkkk

II 0 000 kkkk kkkk

RETLW k

11 01 xx kk kk kkkk

11 0100 kkkk kkkk

SUBlW k

I I 1 0 x kkkk kkkk

11 1100 kkk k kkkk

~--~

AT ÉK '15

0000

Hagyományos adatmem óriake%elé~

OFFF 1000 lFFF 2000

Nincs felhasznál va Lineári s adalm em óri akezelé~

29AF 29BO 7FFF 8000

Nincs felhasználva

Programmemória olva~ása

FFFF 7. ábra volna a Microchip, hogya TruS futasítás paraméterezését megváhoztatja, de nem új családot alakitottak ki, így felül* ről teljesen kompalibilisnek kellett maradniuk a korábbi Mid-Range PIC utasitásokkal. Ha a TRJS fhárombites (fll) paraméterének más kombinációit is igénybe vetlek volna, át kellett volna alakítani a CLRWDT, a SLEEP kódjait is (ezt a Mid-Range PIC utasításkészlet táblázatábóllehet kiolvasni). A tovabbfejlesztett Mid-Range PIC CPU kibővített utasitáskészletében az eredeti utasítások mind szerepelnek. Alapvetően a "régi" utasítások műkö­ dése nem változott meg, de a továbbfejlesztés érdekében azért kisebb módosításokat végre kellett hajtani ezeken, közben szem előtt tartva a felülről kompatibilitás igényét. Az eredeti Mid-Range PIC utasításkészlet opkódjait áttekintve (ld. a 2. táblázatban) észre lehet venni, hogy több esetben tetszőleges, kőzőmbös bitcrtékek is szerepelnek bennük. Mivel új bitkombinaciókra volt szükség az új utasításokhoz, a korábbi közömbös bitek nagy reszet kötelezően O ertekűre változtatta a Microchip. Az eredeti es az új kódokat a 3. táblázat foglalja össze.

145

az új hierarchia szerinti működéseket tudják kiváltani (kél közvetett címző lehetőség használata, a kiterjesztett lineáris közvetett címzés alkalmazása, a programmemória rekeszeinek kiolvasisa). A felsorolt eltéréseken kivül az eredeti utasítások kezelése, vé!,'l'ehajtása nem változott. Az uj utasításokat a 4. táblázat foglalja össze. Itt szerepel az OPTJON és a TRlS f, valamint a 14 valóban új utasítás is. Az (lj utasításokat (beleértve az OPTION és a TRIS futasításokat is) az 5. táblázat scgÍlségével mutatjuk be részletesebben is. Az új utasítások javítják az aritmetikai működések hatékonyságát, leegy-

Az eredeti 14 bites kódkészlet használatakor a Microchip azt javasolta. hogy fi közömbös bitek értékét válasszák a felhasznál6k O-nak, s a legtöbb assembler program is így kezelte ezeket az utasimsokat. Így a kötelezö O-ra váltás tulajdonképpen nem jelent megszoritást. Valójában inkább az szorulna magyarázatra, hogy eredetileg a gyartó mérnökei ezeknél a biteknel miért ncm O értékcljelö!tck mcg a k6dokban, miért engedték meg a tetsző l eges értéket... További változást jelent az eredeti utas(tások tekintetében az, hogy a továbbfejlesztett CPU adatmemóriája uj rendszerii. Emiatt az eredeti utasítások is, ha közvetett cimet használnak,

szerüsítik az adatmemória és a programtár címzését, kiterjesztik az indirekt círnzési mód képességeit. Az ADDWFC és a SUBWFB utasítások felhasználásávalleegy szeriisödik a több-báj lOS adatok összeadása, kivonása. Ezek az üj utasítások közvetlenül figyelembe veszik összeadásnál az átvitel, illetve kivonásnál a kölcsön értékét. Az új leptetöutasítasok (LSLF, LSRF. ASRF) aléptetési feladatok rugalmasabb kezelését teszik lehetővé. A MOVLP a PCLATH regiszterbe tölt be egy új konstans ertéket, igy egyetlen ciklusban megvalósul a programmemória lapváhása, s eközben a W regiszter érintetlen marad. A MOVLB

4. táblázat I

14 bites opkód I\1nemonik, operandus

Leírás

Módosuló nag M Sb

LSb

Megjegyzés

Bytcoricntáll, fájlregisztercs utasítások

ADDWFC

f,d

Add with CaTTy W and f

1

11 1101 dfff f fff

ASRF

f,d

Arithmetic Right $hift

I

11 0111 dfff ffff

LSLF

f,d

Logical Left Shift

I

11

LSRF

f,d

Logical Right Shift

1

11 0110 d f f! ffff

SUBWFB

f,d

Sublract with Borrow W from f

I

11 1011 d ff f

Move lileral k 10 BSR

I

00 0000 00 1k kk kk

Move liteml k to PCLATH

I

11 0001 1kkk kkk k

, ,

11 OOlk kk kk kk kk

DIDI

I

C,DC,Z

C,Z C,Z C,Z C,DC,Z

d f ff ffff

ff ff

Lltcral (kollslansos) utasitások

k k

MQVLB MOVLP Vezér lő

utasítások

k

BRA

Relative Uranch

-

BRW

Relati ve Branch with \v

CALLW

Call Subroutinc wilh \v

CPU

belső

múködésH

kezelő

1-'

00 0000 0000 1011 00 0000 0000 1010

utasítások

OPTION

Load 9PT10N register wilh W

I

00 0000 0110 0010

RESET

Software Device Rescl

I

00 0000 0000 0001

Load TRISf register with W

I

00 0000 0110 Offf

lAIS

f

C-i:om piler optimalizá.lását szolgáló utasítások Add LIleraj k to FSRn

I

11 000 1 Onkk kkk k

MQVIW

n,k nmm

Move IndirecI FSRn 10 W with pre/POSI inc/dec modifier, mm

I

00 0000 0001

Move INDFn 10 W, Indcxcd Indirect

I

11 1111 Onk k kk kk

MOVWI

klnl nmm

Move W 10 (ndirect FSRn wilh prelpoSI inc/dec modifier, mm

I

00 0000 0001

klnl

Move W to INDFn, Indcxed Indirccl

I

II 1111 lnkk kkkk

ADDFSA

146

--

-

---

--

-

Z

On~

ln~

l-

Z

RT ÉK '15

~

.-.

'"

'"co

"~.

OSrSI27. delO,I]

II e 10. 1] IlUnE (OO,OI.IO,ll] -J;!:$okS3 1

rdmi,. J LSLF fl.d)

) ú",u I LSRF f(,d)

I wnkf J MOVIW ++FSRn I elmh-I MOVIW -FSRn (11m.tt I MOVIW FSRn++ I cimkt J MOVIW FSRn(eIM] MOVIW lrfFSRn]

LSLF Logica) Left Shift

LSRF Logical Right Shift

MOVIW MO\'~ INDFn to W

OSfsl27, de [0,1]

.

(c/ltlAr J CALL\\

CALLW Subrouline Call witb W

.

-2~6$otS25S

[ómÁc I SRW

[mItie) URA S.k

S ciml c _ PC·I S

-2~6

rCI"'*" I URA clrru:e

DRW Relati\'t' Branch with W

DRA Rclati\'c Branch

Arirthmttic Right Shift

OSfSI27,de(O,11

OsrSI27, dE[O, I)

-J2$lS31.ne[O,I]

Operandus

[nmAt l ASRF r[.dl

[rimA!" )ADDWFC f{.dl

ADDW.-C Add W Ind Cll rn 10 r

ASRF

J ómAe lADDFSR n.k

Szillta~is

ADDFSR Add l..iteral to rSRn

Utasítás

511 . táblázat

25~

.... des! -:7: l •

INDF ..... w Az ~rvtnycs elm kialak,UI,.. FSRn+ I (clömkrcmenlilásj FSRn-1 (clödd.n:mcrllális) FSRn -+ k (relal;\ eltolás) A MOV ul/on IZ FSRn tartallN tobbféle lebr:t FSRn-<.1 (ink.remenl~Lasnil) FSRn - I (dekremcnt'l:i.snál) változallan (cg)i:bként)

(f<6:0~)

(f«P) __ C. O .... dcst __ 7>

(f<7» _ C. O __ dest (f-<6:0» __ desI ~7:1

l

CZ

C7

·

(PC) ... I .... roS, (W) ..... PC<7:0> (PCLATII-.:6:0'>] __ P(> 14:8>

· ·

o'"

CZ

C. OC. Z

nag

Változ.ó

(PC)+{W)_PC

(PCI+I+k .... PC

(f<7:1'") - deS!- 1:1

(f<7» ..... deSl <..7" ({
(W)1-{f) (C) ..... (dt'$ll

FSRln)+k ..... FSR{n)

Működés

"

r

azonban nem

•

•

"

•

•

Az elÖjelcs 9 bites k k0l\51ansl bozúadja I PC-hu Ml\'l:1 PC ~ mkn:mcntalódoa kÖ\elkcző I . , uUlSlusboohasblw.ll. ~ ilJ cimenék vcgul PC lesz. Az ullIsltás ke.ciklusos. A W 1ar18lmal (előjcl nél k~1i nyo\cblll:S 5zám) horniadJu I PC-heT. Ml\cllI PC már mkremCl11álód(lIt II kö\Clkczó utasitasbcohbishoz. !lZ ilJ cimb1ék \é:gül PC + , + tW) lesz. At. utasita!. kétclklu!iDs. SzubMmrul;Ís W-\cl eimen'c. A V1!iUllttrtsi dm (PC + I) betölcödlk. ICTcmbr. majd I W WUllma • PC'-be kcrül (I szubl'\ll1n címe), I PeLATI! tanalma pedig II I'C< 14 ;8> bitd.rc:. Az IIwiuls kemkl\I&JS. Az fregiszter tartalma Nlra lép egy billcl. II C flagbilcn kc=ztül, oda al f"7> kerül. A célreglSl.tc-rbcn RL LSS (bit0) htékc O lt:S7 !la d-O, aL CTcdmélly. W·be kerűl, ha d '·1, ;J]O;,or al r·br. Az rregiszter tartalma balra ltp egy bihet. a C IIagb;Ien keresztú!, oda az f<7> \rCfÚ!. A ctl~.>Ztcrlx:n u tsB (bItO) értéke O lesz. lia d O, az credmctly l W.br; kerul, had~l.akkorlJZ r·be. Ál IIwiw,..1 adatot Icbel mozgauli a W k ... indire!.:t regIszIerek cllyike (INl)~n) kÖZölt Az pdal,nozgb dijllilllán a címmutató (fSRn) frissülhet, 1.'16. vailY illÓmkrcmental:is~al \agy dekrel1lenula.saL Megjegyzés: Az INDFn Trglulcrek nllIC5Cllck fIZikaila, kialak,il\L Mmden ol)"a/I uI~it;b, amI INDFn regi571rM khin elemI, azt a IiJlrel!1!I'lm fOSla elemI. amI B megfelelO FSRn regimer W1Ilma ihal dDlz~xbk (luJz"C1ctt dmzk). Az FSRn wtllma OOOOh-FFFFh kÖZOIII lehet. II. u inkremenlalb:dekrcmentálb miau átlép határokon. tartalom ezd.cn credmeny .,körűlforuulással" nlakld kl

viltozik. cz " hltcrlék lesz az cmlmCn)'bcn I bd7 ts • hll6 pozklÓII lj. Ha d-O. az eredm.:-n) I \\-be kenil, ha d -I, allor az r-be.

ért~k e

regiszter tartalma jobbra lép egy billel. B C

tlagbilcn keresztül AI MSB (biO)

Az

o:""uadJa a W. C ~ 87 ftartalmat Ha dO. lU eredmény a W-be hnil,lIa d= 1, alkor II r-be.

A ha.!biles előjeles K liternh h\wáadja FSRnH,rSRnL regls/lc'P'" tanalmá..lol;U. A7 FSRn tartalma OOOOil-FfFFh kimi'll Ic~t lia u o~adis miatt iriG! a larUlom c.re\.en a hatarokon. az creJn..:ny _.lOriilfordu lással- . 1A.ullt.i.

Leírás

hasonlóképpen működik, dc az adatmemória bank-választó re· gislterébe tölti be a kivánt bank-címet, szimén egyetlen

ciklus alatt, Az alap-utasitaskészlctbcn egy utasítás szolgál a program

clágaztatására, a GOTO. A SRA és a BRW ÍJj lehctösegekct nyújt. leegyszerusitve a program szervezését. A SRA (Relative Branch) opk6djában (ll 001 k kkkk kkkk) kilencbites konstans helyezkedik cl. Ez egy előjeles nyolcbites offset érték. Az utasítás hatására a programban következő cím a PC tartalmának és a k konstansnak az előjeles összege. igy ennek az utasitásnak a felhasználásával a pillanatnyi eimtől előre vagy hátra, akár 255 ciménékkel is el lehel térni a folyt3táshoz. A BRW összetettebb utasítás, hatására a PC tartalma a jelenlegi

énék és a WREG tartalmának az 10

•

•"" •

o

148

• •"o

összege lesz. Ez a W tartaimát pozitív egészként kezeli, így a címváhozás énéke O és 255 közötti lehet. A CALLW utasitás al. adott programtár-Iapon belU! a WREG tartalmaval jelöli ki fl szubrutin kezdöcímet. Ez az utasítás pl. a C programok készítésekor a fUggvény pointerének meghatározását egyszerGsiti le. Az ADDFSR ölbites. elője­ les konstans értéket kezel. igya megjelölt FSR tartalmAt 32 ... +31 közötti énékkeltudja megváltoztatni. A MOVWI és a MOVIW érdekes tulajdonságú utasításpáros. Tulajdonképpen nem is két. hanem négy utasitas rejlik a mncmonikok mögött. Az utasítások működésének meghatározásában a szintaxisnak nagy Jelentősége van! Lényegében az utasítások az egyik kiválasztott SFR és a W közöni adatáthelyezésl valósítanak meg. Az utasítások egyik paramétere a7 n, ami a kiválasztott SFR-t jelöli. a szintaxisban FSRn fonnában szerepel. Elöinkrementálas illetve elődekremenlalás esetén az SFRn elött ++ illetve - - áli. az SFR-ben lévő közvetett cimet a felhasználása elött inkrcmentál-

RT ÉK '15

ja Illetve dekrementálja a CPU (az opkódban mm""OO illetve mmC"OI a megfelelő bitpáros). Ha az SFRn után ál! ++ vagy - - (utóinkremcntálás ilIetve utódekrementálás). az SFR-ben levő közvetctt cimct a felhasználása ulán inkremcnlálja illetve dekrementálja a mikrovezérlő (az opkódban mm=IO 11lehc mm= II tartozik ezekhez az üzemmódokhoz). A MOVIW n mm utasitás eseleben az opkOd így alakul: 00 0000 OOOIOnmm, a MOVWJ n, mmoperáci6s k6dja 00 0000 0001 lnmm. Ugyanezek a mnemonikok ugy is haszmílhatóak, hogy a paraméter teruleten ez szerepel: k[n1. Ilyen esetben az adatmozgatás a W regiszter és egy indexelt indirekt címmel elérhető rekesz között valósul meg. A k index hatbites, elöjelesen értelmezi a CPU. így az SFR pillanatnyi enekétől -32 ...+3 1 értékkel eltérhet a kiválasztott adatmem6ria-cím. A MOVrw k[nJ esetén az utasításk6d bináris alakja II 1111 Onkk kkkk, a MOVWI k[n] opk6djn pedig l I

1111 I nkk kkkk. Az opkód alakulása igazolja azt a korábbi állitásunkat, hogy ez a két utasítás tulajdonképpen négy utasítás, csak kettőnek-kettőnek a mnemonikja megegyezik . A RESET utasítás lehetövé teszi, hogy programból ki lehessen váltani a hardver reset folyamatot, ugyanúgy, ahogyan a WDT idötulfutása ki tudja váltani.

vezérlők

központi egységét, továbbá uj utasitásokat is ki kellett alakítani. Mindezek során a gyártó arra törekedett, hogy II mikrovczérlő-család keretein belül maradjon, az uj, fejlcttebb áramkörők felülröl tökéletesen kompatibilisek a korábbiakkal. Ugy[lnakkor elérték, hogya következö c\ekben is hatékony, keresett áramkörök maradnak a PIC16F mikrovezérlök.

Összefoglalás rodalom:

A Mid-Range PIC mikrovezérJők továbbfejlesztésével a Mieroehip lehetövé tette, hogy gyors müködésü, hatékony C fordít6kat lehessen készíteni a 14 bites utasításkészlettel működő mikro\'ezerlöihez. 2014 elején ehhez a családhoz 118 típus tartozik, a MIcrochip honlapján lévö katalógusok szerint ezek közül 55 az eredeti vállozat, 63 már a továbbfejlesztett CPU-val készűlt. A továbbfejlesztés jelentösen átalllkitotta [I mikro-

nuko mtiszorok, böképalkot6 kame ..a, IpiU'1 és vWamos hlbalce ... séshez, kal'baataa1áshoz_

\ Dr. Madarász László: A PIC 16 mikrovttzér16k. KFGAMF H·405 jegyzet;

Kecskemét. 2010.

2. Dr. Madarász László: A kis lábszámú PIC mlkrovezér16k, 8 lOVábbfejleszten PlC16F CPU KFGAMF H-407 jegyzet, Kecske·

mét.2012.

3. Dr. Madarász László: Mem6ria·fejl6dés a nyolcbn8S PIC mikroYezérl6kben. RTÉ 2013. 140-'151 o. LBmár Knsztlán: A \/iLAg leggyorsabb mlkrovezéff6Je. ChipCAD Klt., Budapest, 1999 5. WNW.microchlp.com

4

Uni.T an'ÍÍszewek , hol'Clozható és asztali anultbnéte.-ek, höanél'Séklehnél"Ők,

érintésvédebni Inííszerell< I

Pc-s oszcilloszkóp, spektna.nanalizátor és adatgyűjtő funkciók. MŰSZEREK és MÉRÉSTECHNIKAI ESZKÖZÖK KARBANTARTÁSA, FORGALMAZÁSA.

www.n ......... _..... "... _.hu a

műszer·

és méréstechnikai webáruház

Tel.: (1) 481·1233, (1) 481 ·1161 RT ÉK '15

149

Eltitkolt processzormagok és egyéb gyártói csalafintaságok Or. Madarász lászló okl . villamosmérnök, [email protected] Az elektronika. a mikroelektronika eleme/nek, ké.\"ziilékeinck katalógusai

egres esetekben /lem áni/ják el az összes rész/elet a ben/lIturol/termékről, más eselbe" többet sejtemek a valósagnál. A fe/használók pedig e!öbb-lIlóbb felfetJezik az e/titkult afkotóelemeket. mlÍködés; módokat. lclephdk a hamis (Ida/okaI, magyaráza/okal gyár/(llluk ese/el/kiml /lem is lélezö prob/emákra.

A kö=e/multba" derült ki, hogy sok tőbbmagos proce.~s=o,.ban

a kOlológus

állal megjelölt magokolI túl (ol'ább; magok is rej/özllek. melyek használatár a gyar/o Ieri/tOlla. De már korábban is (alálko=Jwttullk az elek/roll/ka. a mikroelekrrollika vikigabtlll e/titkolt vagy meghamisított kéfJeSsegekkel. rulajdonságokkal. elhallgatott gyártóiJogásokkai. Ilyen valódi vagy I'élt csalafimasagokból gYlíjtöttiillk össze egy csokorra valót a kÖI'etkezó oldalakall.

Eltltkoll, lelillotl magok az AMD processzora iban A mikroprocesszorok megjelenése óta szédítő ütemű fejlesztés zajlik a gyártóknál. A csip gyfmásakor alkalmazolt legkisebb vonalszélesség 10 )lm-röl 30 nm-rc csökkent. a tranzisztorok (pontosabban: FET-ek) gate-hosszúsága ma már 15 nm alatti. Mindez lehetövé tette, hogy egyre több tranzisztort építsenek be egy-egy processzorba. A mikroprocesszorokban milliárdnyi tranzisztor zsúfolódott össze már a 2000-es évek elejére. Ebben jelentős része volt annak, hogy gyorsítótárakat (eaehe) is beintcgráltak a processzorokba. A nagy teljesítményű számítógépekben gyakran alkalmazott rogas volt. hogy több processzort is beépítettek.

t kép

150

2. kép

Ez a megoldás adta a többmagos processzorok ötletét. 2006 után már kétmagos, négymagos processzorokat forgalmaztak a nagy gyártók (pl. az Intel, az AMO). A rendkívül gyors ütemü fejlcs7tés önmagában is elgondolkodtató. Az okokat keresve elsöként a versenyre kell gondolnunk, a gyártók mindig arra törekszenek, hogy a többieknél hatékonyabb tennékcik legyenek. A mind nagyobb erőforrás-igényű szoftverek is hajtják a fejlesztőket. De él egy .,városi legenda" is, ami a Moore-törvényhez kapcsolódik. Eredetileg Moore (az Intel egyik alapítója) 1958-ban írta le egy tanulmányban azt a sejteset, hogy a következö évtized folyamán évente meg fog duplázódni az egy csipre gyártható tranzisztorok száma. Öt magát leple meg leginkább, hogy ez II hihetetlen sebességű növekedés valóban bekövetkezett, és azut:in scm szűnt meg. Igaz, ma kissé szerényebbcn szokták idézni a törvényt, 18 hónaponként várható a beintegrált tranzisztorok számának mcgkétszerczödésc. Gondoljunk csak bele. mit is jelent ez? Ha 1958-ban egy átalagos csipen 50 tranzisztor volt, 1959-re a lapkákra ezek mellé újabb 50-ct kellett elhelyezni. Ha viszont 2008-ban egy mikroprocesszorban l milliárd tranzisztor volt, egy év múlva (másfél év múlva) további egy milliárdot kellett mellé zsúfolni! A mikroprocesszorok bonyolultsága azonban nem rejlődik ilyen ütem-

ben. Sokak szerint csak azért építene be a caehe-memóriákat az Intel a proceszszoraiba. hogy teljesüljön a Mooretörvény, s később ugyanilyen ok míatt került egy csiprc több CPU-mag is. Ha egyegymagos áramkört kibövhenek egy második maggal, máris közel megkétszereződött a bcintegrált tranzisztorok száma ... Ha az Intel kétmagos processzorokat kezd forgalmazni, a tőbbi gyárt6 is kénytelen ilyeneket kifejleszteni. Azután megjelennek a négymagosok, hatmagosok. 2009. február táján lehetett először hallani arról, hogy egyes AMO processzorokban több mag is rejtőzik, mint amit a tipusszám jelez. S a hírck arról is beszámoltak, hogy ezeket a titkos magokat ügyes felhasznál6k mű­ ködtetni is tudják! Egy kis kitérö a rejtett magokkal kapcsolatban. Más gyártók is elrejtettek magokat a processzonJkban, de azok nem kikapcsolt nonnál magok! Egy ismert példa a tabletek NVIDlA gyártmányú Kal-El (avagy Tegra 3) processzorn (I. kép). Négy darab A9 nagyteljesítményű maggal dolgozik az áramkör, amit 12 darab GPU mag támogat. De a négy nagy mag mellett egy ötödik is rejtőzik a tokban (2. kép)! Ez kisebb fogyasztáslJ, lassúbb. kisebb teljesítményü. mint a négy .,ro" mag. Azokat egyébként ti vezérlöcgység egyenként kezeli. az éppen rutÓ reladatnak megfelelően aktivizálja vagy lekapcsolja. Ha viszont pihen a tablet, vagyesak nagyon kis erőforrlls-igényü feladatot lát le. akkor kikapcsolja mind II négy nagy magot, és a müködést az ötödikre bízza! Ebben a processzorban

3. kép

RTÉK'15

tehát az ötödik magnak nagyon fontos szerepe van , az érdekesség csak az, hogya Tegra 3-at négyrnagosként hirdeti az NVIDJA. Az AMD processzorokról szóló hírek azonban nem ilyen rejtett magokról szóltak, hanem arról, hogy sokmagos CPU-kat kevesebb magosként forgal~ maznak, letiltott magokkal, melyek felélesztésére van lehetőség. Tennészetesen minderről nem a .,hivatalos" hírforrások számoltak be, inkább a fórumozók között teljedtek a hírek. Azután megjelentek azok az alaplapok, melyek lehetövé tették, hogy a CPU magjainak számát megvizsgáljuk. az egyes magokat be- illetve kikapcsoljuk, letiltsuk! Ez a lehetöség a CPU tuningolás érdekében kialakItolt ACC (Advanced Clock Calibration, fejlesztett óraJel-kalibráció) melléktennékekéntjelent meg elöszÖr. Az ACC segítségével módosítani lehet a CPU órajelét. s ezt a BlOS-funkciót terjesztettek ki az alaplapgyártók a mag-kezelésre is. 2009-ben az AMO a négymagos Phenom l l processzorokat gyártotta (3. kép). de sok két- illetve hárommagos változatot is forgalmazott. Es ezek voltak az első olyan CPU-k, melyekben életre leheten kelteni a gyár által letiltott magokat. lit most nem kívanunk a leliltott (locked) magok felélesztésével (unlocking) foglalkozni. szarnunkra a jelenség az érdekes. Akit érdekel a magok feloldásfmak lehetősége és menete, az interneten sok oldalon részletes tájékoztatást talál. Az AMD tehát négymagos proeesszorokban leliltott egy vagy két magot, és ezután ezeket háromrnagos, kétmagos CPU-ként hozta forgalomba. Ráadásul a letiltás olyan módon valósult meg, hogy azt késöbb meg lehessen szüntetni. Nagyon sok kérdést vet fel ez az eljárás, de ezekre az AM D nem adott még vá.laszt. igy maradnak a feltételezések. A legegyszerubb magyarázat az, hogya csipek gyártása folyamán végrehajton tesztek által hibásnak minősített magokat tiltja le az AMO. A fórumozók beszámolói alapján ennek is van esélye. előfordul, hogy egy feloldott mag ncm működőképes. De ez a ritkább eset, többnyire sikeres a bekapcsolás. Egy másik magyarázat szerint elő­ szőr valóban a hibás magokat kapcsolták ki, de olyan nagy keresletjelcntkezett az olcsóbb 2 és 3 magos változatokra, hogy azok kielégítésére hibátlan

RTÉK'15

AND

'.,..pro.'"

SDK1~OH8~1)GQ

...... ue

AE

O'2lCPAW

9826821E90Ul

... Q

<

•

O·

cz ··

• •

..

.," .... ~

, . AlU . . .

.. [ ,. "OL"'"

-----

-

-

4. kép

processzorokban is letihonak magokat. Még az is felvetődött, hogy pl. egy négymagos, 2,8 GHz-es processzorban azén tilt le egy magOl az AMD, hogy nagyobb sebességű CPU-t tudjon kiadni, mondjuk 3,2 GHz-eset (igaz, csak három magosat). Mindez tennészetesen csak feltételezés. Az is lehetséges, hogya hibátlannak mutatkozó feloldott mag a legszigorubb gyári teszteken valamilyen hibajelenséget mutat, de ez a normál használatban nem mutatkozik meg. További kérdés, hogy a magok letiItását mién nem drasztikusan, visszafordíthatatlanul oldja meg az AM D? Ezzel kapcsolatban is csak találgatni lehet. Valószínü, hogy a tesztelés a kész processzorokon folyik, ilyen állapotban a belső szerkczetbc benyliIni már nem lehetséges. Sokkal egyszerűbb egy kívülről állítható kapcsolósorral engedélyezni és tiltani az egyes magokat. Arra nem gondoltak a fejlesztők, hogy ezt az állitási lehetőséget később a felhasználók felfedezik. s az alaplapgyártók egyszerű menüpontként beépítik a BIOS-ba. Az AMO sokáig nem nyilatkozott a témáról, majd néhány fórumra olyan üzenetet küldött, hogya feloldott mag, a letiltott mag bekapcsolása a gyártó minden felelősségét megszünteti a processzorral kapcsolatban, beleértve ter~ mészetesen a garanciális felelősséget is ... Ez a "fenyegetés" mindenesetre annak a beismerése, hogy a rejtett magok ott vannak, s megfelelő eszközökkel aklivizálhat6ak! Az interneten rövid keresés után megtalálható azoknak a processzoroknak alistája, melyeknél érdemes magfeloldással próbálkozni. Ilyenek a már I::mlítl::tt Phenom II. valamint az Athlon ll, néhány Sempron (4. kép) változat. U&ryanesak megtalál ható azoknak az alaplapoknak a listája, melyek mindezt

támogatják (pl. bizonyos Asus, Biostar, MSJ lapok). A processzorok tuningolásat kedvelők ma már bevett gyakorlatként élesztgetik fel a rejtett magokat. Időközben megjelentek a hatmagos processzorok is, és ezeknek is forgalomban vannak a kisebb rnagszámú változataik, letiltott magokkal. Egyes proeesszorokban pedig a C3 cache tárat tiltotta le az AMD, s ezt is fel lehet oldani! Közben azért nagy figyelemmel kel1 eljárni! A többmagos processzort sokszor kisebb frekvenciával kell mű­ ködtetni, mert túlmclcgedhet. Ugyanakkor a felélesztett magok stabilll1üködése érdekében általában kicsit meg kell emelni a magfeszűltséget a processzornál. Az alaplapgyártók mindenesetre a tennékeik nagyobb forgaImát várják a feloldás; lehetőség beépítésétöl, az alaplapok ismertetésében ezért feltűnő módon utalnak is rá! Egyes alaplapokonjumperekkel vagy mikrokapcsolókkallehet a müködö és letiltott magokat kijelölni, de a legtöbb esetben a BIOS-ban levő menü segítségével old· ható ez meg. Maga az AMO. mint említettük is, nagyon szükszavúan foglalkozik a termi.val, és esetenként "bekeményít". A Phenom II X4 960T modellt pl. a hirek szerint nem is forgalmazzák dobozban, csak közvetlenül alaplapgyán6knak szállitanak és csak olyan alaplapba, ami nem teszi lehetővé a magok feloldását. Ez a processzor tulajdonképpen hatmagos, dc két magot a gyártó letiltott benne. A legkézenfekvőbb magyarázat szerint a kikapcsolt magok nem tökéletesek , ezért állítja le azokat az AMO. A "bűne" csak annyi, hogy nem kőti a vásárló orrára, hogya megvasárolt négy~ magos processzor valójában hatrnagosnak készűlt, de kettőt valahogy nem si+ került lOO%-osra gyártani, ezért levalasztották. Erről az juthat az eszünkbe, hogy korábban is előfordult, hogy hibás áramköröket kisebb feladatokra, más tipusszámmal forgalomba hoztak a gyártók, igy igyekezve csökkenteni a veszteségüket.

Korábbi hibás csipek ötletes forgalmazása

A programtár nélküli mikrovezerJők születése Az Intel a mikroprocesszorok mellett nagyon hamar bekapcsolódott a mikrovezérlők fejlesztésébe, gyártásába is.

151

Táblázat Típus-

Bels6

Bels6

.ulm

programtár

adanár

6748

l Kj><8 EPROM

64><8 SRAM

6046

l Ki><8ROM

64><8 SRAM

~~ ~Ki><8EP ROM 6049

2KI><8 ROM

128><8SRAM 128><8SRAM

1977~bcn jelent meg a S04S-család. NM OS technológiával készitett S bites aramkörök voltak ezek. 40 kivezetéses DlL tokozással. Az elsö áramkörök I KiB és 2 KiB mérctü progranunemóriával, 64xS illetve 12SxS kapacitású RAM-mal készültek (táblázat). A sorozatgyártott tennekekbe maszkprogramozható ROM programtárat integráltak, ezekbe a programot az Intel helyezte be, a csip végső fémezcsével. A programok fejlesztésére, tesztelésére olyan típusokat is gyártottak, melyekbe az utasításokat a felhasználó maga írhatta be, s melyböl a programot ki is lehetett törölni. Ezeknél a változatoknál a programmcmória EPROMjcllegű volt. a törölhetőség érdekében pedig a tokozáson kvarcablakot helyeztek el. A kvarcablakot csak fémkerámia tokba lehetett beilleszteni, így ezek az áramkörök viszonylag drágák voltak. Igaz, hogy ezekből csak egy-két példányt kellett mcgvásárolni a lejlesztési fázishoz. Amaszkprogramozott ánunkörök olcsó műanyag tokozással készűltek, s ha kellően nagy darabszámot rendeltek, az egyes aramkörök már olcsók lehettek. Af. Intel egy éppen kísérleti fázisban levő megoldással készítette a S74S mikrovezérlök (5. kép) EPROM-teruletét. Eddig ilyen, egyetlen tápfeszültségű, egy impulzussal beprogramozható EPROM nem készűlt még önálló áramkörként scm. Végül az első ilyen jellegű EPROM (a 2716) megjelenésél is megelőzte a 8748 a piacon. A logikai részletek és az [PROM terület közös esipen való kialakítása nagy feladaI volt! Egyrcszt maga az új jellegű EPROM isjelentős kihívás volt, másrészt nem önálló áramkörkenI, ha-

6. kép

nem beépitett (embedded) reszletként kellett kivitelezni. Mindez azt eredmenyene, hogy eleinte elég sok hibás példany készűlt a H74~ mikrovezérlőből: olyan áramkörök, melyekben a CPU hibátlan volt, de a programmemóriát nem lehetett használni. És ekkor jött az ötlet: forgalmazzanak belső programtár nélküli (ROMless) mikrovezérlő-változatokat is [l]! Azén lehelett ezt megtenni, mert a 8048 család tagjai mind tudnak külső programtarat is kezelní. A hibás EPROM-ot tartalmazó 874S-al átnevezték 8035-nek (6. kép), és bejelentették a piacon. Kiderült, hogya felhasználóknak szükségük van ilyen változatokra. ezek is hamarosan népszerüekké váltak, ezén az Intel megtartotta tennékkinálatában ezt a kivitelt is. Más forrásból is keletkeztek hamis ROM-less áramkörök. A maszkprogramozott kivitel darabszámai nem minden esetben feleltek meg pontosan a sziliciumszclctcn elkeszülő darabszámnak. A szeleten az összes lehetséges pozícióban elkészítik a csipet, akkor is, ha a megrendelő kevesebbre tart igényt. Ha pl.150csip férel a szeleten, ésa felhasznaló loo-at rendel, akkor sem fogják a szelet egy reszét üresen hagyni. A teszteléskor kiderülhet. hogy hibás csipek is készültek, ezén is célszerű, ha többet gyánanak. Végül hibátlan és hibás mikrovezérlők is maradnak igy. Ezeket a tartalommal feltöltött felesleges áramköröket is el lehetett adni ROM nélküli változatként.

8. kép

Ezt követően a katalógusokban már alaptípus három változatban szerepelt: ROM nélkül, ROM-mal és EPROM-mal. A továbbiakban az Intel minden kifejleszten mikrovezérlő tipust belső programtár nélkűl is forgalmazott (pl. a SOS I ROM nélküli változatat, a 803 l-et; 7. kép), s a többi gyártÓ is így tCII (természetesen esak olyan mikrovezérlők esetében, amelyek kül· ső programtárral is képesek működni).

egy~egy

A 2704/2708 EPROM-ok titka A már említett 2716 előtt az Intel EPROM-ok három tápfeszüllséggel mű­ ködtek, és sorozatos programozó lépésekkel lehetett a rekeszeiket tartalommal feltölteni. A 2702 típusszámában a 27 utal az EPROM jellegű memóriára, a 02 pedig a kapacitásra, ami 2 Kibít. Mivel a rekeszek nyolcbitesek voltak, ezért a 2702 szcrvezésc 256x8. A következő két változat a 2704 (5l2x8; 8. kép) és a 2708 (1024x8, azaz 1 Kix8; 9. kép). Ezekről szól a kövctkező történet. Az Intel mérnökei szinte minden csip felszínére fémezéssel felírták a tipusszámot. így jártak el az EPROM-okkal is, és tulajdonképpen ez .,buktatta le" öket majdnem 30 év után, mivel az EPROM kvarcHblakán keresztül látható a esip felülete. Felröppent egy érdekes hir, ami miatt sokan tolták

• ~

I

.. ...

~L.L~....I...I.A

.

.,. .',"". .

) l

5. kép

152

7. kép

Cb)

1-

=

~

0;;0

...J

O~

•

- ...... ,.

OC

..... ""1» .~-

. - G>

9. kép

AT ÉK '15

13. kép 10. kép

bc a mikroszkóp alá a 2704 EPROMokat. A hir pedig az VOll, hogy az Inlel valószínüleg nem készÍlett 2704 áramköröket. csak 2708-akai! Ma is találunk az intemeten olyan oldalakat [2. 3], ahol kinagyitva IS IMhatjuk egy-egy 2704 feliratú IC felületet (10. kép), azon pedig a 2708 feliratol. Ha a csip bal alsó sarkában levő feli rat nem lenne Jól olvasható az ablakon keresztül keszűlt felvetelen. a II. képen a 2708 .,hivatalos" csipfelvétcle lárható. s ennek az elrendezése, formája teljesen azonos a 2704-be beépíteu csipé... el! Ma mar nem lehet pontosan megtudni az okot. Többek szerint az Intel, a 2702 piaci sikeret látva elhatározta a következö ket méret (S12x8 és 1024x8) pu)cra vitelét, dc nem találtak gazdaságosnak a két gyártósor kialakitását. beüzemeléset. és különben is varható volt, hogya 2704 iránt csak mérsékelt lesz az erdeklödés, a 2708 lesz Q :>Iáger! Ezért egyfélc csipet gyártonak csak. A két áramkör azonos, 24 kivezetéses DlL tokozással készült. A bekötésükben annyi a különbség, hogy a 21. kivezetés a 2704 esetében O V-ra kötendő (VSS), míg a 2708-nál ez a legfe l ső cimbevezetés (A9). Lehet, hogy a 2704-ként forgalmazott 2708 áramkör betokozásakor egyszerűen nem kötötték be az A9 pontot a lokhoz, hanem a ll. labar összekőtötték a VSS, azaz O V kivezetéssel. Bár felvetődik. miért nem

, ,

I ____.--..1•• , 11. kép

RT ÉK '15

12. kép

lett a ll. tab egyszeruen bekötellen (NC)? Mién irja elő a katalógus kötelezöen a O V rákapcsolását? Lehet, hogy egy betokozott 2708-unJc van. s a 22. IJOf/tra (A 9) vezetett O V fe lezi meg a kapacitást? Esetleg hibás az EP ROM, s a hiba a felsö tárolótcTÜleten van. ezert a legfelső címbit O énékével a teljes 8 Kix8terű l etnek az alsó felét választJ uk kl es használjuk? Mmdene5Ctre úgy tűnik, hogy 2704 csipeket nem is gyártottak. csak 2708-akaI. Mi igazolja ezt a vélekedést? Akárhány fenyképet sikerűlt felkutatni a 2704 áramkörökrö\. mindegyiken azonosjellegü és meretű az ablakban láthat6 csip. és megegyezik a 2708 ,.látványával". Ha ez sem elegendő bizonyíték, még eggyel szolgálhatunk: több gyártó (pL Intel, ITT, GEM INI, Signctics, National Semiconduclor) azonos katal6gusoldalakon ismerteti a két áramkört (mint 2704/2708 EPROM-ot). Az összes elektromos adat megegyezik tehát, alábkiosztás mjúnál jelölik meg a ll. kh'ezetés kétféle használatát! Önállóan a 2704 kata16gusát nem sikeTÜlt felkutatni.

A nem ténete

létező

32 Ki -1 DRAM tör-

Most pedig terjünk vissza a DRAM fejlődésének elsö éveihez! Ezek a memóriacsipek már a megjelenésükkor is komoly kapacitásokat bIztosítottak, ezén sok cimbitet kezeitek. Annak érdekében, hogy ne legyen szükség nagy lábszámú tokozásra (ami egyébként akkor nem is létezen). a címeket két egymást követő lépésben kellett az aramkörökrc rávezemi. Igy pl. a 4116 áramkömél (12. kép), mely 16 Kixl szervczésü volt, a 16 Ki-hoz szükséges 14 címbitet (AO ... A13) kétfelé osztották. Az első hét bitet (sorcim, AO ... A6) az RAS ve-

zérlöjel aktivizálásával egyidejűleg kcllett a tokhoz vezetni. annak AO ... A6 lábaira. Ezután jöhetett a felső hét bit (oszlopcím, Al ... A /3), szintén a 4116 AO ... A6 tabaira. közben a eAS vezérlőjelet kellett aktivizálni. A két részre bontott címkczelésnek az a sajátos kő\etkezménye leli. hogy amikor a fejlesztések uj, nagyobb DRAM kibocsátását tették lehetővc. [JOnak az új cimbitje nem kétszeres, hanem négyszeres kapacitást biztositolI! A4116-0I igya 4164 (13. kép) követte. Ennek nyolc eímlába van (AO ... A7). igy a sorcime is. az oszlopcíme is 8 bites, a teljes eim tehát 16 bit. ami 64 Ki címzésére elegendő. A 4116 es a 4164 logikai raj7..át az l . ábrán láthatjuk, a lábkiosztásukat pedig a 2. ábrán. Az áramkörök elfértek 16 lábú DlL tokokban, köszőnhelőcn a multiplexeIt címkezelésnek. A 2. ábrán az is hitható, hogy a 4116 még három tápfeszültségü "olt, a4164 máregyellen. +$ V feszültségről működik.

A DRAM áromkörök tehát így jelentek meg egymá:> után: 4116(16Kix l), 4164 (64 Kix l), 41256 (256 kix l).

., ",

., ",

4 \1.

-'-

:: ~m

I.~"

I

:: ~ -'-

OM"

of-

=~o

1. ábra

M

~ ,,, .. .,.

..

" ,• " ,• ""

~§ •

_IH

I

00

=~o

..

~,.

o..... '"

OM

M'

••,

41.. ..

10 t

,~

o M

M

of-

. , , " '"'

..'" . . '" ,"

~

, " ,• " "" .; ~

~

M

~ :..,

:i-H

...~ ~

'J'

o M

M

M

c , IO§'" 915"" J

2. ábra

153

14. kép

A sorban tehát ncm szerepel pl. 32 Kixl vagy 128 Kixl szcrvezcsű DRAM áramkör. Ezén volt meglepö, amikor néhány korabeli számitógepnél 32 Kixl DRAM árnmkörökkel kellett az alapkészüJeket bővitem. Példaként nézzük meg fi Sinc\31r ZX Spcelrum 48-al! Az alapkészülék 16 Kixl DRAM aramkörökJc:e1 müködöu (8 darabbal. azaz a RAM-kapacitás 16 Kix8 volt). A típusjeJben a 48 arra utalt, hogy II teljes kiépÍlesű gép 48 Kix8 RAM-mal rendelkezik. Ehhez pedig nyolc foglalatba nyolc darab 32 Kix I DRAM áramkön kelleti bchelye.wH Ami pedig a fentiek szennt nmes is ... Pontosabban szólva volt ilyen ár:unkör, II Mostek készitetle. kel 4116-QSI felhasznál VII (1 4. kép). Mivc\ a 4116 a 16 tokkivczctés mindegyiket kihllsznalta, a két aramkön tartalmazó kl~ hibrid elrcndczesnck 18 kivezclese volt. Ez pedig nyilvánvaló "pazarlás", hiszen a 4164 is csak 16 lábú! A különIcgesen szerelt áramkörnek egyébként is igen magas voll azára! Nem is e7 volt II megoldás. Sinclair számit6gépeirc mindíg az voh ajellemLö, hogy csak aL általa forgalmazott elemekkel, eszközökkel Iehetett kiegésziteni, bővíteni azokat. A ZX81 kisszámitógép (15. kép) nyom-

15. kép

154

tatója kiziIrólag ehhez a géphez volt használható, és semmilyen más nyomtaló\'al nem is működött a kis számitógép. Annak II késLüléknck csak I Kix8 RAM-ja volt (ncm elirás. nem I Gi. nem I Mi, hanem mindössze I Ki)! És ez az l Ki szolgálta ki a CPU-I, ebben volt a kepmemória i~, és a maradék hely volt a felhasználói terulet. ahol BASIC programokat lehetett fejleszteni. Természetesen hamar szükség len a oovitcsre. A Z80 processLorml müködó gép teljes busGrendszerc csatlakozón elérhető volt, dc nem volt sLabad terület, a processzor 64 Ki ci mtcrülelét a beépített kevéske memória IC árnyékai teljesen beborították. Vis70nt a Sinc1air által a ZX81-hez forgalmazott 16 ki-s bövitót rátolva a csatlakozóra. a számitógép máris ezzel a bővitett memóriaterülettel tudott gazdálkodni. Így nem voll tu lságosan meglepö. hogy a 48-as Spt..'Ctrum (16. kép) DRAM bóvitését is egyéni módon oldotta meg Sielair. Az Ő üzleteiben ugyanis kis egységcsomagban lehetett kapni 32 Kix I DRAM áramköröket, és a beépítéshez szükséges további ICket, használati utasitnssal együtt. Mi volt a háttere ennek ri sajátos megoldásnak? A nagy integráltságü áramkörök gyánása során sajnos elkerülhetetlenek a hibás csipek. A 64 Kix I DRAM 8 bites sorcímet. majd 8 bites oszlopcímet igényel. A legmagasabb helyi énékü oszlopcím ti teljes lárol6terülctct kél félre osztja. s egy hibás lapkán is gyakori volt, hogy az egyik fél tökéletesen

16. kép

müködöll, a hibák a másik t3rolófélen helyezkedtek el. Ekkor az áramkört fel lehet használni, igaz, nem 64 Kix I, csak 32 Kixl lárolómérettel, s azt is meg kellett adni. hogy az oszlopcím legfelső helyi értéke O vagy I kell legyen. Itt azonban nem lehet egyszeruen O V-ra vagy tápfeszültségre kötni ezt a cimlábat, men ugyanezen a lábon kclICH beküldeni a soreimct is, aminek II legfelső bItje akár O, akár I is lehet! Egyébként olyan 32 Kixl méretii áramkörök is forgalomba kerültek, amelyeknél a sorcim legfelső helyértékü bitjét kellett kötelezően O-nak illetve l-nek beállítani. az oszlopcím nyolcbites. tctszóleges lehelett. A gyanók pedig szállítottak Ilyen fclrcsikerült :'tromkörökel! Sinchur cége a Texas Instruments-töl hibás 4164eket vásárolt (alacsony áron), TM S4532-3 illet' c TMS4532-4típusjelzéssci (az utolsó, kötöjeles szám utalt arra, hogy az oszlopcím legfelső bitjét O-ra vagy l-re kellett beállítani). Dc hasonl6 32 Kix I mérctü "félig rossz" (halfbad)

17. kép

RT ÉK '15

Titkos utasítások a korai mikroprocesszoroknál

18. kép

DRAMooQkat pl. az OKJ is forgalmazon, MSM3732-H és MSM3732-L tipusjclzésscl. A Sinclair üzletekben ezeket a DRAM-okat árulták, a beépítésiikhöz szükséges négy kiegészítő áramkőrrel, és a használati utasítással. A ZX Spectrum 48 paneljén ugyanis vezetckes átkötésekkel lehetett beállítani. hogya bóvitésre felhasznált 32 Kix I ammkőrők (a oo\itesre használt nyolc toknak egyfonnáknak kellett lenniük) TI vagy OKI gyártmányuak, illetve hogy azon belül melyik típusho.l tartoznak. A 17. képen egy 48 Ki DRAM-ra bővített Spectrum panel látható. Alul balra sorakozik a 16 Kix8 alap DRAM (8 db 16 Kix I kapacitlisú 4116 IC), alul középtájon két sorban 4-4 tok a nyolc darub TI gyánmányu. TMS453220NL4 típusjelü 32 Kix I áramkör. A panel felső részén. a magnetofonesatlakozók (EAR és MIC jack-aljzatok) mellett jobbrn találhatÓ a hatszor két pont. melyekkel a bövítő elemeket azonosítani kellett. Itt a TI lyukpár van vezetékkel ősszekötve és a 4 jelű, az árnmköröknek megfelelöcn. Mások is rátaláltak erre a kőltségta­ karékos megoldásra. A Tandy Radio Shaek egyik első asztali számítógépét. a CoCo-nak beeézett TRS-80 Color Computer l-et is 32 Kixl árnmkörők­ kel készítette. Később, amikor a memóriaáramkörök ára már lecsökkent, a számítógépekbe gyakran hibátlan 4164 DRAM IC-k kerültek. Elgondolkodtató mindez, de az jut az ember eszébe, hogy az is elöfordult már korábban, hogya gyánó nem minden beépített képességet ismenetett pl. amikroprocesszorok katalógusaiban. A továbbinkban ilyen esetekre mutatunk be példákat.

MSB

LSB

I S I Z I X lACi X I p I X ICyl 3. ábra

RTÉK'15

A mikroprocesszorok a '70-es evek közepére mór elfogadott mcgoldástjelenteltek a számítógépek építésére. Sorra jelennek meg a 8 bites, 64 Ki me mória kezelésére alkalmas NMOS technológiáJú mikroprocesszorok. A komoly szamítástechnikai képességeket igazolja, hogy valamennyivel számos kisszámítógepet epítettek, forgalmaztak. A megjelenésük után többnyire egy-két évvel kezdtek hiTek terjedni arról, hogy nem minden képességüket. utnsításukat irja Ic a gyfinó [I kntalógusban. A nem definiált, nem dokumentált műveleti kódok, opkMok kutatása sok felhasználó szenvedélyévé vált. Akkoriban internet hiányában folyóirntcikkekben ismenették az ujabb és ujabb fctfedezeseket. A '70-es években a mikrovezérjök még alumínium fémezéssel készültek, egyetlen fcmező réteggel. Igyacsipről készített nagy felbontású fénykép segitségével viss:z.1 lcheteu fejteni az áramkön (e tevékenység mai neve reverse engmccnng, rcengineering), majd a megrajzolt kapcsolás alapján akár gyártani is leheleit. (Igy ismenék meg pl. a HIKI mérnökei a 8080 pontos felépítését, és •.saJát has.lnálatrn" el is készítettek a csip gyánási dokumentációját, majd néhány sZllielUmszeleten meg is valósították a processzort.) A visszafejtés során is sokszor kerültek nyilvánosságra olyan áramköri részletek, amikből titkos. nem publikált müködési módok, utasítások következtek. Mára már akár egy könyvet is meg lehetne tölteni a titkos utasításokkal, leírásukkal. Ezén iu nem is ezt tűzzűk ki célul. Csak a nyolcbites .,nagy generációban" megjelent legismertebb mikroprocesszorok eltilkolt opkMjairól szólunk, de még azokat scm kívánjuk felsorolni. Inkább arról elmélkedünk, mi ve.lctheteu arra, hogy ezeket az utasitásokat nem ismcncti a katalógus. Látni fogjuk, hogy szinte minden processzor esetében más okot lehet felté telezni. A ..nagy nyolcbitesck" sorát az Intel nyitotta meg I974-ben, a 8080 ( 18. kép) kifejlesztésével. (Valój:iban az elsö mai értelembe" rett kereskedelmi mikroprocesszor a 8080 volt, Ám megelözte a 8008, amit talán .Jél mikroproeesszomak" is nevezhetnénk, az alapprocesszort kiegészítő, azzal összemerhető bonyolultságú rcndszervezérlő csip miau. A s:erk.) Ez a 40 lábú, DlL tokozásu NMOS mikroprocesszor sok

19. kép

vonatkozásban ipari szabványt teremtett. a késöbbi órnmkörök nagy része ennek átalakításaként. IOvábbfejleszlt!sekent készült. A 8080 utasításai egyszeru felépítésüek. minden esetben az elsö bájt a műveleti kód, az opkód bennük (nkkor is, hB maga az utasítás tőbb bájtból áll). Nyolc biten 256 kombinációt lehet kmlakítani, a 8080 a 74 utasitásához a lehetséges opkódok közül 244-ct használt fel. A további opkódok egyes leírásokban NOP utasitásként jelennek meg. azzal a megjegyzéssel, hogya ..hivatalos" 00 opkóddal kell a NOP utasítást a programo kba beépíteni. a többi kód használata nem aján-

lott ... Esetenként a programmal killlnkítolt eredmény jellemzőit tároló f1llg regiszter (F regiszter) IS szóba kerül a továbbiakban. A 8080 esetében ez a 3. ábrán bemutatolt tartalmú. Ebben három bitet az Intel nem definiált, nem muködő bitkent ismertetett. ezeket X jelzi. A következőkben sorra vesszük a . 70-es évek második felében megjelent mikroprocesszorokat. A definiálatlnn utasításokról a '70-cs évek végén jelent meg a legtöbb ismertetés, majd II közelmúltban ismét foglalkozni kezdtek velük. Ennek az az oka. hogy sokan készí· tenek PC-n futó mikroprocesszor szimulátorokat, emulillorokat, s ezek tökéletes kialakításához az eredeti processzor minden képességét ismerni kell. a gyártó által nem dokumentáltakat is. A mikroprocesszor kézikönyvében nem publikált utasítások, mint majd látjuk, lehetnek véletlenül működőek is, dc olyan eset is van, amikor az utasítáMSB

LSB

I S I Z I O lACi O I p I ICyl

MSB S Z

"

LSB

I I IK-lACi O I p I V Icyl *. Mbhol X5, UI, TS

b, 4. ábra

155

sokat szándékosan hallgatja el a gyártó, Mindenesetre, ha ezektől érdeklődtek a fel használók, a már ismert nyilatkozatot kapták: ha valaki nem publikált ulasításoka! használ fel a programjában, azt a saját kockázatára teszi A ..titkos" utasítások egy része haszontalan, vagy éppen káros hatású (pL lefagyasztja a számítógépet), dc vannak közöttük igen hatékonyak is. Természetesen semmi garancia nincs arra, hogy a processzor későbbi változatai (pL az NM OS után a CMOS kivitel) ugyanúgy viselkedik a nem dokumentált opkódok hatására. Az sem biztos, hogyamásodgyártók is beépítik ezeket a kepességeket a termékeikbe. Ismert pl.. hogy számos, az Apple ll -re készített játék nem működött az Apple nC-n, mert utóbbinak a proeesszora már nem 6502, hanem 65C02 volt. A magyarázat: a játckprogramok fejlesztői több 6502 illegális utasítást is felhasználtak a programokban. amiket a 65C02 nem, vagy nem ugyanúgy értelmezett. A mai processzorok már általában nem rejtenek titkos utasításokat. A vedelmi rendszer figye li a programban levő opk6dokat, és ha nem legálisat érl.ékel, elöre meghatározott módon reagál: vagy hibajelzést ad, vagy hatástalan (NOP) utasitáském kezeli az ilyen eseteket. A 8080 után 1976-ban az Intel a 80S5-tel jelentkezett ( 19. kép). A programozó számára a két mikroprocesszor szinte azonos volt. A Flag regiszter (4.a ábra) működő bitjei azonosak, sa 8080 minden opkódját ugyanúgy értelmezi a 8085 is. Mivel új áramkőri részleteket is beépítettek, a 8085 utasitáskeszlete két új utasítást tartalmaz, ket opkódot fel hasmálva a 8080-nál még kimaradt I 2 -ből. Mindez az Intel hivatalos verziója. Rövidesen kiderült, hogy az F regiszter két további jelzöbitet, nag-et is tartalmaz (4.b ábra), s az opkódok mindegyikét, mind a 256-ot értelmezi a 8085! Először Sehllhardt es SorelIselI írt erről [4] 1979 januárjában. Az Intel rendkívül titkosan kezelte ezeket az infoonáeiókat, de érdekes módon esetenként ..hivatalosan" is megjelentek. A CALMOS cég (ma Tundra Semi) megvásarolta a 8085 licenszét és elkészítette a CMOS változatát. A CA80C85 katalógusában az Intel által llem dokumentált nag-bitek es utasítások is szerepelnek (tennészetesen a mikroprocesszor is ennek megfelelöcn kezelte mindezt). 156

A katalógus az új flag-bi teket kiterjesztett, továbbfej lesztett jelzőbitek­ ként "tálalta", aZ eddig nem publi kált utasításokat hasonló módon, továbbfejlesztett utasitáskészletként. A bennfentesek tennés2'etesen mo<;nlyngtak, hiszen ezek az ,.új elemek" már evek óta ismertek voltak, és minden 8085 kezelte is ezeket. Az egyik titkos nag, a V kettes komplemensű túlcsordulás bit, 8 és 16 bites müveletek után. A K nag (máshol X5, TS, a CA LMOS katalógusban UI) ketoperandusos aritmetikai műveletek­ nél működik. lia azelsö operandus elő­ jeiét Ol, a másodiké! 02, az eredményét R jelöli, ajclzőbit értéke igy halározható meg: K = Ol ·02+01·R+02·R Kiegészítő megjegyzés: kivonás, öszszehasonlitó utasitás után 02 helyett 02 értékkel kell számolni. Ennél többet nem lehet megtudni a CALMOS katalógusból sem. A 8085 tíz ,.új" utasítását a CA80C85 katalógus részletesen leírja, dc ezeket máshol is meg lehet találni, gyakorlatilag azonos ismertető szöveggel. Ez azt jelenti, hogy liz, valóban működő, de az Intel áhal nem ismertetett utasításról van szó. Közülük löbb a "titkos" jelzöbitekel kezeli, és van, amelyik a Verté k étő! fúggően műkö­ dik. Korunk nyughatatlan eiméinek egyike Kell Shir/'iff, a Google munkatársa, aki a biogjában [5] ismerteti kutakodásai nak eredményeit. Több processzor esipjének mikrofotóit is tüzetesen megvizsgálta, munkatársaival szinte teljesen visszafejtette az áramköri részleteket. A "Si licon reverse engineering: The 8085's undocumentcd nags" cimű bejegyzésében 2013. februárjában ismenette, hogyan kereste ki a 8085 esipfotóján a flag-bi tekkel ka pcsolatos tenileteket, hogyan fejtette mcg az 011 levő kapcsolásokat, s minde7.ck alapján mit tudott megállapítani a "titkos" jelzőbitekröl. Mindezt a megfelelő részletek látványos fényképeivel is dokumentálja. A K nag-ről megállapította, hogy az előjeles szamok őssze­ hasonlításánál ad értékes információt. Ha ilyen műveletelcnél a 2. operandus nagyobb, mim az első, a K nag I értékű lesz. Shírriff egy teóriát ís feléllítoll arra vonatkozóan, mindezt mién titkolta az Intel. Eredetileg il V és a Kjelzöbit és a tíz utasitás tenncszetes része vol t a

8085-nek. Ekkor. a tervezés időszaká­ ban mar a 8086 16 bites mikroproceszszor tervei is kÖrvonalazódtak. A 8086-01 az Intel úgy sl.ándékol.ott elkészíteni, hogy az felülről kompatibilis legyen a ROSS-tel , viS70nt annak tervezési folyamata során a V és a K flag feleslegesnek bizonyult, oda nem keni!tek be. Hogya forráskód kompatibilitás megmaradjon. a már elkészűlt 8085 katalógusából, kezelési útmutiltójáb61 ezert a forgalomba hozatal elött az Intel minden ezekre vonatkozó infonnáeiót egyszerűen kitörölt. Ugyanígy tett a tíz utasítással is, melyek hasonló módon veszélyezIenék volna a kompatibilitást. A megfelelő áramköri részletek azonban bennntaradtak a 8085 csipben. A dolog pikantériája, hogy végül az elkészűlt 8086 nem kompatibilis a S085-tel, így felesleges volt a nagy titkolózás ... A 8086 már nem tagja a '70-es évek nyolcbites mikroproeesszor-genernciójának, de ha mar szóba került, érdemes egy kitéröt tennünk ebbe az inlnyba. A 8086 és "testvére, a 8088, majd a továbbfejlesztetl 80286 tőbb dokumentálatlan opkódot is értelmezett A 80286-nál tűnt fel egy igen érdekes. dc nem dokumentált utasItas, a LOADALL, antlt a következő processzorok (a 80386, 80486) is értelmeztek, végrehajtouak, bár az Intel egyik esetben scm dokumentálta ezt a katalógusokban. A 80286-nál a LOADALL opkódja OF05, ami a megváltozott áramköri struktúra miatt a 803B6-nál OF07 lett. A 80486 csak egy fejlesztési üzemmódban (leE) tudta értelmezni. Végül a Pentiumokban mar nincs meg a LOADALL kezelésének képessége, de az ulasításkészletben megjelent egy legál is RSM utasítás, ami gyakorlatilag a LOADALL-nak megfele l ő működést nyújt. Dc mirc képes ez az c1titkoh utasítás? A mikroproeesszor minden belső regiszterét képes adatokkal feltölteni. A memóriának egy meghalarozott területére kell előre behelyezni a megfelelő adatértékeket. amiket ez az utasítás már önállóan végigtöltöget a belső regiszterekbe. És ezt a processzor állapotától függetlenül meg tudja tenni. Pl. a 80286 alapOlódjában (Real Mode) elérhetőck igy azok a regiszterek, melyeket egyébként a védett virtuális módban használ esak. Ugyanakkor az utasítás végrehajtása közben semmilyen szű­ rést nem alkalmaz a CPU, azaz egyes rcgisltcrekbe (pl. az állapotregiszterekbe) olyan bitértékek is bekerülhetnek, RT ÉK '15

Mse

Lsa

I s I z Ix"I Aelx"I PlV I H ley l

,

X' Nem IIldk6dG b,ttk

Msa

LS8

I S I Z I y lAci X I'NI H ley l b.

5. ábra

melyek miatt a processzor leáll, a rend· szerprogram összeomlik. a számilógép lefogy. A LOADALL utasít:ls haszn:lla· tához a mikroprocesszor belső műkő· dését, felépítését részletesen ismerni kell, így lehet elkerülni a hibákat. Való· színűleg ezért nem pubIikéita az utasí· tást az Intel, viszont a saját tesztprog· ramjaiban alkalmazta, sőt. fl rendszerprogramok tervezői is felhasználták esetenként (így pl. a RAMDRJVE. a HJMEM. a7 0512. az AboveDisk, a Windows 95. a Windows NT szoftverekben is). De terjünk vissza a nngy nyolcbitesekhez! A Zilog céget többek között az Intel-böl kivált mérnökök alapították. s kifejezetten az volt a céljuk. hogy a 8080-nál hatékonyabb, jobb mikroprocesszort álHtsnnak e lő. Az I976-ban elkészült Z80 CPU (20. kép) valóban a korszak kiemelkedő processzora lett! Ugyanakkor a 8080-nal felülről kompatibilis volt. annak programjait képes volt végrehajtani. esetenként kisebb kjigazítások utan. Azén lehetett szükség kisebb átalakílásokra. mert a Z80 processzor Flag regisztere (5.8 ábra) kissé eltér a 8080-ét61. Rövidesen kiderült, hogy nz X jelzésű "nem működő" bitek igenis aktívak, az ALU által végrehajtott mű­ velet eredményének bit3 és bit5 értekét mutatják (5.b ábra). De ennél izgalmasabb titkokat is rejtett a Z80 CPU! Egymás után jelentek meg közlemények a rejtett lehetősé­ gekrő l. talan Scan YouIIg munkaja foglaJja össze legjobban a nem dokumentáJt kepességeket [6].

20. kép

RT ÉK '15

Ismet vissza kell temünk a 8080 opkódjaihoz. Ezt a 248 kódot a Z80 változatlanul énelmezi. kezeli. Igaz, hogy az utnsítások többségének új nevet (mnemonikot) alkottak. A 256 k6dkombinaci6ból igy 12 szabad opkbd alkalmazására \'olt lehetőség. Ugyanakkor a tervezök sokkal több uj utasítast kívántak beépíteni. Nyolc utasításhoz válnsztottak a mcg fel nem használtak közül opkbdot. igy szabadon maradt a CB. DD. ED és az FD k6d. Ezekhez nem utasítást rendeltek, hanem utasításesoportokat! Ezek ugyanis elötagokként szerepelnek a Z80 utasítasainál. s az előtag utan ismét lehetőség van nyo!cbiles második byte-on 256 opk6d képzésére! Az alkalmazott elötagok: CB, ED, DD. FO, DDCB, FDCB. A CB előtaggal kezdódö utasítások küIönféle új megoldásokat valósitanak meg. n katal6gusból látható, hogy majdnem mlllden kódot felhasználtak, de hiány-Lik a CB30 ... C B37 kódsorozat! Tennészetesen a felhasznnl6k azonnal teszteini kezdték a processzorokat, s lám: ezek a k6dok működnek! SLl utasitásnevct, mnemonikot kaptak, a belső regisztereket. illetve a HL regisz· terpárossal címzett memóriarekesz tartalmát balra léptenék, a legkisebb hely. értékre pedig O-t helyeztek. t:s ez a baj! Ez3.L utasitás a legális SRL SOro7.at párja lett volna, de azajobbra léptctés után felszabadul6 helyre (011 a legfe l ső helyértékre) l -et hclyezett! A sz6beszéd szerint tévedésből ir az üres bitre O-t I helyeit a Z80, s ezt a hibát nem kivánta a Zilog nagydobra verni - inkább elhallgattak az utasítás létél. .. A DD. FD előtag hatására a7 utasításban az addig szereplő 16 bites regiszter vagy regisZIerpár helyeit az IX illetve lY indexregiszter működik, a DOCB és az FDCB a leirt megoldásokat kombinalja. DD és FD elötagiJ utasltás azonban csak 39-39 "an! A felhasználók pedig arra gondoltak. a többi opkbd elé is oda lehetne helyezni ezeket az elötagokal. EO előlagú utasítás is csak 54 van. így további kutatási terület nyilik ezen elő­ tagnak a többi opkbd e lé illesztésével. A dupla hosszúságu előtagokat (DOCB, FDCB) pedig csak 32·32 utasilás használja! Izgalmas kísérletezés kezdődőtt. sorra jelentek meg a közlemények a Z80 CPU nem publikált utasításaiTÓl,

majd ezeket a munkákat koronázta be Young mar említett tanulmánya. Ugyanis minden kombináció müködik! Ennek az a magyarazata. hogya tervezök a nem dokumcntalt kombináci6kat nem liltották le. a70k az utasítás-dek6doló ROM-területre hatni tudnak és esetenként különleges eredményekre vezetnek. Néhány esetben "alapulasiHis" ismétlődik meg, de a legtöbb ilyen kombináei6 ujszcrü müködéseket produkál. Érdemes Young tanulmányát átlapozni! A Motorola is beszállt a mikroproeesszor-piaeba. népszerűvé vá16 tenné· ke a 6800 volt (l 975·ben jelent meg: 21. kép). Újszeru. rendkívül egyszeru a belsö felépitése. ennek megfelelöcn uj az utasháskeszlete is. A 8080 és a 8085 nyolc darab nyolcbites belsö regisztert tartalmazott, melyekct párosával 16 bites módon is hnsználhattak, a Z80 kétszer ennyit. A 6800-ban két darab nyolcbites akkumulátor van, ezen kivül nincs bclsö regisztere. Van viszont indexregisZlere, a mikroproceslizurok között elsöként. A lehetséges 256 nyolcbiles opk6dból 204·et haszna! fel 52 utasÍlásához. Rövidesen ez a mikroprocesszor is ..Iebukott"', továbbI 7 opkódot is kezelt. Mivel 2-2 nem dokumentált kód a7..onos hatású, a "titkos"' utasítások száma mindössze 5. Van azonban az öt rejtett utasítás között egy. ami különleges figyelmet érdemel! A 9D és a DD opkbd azonos hatásu. n megfelelő utasítás mnemonikja HCF. Ez igy még nem sokat mond, dc ha megadjuk az utasítás teljes megnevezését. már érdekesebb a helyzet. A IICF ugyanis ennek a kifejezésnek a mnemonikká zsugoritott alakja: Halt and Cateh Fire. A ..fire" szót esetenként saj:ltos értelmezésben hasznélják a mikroclektronika területen. Több helyen olvashatjuk. hogy cgy dekóder áramkör egyik-masik kimenete a megfelelő bemenöjel hatására .. fires"', azaz nem ak· tivízálódik, hanem tüzel, lő. Ilyesmit

2t kép 157

jelent ebben fl kifeje7ésben is e7 az ige. Talán ugy lehetne mcgközeliteni a Hall and Catch Fire kifejezés jelentését, hogy ..Dobj el mmdent és vágtass"! A7IBM System/360 számilógépnél (1964-ben) egy tcsztelési lehetőséget jelöltek ezzel fl kifejezéssel. Erre utalhattak a 6800 fejlesztői. amikor a IICF mncmonikot választották 3Z egyébként titokban tanott masitásnak. ami kifeje7ctlcn tesztelésre használható. Az utasítás haMsára a futó program végrehaJtása bcfejel.ödik és egy tesztelési iizemmódba kerül a processzor. Ebben folyamatos memória-olvasás történik, egyre növekvő címek ről, majd elérve fl legmagasabb eímet (FFFFh), a OooOh értékről folytatódik ez a m(iködés. A 6800 a lehető legnagyobb sebességgel végzi ezeket az olvasásokat. Oszcí lloszkóppal lehet ellenöriznl az egyes címvezetékeken [l helyes működésI. utaltitas-beolvasás, énelmezés nem történik. Ebböl az üzemmódból kizárólag re!.ellellehet a proce--szon kimozdítani. I 977-benJelenlck meg eikkek elöször a 6800 HCF utasílásáról, addig fl felhasználók nem is tudtak erről fl müködési módról. A Motorola 6800 után Jelent meg a MOS Technology a 6502 mikroproccsszorral (22. kép). Ez hasonlÍ! a 6800-rd, dc annak tovább egyszerüsilett valtoí'..1lta. egyben ft legolcsóbb is a kor nyoIcbites mikroprocesszorai közül. Egyetlen akkumulátora (A) van, az indexrcgiszterei (X, Y) esak nyolcbitcsek, nyolcbites a veremmutatója (SP) is, egyedül a programszamlálója (PC) 16 bites. A többi 1llikroproce~sí'..Omal az utllsítÚ!iok dekódolásal ROM-részlet végzi cl. in egy PLA (programozható logikai kaputeriilet), ami a csip felületénltk ISO/o-at foglalja cl. A PLA fcmezcssel beprogramozott logika. Ezt a kapuhálózatot úgy programo/ták be, hogy a defimált opkódok hatására a megfelelő kimenetei aktiVIt.álódjanak. Ugyanakkor nem foglalkOZlak a fel nem használt kódokkal, szinte azt fcltétele7lék, hogy azok semmiképpen nem keriilhetnck a PLA bemeneteire.

_s me.

fI&02AD

22. kép 158

.

osztásának rajzan gyakran találkozunk az NC jelölessel. Ezek a csatlakozók is bizonytalanságot tudnak kelteni a felhasználókban. esctenkent pedig arra ösztönzik öket. hogy különfele rejlett lehetöségeket keressenek a különös lábakkal kapcsolatban. A következö fejezetben az Ne kivezetésck világába látogatunk el.

9

MI az igazság az IC-k és a csövek NC kivezetései körül?

6. ábra

Mindennek az lelt a következménye, hogya 6502 talán a legváltozatosabb készlettel rendelkezik a nem dokumentált utasításokból. A katalógusban ismertetett utasításkészlet a lehelséges 256 nyolcbitc:, opkódból ISI-cI használ fel, a további 105 definiálatlan, de mind kivált valamilyen belső műkö­ dést! Kctlegális utasítás pl. az LDA (az A-ba tölt be egy memóriarekeszböl adalot. opkódja AD) és aL. LDX (ez az X indexregiszten tölti fel, kódja AE). Ha az AF nem dokumentált opkód kerul a PLA bemeneteire, egyszerre aktívizálódik az előbbi két hatás, az utasítás a memóriából beolvasott ad::llot egyidejűleg betölti az A-ba és a X-be (igya titkos utasítások listáján ez az opkód az LAX mnemonikot kapta). Jó néhány hasonló hatású titkos opkódot fedeztek fel a felhasználók, miközben tesztelték a nem dokumentált utasításokat. A legtöbb esetben definiált utasítások hatásának valamIlyen kombinációja alakul ki a nem definiált opkód hatasara. Más eselben a nem dokumentált k6dok váratlan eredményekre vezetnek, de mindegyik működteti a processzort! Mindenesetre vannak használhalóak a titkos utasítások között. de vannak. amelyeket nem érdemes programban alkalmazni. A nem dokumentált opk6dok egy csoportja a HLT-hez hasonl6 hatású, leállítja a programbcolvasásl. Ezt atípust KIL-nek nevezték cl. A 6502 esetében tehát nem szándékosan kialakított titkos kódokról van szó. hanem az utasítások dekódolásának felületes megoldásáról. A dekódoló a nem definiált kódokra is e l őállít kimenöjeleket, és így a processzor sajátos, új működéseket hajt végre . Más jellegű a további vizsgálódásunk tárgya. Az integrált áramkörök lábki-

Már a7 elektroncsövek foglalatainál is elöfordult, hogy több lába volt a fejelésnek, mint ahány kivezetése a esőnek. llyenkor a gyánó egy belsö pontot több lábra is kive7ethetctt, vagy egyes lábakra nem vezetett semmit. Megjelentek a fcl nem használt lábak. amiket azután az integrált áramkörök lokozásAnál is gyakran felfedezhetünk. Ezekel legtöbbször NC (n. e.) betüpArossal Jelölték meg, de más jelölésmóddal is találkozhattunk. Még ma is sokszor okoz bizonytalanságol az NC lábak: jelenléte. Néha az NC megjelöles mögött is a gyártó titkolózasát lehel sejteni. Már az elektroncsöveknel is lalálkozhaltunk a bekötési rajzokon ezzel a jelöléssel, de egy másikkal is! A precíz katalógusok ugyanis kétfele Jelölést használtak azoknál akivezetéseknél. melyek szerepét nem adta meg egyértelmüen a gyánó. Az Ne betüpáros a No Connection. No Connected kifcjezés rövidítéseként jelent meg, arra utalt, hogyakivezetesre nem csatlakozik semmi a csőben. Ha a gyártó valamelyik belső elemet rákötötle a esölábra, de ezt nem kivanta megadni (men esetenként változtatott rajta, vagy olyan részlet csatlakozott ide, amit nem kell felhasználni), az IC betüpárost használtAk (Internal Connection). A csöves idöszak elejen meg nem volt nyomtatott huzalozású panel, a csöfoglalatok lábait es a beszerelt forrléceket használták a további alkat-

23. kép RT ÉK '15

részek bekötésére, rögzítésére is. Ezért fontos volt, hogya csöfoglalalOn vannak-c lábak, amiket forrcsúcsként lehet hasznosítani a kapcsolás felépitésében. Az IC lábakat nem volt szabad forrcsúcsként hasznositani, az Ne jc1őlésű­ eket lehetett. Sokszor még pontosabban is utaltak a felhasználási tilalomra. sok katalógus bekötési rajzan a felhasználási tiltás is olvasható volt (Internal Conneciion, Do Not Use). A csövek virágkorában az eredeti gyári katalógusok általaban ügyeltek minderre, dc később már sokszor nem lehet megkülönböztetni az NC és az IC jellegű kivezetéseket. Magyari Bela a Rádióamatőrök Zsebkönyvében [7] "A csőfoglal8lok helyes felhasználasa" c. fejezetben azt irja, hogy "Semmi esetre se használjuk fel a szabadon maradt foglalatkontakltlsokal, men sohasem ludhatjuk, hogy a nem jelölt vagy i.c.-vel jelölt csökívezetések mely elektródához csatlakoznak." A könyv csőtablázatában, alábkiosztások rajzain mar nincs semmilyen betüjelölés azolrnál a csatlakozóknál, melyeket a gyánó nem kötött be a katalógusbeli abráján. Így nem kell ügyelni az NC és az IC különbségére ... A zsebkönyvben is szerepel a népszerü végerösítő pentóda, az EL84 (23. kép), a 6. ábrán bemutatott bekötesi rajzzaL Láthatóan három bekötetlen lab marad, amit a pentóda nem hasznáL Ha a gyártók katalógusait megkeressük, a legtöbb esetben IC jelölés szerepel ezelrnél a kivezetéselrnél, azaz nem szabad bekötni a készülékben a foglaIatok 1., 6. és 8. lábát. Ha időt szánunk rá és megkeressük az EL84 hajdani és mai felhasznalóinak intemetes bejegyzéseit, az derül ki, hogya legtöbb esetben az 1. lah is a vezerlőnicsra (g l) csatlakozik, a másik kenő altalaban bekötetlen.

24. kép

RT ÉK '15

25, kép

Vannak olyan gyari készülékek, ahol ezt kihasználva a 6. es a 8. pontot forrcsucsként hasznosítottak. Ennek az a veszélye, hogy késöbb, ha másik gyártó csövét dugják be a foglalatba, esetleg a keszülék nem működik. A tranzisztorok többnyire olyan lábszámu tokozást kaptak, ahány kivezetésük volt. De azután megjelentek az integrált aramkörök! És velűk, a lábkiosztások rajzán, az NC megjelölések. Ha valóban sehova sem csatlakoznak a tokon belül, jól ki lehet használni ezt a tenyt pl. a nyák mintázatának tervezésénel. De valóban akárhova köthetők? Eleinte a "kalapos" tranzisztortokban, TO-5 CAN femtokozással kerültek forgalomba az IC-k, így pl. a 741-es müveleti erősítő is (24. kép). Ez 8 labú tokot kapolt, s mivel csak hét csatlakoz6 kivezctése volt, az egyik láb mellett már megjelent az NCmcgjelölés. Rövidesen DlL tokozással is gyártották már az IC-ket, így a 741-est is. A DlL8 toknál is egy Ne láb jelent meg, de kezdetekben 14 kivezetéses tokban készült az áramkör, 7 NCmegjelölessel! Később a 14 kivezetéses tokokba mar két vagy négy műveleti erősitőt is beszorítottak, igy az Ne lábak száma csökkent. Hasonló utat jártak be a komparátorok is, pl. a 710-es IC. A korabeli katalógusok gyakran a csipek felszínének ábráit is tartalmazták (többnyire nem fénykép, hanem rajz fonnajaban), s onnan kiderült, hogy valóban csak annyi csatlakozópontia van az aramkömek, ahányat a tokozásnaJ a nem Ne jelzésü labakhoz kivezenek. Ez azt jelenti, hogy az NC kivezetések tetszölegesen felhasználhatóak voltak anyákon. A következő fejlődési fázis a digitális IC-k megjelenése volt A rel hasznalt tokok szabvanyosodtak, s ezzel továbbra is adott volt az NC labak jelenléte. Egyes áramkőrökkel kapcsolatban megint érdekes találgatásokat lehetett hallani, igy pl. a 4049, 4050 CMOS aramkörökről. A 4049-ben (25. kép) hat inverter, a 4050-ben hat neminvertáló puffer található. Ezeknek 6x2, azaz 12 lábra van szükségük, a CMOS

jel1egllek mcgfelelően a tápfeszültség jele VOO volt, a O V-os pOllle VSS, eL további két láb. Az áramkör tehát pontosan eifert volna egy 14 lábu DlL tokban, mégis a mai napig is 16 labu DlL tokozással készül, két NC lábbal. A "bennfentesek" tudni vélték, hogya csipcn hét áramköri egység van. csak ezt a gyártó titkolja, es egyes példányokon a hetedik áramkört használni is lehet... Ha megnézzük az áramkörök fejlő­ déstörténetét, kiderül a valódi magyarázat. A két aramkör elödje a szintén 16 lábbal tokozott 4009/4010. Ezek alkalmasak voltak arra, hogy CMOS logikai hálózat kimeneti jeleit TIL aramkörökhöz vezessek. Emiatt a VSS és a VOD ponton kívül a TIL+5 V-os tápfeszültséget, a VCC-t is megkapták. így egyetlen NC lábuk volt. Ezeket a csipeket egyszeTŰsitették le, csak CMOS környezetben használható változatuk a 4049/4050, ahol nincs VCC bevezetés - így jelent meg a második NC pont. Azt lehetne még felvetni, hogy a 4049/4050 nem egyéb, mint elrontott 4009/4010, mely nem alkalmas a szintkorrekcióra, de ellnek ellentmond az, hogya VSS és a VOD pont nem azonosan helyezkedik el a ket áramköri csoportná!. A "városi legendák" kedvelői ezután összenéznek, és egy végső kérdést tesznek fcl: jó, de akkor a 4049/4050 miért nem 14 kivezetéses tokozassal készül? Ezt nem sikerült kideTÍtenünk .. Az integrált aramköröknél az Ne (No Conneclion. No Internal Connection) megjelölés általaban azt jelenti. hogy a tokon belül az illető láb nilles semmihez hozzákötve. Sajátos módon mégis rendszeresen elindulnak találgatások ezekről a kivezetésckröl. Ma, a blogok es fórumok világában is rendszeres téma az Ne lábak felhasznáIasa, érdemes beleolvasni néhany ilyen esc-

26. kép

159

27. kép

vegésbe ... Mi lcgyen az Ne lábakkal? Néhll II katalógus kitér arra, hogy belül IlIncs sehO\'a kötve egy Ne pont. ezert ha kivül akárhova is kötjük. az nem befolyásolja az áramkör működéset. A bekötetlen lábakat általában szabadon lehet hagyni. Szokas O V-hoz, vagy tápfeszültscghez kötni azokat zavarszüres cC:ljából. de ennek veszélye is van! Néhány nagyon ritka esetben ugyanis az Ne láb a csip egy belső pontját vezeti ki! A katal6gusok ilyen esetben tennészetesen felhivjak erre a fclhas/nálók figyelmet. Sajnos a~on­ ban ncm minden eselben katal6gus alapjan vásárolunk elektronikus alkatrészeket! Gondoljunk arra. hogy ha kvarekristalyrn van szükscgünk, ilhalaban bemegyünk az alkatrés,zboltba és kérünk egy 40 MHz-es kvarcot. Általában hiába i~ kérnénk a katal6gusát. llasonl6 a helyzet a LED-ekkel is. Pedig nz egyre nagyobb teljesitményü világit6 di6dák esetenkent megtréfálhalnak bennünket. Mivel igen kicsiny térfo!,latban egyre nagyobb fénymennyiscget állítanak elö, ezzel együn a veszteségi teljesitményük is növekszik. Első­ sorban az SMD kivitehi teljesitményLED igényel hűtést, amit sok esetben a tokozás alján. a katód és az anód esatlakoz6felülete mellett kiképzett harmadik fém felület, a .•Thermal Pad" segitscgcvellehet megoldani. A 26. képen egy SMD kivitelű teljesítmény LED als6 fellllcte ltithntó, ahol a középső fém négyzet a Thennal

...., ='::::::::-::!:': IC UM 3511 PINS " 2a kép 160

Pad. Ezt megfeleló mérctű rézfeJülethez forraSZlva a hütés megoldhat6. De a Thennal Pad lehel galvanikusan szigetelt a LED aramköri részleteitöl, mas esetben valamelyik esatlakozópon~á­ val közösíteIt. És ugye beláthat6, hogy nem mindegy, hogya panelen villamos értelemben bekötetlen lesz-e ez a felület, vagy pl O V·r.t esatlakoztatjuk! Ezért ezeknel az aramköröknél m1l1denképpen utána kell nézni 11 katalógus elóír.isainak! De az inlegráll IÍrumkörök esetében is hasznos lehet, ha alaposan tanulmányozzuk a katal6gust, mielőtt az Ne lábakat .,akárhova" bekötjük I A gyártók ugyanis esetenként a csip bizonyos pontiait kivezetik, tesztelés céljából, de nem kötik a felhasználó orrára, hogy mire lehet használlll ezt a pontol. Más esetben 11 betokozott áramkör kalibrálására használjAk a lábkiosztás rajzán Ne-vel jelölt lábat. Lássunk néhány példát ilyen megoldásokra! A LinearTechnology LTI 021, 1027 prcdzi ó~ fc!:>zült:.égreferencia IC-sorozat. Az áramkőrök lábkiosztásánál az Nejei *-ot is kapott, es apr6 betűs megjegyzesben hja a gyárt6. hogy belső esatlakozása vlln a pontoknak. tilos külső áramkörhö7 bekötni! A gyánó ugyanis a betokozott, tehát végleges kivitelű IC-t tudja e kivezetésen keresztül kalibrállll! A Mitsumi MM3496 IC-je SSON48 tokozású SMD hömérsékletkapcsoló, három csallakozóponttal köthetö be az áramkőrőkbe (GND. VDD. Kimenet). A tokozás negyedik pontja Ne jelzest kapott, de a katal6gusb6l kiderül, hogy ez egy tesztelö pont, és felhasználáskor ncm sl.abad bekötni. Az LP2981 típusjclü (Texas Instruments, National Semiconductor) SOT23-5 vagy 5BPA-05 6ngömoos SMT tokozasú ultra-kis-feszültségesésü mikrOleljesitményü (Mieropower Ultra Low-Dropout) feszültségszabályzó áramkör mindkét tokozási formájánál egy Ne jelű lábat is kialakítottak. A katalógus belső. szöveges részéből derül ki. hogy ezek belső áramkörökhöz kapcsolódnak, ezert nem szabad semmit rájuk csatlakoztatni. A hangfrckvenciás integrált áramkörök világában scm árt az óvatosság! A Sanyo LA56 18 teljesitményerösítö IC-jének tokbekötési rajzán egy TP és három NCjelöJés található (27. kép). A TP pontot az ámmkör belső felépítését szemléltető vázlaton is feltüntették. Ugyanakkor erre is és a három Ne pontra is vonatkozik a gyárt6 elői rása:

29. kép

normál alkalmazáskor mindet bekötetlenül kell hagyni! Ebben a csoportban legyen a zár6 példánk az UMC különlegessége, az UM3561 háromhangú szirénaáramköre (28. kép). Nyolc kivezetéses tokozással szállítják. ahol egy Ne Jelü ponlot is láthatunk. EITŐl is szövegesen rendelkezik a gyártó: belső tesztelési pont, szabadon kell hagyni a normál alkalmazásokban! Az Ne kive~etések azonban nemcsak a felhasznál6knak jelentcnek fejtörest, hanem esetenként maguknak a gyartóknak is. Az egyre gyorsuló fejlő­ dés, a mind több trunziszlon tanalmazó esipek elÓállitása. a kis méretekre törekvés az integrált áramkörök tokozásánál is folyamatos fejlesztést igényel. A négy oldalukon csatlakozópontokat tartalmazó QFP tokok mellett ezért jelentek meg a PGA tokok, melyeknél a tokozás alsó felületen, egymásba illesztett négyzetek mentén találjuk meg a kivezetéseket. Tulajdonképpen ennek a felületen szerelhető megfelelöje a BGA (29. ké p), ahol minden kivezetésnek eg)' 6ngömböcske felel meg. A számítógepek chipset-jeinél alkalmazott 683 kivezetCscs 8GA tokozású áramkörök első példányainak tesztelésekor egy különös jelenségre figyeltek fel a mérnökök. Az ámmköröket úgy tervezték, hogy a csatlakozópontjaikon levő ESD védőáramkör 3 kV-ig biztonságot nyújtson a belső elektronikállak. Ha a 11 8M (Human 80dy Model) szerinti ESD tesztet ugy végezték. hogy minden kivezetést használtak közben, az

30. kép RT ÉK '15

{uamkör már 2 kV alatti impulzusok hatására tönkrement. Egy ötleUől ve· zérelve egy másik vizsgalatnál az Ne kivezetésckre ncm csatlakoztak a teszteléskor, ekkor az eredmény igazolta a tervezóket. 3 kV-ig ncm károsodott az

IC. Tudni kell, hogya BGA toknál a csip egy negyzet vagy téglalap alakú, szigetelő anyagú alaplemez felső felületere kerül. A kivezetések az alaplemez alsó felületen levő arany korongok (ezekre kerül az utolsó gyártási fázis ban egy-egy 6ngömb), az arany foltok az alaplap belsejében egy-egy vezető szigethez csatlakoznak (30_kép). A vezető szigeteket arany huzal köti össze a csip megfelelő csatlakozóponuával

(p,d).

Az Ne kivezetéseknél az alaplemczben levő vezető szigctet kialakítják, de nem esatlakoztatják a csiphez. Egyébként a gyártók a későbbi fejlesz~ tésre, az újabb változatokba bekerülő további elemek csatlakoztatasára gondolva hagynak esetenként bekötetlen kivezetéseket a tokozáson. Hosszas vizsgálódás következett. Speciális eszközökkel mérték az ESD kisülési áram alakját, egyszerre több csatlakozópomnál is, a tönkrement áramköröket elektronmikroszkóp alatt vizsgálták. Kiderült, hogy a szokásos ESD károsodástól eltérő jellegű a meghibásodás, egy újszerü meghibásodási mechanizmus lépett fcl! Ha egy Ne pontra csatlakoztak a tesztcJéskor, a kivezetés környezetében levő 4-5 valódi csatlakozóhoz tartozó áramköri részletek karosodtak, viszonylag alacsony feszültseg mellett. Tönkremcnetelkor a védödiódak lettek

zárlatosak, valamint a kimeneti meghajtó tranzisztorok. Az összes eredményt összevetve kiderült, hogy a rendkívül kis méretek miatt az Ne pontra vezetett impulzus, a kivezetések közötti kapacitások hálózatán át, eljutott a valódi jelcsatlakozasokrd. is. Mivel pedig az Ne lábaknak saját védőhálózatuk, az áramot korlátoelemeik nincsenek, az áramimpulzus sokkal rövidebb idő alatt jőtt létre és intenzívebb volt. Ezt a nagy igénybevételt nem viselték el a jelcsatlakozókhoz kapcsolódó elemek. A vizsgálatok eredményeit felhasználva megszülettek azok a javaslatok, amelyek lehetővé tették a különleges meghibásodási mechanizmusból fakadó károsodások megelőzésé!. A változtatások egyik része a csipen belül hajtható végre, a vcd6elemeket kell úgy átalakítani, hogy nagyobb sebességű áramimpulzusok levezetésére is alkalmasak legyenek. A másik lehetöség az áramimpulzus energiájának csökkentése, az Ne láb és a környezete közötti kapacitások csökkentésével. Ennek a legegyszerübb módja az, ha ezeket a kivezetéseket a GND vagy a tápfeszültség pontokhoz kötik. Igaz. akkor ezek a továbbiakban már nem Ne lábak! A vizsgálatokról további érdekes részleteket lehet az [8) cikkben olvasni.

w

Összefoglalás Az elektronikai eszköz is ugyanolyan tennék, mint minden egyéb a piacokon. A gyán6k, forgalmazók érdeke az, hogy minél jövedelmezöbben tudjanak működni. E cél elérésének pedig lehet-

nek olyan eszközei, amiket mi, a vásárlók, a fogyasztók, nem kell, hogy ismerjünk (mánnint a gyártó szeri nt). Amikor valahogyan kitudódik egy-egy ilyen fogás, elkönyvelhetjük erdekességként, esetleg a javunkra fordíthatjuk, de azt hiába várjuk, hogy a gyártók ijedten védekezni, magyarázkodni fognak. Általában hagyják, hogya fogyasztók maguk között tisztázzák a leleplezést, abban bízva, hogy minden csoda három napig tart. A szerl.ő remél i, hogy szórakoztató, esetenként tanulságos volt ez a kis séta a valódi és képzelt gyártói csalafintaságok rejtelmes birodalmában. Ha így érez az olvasó, ez a kis tanulmány elérte a célját! Felhasznált Irodatom:

2.

http://ardlive.computerhístofY.org/resou rces/textJOral HstofY/ntel 60481'()2'658 328.0S.0tpdf http://www.cpushack.com/tag/epromJ

3.

http://www.cpu-world.comJforum/Viewto

t

pic. php?!'" 17360 4. W. Sehnhaldt, V. M Sorensert Unspecífiecl8085 op codes enhance progammíng. Electronics, '979. jaruát 18. 144-145. o. 5. http://www.righto.com. http://arcfn.com 6. http://www.z80.lnfo/zip/z80-documente d.pdf 7. Magyari Béla: Rádióamatőrők zsebkönyve, 2. jav. kiadás. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1963. 8. Wen-Vu La, Mng-Dou Ker: Abnormal ESD Failure Mechanism in Hgh-PinCount BGA PackagecllCs [)Je to Stressing Nonconnected Salls. IEEE Transactions on Device and Ma.terials Reliability. VOL 4. No. t 2004. március. 24-3t o. valamint: A gyártók internetes oIdala~ termékkatal6gusai Wikipedia Intemetes lexikon

A GOO fr. mérŐ (cikk: RT ÉK 2008) csak kitben kapható, melynek tartalma: felprogramozon PIC + elöosztó IC + 4 MHz-es kvarc + 4 db LEO-kijelzŐ + nyákpanel. A Mkrohullámú fr. mérő (cikk: RT 2011f7-8) kitjének tartalma: felprogramozon PIC + előosztó szlntézer IC 4 MHz-es kvare + 4 db LED-kijelző + nyákpanel Jelenleg csak muködó, szerelt kivitelben kaphatól

RTÉK'15

+

161

.

Szubjektív szakmai életrajztöredékek

-._-

......

.~;;-

.

/

'.

\

• Dr. Madarász László okI. villamosmérnök

•

• .. Visszatekintés... Szubjektív szakmai élctrajzlörcdékek" címmel2012-es Évkönyvünkben sorozatot indítottunk közismert szerzőink 1011ából. Kedves olvasóink régi és szűnni nem akarón ismétJödö kéreset teljesítjük ezzel. akik a lapunkban és annak évkönyveiben megjeleni cikkeikben leírtaknál többet szeretnének megtudni tisztelt törzsszcrzöinkröl. Szakmai pályáJukról, annak kezdetéről, a mai magyar műszaki élelml való véleményükröl. A kifejezetten szubjektív írásokból reméljük - majd kideriii, hogy szakcíkkeink alkotói is hétköznapi emberek. Csak nckik valahogy mindig egy kicsit jobban sikerültek a saját kezü konslrukci6ik ... A:tlán a sok sikcri:lmény t:s némi s zerkesztői biztatás ~ után sorra láuak napvilagat jobbnal jobb szakcikkcik. (A szerk.) S=eremi $ szeretve lenni. DolguI/kbal/ örömet/elni, Masok 'e,kében sze/id Ilyomot hagyni. Lehet-e többet az életfal kapni? Tizennégy éves leheuem, amIkor ezt a "kóltemenyemef' beirtam néhány lányismcrosóm emlékkónyvébe. Nem irodalmi érték, versnek sem igazán nevezhető, de valóban így gondolkodtam a gyermekkor vége felé az élelml. S most ösz fejjel ugy vélem, az életraJz-töredékek elé is megfelel mottónak. Mert igaznak érzem. A tranzisztorok fcltalálásának évében születtem, az analóg integrált óramkörök kifejlesztésekor kezdtem

162

meg gimnáziumi tanulmányaimat, az elsö digitális IC-sorozat megjelenésének évében mentem egyetemre, villamosmérnöki diplomámat amikroprocesszor születésének évében vehettem át. Hm, csupa jclentós dátum ... Születescm után röviddel Budapestről Kecskemétre költöztünk. Édesapám, nagyapám tanarcmbcrek voltak, a szüleIm így engem is pedagógusnak szántak. A Kodály Zoltán alapította Ének-Zenei Általános Iskolában még nem alakult ki határozott elképzelésem a j övömrő l . de a reál tantárgyak jobban vonzottak. Felsösként már egyértelmű­ vé vált a műszaki érdeklődésem. Ezt felismerve szüleimtöl mechanikus építöjátékokat, később kémiai és elektromos kisérletező dobozt kaptam születésnapomm, karácsonyra. És megépitettem életem e l ső ve"öjé-t IS. A detektor kristályát magam gyánonam kénporból. 6lomporból. a tekercs egy VIM-cs dobozra kés7Ült. ForraS7lópákám még nem volt, a lecsupaszított vezetékvégeket ÖSSleesavartam. így jöttek létre a csatlakozó pontok. Középiskolás évclm sajátosan teltek. A kecskeméti Katona József Gimnaziumba jánam (korábbl Jellege alapjan a helyiek Reáliskolának hívtak). ahol édesapám iga7gat6ként, édesanyám gondnokkent működött az első két évben. Az iskola épületében. az igazgatói lakásban laktunk (akkor már három testvérem volt) . Reggel kellem, délelött tanítás, délben menza, délután tanulás a lakásban, Ki sem mozdultam az iskola épületéböl! Az igazgatói la-

kásnak volt egy üvegtegla-falli foIyosója ("üvegfolyosó"). ami a lakást az igazgatói irodával kötötte ÖSS7C. En a folyosól megkaptam a szűlcimtöl mű­ helyként. Egy hatalmas feher konyhukredenc állt benne, az volt a taroló és a munkaasztal cgyben. Azután lassan mcgteltek a fiókok szerszámokkal, alkatrészekkel. A gimnáziumi oktatást abban az időben heil egy nap "politechnikai képzés" színcsitctte, én a híradástechnikai műszerész képLést választottam. A tanulmányaink betetőzése a hálózati, transzfoml:1tor nélküli Néprádió volt, ennek a működését és hibakeresését is részletesen megismenűk. Harmadikos voltam. amikor elköltöZIÜnk egy városkÖ7ponti földszintes házba, ahol a7 udvaron egy méretes galambház ván rám. Kb. I, 5 m x 2 m alapterületü. cseréppel fedett kis épület volt. Pont befért a fehér krcdeneem és mellé egy kis asztalka, Igy tökéletes műhely vált belő le. A mühelyem és a lakóépület között hamarosan egy huzalantenna feszült. Nemsokára megsrolalt itt is egy detektoros vevő. A 15 m-es antennának köszónhctócn hangs7..6r6b61 szóltak a hazai adók! Amikor ncm tanultam, itt voltam. Vettem egy csehszlovák pillanatpákál. s eleinte csöves készülékeket építettcm. majd tranzisztoros kísérletck kővetkez­ tek. A családban arról voltam hires, hogy megállás nélkül dolgoztam egy-egyelképzelésemen, s ha műkö­ dött, bemutatIam és mar szedtcm is szét. Talán azcgyctlen kivetel a "Böhe"

RTÉK'15

nevü háromtranzisztoros egyenes vevő. Kcsőbb évekig ez volt nz egyetemI kollégiumi szobánk rádiója. A zsebpénzemet, a nyári keresetemct szakkönyvekre és alkatrcszekre költöttem. Hangerősítők, hanggener.í.torok és különféle egyenes vevők szülellek soro7..atban. Szinte S"LcnvcdéIycmmé vált az Ezennestcr boltban kapható, 20 Ft-os Ezermester Egységcsomag vásárlása. A HAM-bazar zsákbamacskája, a vegyes alkatrészcsomag még mostanában is elcsábít néha ... Közben a családban, a kömyéken egyre népszerűbb rádiójavitóvá váltam. Igaz, a legtöbb esetben a csövcs készülékekben csak kiszáradt elektrolitikus kondenzatort, kiégett csövel vagy skálaia6t kcllett cserélni vagy elszakadt skálahurt kellett pótolni. Egy saját készítésü voltmérovel dolgoztam. ha hangolni kellett. a fulemre voham Ulaiva. De még arra is vállalkoztam, hogya három fil( állomásra készített NéprádIót kcttösforgó beépítésével., vHágvev&vé" alakítsam át! Sajátos módon a Néprádió gyakran felbukkant életenlliek ebben a szakaszában. Az érettségikor a politechnika záróvizsgán is egy ilyen készülék hibáját kelleti megtalálni és a javítását elvégezni. Az írói venám is alakuJgatotl. de nem sikcrült kibontakoznom. A Néprádió világvevövé alakítását cikkbe foglaltam és elküldtem az Ezennester folyóiratnak, de úgy vélték, nincs rá érdeklődés. Kiötöltem egy elektromechanikusjátékot is. de ennek a leírását scm fogadták el közlésre. Viszont közben megbanltkoztam az ír6géppel. Érettségi előll az osztálytársaim nagyon örűl­ tek, hogy mmden tételt precízen kidolgoztam és legépelve szétosztottam köztük. A ma is hasznalt ,.kéru,Üas" gépelési mód akkor alakult ki nálam. Az általános és közepiskolában szinte folyamatosan kitűnóvel zánllm a tanéveket. bár a memóriámra nem lehettem büszke. Az évszámokat, a memoritcrekct. aL. idegen szavakat rendkívüli munkával tudtam csak megjegyezni. Azok az ismeretek ragadtak meg gyorsan és könnyen a feJemben. ahol a memorizálásnál nagyobb szerepe volt a logikának. Az egyetemi felvctehm is szépen sikerült, egy éves sorkatonai szolgálat után a BME Villamosmemöki Karán folytattam tanulmányaimat, a Híradástechnika szakon. A szakirány választasakor a vezetékesek közé kerűltem, de ma ezt szerencsének tartom, mert iti találkoztam a logikai kapcsolástannal. RT ÉK '15

Egyébként az elektronikai áramköröket csöves készülékek példáin keresztül tanultuk, a félvezetőkböl csak a karakterisztikák szerepeltek. Számítógéppel, integrált áramkörökkel nem találkoztunk. 1971-ben kaptam meg villamosmemöki oklevclemet. és meg ebben az évben a mémöktanárit is (a nappalival párhuzamosan végeztem el ezt a kiegészítő szakot). Egyetemi éveim alall kollégiumban éltem. s folytallum u nagyenergiájú tanulást. Az előadásokon szó szerint mindent leírtam. esténként átolvastam és a nyomtalott anyagokból kiegészíteltem a jegyzetcimet, ezáltal jobban megragadtak az ismeretek. Igy énem el, hogy jeles vagy kitűnö eredményekkel zártam a féléveket. A leckekönyvemben, amit a felsőoktatásban éppen ezekben az években szüntetnek meg(!), olyan aláírások szerepelnek. mint Dr. Simonyi Károly, Dr. Kozma László! A híres professzorok voltak a Icgjobb elő­ adók és a legközvetlenebb emberek, valódi kollégák! De ők az elméleti alapozótárgyakat oktatták. Sajnos, a szakmai tárgyak nem a kor friss eredményeit dolgozták fcl! A '60-as évek végére az iparban már elterjedten terveztek az analóg és digitális integrált áramkötÖk· kel, mi pedig csöves megoldásokat tanulmányoztunk, a trnnzisztorokat pedig éppen csak megismerhellűk. Később szakmérnök i képzésre jelentkeztem, s 1975-bcn vehettcm át irányitástechnikai szakmérnök i oklevelemet. Doktori oklevelemct 1980-ban állitották ki (számítógépek és perifériák tudományterűletre), a doktori cselekményre a munkahelyemen készültem fel, külön képzés akkor nem volt ilycn célból. Sem az egyetemi éveim, sem a szakmérnöki képzés során még csak nem is láttam a BME-n számítógépeI! Diplomamunkám cgy digitális tervezési, építési feladat volt: egy lyukszalag-lyukasztót és egy -olvasót kellett egy akkor kidolgozott buszrcndszer (BS I) szerint egymáshoz (vagy szamítógéphez) illeszteni. A legújabb EDS kártyákból állt össze a logika, egyes feladatokra saját uj kányát is készitet+ tem. Mekkora élmény volt, amikor a lyukszalag-olvas6ba beffizöll szalag másolata hiba nélkül jelent meg a lyukasztó kimeneti nyílasánál! Végzés után Kecskeméten. a Gépipari és Automatizálási Műszaki Főis­ kolán (GAMF) jelentkeztem munkára, s innen mentem nyugdíjba nemrégen. Igya szülői álmok is beteljesedtck, pe+ dagógussá váltam! Bclépéscmkor a há-

rom féléves, szigorlattal záródó Villamos irányítástechnika e. tantárgy oktatásában kaptam feladatokat (heti 22 órányit). Mélyviz jelleggel az elöadások tartását is. a gyakorlatokat is rám bizta tanszékvezetöm. Ugyanakkor a tanszéken volt két friss eszköz, egy Cellatron Ser2d számitógép az NDK-ból és egy TPA IOOI.aKFKJ terméke! Néhány hét után már önállóan dolgoztam ezeken a számítógépeken, fél év múlva bemdítottam a Számítástechnika S7..akosztályt a hallgatók reszére. Rövidesen csodálatos eredmények születtek, a fiatalok játékokra, rajzolásra, zenélésre, versírásra bínák rá a számilógépeket! A Műszaki Könyvkiadó, ahol a Villamos irányítástcchnika akkor kétkötetes jegyzete készült, adminisztratív hiba miatt 1971-ben nem nyomta újra II jcgyzeteket. A iöigazgat6helyettes magához hívotl és megkérdezte, hogy aJ. első félév anyagát egy .,jegyzetpótló" fonnájában meg tudnám-e írni két hét alatt? Tennészetesen igen volt a válasz, s ezzel kezdödöu el életem uj szakasza. Amikor az összetűzött stencilezett jegyzetet a kezembe vettem, olyan örömöt éreztem. mint amikor egy kis rádióm először mcgsz6lalt. A következő évben egy kiegészítö jegyzet követke· zeit, majd három évalal! a tantárgy teljes mcgújítotl, házi elöállítású jegyzetsorozata, példatárral kiegészítve. Ennek alapján megbíztak, hogy a Műszaki Könyvkiadónál megjelenő új, négykötetes Villamos irányítástechnika jegyzetsorOZllIOI én írjam meg! Tcljesen átdolgozott, frissített tananyag! És az új jegyzetek sorra megjelentek 1975-78 folyamán! Közben tanouam az órákat, vezettem a Szak osztályt, beindítottam más szakkörökel is, jöttek az első TDK munkák és szakdolgozat-konzultációk. Hallgatóimmal egy szakközépiskolai tanterembe jelfog6s ,Jeleltető gépet" építettünk, teszt-jellegű kérdések feldolgozásához, öt válaszadási lehető­ seggel, izzólámpás kijelzőmezöveI. A készüléket beszereltük és beüzemeltük, hosszu evekig használtak. Később az írásbeli feladataim miau már inkább csak a kisérleti példányokig, esetleg egy demonstrációs eszközig jutottam el. Mekkora öröm volt, amikor először sikerült egy tenyérnyi protoboardot (forrasztás nélküli kísérleti panelt) szereznem! A Villamos irányítástechnika tantárgy az újabb tantervekben megszűnt. helycuc digitális elektronikai jellegű tantárgyak sorozatát fejlesztettem

163

ki (Digitál is technika, Mikroelektronika, Mikroprocesszor-technika, Mikrovezérlök alkalmazása stb.). KidolgozIam a tananyagot, a gyakorlatok tematikái\. IC-s, mikroprocesszoros majd mikrovezérlös méröeszközöket terveztem és sorban írtam ajegyzeteket. Folyamatosan figyeltem a digitális áramkörök, a mikroelektronika újdonságait és a tananyagba beépítettem az uj Ismereteket. Nemcsak a GAMF-on kívántam tanítani. Láttam, hogy az crdeklödési teTÜletemen nagyon hiányos a magyar nyelvű szakirodalom - úgy gondoltam, hogy tudok ezen a helyzeten változtatni! A Rádiótechnikánál 1978-ban jelentkeztem először, egy mikroprocesszor témájú cikkel, s már az l 979-es évkönyvben is megjelent e,gy munkám. Azóta rendszeresen szerepelek a lapban is, az évkönyvekben is, sok írásom jelent meg az Elektronet folyóiratban, alkalmanként azonban más újságokban, magazinokban is "feltűntem". 1986-ban és 87-ben megjelent a két, máig népszeTÜ könyvem a Műszaki Könyvkiadó Elektronika sorozatában. Az elsöért (Digitális CMOS kapesolásgyüjtemény) szerzői nívódíjat kaptam. Az ebben szereplő száznál több konkrét kapcsolást mind összeállitottam protoboardon, leteszteltem, csak ezután keTÜlhettek be a könyvbe. Ezt a könyvet édesanyámnak és feleségemnek ajánlottam, a másodikat (}!Phobby) gyermekeimnek. A harmadik, édesapám emlékének aján lott könyv a digitális kapesolások alapismereteivel fogla lkozott volna. Ennek a tervét majdnem elfogadta a kiadó, de végül visszamondták. Azután a Műszaki Könyvkiadónal jó ideig csak fordítasok láltak napvilágot, és néhány szakácskönyv ... Az új tantárgyakhoz gyorsan készültek a jegyzetek, de a régebbieknél is rendszeresen frissítettem nl. oktatási anyagokat. A GAM F digitális elektronikai oktatásáról mindenki elismerte, hogy igyekszik naprakész lenni. Oktató munkámban azt kivántam elemi, hogy a hallgatóim lépésről l épésre megértsék az új ismereteket, az alkalmazási, tervezési fogásokat. Ennek megfelelően építettem fel a jegyzeteimet is, de - reményeim szerint- ez tükröződik a cikkeimben is. A tantárgyakhoz nemcsak elméleti jegyzeteket készítettem, hanem példa-

164

tárakat, gyakorlati segédleteket. munkaflizeteket is. 1995-ben sikeTÜlt a Digitális techni ka laboratóriumo! úgy felszerelni, hogy minden hallgató saját protoboardot, tápegységct, logikai szintjelzőt és alkatrész-készletcl kapott, igy önállóan épithette őssze a kapcsolásokat. K ü l önböző fórumokon elő­ adásokat tartottam, továbbképzéseket vezettem. Egy technikai sorozatban a helyi tclevízióban meg médiaszereplésre is vállalkoztam, mint műszaki szakértő.

GyűjtőtIcm az információkat, eleinte levelezéssel, később már az internet segítségével. Egy-egy évkönyv-cikkhez pl. akar ezernél is több oldalas anyagot szedegettem össze, ebből ké· szült a cikk. Első változatban közel 100 oldalas, majd 40 oldalas, végül a szigorú fószerkcsztő hatására a végleges 20 oldalas teJjedeiemben. A GAMF-on vezetöi beosztásokat is kaptam, 29 éven át vezettem az Elektrotechnika és Kibernetika Tanszéket. Rövidebb ideig fő i gazgató-helyet­ tes, másfél évig pedig főigazgató voltam. 1991-ben az új Informatika Tanszék megszervezése is az én fe ladatom volt. Közszereplést is vallaItam, egy megyei alapitvány kuratóriumának titkáraként dolgoztam 17 éven keresztül. A főiskolai oktatástechnika-képzést egységesítcni igyekvő és évente főis­ kolai hal!gatói PLC-programozó versenyeket szervező FIOM elnöke voltam (alapitásától IS éven át), búesúzásomkor örökös tiszteletbeli elnökké avattak. Folyamatosan magas fordulaton dolgoztam, általában késő éjjelig az iróasztalom mellett voltam még a hétvégeken is. Közben gyakran élhettem át a jól végzett munka örömét, egy eikk megjelenésekor, egy új jegyzet kézbevételekor járt át legtöbbször ez a felemelő érzés. Boldog voltam, ha egy szakdolgozatosom szépen szerepelt az államvizsgán, ha egy TDK dolgozattal a hallgatóim házi vagy országos konferencián sikereket értek el. Az is jól esett, hogy egyes jegyzeteimet mas fő­ iskolákon, sőt, egyetemeken is ajánlották az oktatók a hallgatóknak. De sok szakközépiskolai tanar is hasznositotta a munkáimat a digitális áramköri ismeretek oktatásakoT. A Rádióteehnika szerkesztösége is elismerte munkásságomat. az 1989. ev szerzöjévé valasztottak. Ahogy teltck az évck, egyre

gyakrnbban forduli elő az is, hogy egy régi tanítvány felkeresett és lelkesen mesélte el, milyen szép, eredményes szakmai utat sikeTÜlt bejárnia! Azt hiszem, ez volt a legnagyobb elismerése a munkámnak! A hallgatóim egy másik oldalamról is megismerhettek. A végzősök "szakcSIjein" szívesen vatlaltam szereplésI. vidám törtcnetekkel, tréfas "tanulmányokkal". Az ezredforduló kÖTÜI ez odáig fajult, hogy esetenként közel egy órás standup-müsorokat produkáltam, melyek általaban vidám közös enekléssel zárultak. Sajnos a felsöoktatas t ért csapások (sokszoros szerkezeti átalakítások, kredit-rendszer, Bolognai-rendszer) egyik következményeként a szakestek is eltűntek a diákéletből. Idővel a kedvtelésböl történő aramkör-építések, kísérletek a sok teendő miatt elmaradtak. Ha ma számvetést készítek, 375 folyóiratcikk. két szakkönyv, 136 főiskolai jegyzet és középiskolás tankönyv jelzi az utamnt, I SO szakdolgozatnaJ és SO TDK dolgozatnál voltam konzulens. Egy jellemző teny: belépesemtöl a nyugdíjba vonuIasomig egyetlen napot sem tőhőttem táppenzen. Az óra, a feladat , a határidő szent volt, kezdéskor mindig pontosan ott voltam, határidőre igyekeztem teljesíteni. Hallgatóimnak azt tanítottam, hogya vállalt feladatot meg kell oldani, nem megoldas a halogatás, akifogások keresése. Mindig értékeltem a teljesítmenyüket, a hibáikat igyekeztem kijavítani és nem megtorolni. A hamis utakat, a csalást, puskázást azonban nem rurtem el soha. Ebből a pőrgő, rohAnó életből szinte egyik pillanatról a másikra egy város közeli kis családi házban találtam magam, nyugdijasként. A volt közvetlen munkatársaim (közülűk tőbben volt tanítványaim). ha meglátogatom őket, szívesen beszélgetnek, elmondják a gondjaikat is, é~ meghallgatják a tanacsaimal. Szerencsére az internet lehetöve teszi, hogy továbbra is figye ljem a mikroeJektronika fejlődését, s itthon is össze rudok gyűjteni egy-egy témáról akár ezeroldalnyi információt is, amiból azután új cikkek formalódnak. Amikor pedig egy új folyóirats7.amban vagy évkönyvben meglátom a munkámat, még ma is eltölt az a csodálatos érzés: a sikeresen elvégzett munka scmmihez sem hasonlítható öröme.

RT ÉK '15

Iránycsatolók az RH, a 2 m-es és a 70 cm-es amatőrsávokra 2. rész Bus lászló okl . villamosmérnök, [email protected] Kö=leményünk második n!s:eben (J la:a csalOlásti iránycsato/ókal ismerteyük. A ma mmlenl méréstechnikájában fontos szerepel játszanak, mivel fl menhú feladatokat egyrészt gyorsan. masres:t pO/1fosun lehet I'elük elw!ge:mi. Eu" tu/ajllol/sagaikból fakadóan a= iránycl'u/oluk II gyakorloIban széleskörlÍ alkalma::ast lIyer/ek, mint példillll leljesitménl'mérésre. SWR- és impedanciamérésre. uutomatikus szillt- és frekvencias:abá(~'O=ásra. csillapitulcént, J/plexerként. Az irúnycsarolók nem csak laboratónuml es üzem; (ipari) célokra hasznosithatdkjól. hanem amatőrtech­ II/kaba" is, mivel ezekkel a nagyfrekvenciás építöelemekke/ nagyon sok idól és ftiradságotlehel megtakarílGlli.

bj

I

Az iránycsalolókat a nagyfrekvenciás jelnek a ket vonalon történő haladási iránya szerint is osztályozzuk: haladóhullámúra és renektálthullámura. Mielőtt rnlémenk az Irnnycsatolók tárgyalására előtte, a gyakorlatban használalOS néhány elvi elrendezést mutatunk be, melyek az I. áb r án láthatók. Működés

l) Haladóhullámú Ha csatolásban levő kél vonal közül az egyikre generátort kapcsolunk, akkor ez lesz a rovonal, mig a másikat, csatolt-o vagy mellékvonalnak nevezzük. A haladóhullámÍl iránycsatoló esetén mind a fövonalon, mind a mel1ékvonalon az energiaáramlás Iránya megegyezik. Ahaladóhullámú irnnycsatoJókban a csatolás folyamatát a 2. ábra alapján követhetjük. Amennyiben a generátor csatlakoztatása az I. kapun történik, igy II bccsö hul-

lám eljut a 2. kapura. Az ..,A" csatolórú· don keresztül kapacitív úton (elektromos) csatolásba kerűl a másik tápvonal· lal. Az igy keletkezett feszültseghullám eljut a 4. kapura. A ..8" csatolórúd síkjában szintén csmolrisba kerul a két vonal. Mivel a két esatolás helye egymástól ').)4 hullámhosszm fekszik, így az ,.,A" és "S" helyen kicsatolt hullám komponensei egymással fázIsban lesznek, ezert a 4. kapunál ezek összcad6dnak. Ellenkczö irányban. tehát az 1-+3 irányban a 2xAJ4 lávolság kö\"elkezteben a ket hullám 180"-os fáziskülönbséggel találkozik, ennél fogva k.iol~ák egymást, így a 3. kapura nem kerűl jel. A valóságban azonban il 3-as kapura mindigjut valamilyen kis jel, ami abból adódik, hogya tápvonalnak kisebb lIlhomogenitása van, a kapuk es II tápvonal között az átmenetek nem ideáli-

". I oj

aj

.------- ,

bJ t ábra. Csatolt vonalas Iránycsatotó elrendezések: al csatolt tápvonalas, bl keskeny oldalon csatolt szalagvona~ c) lépcsős Jránycsatoló (három csatol6z6na), d) folytonosan változ6 csatolás (mikrosztrIp)

, H l

Az irnnycsatolók felepítésüket tekintve csatolt tápvonalakból állnak. A csatolt tápvonalakból álló tránycsatolók kctféle módon építhetök fel: a) azonos elektromos hosszúságú, csatolt tápvonalszakaszokból álló, lépcsős iránycsalOlók, b) csatolt inhomogén vonalakból álló iránycsalolók. RT ÉK '15

3. ábra. Reflektált hullámú csatolás keletkezése

".

, l-

•

sak (illesztetlenség lép fel, s ez frekvcnciafUggö), a csatolás helyeire csak egy frekvencián igaz a IJ4 Ilivolság stb. Ha az RF generátort a 3. kapura kapcsoljuk, akkor az RF·jel a 4-gyes kapura és az elóbb leírt módon a 2. kapunál a jelösszetevők összeadódnak. míg az I. kapun kioltódnak. 2.) Reflektálthullámú

2. ábra. Halad6hullámú csatolás keletkezése a kialakult er6vonalakkal (a), kapacitív csatolt koaxiális vonalak metszetben (b)

A renektáhhuJh\mú iránycsatolók csatolási mechanizmusát vázlalOsan a 3. ábrán szcmléltctjük. A csatolás vi· szonylag hosszú. ún. csatolózóna men165

Bemen6

KImen(!

;;:+: I ::;:x:;::::t!f:'::: Szigetelt ·

. Csatolt

kapu

kapu

Kimeoo

Bemeo6

~~L

'----'~~t

___ ) __

kapu

kapu

4. ábra. Két, általában használt szimbólum az Iránycsatol6k jelölésére a teljesitményárarntás Irányaival tén jön létre. Ha például az l-es kapura

nagyfrekvenciás jclgencrátort kapcsolunk, akkor a bejövő hullám eljut a 2. kapura. A másik vonal (mellékvonal) elektromágneses csatolásban áll a fövonallal. A mágneses CI'Őtér hatására a mel1ékvonalon feszültség indukál6dik,

kábelböl készült iránycsatolót használunk, ami egy vastagabb es egy vekonyabb érrel rendelkezik. A kábeldarab elektromos hossz.1 egyenlő az átviendö frekvenciasáv közepes hullámhosszának egynegyedével. A kábeles iránycsatoló kapuit illesztetten zárjuk le. A RF generátor például a mérre (fővona l ra) kapcsolódik, amelynek hatására .,A- B" vonalon áram folyik. A mágneses csatolás miatt "a- b" mellékéren (mellékvonal) a róvonalon folyó árammal ellentétes irá· nyú induktív áram folyik (folytonos vonal); a kapacitív csatolásból adódóan lesz egy kapacitív áramösszctevö is (szaggatott vonal). A kapacitív és az induktiv áramkomponens a mellékvonal egyik végén összeadódik, míg a másik végen kivonódik. Ha most az egyes kapukon a teljesítmény vagy a feszülL~ég logaritmikus viszonyát képezzük , akkor az aláb· bi definiciókhozjutunk:

így az itt kialakult feszültséghullám iránya ellentétes lesz a ffivonalon halad6hoz képest. Ezáltal az l~3 irány csatolásban van, míg az 1----)4 irányban nem lesz csa-

l) Áteresztő irányú vagy beiktatási csillapítás (németül Durchgangsdiimpfung, angolu l insertion loss): a;\. = iOlgPbll\, = IOlgPdPz [dB], a. = 201gU 1/U 2 [dB].

tolás, azaz a 4. kapura ncm kerül jel. (Másképpen úgy is mondha~uk, hogy az l-es kapu nem "tátia" a 4-es kapu t). Az iránycsatolók működésére vonatkozóan

2) Csato1:isi csillapítás, irányitottság (németül Koppeldiimpfung, angolul coupling):

a szakirodalomban elterjedt szimb61ikus jelölest a 4. ábrán látjuk.

3.) A paraméterek definíciója

,,

A

• I ~ 1..1<1

')

,

A

•

.... lL

, t't ""' li -,- -... •"' R"

.1

, , ""'

4) Irányhatás (németül Richtwirkung, angolul directivity): ai h = P",jl'Pren= IOlgPY'P4 a", = 20lgU3/U~ Ld Bj.

[dB] ,

Térjünk viSS7..a az irányhatás teljesít. ményben definiált alakjához, amely még az alábbi fonnában írható fel:

"" U2

R ' '' R,'~R'~R22 R

5. ábra. Koaxkábeles iránycsatoló metszetben (a), az Iránycsatol6 helyettesítő képe a csatolás szemléltetésére (b)

166

angolul isolation): a.., = I 0lgPblPrei1 = IOlgPdPdd B], as>: = 201gU 1/U 4 [dB]. (Ezt a paramétert szokták még elválasztásnak vagy áthallásnak is nevezni.)

Arnyéll~s

I.

ac.

aih= l OlgPY'P4 = l OIg(PY'P4)( PlfPI) , ezt átalakitva a",= IOlg(PlfP 4)(P]I'Pd = = =

Sok esetben a méres egyik célja az ütközési csillapítás mérése, hogy ebből az állóhullámarányt (SWR) kiszámíthassuk az

képlettel. A fent leírtakból következik, hogy az iránycsatolók jó müködésének feltéte le az illesztés biztosítása. További elvárás ezektől a nagyfrekvenciás épílőelemcktől, hogy a kicsatolt feszültséget egy megadotl tolerancia sávon belül minél szélesebb frekvenciatartományon csatolják ki. Gyakorlatban ezt a követelményt sávközépi frckvcnci ához tartozó N4 hosszúságú vonalakból álló iránycsatolókkal tudjuk biztosítani. A kicsatolt feszültséget a 6. ábr án dingramban adtuk meg különböző "k" csatolási tényezők és vonalhosszak mellett.

Ilfll 0. 87 0.707 (:1! 3 dB)

100gPblPIuol = iOlgP lfP! [dB]. 201gU 1/U 3 [dB].

3) Szigetelés (németül Richtdiimpfung,

Az iránycsatoló működéset leiró paraméterek definiálására az S. á brát használjuk fel. Az illusztrációhoz koaxiális

'1

3", = =

5) Ütközési. visszaverődési csillapítás (németül Rückf1u~diimpfung, angolul retum loss): ail = I OlgPl\o.jl'Pren [dB], au = 201gUY'U4 [dB].

0,60

O..

--,!:"""~s,r:.=>-_ o o

n/2

31\" /2

(R3chan)

6. ábra . A kicsatolt feszültség változása a csatoltvonal hosszának függvényében, különböző " k" csatolásl tényezők esetén Mielőtt rátérnénk az egyes iránycsatolók ismertetesere, még egy dologTÓl, a csatolási csillapítás és a beiktatási csillapítás közötti öss:zernggésről kell említést tenni . Egy jól megépített irnnycsawló áthallása (izoláció) általában 30 dB feletti énék. Ez azt jelenti. hogya bemeneti U I feszültség kb. 1/32 része jut a 4. kapura (lásd az 5. abrát). Ennek figyelembe vé· telével írjuk fel vesztcségmentes esetre a bemeneti teljesítményt 37 egyes kapukon meglevő teljesítménnyel:

IOlgP dP4- lOlgP 11P1=

a., - 3",

A gyakorlatban az irányhatást a mért szigetelési- és csatolás! csillapítás különbségéböl számolj uk. Az irányhatás az iránycsatoló jóságára utaló jellemző.

P4-ct elhanyagolva a nagy izoláció ({lIhallás) miatt, így :

RTÉK"15

Ha a csatolási csillaphásl ismerjük, ak· kor ki tudjuk számítani az áteresztő csillapitást és viszont. Mindegyik kapu iIlesztctten van lezárva. Legyen a csatolnsi csillapítÁS: ~

10 dB,akkorVl

R=U~/R+U~

U

0.316U 1• R

u~ I R ~R~0.3 16: UI -O. IU ~ -U 2 2 0,9U , ~ U; (U, . U,) " -1.11 a.:: 20lg1,ll =- 0,9 dB.

=u]

.U~ I R

ábrá n látható. A kiegyenlített hid .A" és ..B" pontjára l; l anetelü Tr transzformátor primer tckercsc csatlakozik. A transzformátor lehetövé teszi, hogy a 2-es kapura (kimenet) kapcsolt áramkör mérési vagy üzemkőzbeni állapotáról ellenőrzé.­ si lehetőséget biztositson. Ezt a célt szolgálja a tr3nszfonnátor szekunder tekercse, ami a kontroll kimenet (3. kapu) és a mIdpont közé vun kötve. Ezek után iJjuk fel 8. ábra alapján a 2. kapura (kimenet) a fcszültsegosztást

A két mennyiség közötti összefüggést grafikusan ábrázolva a 7. ábrán lálható csil1apításmenetct kapjuk.

U I·gyel mindkét oldalt elosztva kapjuk a csatolási tényezőt:

10 1+t-t-t-t-H

(3)

H I-t-t-t-H

A esatolási tényező reciprok értékét

'H'tt++-H

dB-ben kifejezve kapjuk acsatolási csillapítás!:

,o H-+--F"t--I-I _

",~20Ig l lk~201g(1

23456_.dB

A csatolási és 8Z áteresztő cSillapítás kapcsolata

Fenti bevezető után ráteriink az egycs iránycsatoló típusok ismertetésére. Tárgyalásuk során először a szélessávú. majd a keskenysávu változatokat ismenetjiik. A cikkben a továbbiakban haladóhullámú iránycsatolókkal fog· lalkozunk. Wheatstone-híd Müködés

a Wheatstone-hidra vissza .. ekapcsolást ismertetjük, ami a 8.

El sőnek

zelhető

-I ~

Be,

f

"

r\----~ 1~~

A

501"

o-

k,

_L

Z

($ZIntmérO)

8. ábra. Wheatstone--híd, mint Iránvcsatol6

RTÉK '15

+ n)[dB] (4)

Ebböl láthat6, hogy ,,n" értékének meg· választásától fUggöcn különböző esalolási csi l1apitással rendelkezö iránycsatolók rcaliuílhatók. MI az alábbi énékeket választottuk: _n ~ 1

",~6dB

2,16 I IOdB

9 20dB

6 dB·es iránycsatoló

Az irtinycSllloló kapcsolása II - l értékválasztassal, bi fiJari s lekerccsel és a ferritgyürű méreteivel a 9. ábrán látható. Megjegyzés: a 6 dB·es iránycsatoló nem tanozik a laza csatolású iránycsatolókhoz, ám a teljes Wheatstone-hidas család e tagjának ismertetését ebben a cikkben célszerűnek tanottuk a jobb áttekinthetőség érdekében.

.~,

""

l:~· .""'"

"

I-

9. ábra. 6 dS.oes Iránycsatol6 kapcso-

lá ..

• f-t-kct-t-H

ábra.

Tr _____

Z:: 50 ohm választással kapjuk. hogy:

" ft-+-++-+--t-l

7.

Tr MiUinl8J1

(I)

'Q t dB" rr".,-.,-.,-,

O

.:t, ., ., ......... , , .., ., "" '~. ., , :t ~

UkI = Ul = UI(Z/50n + Z)

8

mérete: l = ISO mm. A huzalok végeit 4... 5 nun hosszbanónozzuk be. Azel1enállások 10/0-05 fémréleg tipusok.

Elkészítés, bemérés A Tr 1:1 ánétclü transzformátor bifiUuisan sodrolI tekercs (tápvonalsodrat), amelyet kb. I mm!-es menctemclkedés· sel ferrilgyüTÜre tekercselünk. A ferrit anyaga N-20 (a KÖPORC kékjelzésc), a tekercs adatai: n "" 4 menet, huzalátméro 0.3...0,4 nun Cu(f)Z, a huzal Icszabási

A ferritgyüTÜs tmnsLfonnátor és a hídkapcsolás ellenállásainak beforraszIása dobozos kivitelnéllégszereléssel történik. és a transzfonnátort61 a hídellenállások legalább 5 mm-re legyenek. igy elkerűljük a karos egymásra hatást, ami az iranycsatol6 paramétereinek bizonyos m értékű romlását okozza. Ha nyák lemezre forrasztjuk az elemeket, akkor itt is az előbb emlitett minimális távolság legyen irányadó. Az irimycsatol6t elkészithetjük dobo-zos kivitelben (mint önálló egység) vagy egyoldalas nyáklemezen (áramköri egy· ségként). A doboz anyaga lehet 1,5 mm-cs egyoldalas nyáklap vagy 0,5 ... 1 mm vastag, ónozott vaslemez. A cikk további részében ismertetésre kerülö építő­ elemeknél az elkészítésre vonatkozóan a most leírtak vonatkoznak. Az elkészített iránycsatoló bcméresc H>bulatoros elven mérő müszerreltönénik. A mérési diagramok a 10. ábrá n láthatók. Itt jegyezzük meg, hogya

•• • • •

, -~.~

• 1101

-

"-

-

..

-. ,~--)

••

.," ,

1_-'

• 10. ábra. 6 dS-88 Iránvcsatol6 mért Jellemző~ a frekvencia fuggvényében

167

közleményünk többi tagjának a bemérése szintén vobulátorosan történik, így az egyes típusoknál a bemerésröl külön nem teszünk említést. Az áramkör tcrhelhetöségéröl: ha a hídkapcsolás 0, 6 W-os ellenállásokb61 áll, akkor a 6 dB-es iránycsatol6 1,5 W-ig terhelhető (biztonsággal szamolva). A terhclhctöséget tulajdonképpen a mérendő áramkör határozza meg: például egy erősítö mérése során ennek a torzításmentes átvitel szab határt. Az iránycsatolók elkészítése során vegyük figyelembe meg a nagyfrekvenciás technika szerelési szempontjllit/

~

Bo1

:t-'-R-,- - -R-3' 50

R2

• "

450= =n.50

5R5: =50ln

~3

cs)

..l.

Kontroll kl (áthallási

pont)

12. ábra : 20 dB-es Iránycsatol6 kapcsolása. A Tr transzformátor adatai megegyeznek a 10 dB-esével ferritgyűrü

10 dB-es iránycsatoló

legalább 10 mm-rc legyen az ellenállásoktól.

Műszaki jelfemzói:

20 dB-es iránycsatoló

-

frekvenciatartomány: l...150 MHz, csatolási csillapítás: 10,2 ±0,2 dB, áthallási csillapítás: >20 dB, ütközési csillapítás: 20 dB (a 2. és a 3. kapu illesztetten lezárva, RL = 50 ohm), terhel h etőség: 1,5 W RF.

A realizált kapcsolás elemértékei a ll. ábran láthatók. A hídkapcsolás Tr transzfonnátora kék jelzésű ferritgyüBel :t-,-R-,-----, R3 108=

50

=n 50

rT~'~SC-í t
Kábel-I

kOpeny

í

Ki3 Kontroll ki (áthallá-

si pont)

v-

\

~

i~C-@~2 T~ - - - - ...I...

A realizált kapcsolás a 12. ábrán láthat6, a mérési eredmények a 13. ábrán diagramban ábrázolva. Az iránycsatoló ellenállásai indukciószegény, ± I% türésü 0,6 W·os fémretcg ellenállások. Rt = 49,9 ohm (2 db 100 ohm párhuzamosan), R2 = 5,5 ohm (2 db II ohm pamlcl), RJ = 450 ohm (2 db 909 paralel). A Tr transzfonnátor mérete és színjelölése megegyezik a 10 dB-cséve!. A ferritgyürü legalább 10 mm-re Jegyen az ellenállásoktól. A 14. ábrán megadtuk a koaxkábel leszabási hosszát és végeinek kialakítását. Az iránycsatolóra kapcsolható tel-

".cM' .....

,,-

,"-"" ..

'"

~

1;

IIIII M

~""

"

'00

'M

13. ábra, 20 dB-es Iránycsatol6 mért

Jellemz6i, a frekvencia függvényében jesítményre vonatkozóan a 6 dB-nél leírtak érvényesek. Egy másik 20 dB-es változatot is készitetlÜnk, ín a ferritgyűrü mérete és a transzformátor kivitele megegyezík a 6 dB-eséve!. E változat mérési eredményei az I. táblázatban találhatók.

I

• • N

~

"

1"'165mm

14. ábra : A koaxkábel méretre szabása és végeinek kialakítása. A kábel típusa AG174AJU vagy más hasonló, 50 ohmos polietilén dlelektrlkumú

t táblázat f {MHz]

10 20 30 40 50

Beman6 reflexió csillapítás [dB]

Csatolásl csillapítás

36,5

19,8

58 -

33

19,8

52,5

30,1

1?,8

50,1

27,9

19,9

47,8

26,2

19,9

46,1 44,4

. .-

[dB]

Áthallásl (lzolácló) csillapítás {dB]

-

19,8

70 80

23,6

19,8

43

22,6

19,8

42,1

90 I(]()

21,5

19.8

40,8

20,6

19,8

39,8

lt ábra. 10 dB-es Iránycsatoló kap-

110

19,7

38,8

120

,.

19,7

ferritgyűrű

19.7

)8

130 140

18,5

19,7

37

18

19,7

36,3

ISO

17,5

19,6

35,S

méreteivel

rure tekercselt vékony koaxkábel. A ferrit N-20 típusú, n = 2,5 menet. Az ellenállások: ±l %-os, 0,6 W-os, fémrétegű, indukciószegény típusok; R2 = 23,5 ohm (2 db47,5 ohm párhuzamosan), RJ = \08 ohm (2 db 215 ohm paralel). A

168

,~

F........,.. MHl. " "

24,8

csolása, a

m

, .. 3 _

60

02'

,e.~

•

l r i~-

~

·•

~

I I. I I I I I ,_

-

-

Megjegyzés: a 2. és a 3. kapu illesztetten van lezárva; a tápvonalsodratból (bifilárisan tekercseive) készitett iránycsatoló magméretc a 9. ábrán látható. Az dlenállások éneke megegyeúk a 12. ábrán megadGtl változatéval.

RTÉK'15

2. táblázat

,

,

eamapítia [dB]

IMHz]

200

1->2 0,2 0,2

]00

O,]

400

O,]

500

0,2

loo

-

..,

E

Bemen6 reflexió

tllllapiti. [dB]

1->] 31 30,5

I

,

Z -SOohm

25 19 21

I

29,8 29 28,5

C,

-

C:=J 1- . 2,3_

.

10

17

"

20

C,

1 .11SpF

,

, _

3

12,1

3

.

'm

"",

2_ '

, ,,

1l.R

.l1egjegy;:és. 2. és 3. kapu 50 ohmmallezarva bemenő reflexIó mérésckor.

:t

"

.,

.2

.,

"',..

í

~2

Csatolt ~,

í

56 Q,25W

R1 , R3

'2

4k7.0,25W , 2% 1k5, O,5W 2%

15. ábra. 30 dB-es szélessávú Iránycsatoló kapcsolása

A maximálisan rákapcsolhat6 teljesltmény 0,7 W Rf.

30 dB-es iránycsatoló Az iránycsatol6 család követk ező tagja ellenállásokból álló, egyszeru felépitésü, szélessávú változat, amelynek kapcsolasa 15. ábrán látható; paramétereit a 2. tá blázatban fog laltuk össze. A megépités során a Be és a Ki kapuI impedanciahelyesen kössük össze, ami egy 50 ohmos hullámellenállású mikroszalag vonalat jelent. A kapcsolást a 15. ábrán látható elemekkel megépítve az iránycS3tol6 nagyfrekvenciásan 1.5 W-ig terhelhető.

12 dB-es iránycsatoló Egy kapacitív iránycsatolóról van szó, amelynek elvi rajzát a 16. ábrá n látjuk. Az ábrán az is látszik, hogyha az RF generátort az .• 1" kapura kapcsoljuk, akkor ennek jele a ,,2" kimeneti kapun, valamin! a csalolási útvonalakon keresztül a ..3"-as kapun (csatolt kimenet) fog megjelenni. A ..4" kapun elméletileg nem lesz jel. Valóságban az izolált kapun mindig merhetünk valamilyen kis Jelet. Elek után nézzük meg, hogy milyen kiindulási adatok szükségesek egy ilyen iránycsatoló tervezéséhez: RT ÉK '15

B.

'i s".

e

Elektromos hossz

c

-------

,,,

'I c,

,... , ,,

cor

-L z,-L

" " " ro

~

í'

L.L~ Csatoll

4! r=:t í' z,

2.3k.pu

- - --

'30

frekvenc iatartomány: 430 ...440 Mllz, - csatolási csillapítás: 12 ±O.2 dB, - áthallás (izoláció): >20 dB, - bemenő ál lóhullámarnny: 5; 1,3. - beiktatási csillapítás: 5;0,5 dB. - max. terhelhetőség: 5 W. A méretezéshez szükséges egyenletek:

'"

18,7

- '"

19.5

FI'ftkwInaa MHz

kl

16. ábra. Kapacltfv csetolású Iránycsatoló elvi kapcsolása acsatolásból eredő Jelfolyem Irényokkel

,-

1 k.pu

17. ábra 12 dB-es Iránycsatoló beiktatásI és csatolás l csillapításának változása a frekvencia függvényében, valamint az egyes kapuk reflexiÓja (e többi kapu Illesztetten tezárva)

-

'" ~ 20lg l /k

~

20lg cose [d B] (5)

ahol: k a csatolási tényező, 0 a lápvonal elektromos hossza fokban .

x. ~ ""'ge

(6)

ahol: XC a csatoló kapacitás reaktanciája ohmban, ZU a koaxiális tápvonal hullámellenállása, egyúnal a rendszerimpedancia, esetünkben 50 ohm. A (6) egyenleiböl a csatoló kapacitás értékél kifejezve kapjuk:

C, ~ Il2n f ""'ge [pF] (7) ahol: fa sávközépi frekvencia Hz-ben. Jelen példánkban csillapitásról van szó, ezért a méretezés során a ..-" előjelet kell figyelembe venni. -1 2 = 20lgcosEl 0= arccasiO ·11'10 [0] El = arccosO,25 ... 75.57°

e ~ ~I ~ (21ÚA)·1

ahol:

(8)

p a fázis tényező, A a tápvonalon

leljedő

hullámhossz métcrbcn, l a tápva-nal hossza méterben. Jelen csetben tehát:

},,: a sávközépi frehenciához tartozó hullámhossz 1= 75,57",360° ·0.69 m 1== 14,48 cm::::: 14,5 cm. Az alkalmazott tápvonal 41 = 50 ohm hullámimpcdanciájú , polieti lén érsz1getelésü kábel, így: 1'= 1/

Ji::,. 14.4 .J2.2l cm = 9,75 cm.

Most már minden adat rendelkezésünkre áll a csatoló kapacitás kiszamításához: Zu= 500hm. 0 = 75,57°, f=435 MHz. Cc = II 2rc· fkZ o . tge, Cc "" IO6 16,28· 435· 50· tg 75,57" Cc - 1,88 pF Csalaló kondenzátomak jó minöségü, nagyfrekvenciás tipusú légtrimmert válasszunk: egyrészt a kis kapacitásér1ék miatt, másrészt a kapuk közötti aszimmetria miatt. A fenti méretezés alapján megépített iránycsatoló műszaki paramétereit a 17. és a 18. á brá n d iagramban ábrá7oltuk. A 17. ábrán látható az egyes kapuk illeszlettsége; az iránycsatolóknál fon los, hogy a kapuk kis reflexiójúak legyenek, különben a két diagramban

169

,

,

Z=50ohm

Koax kébel Iránycsatoló

,

C,

C,

1_ 18 pf

3

t:Q

Iránycsatoló

Teljesftmény erOsltö

R,

U,

50

ÁttlaMs

_.

,."

"

I

22

26

28.5

~,5

' _

30 32

'30

3

'" Frehencoa MHz '"

látható jellemzők romlásával kell számolni. A 19. ábrán a tápvonal (koaxiális kábel) mérete és végeinck kialakítása látható. A bemérés soran először a csatolást állítjuk be a trimmerek felváltolt állitasával, majd ezután ellenőriz­ zük a tőbbi paramétert. A méres során törekedj(ink mindegyik jellemzönél az optimumra. 5

J

"

1=95mm

HaladO

Reflektalt

Reftekta lt

20. ábra RF telJesítményer6sít6 mérése Iránycsatol6val

Alkalmazások

16. ábra. 12 dB-es iránycsatoló áthallásának frekvenciamenete

Fi

HaladO

19. ábra. A koaxkábel méretre vágása és végelnek klalakftása. A kábel tfpusa RG56C/U vagy ezzel azonos méretú, más típusjelú, polietilén érszigetehi!sú kábel

Az iránycsatolók gyakorlati alkalmazását ket példán keresztül mutatjuk be. Adva van egy nagyfrekvenciás teljesitményerösítö. amelynek a bemenő, illetve a kimenő teljesítményét szeretnénk megmérni. Ezzel egyidejűleg mind a bemenő, mind a kimenő renektált teljesítményt is regisztrálni akarjuk. Ennek a méresi feladatnak az elvégzése iránycsatolóval lehetséges. A mérési összeállítás vazlatos rajzát a 20. ábrán látjuk. Vétcltcchnikában szinte "örökzöld" téma egy távoli kis szintű es egy közeli nagy szintű tv-állomás jeiének közösítése, melyek az UHF-sávban üzemelnek és frekvenciájuk egymáshoz közel vannak. Ez a feladat a hagyományos "szű rő­ zessel" nem oldható meg, mivel a két szűrő zárótanományi csillapítása nem elegendő a jó vételhez. Ez a feladat iránycsatolóval oldható meg. mert az áthallás! pontokba kapcsolt két tv-adó jele egymáshoz képest kőzelítőleg 30 dB-lel csillapított. E vetehechnikai eset vázlatos rajza a 21. ábrán látható.

21 ábra UHF-sávú , kis- és nagyszintű tv-adó közösítése egymáshoz közeli csatornakiosztásban, iránycsatolóval (reflektálthullámú) Irodalom: 1

Thomas

Mollére:

Ein

brllltbandlger

HF-

Richlkopp~r.

2.

6eam 6/84. 39 42. oldal Eberhard Wei mer. Der Richtloclppler. ein nooes Bement der Antennentechnik. Ftmkschau

3.

1960 Het! 22. 557:. 558. oldal Or. K&nderessy Mlllós: URH és mikrohullámu

4

irlÍnycsatolók. Muszakl Könyvidadó. 1964 ~. Eged Bertala!'! MkrohullAmu áramkőrők

mérése. Mérési segédlet. BME Villamosmér· nOki 6$ r.fonnalikal Kar. 1995.

Az akcióban 2-4-6 egyfonna IllY különböző példányokai ' 94, ' 95, ' 96, ' 97, ' 98, ' 99, ' OD, ' 01, ' 02, ' 03, lehet vásárolni. ' 04, ' 05, ' 06, '07, ' 08, '09, ' 10, ' 11 kötetek közül : .~1374 Bp., Pf. 603. 1 db csak 490 Ft- ért, a

ARADIOTECHNIKA f!VKÖNYVE

[email protected] www.radlo.llag.hu 170

' 12, ' 13, ' 14 kötetek közül 1db 990 Ft-ért kapható . RT ÉK '15

Mi az ARDUINO? Dr. Tolnai János okl . híradástechnika i szakmérnök, [email protected]

A címben/elleu kérdésre precízen meg lehet felelni a számítástechnikai szakzsargon has;múlatúval, de azl a s:::ámitástechnikál'al csak kedvtelésből foglalkozo olvasok valós:ímileg nem tudnák htefme::ni. Pedig o::: ARDU/NO-I

kifejezetlen azoknak II Jelhasznáf6knak szamárafejlesztellék kL akik nem szá-

II

mítástecllllikai s=akemberek,

mégis

mikroprocesszor Jelhasználásával szerernének aramkörr építeni, Olcsó,

könnyen programo:::hato.felhas::.naMsa nagyon széles skálán mozog: az alappal/el (ARDU/NO Board) a ho==o beszere::heló kiegésdtö es::.közökkel (Shieldekkei) es kii/önféle ic bl/szra kapcsolható eszkö:ökkel többek között

soros kommunikációt, Ethernet és W1Fl-kapcsolalot. molorvezérlés/, GSMkomml/nikáció/. meg II/d oldani.

SD-kárr)'ake=elésl

is

HARDVER

(Később

AADUINO Boardok

Az "ARDVINO Board" egy ATMEL ATMegal68 vagy ATMega328 processzorral, a hozzá csatlakozó áramköri clemekkel és csatlakozókkal előre összeszereli nyomtatott áramkőri panel. Különféle méretben és némileg különböző műszaki paraméterekkel, sok megjelenési formában készűl. Ilyenek pl. az UNO. a DU E, a MEGA és a NANO (ld. 1.- 4. á bra). Céljaimnak leginkább a 3.x verziójú NANO felelt meg, amely mindent tud, amit egy ATMega328-cal szerelt ARDUlNO panelnek tudnia kell, ugyanakkor IÜskesoráva! közvetlenül bedugaszolható egy BreadBoard. azaz .,dugdosós" áramköri fejlesztő lapra.

t á bra . AROUINO UNO panel

elő-

pedig a nyákba forrasztott hüvelysorba, vagy közvetlenül be is forrasztható.) Az 5. ábra egy ilyen, kisérleti, hömérsékletregisztráló összeállítást mutat, amely a NANO panelen kívül LCD-t, I2C buszra fiízhetö órát, hő­ mérőI és EEPROM-ot tartalmaz. (Az óra és hőmérő IC-k SMD kivitelüek, ezért állnak huzal "lábakon" a fejlesztőpanelen.) Az óra IC erre a célra szolgáló bemenetére kapcsolt l F/5 V cikó több hétig biztosítja, hogy az IC tápfeszüllségmelltes állapotban sem veszti el az aktuális dátum-idő énéket. Az ARDUINO Nano Board

Az órajel frekvenciája 16 MHz. A panel kivezető tüskéi, a .. pin"-ek szamozva vannak (l-30), illetve a paneIre van szitázva az illető pin betü- és szám-

és hátoldala

..

,

•• •• ••

ec· •• •• •• ee e. •• •• •• •• •• •• •• ••

'. ee " .... 'ee

............,.

2. ábra . AROUINO DUE panel RT ÉK '15

elő-

---: ) . --.:..'' .-, 't?'!; .~

és hátoldala

171

3. ábra. ARDUINO MEGA panel el6- és hátoldala jele. A továbbiakban il "pin" szót több~ ször a "kivezetés" helyettesíti.

Tápellálás A panel 5 V tápfeszültséget igényel. amelyet a következő módokon lehet biztosítani: esat~ a pancJre szerelt mini lakozón keresztül. külső 5 V-os stabilizált tápegy~ ségről (pin 27. fcJirala: 5V). külsö 6 ... 20V-os, nem stabilizált tapcgységröl (pm 30, felirata: VIN, ajánlott feszültségtartomény: 7 ... 12V). Ilyen cselben az 5 V-os stabil feszültséget- mint il panel kapcsolási rajzán (6. ábra. U3) látható a panel hátoldalára szerelt stabilizátor IC állítja e lő (4. ábra, panel hátoldala, jobbra fent szerelve).

usa

Nem

felejtő

mem6rla

A nem felejtő memória a tápfeszültség kikapcsolása után is megőrzi a tarta 1mát. Az ATMega328 processlorban a program tárolására 32 kB flash memória áll rendelkezésre, amelyből ti bootloader (a program külön programozó nelküli, US B-n keresztüli feltöltését lehetövé tevő programrész) 2 kB helyet foglal el. Ennek, a programot tároló (flash) memóriának a eellái legalább 10 OOO-szer írhatók. Az adatok tárolására il processzor tanalmaz I kB EEPROM-ot is. Az írandó/olvasandó adatok általában gyakrabban válIOznak, mint a progralllOk. Ezért indokolt e célra az EEPROM memória alkalmazása, melynek cellái legalább 100 OOO-szer írhat6k.

Be- és kimenetek A NANO egyidejüleg több forrásból is kaphat tápfeszültséget, ilyenkor automatikusan választja ki a legmagasabb feszültséget biztosító forrást. A panelen az U2 IC e l őállít 3,3 V stabil feszültségei is (pin 17, felirata: 3V3). ez azonban csak akkor áll rendelkezésre, ha a tapellátás az csatlakozón keresztül (is) érkezik. A ••0" pont a GNO (pin 4, pin 29) kivezetésekre van kötve.

usa

Digililfis bemenetkém vagy kimenetkelll a panelen 14 (DO ... 013) kivezetés szolgáL Azt, hogy egy adott kivezetés bemenet vagy kimenet legyen, a programban határozzuk meg. A digitalis belkimenetek " H" szintje 5 V. Mindegyik kivezetésen - akár bemenetként, akár kimentként hasznáijuk- maximálisan 40 mA áram folyhat. Bánnelyik. digitális bcmenetként prog-

kivezetésre (ugyancsak a programból) 20-50 kohm belső felhuzó ellenállás kapcsolható. Egyes kivezetéseknek speciális funkciójuk is van: ramOZOIl

D O soros átvitclnél RX; D J soros atvitelnél TX; D 2 külsö interrupt kezdeményezésére használható; D 3 küJső interrupt kezdeményezésére használható; 03.5,6,9, 10, II - ezeken a kimeneteken lehet PWM (impulzus szélesség moduláció utján, a7a7 a "H" "L" kitöltési tényező válloztatásával) szürés után analóg kimenő jelet előállítani; 013 - erre a kivezetésre egy. a panelre szerelt LED van kapcsolva, amely ,,11" szintnél világít.

Analóg bemenelkénl 8 kivezetés áll rendelkezésre (AO ... A7). Mmdegyik bemenetre 10 bites (tehát 1024 feszültségszIlltet megkülönböztetni képes) AID átalakító kapcsolódik. Ezek alapesetben a O... 5 V feszültség közöni tartományban mémek, de a programozáskor így beállítva. a mérés O és a REF (pin 18) kivezetésre kapcsolt (5 V-nál kisebb) külső rcfcrcneiafeszühségig (vagy egy belső. J,l V-os refereneiafcs7ültségig) tönénhet.

4. ábra. ARDUINO NANO panel el6- és hátoldala

172

RTÉK'15

I. E/6készités a) Más programnyclvckhcz hasonlóan deklarálni kell a program során használt globális (tehát a program minden részében haslnált) vahozókal, melyeknek kIIndulási éneke is megadhat6. E változók tipusai igazodnak az adatok mem6riában történő bájIOnkénti tárolásához:

'" '~ EL"O

5. ábra. BreadBoardon összeállított NANO paneles kapcsolás

Ha kevés a rendelkezésre álló digitális belkimcnct, akkor ilyen fcladntm programowatók az AO AS analóg bemenetek is. Az analóg bemenetek közt IS vannak speciális funkcióra kijelöltek: o ••

A4

A5

(le busz SOA;

,le busz seL.

A panc[cn található Resef nyomógomb megnyomlisával, vagy az RST (pin 3, pin 28) fóldelésevellehel a processzort alapóllapotba hozni.

ARDUINO Shieldek Ezek a kiegeszitö eszközök kifejezetlen az AROUINO Board panelhez való csatlakoztatásra szánt áramkörök. Se-

glIségükkel különféle cXlrák valósi thalók meg. pl. Ethernet, WIFI, SDkártyaolvasó, motorvezérlés (Id. 7. -

10. ábra), de beszerezhctök a szélscbességmérötöJ a fOlócllenálláson keresztül a joystick.ig tucatszámra más. ARDUINO kompatibIlis panelek IS. A hardver egységek legolcsóbban távolkeleti csomagküIdő szolgálatoktól szerezhetők be. A NANO panel ára e cikk írásakor (ingyenes postázassal) 10 USD kőrül van. (Igaz viszont. hogy a panel megérkezésere 2-4 hetet várni kelL) Kicsit drágábban azonnal hozzájuthatunk ARDUINQ eszközökhöz magyar cégeknél is (pl. www.chipcad.hu, http://shop.tavir.hu).

RT ÉK '15

SZOFTVER Az ARDUINO programozás C nyelven alapuló programnyelven tönénik. (Ezért az ARDUINO-n kívül a C nyelv utasításai is hasznaihatók.) A programot PC-n irhatJuk meg. fordithatjuk le (ingyenes programmal). majd az ARDUINO Board-ra USB kábelen keresztül tölthetjük fel. E cikk terjedelme csak a programnyelv vázlatos ismenetésct teszi lehető­ vé. Ezert a közöl, példákban az egyes utasítások valóban csak példálózó jellegüek, az utasítás szintaxisának ismertetése nélkül. (Valamennyi utasítás szintaxisa részletes ismcnctésscl mcgtalálható az ARDU INO honlapján: hup> arduino.cdenIReference'llomep age). A nyelv alapszimü megtanulására teljesen kezdők számáru is tökéletes megoldás a Tav lR ingyenes, 60 napos intemetes tanfolyama, mintaprogramokkal és gyakorló feladatokkal. (A tanfolyamra a http://www.tavir. hu/60nap honlapon lehet feliratkozni. Ezután naponta, de egyes leckék után, amelyeknek feldolgozása több időt igenyel, I-2 nap kihagyással érkezik egy-egy lecke, összesen 44 darJb.)

- I bájtot (8 bitct) foglalnak a Byle vagy C har típusu változ6k, ennek megfelelöcn ezek 0 ... 255 értéket vehetnek fel; - 2 bájtot (16 bitet) foglal az Integer, enéke -32768 és -32767 között változhat: - 4 bájtot (32 bitet) foglal le a long (long integer), igy -2.147.483.648 ... +2.147.483.647 énékü lehet; - ha az ábrázoland6 szám a long értéktanományán is kívül esik (vagy törtrészt is tanalmaz). az ugyancsak 4 bájtot lefoglaló lebegöpontos float változ6ként kezelhetö, melynek énéktanománya -3.4028235E +38 ...+3.4028235E+38. Ez a számábrnzolás (az egészreszt is beleértve) csak 6-7 decimális digit pontos-

ságt!. - tömb: több. a tömbben elfoglalt helye (az. ún. index száma) megcimz.ést. . cI kezelhető szám: a tömböt - elenteinek típusa és száma megadásával - szintén deklaráini kell, és célszcru kezdeti értékekkel feltölteni. Az indexálás O-val kezdődik.

Példák: int X; deklarálja az int tipusu ,,x" váltoZÓI.

long pe,cek; deklarálja a long típusú .,percek" változót. byt/!. a-8 .. deklarálja a bájt tipusú "a" váltOZÓI, és egyúttal a = 8 kezdeti értéket ad neki.

float pi" 3, J4; deklarálja a float tipusu ,.pi" változ6t, 3,14 kezdeti értékkel int s;6mokf4/; deklarálja a "számok" tömböt, amelynek 4 eleme van. int s ..timok(O) - /6; a tömb első (O-val indexált) elemének kezdeti értéke 16.

Az ARDUINO program felép ítése

int sl.ómok(J) '" 22; a tömb második A program tulajdonkeppcn 4 részre bonthat6.

(I-gyel indexált) elemének kezdeti értéke 22.

173

. ,•

,

.,

IUII

,tj

II I

I~

,

IM

1.101

\"

.,

•

"

f

~~

.o .

,, - ~' ''''' ''' '' '' ''''''2=:::=!:! !!

..

- .. - ... ... - " ... .. . . . .......... ------

174

RTÉK '15

int s:amok(l) = 3; a tömb harmadik (2-vel indexált) elemének kezdeu értéke 3. jm ,~zám()k(3) =

4/; a tömb negyedik

(3-mal indexált) elemének kezdeti értéke 41.

inI stamokll- {/6, lZ, 1, 4 1}; deklarálja a 4 elemú "számok" tömböt, egyúttal kezdeti értéket ad az elemeinek (ugyanazokat, amelyeket egyenkent az előző példában a külön értékadó utasítások adnak). x - n.JÍmoklll a (korábban mar int tipusúnak deklarált) ..x" változó felveszi a .. számok" tömb 2-vel indexált, tehát harmadik elemének az értékét (azaz x - 3).

ro-

Azokat a változókat. amelyeket a programban. CS a megszakításokban is hasznalunk (tehát amelyek értékét a mcgszakitás mcgváltoztalhatja), volmile jelzővel kell ellatni. Példll.'

volatile int b; volatile integer típusú .. b" változót deklarál.

l'Olatile byte legkisebb = / ,' volatile bájt tipusti ...legkisebb" vábozót deklarál. legkisebb'" I kiindulási értékkel. b) Az ARDUINO nyelv kmönbö7ő celokra előre megírt részprogramokkal (ftiggvényekkel) segiti a progrom megírásál, melyek "függvenykönyvu\rokban" vannak elhelyezve. A program e részében kell megadni azoknak a ftiggvénykönyvtáraknak a nevét. amelyeket használni kívánunk.

Példa: #inc/ude " LiquidCry~·(al. 11 "; Hasznaini fogjuk a "LiqiudCryslal.h'· könyvtárat. LCD használatakor itt kell megadni az LCD és az ARDUlNO panel kivezetéseinek összerendelését. A következö példában az LCD-t négy adatvezctékkel vezérelj ük (az LCD-n D4 ... D7), a kijelzö bekötendö bemenetei sorrend· ben: RS, E, 04, 05, 06, D7.

A bevezető O-kat nem kell megadn i: B I csak az ötödik pixel, BIOl a harmadik és ötödik pixel kivilágításá! jelzi. Példa az uj megjelenítendő karakter dcfiniálására:

by te a/181 - ( 8/ 0, 8100, 8/11 0, B /, BII/I,BIOOO I ,BI / II);

Pé/dll:

a pontmátrix

LiquidCristal Icd(4,5,6, 7,8, 9); az LCD kijelző bemeneteinek fentebb ismerte· ICU sorrendjében megadja az ARDUINO panel az illető LCD bemenetet vezérlő digitális kimenetének számát. igy az LCD RS bemenete az Ardiuno panel D4 kivezetesere kerül. Ha ezt RS-(D4) módon jelöljük. a további kivezetések összerendelése: E-(D5), 04-(06), 05-(07),06-(08),07-(09). c) Lehetőség van arra is, hogy az LCD-n ékezetes vagy egyéb speciális karoktereket jelenítsünk meg. Ilyen esetben e karaktereket IS a program e részében kell definialni. Az LCD-n egy--egy karakter 5 oszlop x 7 soros pontmálrixban jelenik meg (a legalsó, nyolcadik sor pedig üres). Minden újonnan definiált karakterhez (max. 8 db ilyen karaktert definiálhatunk) egy tömböt kell rendelni, amelyben az egymás után következő 7 bináris szám egy-egy sor definiálása az 5x7 pontmátrixban. Minden sor max. 5, az adott sor pixel kivilágítását megadó bitet tartalmazhat. Példa:

7. ábra. ETHERNET Shleld

RT ÉK '15

B I 00 II az adott sorban az első, negyedik és ötödik pixelt világítja ki.

kovetkező

kitöltését jelöli

C.ú'" betü):

Késöbb, a void setup részben erre a definieióra a hivatkozás mint a )·re tönénik. d) Definiálni lehet címkéket, amelyek a továbbiakban egy változót helyettesi· lenek:

Példa: # dejine Irangs:oro 10 definiálása után a 10 helyett hangsLOro is használható. (Ez akkor lehet cé l szerű, ha a 010 kimenetre hangszóró van kötve, de ezt az összerendelést nem kívanjuk memorizálni. A továbbiakban a kivezetés sZlimát a "hangszoro' l-val helyettesíthetjük.) Definiálni lehel továbbá Higgvényeket is, amelyek funkciója, ill. végre-

8. ábra. WI FI Shleld

175

9. ábra. SD-kártyaolvas6 vezeték nélküli átvttelhez

hajtási módja a program negyedik reszében kerul majd meghatározásra. Példa: byte BcdToDec(a) j itt olyan, "BcdToDec" new függvényt definiálunk, amely "a" számhoz egy bájt típusú számOl rendel. Ennek a számnak, azaz a fuggvényérteknek kiszamítasi módját a program utolsó (itt negyedik) részében kell megadni.

II. A program második része : void

s.'upO {... } A program indulásakor egyszer lefuló utasításokat tartalmazza. Ez a funkcióhívás akkor sem maradhat el, ha {} követi. azaz semmilyen utasítást nem tartalmaz.

10. ábra. Motorvezérl6 Shleld

- definiálni kell az ARDUINQ panel használt kivezetéseit, Példa: pi"Mode(lO, OUTPUT),' a panel DiO kivezetései kimenetként használjuk, pi"Mode(IIanl;szoro, OUTPUT); ugyanez az előbb definiált címkével. - be-, vagy kikapcsolhatjuk a bemenetnek definiált k.ivezetesre a belső felhúzó ellenállást. Példa: digita/Write(6, II/Gli); Az (elözetesen bemenetként definiált) 06 kivezetésre bekapesoljuk a belső felhúzó ellenállásI.

- soros kommunikációhoz itt kell megadni a sebességet. Pe/da: Serial.begin(9600); A soros port megnyitása 9600 Bd sebességgel. - megadhatók egyszer végrehajtandó kezdeti utasítások. Példa: Serial.println("Slart... ")j A (már megnyitott) soros porton a Star!. .. karakterson és soremelö parancsot ad ki. - LCD használatakor itt kell megadni a kijelzö oszlop- és sorszámát. Példa:

Ebben a részben

11 ábra. Többszörös motorvezérlés ARDUIND UND boardon

'76

12. ábra. GSM ARDU IND UND boardon

RTÉK',S

- Eljárások definiálása: void xyO (. ..} Lehetőség van Sl.llbmt;'lOk (e/járások) írására (ezek akár egymásba is ágyazhalók, de nem célszerű, men a visszatérési címek tárolásával hetelhet a belső mem6ria). Ha a szubrutin lokális-azaz esak az eljáráson belül használt - változókat használ, azokat a szubrutin elején kell definiálni.

Nlda: void pmllO {utasítá.mk;} olyan eljárásI definiál. amelyapolItO; utasítással hivható, és hivásakor az {utasítások;} hajtódnak végre. Az {utasítások; } végrehajtása után a program futása a kővet­ kező programlépésnél folytatódik. Megjegl'l.és: A "void" olyan eljárásra utal, amely nem ftiggvényeljárás (nem ad víssza számértéket). 13. ábra. Fejlesztés "dugdos6s" panelon, NANQ boardon

lcd.begin(l6,1); Soronként 16 karakteres, 2 soros LCD definiáláSll. - lia a bevezető részben ékezetes betüket (vagy más speciális karaktereket) definiáltunk, azokat itt kell összerendelni azzal a karaktcrk6ddal (0,1,2,3,4, 5,6,7 vagy az ezt átfedö 8,9,10,11,12, 13,14, IS valamelyikével), amelyekkel a továbbiakban hivatkozni fogunk rájuk. Pé/dll: Icd.creilteChar(O. al): az előzetesen az al[8] tömbben definiált ,,3" betüt ez az utasítás a ,,0" karakterkódhoz rendeli. Ezt követően az Ide. write(O); utasítás hat.Wra ,/d." íródik ki az LCD-n. (Az Icd.print(O); utasításra "O" íródna ki.) - Itt történhet az analóg referenciafeszültség definiálása:

Példa: anaJogReference(DEFAULT); Analóg-digitális átalakításnál a feszültségreferencia a default 5 V. (DEFAULT helyett választható INTERNAL, azaz egy belső, I, I V-os feszültségreferencia, vagy EXTERNAL esetben a pin 18: REF lábra kapcsolt, 5 V-nál kisebb feszültség.) - Ha használunk mcgszakítást: attachJnterrup/(x, a. CHANGE); Megszakitás rendelése a chip adol! (02 vagy 03) kivczetéséhcz, ahol: x értéke az első mcgszakitáshoz (D2 láb), I a második megszakításhoz (03 láb),

°

RTÉK'15

a az a (később definiált) eljárás, amelyet a megszakítás esetén végre kell hajtani, CHANGE azt jelzi, hogya megszakítás akkor esedékes, amikor az adon megszakitáshoz rendelt lábon a jclszint változik; ezen a helyen lehet még LOW ekkor az adott mcgszakításhoz rendelt láb LOW szinten tartása esetén folyamatosan hívja a megszakitást, R_SING esetén a megszakítás akkor esedékes, amikor az adott megszakitáshoz rendelt lábon a jel átmenet LOW > HIGH, FALLING esetén a megszakitás akkor esedékes, amikor az adott megszakításhoz rendelt lábon a jel átmenet HIGH :;. LOW.

/lJ. A program harmadik része: void loopO { ... } Ez a tényleges programrész, amelyben az abban felsorolt utasítások sorban végrehajtódnak, az utolsó utasítás után pedig a program ismét a voíd looP() ciklus clsö utasításával folytatódik. (A program futásának megállítását egy végtelen ciklus beiktatásával lehet megoldani.) l-la szükséges, itt végezhető a megszakítások hívása: void aO; letiltása: no/nterruptsO; vagy ismetelt engedélyezése: interruptsO;.

IV. A program negyedik része A program utolsó része a tartalmazha~a:

következőket

- Függvenyeljárások definiálása: byte BcdToDec(u) olyan ftiggvényt definiál a következő példa szerinti módon, amelynek ftiggetlen változója "a" BCD k6dolású szám, a visszaadott ftiggvényérték pedig az ennek megfelelő bájt tipusú szám lesz.

PéltJlI: byte BedToDec (a) { re/llrn ((a/J6)* IO+u%/6); } A ftiggvényénék kiszámítási m6dját a "retum" után következő utasítások adják, jelen egyszerű esetben néhány matematikai művelet: osztás (I), szoruis (.), összeadás (+), modulo (%).

Példa egy ftiggvényeljárás hívására: s = BcdToDec(ObJOO/OO/O) ftiggvény s = 92 eredményt ad. (A zárójelben lévő BCD szám bináris alakban van megadva, ezt a bináris szám előtti "Ob" jelzi. Decimális szám előtt nem szükséges megjelölés, oktális szám előn O, hexadecimális szám előtt Ox áll.) - Paraméterezett cljárások definiálása: void xyz(a,b,.. n) {... }

A void xyr.(a,b, ... n) {utasitások;} pamméterezett eljárás (szubrutin) definiálása: - "xyz" az eljarás neve, - a,b, ... n az eljárás során használt lokális változók definiálásukkal együtt (pl. unsigned int a, char b, ... byte n); A paraméterezctl eljárás hívása: xYl.(u,v... 4/, ekkor az {utasitások} az a = u, b =v, ... n =z lokalis változó értéket felvéve hajtódnak végre.

177

- Megszakitásokhoz rendelt eljárások definiálása: l'oid aO { }. Ha használunk megszakítást. iti definiálni kell azl az eljárást, amelyet az adon (iu a) megszakítás bekövetkeztekor végre kell hajlani. Megszakítás nem szakítható meg; ha egyszerre több mcgszakrtás kérelem érkezik, azok (az A RD UINO állal meghmározoll) priorilásuk sorrendjében hajtódnak végre, minden megszakítás esak egyszer (akkor is, ha időközben ugyanaz a megszakÍlás kérelem többször érkezett be).

Példa: A void setup részben definiál! anachlnlem,p'(O, a, Cl/ANGE) "O"-val

jelölt elsö inlerrupt kiváltó eseménye, ha D2 kivezetésen a jel szintje megváltozik. Ekkor a l'Oid aO(' ..J módon definiált eljánís fut le, majd a program a következő programlépésnél folytmódik.

••• Az évkőnyv 183. oldalim található ,,Antennaforgat6 vezérlés ARDUINO áramkörrcl" e, CLkk egy konkrét fel-

használást mUlat be. Az ott ismcrtetett ARDU INO program minden sora magyarázaual (comment) van ellátva. A programnyelv alapJainak elsajátítása után ennek átnézése hasznos gyakorlat lehet. Végül néhány kép ARDU INO Board és Shieldek lehetséges összeépíteséről: Többszörös motorvezérlés UND boardon (1 J. ábra), GSM UND boardon ( 12. á bra), fej lesztés ..dugdosós" fej lesztöpanclon, NANO boardon (13. á bra).

~ ~ilitális fo~má~an: WWW.~

Kia

,

,

"

"

KEDVElMENNYEL )) A'lAG\AR RADlOZAS HOSKORA (( c. könyvsorozat köteteit ajánljuk Érsek János (HA2MP)

Wlassits Nándor (HABQG)

Rövidhullámú amatőr rádiózás

Rövidhullámok 1924·1934 Megszólal arádió

i

Magyar rádióamatőr történet

300 olda( 1900 Ft

!

224 olda~ 1900 Ft

Sugár Gusztáv

Akezdetektól1944-ig 280 olda~ 1900 Ft

-t .

_ .Anéprádiótól Molnár János aműholdas televízióig lX) olda( 1900 Ft * 70 éva Sándor utcában

.. Molnár György

Stefanik Pál (HA5BT)

Amagyar rövidhullámú amatőr rádiózás története 1945-1955 242olda~ !l00 Ft

Sugár Gusztáv

122 olda~ 1900 Ft

-# Atávírótól arádióig

A könyve kről bövebben honlapunkon olvashat:

www.radiovilag.hu

Balás B. Dénes 344 olda( 29!K1 Ft

I

J

li! i:l lJ

~ ~

i u

[J

Akönyvek megvásárolhatók, postai utánvéttel (csomagolás+postakóltség felszámltásával) megrendelhetók a szerl
"

RT ÉK '15

chipKIT™ az Arduino™ kompatibilis platform Dr. Holman Tamás, HA5PT okI. villamos szakmérnök, ChipCAD Kft., [email protected]

chipKIT™ 2011. május 23 -án a Microchip Technology, a Digilcnt Inc. és a Fubar Labs

mémökci közösen hozták létre a chipKlT™ Fejlesztöcsa patot, majd ket új proccsszorpanclt jelentettek be chipKTT™ IJN 0 32 és chipKIT™ MAX3 2 neven. Mindkét panel a Microchip PIC32 mikrovezérlöjét tartalmazza, mely a 32 bites M1 PS® M4K

magra épül. A chipKITT,'I'! aMicrochip Technology bejegyzett védjegye, a 32 bites PIC32 mikrokonlrollereinek az Arduino™ kompatibilis nyilt forrásk6du felhasználását összefogó platfonn neve (l]. APIC32 mikrokontrollcrek a chipKlT™ proccsszorpanelekben mC/t sokszorozták anyolcbites Arduino t panelck számítástechnikai képességit, pl. a chipKlTTht MAX32 (P IC32MX 795F5 12L) sebessege 80 MHz órajelnél I05DM IPS, a program flash 512 KiS, a RAM 128 KiB tárolókapacitású, és mindezt sok új periféria egészítette ki (Ethemet, CAN és USB OTG). [2] [3] chipKIT™ felhasználók Azelsö két chipKJT™ panelt kifejezetten a 32 bites fun kcionalitás bemutatá-

chípKIT-Un032

RTÉK' 15

\ \ \\ \

\\\\

\I \ \

" Fubarino-SO

sara fej lesztették ki az Arduino™ kő­ zösség szántám, mcJy addig az időpon­ Iig 8 bites architektúrára ko rlátozódott. A fejlesztés alatt kü lönös figyelmet fo rditottak arra. hogya fe lhasználók a 32 bites világba átlépve módosítás nélkül, vagy minimális módosítással továbbra is használhassák az Arduino ™ weboldalon található refe renciaprogramokat, alkalmazási példákat és egyéb meglévő forrásokat. Az Arduino ™ meglévö közössegén fe lül a nyolc és tizenhat bites PIC mikrokontroJlereket használók szamára is hatékony lehetőséget jelentenek a chip KJTT/.t panelek a 32 bites PlC32 miktokontrollere k kényelmes kipTÓ bálásához. A nagy sorozatban gyártott, és emiatt kedvező áru panelek azon ban nem csak próbákhoz és fejle!'>zté!'>ekhez. hanem akár sorozat-

ban gyártott temlékhez is felhasználhatók, ahogy ezt egy QRP rádió példáján keresztül hamarosan látni fogjuk.

chipKIT™ hardver Az elmúlt három évben szamos új chipKIT™ panel került forgalomba, ame~ck mara kiszélesítették a chipKlT t platformol. A Digi1ent a kezdeti chipKIT™ UNQ32 és chipKJT™ MAX32 mellé egyszeTÜbb és összetettebb feladalok ellátására is alkalmas processzor paneleket fejlesztett ki: chipKlT™ DP32, chipKJT™ uC32, chipKJT™ Pro MX4, chipKIT™ Pro MX7 és a legújabb chipKJT™ Wi-Fire. Az utóbbi a legfcjlettcbb, már a 200 MI-Iz órajellel működő PIC32MZ2048ECG mikrokontrol1crre épül és tartalmaz egy Microchip

TCHIP-USB-MX250F128B

179

figyelembe veve hozták Jetre a ehipKIT™ fordítóprogramot cs az M PIDE fejlesztöi környezetet (Multi Platfonn Integrated Developmem Environment). Az Arduinon l 023 utasításokat és könyvtárakat emelték be a PIC32 platfonnba, de azok mellé sok uj könyvtárat is létrehoztak. Az alaputasitásokat és sztenderd könyvtárakat használó felhasználói programok változatlan formában fUltalhalók, és csak az idözitéseket meghatározó programrészeket kell a sokkal gyorsabb futási teljesítményhez i~azítani. A ehipKJT \. rcndszerfejlesztöi az AVR proceszszor-specifikus programrészeit átírják PJC32 mikrokontroller utasításokra. jelenleg az Arduino T\1 1.5 sztenderd implementálása folyik. Az M PJDE környezetben írt felhasmálói programokban elegendő a saját inicíalizál6 reszt és a programműködést megírni, ugyanis a fordítóprogram a kiválasztott processzorpanel teljes inicíalizálását ellátó programrészeket automatikusan hozzáí11cszti a felhasználói program fordítása és programbetöltése elölt. (6] A Java alapu MPJD[ Windows, Linux, MacOS operációs rendszerek alan futtatható. A Raspbcny PI mikfo.. számit6g~hez létezik egy önáll6 chip KIT M P I procc:>szor panel is. amelyet nem csak program fejlesztésre javasolnak. hanem a Raspbcrry PI mikroszámítógép kiegészítéseként, arza[ szorosan egyiittmüködö alkalmazások létrehozására is. [4]

Chlp KIT-WIFIRE MRF24WGOMA WiFi modult, valamint az Imagination Technologies Flow Cloud szoftverevellOT (Internet of Things) projectekhez is használható. Egyszerubb feladatok ellátására a chipKIT™ Fubari no panelek közül érdemes . választani, vagy akár a chipKIT1M loader programmal ellátott TC Hlp·USB-MX2S0F I28 B DIP28 tokozásu mikrokontrollert haS7Jlálhatjuk a saját alkalmazás unkban. A ehipKIT™ processzorpanelek közös jellemzöje a 3,3V müködési feszültség. A ch ipKIT™ processzor és perifériapanelek szendviesszeru összekapcsolásával hozhat6k létre összetett alkalmazások. Az Arduino™ perifériapanelek közül a 3,3V feszültségüeket gond nélkül hasmálhatjuk a chipKIT™ proeesszorpanelekkel együtt. [4][5].

chlpKIT TN szoftver és fejlesztői környezet A felhasználó által irt program a sketch. a program nyt'lve C++. Az Arduino™ rendszerrel val6 szoftverkompatibilitás elsődleges szempontját

O .

,,'

~

""

,.,

.. 'K U,

" , .... u' .0

•

"p,,,

Továbblépés az MLABX fejlesztö környezetbe A cb ipKJTT\1 processzorpanelek nem csak az Arduino TM rendszerrel kompatibilisek. hanem elönyük aMlcrochlp fejlesztöcszközeivel való kompmibilitás is. Érdemes emiatt öket általános céló PIC32 fejlesztöpanelekként is kihasználni. segitségükkel alkolma:í'.ások feJleszthctök az MPLABX fejlesztökörnyezetben XC32 CJC++ fordító· programok.kal a megszokolt Microchip programozó és hibavadász készülékekkel: PICKit 3. ICD3 és RealiCE. Az MPIDE környezetbe való visszatérés is megoldon, mivel a ehip KIT™ processzorpanelck bootloader HEX fájJjai a tennékdokumentációk része, segItsé· gükkel a gyári állapot könnyen visszaállitható.

Egy érdekes chlpKIT™ UN032 alkalmazás a Ten-Tec Aebel Model 506 Transceiver A Ten-Tec cég 201 3-ban jelentette be a nyílt forrásk6du QRP rádióját. amely egy hagyományos szuperheterodin feJépítésű rádió, de a ve~érlésére egy nyilt fomiskódú chi pKIT rM UN032 processzorpanelt epítettek be. Az egy éve piacon lévő rádiót vezerlö forrás program a Ten-Tec honlapjár6lletölthctö. és szabadon változtathaló a felhasznál6k számára! A változtatás nem csak hogy szabad. de ösztönzi is rá a felhasználóit a gyártó, és egycdüli megkötésként garanciát csak az általa megírt programmal való müködtetésre vállaL Az clmúlt egy évben a kétsávos (40 ml20 m) 199 $ áni kisrádió nagyon népszeruvé lelt a kísérletező kedvü rádióamatörök között, és mára ezenos Yahoo Rebel csoport Jőtt létre, akik egymással megosztják az ötleteiket és megoldásaikat. A Rebel tulajdonságait és továbbrejlesztési lehetöségeit sokan publikál-

lr,lr .. ""'" ."

~OU~C,

QIO~

• ",p

"~fR

\

SELEcr

FU"CTIO"

Ten-Tec Rebel el61ap

180

Ten-Tec Rebel hátlap RT ÉK '15

Ten-Tee Rebel belseje

~";J

LD i

KeYIP.dd'~ I

L'_

':B-,,"-"'..-:-.-o<

l'

BTJ

~ f-jC~ -'-'to",, -= (PWM =,1

,

rLf Fitter Select

chipKIT

L~:'I~· ':'l -

1

Il-RXAUd~

Analog $,gnals

Rrr~t ,~ L,&Jv~1

LW.

I $oMeter

' cws_ pot

Ten-Tee Rebel tömbvázlata

titk az intcrncten. amikböl hnrmat emelek ki. A Microchip két mérnöke N6YPE Bob Proctor és AC7FK Brian Tompson egy QRP fórumon ismertették II Rcbel rádiót és a módosítási lehetőségeit [8]. A chipKITH I UN0 32 proeesszorpanelen keresztUI érhető el II rádió összes kezclőszcf'\,'e, CSallakoz6i és II rádi6panel, ami tulajdonképpen

,T'_-l '''' ....

,.

nem mas, mint egy speciális "shield" perifériapanel, amely felülről tovább bővíthető akár egy felhasználó által kitalált panellel (pl. sftvkapcsol6 relé vezérlő), vagy egy sztenderd pcrifériapanellel, pl. Ethernet shieJddel a rádió Interneten keresztüli elérésére. A Rebel Modcl506 rádiót az ARRLQST Maga-

zill 2014. augusztusi számában mutatja be KWSGP Glen Popieltesztmérnök, az ARRL teszt laboratóriumában elvégzett mérések alapján [10]. Az ARRL a QST magazin minden számaban, a Produet Review részben gyári berendezések teszteredményét ismerteti a saját, jól felszereIt tesztlaboratóriumának mérnökeitóI. A Produet Review több évtizedes arehivuma az ARRL tagok szAmára szabadon elérhető, de talán nem mindenki tudja, hogya csupán három hónapos ingyenes myARRL regisztrációval mindenki hozzáférhet és letöltheti a számára fontos berendezések tCSZlercdmenyeit ismertető cikkeket II 2014. augusztusi számban szereplő Rebel rádió ismenetőjéve l együtt [11]. A cikkben nem csak a rádió alapjellemző­ inek a mérése és ismenetése olvasható, de számos továbbfejlesztési lehetősé· get is bemutatnak. Az egyik legérdekesebb programmódositás somn a CW üzemm6dra készűlt rádió teljesen új vezérlőprogramot kapott, amelyikkel JT65 üzemm6dra tették alkalmassá. A JT65 üzcmnt6dot eredetileg az EME, fold·hold·fóld VHFIUHFISHF összeköttetések létesítésére fejlesztette ki a Nobel díjas Joe Taylor KlJT, de egyre népszerűbb a rövidhullámú forgalmazás során is. A segitségével zajhatár alatt akár - 2QdB je\szint is elegendő lehet kétoldalú összeköttetések létesítésére. Ez o: Rcbel 4·5W teljesítményét és egyszeru huzalantennát használó amatőr számára megadja a lehetőséget, hogy olyan DX összeköttetéseket tudjon létrehozni, mintha 100 W adótcljcsiunényt és Yagi antennát használna A JT65 üzcmm6dot használó alkalmazás egy GPS vevőt is kezel, hogy annak idöreferenciajához szinkronozza a pontos adás-véte1i periő­ dusváltásokat.

,<~

" .. _

,,,,,,,,, ,,,,

_w_ ----..

...... ......

myARRL

-~

....

-~ ...... ~ ... c _ _wDlAcIOl"f

",,""ilL

myARRL

--......

_,.... _ _ . . . . 10.

34"fii"'§ myARRL

HASPT log

181

.

Serial. pünt Serial.. P unt Serial. pri.ntln

"uptilK : }, ++ln:intCount ,; .. seconds" }

Serial . print. Sedal. pr1ntln Serial . print. Serial. ptint Serial. ptintln

Nl oops per second: loops'erSecond ,; Nloop execut.ion t.i.e : loop$peed, },

Sedal . pünt Serial. . punt.ln Sedal. pri.nt Serial. punt.ln Serial. püntln

,

.. US" }

,

,

}, },

Összefoglalás

.. e tbC : " l; frequenq_ wne + tr l; "rreq1'x: "l;

ttequency + IT , ; ll:

Rebel CRG dump

lévő led villogásából látjuk a frekvencialéptetést, illetve annak blokkolásAt. Rövid gyakorlás után a ki./bckapcsolás és villogás számláhIs lehetövé tcs7i számunkra a frekvencia kővetését. Nagyon hiányzik a frekvenciakijelzés és a kézi logvezetés helyett a logprogramok használatát megengedő CAT interfész. A hiányérzeicm nem sokáig tartott, csak meg kellett nyitnom a forrásprogramOI, es annak a soros kommunikációs ablakában máns választ kaptam a kérdéseimrc. A Rcbcl az USB portjárn kapcsolt PC-re á,küldi a működésére jellemző legfontosabb adatokat, és láthatóvá válik az aktuális adás-vételi frekvencia. A gyári chipKlT™ UN032 programban gyorsan lokalizálhatÓ II frekvcneiakiírató progrnmrész. így annak módosítása kötmyen elvégezhető. Úgy változtathatjuk a gyári programot, hogy a saját fejlesztésű CAT intcrfészcn keresztűl a kedvenc log·programunkkal haszruilhassuk a Rebelt. Hogyha eleinte nem érzünk magabiztosságot a programmódositáshoz. akkor bátrdn vegyük igénybe a Rebel közösség tapasztalatait és publikált progrommódosítási lcírdsait (12]!

+ forrásprogram

A cikkben bemutanuk a ehipKIT™ platfomlOl. áttekintettük hardver és szoftver támogatollsá5-át. A nyílt forrásprogramú chip KIT ,\I UN032 proeesszorpanelre alapozott Ten-Tec Rebc\ Model 506 QRP rádió bemUlatásán keresztül példát mutattunk a technol6giának egy rádióamatőr célú felhasználására. Reményeink szerint az ArduinoT\I platform mellett a világban egyre szélesebb teret nyerő chipKJT™ platformoI kőzelebb hoztuk a haL.ai 01vasókhoz. A ChipCAD Kft. termélekinálatával és tanfolyamaival segítjük a téma iráni érdeklődőkjövöbeni munkáját és szórakozását. A felhasznált és az önálló munkához javasolt Irodalom

És végul a saját tapasztalat A fentiek ismeretében a Ten-Tec Rebel QRP rádiót megrendcltem, hogy magam is kipróbálhassam. Szeptember 9-én kézbesitették ki, és még aznap este felavattam. A Rebel vcvője kellően érzékeny és három KF savszélessége nagyon kényelmes a távírójelek vételére. A 4-5 watt adóteJjcsítmény a várakozásnak megfelelő, Yagi antennával könnyen létesíthető vele DX összeköttetés. Viszont a használat során hamar hiányérzetem támadt, és az első szó,

182

ami eszembe jutott ez volt: puritán. Nagyon egyszeru a rádió kezelői felülete. Például hiányzik a frekvencia kijelzés, aminek hiányában azért mégiscsak használhatóvá tették a rádiót. Bekapcsoláskor a frekvencia mindkét sávon a QRP hívófrekvenciára áll be. A VFO gomb mozgatása impulzusokat állít elő, ami az előlapon kiválasztható frekvenciájú léptetést végzi egészen addig. amig el nem érjük az amatőr savak szélcit. Ezt követően nem engedi a frekvencia megváltoztatását sá.vhatáron kívül. Az előlapi Ten-Tec logo kőzepen

[I] http://Wwtmictod'IIp.COf1\Idownloads/en,/OeIIi

ceDocJOOOO'0423apdf

[21 httpJ/WWWwduir"o.cQ~ [31 http://chlpkil.nel/about·usl :'1 http://dl~k~.nel/products/

lrttp:J/dilpcad.hu/diipkitl Mcroctllp Mastars' Contarenc8 2014 16019ADArllroduction 10 the Arduino'" Compa!ibia chipKIT'" PlatfOfTTl [71 K6nya László . KopJálI József' PIC Mikrovezérl6k AlkalmazAstechnlkéja. PIC progamozés C nY&IVen ISBN 963006720-7 [8] http://www.lenlec.com.Irebttt·model-508-open -source-qrp·cw-transceiller/

1

[91 hl1f1.J/WNW,ha5hrk,huJMcrodlip-RabeLpdf

[YJJ Ten-Tee Model 509 Rebel Transce/Ver (August

"'WI

[111 http://Www.arrLorg/myarrl

[121 http://pa3ang.nlf,Yp/wp-<:antenl/uploads{20tl /11/RebelAlhanceMod·vtO-Marualpdf

RT ÉK '15

Antennaforgató vezérlés ARDUINO áramkörrel Dr. Tolnai János okl . hiradástechnikaJ szakmérnök , [email protected]

va·

A "Mi a:. ARDU/NO?" kérdésre a fasz meglo/á/horo az b'könyv J 7/ J 78. oldalán Az itt ismertetésre kerüló antennaforgató ve=erlés az ott bemlIla-

LOtI ARDU/NO NANG panel/el épült meg. A vezérlóaramkör fogadja a LOGGER32 program állal a rotor COM por/ra küldött (amalÓ,. alllemlO

forgatásara kés;:iif, gyári berende:.e.s wrzérléséhe= kiadoll) utasításokat, és a kijelölt irányba tillitja az (ell'detileg katonai cé/ra kes:ült) HTV-180-00/3

ulltenllo!orgatót. Némi változtatással más allfen"lljorgmó I'ezér/ése is megoldható.

Az antennaforgaló és az árboc A TA-19 antennaárboc eredetileg kato-

nai rádiórclé állomás könnyített URH antcnnáJának tartására szolgált. Nagyobb tömegű és tehetetlenségü. rövidhullámú antenna tartására történő átalokitásáról az RT 2007;9. szAmaban. az irányba állító és visszajelzö áramkörTÖl pedig a 200& I. számban Jelent meg cikk. Az ott leírtak rövid összefoglalása:

A HTV-I 80-001 3 antennaforgató a számára elökészített alapzathoz van rögzítve. az antennát az árboceal együn forgatja. A TA-I 9 árboc első. hannadik, negyedik és ötödik árboctagjának végén elhelyezett kikötési pontok ("kötélkengyelek") hengeresen kiképzett belső felülete lehetővé teszi, hogy abban ~ mint egy esúszócsapágyban ~ az árboc elforduljon ( I. ábra). (A nagyobb tömegü rövidhullámú antennához a legfelső, ötödik árboctagot nem toltuk ki, igyesak az elsö, hannadik, és a negyedik árboctag kikötési pontjait használtuk.) Az antennaárboc az eredeti árboctalp helyett a forg6részre szerelt dupla kardánesuklóra van csavarozva. Ezzel a megoldással elkerülhető az árboc forgatás közbeni befeszülésc (2. ábra). A forgatást egy egyfázisú 220 V 90 W, kondenzátoros segédfázisú motor végzi. A motor tengelyének végére egy esigaorsó van rögzítve, ami az általa hajtotl csigllkerékkel kapcsolódva Jelentős fordulatsLámcsökkentést hoz létre. Ezután egy kivülről átállitható

I: I. illetve 1:5 arányú fogaskerekes lassítás következik. Az árboc közvetlen forgatását egy további ~ nagy méretű csigakerekes hajtómű végzi. Az egész antenna súlya e esigakerék talpcsapágyán nyugszik. A végálláskapesoló szercpét kél mikrokapcsol6 látja el, mindkettőt ugyanaz, az antennát közvetlenül forgat6 csigakerékböl kinyúló esap mű­ ködteti. A két mikrokapcsolót egymás mellé felszerelve. kb. 20 fokos holt tartomany keletkezett, azaz a ket végáJ1ás között 340 fokos elfordulás lehetséges. (A rövidhullámú antennák kis elemSlámuk miatt nem élesen nyalábolnak, ezért a 20 fokos ..holt szögtanomány" amely itt 350 fok cs 10 fok közé kerűlt ~ még elfogadható. Az antennát a két végállás valamelyikébe forgatva, ebben a .. hoh szögtartományban" is I O fokna! kisebb hibával meg lehcl közcIitem bánnely kivánt irányt.) Az antennaforgaló tengelye (gyárilag szerelt) I: l-es fogaskerék áttételJcI jelen esetben egy potenciométer tengeIyét forgatja, lehetővé téve a pillanatnyi irány visszajelzését. Mivel a szokásos potenciométerek tengelyél nem lehet 340 fokos szögben elforgatni, e eé lra egy 3 fordulatú helipol került beépítésre, amely elfordulási tartománya kö7épső szakaszában müködik. A helikális potenciométcrek nem arra készülnek. hogy -20 ... +70 oC h&mérséklettanományt, esetenként a csúszkapályára és a esúszkára leesnpódó, majd megfagyó párát elviseljék (különöscn, ha a pályára igy ráfagyolt csúszka helyzetet az elforduló árboc változtatja), így idönként cserere szorulhatnak. Az eredetileg beszerelt 3 fordulatú, gyengébb minöségűnek bizonyult darabot cserélni kellett, és egy rendelkezésre álló jó minőscgű. 5 fordulatú helipot került a helyére, amely már több éve mcghibásodas nélkül mű­ ködik. Felmeruló problémák

t ábra. Csúszócsapagy kikötési pontnál ATÉK'15

A sllrlódás miatt a kikötési pontnállévö .,esúszóesapagy" kikötő kötelek által tartott, elvileg mozdulatlan része is kis

183

2. ábra. Antennaforgató, kardáncsukló

mértékben elfordulhat. Ez az elfordulás megnőhet, ha a csúszó felületek elszennyeződnek és nagyobb a súrlódás a forgó és az álló rész között. Ilyenkor a kikötö kötelek megfeszülnek, és a forgas leállitásakor is ebben a helyzeIben maradnak. Ha ezután ugyanebben az irányban forgatnánk tovább az antennát. a feszülő kikötőkábelek miatt a súrlódás olyan nagy lehet, hogya motor nem kepes a forgatáSI megkezdeni. Kézi vezcrlésnél ilyenkor rövid időre a másik irányba keH forgatni az antennát, ekkor az addig feszülő kikÖlőkábelek meglazulnak, ebben az irányban a molor könnyen ludja forgatni az antennát. Ezután ismét az irányt váltva, a motor az árboeot az eredetileg szándékozott irányban forgatni tudja. A múlt évsmzad hetvenes éveiben nyáron nem volt 40 C fokos hőség (és úgy látszik, a HTV ncm is számolt ezzel a lehctöscggel). Mindenesetre tény. hogy amikor ámyekban 35-40 "C van és az antenna forgató fém dobozat közvetlen napsütés éri, hőmérséklete akár 70 oC fóle is felmelegedhcl, ésa tapasztalal szerint ilyenkor hajlamos a megszorulásm. Volt példa, amikor ncm csak abeépitett 90 W teljesítményű motorral, de (a 2. ábrán jobb oldalon, alul látható) kézi forgatókarral sem tehetett forgásm birni a szerkezetet. Télen leheletlenné teheti az antenna forga tását, ha porhő lehullása után a 184

lehetetlenné teszi a torgatást. 3. ábra hőmérséklel növekszik. a hó elkezd megolvadni. majd amikor a hőmérsék­ let ismét a fagypont alá csökken, az clkásásodott, nedves hó jéggé fagy. A 3. ábrán láthalÓ résbe befolyt hókása megfagyásakor az álló és forgó rész

kikapcsol. Ugyanerre az elektronikus vezérlés programjaI is fel kell majd készíteni.

HARDVER

"összenő".

Antennaforgató

Ha az antenna a fenti okok valamelyike miatt megszorul, kézi vezérlésnél az operátor észleli, hogy az antenna nem indul meg. és néhány másodperc elteltevel (még a motor leégése előn)

'"1

~

VK,

,

,

c,l 100

b

VK,

,

•'V NO

D

Az antennaforgató elektromos kapcsolásat a 4. ábra mutatia. Az antennaforgató ámmköre az alumínium házra gyá-

C, 10 o

D, P, 10 k 3 fordulatu

J,

- --

- --

-

--

d

-

F J,

u,t- Z,

(

-

U,

I

C3 24,uJ200 V~

c.l 24 ,uJ200

u'9-

M

,/ 21

V~

4. ábra. Az. antennaforgató kapcsolása

RTÉK'15

,IH

B,

•

,'" mA

,'V

.

ri

(' 3.8 v)

C,

",,"

KJ

7805

.~

V

.., .,.

,~

C, '

;

"" "

\

~

""'~

"V

,

~b R3 lek 1'110

p

,-'"

j

---'

P,

GND

R,

O

R, 78 k,

GND

•

~

--Q

G ~' G ~'

..

F~lnn~

'\

O, ~

O~

-

b

'''"'' 5. ábra. A kézi vezérlő egység

rilng szereh sokpólusú csatlakozón keresztül. a 2. ábra jobb felső reszén látható vastag - n hcázás szempontjah61 lcgvcszélyezlclctlcbb részeken kék szigeleléssel és szilikongumi réteggel bizIonságosan vízállóvn tcu műanyag

gégt.."csöben futó kábellel kapcsolódik a r.ídiÓbercndezés mellett elhelyezett vczérlő egységhez: A vC7é rl ő cgységlöl (5. ábra ) az

u cs b jelű vczctékpáron érkc7ik

-

a vezérlő feszültség. Álló helyzetben c feszü hség O. forgau'tshoz pedig (8 kivánt forgatási ininytól fliggö polaritású) 12 .. (3,8V. a GND és + 5 V jelű vezetékeken érkezik ti vezé rl ő egysegtöl 5 V stabilizált feszültség az antenna irányát visszajelző hel1pot két sarkára, az antenna forgató a P jelü vezeti:kt:1l jdú vissza a pillanatnyi ir:i.nyra jellemző, a heli pot esúszkáján mérlletö feszültséget, a c es d jelű vezetéken érke7ik a motort meghajtó hálózati feszültség.

A kézi vezérlö egységhez a, b, GND . P. +5 V vezetékek (jelen esetben riasztóberendezések szereJésénél haszná latos, 6-cm, árnyékol t kábel erei), egy S-p6Jusú Tuchel-csatJakoz6n keresztül érkeznek. A c és d, 230 V hálózati feszültséget szállító különálló, kétszeresen szigetelt hálózati kábel közvetlenül a hál6zatra (illetve levfi laszt6 transzformátorra) kapcsolódik. Az antennaforgatóra érkezö vezé rl ő feszültseg polaritását61 ftiggöen (ha VK I végálláskapcsoló nem szakitja

RT ÉK '15

meg ezt az áramkört), a Dl diódán keresztül a J l vagy (ha VK2 végálláskapcsol6 nem szakítj a meg CZI az áramkört), a 0 2 diódán keresztül a J2 jelfogó húz meg. A segédfázIs tekercs U2 pontja a d vezetekre, Ul pontja bánnelyik jelfogó meghúzása esetén (C3 és C4 kondenzátorokon keresztül) a c vezetékre kapcsolódik. A fö fázis tekercs Z I, il l. Z2 pontjai viszont attól fiiggöcn, hogy melyik jelfogó húzott meg, felcseré lödve kapcsolódnak a c és d ve7etékrc, ezáltal valósul meg a forgásirány váltása.

Kézi

vezérlő

egység

A kézi vezérlö egység kapcsolása az 5. ábrán látható. A vezé rl ő egységen elhelyezel! telefonkulcs k özépső állásában II és b vezeték feszültségmentes, a bal, illetve jobb o ldali állásában pcdig a (vezér l ő egységhez külö n csatlakozó" érk ező) 12... 13,8 V-os vezérlő feszül t-

ség kü lönböző polllritással kenil a vezetékpárra. A forgató nak kiküldött vezérlő feszültség meglétét és polaritását a D3 sárga, ill. a D4 zöld LED-ck mutatják. A sárga LED a kisebb szögek, a 7..öld LED a nagyobb szögek ir:i.nyába fordu lás elrendelesétjelzi. Az antenna mindenko ri ir:i.n yszögét a P vczclékcn c rk e~ö feszü ltség értékének megfelelöcn a 100 f.lA-s forgóteke reses müszer Jelzi ki. (Skálája és kalibr:i.lasanak ismertetése az RT 2008/ I. számában megtalálható.) A proccsszoros vezerles fogadásához a kézi vezérlő egységre újabb 5-pólusú Tuchel-aljzat kerű lt, amelynek csatlakoz6pontjai párhuzamosítva vannak a már meglevő aljzat megfe l elő pontjaival. Így II kézi vezérlés akkor is működik, ha a proecsszoros egység nincs csatlakoztatva vagy nem ad vezérlő jelet. (Arra vi· szonl az operátornak ügyelnie kell, hogy am íg a processzoros vezérlés forgatja az antennAt ezt a forgásiránnyal együtt mind II processzoros, mi nd a kézi vezerlő egységen LED-ek jel7ik addig kézi vezérléssel ne próbáljon ellenkező ir:i.nyba forgatni, mert ez esetben B I biztosíték cserére fog szorulni!) lia a proceSSloros egység csatlakoztatva van, folya matosan meri a P vezetéken mé rhető feszültséget, és annak alapján LCD-jén mutatia az antenna pillanatnYI irányát. Ha a LOGGERböl erkezö utasítás szerinti ir.i.nyba állitáshoz az antennát forgami kell, ez az egység kapcsolja a és h vezetékekre a meg fele l ő polaritasú - hozzá külö n csatlakozón érkező 12 ... 13,8 V vezérlő feszültséget.

Processzoros vezérlö egység A 6. ábrán a processzoros vezérlő egység dobozába beépített A RD UINO

6. ábra. ARDUINO NANO panel USB csatlakoz6Ja a doboz hátoldalánál

185

'"

"-'

:!i m,

ill

g;J

JI

Ü CD

N~

XO)

{+12 v)

1N4148

\

47k (7 mA)

12 V

s

D

~:"

Rese~

~ ~

r--'

l~

~

10 k

10 kl

O, l

)f-

)f-

)f-

)f-

(+5 v)

CBSIl 04

DS

06

07

08

Dg

DORx

GND

U'N

RST

RST

vezérlő

"'állás

I--><

------1

----><

I-330

4k7

4k7

d" ~ piros

4k7

áramkör kapcsolása

r

Azonnali

D1Tx

"NO

5V

:: D[gJ ~ [e]::

AS

A4

A3

A2

A1

AO

010

REF

012 011

o

I USB I

3V3

013

,10' ,

. 350· ,"-

--L

7. ábra. Az AADUINO

100 n

I

r )f-

330

~I-

330

330

C;~7!) ~~<

12 V

--L~

~

II - HU' rd"J: " '-v

R]

1N4148

"

LED

L

P

~

r:

~4

6

.~

I~~

11

12

13

14

~

~

n

2

~OO~

6

'Oél" I-.L 4\'

::l

w

~

N

'O

3

1M5

10 k

TL061

+/7

.r-Jf100 n

--L

2x 1N4148

°4 1

~

" beV

NANO panel látható. A LOGGER-t futtató számítógeppcl a kommunikáció a panel baloldalán, kÖ7épen lálható MINI USB csatlakozóba dugott kábelen kere!>.ttül valósu l meg. Ezen a NANO panelt a vezerlő egység dobozában -- mint az ábrán is látható - közvetlenül nz elő-, vagy hátlapnál ugy célszcru elhelyezni, hogy (a panelen kisse tiJlnylJló) USB MINI csatlakozó az elő- , vagy hátlapon a számárd keszitett nyilásba becsUSSZOJl. így az USB kábel kőnnyen be/kidugaszolhntó. A panelen a proees!>zonól jobbra RESET nyomógomb (RST), majd ncgy. egymás alatti SMD LED található, amelyek (gyártónként változó áramkörön keresLtiil) felülröllefelé sorban a TX (D I). RX (DO). PWR (. 5V), ill. " DIJ kivezetésre csatlakoznak. A LED-ck sónc és fényercJe ugyancsak gyánónként vál tozik. A processzoros vezérlő egység kapcsolását a 7. ábra mutatja. ahol középen a NAl"OO panel felülnézetben látható. A 1"-5 V tápfeszültség a Sl.ámítógC:.'pböl. az USB porton keresztül érke7ik. A tlÍpfeszültségeta VIN kivezetésre kapcsolt (in 12 .. 1J.8V) fe!>LühsegböJa panelen lé\·ö stabilizátor IC is előállítja. (Söt, az 5V kivczetésre közvetlenül is beköthetö lenne +5 V st3bili zált tápfeszültség.) Ha e források kÖ7ül egyidejüleg többöl is érkezik a NANO paneIre feszültség, ezek közül automatikusan választJa ki azt, amelyből az 5 V-hoz legközelebbi tápfeszültség nyerhető. (A soros port m{iködtetéséhCI: és a belső 3.3 V referencia feszültség előállítasá­ hoz azonban szükseges. hogy e források egyike az USB kábellcgyen.) DO, Dl ponok a soros kommunikációra vannak fenntartva. A NANO panelen lévő soroslUSB átalakító csip (Ff Dl FT232RL) csak akkor mtiködik. ha a panel az USB csatlakozón tapfesziiltséget kap.

8, ábra. AT ÉK '15

Előlap,

D4 ... D9 kimenetek az LCD-t veLérIik. A Tucllel 2. pontjára csatlakozó P vezetéken az antennaforgat6ban elhelyezett helipot csus7.kájáról érkező Feszültséget TL061 müveleti erősitövei megépített követő erösítő fogadja. Az [,5 Mohmos soros ellenállás után a fötdpontra, ill. a tápfeszühségre záró irányban kapcsolt diódák az áramkör védeImét szolgálják a P vczetéken esetlegesen érkező feszültségimpulzusokkal szemben. Az 1,5 MohOlOS ellenállás biztosítja a7 áramkör nagy bemenő ellenállását (és ezzel azt. hogya helípot eSlJ"7k:ljf'tról érkező P feszültség nem változik a processzoros vezérlő egység csatlakoz· tatásakor akkor sem. ha az nem kap tápfeszültséget). A követő erősltő kimenetén megjeJenő feszültség - az eselleges zavarimpulzusokat, rádióadó melletti RF zavarokat szűrő 10 kohm/IOO nF Integráló tagon keresztül digitalizálás céljából a NANO panel A l analóg bcmcnetcre kerül. Az NO átalakításhoz - a 3VJ és REF pontok összekötésével a panelen rendelkezésre álló 3,3 V-os stabil feszültséget használjuk referenciafeszültségnek, azaz ekkor.! bemenö feszültség cseténjelenik meg az átalakító kimencten a maximális. ,,1023" énék. ELjelen esetben azén előnyös, men a P ponton most csak ennél kisebb feszültség érkezhet, és igy az AID atalakitó jobb felbontást biztosít, mint ha a default +5 V tápfeszültség [enne a referencia. (A 3,3 V-os refercnciafesziillség csak akkor áll rendelkezésre, ha a NANO panel a7 USB csatlakozón tápfeszültséget kap és a soros pon inieializálódol1.) Az antenna irányának kiszámításához szükséges a két végállásához tartozó feszültség ismerete. Az ezeknek megfelelő digitális értéket a processzoros vezérlő egység ,.kalibrálásakor" irjuk a processzor adatmemóriájába. Az

az antenna Irányba fordult: a fehér LED világít

antennát a kéú vezérlóvel a minimális (most 10 fokos) szögbe allítva, az chhez az irányhoz tartozó feszültség a 012 bemenetre kapcsolt elölapi sárga nyomógomb megnyomásaval memorizálh!lló. Ugyanígy mcmorizálható Q kéZI vezériövei beállitott maximális (most 350 Fokos) antenna irányszöghöz tartozó feszültség a D IObemenetre kapcsolt zöld elölapi nyomógomb megnyomasával. A kalibráció a .... ezérlő egység első bekapcsolásakor, és akkor szükséges, ha valamilyen áramkőn vagy mechanikus változás (pl. a hclipot cseréje) ezt indokolja. AL. antenna forgatását kapcsoló feszültség (a forgási iranytól fuggöcn) a most digitális kimenetként haszmiJt A2, ill. AJ lábon jelcnlk meg. Ez a jel egyrC!Olt fehér LED akkor gyullad ki. amikor az antenna az elrendelt irányba aJlI. A Dll pontra csatlakozó piros LED viszont az elrendelt irányba forgatás (pl. a forgató mcgszorullisa ntiatti) meghiusulasa esetén villog. A D2 pont földelésével egy mtcrrupHal a forgatás bánni kor megszakitható. A forgatást azonban ugyanúgy azonnal megszakítja az RST (RESET) pont fóldeJese (elölapi piros nyomógomb), ezért most az ,,AZONNALI LEÁLLÁS·' nyomógomb bekötése nem is szükséges. A leírtak alapján a processzoros vezérlő egység elölapján (8. ábra) a kö\'etkező kezelö szer.... ek. illetve kiJelzök találhatók: LCD - a megépített példányban l soros, 16 karakteres. háttérvilágitás nélkül!; sárga LED, a csökkenő szögek irányában történő forgatás jelzésére; zöld LED, a növekvő szögek iranyában történő forgatás jelzésére;

187

9. ábra . Az. ARDUINO processzoros vezé rl ő egység

-

fehér LED, az antenna kívánt iranyban állásának jelzésére; piros LED, üzemzavar jelzésére; sárga nyomógomb, az antenna végálláskapesolója altal lehető­ vé tet! legkisebb (itt 10 fokos) irányszőgnek megfelelő P feszültség memorizálasára, zöld nyomógomb, az antenna végálláskapesolója által lehetövé tett legnagyobb (itt 350 fokos) irányszögnek megfelelő P feszültség memorizalasára; piros nyomógomb: RESET, egyben minden forgásvezérlés azonnali leállítása.

felerösitö csavarjai egyúttal egy-egy forfiilct is tartanak. Ezekhez vannak forrasztva a (kapcsolasi rajzon kü lön nem ábnizolt), a Tuchcl-aljzat minden érintkezőjét 100 nF-dal hidegitö kondenzátorok. (Mivel a berendezés nagy teljesítményű rádióadó mellett műkö­ dik, ezen a hidegitésen túlmenően az US B-kábelt is célszerű néhányszor átfűzni egy ferritgyürűn, mind a szá.mítÓgépnél. mind a vezérlö egységné\.) A piros szorítón érkezik a +12 ... 13,8 V

Az egész ARDUINO processzoros vezérlő egység ,,Joker" ("csupalyuk") panelre építve, a fedlap felöl nézve a 9. ábrán latható. Az ARDUTNO panel a hátlaphoz simul, az USB csatlakozójának vége a hátlapon kifeszett helyére van becsúsztatva. A Tuchel-csatlakozó

Ez az ARDUINO program az ismertetett hardver működtetésére készűlt. Nem szoftveres szakember írta. igy nem tartalmaz szellemes ötleteket. Csak az eszköz kifogástalan, ésszerű működtetése volt a cél. Például jelen esetben az antenna egyik végállásból a

-

-

188

tapfeszűJtség.

SZOFTVER

másik végallásba forgatása (a gyorsabb, I: I áttételIei) több mini egy percet vesz igénybe. Ehhez képest eltörpül, ezért teljesen közömbös. hogy a LOGGER parancs kiadasától számított 10, vagy 300 ezredmásodperc után jelenik meg a forgatast vezérlö feszültseg a és b vezetékeken. A program bőven elfér a processzor memóriájában (egyszerre úgyis csak egy program tölthető be), ezért a program méretének, sorai számának csökkentésére nem kellett törekedni (akkor sem, ha egyes sorok elhagyhatóak len· nének). A teljesen kezdő olvas6nakjavasolt sorrend: L Ezen evkönyv .. Mi az ARDUJNO" c. cikkének elolvasása. 2. Az ARDUINO kezdő szintű elsajatítása (pl. a TavlR ingyenes, 60 napos, intem etes tanfolyamának "elvégzésével": http://www.tavir.hu/60nap 3. A szoftver áttekintése.

RT ÉK '15

o

O •

..

~_

•

'Wo

12. ábra. Az antenna (itt a nagyobb szögek irányából) a célként kijelölt 13 irányába forog

10. á bra. Kijelzés bekapcsolás után

D

4. Antennaforgat6 vezérlés készité· sének szandéka csetén a hardver és a szoftver szükség szerinti áldolgozása a

•

'IV

•

Az ismertetésre kerülö két szoftver az RT www.r».diovilag. hu honlapjaról. ezen évkönyv tartalomjegyzékénél

saját igények szerint, ahhoz az antenna· forgatóhoz, amelyet majd müködtetni kell.

1055.0 f""l''' OA

n>

1<03.0

",. c\. PV ",. lAl

18070,0 1107$.8 1007,5 COIlq1ltx 11106t .. - . . a J ' ll' "(111.5 COCO:ntfO " o.o.

°

l II 00 lf3FII l(Ut 00 fIlE.';

10noo In7f

103300 1IN4V 10MOO /Of..... 10ltOO 10.00 lClfIK 10»00 YK!M.I ,., 1..n3P 10»00 "'4V vu 2101!1) fNj{v..... _o.to tn.ooo.D11!VN ",101ml) ...,."" ... _ _ .s.! InctOO I'VSIIC

"I

:~~~~~:-::=~

UM' \1. eu 15 SUnM, 01 '0 SunSI1 U 11 13'/193' olt 1136".

1t ábra. Yl2014W 24 898 kHz, short path: 13D

RT ÉK '15

189

tölthetö le. Ezt egyreszt a rotor vezérlő program mérete indokolja, másrészt az, hogya programsorok ncm tördelhctők hasábokba, mert ugy értelmetlenné válnának. Végül, az így letöltött szoftverek az alábbiak szerint azonnal betölthetők az ARDUINO szerkesztő ablakába. A2ARDUINO programok .ino kiterjesztésűek, és - alapesetben - azonos new könyvtárban tárolódnak. Szövegszerkesztővel is megnyithatók. azonban ha a gépen telepitve van az ARDUlNO keretrendszer, ez az .ina fájl megnyitásakor automatikusan indul, és a program annak szerkesztő ablakába töltődik be. Itt a különféle utasitások különböző színekkel és betiivaslagsággal jelennek meg, párositja a nyitó es záró zárójeleket stb .. segítve a program szerkesztesét. (A keretrendszer és a driver telepítésére az emlitett 60 napos tanfolyam útmutatást nyUjt) A programban megjegyzések (commentek) két módon helyczhetök el: -

ha a programsor végén elfémek, a II karakterek után, ha több sort vesznek igénybe, a / •...•/ karakterek között.

A közölt két program elején több soros megjegyzésként szerepel, hogya program mi célt szolgál. és müködtetéséhez a hardvert hogyan kell összeállitani (a NANO panel melyik kivezetésérc mit kell kötni).

"Soros monitor rotor yez kiolvasashoz" A vezérlő információ kiolvasása a LOGGER32 programból A különböző gyári antennaforgatók más-más formátumban várják az irány megadását. amelybe az antennat álHtani kell. A LOGGER jó néhány gyári forgató vezérlésére tud a soros porton utasítást adni. Ezek közül kellett kiválasztani azt a forgató tipust, amelynek vezérlési fonnátumát átvesszük: a processzoros vezérlő egységnek ebben a formátumban kell az adatokat fogadnia. A vezérlő karaktersorozatok megállapitására az ARDUINO panellel egy nagyon egyszeru "soros monitor" áramkör készült. amely az LCD-n kiírja a soros porton érkező karaktereket. A "hardver" gyakorlatilag csak a NANQ panelből es az LCD-böl áll. A soros/USB átalakítót az ARDUINO panel tartalmazza, ezén elég USB-

190

kábellel a LOGGER-t futtató számítógéppel összekötni. Ekkor COM port nyitik a soros átvitelre. A LOGGER Setup I Rotor almenüjében adható meg a rotor vezérlés COM portjának száma és a soros átviteli adatok: 9600 Bd, adatbitek száma: 8, stopbitek száma: I, paritásbit nincs. A LOGGER ajánlona választékból ki kell jelölni a rotor portra kapcsolt gyári antennaforgató típusát, és ki kell pipálni a ..Check of enable global capture of CTL+A and ALT+A keys to tum rotor" négyszöget. Ezek után a számitógép "Ctrl+A" (Short path) vagy a ,,Alt+A" (Long path) gombjainak lenyomásakor a számítógép soros rotor portján leadja az adon tipusú antennnforgatónak szánt karaktcrsorozatot. A ..Soros_monil()r_ rotor_vez_ki. olvasashoz" program az I soros, 16 karakteres LCD-n egymás után kiírja ezeket a soros vonalon erkező karaktereket. Minden tizenhetedik karakter beérkezésekor törli a kijelzőt, és ezzel a karakterrel újra kezdi a kiírást. Maga a program olyan egyszerü, hogya sorvégi ..commcnt"-ek mindent elmondanak. ehhez különösebb magyarázat nem szükséges. A felhasznált I soros, 16 karakteres LCD olyan szervezésü, hogya programban 2 soros, 8 karakteresként kell kezelni. Tehát a kilencedik karakter kiírása előtt ••sort kell váltani". (Korszerübb LCD-hez mindkét program megfelelő részein változtatni kell.) A soros monitorral sorra kipróbálva a LOGGER által felajánlott típusú rotorvezérlőknek szánt forgatási parancsokat, a HyGain DCU-l szam;ira adotl karaktersorozat látszott a legjobban használhatónak. Ez az antenna irányba állitását a következö karakterekkel rendeli el: AP I n:'!: ahol xxx a beállítandó szög fokokban mérve. (É=O, K =90, 0 = 180, NY= 270 fok.)

" LOGGER rotorvezér1ő " Rövid áttekintés

A processzoros kezelő egység c program futtatásával fogadja a LOGGERtől a fenti protokoll szerint érkező utasítást, és ha az antenna kívánt irányba állításához ez szükséges. az irányba fordulásig megfelelő po[aritású vezérlö feszültséget biztosit az antennaforgatónak.

Tekintenel a rövidhullámú antennák nem élesen nyalábolt sugárzásár-d. c progmm önkényesen úgy tekinti, hogy az antenna irányban áll, és nem igényel forgatást, ha az antenna pillanatnyi iránya és a kapott utasítás szerinti irány különbsége IQ foknái kisebb. Ebben az esetben anélkül, hogy az antcnnaforgatónak vezérlő feszültséget adna. azonnal kigyújtja az "ininyban álr' fehér LED-ct. Ha jelenlegi és elérendő ininy közöni különbség nagyobb, mint ! fok, megvizsgálja, hogy milyen irányban kell rorgatni. majd a rotort mcgfelelő irányba forgatójelfogót meghúzatja (és ezzel kiadja az UIltennaforgatónak a megfelelő polaritású vezérlő feszültséget) addig, ameddig a visszajelzen pozíció el nem éri a beállítandÓI. KÜl.bcn folyamatosan figyeli cs kijelzi az antenna pillanatnyi irányszögét. Ha az antenna (vagy a forgató) megszorul és a kiadott vezérlő reszültscg ellenére nem fordul el. a vezérlő feszültséget kikapcsolja és az eJőlapi piros LED villogtatá.~ával hibajelzést ad. Bármely hibajelzés esetén a processzor a RESET piros előlap i gomb megnyomásával (aL RST láb roldelésével) indítható újra.

°

Részletes ismertetés A program első, előkészítő rcszeben - megadjuk. hogya .. LiquidCryslal.h" (LCD vezérlése), valamint a .. EEPROM.h" (belső EEPROM írása-olvasása) belső fLiggvénykönyvlárakat fogjuk használni: egymáshoz rendeljük a NANO pancl LCD vezcrlésre szánt adat kimeneteit az LCD megfelelő kivezetcseihez; definiálunk három speciális karaktert (,.á", "é", ,,""), amelyek az LCD-n megjeleníthetök lesznek; - deklaráljuk azokat a változókat, amelyeket a programban globálisan használni rogunk. E változók rendeltetése a programsorok utam megjegyzésekben (comment) található. A program második (a progmm indításakor egyszer lefutó) részében (..void setupO") - beállitjuk (ha pillanatnyilag nem is szándékozunk használni) a ,,0 .. interruptot: a 02 lábon H>L átmenet esetén a "hiba" szubrutinl fUItassa; RT ÉK '15

-

-

-

-

-

definiáljllk, hogy a panel A2 és A3 kivczctésci kimenetkent rognak működni (jelrogó vezérlésa nagyobb, ill. kisebb szögek Irányába forgatáshoz): definiáljuk, hogy 02 láb (az lIlterruptot elöldézö) bemenet. a 011 kivezetés (a hibajelzó piros LED-et villogtató) kimenet, 010 cs 012 kivelctésck (a maximális 350 fok, ill. minimális 10 fok antenna irányokhoz tartozó, P vezetéken beérkezó reszültség digitális értékének memorizálását indító) bemenetek lesznek, 013 (az antenna irányban állását jclző feher LED-et müködtetö) kimenet lesz: megadjuk, hogy az LCD 2 sorban. soronként 8 karaktert jelenít meg (a használt I soros, 16 karakteres kijelző ilyen szervezésü); összerendeljük az előző részbcn definiált speciális LCD karaktereket azokkal a számokkal, amelyekkel később hivatkozni fogunk rnjuk; beállítJ uk az AID átalakító reszültségrererenciáját (az most a REF bemenetrc kapcsolt reszültség lesz): a soros portot megnyitj uk 9600 Bd sebességgel; a7 elérhető legkisebb es legnagyobb irányszöghöz tartozó, az NO átalakító kimeneten korábban rögzített értékeket kiolvassuk a belső EEPROM-ból, és behjuk EminL. EminH. EmaxL, EmaxH változókba. [Az AID átalakító 1024 feszühségszintct megkülönooztemi. Az tud EEPROM egy-egy rekesze viszont csak 8 bitet tárol, amely az 1... 255 számtllrtományt redi le. Ezért az 1024 szint megkülönböztetéséhez 2 memóriarekeszre van szükség. A legkisebb (in 10 fok) szöghöz tartozó feszültség digitalizált értékenek alacsony helyiértékü 8 bitje (EminL) a7 EEPROM 1. memóriarekeszében, magas helyiértékü 8 bitje (EminH) a 2. memóriarekeszbcn tárolódik. Hasonló módon a legnagyobb (in 350) fokos irányszöghöz tartozó reszültség digitalizalt értékének alacsony helyiértekü 8 bitjét (EmaxL) az EEPROM 3., magas helyiértékü 8 bitjét (EmaxH) a 4. memóriarekesz tárolja];

RT ÉK '15

-

-

-

az alacsony és magas helyiértékű bájtokból elöállitjllk a mInimális (Emin) es maximális szögelrorduláshoz tartoz6 (Emax) O... 102361éket; ezeket az értékeket behjuk Nmin és Nmax változókba; a kiindulnsi állapothoz kikapcsoljuk az antenna irányba állításának mcgtörtcntétjelző fehér LED-et; alacsony szintre állítjuk a rorgatás két irányához tartozó jelrogót vezérlő kimeneteket; töröljlik oz LCD kijelző!.

A program hannadik rt!szének (ez a ciklikusan ismétlődő \'oid loopO) ismertetése elÖli az 011 használt (a program negyedik részében definiált) szubrutinokat (eljárásokat) tekintjük ál. Ezek a szubrutinok (elj á ráso k): "void rog1.it es3500" Ez az eljárás megméri és rögzíti az antenna 350 fokos szögeIfordulásához tartozó P feszültség digitalizált számértéket. Mivel ugyanazt a feszültséget (ha két szint határan van) az ND átalakító hol egyik, hol másik értéken mérheti, az LCD-n kijelzctl szög utolsó S7.ámjcgye gyorsan vibrá!na c két érték között. Ennek a valószínűségét csökkenti az, hogya feszliltségméréseknél nagyon rövid időnként 50 mé· rést végzünk, és a méresi eredmények átlagát használjuk, jelen eselben irjuk be az EE· PROM megfelelő 3., illetve 4. memóriarekeszébe. Ennek megtönentét az LCD-n megjelenő ..Max.350 0 megmérvc" értcsítés igazolja, amely 2 másodperc elteltével törlödik. - "void rogzitcs I 00" Ez az cljárás az előbbi vel azonos módon az antenna 10 fokos szögelrordulásához tanozó 50 mérési eredmények átlagát irja be az EEPROM 1. és 2. memóriarekeszébe. Megtörténte után az LCD-n .. Min. 100 megmérvc" jelenik meg. majd 2 másodperc múltán törlődik. ..\'oid szogmeresO" Ez az eljárás az antenna pillanarnyi irányszögét méri meg. Az antennával együtt forgó, az elrordulás mértékére jellemző reszültségct szolgáltató helipot csúszkájB "prellczhct", azaz mozgás köz-

ben sok olyan pillanat van, amikor rövid ideig Oreszültség erkezik a P vezctéken. Ha a mérés épp egy ilyen idópontra esik, hibás mérési er(.'dményt ad. Ezén mielőtt a mérési eredményt az 50 mérés átlagába beszámítanánk, ellenőrizzük, hogy ncm ilyen kOlltakthibáról van-e szó. Az ellenőrLés a mért érték és az e1őne mért érték különbségének vizsgálatával történik. BI7!osan állíthat6, hogy amennyiben c két érték 1O-nél nagyobb eltérést mutat, az ncm az antenna szélsebes rorgását, hanem kontakthibát jelent, és az átlag sz:lmitásánál ezt a mért értéket figyelmen kivül kell hagyni . (Az 5 fordulatú helipot két végpontjára 5 V reszültség kapcsolódik. Tengelye azonban most kevesebb, mmt l fordulatot-legfeljebb 340 fokOl - fordulhat el, igy csúszkáján a reszültség 0.944 V·tal változhat. Az AID átalakltó rererenciafeszültsége 3,3 V. így az átalakitó kimenctén O V bemenö feszült$éghez "O", 3,3 V bemenő feszültséghez .. 1023" érték tartozik. Ezért a 340 rok szögelrorduláskor fellépö 0.944 V-os feszültségváltozás a kimcnctcn csak 1023·0,944/3,3 = 293 értéknyi változást idéz clő. Tchát az AID átalakító kimenetcn kapott szám akkor változik IO-zel, amikor az antenna 340:'293 = 11,6 rokkal rordult cl. Márpedig ekkom szöggel az antenna iránya - tized másodperc nagyságrendü időközön­ kénti két mérés közben nem változhat.) A kiszámított Irnnyszög értéke az LCD első 8 karakterénjelenik meg. pl.: •.Ant:227 Az, hogy jelen esetben (visszajelzés 5 fordulatÍl helipollal) a mérési eredmény LSB·jc 1 foknáI valamivel ntlgyobb szögclrordlllásnak felel meg, egyben azt is jelenti. hogy időnként az antenna irányának LCD-n kijeizcll értéke két fokot ugrik. - \"oid sorosolvasasO Ennek a SZllbrutinnak az a feladata. hogy figyelje a soros portot, és fogadja, ha parancs érkezik a LOGGER-től. Ameddig nem érkezik meg a várt APIxxx parancs első karaktere (A, ASCII kódja 65), ciklikusan - megvizsgálja, hogy érkezett-c a soros porton adat; - hívja II s:wgmeresO eljárást, hogy az LCD-n kiírt érték mindig kövesse az antenna pillanatQ

"

•

191

-

nyi irányát (azt közben kézzel is vezérclhették); ellenörzi, hogy nem nyomták.e meg az előlapi sárga, ill. zöld nyom6gombot a 10, ill. 350 fok· hoz tartozó adatok újra memori· zálása céljából. Ha igen, hívja a rogzites I 00 vagy a rogzites3500 eljárásI.

A hiba állapotból csak az előlapi RESET gomb megnyomásávallehet kilépni. A program harmadik részét képező void loopO utasításai ciklikusan ismétlödnek: az utolsó sor után ismét az első sor végrehajtása következik.

A tényleges soros olvasás akkor kezdő· dik, amikor a soros vonalon az ,,A" ka· rakter (ASCII: 65) megérkezik. Ha megérkezett, válja a következő (P) ka· mktert. Amennyiben az nem érkezik meg 10 ms alatt, úgy tekinti, hogy nem érkezett érvényes parancs és visszatér a kezdes címkéhez, azaz folytatja a ciklikus vizsgálatokat, ameddig ismét nem érkezik egy ,,A" karakter. Ha a "P" ka· raktcr (ASCII kód: 80) időbcn mcgérkezik, ]Q ms·ig várja az " I" karaktert (ASCII kód: 49), majd hasonló módon a szög három számjegyének megfelelő karaktereket. (Bármely számjegy értéke az ASCII k6djáb61 48-at levonva adódik.) Ha bármelyik várt karakter nem érkezik meg az előzőhöz képest 10 ms időn belül, a parancsot érvénytelennek tekinti, és visszatér a kezdes címkéhez, újra kezdve a soros vonalat figyelő ciklust. Ha a teljes vczérlő parancs beérkezett, kiszámitja a kivánt irányszöget, és megvizsgálja, hogy értéke 10 és 350 kőzött van-e. Mivel ezen a szögtartományon kivülre nem tudjuk forgatni az antennát, ha a szög 10 foknái kisebb, akkor 10 foknak, ha pedig 350 folmál nagyobb, akkor 350 foknak tekinti. A kiszámitott szöget az "e" változ6ba tölti, és kiílja az LCD második 8 kamkterhelyére, pl.: "Cél:018°". - void hibaO szubrutin hiba esetén a piros LED-et villogtatja, valamint minkét irányban val6 forgatast letiltja. A hibajellegét a "h" változó adja meg. - ha h = 0, akkor nincs hiba, hanem kézi interrupt hívta a szub-rutint, ekkor három villanás-szünet ismétlődik; - ha h = I, akkor a forgás meg sem indult: egy villanás-szünet ismétlödik; - ha h = 2, akkor forgás közben akadt meg: két villanás-szünet ismétlödik. Az antenna pillanatnyi irányának vizsgálata és kijelzése a hibajelzés alatt is (minden LED villanás után) megtörténik.

192

-

-

-

-

Egy ciklus a következő: alapállapotba hozza a vezérlőI, h = O. DI3 = LQW értéket állit be; vizsgálja a D 12 bemenet állapotát, és ha azt az előlapi zőld gomb megnyomásával fóldelték, hívja a rogzites3500 eljárást; vizsgalja a DIO bemenet állapotát, és ha azt az előlapi sárga gomb mcgnyomásával fóldelték, hívja a rogzitcs l 00 eljáráSI; hívja a szogmercsO eljárást, amely mcgméri az antenna pillanatnyi irányszögét és kiírja az LCD első 8 karakterén; hívja a sorosolvasasO eljárást, amely várja a soros vonalon érkező, a beállitand6 irányt közlő karaktersorozatot, és ameddig ilyen nem érkezik, ciklikusan hívja a szogmcrcsO eljárást, DIO, ill. DI2 bemenet fóldelése eseten a rogzítes3500, ill. rogzitcs l OO eljárást; amikor a várt karaktersorozat meg· érkezett - kioltja DI3 LED·et (ha világitott), mivel az antenna most már nem biztos, hogy a kivánt irányban áll; - megvizsgálja, hogy az antennat a jelenleginél kisebb vagy nagyobb szögbe kell állítani (vagy az eltérés a jelen legihez képest 10 folmál kisebb, és akkor nem kell iránY' változtatni). Ha az antennát cl kell forgatni, a forgatási iránynak megfelelő jelfogÓt meghúzalja; - megállapítja, hogy az antenna már induláskor nem szorult-e meg. Ha a visszajeJzell pozíci6 6 másodpere alatt nem változik, feltételezi, hogya "Felmerülő problémák" fejezet I. pontjában leírt megszorulásról van szó. Ekkor 2 másodpercig ellenkező forgásirány1.i vezérlést ad. lia a "csúsz6csapágyak" súrl6dása a kikötő kőtelek megfeszülése miatt következett be, akkor a visszaforgatással ez a feszülés megszünik. Ez után 7 másodpercig ismét a kivánt iránynak megfelelő vezérlés következik. Ha az antenna továbbra sem ;n-

-

-

dul meg ("nem sikerült kiszabadítani"), másjellegű szorulás lépett fel, ezért a vezérlö feszültséget megszüntcti. hívja a híbaO szubrutint, amely ekkor a "rotor meg sem indult" hibajelzést ad: a piros LED rővid szünetekkel egyet villan; Ha II rotor forgása megindult, 2 g.(~nként ellenŐr.d. hogy forog-e, (megtett-e ez alatt az idő alatt min. 4 fokOL), és ha nem (es még nem fordul! irányba), a vezerlés megszünik, a hibaO szubrutin hívásával ,.forgás közben megszorult" hibajelzést ad a piros LED rövid szünetek utáni kétszeri villanásával; ha az antenna irányba fordult, leállítja a forgatást és kigy1.ijtja DI3 LED-et.

A processzoros antennaforgat6 használata A program első indításakor a belső EEPROM-ba kell írni azt a két irányt (illetve a P vezeték feszültségének ezekhez az irányokhoz tartoz6 digitali· zált értekét), amely között az antenna á1lithatO. A legkisebb szög memorizálása az előlapi sárga nyomógomb megnyomásával történik. miután kézi vezérléssel az antennát a legkisebb (itt 10 fokos) irányba állítouuk. A legnagyobb szög memorizálásához az amennát kézi vezérléssel ebbe a (in 350 fokos) szögbe állítva az elölapi zöld billentyüt kell megnyomni. Az adott iranyhoz tanoz6 értékek mcmorizálását az LCD-n 2 má· sodpercig megjelenő értesítés igazolja vissza. Ezután kézi vezérléssel az antennát elforgatva, az LCD első nyolc karakterén megjelenik az antenna pillanatnyi iránya. A kézi vezérlöcgység anal6g műszerén jelzett irány és a processzoros vezérlő LCD-n kijelzett irány (esetleg az analóg müszer nemlinearitása, ilIetve nem tökéletes kalibrálás miatt nchány fok eltéréssel) megegyezik (10, ábra). Ha a LOGGER képernyő DX SpolS ablakában (ll. ábrán középen) a legfelső YL2014W állomásra kattintunk, a transceiver (ha a LOGGER-rel a .,Radio" soros porton keresztül kapcsolatban van) automatikusan átkapcsol a spotban szereplő 24 898 kHz frekvenciára. A bal alsó ablakban megjelennek a választot! állomás adatai, igy iránya IS: 13/ 193° a short path/long path iráAT ÉK '15

rotor porton kiadja az utasítást az antcnna 13° irányba forgatásahoz. A soros vonalon érkczö jelet a processzoros vezérlö cgység fogadja. Az LCD második nyole karakterhelyére kiírja abeállítandó szöget (.,Cél:O 13 D ), és ve~~~ zérlő jelct ad az antenna forgatására. Az e1ölapján kigyulladó sárga L ED jelzi, hogya kisebb szögek irá13. ábra. Az. antenna irányba ford ult nyába kezdi forgatni az antenna!. A kézi vezérlö egynyokhoz tartozó szögek. CTRL+A bilség elölapján világító sárga LED azt lentyük lenyomásakor a LOGGER a

...-

,

mutatja, hogya vezérlő feszültség valóban megjelent az a, b vezetékeken (12. ábra). Amikor az antenna elérte a kíván! Irányt, a vezérlő fcs7űl tség kikapcsolódik. Az antenna a (maga és a forgató) tehetetlensége miall néhány fokkal túlfordul. a lj. á bra szerint 11 °_on állt meg. Az antennaforgatónak adott vezérlő feszültség megszünik. a sárga LED kialszik. és a processzoros egységen az .,irányba fordult" fehé r LED gyullad kj. (Ha az antenna néhány fokos túlfordulása zavaró, a program vál loztatásaval a forgatásI már a kivánt irány elérése előtt néhány fokkal meg lehet szüntetni. Azt, hogy milyen fo rgatási irányban hány fokkal a cél e l őtt kell a fo rgatást leállítani. a használt antennaforgatóval és antennával kísérleti úton lehet megállapítani .)

Reményi István Rádióamatőr Alapítvány

I sen

18226429·1·43

II

Az alapítványt támogatja a

nis! RÁDIÓTE~HNIKi\ ~EIDlln \I;öiiö Ferritmagos tekercsek, fen i'magas transrlormátorok,

háláltati transzformátorok,.

NF-teke.cse"c csévetestek,. fe.rotek,. smd-induktivitások,. Amidon porvasmagok nagy választékban kaphatóIcI Postai utá nvéHel is S1állítunk.

:. , TALI Bt. 2600 Vác, Zrí nyí u. 39. W 06/27/ 501 220 Fax: 06127/ 501 221

[email protected] www.lall-transfOrmers.com

RT ÉK '15

r:'i

~~Híradásl~chnikai ~~

szakuzlel

1139 Bp., Frangepán u. 18. Tel. : 350-3201, fax : 350-8801 H-P: 9-12, 13- 17 6

Nagyfrekvenciás, amatőr alkatrésze k, koaxcsatlakozók, Mini-Circuits IC-k. www.gígatechník.hu

~r:J~ ~JKft. 4400 Nyíregyháza, Derkovits u. 132-136. Tel./lax: 06-42-422-024 [email protected] www.hmtrafo.hu

Hir Idásl. ,al

IhllH~f~ ill il~!li [Il il l:1 h,lIÓ1"d!' ktrnenő, fOJtó. :>zuro tekercsek, toroid, M, EI, ferrlf kivitelben

193

• Részlet egy készülő könyvből...

Izmiri vásár Wlassits Nándor rádiómérnök, HAeQC

Alábbi cikkünk Wlassíts Nálldor (HA8QCJ rádióomatőr társu,," kiadásra wiró kön)'\i!böl veti eli5:eles. A munka a s=er=ó "Rövidhullámok /924 - 1934" c. elsó, /lagy sikem kötete millIegy fol)'tauisónak tekinthető. K/Njük kedl'es Olvasóinkat, hogy lámaga/asa ikkal csatlako:::tanak a kÖII)'v kiadását fe/korolo HA Old Timer Körhóz és a Remény; Isnim Rádióomatőr AlapÍll'Óny k6:has;:mí s=en'e:ethez. E:en s::erIY?::etek l.arjók a s=akmas::ereto nagykö;:önseg és a ha::ai s::akipar anyagi segí/ségél. Pén.-felajimlásaikat a Remén)'i IslI'á" Rádioomarór AlapÍ/vány, OTP Ballk Nyn. 11708001- 20396990 s:ámlcijaJogaclja be. Kérfiik, hogy II/alásaikoll jele:zek az összeg rende/felését: kön}'l'kiadós! Tovtibbi informáci6: Tóth János (HG5RV) alapín'ányi kepviselö, tel.: 36-1-324-8500, este mg)' Békci Ferenc (HA5KU) fös=erk., jbekei@,ra(Jiol'ilag. hit (- A s=erk.) A diplomáciai (külügyi) vonal mel lett katonai téren is útkereses folyt Magyaro~zág II. világháborúból történő kilépésenek e lőkészítésére. Mint látni fogjuk több konkrétummal, de végső kimenetelét tekin tve eredmény nélkü\. Az érdeklődő közvélemény alig tud crröl valamit, bár bizonyosan folynak ez irányú ku tatások. A Magyar Rövidhullámú Amatörök Országos Egyesületének (MRAOE) érintettsége okán a ren-

delkezésre álló kevés publikációt forrnsui használva sorm vesszük az eseményeket. De nem maradhat ki az 1934-45-ös évck krónikájából azért sem, mert egy újllbb epiz6ddal találkozunk a rövidhull ámú amatőrök történelmi szerepvállalasáról. A kulcsfi gum, Hm;; (Hátszegi)' Olló vezérkari századosként 1938-ban bukkant fel választmányi tagként az Egyesület vezctőségébe n . Ekkor kötött barátságot Dr. Kálix Aladárral (HA I K), aki később a szófiai magyar követség katonai attasé hivatalának rádiótávírásza Ictt. Kálix. - hasonlóan az MRAOE sok más tagjához ezzel a VKF2 állományába került, s al: ..izmiri vásár"' történetében fon tos szerep vált rá.

• Budapesti illetékesek 1943. október 13-án késő este feszül ten figyelték a Rádió Es:ak-AJrika Algírból sugárzott híreit. Ejje\ fél tizenkettökorhangzott el az ..öszinteseg mindenek Jelett"' rövid mondat ,.Trifliul/Il/ak" eÍlnezve, amit a bemondó kétszer megismételt. A MllgyBr Rádió másnap esti híre pedig arról tudósított, hogy ,.mjtójelellfesek s:e,.in( az i;;mi,.i l'tís(Ír teljes magyar sikert ho:ott". E közlemény háromszor kcrült bemondásra, mert a híreket felolvasták angolul. franciául és németül. Aki történetesen rádiót hallgatott aznap este, nem sejthette, hOb'Y rejtielczett üzenetei hallott titkos katotárgyalások nai megkezdéséttek lehetőségéről.

Hatz Ott6 (17-es) a magyar párbajt6r csapat tagja

194

Isztambulban egy hónappal korábban HalZ alezredes, a szófiai katonai attasé, a Galata-híd előtt beszállt a mellette megálló gépkocsiba és az amerikai hí~zer-

zés központiába hajtottak. lu Győ®, András (Trillium) OSS2 tiszt igazolta régi ismeTÖsét, HalZot, aki tolmácsolta S::!ombathelyi Ferenc vezérkari fOnők őszin te szándékát a szövetségesekkel tőrténő katonai együttm üködés l e h ető­ ségéről. A többnapos tárgyalás során kimunkált megá/lapodós ten'e::!et pontokba szedve előírta, hogy Magyarország miképpen működjék együtt a hirszerzésben és később katonai lag. Az amerikai fél nem titkolta. hogy az ország háboru utáni elbírálása az információk mennyiségé től és értékétől fUgg majd. Tehát "őszinteség mindenek fe lett"! Az OSS ezzel a György Andrásnak szóló üzenettel hagyta jóvá a kapcsolatfelvételt, melyel Rádió Budapest az "izmiri hirrel" igazolt vissza. Az együttműködés részleteinek kidolgozása .,magyar len'e:etkéllf" került az OSS programjába: fedőnevén ,,Dogwood Chai,,"-nck (somfa limcolat) regisztrálva. Hatz alezredest pedig .Jó:m;n" néven vették nyilvántartásba. A magyar tervezetben az amerikaiak sokat kértek. Igényelték a honvédség teljes hadrendjét, a haditennelés adatait, a német hírszerzés (Abwehr) szcrvezeti felépítését és egy légi deszant akcióban a katonai együttműkö­ dést. Ehhez szükségük volt leszállásra alkalmas zónák kijelölésére. Ellentételként keveset ígének. A ,.magyar tervezet" nem szólt politikai és halárgaranciáról, bar utóbbival kapcsolatban aIvettek egy memorandumot. Ne hallgassuk cl, hogy az országot végül is háborúba sodró Trianoni B ékeszerződés sérelmei némi szimpátiát kellettek az isztambuli tárgyalófélben. A katonai együttműködés aláírását késleltette a diplomáciai vonalon is folyó tárgyalás, men úgy runt, hogy Bemben nagyobb megértéssel kezelik a politikai garanciákat. Végül mégis a Dogwood Chaill realizálódott ugyan is Isztambulban hatámapot jelöltek ki a tárgyalások lezárására. Hatz 1944.Jebmár 22-én az OSS illetékesének átadta a mllgyar elfogadó nyilatkozatot. A hétpecsétes titoknak szám ító megállapodást a magyar katonai támogatással RT ÉK '15

.Feszül/en érS=ófiába, de baj neJl..iil: anidiólem

-.-"

készülékeI

becsempés:nem Nem lIIaztam ragtÜll Budapestre,

~Gool 2_:--

Aladá/Tol, beos:-

-

~.

......._.. I ro

',,

,:

/f?F3YJ.~ "'~'-'>I~oI o. ,:,. f; 1 o..lt'" 0.- . ....

",~.:..Lq..6_ _

]J ..

0-..

"_, ,d-M().H-..,._"_roNfJ .... _ 'd D • • '~ ....! _ ,~c! .. oo~ .. L~ '0'1 __ . . . . . . , _ ..... _ l - - .... 00 .. '7 .. . "' ....,.... "' ...., , , , , , . ... 1'.. I ,.,.~ ... _ .... It/' ... t>l. I ,,1{1t:..:~~ ~c~.

Kálix Aladár aSL-lapja meginduló legi deszant akcióval egy időben szándékoztak nyilvánosságra homi. A ..ToledÓ hadművelet" sikeréhez a magyar fél maximális együttmű­ ködési szándékár61 tett bizonyságot. Hotz Ottó személyesen adta át Szombathelyi vezérezredes sajlit kezűleg rajzolt, nagy katonai s.wktudast bizonyitó térképeit a javasolt leszállási zónákról. E térképcket az amerikai Nemzeti Levéltárban őrzik. Charles Fenyvesiu)11 szánnazik ez IlZ infonnáció. ak i !Ítnézte a kutatásra felszabadított amerikai levéltári anyagol. Ezekre hivatkozva szól arról is, hogy Gi/more Filles alezredes, a Toledó Akció kiszemel! parancsnoka még 1944 nyarán is napl keszültségbcn várta a deszant müveletet elrendelő parancsot. Felté tel ezhető, hogy Horthy kormányzó ezén maradt hivatalában a német megszállás utan. Az akció elmamdt, !xir arra Románia átállása katomulag jó lehetöséget kínált volna. Törtenészeknek kell majd választ adni a kérdés miértjére. II. vi lágháborús történelmünk sorsfordító Ichetöségét veszítette el Magyarország. De ez nem változtat azon a tényen. hogya háborúban egyetle11ként szülelett olyan megállapodás, amikor az Egyesült Államok Németország szövetségesével titkos szerzödést kötött katonai együttműködés céljából. A béketárgyalásokon 1947-ben mindez figyelmen kivül maradt. A történet akár véget is érhetne ill, de éljünk a lehető­ séggel, hogy betekintsük a kulisszák mögé. Miközben a "magyar ter"ezet" gördült a maga útján Hatz alezredessel még történt egy é~ má~, s ennek részese volt Kálix Aladár is. Idézzük erről Hatz 4 OttÓ! D/: Alakra Zoltál1 forrásirodalomnak tekinthető könyvéböl: RT EK '15

sikerűll

o.-=-=' ••

hanem Dl: Kálix tOlt rá,Jjótá\'irás=ommol, akiben teljesen megbi=/am

és akihe= ajó himtali kapcsolaton túl s;;oros barátság is jű:átt, !,' aki tilok-

tarló, :árkti=oll, komoly és elÁötele:ett magyor éne/mli ember \'0/1 lanl/Imányo:tuk a rádió QlJÓ-lY?l'ót es a rejtjel rends:ert. Ó/Jovasoltam kapcsolattartó

rÓlJióulvirásznak, de

lIem

omt/am be

minden részlethe. " Decemberben mindkenen Budapestre utaztak, a rádiókészüléket Kádár ezredes elrejtettc a VKF2-nél, Kálix pedig készült fcladatára. Azért, hogy személye felül álljon minden gyanún ismét bekapcsolódott az MRAOE munkájába és civil li:ti:nek bizo/Jysagárll megkapta a HA~ U hiv6jelet. Az OSS előírta, hogya rádiókapcsolat felvetelére a megállapodás aláirása után kerülhet sor, miután a Rádió Észak-Afrika hullámhosszán elhangLou, hogy: .•Afag)'arors:ágo/J a kö:eljö\'őben fontos politikai esel1u}nyek wírhatok." Kádár GYI/la VKF2 fönök szerint a rádi6készüléket nem használták, azt lefoglalt:ik a németek a megszállás után. Más forrás szerint Ilatz kapott rádióüzenotet 3• Akár hogy is volt, a készüléket Kálix nem kezelhette, mert 1944.január IO-én életét vesztette a Szófiát ért pusztitó bombatámadás sonin. Ezen a napon HatL nem tartózkodott a bulgáriai követségen, hanem Kádár ezredes társaságában Münchenben tárgyalt a német hírszerzés fönökevel. Felettébb érdekes, hogy miért került sor a Canaris tengcmaggyaltörténö találkozóra'? Tekintsünk be röviden az események alakutásába. Hatz alezredes körü ttekintöen konspirált: s mert legálisan kellett Törökországban tartózkodnia megbíztak az ankarai Iwtolloi attasé feladatköre"el is. Helyettese Bágyoni Ferenc alezredes lett "Pink" fedÖnéven. Mindezek ellenére egyre jobban érdeklődött utána a német hírszerzCs. Hatz ezután már alig érintkezett az amerikaiakkal, kapcsolatát egy volt tengerésztiszten (Lothar Kövess) keresztül tartotta.

Németeknek dolgozó amerikai tiszt hívta fel ,.Jázmin"-m a figyelmet. s Hatz az OSS előtt eltltkolt preventív lépésre szánla el magát. Kapcsolatba lépett régi ismerősével Ottó Wagner (Delius) ezredessel. aki német katonai attasé beosztásban ténykedett Bulgária fővárosában. Úgy épitcHe fel történetél, hogy amerikai tisztek "megkörnyékezték" és ajánlatot tettek Magyarország háborúból történő kiválására Vagyis nem volt másr61 szó. mint a katonai anasék körében mindennaposnak tekinthető rutin megkömyékezésrő1. Amiröl Hatz alezredes Wagnernak beszélt, az rövid úton a berlini illetékes asztalára került. Olt viszont a külügyminisztériumba beépült szuperkém, Fritz Kolbe lefényképezte az anyagot és a Wagner találkozók dokumentumai néhány nap múlva már az OSS fönökének, Allen DIII/es/wk a kezében voltak. Hat7 alezredes gyanúba keveredett az amerikaiak elött is, mindkét helyzetet tisztáznia kellett! Canaris tengemagy jól IMnene Hatzot és rokonszenvezett vele. Ezért javasolta Szombathelyi vezérkari fönök, hogy Kádár Gyulával együtt keressék fel az Abwehr vezetőjét és adják elő, hogy Hatz úm. beépülne az amerikai hírszcrzésbc. Canaris naivnak tartotta az elképzelést és elvetette. Nem tudni, hogy mi hangzott még el a müncheni találkozón. de azután a "magyar tervezet" ugyében tolyó tárgyalasok felgyorsultak. Van olyan feltevés, hogy Canaris aki élesen szcmbeálll Hillerrcl javasolta az amerikaiakkal tőrténő megállapodást. A közös tengereszmúlt okán Horthy es Canaris tisztelték egymást, találkoztak és futár úton leveleztek. Sok még itt a megválaszolatlan kérdés. mert Kádár ezredes írta könyvében, hogya Gestapo fogságában folyamatosan Honhy szerepéről faggattak Hatz tárgyalásai kapcsán. Kádámak csupán az általa elmondott, Dcliussal (Wagner) folytatott találkozások ténye adott lehelöséget a védekezésre, hogy mentse magát az árulás vádja alól. Hatz OttÓ ügye előkelő helyen szerepelt a magyarok "bünlajstromán" Klessheimben is, ahol lezajlott Horthy és Hitler utolsó találkozása közvetlenül a megszállás elÖli. Hatt. alezredes! azonnal hazarendelték s neki nem volt kétsége aITÓl, hogy miröl lesz szó. Tudta, hogy csak a Wagnerral való talál kozásokkal " tisztázhatia" magát, amit eddig elhallgatott az amerikaiak előtt. E kapcsolat feltárása már nem volt meg195

visszaemlékezésében elismerőcn szólt Hatz alezrcdesrol. Úgy írta. hogy JÓ magyar hazafi volt és zseniális hírszerző munkát végzett. Eljátszotta a németekhez lOjális szerepet is, hogy ne kerüljön veszélybe az amerikai-magyar katonai együltmüködes Ichetösége.

kerülhető és jól végzooölI. men elmondása megegyczel! azzal. amit már ugy is tudlak az amerikaiak.

Dc elegendő lesz-e Budapesten Wagnerrol. hivatkozni? lia nem, a •• magyar tervezet" összeomlik es maga alá temet mindenkit. Gyors döntést kelleti hozni! Úgy Charl!;:. Ft:nyw:.i :.zt:rinl, milli Dr. Makro könyvébülIIz bontakozik ki, hogy HalZ alibijd az igen gyeng!!n mű­ ködő osztrák ellenállási csoport (Arcel) lebuktatása erősítette meg a németek előtt. 1944 március végen egy budapesti szállodában a Gestapo telten éne az oSztrák csoport egyik tagját ügynöki rádió átvétele közben. A készülékeI Bágyoni alezredes. I lau helyeItese csempészte be az ass megbízásából. A tettenérés az ..Arcel" teljes felszámolásához vezetett, amit Makro könyve szerint az ass és Hatz közösen tervelt ki a "magyar terveze!" védelmének érdekében. Charles Fenyvesi azt ina, hogy az akció mögöl! egyedül Hatt Ottó állt. Bárhogy is volt. aL osztrák ellenálláSI csoport összeomlása után II magyar ..Összeesküvés" ügyel a németek levették nllpircndröl. Kádár GyultIt sem faggatták tovább eITől. és a Gestapo kiengedte fogásából Hatz attót, akit az Egyesült Allarnok javára történő kémkedéssel vádollak. Úgy tűnik, hogya németek nem tudtak mindenről. csak aITól amit Wagner továbbított Berlinbe. Nem tudtak az átadOI1 katonai információkról, Kálix dr. rádiótávirászi feladatáról, a rádiókapcsolatm átadoll rejtjel-

-.-

Szombathelyi Fere nc vezé rkari fönö k rendszeITől stb. Nem volt szó Ilorthy, Kállay, Szombathelyi és Kt'ldt'lr Gyula szcrcpéröl és aITÓl sem, hogy 1944. február 22-én a ..magyar tervezet" hivatalos rangra emelkedett. Egyaltalán mit tudott l!itler a magyar ter.'ezctről? Kapcsolatban volt-e a megállapodás a diplomaeiail> csatornákon folyó tárgyalásokknl? Elgondolkoztató az is. hogy Hitler 1944. rebruár 28-án adott parancsot Magyarország katonai megszállására, amikor még nem telt el egy hét sem, hog~ a .,magyar tervezet" végére pont került. Sok a rejtélyes kérde..c; és a7 I~ furcc;a, hogya Nűrnbergi Per előkészítése soron az idevonatkozó iratok elvesztek. Legalább is ezt ina Charles Fenyvesi. Arc" Co/email. az ass isztambuli kirendeltségének volt munkatársa,

Hut:, (Ht'ltszegi) On ó (1908-1977) sokoldalú. nyelveket beszélő kiváló elő­ menetelű vezerkari tiszt volt és jelentős sportsikerekkel büszkelkedhetctl. Józseftestvérével a rerfi tŐT egyen i és esapalszámában országos bajnok és tagja volt az I 933-as Európa-bajnokság e7Üstémlcs magyar csapatának. 1944. május - október kőzött a honvédelmi miniszter szárnysegédc ezredesi rangban, majd a nyilas hatalomátvétel utan fontos hadititkokkal atsLökött a fronton es Malinovszkij törzsében runt fel tanácsadóként. Szalasiék halálra ítélték, majd a szovjet hatóság indított eljárást ellene kémkedés vadJ3val. Amikor ügyét relülvizsgáhák és rehabilitálták már tízéve volt a Ljubjanka börtönének foglya. Innen tért vissza Budapestre ahol spontapasztalatait vívómeslerként hasznosította. IsmerőseI szerint élete végéig régi önmaga maradI; emberi kapcsolataiban közvetlen és humorát nem törték meg az átélt viS7.Qntagságok. Az államclnök I 992-ben posztumusz altábomaggyá léptetle elő. Dr. Kálix Aludár(1912-1944). Alig tizenhat évesen már ott találjuk az

Ogynökl rád ió és reJtJelez6

196

RT ÉK '15

MRAE cbrcdcző mozgalmában. Hivó· jelével (EWKX) az aktívan dolgozó al· lomások kOLon szerepel!, kcsöbb IIAF3AK mlljd HAl K jc1:lcssc1 jól is· mert riividhullámú amatőr. 1938-ban visszaadta adócngedclyét A Budapesti Múszaki és Gazdaságtudományi Egyetemen szerLeli közgaLdásL diplomál, majd ti VKF2 alkalmazásába vont rádiótávirás,-k~nt dolgozott különböző szolgálalI helyeken. Szófia bombázása somn halt meg, hclytállástacrt 1944. október 5-én Horthy komlányz6 .•Magyar Brofl= Údem kereszt IIlIlJisza[Clgo/l" kitüntetésben reszesítettc.

tében bizoo,os t~ meg kellett va!toztatt'118 a cenzorok kOWtelésére.

Jegyzetek:

t

Az é1sport résztvevői jellemz6en "magya' rosított' néven szerepeltek az t930-as

években. 2. Office of Strategic Service (Stratégiai Szolgálatok Hvatala)

a CIA el6dszervezete.

3. Az amerikai kutató részletesen fogtalko-ZIk Hatz kuldetéséYel .A három 6sszeeskUvés" cimUkOnyvben. "

, Honvédeimi miniszterek szolgálatában " címmel [rt könyvet Hatz Ott6 regényes életéröL S. Kádár Gyufa .A LudoYikát6I Sopronköhj.

6. Ennek kapcsán - kÖZlletlenül a német megszálfás elOtt két magas rangu amerikai katonatiszt érkezett ejt6erny6vel Magyarországa. hogy lárgyafásokallotytas· sanak. A németek mindent tudtak és a megszáJIAs ulM mindkét tisztet elfogták. 7 KAl1ay MkJ6s mlnlsztereloök irta alá. Forrá . Irodalom: Charles FenyvesI: Három összeesküvés

IBi>, 20(7)

dáig' timu könyvében énntl a Hatz ügyet; többször eflentmoodásosan a Ieot emlitett

Kádár Gyula: A LudoYikától

Sopronkőht·

dálg (Bp.. 1984) or Makta Zolla" Honvédeimi miniSZterek szolgálatában (Munctlen 1986) Honvédelmf Minisztérium Háborús ke· gyeleti főosztály dokumentuma

forrásm.JnkákkN. Mindez magyarázható

az 1970-es évek politikai viszonyaival Ká· dár külföldi barátaihoz küldött bizalmas leveleiben maga is irta, hogy memoárkOte-

És a készülékeket kl építi majd meg?!

Célunk a gyakorlati oktatás. a szakkon munka segrtése. a kezd6 elektrOnika-barátok gyakorlati készséQének fe~esztés9. A AlA keretében bármely oktatásI intézmény 1 eyes· RÁOIÓTECHN IKA elöfizetessel a kovetkező kedvezményeket nyeri el - tanáraik, tanut61k (diákigazOlyánnya1) 10%-os árengedménnyef vásárolhatnak a HAM-bazárban, - a soron következő RT évkönyvet Ingyen megkOldjük az Iskolának, - régebbilapjainkból és évkönyveinkből alkalmanként dfjmentesen vihetnek az Iskolilk. ' t*mely 1otyam1tO$. 12 hOoIpo.

A AlA lényege a RÁOIÓTECHN1KÁ-ban a kezdők és a haladók egyaránt találhatnak kedvükre való építési Ieirilsokat!

Tel ./fax: 239-4932 , 239-4933

1374 Budapest , Pf. 603

[email protected]

Legyen sok, tiszta kezü segitönk! Nagyon sokan legálisan használják kiadványainkat, - ennek örülünk, ezen bevételeinkből működik szerkesztőségünk. Nagyon sokan nem legálisan használják kiadványainkat, - ennek nem örülünk, ebből bizony nem tudunk m ű ködni. Mi nem akarunk az illegális felhasználóktól bármit is eltulajdonitani, - viszont bízunk abban, hogy kérésünk megértésre talál:

Ha úgy érzi, hogy hasznára volt bármely kiadványunk, (lapunk, évkönyvünk, füzetünk, szoftverünk), akkor Önre bízzuk, hogy mekkora összeggel támogatja szerkesztői munkánkat, mert a jövőben is meg szeretnénk jelentetni kiadványai nkat. Postai, banki utalásnál a "Rádiótechnika" közleményt kérjük megadni!

Rádióvilág Kft., 10300002 20151964 00003285 RTÉK '15

197

amatőr sáwevők kezdőknek, haladóknak

Rövidhullámú

Ford. : dr. Sipos Mihály okI. villamosmérnök

A rúdióumu/ör sál'munka egy rijvidhul~ fámli w!\,ókésziih}kke/. oz olt dolgozó

ama/ör állomások forgalma:ásának megfigyelésével keull/nó meg. Ezek a rádiók felepirésiiket lekl"'1'e lehellIek egyszerúbbek mgy bonyolul/abbak. gyári ki)'/Ie/ezé~'ü uI'agy home made (hód építésű) szerkezetek. Meglehet. oz ut6bbiak Ilem csillognak-villognok mmyira mint gyári lestvéreik,

de a ve/iik szerezhető sikerélmimy öröme semmi mással nem pótolhmó, A lé"yegesen csekclyehb épÍ/ési költségeket most /lern is emUn'f'.

Jelen cikk-ös.f:etillíráshan

tc

eg)'-

.5:erúhh (Jetcktoros w'wjtöl a bonyolll/..

rabhfe/építéslj SZ/lper rends=eni "öl-'idhlll/cill/ú rúdioo",o(ör sáwe~'Ókig holadm ","IalIIlIk be mthuny mriációr. külföldi s:akiroda/mak alapjan.

Detektoros

vevőkészülék

HF

erősitővel

A kezdők ezen e]sö, uJjgyakorlatnak szánt, radióvevőjévcl erős jelű hosszú-o közép- és rövidhullnmú (HH, KJ-! és RH) miisorszóró AM-adók jeleit lehet fogni . illetve nagyellenállású fülhallgató segítségével hallgatni [l], Tehát ezzel a készülékkel még nem fi gyelhetők meg a speciális adásrnóddal üzemelő amatőr távíró (CW) és fónia (SS B) állomások. A vevő egyszeru felépítésü, könnyen hozzáférhető a l katrészekből áll. Ha a felhasznált alkatrészek hibátlanok, úgy a készülék azonnal működő­ képes, beállÍIasra nem lesz szükség, A vevő müködéséhez fó ldclésre vagy ellcnsúlyra van szükség. valamint egy kb. L. I Om hosszu szobai antennAra. Ilasználható ennél hosszabb, kültéri antenna is. így távolabbi adók jelei is foghatók lesznek. A közeli. erős adók jeleit ferritan tennával is meghallgathatjuk. A vevő antenna bemeneti érzékenysége mm, 5 mV. A vevő táplálása egyetlen 1,5 V-os sztirazelemröl torténik, Mivel az áramfelvétel nem több 0.35 mA-nél, ezén készülékünkben még a máshonnan kiörcgcdcn, mcgnőn belső ellenállású szarazelemek is használhatóak. Egyetlen feltétcl, hogy a vevő okozta terhelés

198

nagy ellenilllású (3 .. .4 kohm) fejhallgató adja. Pigyelefll.' A nagyimpedancitis fejhallgató a legkritikusabb alkatl'i!s=e a I'evóllek. Néhányszor líz vagy pál' szá= ohmos fe)halfgalokkal Ile kisérletczziillk, a=okkalllem rmiköllik megfele{(jell a rádió.' A bemeneti rezgőkör L I tekercse gyanánt bánnilyen, pl. más, roncs rádióvevőböl kiépített ferritante nna is szóba jöhet, de mi magunk is készithetünk hasonlót. A HH és KII sávokban 50 .. ,100 mm hosszúságu lapos vagy cső ferritrudat használjunk. A HH tekeres 200 menet legyen bánnilyen vékony. zománcozott huzalból. a KH te· keres 60 menet, többeres litzehuzalból. A meneteket egy rétegben. szorosan egymás mellé tekerjük fel egy pamfinozott papírból készült csévetestre. Az RH tekercset ajánlatos a legnagyobb kőrjósági tényezővci elkészíteni. Készítsünk e lő egy 30 mm á tmérőjű hengeres c..evetcslct, lckeT)ünk r.\ 7 menetet I mm-cs zománcozott rézhuzalból, 2 mm-es mcnetemclkedéssel. (Használható nem zománcozott huzal is.) A forgókondenzáto r bánnilyen tipusú Ichet, ajánlatos régebbi csöves vevökből szánnazó l égszigctclésűt va· lasztani. Ha dupla vagy tripla szekciójú II forgókondink, úgy ajánlatos azokat párhuzamosan öSszckölni, hogy ezáltal nagyobb vétcli sávszélességet erhcssünk el. A többi kondenzátor bánnilyen típusÚ. kcrámia anyagú legyen. Az el-

hatására nc csökkenjen 1.2 V ahl az elem kapocsfeszültsége. A detektoros vevőkészü l ék kapcsolási rajzát az L ábra mutmja. A jcl az antennaról kÖ7Vctlenül az LI-Cl párhuzamos rezgőkörre ke rül, amellyel a venni kivánt frekvenciára val6 hangoh\st (C I), illetve a nem kívlÍnatos frekvenciák clnyomását szolgálja. EL: a rezgőkö r határozza meg a vevönk szelektivitásál. A rádiófrekveneiás (RF-) jel fi kiskapacitású C2 csatoló kondcnzátoro n áta két szilícium diódából (D I, D2) kialakíton detektorra kerül. A diódák az R l ellenállás segítségével elöfeszitett állapotban. enyhén nyitva vannak, rajtuk egészen kis aram folyik át. Ennek révén megnő a vevő érzékenysége a kis szintű jelekkel szemben, mivel aL előfeszites réven a diódák karakterisztikajuk legmeredekebb szakaszára vannak beállítva, A detektálás utan keletkező hangfrekvenciás (HF-) jelct az RF-jelcktöl a C3 kondenzátor segitségével szűrjúk meg, es a C4 leválasztó kondenzátoron át a közvetlen csatolt hnromfokozatú (T 1... T3) hangfrekvcnciás (H F-) erős[­ töre adjuk. Az erösítöben az R2-R5-C5 integráló lánc segítségével egyenáramú negatív visszacsato lást alkalmazunk. Az e rősítő fokozat tranzisztorai mikroáramú üzemmódban dolgoznak. ami hozzájárul az árnmkör stabil itásához is. Dár az áramfelvé tel kicsiny, a fokozat e rősítési tényezője több mint 1000. A kimeneti fokozat terhelését

.ot C,,, Ll

C,

, '"' Hangolás

K

R3

R' o, O,

R'

"'"

'00 k lOk

'Ok

e71 100 n +

e. 330 " e3

lo

2 X 1N914, 1N4148

15V

"

T2

T3

C, 20'

3 X BC546B, BC182B

t ábra

RT ÉK '15

Uo

2. ábra

I"

lenállások tetves slerintiek lehetnek_ A detektoros vevőt elkészithetJük pl. egy IiItAlÁnn.. pmha (im veroboard vagy .. fusi·') panelra. vagy több kisebb. de egymáshoz rög-Lített nyák-darabkára is. Az alkatrészck elhelyezése nem kritiku~. a megépítés egy fél óra alatt befeJezhetó. Usyanakkor érdemes megfogadni néhány tanácsot: ne használjunk hosszú összekötő vezetékeket, - a detektor áramkört helyezzük a rezgő­ kör és a HF erősítő bemenetének közelébe, a I-IF kimenetet pedig a bcmcnettől távolabb. A vevő beállítását a HF-erö~ítő ellenőrzésével kezdjük. Egy multiméter segitségével meTjük meg a T3 kollektorán a feszültséget. Ez 1,5 V tápfeszültség esetén 0,7 ... 0.9 V legyen. Ellenkező esetben tüzetesen "együk szemügyre a szerelt aramkön, ellenőrizzük a félvezetők, ellenállások, a fejhallgató mű­ ködőkepessegct, a kondenutorok szivargasát. A hiba kijavítása után érjünk hozzá a TI bázisahoz, ekkor a fej hal1gatóban váhóáramú morgó hangot ún. brummOl kell hallanunk. A detektor D I és D2 dlódáinak müködőképességét a diódákon eső feszültségck mérésével állapíthatjuk meg. Ez 0,5 V körüli kell legyen. Az antenna és a fOlddes (ellensúly) rá.kapcsolásakor a fejha\1gatóban vételi zajoknak kell hallatszania. illetve adóra hangoláskor az általa kisugárzott jelnek. Ajánlatos az R I ellenállás értékét megválogatni. Ha megnöveljük 33 ... 47 kohmra. ugy többszörösére nő a vevő érzékenysége. azonban rulságosan nagy ellenállás értékek esetében lecsökken. A próbálgat.b során vegyük figyelembe. hogy RI leválasztásakor vagy ha a Hf-crosítőnk bemenetc a levegöben lóg. a vevő be fog gerjedni. A venni kívant frekvencia savol Ll menets7..ámának változtatásával állíthatJuk be. Ennek socin a vehető rádióállomásokra hagyatkozhatunk. Néhány cidióállomás olyan erövel jelentkezhet, hogya HF-jel torz lesz. Ekkor ,,·együk RT ÉK '15

kisebbre az antenna csutolasat, azaz az antennát egy 10 ... 22 pF-os kondenzátoron keresztül kössük be az áramköriinkbc. Érdemes figyelembe vcnni, hogy a csatolás, illetve a C2 énékének csökkentése javítja a ,evő szelektivitását. I-Ia az amennát pl. egy 180 pF maxllnáhs kapacitású forgókondenzátoron keresztül kötjük be áramkörünkbe. ugy lehetőségünk nyílik az antenna csatolását szabályozni. cLáltal állíthatjuk mind a hangerőt, mind a szelektivitás\. A TI ...n alkotta erösítő elvi mükö· dését az alábbiakban részletesen taglal. juk. (Ezt a részt a kezdők átlJgorhatják!)

Vissza csatolt er6sít6k [2] A Vi"-~7JJCsatolást gyakran használjak az erösítőkben. hiszen ennek réven nagy ménékbcn javulhat nak az eszköz paraméterei. illetve az erősítő kapcsolásaTa alapozva uj eszközöket hozhatunk létre: triggen. oszeilláton ~tb. A visszacsatolt (feedback. FB) erősítő általános kapcsolási rajzát il 2. ábra mutatja. Az Uc bemenetí jel és az Uoc FB-jel az A I összegző áramkörre keriil, majd II tovabbiakban a ~ erősítési tényezőjű A2 erősítő fokozatra (~ értéke általában» I). Az erősÍlő kimenetén megjelenő Vajel a ~ (beta) erősítési tényezőjü FB-Iancon áthalad. ahol kialakul az Uoc visszacsatoló jel. Béta értéke általában «I. Elsőként tételezzük fel, hogy sem az erösítő. sem az FB-láne nem okoz fazisváltozásokat. Ekkor a jeleknek A l-ben történö összegzésére leírható hogy:

Vo

(U c + Uod 4

ugyanakkor:

Uoc = pUa. Behelyellesítve megkapjuk az egész berendezés K erősítési tényezőjét: U,

U,K,/(l

"'~),

K ~ UofUc ; K,/( l -

KoP)·

Látjuk, hogy al erősítési tényez.6 nő és ha ~p = I, akkor végtelen értéket vesz fel. Ez pedig öngerjedéstjelent: az erösítő rezgéskeltőként kezd el dolgozni. Az ilyen típusu FB-t hívjak pozitív visszacsatolásnak. melyet oszcillátorok. jc\rcgenerátorok stb. létrchoz.ására használnak. HF-erosítőkbcn azonban gyakorlatilag sohasem találkozunk vele.

Most pedig az A l fokozatban ne összeadást. hanem kivonást végezzünk el. A levezetö azonos marad, csak az előjcl változik:

A viss7..acsatolás ncgatívvá vált. 31m most csökkenti az erÖsítesl. Elsőre ez nagy hátránynak látsLik. Ugyanakkor ez sokszorosan kifizetődő, men a negativ visszacsatolásnak sok előnyös tulaJdonsága van, és nagy Ko alaperösítcst napjaink kOrsZeTÜ tranzisztoros eszkölelvel könnyen el lehet érni. A negatív visszacsatolás első elő­ nyös tulajdonsága. hogy csökkenti a nonlinearitás miani torzításokat. Az erösítő feladata: a kimeneten a bemenetí jel pontos "képét" visszaadni. azonban nagyobb feszültség és/vagy teljesítményszint mellell. A torz kimeneti jelet ugyanakkor el lehet képzelni egy tOl7itatlan jel és torzitási tennékck összegének. Ez utóbbiak nincsenek jelen a bemenő jelben. de a kimeneti jeiből a negativ visszacsatoló láncon keresztül rákerülhelnek a bemenetre. Mi"el a visszacsatolás negatív. ezért a torzitás .,Iennékei'· a bementrc \ isszakerülve kisebb vagy nagyobb mértékben. mintegy önmagukat kompenzálják, semlegesítik a kimenő jelben. A negativ visszacsatolás másik elönyös tulajdonsága, hogy általa egyenletesebb lesz az erősítő amplitudó - frekveneia karakterisztikája es szélesebb lesz a frekvencia-átviteli sáv is. Azokon a frekvenciákon. ahol az erősítés nagyobb, ott a negatív FB is nagyobb lesz. ezáltal az átúteli sáv kiugrásai is visszaszabályozódnak. Ha ~~ »1, akkor azelöző egyenlet szerint K - l/~. Ha az FB-IáncOI frckvenciariíggetlen osztóként. két ellenállásból álló láncként képt:zzük ki. úgy az erősítő átviteli karakterisztikája széles savban egyenletes lesz. Egy úJ3bb elönyós tulajdonsága a negatív visszacsatolasnak: ha az FB-jelet az erösítő kimenetéről pitrhuzamosan vesszük le és a bcmenetére a bemenő jellel sorosan adjuk rá. (azzal ellentétes fázisban, ami kivonást credményez), úgy az erősítő kimenő ellenáUasa lecsökken. a bemenő pedig meg-

'ö. A visszacsatolás ilyen nagyon egyszeru elmélcte "tennész.etesen" csak kevésbé felel meg a valóságban tapasztaltaknak. A gyakorlat aZI mutatja. hogy egy valamennyire széles frekven· cia-átviteli sávban nincs tisztán negalh

199

u, R'

,

TR )

'c T,

"'

~

-1: o o

,

R3

..L

~

3. ábra

vagy pozitív visszacsatolás. Ráadásul a negativ visszacsmolás egy adott frekvencián képes pozitív vis~7.acsatolti~sá atalakulni. igy történik abban al esetben. ha az crősítőhcn valamilyen fázis-

forgatás történik csa 180 fokos clforgatá!.ho7 közeledve a visszacsatoló jel fázisa kezd egybeesni a bemcnctiJCIC\cl. lia elegendő az erősítés mérteke. úgy

ezen

ri

frekvencian az

erősitő

gcrJcdni

fog és igazzá válik a régi rádióamalór mondás: ha erösítő készítésébe fogsz generálort kapsz ... A fent bemulatotl egyenletek ekkor

csökkenni fog. miközben az erosttes csökkenése 6 dB/oktav lesz, aza7 a frekvencia kétszeresre növekedése kétszeresére növeli II csökkenés ütemet. Az erősítési tényezőnek a frekvenciától való függőségét. azaz az átviteli karakterisztikát logaritmikus skálán ábráLolva II 4. ábru vékony vonallal jelölt görbéjét kapjuk. A 3. abrán látható módon vegyünk le az erositő kimenetéről az FB-jelet párhuzamos módszcrrcl. csökkentsük ennek nagyságát egy frekvenc iafüggetlen oSztó segitségé\el, melynek erősítési tényezője: 13 ~ R3/(R2+R3) = ""0.09. majd Ildjuk rá II bcmenetre sorosan a bemenő jellel. Az FB negatív lesz, hiszen a tran.Llsztoros fokozat invertálja a jelel. A negatív visszacs310Iásnak ilyetén \aló hasznalllta lecsökkenti a kimeneti és megemeli a bemeneti ellenállasat az erosítÖnek. mégpedIg I + PKt. nagyságban. azaz kb. 10-szeresére. A negativ visszacsatolású erősitő komplex crösitési tényezőjét a következő egyenletICI határozhatjuk meg:

is igazak maradnak, azonban szükseges egy kicsiny, dc meghatározó kiegészíté,,! tenni. Azaz sziikségcs azokba bevinni az erősítés; tényezö és fl viss.-:s-

csatoló hi.nc komplex öSSZClc\öjél: ez a Ku{jw) es p(jw). Ekkor kapjuk meg a helyes eredményt és a legutolsó egyenlet a követkczőképen fog kmczm:

KU"') = Ko(j",)'((l + ~U"') I<,U"')] Ezen ut6bbi gondolatokat

II következő

egyszeru módon lehet megmagyaráznI. Legyen a tr,mzisztoros erösitő fokozat 100 (Id. 3. ábra). Az elöfesziHtségekhez szükséges alkatrészeket az egyszerűség kedvéért a raJzon nem tüntettük fel. bár IIZ FB-Iánc maga is II1kalmazhat6 ilyen céllnl A tényezöt egy komplex erősítési Re-lánc határozza meg. ahol is R-et az R l terheléssel párhuzamosan kapcsolt R2 + R3 FB-osztólánc adja: erősítési tényezője

R-R I(R2+RJ)i(Rl +R2+ RJ) A C kllpacitást a tranzisztor kimeneti kapacitása. a szerelés kapacitasa és egy esetleges kimeneti árnyékolt kábel kapacitása adja. A sorba kapcsolt erösitő es RC-Iánc kőzős erős ités! tényezője: Kww)

100·11(1 + jw RC)

Láthatjuk, hogy WC = IIRC frekvenciától kezdődően az erősítési tényező

200

KUro) = I<,Uw)/[( l + ~U",)Ko(j",)] = =

!O()..(l

+ jwRC)[ l

~

9:(1 + jroRC)J =

= ]Q.( I + jwRC·), ahol C. ,.." C J]Q

Mitlá.tunk'! Az erősÍlésűnk az I ]Q-érc csökkent és igy 10 leli. Ugyanakkor azonban az átvitelt karakterisztikában látható vágási frekvencia nagysága is a 10-szeresére nőtt, azaz enn yivel megnőtt az erősítő siwszélessege. A IK(jro)1 alakja az elŐzőhöz hasonló maradt. mint azt a 4. ábrán vastagon rajzolt vonalból is látható Az ilyen egyszerű, negativ visszacsatolású eTÖsít6ben gerjedés, az átviteli sáv nagyfokú egyenetlensegci nem figyelhctők meg. Más kérdés, ha a negativ visszacsatolás több fokozatot is átfog. Egy három. közvetlenül csatolt tranziszlorból

K

H)()

"

FB nélklll

FB ""

O.'

"

"" "

4. ábra

roRC

R'

R2

R'

5. ábra

álló crösítöre mutat példát az S. ábrlt. Az első két tranzisztor esetében a bázisfeszültség megegyezik a kollcktorfeszültseggel. mintegy 0,5 ... 0.6 V. A kis jelek erősí tésére nagyon megfelel az ilyen kapcsolás. A kimeneti T3 kru;zkád II megszokott üzenunódban dolgozik. amikor is a kollektorfeszültség a tápfeszültség felével egyezik meg. A három fokozat müködésének stabilizálál>lit negatív viss.LilcsatulÍls biztosítJa. melyet az crösítő kimenetéröl a bcmcnctre az R4 ellenálláson át kerül. Ez állítja elö a TI tranzisztor működé­ séhez szükséges bázise!őfeszítö mot. A negativ visszacsatolás a bemenö jellel parhuzamosan keru I a bemenctrc. ezért az erősÍlő bemeneti ellenállása nem nagy. Az ehhcz hasonló erősitökben gyakran megfigyelhetó a gerJcdés nagyobb frckvcnciákon. Ezt próbálják megelőzni a C I, C2, C3 kondellzatorokkal, ami a gyakorlat szerint hiabava16 dolog. A ge~edés még erősebbé válik, bár a frekvenciája csókken. l-.nnck oka éppen a kondenzátorokban van, amelyeket akár a tranzisztorok elektr6dái közölti kapacitások is képezhetnek. Bonyolítja a dolgot a C4 bcmcneti kapacitás. Tételezzük fel. hogy mmd a négy RI-Cl...R4-C4 lánc időállandója azonos. Ekkor a vágási frekvencián mindegyik 45 fokot fázisforgal. ami ÖSszesen ISO fok. Ilyeténként a negatív visszacsatolás a vágási frekvencián pozitiv visszacsatolássá alakul! A vágási frekvencián az RC-Iáncok által képzett jelgyengit6. mindössze O, 707 4 ~ 0,25, lovábbi gyengitést visz be az R4 ellenálliis és II TI bcmcncti ellenállása alkotta osztó. Ehhez még azt is vegyiik figyelembe. hogy az erősítés akár 10 OOO szeres is lehet. Még abban az esetben is, hu al crősités nem elegendő abcgcrjedéshez. még akkor is egy számunkra szükségtclen kiugnls fog kclctkezni az átviteli

am-

RT ÉK '15

sorosan egy néhány kiloohmos ellenállást (R4 általában megaohm nagyság-

KI

rendű) .

FB nélkOl

"'Re 6. ábra

görbén a magasabb frckvenciákon (6.

ábra). Ugyanilyen csucsaI hithatunk ak· kor is, ha az Re-láncok idöálland6ja különböző.

(A pontos szamitások soran

figyelembe kel! venni a TI és T2 tranzisztorok bcmencti ellenállásának párhuzamos kapcsol6dását az RI, R2 elIcnállásokkaL) A kiugrás azon a frek· vencián lesz. ahol az erősítő - visszacsatolás hu rokban az összegzett fázisforgatás megközelíti a 180 fokot.

Hogyan szabadulhatunk meg ettől a kellemetlen etTektustól? Csak egy módszer van: a hurokerősitcst (az3t: a Ko~ szorzatot) egynél kisebbé tenni azokon a frekvenciákon, ahol a vIsszacsatolás átfordul negatívból pozitívva. Ennek érdekében pl.jclcntősen megnő­ velheljük C4 kapacitását, amivel az R4-C4 lánc vágási frekvenciájá! leesökkcntjűk, ezzel pedig lecsökken az erősitési ténye7ő a magasabb frekvenciákon. Ha a bemenetnek egy jelentő­ sebb kapacitással történő lesöntölésc nem kivánatos, úgy a C4-gycl kössünk

14 uH

Az esetek sorában ilyen ellenállást jelenthet magának a jel forrásnak a kimeneti ellenállása, a C4 kondenzátor szerepét pedig a leválasztó kondenzátor jálssLa. AL erősítő stabilan fog mUködni, hajelforrást rakunk a bemenetére, de begerjed, ha azt leválasztjuk. Mégjobb, ha az R4 ellenállást két, sorba kötön tagból alakítjuk ki, amelyek közös pontját egy nagy kapacitású kondenzatoron át a loldre kötjük. Léteznek kimódoltabb megoldások is a frekvcnciakorrckcióra, például intcgráló tagok használata (7. ábra). A 7.a :ibm R2 ellenállásának énékét néhányszor kisebbre kell választani, mint az Rl-é. ekkor az alacsonyabb frckvenciákon a lánc csillapítása I, és R2/(RI +R2) értékre csökken a magasabb frckvenciákon. A frekvencia növekedésével a fázisforgatás nagysága is nő, majd csökken és az elég magas frekvenciákon nullához fog tartani. Hasonló karakterisztikájú a 7.b ábrán látható lánc is. azonban ennek bemeneti ellenállása kapacitív jellegű és csökken a magasabb frekvenciákon. Végezetül nézzűk meg, hogyan oldható meg a műveleti erősítők stabilitása, hiszen ezek esetében akár 100%-os negativ FB is (P = I ) elképzelhető, mig II saját Ko erős í tésük eléri a tíz-százezres nagyságot. A műveleti erősi tők minden fokozatát igyekeznek szélessávúnak kialakítani, csak egyetlen egy esetében (általában ez adja a legnagyobb erősl tést) építenek be egy ala-

R1

R1

~~ R2Q e1 I e2 al

bl 7. ábra

csonyabb frekvenciájú vágást. Néha mcg külso kapacl lasokat IS felhasználnak. Az ilyen esetekben az erősítő karakterisztikája igen széles frekvenciasávban 6 dS/oktáv esést mutat (ld. 4. ábra), a fázis forgatás nem lesz több 90 foknáI. A fentiekben csak olyan erősítő esetét vizsgáltuk meg, amelyben az egyes fokozato k közölt közvetlen DC-kapcsolat van, illetve 37 egyenáramtól kezdve bármilyen frekvenciát képesek erősíteni. Azon erősítők. amelyekben leválasztó kondenzátorok vannak, egy alsó frekvenciahatárral is rendelkeznek. Ezeknek az átviteli kamkterisz!ikájában negatív visszac~atolás használatakor az alacsonyabb frekvenciatartományokban is megfigyelhetők kiugrások. A gerjedés berregés. kopogás hangjának fonnájában is felléphet. Az ilyen esetekben a leválasztó kOlldcnzátorokból és az egyes fokozatok bemeneti eJlenállásából képzelt RC-Iáncok által bevitt fázisforgatást kell kiszámolni. Nem ajánlatos, ha az F8-hurokban egynél több ilyen lánc van.

CJ 47

·,v

"" R2

m

C1

""01

, LJ '" c, '" 360 ,1"-

:
C12 680

KV132 .L

8. ábra

RT ÉK '15

201

Összegzesül fogalmauuk meg a tanulsagot: a negatív visszacsatolassal ellátolt crősitökcl úgy kell megtervczni, hogy azok hurokerösitésc cgynel kcvcsebb legyen azokon a frekvenciákon, ahol a hurok fázisforgatása meghaladja a 90 fokot és közelít 180 fokhoz.

"

r- , C13-

~~5

~

1 ---;

" ~

~

330

5

2 ~

160 m-re, SA612

IC-vel A következőkben egy olyan, a 160 m-cs r.'ldióamatÖr sávban dolgozó készülékei mutatunk be, amelyben a frekveneiaát.1lakítás az SA612 (NE612) típusú aktív, kcttős balansz keverő IC-vel történik [3]. Bár az áramkör nagyon egyszeru felépítésC., mégis egy teljes értékű, egyszeres frekvencia átalakítós, azaz szuper rcndszeru vcvőkészülékről beszélhetünk. A kapcsolási raJz a 8, ábrán látható, (A "Rádióteehnika"IIAM- bazárjában igen kedvező áron beszerez· hető I C-fŐI részletes mfonnóció, adatlap a www.radiovilag.huiimages/ SA612.pdfcimröl tölthetö le.) A készülék működése a következő. Az RF-jelct az LI-C2, C3. C4-L2 tagokból álló kétköros, felső kapacitív esatolású s.'Ívszürő választja ki, és az a C6 leválasztó kondcnzatoron át jut az ICI kevcrő bcmcnetére (l. láb). Az ICI 6. és 7. lábaira került a helyi oszcillátor áramköre. Ennck frekvcnciája a Dl varikapra adott záró feszültség nagyságának R I általi változtatásával állítható bo.

A közepfrekveneiás (KF-)jel frekvenciája 500 kl lz, amely a bemenő jel, illetve a helyi oS7cil1átor frekvenciájának különbségeként Jön létre. Ezt a jelet a Z I orosz elektromechanikus szürő (típusa: FEM-035-500V-3,1) szűri ki. Az IC2-es SA612 a demodulátorrészt és az 500 kHz-cs bcat-frekvencia generáton valósí~a meg, A hangfrekvcnciás jel a CI9-R6-b61 álló egyszeru HF alult'lIeres7lö szűrőn keresLtül jut az LM386tipusú HF vcgerösitöre (IC4). A H F erősitő automatikus erösilés-szabályozást (angolul: AGC) is larlalmaz, amit a T I árnmgcnerntorral építettek meg, Bár ezt a félvezetőt mkább kapcsoló elemként szokták használni, azonban Jól cl működik nontineans áramkőrokben is. Fő előnye, hogya csatomaellenallása nulla gate feszűlt­ ség esetén nagyon magas Azaz, ha nincs jel, ügy TI gyakorlatilag nem söntöli Ic a IIF erösitő bemcnetét. A HF erösítö ntintegy 46 dll-t képes erősíte­ ni. A vevő kimeneti jeiét fülhallgatón vagy hangsLórón lehet meghallgatni. A

202

75

Cl,! :

~

Vevőkészülék

c··

9. ábra

hangero az R9 potenciométcrrcl állitható. A vevő érzékenysége max. 3 IlV, 12 dB jel-zaj szint mellett. A vételi sávszélességet az alknlmaZOIl elcktromeehanikus szűrő jellemzői határozzák meg. A bemeneti sávszűrő Ll, L2 tekcreseinck adatait a rendelkczésre álló vasmag határozza meg. Ll-nél (a földeléstől számított) I 5-öd, L2-nél pedig 1/2 menetszámnál van II leágazás helye. Ha felső oldalsávos mechanikus szűrőt használunk, akkor a kapcsolási rajzon megadott induktivitás értéket tansuk LJ-nál . Ekkor II VFO hangolési tartománya 230CL2500 kHz, Ha alsó oldalsávos szürőt használunk, akkor a VFQ freheneiáját úgy állil<;uk be. hogy az 1300, .. 1500 kHz közötti legyen. Ehhez LJ kb. 24 )JI l-s értéke tartozik. A varikap áramköre, hangolási tartománya is változhat! A leágnzás nélküli elektromechanikus szűrőt a 9. ábrán látható módon köthetjük be. C13 és CI5 énékét az éppcn használt elektromechanikus szűrőhőz kell megválasztani. A kapcsolási rajzon megadott KV132 típusú orosz varikap helyeit használható bánnilyen kisfeszültségű tipus, 20 ... 30 pF névleges kapacitással (pl. 88139). A stabil hangolófeszültséget, illetve az összes rezgéskeltő (ICI, IC2) tápfeszültségét az IC3, 8 V fix feszültségű stabilizátor állitja elő. T I tipusa lehet pl. az orosz KP50 I A vagy az európai ZVN2120 típus. li a a közismert BF245-t alkalmaznánk. akkor azt az R6 helyén, sorosan kell a be· mcnctre kömi. Az R6 pedig a TI helyére kerul. Ekkor a detektor kör (03. 02 és C23) által keltett viss7.3szabalyozó feszültség polaritását meg kell fordítani. Így egy olyan elektronikusan vczérelt feszülsegosztót kapunk. melynek a felső tagjat szabályozzuk. Beállításkorels6ként a VFO-t mdit· suk el. Az R I hangoló-feszültség potenciométert forgassuk a rajz szerinl! alsó helyzetbe, az L3 hangolómagját mozgatva érjünk el 2300 kHz-es frek-

venciál. A generált jel frekvenciáját az ICI 7. lában egy 68, .. 120 pF-os leválasztó kondenzátoron keresztül ellenőrizhetJük. frckveneiamérö műszerrel. Ezután a potenciométert forgassuk a másik végállásba és ismét mérjünk frekvenciat. Ennek nagysága min. 2500 kHz legyen. li a a VFO átfogása a szükségesnél kisebb, úgy csökkentsük CS kondenzátor énékét. Ezt követőcn ismételjük meg a fentiekben Icirt folyamatot. Ha a VFO átfogása a szükségesnél jóval nagyobb, úgy növeljük meg C8 értéket. A bemcneti sávszürőt könnyen bchangolhatjuk hangerőmaxi­ mumm. Kisméretű vevőkészülék

a

80 m-es sávra Az ismertetesre kerülő 80 m-cs vevő­ készülék kismérclÜ, könnyen elkészithető [4]. Reméljük fólkelti nem csak a J..ezdö, de agyakorlon rádióamatőrök figyeImét is. A saját tápforrással rendclkező konstrukciót az inspirálta, hogy kiránduláskor is lehelőscg nyiljon az éter megfigyelésére. Olyan berendezés ICtrchozása volt a cél. amely olcsón elö3llitható és kielégítő minőséget biz· tosit. Ennek legjobban a szinkrodin vételi elv felel meg. A hclyescn megépített vevő érzékenysege kiemelkedően magas: 12 dB jel-zaj arány mellen 0.12 IlV. Ezáltal akár egy l mctcres pótantennával is hallgathatók az éjszakai adások, ami különösen jól jön utazás közben, ha rossz az időjárás.

Elvi múködés A vevő elvi kapcsohisi rajzát a 10. ábra mutatja. A bemencten található egy háromkörös sávszürő (LI...LJ, CI...C4). amely gyengíti a sávon kivüli jeleket. Az RF erősítő source-követő kapcsolású jFET-es áramkör. Ez nem erösíti a Jelfeszültseget, de erősiti annak áramának nagyságát, amely aztán a balansz keverő Tri transzfonnátorára kerül. A vevőkészülék meghatározó fokoLata a frekvenciát átalakító, amely magába foglalja a keverőt (DBM) es a he· Iyi rezgéskeltőt (VFO). Ez meghatározza az érzékenységet és a zajlÜrést. Alapvető jelentőségü az oSLcillátor Lajszintje. illetve az általa adott jel fonná· ja. Vevőkészülékünk jellemzői akkor lesznek a legjobbak, ha a vrQ jeiének fonnája a lehető legjobban megközetiti a szinuszosfII. Ezt a problémát a legkönnyebben megint csak egy sourcekövető áramkör segítségével oldhatjuk

RT ÉK ·15

tf

KP302A

~~~

CZ

ICJ

430

120

n

LJ

Ll

2

R,~"I 27

,,,

R"

_ L2

R2 R' "Ok "O

co

120

r-----------------------------, KP601A I : 270k

C1Z

I R'

100k

CO Illn

L"

T~

c27 500 "

:

210

t-''''--;i o

~

C,"

71

•

":T3='t±71"toj~_r_;,',c,

I

" CH

331"1

C26

;r ,,

, :, ,

~

I'''' R CIB 331"1

7.2V

'Ok

"

8:- , 1t-+-l-Ih--r\tY, CIS Q, L4

4p7

, Tr3:, ,

.

•

'-Q

R"

331"1'

T2

D2

"

C1g!

830

C"

01

x KT3102E

CS 51

C23

C21 200

MI

R12

R"

R"

+ 510

22k

16 V

I-fcL~'C22 ""-..41:CJ+-i C2
C20

Il3n

C" lonI R"

o C30 C31 ..

,n

-----------------------------< KP302AM ...L

,

100~3n

""

• C"

I22D" '" Ic" "CO R"

" .. C3S

~

~," H

10. ábra

meg, ha egy ilyet építünk be a helyi oszcillátor L4 lekercséhez kapcsolódó elválasztó (puffer) fokozatba (T3). Ez kis hatással lesz a frekvencia stabilitasra, 8Z oszcillátor saját zaja kicsi marad, a kimenő jel spektruma pedig tisztább lesz, mint sok szintézcr esetében. A vevökészülék VFO-ja kapacitív hárompont kapcsolással lett kialakítva a T2jFET-tel. Azorosz KP601 A típusú FET nagy meredekségű, kis zajú (kb. 2 dB 100 MHz-en), kiválóan alkalmas a rezgéskeltő okozta zaj csökkentésére. (A KP60lA helyettesítésére a BF2S6B javasolható.) A puffer fokozatot a T3 jFET sourcc-kövctö áramköre alkotja, amely csökkenti az oszcillátor és a keverő közötti káros hatásokat. valamint egymáshoz illeszti a két fokozat impedanciáját. A frekvencia stabilitását jó minőségü és stnbil kialakitású (L4) alkatrészek, a rövid alkatrészlábak, az alacsony TK-jú C I l kondenzátor és a légszigetclésü CI4 forgókondenzátor garantálhatja. Bár az elektronikus hangolóegység használata csökkenti a frekvenciastabilitást és növeli az oszcillátor zaját, mivel a varikapoknak kicsi a körjósági tényezőjűk. ugyanakkor az R II helipot alkalmazása mentesit a finomhangolást lehetövé tevő, nagyméretű hangolómeehanikák használata alól. Ezért kompromisszunua volt szükség: a D l és 02 varikapokkal csak a sáv mintegy 10%RT ÉK '15

os részében (kb. 15 kHz) lehct hangolni, igy a VFO paramétereinek romlása ncm lesz jelentős. A kevernt klasszikus rillgmodulátor kapcsolású, négy darab dióda (D3...06) és két llab'Yfrckvenciás szimmctrizáló transzformátor (TrI és T(2) alkotja. A különbségi frekvencia hangfrekvenciás jele a C21, LS , C22-böl álló, 3 kHz vágási frekvenciájú aluláteresztó szűrórc kerül, melynek feladata, hogy megakadályozza az oszcillátor jeiének a HF-erősitő bemenetére jutasal. Ez a szűrő egyben meghatározza a vevőké­ szülék sávszélességét is. Esetünkben ez nem túl nagy: 6 kHz-es elhangolás esctén 30 ...40 dB. Némi kiegészítő szelektivitAst ad még az R 12, C24, C251ánc is. A HF-clőerősítő diszkrét elemekbő l áll. a T4, TS tranzisztorolckallett kialakítva. amelyek kis zajt tenneinek, könnyen állítható az erősí t ésük és az átviteli karakterisztika. A HF teljesítményerősítő, a széles körben alkalmazott, LM386 típusú tokka l (ICI) műkö­ dik. Ennek a 7,2 V-os tápfeszültségról szolgáltatott néhány száz milliwattos kimenö teljesítménye több mint elegendő egy kisellenállású fejhallgató vagy kisebb hangszóró meghajtására.

Megépítés A HF-erősítő elkészítése fokozott fi gyelmet érdemel, men ez határozza

meg a vevő általános erősítési tényező­ jét, ami eléri a 90 ... 100 dB~t. Ezén ajánlatos jó minőségű elektrolit és keramia kondenzátorok használata, men a bizonytalan forrásból szánnazó alkatrészek használata eseteben akár megállíthatatlan gerjedés is bekövetkezhet. A kisjelű láncokban használjunk a lehető­ ség szerinti legrövidebb, árnyékolt vezetékekct, illctve a kis zajú BC549C, BC 184C tipusokat a T4 és TS helyén. A bemeneti sávszűró tekercsei (L! ... U) eb'Yformán 16 ~H induktivitasúak és ki vitelezésűek. a leágazások 115 menetszámnál legyenek a földelt végtöl számítva. A tekercseket árnyékoin; kell, hogy ne kerüljenek egynlással csatolásba. A "szokásos" felső kapacitív csatolási mód helyett itt alkalmazott soros rezgőkörös csatolás jobb oldalmeredekséget biztosít a sávszűrőnek.

A TrJ. .. Tr3 transzformátorok az orosz 440NN típusú 7x4x2 mm mérem fcrritgyűrükrc készültek. (Ennek a vasanyagnak kb. megfelelője lehet a KŐ­ PORC-fele N-200 vas. Ld. a HAM-bazár kínálatában a 7x7 mm-es, kétlyukú ferritmagot.) Ezek mindegyik tckcrcse 7 ... 10 menetet tartalmaz. 0,3 mm-cs zománcozott rézhuzalból. A trafókat alkotó 3 db huzalt, a tekercselés előtt, egymás között csavarjuk meg: I cm vezetékhosszra kb. 3 csavarás essen. Az igy összcesavan trifiláris huzalt teker-

203

escljük fe l a ferritgyürükre. A kapcsolási rnjzon II tekercsek mellett látható f!!kete pontok al.: aL0l10S kC.Gdct vagy vég - kivezetéseket jelentik. (Ha cgy ilyen trifiláris tmfó tekerc!>cit ro~szul kötjük össze. az nem fog helyesen müködni!) Az aluláteresztő szűrő LS tekcrc!>e egy orosz. 12 mm külső átmérő­ JU. lOOONM anyagu ferritgyürure kevült: 200 menet 0.1 mm-es lománcozott huzalból. Az indukti\-itása kb. 100 mil A VFO nagy frekvenciastabilitását II hozzá felhasznált anyagok billosithatják. A rezgeskeltövel :SLcmbcn támasztott magas minöscgi követelmé· nyeket aL indokolja. hogy készülékünket széles időjárási köriilményck és mechanikai terhelesek között ki\-ánJuk ha:sználni. Az L4-es tekercs kerámia escvetcstre készült. ezüstözőll huzalból. ezekct pl. régi katonai készülékböl lehet kiépiteni. A tekercs 23 menetcs. 20 mm-cs csCvetestcn. a tekercs hossza 22 IlUll. A leágazás. a róldtöl számított negyedik menetnel van. A huzal átmériijc nem kritikus, ajánlatos nem szigetelt. rt:z alapanyagu hU7all has ... mílni. A vevőt három. kétoldalas üvegszálas nyáklemczre építették mcg. Az egyik nyákon a VFO, egy má:.ikon az RF-erösitő. a ke\-ero és az aluláteresLtö szuro. a hanuadikon pcdiga HF- crösítő található. A nyáklemezek egyik oldalán alakitsuk ki az áramvezetö utakat. a má· sik oldal pedig általános fóldk{."I1t szolgáljon. Az alkatrészeket a fóldfólia oldalán Cpítsük be, a nem fóldelendö alkalrt!~ ..dábak esetében távolit:.uk el (süllyesszük ki) a rezfóliát a furat körül.

Élesztés A vevő beállitását a VFO frckvenci!i.j!i.nak, illetve az elhangolhat6ság határainak beáll itásavai kezdjük. A sáv közepső frekvenciájat a C II kondenzátor válogatás';'val állítsuk be, cközben n CI2 és C 14 forgókondenznlOrok legyenek középső {lllúsban. Ezután a C l4-et forga~ ... uk minimális kapaci tás ál1ásba. ami megfclel a vevő legmagasabb vétc11 frekvenciájának. majd IckcrJük m3.)[Imális ertékre es állapítsuk meg a teljes \-Clcli sávszélességet. Ha ez nagyobb a s.lükségesneJ. ugya forg6kondival sorosan kössünk egy olyan. állandó énékü kondenzátort. hogy az átviteli sáv 3500 és 3800 kll z közön legyen, azaz a slélessége 300 kHz legyen. (A szélsö frekvenc iák énéke nem különösebben kritikus. a konslmktőr megfontolás..írn vannak bízva.)

204

A VFO jeiainkját és ebből kövelke.löcn a Jel spektmrnának tisztaságát a C 15 kondenzátor értékénck növelésévcllchctjavitani. EI.:t a kapacilást addig az értékig nÖveJhctjük. amíg a rezgés stabil marad, nem kezd el leszakadni. A szerző példányában a C 15 cnéke 430 pF lelt. Ajánlatos a fokozat hőkompen. zációjával is elidőzni. ehhez C II esetében használjunk (válogassunk) megfelelő höfoktényezöjü kondcnzlltort Az L4 tekercs Icógazásának változtatásaval az oszcillátor fe:szültsegét állítsuk be olyan érteküre. hogya T3 elválasztófokozat kimenetén II kcverő fokozat idcillis müködéséhez szükséges kb. 0,8 V legyen 30 ... 70 ohm terhelés esetén. Ezt kö, etöcn a yarikapok segítségé\el állítsuk be a "ívánt clhangolhatóságot, ehhez v:'IIognssuk elO énékét. Ha elértük az általunk kívánt értékeket. a VFO-t helyez7ük el egy árnyékoló dobozban. serlegbcn. amit teljesen forraszunk körbe. Ez előtt azonban ajánlatos ellenő rizni. hogya fokozat a beállított ertékekct adja az ámyékoló dobozban is, amit a CI2 trimmerkondival még utánállíthalunk. A tápfeszültség vezetékeket és a vC7érléseket eélszerü átvezető kondenzátorok segítsége, el kivezetni. A VFO kimeneti jeiét minimális hosszúságú á.rnyékolt kábellel vezessük ki. A VFOdobozát kívülről tekerjük be 4 ... 5 mm \-astag szivaccsal. Ez egyfajta védelmet bi7tosit a fokozatnak a gyors külső hőmérséklet-változással szemben. A késziilékhá ... ba történő beépítéskor kerüljük a VFO egység erös mechanikai igénybevételé!. A forgókondenzátor tengelye legyen kis ernvel. lágyan és folyamatosan elforgathato. A jól kivilelezell VFO nem változtalja meg a frekvenciájál még nagyobb ütés hatására sem. és a frekvencia elmaszása nem nagyobb. mint 20 ... 50 !-I zjÓTa. A bemeneti szurőt a kondenzátorok válogatásával ésn vasmngok állításával állítjuk be maximális jelerösségrc. A hnngolást azzal a (pl. teleszkóp) antennával végezzük el, amivel a vevőt mű­ ködtetni fO&luk. igy IlIcg kis antennahossz esetében is be tudunk állitani nagy erLékenysegel. l ia külső antennat használunk, ugy szükség lehet egy 20... 30 dB-es csillapító beiktatására is. Az hangfrckvenciás aluláteresztő szűrő beállítás..1 a C21 ... C24 kondenzátorok válogatásával történik. Érjük el. hogy 3 kHz fUlött észrevehetöcn gyengüljön a jel, illetv c II frekvenciamenet megfele l ő legyen. Az R 18 értékének

válto/tatásával állítsuk be a !-IF végerő­ sítő kivánt crösitését. Behangolás után késziilékünket helyezzük el egy pl. IOOx l OOx45 mm-cs, nyaklapokb61 készített dobozba. A beépítés utan ajánlatos a bemencti s..-üröt uJí.!. hangolni. A készűléket6 db NiM II ceruzaakkuról hajlhatjuk meg. igy 7.2 V tápfeszültséget kapunk. FeszOltség stabilizálásra nincs szükség. !-la nincs bemenő jel, a készülék áramfclvétele néhány~Lor tiz mi lliampcr. ez elsösorban a VFO biztos üzeméhez szükséges energtat fedezI. A több, fokozat IÍrnmfelvétele lényegesen kisebb. Egy 2200 mAh-ás akkucsomag csetében II készülék kb. 24 óra folyamatos müködésre képes. A ve"öltenuészelesen más sávokra is cl lehet készíteni. ehhez meg kell ,álloztalni :1 VFO és a bemenet i s3vslürő tekercseinek énékeit. Nem kizárható egy többsávos konstrukció sem. Ezek során változatlan maradnak a szélessávú keverő, az illesztő és a HF-erősítö fokozatok.

"Contest RX" - minöségi RH ve-

vö [5] Ennek, a tapasztaltabb utánépítőknek szánt vevőkés7üléknek különlegessége abban áll, hogya vevö erösilési tényezőjét alapvctöcn az alacsonyfrckveneiás fokozatok határozzak meg. Azért született ilyen konstrukció. mert azonos alkatrészbá.lis esetében könnyebben CI lehet magasabb jellzaj énéket érni, ha alacsonyabb frekveneiákon dol gozunk. Ezen kívül az alkalmazasra kerülö. külön RF- és külön KF-erösítés szabályozást tartalmazó kapcsolás az alacsonyabb frekvenciákon lényegesen Jobb mlllőségu vételt tes7 lehetövé, mlllt a szokásosak. A vevökészülékben nagy figyelmet kapott a VFO. Ebben Vaekar·oszeill:i.tort használunk. amit fokoLolt frekvenciastabilitás jellemez. Az oszcillátort kerámia hordozók, távtartók stb. segítségével epítették meg, a tranzisztorok kis átmeneti kapacitásuak - mindez nagy mCrtckbcn járult hozzá a VFO jó frek veneiastabi IitásáhoL.. Ugyanakkor a nulló.hoz közeli hőfoktényezöJü kondenzátorok alkalmazása lehetövé lette. hogy hókompcnzáeióra esak egy frek\-enciasávban (18 MHz) van szükscg. (Tennés-Letesen szó szerint mindez esak a konstruktőr míntapéldányára igaz, levén ahány ut.ínépítő. annyi alkatrészbázis. és ez mind más és 111.15 hőkompenzációl igényel majd. A s=erk.)

RT EK '15

1. táblázat

Múszakl Jellemz6k

~-

r~ekvenCiasávOk

t,8; 3,5: 7,0: tO; 14; 18,21;28MHz

-I-::CW és 558

Uzemmód

min_ 0,3 ~V

Érzékenység (3 dB Jel/zaj

),--_+__

Szelektivitás

70 dB

(20 kHz-es elhang,)

Dinamikus sávszélesség ÁMtali sávszélesség

+ :::--:::105 dB

-~B-2,4kHZ,CW - 0,8 kHz

'--c----r-----:=-c::-:-;AGC hatásossága min. 100 dB (a kimen6 Jel szintjének mIDI. 6 dB-es növekedése mellen) Klmen6 HF teljesítmény

lW

Tápfeszultség

230 V/50 Hz. III. +12 ...24 V

Méretek

290><178><133 mm

Érdemes mcg elöljáróban pár szót ejteni az alkalmazott AGC konstrukciórói is. A szerző igyekezett kihozni ugy a maximumot a7 áramkörből, hogy eközben az alkatreszbázis a józan esz határain belül maradjon. Néhány elönyös tulajdonsága a kialakított kapcsolásnak: - beállíthat6 az AGC működé­ senek küszöbértéke, - leolvasható az S-mérő állása fLiggetlenül az erősitést szabályozó potenciométerek állásától, - védelem a váratlanul megjelenő bemeneti impulzusok kelleue erős zajoktól. A konslrukcióban a hangvegfok JC kisméretű hűtöfelületét kivéve nincsenek hűtöbordák. Hangolhatók a bemeneti kettös szűTÖk. A VFO a tápegységtől és a hangszórótól távol kapott helyet, ezért nem lép fel káros elektromágneses vagy mechanikus visszacsatolás. A készülék műszakijellemzöit az l. táblá.,..at mutatja.

Elvi működés A "Contest-RX" vevő elvi kapcsolási rajza a t 1. ábrán lilthatÓ. A készűlék szuperheterodin jellegű, egyszeres frekvenciaáta lak itással. Az RF-jel az antennacsatlakozór61 a e I kondenzátoron és a K 1.1 átkapcsolón at kerul az LI tekercs valamelyik leága~lására . Ez utóbbi a C4 forgókondenzatorral bemeneti re7gőkört alkot. A vevőnek a különbőző frekven-

RT ÉK '15

ciasóvokra tőrténő atallítasa a KI.2 scgítségével tőrténik, amely a megfelelő számú menetet köti be a rezgök6rbe. A KI.! kapcsoló bannely frekvenciaállásban az antennára csak a rezgőköri menetek egy részét (kb. a felét) köti ra, ezáltal bi7tosÍlva elfogadható illesztést az antennához. Az 1,8 MHz-es sávban a C4 forgókondival párhuzamosan kapcsolódik a C2 kondenzátor. Ezáltal nemcsak lehetségessé válik az adott hullámsávban történő hangolás, de a sávszélesség is a kivántaknak megfelelőre csőkken. A bemeneti körből az RF-jel a eJ kondenzátoron át az RF-erősitő fokozatban található TI-es kétkapus MOSFET első gate-jére kerűl. Ugyanezen FET másik gate-jére jut az AGC vel.érlö feszültsége, az R4 potenciométeren keresztűl. amellyel manuálisan lehet szabályozni a fokozat erősítését. Az RF-crősítő után a jel egy kéthidas balansz keverőre kerul, amely két diódahídból (01...04 és 05 ... 08), két transzfonnátorból (Tri, Tr2) és két ellenállásból (R7, R8) áll. Al. ellenállások jelenléte lehetövé teszi, hogy még relatíve magas lokál jelfeszültség esetén is megmaradjon a diódák kapcsoló ü7emmódja, ajc1 nyitó félperiódusa során megengedhető mértékűre csökkenti a diódákon átfolyó áramot. Az adon keverő a nagy jelszinlÜ keverők közé tartozik, amely a jelentősebb oszciJJator jelszint mellett nagyobb dinamikus sávszélességet tesz lehetővé. Továbbá jól szétválasztást biztosít a bemeneti és az oszcillátor fokozat közőtt. A VFO jele a Tr2 transzfonnátor egyik tekercsére kerul, az RF-jel pedig a Tri transzfonnátor kél tekercsét összekőtő kőzös pontra. Az 5,5 M I-Iz·cs KF jel a Tri negyedik tekercséröl vehető le. Ez sorosan van kötve a hannadik tekercescl, ami által biJ;IOsítható a következő fokozat nagy bemeneti ellenállósához való illesztés. Ezt követően a KF-jel a kaszk6d kapcsolást.. T2 és T3 tranzisztorokból álló erősítőfokozatba kerul, ahol a T2 közös source, a T3 pedig kőzös bázis kapcsolású. Az LJ-CJJ rezgőkör által kis7űrt jel a KF-szllrőbe kerül. amely 8 db. létrakapcsolású kvarckrislályból áll. A J I. J, J2.I, 13.1, 14. I relékontaktusok 7.áródásakor a kvarcszűrő átviteli sávszélessége 2,4 kJ-lz-ről 0.8 ld lz-re csőkken. E szűrő kimenetéTÖI a KF-jel a Tr3 illesztő transzfonnátomn át a második KPCTŐsitőbe jut, melyet a földelt source kapcsolású T4 kétkapus MOSFET-tel alakitottak ki. Ebben az esetben is a második

gate-re az AGe vezcrlő feszültség kerül. Az R69 potcnciomctcrrcl e fokozatok erösitésétlehet manuálisan {tilitani. Az L5-C35 rezgőkőrről a KF-jelaz SSB gyűrűs balanS7 detektorra kerül (09 ... 012). Ugyanide kerül az R23 kiegyenlítő trimmeren keresztűl az 5,5 MHz-es beatgenerátor (TI3)jelc is. Az SSB detektor kimenetéről a HP-jel a C3?, R24, C42 alulátersztö szűrőn cs a C40, e41-ből kialakított polarizálatlan kondenzátoron át a T5 és T6 kiszajll tranziszlOrokból álló. kaszk6d kapcsolást. IIF-c!őcrősitőbe kcrul. A C40, C41 feladata a7. hogy a gyűrűs balansz keverő kiegyenlitettlenségét megakadályozza azon esctben, ha a TS bá7isáról egyenfes7űltseg kerülne a keverőre a C44 kondenzátor öregedése miatti folyamatok eredményeként. T6 kollektoráról a HF-jel a hangerőt szabályozó RJ2 log. potenciométeren keresztül kerül az ICI IIF vcgerő­ sitiíre, inncn pedig az K3 kapcsoló állásától fiiggően vagy a hangszóró ra, vagy pedig fcjhallgatóra. A T6 kollektorúról a HF-jel a T7 jFET-es fokozaton és a K2 kapcsolón át kerül a TI4 tranzisztorral megepíten AGC-fokOJ;atba. A 017 és 018 diódák az AGe feszültséget egyenirányítják Az R74 ellenállás nagysága határozza meg aJ; AGCrendszer működési kűszöbfeszűltségét, a CI20 kondenzátor nagysága pedig a működés gyorsaságát. A D! 5 és D l 6 diódák megakadályozzák TI4 teljes lezárását akkor is, ha hirtelen erős jel impulzus érkezne, igy nem keletkezik a hangsz6r6ban erős kattanás, csattanás. Az R68 ellenállás megléte teszi lehetővé , hogy az AGe-értéket felűlről behatároljuk, az R70 segitségével pedig eltűntethető ti működést nem befolyásoló alsó feszültségszint, küszöb. A TI4 emiuerére van kőtve az S-mérő gyanánt működő M J mérőműszer. R71 felűlről határolja be az Ml-re kerulő jel szintjél, a 025 Ge dióda pedig II nagy jelszinlek esetében nonlinearitást visz be a mutatott értékekbe, ami megkőnnyiti a leolvasását. A e l 19 az esetleges RF-jeleket söntöli ki. A "V" bemenetre adjuk a + 12 V vezérlő feszültséget, amellyel adás üzemmódban le7..árjuk a vevőnket. (A 017 gemlánium dióda.) A vevőkészűlék VFO-jában TB tranzisztor a rezgéskeltő. Ezen fokozat kedvező tulajdonságaihoz tartozik az erősítő frekvencia kétszerező kaszkád, és hogy 5,5 MHz a középfrekvencia. A gyakorlati élet szerint ez a KF-érték a lőbbihcz képest jobban "vi-

205

u<

-< :im-

:D

"'IC7011270

C74 11 3901

!c".r

e6<

~

_C6l ,

CSO"

,

fl C6Q 11 82

II

-

r-j33

L:-~;[[" C57 Jl,"

__C66I

!l~

,.C5S

•

"

D13

CBS 'p5

,

47n

I

W

n

~

47

---'j"

_ c,"

~

R

00

.A"

T C90 '00

"MH11

R" 66.

'00' 0901B

R"

R3

R4 k 100

l± ;

c

I

C92

•

,

~~~ ----

"

Cll

I I

a2

Ir

J11

Tr2

R'

I ?~~ c~161I '"O I];L

- - - - - - - -~ - ,-

e)

•

C"

elO

"', R"

R"

L4

' F,

C

L 120 T

C22

300

e23

Q4

as

3

00"

R"~

T'oo' 2;:

C"

R

---l

KT342V

~

l

I.

KP350B

'1."

11a. ábra

K" I 29.5MH,

T,c" .1"'"

,SO

f::L

,~

~~~3

•

(";"', ,

'30

,:fHrO""" ""02 • ~ ",L "o L"

56

R52 r----:::::.----430 I -_~9 _~,o T1,-1 C95 L ________ -_-__ " C" C95 C91l"

"'"

R" lk

n.

12'

R59 33'

I'"

,

Cl05

J5.r '

C)

~

7k5

R62

RflO

75

R63

'---

' -'e,1O' 0'

C'09

"'"

"

C26

KT660B

. .-

R61-

", ,:' C1O"20 :' 1-+ _B"

2 x KT660B

"' ""

C,,,

12'

e25

b

•

d

360 .----.- c:

IC21 l 1f---;0T0rl~ 24 C~ ,m I 7 .1:''' I I OT"1 9

350 20

a3 'Dr:lI

"'lk'"

R"

lan

T2

,oa

c>3

KP350B

'" 2" ~ L~~.t-J~=i~~~---

Rl 2 2"

n,

Da KD503B

.~

~~:::"\~~~~~~~~=J~~:-J __1;~~-==-_::__~_~~____~ ~.1:'=:J3~'_1

~

RSO

'"

,

,

01

T a, yDI

,

c<5

r

200

100n

I

'

l2

I C
200

R5

T1

KP350B

.~',T ' :..L :

081BE

I

'Do

'00

C-4

, '00 i
C15

R2

C .i

C5

470 k

R'

120k lOk

R404k7 68

66 220

e7947n H cac 1_ C"

l C247

120 -'- CSS ca2

~

C55 CS5 2p2 15

"U_

~

H~"

-r-

29.5

€L

L1

r---.>t-' C

---.J

-

i9MH. ;;;;===~t=:;:::= .r1r-

,9MHz

rot

K1)

j

~

.'"'"

~ m·

C32

20

,.L ""I

'>,I

,

ao

Tr3I~

~.'

I

"""l

"'"

"" ".

"

KP3508

"19

. l

__

R2"

H'

C39

~

22 II 25 V

C 719 ",

c

"D

C28

Il

,"'

L 120

C29

1~ 1

IT

T~~

1. r:~

" T'" "

"

f

1O"1

15'

'30

47n

• R3S

15V

10V

510

C"

36

.,"

22u

",

5

c> "l-

•

o.

,7

CM " ',

15V

510

"

15.

10' ,

• "

I

10

'"

Fljtlallgaló

1 "39

,~

8nl~

. " r~gJQ"'"~" " ". R3

"

C50

+

"'" " fC'

W

AGC

1


O R32

""22O

KP302.

,,,.

R2e ""

2, KT3102E

-n,,,. :: ,. 01O!-Cl""" w:>--t_::'éJ H

0"KD5038

R2051

'"

1,9MHz

"7 n

-'

l"

H

H C112

I

:

R64

k

e118

~:~

1I3

"kV I

..

~

.. ...

3901 150

RS7

KT312B

20

22 R66

~1 5

270

'"

C'1310n

~{

295MHz

HClll

K4

• ip

~

...


~ C1le 47n 017

018

.. kl

R77

C121 lu

RTg

Rl8 12k

II

lC2

K140UD18

(liV)

019

12

5

25V

C12" 20001,1

11b. ábra

(+12VTl<)

300

Cl22

47n KD503A

Cl~

018

+'5V

...L' t5u8

"kl

R80

T15

KP303E

10

-U

+U 7

- , 'C",'30

:r

R7 .. • 200

RT3

•

KT805BM

IC,l~

66

R82

47 n

C'H "

R1

1~. 24 V

IC,'A

"

T~ ~~v

~

~

~n

~&~

1": "o. ':"-1'-:",-:o,,,~;

e126 4000

KD208A MP25B KD503A D818E d--r_----~------------_r--rt--_T~----r_~--_r_,~--------r;--~_,,_--t_~~

,

10"

C"

-t~::~~~~=_-------~==C < ~ 2 ~ ~ ~ 1 ~ ~O. ~Ot---1

""

470 kl

"'

b ____

a

2. táblázat Sáv [MHzJ 1,9

-

OszcIII. frakv. (MHz1

Ken6zön frekv. [MHz)

---i

7,33.C,,-' 7,c. 43'---l-_ _ _

35

9 93

-

7,0

12,5 .. 12,6

-

10,1

7,8 .. 7,825

15,6 ... 15,65

14,0

8,5 .. 8,85

-

18,1

12,568 .. 12,668

-

21,0

7,75 .. 7,95

15,5 .. 15,9

24,9

9,695 .. 9,745

19,39 .. 19,49

28,0

11,25 ... 11,535

22.5 .. 23,07

28,5

11,535 ... 11,82

23,07 .. 23,64

29,0

11,82 ... 12,1

23,64 .. 24,2

selkedik" a demodulaciós folyamatban. [[ V-os A 014 az R50-nel fcszűltscgstabilizátor és a C86 kondenzátor az RF-jeleknck a tápfeszültségre történő "ráűléscf' akadályozzák meg, és javítják a kimenő jel paramétereit, stabilitását. A KI.3 kapcsolórész a VFQ különböző frekvenciasávokban törtcnő müködéséhez szükséges kondenzátorokat kapcsolja, a K 1.4 szekció pedig a C90 és C91 kondenzátorokat, amelyekkel a különbözö RF sávszélességeket lehet beállítani. Az R44 feladata a generátor és az utana következő fokozat egymásra hatásának csökkentése. A VFO frekvenciáit az 2. tá blázat mutatja A VFO szélessávil elválaszt6 erősí­ tője a T9 kctkapus MOSFET-tel épült. A gate-kör kis bemeneti kapacitása és a fokozat nagy bemeneti elIenáHasa jól leválasztja az oszcillátort a többi fokozattÓI. A VFO erosítöfokozatanak terhelésél egy heledfokú elliptikus szürő adja. melynek ateresl.tési savja 7.33 ... 12,668 Ml1z. A szűrő vágási frekvenciája 12.72 Ml-lz. A generált jel parazita összetevőinek elnyomasa min. 35 dB. Az aluláteresztő szűrő kimenetére egy átkapcsolható üzcmmódú erősítő ­ frekvencia kétszerező fokozat (TIO. TIl) kapcsolódik. Az űzemmódot a J5.1 relé kontaktusaival állíthatjuk be. Az 1,9; 3,5; 7: 14; [8 Ml-lz-es sávokban ez a fokozat mint erősítő dolgozik, a többi cseteben azonban egyben kétszerezi is a frekvenciát. A kétszerező üzemmódból erősítő űzemmódba válláskor a TlO koJlektom lekapcsolódik,

208

a T II tranzisztor ,,A" osztályú lineáris üzemmódba kerül. mivel ennek bázisara R57 ellenállás bekapcsolása réven kiegészitő pozitiv előfeszültség keriil. Frekvenciakettőzés üzemmódban a Tr5 bemeneti lranszfonnátor segítségével a jel ellenfázisban kerül a tmnzisztorok bázisa ira. A kollektoraik ekkor párhuzamosan ,annak kötve, a terhelésüket a Tr4 primcT tckercse adja. A Tr4 szekunder oldaláról a VFO-jele a vevő első keverő fokozatába kerül a T l 2 emilterköve tő fokozaton keresztül. (E transLfonnátor közép megcsapolásárol, .. B" kimenet, egy digi tális skálára, valamint az adófokozalra lehet jelet juttalni. Az "A" kimenetcl a kvarcszűrő karakteriszlikájának e l lenőr7esere lehet felhasználni. lia a vevőt adóberendezéssel együtt kívánjuk használni, úgy a VFO-ba leválasztó fokozatot kell beépíteni, ha pedig digitális űzemmódú ad{lst folytatunk, úgy digitális AFC-re van szükségűnk. Ezen áramkörök nem voltak részei az [5] szerinti cikknek.- A szerk.) A vevö tápegysége a Tr6 hálM.ati tmnszfonnálOrból, a D21 ... D24 egyenirányító hídból és az le2, TI5 ... TI7-tel épített stabilizátorból áll. A Tl7 kollektoral közvetlenül a sasszim kőssük. Ennek a tranzisztomak az emilterén a fóldhöz képest negatív feszültség van, amelyet az egyes fokozatok lezárásához használhatunk fel akkor, ha vevönket adóberendezéssel együtt üzemeltetjük. A tápegység stabilizálási H!nyezöje min. 4000.

Megépítés A vevőkészüléket egy 290x178x133 mm-es, 1,5 mm vastag duralumínium dobozban helyel,ték el. A sasszi 4 mm vastag duralumínium lemezből állt. A VFO egységei és a C76 0,5 ... 1,5 mm-cs alumínium falakkal vannak leválasztva. A VFO alkatrészcit kerámia távtartójú forrpontokon. ún .. .totempo!"--okon helyezték el. A VFO-egységet alulról. illetve a C76 kondenzátort tartalmazó részt egy 1,5 mm vastag duralumínium lemezből készitett fedél zárja. A sassziból fiiresszcl vágjuk ki a az egyes nyákJapok helyét. illetve készítsünk M3-a<; menetes fura tokat a nyákok felerositéséhez. Ha a C 124, C 126 clkók csavaros TÖgzítésűek., akkor fú~unk a sassziba megfe l elő átmérőjű furatokat. Az IC l-et lássuk el kisebb hűtőfc!űlettcl. (A mintapéldány KI 74UN7 típusú orosz hangvégfok IC-vel készült, helyette a TBA8 10S használható.)

A KD503-as szilicium di6dák (a keösszeválogatott) I N4148. l N4154-ckkcl, az orosz KP350il dual-gate-es MOSFET-ek pl. BF961, BF964, il F982-vel helyettesithelÖk. Az orosz jFET-ek helyen BF244B, BF245B-t, a KT312B. KT339A. KT606B és a KT660B (jelen felhasználásban) pl. a 2N2369-eel váltható ki. A KT342V helyett a BC548B-t, a KT3102E helyén a kiszajú BC549C alkalmazható. A teljes tápegységrész célszerűen egy !lA 78 12-vc1 helyettesíthető. A táprész Gractz-hídja lehet egy kisfeszültségű diódapatron vagy 4 db IN4002. A HLI izzólámpa kiváltható egy (vagy több, sorba kötött) zöld színű LED-del, de elé(jük) kössűnk egy 470 ohm ... l kohmos előtétellenállást. Ha több LED-ct használunk, akkor azokkal megoldható az S-mérő müszer (M I) megvilágitása is. A J 1.. .J5 relék RESZ49 típusúak. A készűlékben felhasznált hidegítö kondenzátorok kerámiatárcsa, a C80 P33 (orosz, pozitiv TK-jú), a C81 pedig M47 (orosz, negatív TK-jú) típusú volt. Avetel hangolásához és a bemenet; rezgökör beállitásához lepke típusú (karakterisl.tikájú) differenciál forg6kondenzátort használtak (pl. az orosz R-821 vagy 822 adó-vevőből kiépítve). A maximális kapaeitásérték elérése érdekében az állóreszekct kössük egymással össze, a forgórészeket pedig a fóldelő, közös vezetékkel. Az M l mű­ szer 100 !lA végkilerésü legyen. A Tr6 hálózati transzfonnator helyettesíthető bármilyen, max. 30 W-os fütőtranszfomlátorral, amelynek van 2-3 db 6,3 V-os. 0.9 A terhelhetöségű szekunder tekercse. Ha mindhárom tekercseI használni akarjuk, úgy eélszeru 5 V-os leágazásokat készíteni. A készű~ lékben használt induktívalkatrészek adatait a 3. táblázat tartalmazza. Az Ll tekercs konstnlkeiója a 12. úbrlÍ.n látható. verőkben

12. ábra

RT ÉK '15

Élesztés

3. táblázat

u

135

12

Va.mag, teat hangolómag, cs6veleat 'tmér6 [mm] típu ..

CMv'"

Huzal· álmér6 {mm]

Pozf· Menet· • ,6 szám

8

ld. 12. ábra

I

LJ,

32

l.

LJ;

l4

kerámia,

ld. 12. ábra

60 mm hosszú

,

0,16mm, zománcszigetelés

MegJegvzé•

fOlt6

30 I-IH±5%

3,5 mmá1m., L8,Omm

Menetes 'errit, leágazás alulról a 10_ menetnél

teteié~~~

0,16mm, zománcszigetelés_

5

3,5 mmátm., L8,om~ _

Az. l3

5

3,5 mm (11m., l: 8,0 mm

Az. l5teteJére

kerámia cséve, 43 mm hosszú

Tekercshossz:

fojtó

30 IiH ±5%

3,5 mmátm., L 8,0 mm

Menetes ferrit

3,5 mmátm., L: 8,0 mm

Menetes lernt

3.5 mmátm., l: 8,0 mm

Menetes lerrit

l.

11

0,16mm, zomancszigetelés

17

15

,é, 1

LB

"

rátekerve rátekerve

20 mm

LB

17

0,45 mm, zománcSZJgetelés

UO

10

0,45 mm. zorn3ncszJgatelés

III

12

0,45 mm, zomancszlgetelés _

l12

32

l.

0,16mm, zomanCSZlgetelés

5

3,5 mmátm., L8,Omm

Vadtekercselés

0,16 mm, zománcszigetelés

5

3,5 mm á1m., L 8,0 mm

Az. II 2 tetejére

3,5 mm átm., L 8,0 mm

Menetes 1erri1

U3 U,

Til

T12

TIJ

T14

0,16 mm, zománcszigetelés

Hb"

0,21 mm, selyemszigetelés, zománcozon

10)(3

0,21 mm, selyemszigetelés, zománcozott

60

0,21 mm, setyemszlgetelés, zománcozott

"""

_, T"

41

10)(3

0,24 mm, selyemsz.igatelés, zománcozon 0,24 mm, selyemszigetelés, zománcozon

5

, , ,

-

7x4x2

50 ves tJp.

4 db Ö$5Zecsavart drótból, 3 mm-es menetemelkedéssel

gyúrú 7)(4)(2

2 gyúrú, 50 ves tip.

3 db összecsavart drótból, 3 mm·es menetemelkedés~

gyűrű

2 gyűrű,

f-gyűrű

1)(4x2

gyűrű

''''''''' gyűrű

8)(3)(2

INcOMP Electronics

1 gyúrO, 50VCS Hp. 1 gyűrű, 600 NN típ

I

Vadtekercselés, leágazás: a 30. menetoél 4 db Osszcsavart drótból, 3m~menet-

emelkedéssel 2 gyúrű,

50 ves tfp.

3 db összecsavart drótból, 3 mm-es menetemelkedéssel

A vevő beállítását kezdjük a tápegyseg müködöképességének, + 12 V mcglé· tének ellcnörl.ésével. Hangoljuk be Hrezgéskeltö fokoza· tokat. A beatoszcillátort (Tl3) az Ll2 tekercs vasmagjának tekeresevel állit· hatjuk be: étjünk cl stabil rezgést és ma· ximális kimeneti amplitúdót. A2 L14 vasmagjának mozgatásával a rezgés frekvenciájá! állítsuk be a kvareszürö átviteli karakterisztikáJának alsó válla alá. Ha nem tapasztalunk rezgest, ellen· őri zzük az oszcillátor alkatreszeinek müködöképcsségét. Kontrolláljuk a rezgés meglétét II kimenetre kapcsol! nagyellenállású RF voltmerö, oszcilloszkóp vagy frekvenciamérö segítségével. A VFO (TS) behangolását a 18 MHz·es sávban kezdjük meg: forgas· suk el a C60 trimmer kondenzátor ra. torjál. A K 1 átkapcsoló 14 MHz--es ál· lasban legyen. A beállítás után hajtsuk végre a hökompenzáci6t: H C80 es C8l kon· denziltOrokat eseréljük ki azonos kapa· citásuakkal, de különböző hőfokténye· zöjüekkcl. Végezzük el a behangolást a többi hullámsávban is a C55 ...C59, C61 ... C65 kondenzátorok beállításával, illetve szükség eseten C66 ... C74 kondenzátorok értékének válogatásával. Ha nullás értékü höfoktenyezöjü kondenzátorokat használunk, úgy hé).. fok kompenzáeiót ezeken a hullámsáv· okon elvégezni nem okvetlenül szükse.. gcs. A C90 és C91 kondenzátorok válo· gatásával, a K 1.4 megfelelő állásában állítsuk be HZ elhangolhHtóság határait úgy, hogy azok IO... 15°/.,..kal nagyob-bak legyenek, mint az adott sáv szélessegc. A frekvenciák beállitását az 2. táblázat szerimi adatok alapján végez· zük. Ezután a T9-eel felepí tctt fokozat következik, ahol R49 értekenek válo· gatásával ajFET drainjen érjünk eljcl· maximumot (ajelforma szinusz). Ezt a

Elektronikai alkatrész kis- és nagykereskedelem

2120 Dunakeszi, Fő üt 35. Tel.. 211342-401

NYItva hétköznap 900-17.00 6ralg

Fu 211341-601 E-maW IncomoCdynawebbu Postai utanvételes csomagkQldés

Raktárr61 klnálunk többezer léle elektronikai alkatrészt. IC..\(, ellenállasok, koooenzátorok. dlódák, tranzisztorok, LED-ek, kvarcok stb. nagy választékban, SMD kivitelben ls. Rt GOL mOszetek dlsztribúclójll Internet clmunktöl WWW,lncQmp.hu online kereH. I ' . rendeIisi lehetöHg!

RT ÉK '15

12 209

következök szerint végeZ7ük el: R49-et váltsuk ki egy 47 kohmos trimmerpotival (az összekötő vezetékek minimális hosszuságúak legyenek), hangoljuk be a fokozatot. mérj ük le akapon ellenállás nagyságát, majd forrasszunk be ehhez közeli énékü állandó ellenállásI. A vra kimeneTi aluláteresztő szüröjének behallgolása az L9 ... LlI tekercsek hangolómagjainak elforgatisával történik. Cél, hogy a 7,33 ... 12,668 MHz-es sávban egyenletes átviteli karakterisztikát kapjunk. A vágási frekvencia 12,72 MHz legyen. Az ellenőrzést voblerrel vagy oszcilloszkóppal végezhetjük. Ezt követően állítsuk be az erősítő/frekvencia kétszerező fokozatot (TIO, T ll). A folyamatot a frekvencia kétszerező ülemmódban kezdjük eL a 28 MHz-es sávban. R56 értékének válogatásával a "B" kimencten érjünk cl maximális amplitúdójú szinuszjelet. Kapcsoljuk át KI-ct az 1,9 MHz-es sávra, amikor is a fokozat erősítő üzemmódban dolgozik. A bchangolást az R57 válogatásával végezzük, a "B" kimeneten érjünk el maximális amplitúdójú szinuszjelet. A Tl2-es emitterkövető fokozat beállitása R61 értékének válogatásával tőrténik: az emitteren kapjunk maximális amplitúdójú szinuszjelet. Ha aszimmcrriát, egycnetlenséget tapasztalunk, úgy L9 ... L 11 tekercsek hangolómagjainak mozgatásával háritsuk azt el. Ha a kimeneti jelalak vágott fonnájú vagy a jel amplitúdója nagyobb, mint 4 V effektív, úgy R44 értékét meg kell növelni. A HF-erosítő működőképességé­ nek ellenőrzése az ICI 12. lábán levő feszültség mérésével történik. Ennek fél tápfeszültség nagyságunak kelJ lennie. Az erősitő bemenetere adjunk I kHz-es 20 mY-os jelet, majd változtassuk a bemenő jel frekvenciájat a hangfrekvenciás tartományban és oszcilloszkóp segitségével győződjünk meg arróL hogy az erősítő nem okoz jelentősebb jeltorzulásl. A magasabb frekvenciák esetében az átviteli karakterisztikát a C51...C53 kondenzátorok érték6nek valogatásava! állithatjuk be. A HF-c!őerösítőt az R25 értékének válogatasaval állitjuk be maximális kimenő jelre úgy, hogy még ne kapjunk jelentősebb jel alak torzulást. Ezt követően lássunk neki a KF-erösítő (T2 ... T4) beállításahoz. Jelgeneratorból egy 5 ... 10 pF-os kondenzátoron keresztül adjunk 10 mY-os 5,5

210

MHz-es modulálatlan jelet a C9 kondenz.ator raj7 szerinti alsó kivezetésére. Majd LJ es L5 tekercsek hangolómagjainak egymás utáni mozgatásával érjünk el maximális kimenő jelet a HF-erősítö kimenetén. A kvarcszürö szélcssávó üzemmódban dolgozzon, az R69 AGC potenciométer maximális er6sítesü állásban legyen . A beatoszcillátorban található Ll4 hangolómagjának forgalásával kapjunk kb. I kHz-es kimeneti jelct. A kvarc bemgenerátor és a kvarcszürö végleges behangolását a vev6késziilékünk teljes beállítása UTan hajtsuk végre. Ahogy L3 és L5 hangolásakor közeledünk a maximális kimenő jelnagysaghoz, ajánlatos a bcmeneti jeIfeszültséget fokozatosan csökkenteni. EZI követően a jelgenerátomak akiválasztOIl sávnak megfelelő frekvenciájújeiét adjuk az antennabemenetrc, és a C4 kondcnzátor forgatásával érjünk el maximális jelet a kimenetcn. Ennek során R4 csúszkája (RF-er6sítés) a rajz szerinti alsó állaban, azaz maximális erősí­ tésen legyen. Az 1.9 MHz-es sávban szükség lehet C2 válogatására. A következő lépés a kvarcszürő behangolisa. A vevő antennabemenetére adjunk ajelgenerátorból vagy egy finornan hangolható adókészülékből az adott sávnak megfelelő frekvenciájú, 0,3 IJV nagyságú jelet. Vevőnk veteli frekvenciáját finoman hangolva olvassuk le az S-mérő állásait és (ha van) a digitális skála által mutatott értékeket, ezeket jegyezzük fel egy táblázatba. Ennek alapján felrajzolhatjuk szűrőnk amplitúdó-frekvencia átviteli karakterisztikájál. Az Y-tengely mentén vegyük fel az S-mérő állásait (relatív egységekben), az X-tengely mentén pedig a frekvenciát 200 Hz-cs lépésekben. Az átviteli karakterisztika alakja alapján értékelhetjük a szűrő minőségét. Ha II görbében nagy egycnctlcnségek vannak (6 dB-nél nagyobb csillapítás-ugrások), ugy vagy az áteresztési sávszélesség keskeny (kisebb, mint 2 kHz), vagy nem megfelelő a szűrő oldalmeredeksége (rosszabb, lllint 1,4 a -80J-3JB jdszinteken). Ekkor a szűrőt - a benne levö kondenzátorok értékeinek válogatásával hangolni kell. Az ellenőrzést a fent emlitett karakterisztika újbóli felvételével lehet elvégezni. Ha nem sikerűl megfelelő görbét kapnunk, úgy cseréljük ki a kvarcokat. Keskenysavú üzemmódban (J4 kontaktusai zártak) a kvarcswröt a

C 18, C22, C26, C29 kondenzatorok válogatásával álHtsuk be. A 0,8 kHz-es sávszélesség az optimális az általunk alkalmazott szürő esetében. A szűrő behangolása legkönnyebben az amplitúdó-frekvencia átviteli karakterisztika voblerrel tönénő felvétele útján tönénhct. A beat kvarcgenerátor frekvenciáját a kvarcszűrö beállítása után állítsuk be az Ll4 hangolása utján, az amplitúdó-frekvencia átviteli karakterisztika alsó vó.lhira. Az SSB dctektor kicgyenlíTését, balanszál az R23 trimmerpotenciométer állításával végezzük el az R24 ellenálláson mért 5,5 MHz-es beatoszcijel minimumára. A kiegyenlítés idejére C37 kondenzátort forrasszuk ki! Az AGC beállítása a el20 kondenzátor válogatásával tönénik, amely a működésbe lépés idejét szabályozza. Ezt a műveletet szélessávu üzemmódban végezzük. Olyan értéket válaszszunk. amelynél az M I műszer mutatójának mozgása a legjobban megfelel a jel amplitúdója változásainak, és a maximumérték mutatása elegendő ideig meglegyen ahhoz, hO~D' az értéket vizuálisan kiértékelhessük. Eközben az AGe-fokozat erősítési tényezőjének folyamatosan változnia kell. A műszer csúcsértékű kitérésenek beskálázása soran szükség lehet R71 értékének csökkentésére. R74 válogatásával állíthatjuk be li7 AGe-rendszer müködésének alsó határát, R68 ellenállással pedig a legnagyobb KF-er6sítés mértékét, R69 maximum helyzete mellett. Ennek során a TI , TI, T4 jFET-ek második gate-jein az egyenfeszültség nem lehet nagyobb +5 V-nál. R70 válogatásávaltüntethet~ jük cl R69 esetleges hatástalan szaka57..8t, azaz amikor a potenciométer tengelyének clforgatása dacára sem következik be a KF-erősités változása. Irodalom: t

Sz. Kovalenko: ,Oetektoros vevő HF Ragyio, 2004f6. szám SO. old. Vlagyimir Poljakov (RA3AAE): .Visszacsatolt erősítők' Ragyio 2003/8. szám 51-52. old. Alekszej Tyemerjev (URSVUL): .Vevőké­ szülék 160 more, SA612 tip. IC-vel", Ragylo 2OO4fS. szám 69. old. Alekszej Veszeicr.' (RX3APl): ,Kisméretű vevőkészülék 60 méterre", Ragyio, 2004flO. szám 67-69. old Vlagyimir Rubcoy (UN7BV): ,Contest-RX", Ragyio, 2004fZ szám 62-84. old. és 2004f4. szám 66-69. old. erősit6veI ",

2. 3. 4. 5.

RT ÉK '15

UNIVERZÁLIS távvezérlők - mert soha nincs kéznél... URC20

• •• l•• •• ••

- 6 készüléket vezérelhet: TV1 -TV2-VCR-SAT-CBL és HIFI - több száz világmárka, több ezer k észülé ké nek alapfunkcióit tudja - n e m fe lejtő memória az elemcse réhez - 2 x AAA ele mmel működik c s ak

... :-.1

\

--. 6:.

990 Ft URC21 - 8 készüléket vezérelhet : TV1 -TV2-VCR1 -VCR2-SAT-CBL-HIFI és DVD - tö bb száz világmárka, több ezer készülékének alapfunkcióit tudja - nem felejtő memória az elemcseréhez - 2 x AAA elemmel működik csak 1290 Ft

HAM-bazár Budapest XIII. , Dagály u. 11. I. em. folyosókozep

H-P. 09-14 óra

Rendeljen. posta n is e lkuldjuk. a postakoltseg fe lsza mltasava l' 1374 Buda p est. Pf. 603 239-4932 36 239-4933 36 h ambaza r@ ra dlovllag hu www. radlovll ag.hu

,

UJ akkuárak a HAM-bazárban!

.......'1

200 mAh-s m2- (9V-oste~) meretú 220 mAh-s 6F22-(9 V-os te~) meretú 850 mAh-s AM- (mikroe~m-) meretú 1000 mAh-s AM-(mikroeem-)meretú 1500 mAh-s M-meretú, lorrtüles 2000 mAh-s M-meretú, lorrtüles 2400 mAh-s M-(ceruzaeem-) meretú 2600 mAh-s M-(ceruzaeem-) meretú

NMH akku NMH akku NMH akku NMH akku NMH akku NMH akku NMH akku NMH akku

1900 FVdb 2000 FVdb 350 FVdb % 600 FVdb ~ 600 FVdb ~ 750 FVdb ~ 750 FVdb 850 FVdb

Budapest XIII. , Dagály u. 11. I. em. , H-P. 09- 14, Cs. 09- 17 óra . Tel. /fax : 239-4932, 239 -4933, 36-os mellék , ham bazar@ radiovilag .hu www.radiovilag.hu

Ne sokat elemezzen, inkább akkuzzon!

-----

-

-•

__

ii

+._.=_ _ ... " ..~

!!

."'"-. I

' r •U

. _ ....

1 ••

. . • • :: :

iIIl·ICIa

Téli Olimpiai Játékok, SzocSI, 2014. február 6-22. Az aktivitás már januártól megkezdődött, a speciális, R22, Rl1, R2014 prefixü állomások szinte folyamato!lan "pile up"-ot generáltak valamennyi amat6rsávban. Osszességében 2 792 727 aSD-I naplóztak, az on-line megalogb61

minden résztvev6 megtud hatta, hogy áll adiplomák megszerzésével. Büszkén jelenthetem, hogy a nagy dlplomagyűjt6 hírében álló HA1ZH, Zoli a OX állomások közül az elŐkelő 3. helyet szerezte meg, 1954 asa naplózásával. Tehát van egy "olimpiai érmesünk", bravó!

Igazi mikrohullámú szenzáció: az els6 HA - 9A QSa 24 GHz-en! Augusztus 22-éo HGSEO Ernő .) és HA5NF Msl a zalai dombságat célozták meg 24 GHz-es kísérletezés cél/ából, és létrehozták Kerkabarabás község közeIéból az első HA - 9A aso-t. A berendezés: transzverter, 24 GHz-es el6er6sítő NF 2,0 dB, az adó tel/eshménye 2,5 W klmen6 és 60 cm-es parabolaantenna. Az áthidalt távolság kb. 27 km volt, mivel a 9A állomás mindössze néhány milliwattal dolgozott. ErnŐ vevő/ének pontosságát a GPS-rendszer biztosította, hertznyi pontossággal Az antenna Irányitása, dőlésszögének beállítása nem volt egyszerű , mivel Ernóék mindössze 200 m magas terepről rádióztak, a horvát állomás meg közel 800 m-ről

21 2

ca de HG75GJ, avagy 75 éves lett a siófoki "király" ! 1967. október 20-án hangzott fel e16ször az éterben Jóska OM HA3GJ hívójele, és ezzel kezdetét vette egy közel 50 éves sikersorozat. A siótoklak Jóska 'bá vezényletével számos Európa- és világbaJnoki érmet, helyezést értek e~ els6sorban a gyorstávlrász szakág területén. Jóska tagja volt az 1995-ös I. HST VIlágbajnokság ezüstérmes magyar válogatott keretének, az XYL-le~ HAJGa zsuzsa asszonnyal egyUtt. MUnkásságának köszönhetően eddig mintegy 200-an szereztek egyéni ad6engedélyt, az általa vezetett Siófoki Rádióklubnak közel 100 tagja van. A MRASZ elnöksége kiemelk~6 pályafutását számos alkalommal elis,merte, 2009-ben "EIetmü-díjat" kapott. SIófok városa az "EvtIzed legeredményesebb egyesülete" eimmel wntette k~ a Somogy magyel Sportgála rendezvényen szintén elismerést kapott.

CQ de HA••• CQ de HG ••• 2014

HA KSS Soprtllli Rí! iarnahir Kluh

,' I

~~ 'il.:.

Páneurópai piknik - 25 évvel később, rádióval Helmut Koht "Magyarország ütötte ki az első téQlát a berlini falbón" Az 1989-e5 események 25. évforduloja alkalmából a Soproni Rádióamatőr Klub HG25PANEU különleges hívójellel állított emléket az éter hullámain. A soproniak kitelepültek az egykori "vasfüggöny" nyomvonalára , és az évforduló napján a Páneurópai piknik egykori helyszínére is, ahonnan rádióhidat létesítettek más, az 1989-90-es eseményekre emlékeztető állomásokkal ls. Többek között a Oa25GRENZE hívójelű német állomással.

RT ÉK '15

Egy újabb, remek nemzetközi rádl6amat6r expedíció Indult 2014 március végén az óceániai Melllsh-zátonyra, a világ 24. legkeresettebb DXCC-körzetébe. A z~tony Auszt-

rália partjait61 körulbelül1000 km-re keletre, Uj-Kaledónia külst) szigeteitől pedig több mint 730 km-re fekszik. A csapatban helyet kapott ket világhíru amat6rtársunk: HA5AO Pista és HASUK Gyuri. A forgalmazáshoz 2 generátort, StepplR, CranklA vertikális antennákat, valamint 18 m..es Splder Pole antennát használtak. A 8()..100 km-es eikIOnnai nem bírtak a flúk, így a tervezettnél 3 nappal rövidebb Ideig tartott kalandozásuk. Nagyon élveztük, köszönjúkl

-

A szegediek üdvöskéje egy klvál6 Ifjú rádióamatőr, HA8RT, a 16 éves Toml Gimnazista, khOn6 tanuló, és ez év februárjában ..aranyesővel" nyitott a Puskás Tivadar HST Budapest-bajnokságon. Rendszeresen Indul éterversenyeken, ta9ja volt a MRASZ Ha csapatának. A rádl6zással 2012 húsvethétföJén Ismerkedett meg, miközben HA8LWT Tamás feleségénél vendégeskedett. A piros tojásoknál sokkal jobban izgatta a szoba sarkában sistergő, beszélő szerkezet... Egy családi szponzorácl6 révén rc>gvest szert tett egy FM kézi készülékre. A vizsga sem váratott magára SOkáig, 14 évesen CEPT-, majd 2013-ban HAREC- és morzevizsgát tett. Az új hobbihoz a tíz esztendős kisöcs, Döme ls kedvet kapott. Tomi belecsöppent egy eddig Ismeretlen világba, még fogunk hallani rólal

, ___ o

_...

_.. 3.

_."-" A HA5KHC Ifjú "polihisztora", Menich

Péter, a Puskás TIvadar Távkőrlésl Technikum Infokomm,mikácl6s $zakközépiskola 10. évfolyamos tanulója szép sikereket mondhat magáénak. A rádióklub rádiós tájékozódási futás SZ8kosZl81yának versenyző/eként gyQjtögetl az érmeket, idén F19-es kategóriában URH-n és RH-n is országos bajnoki cimet szerzett. Készül a rádióamatőr vizsgára, es úgy " meUesieg" országos harmadik helyezést szerzett a Pécsett megrendezett Mikola Sándor országos tehetségkutat6 fizIkaversenyen. Eredményeihez tanárain kivul hozzájárul mindenképp mentora, HA5CH István OM munkaja ls. A mesternek és a tanítványnak ls gratulálunk!

RT ÉK '15

A patinás, 1957-töl múködö Szekszárdi Rádi6klub (HA3KNA) még évekkel ezelőtt kezdte ,,zöldmezős" beruházását, a város fölötti 270 m magas Cserhát-tetőn. A versenyállomáson Yaesu FT-1OOOMp, FT-757GX készülékeket üzemeltetnek. A 40 m-es sávban egy 30 m magasan elhelyezkedő HB9CV antenáva~ 20 m-en 32 m magas, 4-elemes Hy-Galn yagiva~ valamint fix, USA-irányba telepített, 20 m magas, 5-elemes yagival rádl6znak. 15 more szintén egy 5-elemes ya9't tettek fe~ 21 m magasságban, mIg a 10 m-es sávban egy 6-elemes, 17 m magas yagit használnak. A kollektiva számos kiemelkedő hazai és nemzetközi versenyeredménnyel büszkélkedhet. Gratulálunk a szép antennaparkhozl

ln memorIa n 1914-1918. Az els6 világháború , avagy a " Nagy Háború " nemcsak a XX. század történetét határozta meg, mert az a világ, amely ma k6rülvesz bennünket, alapjaIban 1914-ben született. Az 1914-1918 között tart6 megrendítő eseményeknek állítottak emléket francia rádl6amat6rök , akik ebből az alkalomból TM 1914-1918 néven rádióamat6r dlplomát adtak kl, és alkalmi hiv6Jelek SOkaságával TM02REF, TM62PGM, TM8FDA, TM100LGG, TM100GM, TM60GW, TM80CLC, TM14DAY - jelentek meg az éterben; elsösorban a hadműve· letek napjain.

Lendvai Klára

HASBA [email protected] 213

HE repeta revű...

Sok kis kapcsolás IJobby Elektronika cimú folYÓIratunk igen nagy népszeroségnek ön"endeu az abban rendszeresen jelentkezó "skk - sok kis kapcsohis .. rovat. Napjainkban ezen első (J 990. júniusi) s:ámotol

I >ov

régebbi számok gyakorlatilag besze-

., • lk

HF

elekrronikaheli variánsa is igaz.

tvkönyvünkbe" most továbblolylaljuk a régebbi Hobby Elektronika évfolyamok skk-tallózásár

'"

111 V

~

100n

I A·

re::hetetlenek és a kö:;:ismerl mQlto

Eg)' újszülöttnek minden vicc új!

., v

LM386 220 ,

3

•

..,.""

'00 , 'ov

,

BC546B, BCI82B

3

K

,

22OU.l0~

5

r

Szú,*ületi villogó

>Ov

I

'Ok

!

I

.""m

7 47U

>Ok

.!.....,.

l00n

> O) 47n

I

'.2SW

"téke a klvánl enl!l"'~ fOgg

Az I. ábra kapcsolásának hasonló a működése az útjavításoknál kihelyezcll figyelmeztető villog6kéhoz. Amint a környezeti megvilágítás kb. 25 lux alá csökken, a tranzisztoros astabil villogtatja az izzót. A megvilágítás csökkené-

sévci ugyanis a fOI/)Cl1cnál1ás (amelynek típusa gyakorlatilag közömbös) ellenállása megnő, és a TI olyan munkapontba kerül. amelyben a belőle és a T2-ből álló multivibrátor müködőké­ pcsse válik. A ,.bemdul;isi" küszöbszint a trimmerrel állítható be. A fotoellenállást árnyékba kell elhelyezni, azaz pl. a villogóttarta1maz6 búra alsó síkján, ahol nem éri közvetlenül napfény vagy mcsterséges megvihigítás. Az áramkört kis akkumulátorteleppel celszeru táplálni.

Némítható erősítő LM386-tal A •• Mute" kivezetéssel rendelkező "komolyabb" hangvégerösilökhöz hason-

(FW99)

BC182 2N2222

+3 .. 51J

•g

-'

F

T' lk

C

"'>ov 00 , '00

"

lN4151 t ábra

214

a© E 2N2222

er
,

° E BCt82

2. ábra

lóan a közismen kisteljesitményü LM386-nál is megvalósítható a némitás, a 2. ábra kapcsolási rajza szerint. A K kapcsoló l-cs állásában leül, elnémul az erősítő, a 2-es állás a normál üzemmód, míg a 3-asban elektronikusan, +1 V-nál nagyobb szinnel némítható az erősítö. Ha a nyák úgy egyszerübben kialakitható. a K iizemmódkapcsoló közös pontját az IC 8. lábára is köthetjiik. Némitáskor az LM386 "standby" állapotba kerül, áram felvétele +5 V-ról kb. 1,5 nlA-re csökken. (Az LM386 ismertetése, katalógusadatai, applikációja a Rádiótechnika 1990/11. számában jelent meg.) Egyszerű

hálózati villogó

A 3. á bTá n egy max. 200 W-os izzót villogtató, nehány alkatrcszböl felepítctt áramkör látható. Alapja a Siemens BSTClO26 tipusú speciális tirisztor, amelynek gate-körébe egy triggerdiódál is intcgráltak. A bekapcsolás pillanatában C periodikusan töltödni kezd a Graetz-hidon és RI-en kercsztül. Amint a feszültsége eléri a tirisztor triggerszintjét, az R2-n keresztül begyUJtja azt, az izzó világítani kczd. A kondcnzátor közben R l-en át kezd kisül ni. Abban a MIÓ7..nti felperiódusban, amelyben a feszültsége már nem elegendő a tirisztor újragyújtásához az lezár és az izzó is kialszik; ezután a folya-

mat elölről kezdődik. 25 W-os izzóval a periódusidö I, I s-ra, a kitöltési tényező 50%-ra adódik. A kapcsolás valószinűleg egy normállirisztorral is működik, ha a gate és R2 közé egy diakot iktatunk be.

üneáris skálájú megvilágitásmérő A 4. ábra kapcsolásaban a fototranzisztor (pl. BPX25 vagy hasonló, három kivezetéses npn Si tipus) a pnp tranzisztor negativ visszacsatoló clemét képezi. Ezáhaljó közelílésselllneáris arányosság áll fenn a fototranzisztor mcgvilágítása és a f.1A-mérö mutatójának szöghelyzele között. A pnp tranzisztor típusa is közömbös: bánnilyen kisjelü, nagy áramerösítési tényezöjú, áhalános alkalmazásra szánt Si tranzisztor megfelel. A műszer kalibrálása egy hitelesnek tekinthető fényméröveltörténik. Dl

,[).4

1N4007

A' "'" 5 W

max.

200 W

100 U. 350 V

•

BSTC1026 3. á bra

RT ÉK ·'5

+12V

npn folotranzisztor

100 k

470 k

100 uA

4. ábra

Fényeffekt glimmekkel Az 5. ábrán látható kapcsolásban 6 db glimmlámpan kivül semmiféle aktiv elektronikus eszközt nem találunk, megépítve aZI, mégis nagyon látvanyos fényefTekluM kaphatunk. A glimmcket a viszonylag nagy értékü soros ellenállások instabil munkapontba kényszeritik. A e!>alolókondenzátorok gondoskodnak arró\, hogy egy idejűleg csak egy glinlln maradhasson bcgyújtotl állapotban. A felvillanások között eltelt idői - adott áramkorlátozó ellenilllilsok melleu a kapacitásénékek szabják meg. A felvillanások sorrendje teljesen véletlcnszeru. Figyelem! A kapcsol:'ls a 230 V-os hálózattal galvanikus kapcsolatban van, e7én müködés közben bármely pontjának érintése életveszélyes!

Csillapítatlan

rezgésű

hangvilla

A 6. ábra szerinti kapcsolás gyakorlati fe lhasmálása mar a múlté (frekvenciaetalon, karora), de pl. egy fizikaszertár

érdekes demonstrációs eszköze lehet. A hangvil lát a kollektorx.öri tekercs gcsjeszti, II folyamatos rezgés elöfeltételéűl szabott pozitiv viss7..acsatolast a bhisköri tekercs létesíti azáltal. hogy abban a hangvilla re7gésénd. hatására fhlshetyes feszültség indukál6dik. Mmdkét tekercs telefonhatlgat6ból származik. (A bazisköri tekcres vasmagja permanens mágnes, a kollektorkörié azonbnn nem!) A hangvillát és a tekercseket mere... en egy közös alaplapra kell fe l erősíte­ ni ügy. hogya \asmagok es a hangvma szárai közölli légrés mintegy 1... 5 mm legyen. Bekapcsohis utan a rezgés a hangvilla megütésével inditható el. lia ezután lecsengne, valamelyik tekercs kivezetéseit fel kell cserélni. A stabil, tulgcrjesLlésmentes rezgés II Irimmerrel bcállíthat6. A tranzisztor típusa ebben a kapcsolásban is csaknem közömbös.

Teljesítményindikátor LEO-del Hangerösitők kimeneti jeiét indikálhatjuk a 7. ábra egyszeru áramkörevel. A megoldás jelentős előnye, hogy külön tápfeszültséget nem Igényel, s az L fojt6tekeresnek köszönhetően ncm hat vissza az erősÍlőre. A kél diódából és a két elektrolitkondenzátorból álló feszültségkétszercző egyenirányitó bemenete a hangerősítő kimenetére csatlakozik. A duplázott, II hang ütemében változó egyenfeszültség a P-R 1... LED- R5 alkatelcmekbő l készült indikátor-láncszemet táplálja. E léncszcmekböl még ötöt, hatot kapcsol unk egymas után, erre utainak a szaggatott vonalak az ábra jobb szélén. A jelszinttöl ftiggően TI nyit, s RJ-on áramot bi7losít Z·nek: ut6bbi R4-gyel. T2-\el és R5-tel állandó-

+

->

F l

6. ábra áram-generáton alkot a LED{ek) számárn A LED-ek tehát az erösítő kimenöszintje fUggvényében sorban kigyulladnak. Az egyes láncszemekben ugyanis a P ellenállásértéke sorban csökkenő. Pl. 4 ohmos hangszór6 impedancia esetén az első P javasolt névértékt: 33 kohm, igy a LED kb. 0.4 W kimenöteljesitménynél, ill. afelett világít. A Im'ábbi enékek: 22 kohm - I W. 20 kohm -) W, 15 kohm - 7 W, 8,2 kohm - 15 W, 6,8 kohm - 30 w, 3,3 kohm - 50 W. A trimmerek bcállitása (az áromkör kalibrálása) a bcmenetre kapcsolt pl. 50 Hz-es. változtatható feszültséggel történhet: U = ahol P a LED-ck kigyulladási hangtcIJesitmény-küszöbértékc, R pedIg a hangsz6ró impedanciája. Pl. I W és 4 ohm esetén ez a feszültség 2 V: ekkor az első LED már világít. s a második poteneiometerl úgy állítjuk be, hogya második LED éppen kigyulladjon. A diódák és a tranzisztorok sLilícium, kis te ljes ítm ényű, szinte tetszőle­ ges tipusok (pl. TI: BC308B, T2

m,

BC546B).

,

1N4007 12k

,

>

~

,W

"k 'W

...

•

6M8

6M8

6M8

6M8

6MS

6MS

~.

a'

""

250 V ~"

•

'"

~r,).

RT ÉK '15

" ""C~

)

'u '"

" " " , ,., ~

10ca 12k

·~O --

470 n 470 n 470 n 470 n 470 n 470 n T250 VT250 VT 250 V T 250 VT 250 VT250 V

5. ábra

--

•P

,0.6"""

7. ábra

215

-----

O,

l

,

Cl 150 o 650 V

Rl 100

'"

nl

~

R6

C2

.;;

650 V

02

,

" '" TO "

RlO 75k

R7 51<1

>

05

09

07

510

R'

~

>

~

01

A2

Tn

ne

tJ

Rll lOk

R13

~' P 100 k 06

!J

~-©H

O.

R5

0---0------;

O.

AS

'H

10'

RO lk

R" Skl

'Ok

co

• C.

R12 100 ,

"O

220, "V

Rl< 1M

R15

C5

"O

R" 1M

200

8. ábra

lágy indítású fényer6szabályoz6 A hagyományos izz6lámpák hidege!lenállasa csupán töredéke annak, mint bekapcsolt. felfútött állapotban. Igy bekapcsoláskor tetemes árarnlökés jön létre, amely jelentösen csökkenti az izzószál élettartamát. A 8. ábra áramköre

a fényeröszabályzás

lehetőségen

túl,

bekapcsoláskor csak lassan engedi felfutni az áramol. Az izzó élettartama megnövekszik. továbbá a szál valamikori kiégésekor nem marad áram nélkül az egész lakás ... Az izzó árama a hálózati feszültség egyik félperiódusában fi Bi-L-TilD2-K körben. a másik felperiódusban pedig II K·Ti2·Dl-L·Bi körben folyik. A körök átlagaramát a Ilris,dorok beo, ill. kikapcsolt időtartama határozza

al 1-"l.A~.

meg (fázishasitásos teljeshményszabáIyozás). A 03 ... D5 és az R2 ... R6 a tirisztorokat vezérlő impulzusgenerátor szamára biztosítanak 100 Hz-cel pulzáló tápfeszültséget. Az impulzusgenerátor egy UJT-I helyettesítö TI -gyel és T2-vel, valamint a környező passzív aIkatelemekböl készült. A jelentős kapaeitásu C4 bekapcsolásakor o8-on át elvonja C3tól az R Il-P ágon érkező töltöaramot; így az impulzus csak ,,késve" indul. Az izzó kezdetben csak igen halványan világít, majd C4 feltöltödésckor a P fényeröszabál)'ZŐ által megválasztott erős­ séggel világit (D8 lezár). T3 és T4 szintén egy UH-t helyettesÍlenek. A készülék bekapcsolt állapotában nem befolyásolják annak müködéset. Az a szerepük, hogya készülék kikapcsolását követően C4 viszonylag gyorsan kisüljön, tehát azonnali visszakapcsoláskor is ellássa a lágy izzóinditás követelményét. A kis kapaeitásu CS gyorsan kisül R l7-en át: mivel akkor Uc, kisebb lesz. mint Uc•• ezért T3 és

T4 kinyitnak, s a C4 gyorsan kisül az R15-ön át. Az izzólámpa névleges telJesítménye legkevesebb 25 W legyen. Az erős­ árnmú kör diódáit és tirisztornit az nlkalnl.,zni kivánt legnagyobb izzóteljesitmény szerint választjuk meg. D3 és D4pI.IN4007,D5pl.ZPYI2,ZY12,a többi dióda IN4148, lN4154, IN914 stb., az npn tranzisztorok BC546B, BCI82B, 2N2368. a pnp-k BC308B, BC212B stb. lehetnek. Az L tekercs egy kb. 50 mm hosszU ferritTúdra készül 0,6 mm-es CuZ huzalból kb. 150 menettel. Az ámmkör beszabályozás., csupán az RIO-re korlátozódik: C4-et ideiglenesen rövidre zárva, 47 ... 200 kohm között akkora értékűt építsünk be, hogy az izzó épp hogy csnk láthatóan világítson.

Polaritásváltó nyomógombok Sok esetben egy kétaramkörös váltókapcsolót takaríthatunk meg a 9.a ábrán látható egyszeru kapcsolással. mi-

.5V

--------------------------,I

''T"

2x1N4154

I 1 100

""-'--Ca' Gl

7

G2 01 ...()4:

9. ábra

216

G3p--+--t

74$00

G4

8

10 n

-lItU

TI'oo,

10. ábra

RT ÉK '15

+12 V

.2301/ a N·hez

1N4154

"V

4)( 1N4001

,. D'

G~ Dl

L

Bo

~~.JL

II.

C2 I u

"'00 "

"V T.

A váltóérintkezős nyomógombot eredetileg játékok DC-motorjának vezérlésere találták ki, de elönyösen IlIkalmamató néhány elektronikus áramkörhöz. Szuperegyszerű

fer.) Ezt követi a fcszültségkélSzcrező cgycnin'myító. A terhelhetőség kb. 10-15 mA. A szaggatottan ábrázolt ellenállás némileg megnöveli a kimeneti fesziilt.ség abszolut értékét, de ezzel megnő II transzvener fogyasztása is.

± tápkonverter Biztosit6kiégés-indikátor

Sokszor előfordu l , hogy egy logikai és analóg áramkörökból vegyesen felépitett rendszerben szükség lenne egy alacsony ertékü, negativ tapfeszühségre, de csak pl. +S V-os szim pla tápfeszültség áll rendelkezésre. Ilyen feladatot állit a müszertervezö elé pl. egy négyállapotú TIL logikai-impulzusleszter. A 10. ábrÁ n egy rendkivül szerény alkatrészigényü kapcsolást találtunk, amely -2,4 V-ot állit elő. A kb. 33 MHz-eel rezgő (a frekvencia pontos értéke itt lényegtelen) TTL oszcillátor egyetlen 74S00 tok kapuiból épül fel, minden külső alkatrész nélkül! (Pontosabban magát az oszcilláton az első három kapu képezi, a negyedik csak puf-

A 11. ábra kapcsolásának elsö sorban gépkocsi-tulajdonosok vehetik hasznát. Az ép 8i biztosítón keresztül a D2 dióda gyakorlatilag párhuzamosan kapcsolódik a Dl LED-del. MIvel 02 nyitófeszültsége - szemben a LED mintegy 1,6 V-jával csupán kb. 0,65 V, az áramkör nyitolt K kapcsoló csetén az R ellenálláson és D2-n keres7lül záródik. Ilyenkor a soros tagon kb. 2 mA nyugalmi áram folyik. Ha a biztosító szakadt. 02 sőntőlő hatása megszünik és a LED világit. figyelmeztetve a vezetöt II hibára akkor is, amikor az izzót még be sem kapcsolta!

PS 1 M

A'

~

_--<:~-.

W --,

Plb lOk

1-'-'

I lcslcelc7 lce R2 "f1usl50"r 5n J1n5

I

"V

l

a

RA 1k5

C. ', 7

""P3,--:r 'OOk

:r

Ae

Ag

470 k

47k

1C12- _'-

470k

lU

A1247k

CI347u AIO 3 IC2.....?~''-+--O io--'~"f-;--{=I-~~Ysr4"WL'-lf-'!. 4k7

AS

_L-

P4 l k

""

~"V L.L

A7~7

?:?Il 2u2

,~I C10

~~'51/ 20

....,r"1' , .I

2N2499,2N3820l..s-

1N4151

;>6'-+_~-:--C::r_-,

~'r4fÍ5

3

Kb

lk

P;;Z( 7

All

·15 V

Ra 3Me

A3 lkS

'00

:

AN·heZ

12. ábra

_L

+15 \f

r-I

510

Bo -230 V

közben a berendezés kezelését is kényelme:>ebbé tesszük. Nyugalmi helyzetben mindkét váltóérinrkezös nyomógomb (pl. mikrokapcsoló) II telep vagy tapegység pozitív pólusát kapcsolja. a. terhelésre, így azon áram nem folyik. lia azA gombot nyomjuk meg, az I. kimeneti pont lesz negatív, a ll . pozitiv polenciálon marad. A B megnyomásakor viszont a II. ponl kapcsolódik össze a telep negatív p6lusával és az l. marad pozitiv. Ha netán mmdkét gombOl egyidejüleg nyomjuk meg, akkor az I. cs a ll. is negativ potenciálra kerül. tehát a fogyasztón ismét csak nem folyik áram. A két váltóérintkezös nyomógombot kiváltó, bronzlcmczekböl egyszeruen elkészíthető ..barkácsmcgoldást" mutat be a 9.b ábra . A mozgó érintkezöket egy sZlgelclölemezre fclszegecselt relékontaktusok is képezhetik.

r

C3

ONO

25V

A 4k7

11. ábra

p" 10 k

Ki

"

Cl

~~

7812

Arllerlna· er061\OOOz

L -----

_'-

l RI3 IkS

"II CIS r=:S v CI4 L- 470

Kl

20

ICI,IC27e9

13. ábra

AT ÉK '1 5

217

K Be 100

~ o

I

I

>k.

1kS

220

220

>k. 220

14. ábra

A kapcsoló .dlrnsakor ép biztosító! rcltétclczve- az izzó világit, dc a bizlO~ si16n cső csekély feszültség nem clcgendő a LED muködtctéséhcz. lia azonban Bi üzem közben kiég. a LED kLgyullad. (02 anódja ilyenkor aL izzón keresztül fóldre kapcsolódik. igy

.t..áróirányú e\Meszítest kap.) Automatikus tápegység antennaerősítöhöz

Igen egyszeru

relépítésű.

pl. a Iv-készü-

lekkel együtt bekapcsolódó antennaerősítö tápcgyseget szemléltet a 12. ábra . A transzfonnátor ebben az alkalmazásban tulajdonképpen áramváltónak tekinthető. A primer oldalán egy be-

kapcsolt kb. 60 VA-nyi fogyawású lv-vevő esetén minlcgy 2... 4 V feszültség esik. A szekunder oldalán 14 ... 16 V mdukál6dik. A kapcsolás további Tesze a jól ismcr1 fcszültségslabilizátor, illet· vc a.l L és a C3 alkatrészekből kés.lült egyenáram - RF váltóáram elválasztó· tag. (Az antenna közelében, azaz ,Jent" elhelyezett erősitő egyenáramu távtáp· lálása a levezető koaxkábelen át tőrté· nik.) A trnfóvas pl. az M30 vagy E 130 tí· pusú lehet. A csévetestre előszőr a IL je\ü, tehát a szekunder tekercsct keszi!·

LM31TT

O

jük el: kb. 1000 menet 00,1 lrun--es CuZ huzalb6l. Ket·, vagy többrétegü prcspánszigetelés után az I. jelű, azaz primer tekercset csévéljük fel: kb I SO menet 00,4 mm-cs huzalból. Utóbbi menetszámát úgy változtassuk, hogya névleges terhelések (atv és az antenna· erősítő) esetén a CI pufferkondenzátoron Icgkevesebb I S V, legfeljebb 18 ... 20 V legyen az egyenfeszültség. A primer oldal készítésekor es a 230 V hozzávezetésekor gondosan ügyeljünk az érintésvédcImi követelmények·

-

"""

kYarQÓla

'--

17. ábra

Adapter kis ellenállások ponto· sabb mérésére

Viszonylag kis anyagi ráfordítással, ré· gi típusú, elfekvő művcleti erösitökból (pl. 709, 74 1, MAA50l, MAAS02 stb.) és néhány passzív alkatn!szból a 13. ábra kapcsolása alapján szmuszjel-generáton építhetünk. A szerényebb mi· nöségi jellemzők (pl a torzítás 0.3 ... 0.8%) ellenCrc a generátor számtalan mérésben, kisérletben a segítségünkre lehet. Az R l. P l. R2 és C 1...8 az ilyen generátorokban "honos" Wien-Robinson·hidat alkotják. A rezgési frekvenciát Pl·gyel finoman, K·val pedig durván (fokozatonként) változtathatjuk: f.::;1O IIz. f.... IOO kllz. A dióda és a p-csatornás jFET a környező passzív alkalelemekkcl negatív visszacsalolasl, így amplilúdóstabilizációt valósítanak meg. A kimeneti szilli ti P4·gyel folyamatosan szabályozhaló. IC2 erősítése mintegy tízszeres. A kimeneti egyenszintjét P5·tel állitjuk nullára; tehat a kimeneten egyenfcszülrscgre szupcr· p
A 15. ábrán bemUIatott speciális. át· kapcsolható áramgenerálor trimmer· potenciométerekkel pontosan beállított 10 vagy 100 mA--cs áramot bocsát at az Rx mérendő ellenálláson. kL ellenállás kapcsaira csatlakozó digitális vohmérővel (R be '"' 10Mohm) mérve az azon cső feszültseget, az ellenállás a7 Ohm-törvény szerint számítható. Ha a voltmérö méréshatára 200 mY, akkor 10 mA--es áram esetében 10 mY/ohm, 100 mA·es áram mellctt 100 mY/ohm ér.lékenység adódik. A mérendö ellenállást kél méTÖcsipcszbe fogjuk. Ezek pl. erős ruhaszárító csipcszekböl készülnek ugy. hogy azok poftlira egy-egy ezüstözött VÖTÖSréz lemezt erösítünk: az ellenállás lábait tehát két-két lemez fogja közre. Ezek közül az egyik csatlakozik az tlramge· nenitorhoz. a másik a mérövezetékhez. Az LM317T-t célszerii hűtőfcJületrc szerelni. Az adapter tápfeszültsége 4,5 ...20 V. A tápfeszültség megválasztásánál biztositani kell, hogy az áramgencráto-

r--1r~-----~---O'U' 100n

I

.>k

". , -

'Ok

~

7

3

•

'Ok

"o,

", I

•

~

""

oc,.,..

Be 1626

218

Li0'

Szinuszgenerátor

'Ok

15. ábra

I

kimeneti osztó kapcsolási rajzát szemléltctjük.

~" .. R,

I

"'l)'

tr

1.2'1

NiCd

co.

"

1k

aH

1

•

>k

.700 u 63V

•

O

~

• ohm

'R7

I'oU I

100 n

16. ábra

RTÉK '15

Egyszerű akkucella-ellenőrző

~,inlkezo-

készülék

IRF511

r·=me=='='·='~1~______r-__'6+12V 'Ok

22M 22M

,--!=--I-_ _4-~

O

la ábra ron a legnagyobb mérendö R" esetén is legalább 4 Vessen.

HF

erősítő LM4700~zal

TekinteUel olvminknak a téma iránti nagyfokú érdeklödésére, e rovatban gyakran mutatunk be korszeru hangfrekveneiás végem-erösítö IC-n alapuló kapcsolásokat. A 16. ábrán az egyik lcgújabb fejlcsztésü, LM4700 típusjclü tok köré épült erősítő lótható. Ez az JC max. 30 W-os. és mule, ill. slandby opcióval is ellátták. (Ezek a 8., ill. a ll. láb fóldre kötesével aktiválhatók.) Bár az IC eredendöcn szimmetrikus tápfesL,ültsegct igényel - mely max. ±28 V lehet ,n bemUlaiOlI kapcsolás egyetlen tápfeszühségröl müködik. A 7. (fóld) láb féltápfeszültségre emeléséről, eael az IC munkapontjának optimális beállitásáról, a T tranzisztor gondoskodik. A kivehető teljesítmény a tápfesJ;ültségtöl fúgg, ami ill max. 56 V lehet.

A 17. ábrán látható egyszeru összeállítás egy NiCd cella kapacitásának ellenörzéscre s7olgál. A teljesen feltöltön cellát és a OO:OQ-m állítOlI asztali kvarcórát a rajz alapján kapcsoljuk a J, kitokozott jclfogóhoz. A jelfogó tckercsellenállása akkora legyen, hogy azon 1,2 Vesetén 010 áram folyjon. (C = a cella kapacittisa Ah-ban. Például egy l Ah-s ccllához 12 ohmos relétekeres szükséges.) Ifa a relé horgonyát kezzel megnyomjuk, a J/a-n és a tekercsen át megindul a vizsgálandó cella árama. igy a relé öntartó kapcsolásball behúzva marad. Közben JIb zárja az óra telepáramkörét az idömérés is elindul. Ajelfogó rugóercjét úgy kell beszabályozni, hogy az akkor engedjen el, amikor a cella feszültsége l V-ra csökkent. Természetesen ekkor az óra is megáll. Ha például 8 óta telt cl akisütés indítása és a relé elengedése között, miközben 90 mA átlagáram folyt (1,1 V átlagfeszültséggel számolva). a cella kapacitása: C - I . t = 0,09·8: 0,72 Ah =

720 mAh.

Szenzoros kapcsoló Izzólámpa időszakos bekapcsolására szolgal6, igen egyszeru tÍramkÖI1 szemléheta 18. ábra. A kapcsolás pl . reklám vagy játék célokra alkalmazható. Az érintőlemezek (szenzor) megérintésekor a kondenzátor a 10kohmos ellenálláson keresztül feltöltödik. A kondenzátor feszültsége a teljesítmény MOSFET.ct nyításba vezérh, s az izzó

.5 15 Y

.. "

~.

"

...

~.

"" 20. ábra világít. Miután az ujjunkat a szeIIzoTTÓI levettük, a kondenzátor a 22 Mn-os CIlen~illásokon keresztül kb. 10... 20 má· sodpcrc alatt kisül, a FET lezár, az izzó kialszik. A FET típusa az. ámmigenytöl ftiggöcn - pl . IRFIIO, IRF510, IRF520, lRF540, BUZll stb. is lehet.

Komplementer-szimmetrikus erősítő

A 19. ábra erősitökapcsolása viszonylag szereny igények kielégitésére. hangfrckvenciás célra, vagy pl. modellmotorok vezérlesérc szolgálhat. Névleges kimeneti teljesítménye 10 W, 10 ohmos terhelésen. Az erösítő felső határfrekvenciáJa kb. 20 kHz. CI elhagyásával a bemenet egyenfeszültséggel is vezérelhető (egyenfeszültség-köve'ö). Az erősítes mértéke a trimmer-potenciométerrel változtnlh:nó. C2 és C3 az áramkör gerjedese ellen szüksége~, értékük 100 ... 1000 pF közöni. A TI és T3 típusa pl. BCS46B, 1'2 és T4 BC212B, TS BC303, T6 BC301 , T7 B0246 és TS típusa B0245 lehet.

R' '00 • +

l ,3 .. 3.3 1/ ~8

100 k,

CI 1 u

330.

<>--I

.. 9 Y

ohm

Be

H::<;;>--~

l R2

RO'

R<

'00 •

'0'

lk

TI

Te

o

·5 15Y O

19. ábra

RT ÉK '15

21. ábra

219

Vezérelhető

t-

N

I

I D'

,

Ol

• •

A'

~, "'lk 1~2u P G~23 I

A'

82' Cl· 'OOO •

:l!: II Ohm

A3

'"

7 • ,

Z

25V

CO

>

3,9 V

"Xl "

1

T~

03 lN4148 01,02,04

•

2 x BC546B, BC182B

lN4001

c<

A. 2k2

t l3 ~) 4

".

O.

2N2218A, BFY34

22. ábra Feszűllségvezérell

áramforrás

Precíziós mérőkészUlékek részegységeként szolgalhat a 20. á bra árnmköre, amely a bcmcnctérc kapcsolt feszültséggel arányos áramot szolgáltat a ki· menetén. A pontosság (az említett ará· nyosság e1térese az ideálist61) jobb,

mint 1%. A kimeneti terhelés másik vé· gc uz áramkör közös pontjára (tCSIpont) csatlakozik. Az RIR7 (R4 + RS)

c

R3R5 (R6 + R7) feltétel teljesülése csetén a kimeneti áram: IkJ "'- U...,rR2 .Az ICI és IC3 szinte

tetszőleges

LED-meghaít6 áram-

generátor

O,

lipusü

műveleti CfÓSÍlÖ

lehet (PL J.lA 741), ICZ pedig FET-bemeneru (pl. a TLOxx sorozat valamelyike). A műveleti erősítők láprcs7ültségágait nem ábrázoltukl

Elektronikus gong

Szinházakból, hangjátckokb61 stb. ismert gong hangjának utánzására való a GM Electronic cég G I123 típusjelu IC-je. (Ez az IC más gyártásban SAS 123 néven is megjelent) Elvi alkalmazási rajzát a 21. ábra egyszerü5í[ett vázlIlla szemlélteti.

A tápfeszültség ábrá..zolt tartománya egyben annak határertékeit isjc1cmi. A 100 kohm nagyságrendu ellenállással a beépitett rezgéskeltő frek ....enciája, így a számunkra legkellemesebb hangmagasság állitható be. Az N I nyomógomb működtetése­ kor három, az N2 müködtetésekor kettö, az N3 működtetésekor pedig egy gongütés hangzik el. Az IC konkrct felhasználás i l ehető­ ségét szemlélteti a 22. ábra: a meglévő kétvezetékcs, a hagyományos reduktorról láplált kapucsengől hc1yettesíthetjük a gongaramkörrel. Az IC-t az R2-Z-TI által alkolott feszültsegs tabilizátorróltápláljuk. Az N (kapunál, bejárati ajtónál l evő) nyomógomb müködtetésekor a reduktor szekunder feszültségének negatív fél periódusa nyitja az addig zárt állapotú T2-I, s igy az IC .,beindul". A tápellcnáll ását CI teszi folyamatossá; a negatív fél periódusok idején 02 lezár. Az áramkör zavaros működése eseten a C3 szúrő kondenza­ tor értékét növeljük meg, akár a tizszcresére!

r

Dojcsák Géza kedves olvasónk ötlete alapján clevenitiük fel ismét ezt az örökzöld témát. A 23. ábrán bemutatott kapesolás széles tápfeszültség- cs vezérlöfeszültscg-tartományban bi ztosílJa az Ub< bemenetel vezérlö logikai áramkör magas szintjet indikáló LED állandó áramú, ezzel :illandó fénycrcjű üzemét. Az R2 az ábrán található összefiiggések alapján számítható. A kívánatos, 20 mA körüli I LED-áramhoz kb. 39 .. .47 ohm tartozik. Az R lértékét TTL vagy CMOS kimenettel történő vClcrlést feltételezve - a T áramerösítési tényezője szabja meg. Mindenképpen érdemes "nagy betájú"tranzisztort használni. (A javasolt tipus helyeit a BC-sorozat mas, kis teljesítményű, npn struktúrájú tagjai közül a C jelüekböl választhatunk, pl. BC547C, BC549C.) Ekkor R I 56 kohm is lehet; ezzel az ámmgenerátor elhanyagolható mértékben terheli II logikai áramkör kimenetét.

BFO elvű fém kereső Egyszeru, ún. BFOelvű fémkeresö vállozatot mUlat a 24. ábra kapcsolási rajza. A kél, hasonló felépitésü oszcillátor (a G l , valamint a G2 es külső alkatn:szcik) közül a G I köré épült oszcillator állítja elő a kb. 300 kHz-cs refcrenciHjclct (négyszögjelet). A keresötekcrcs a 02 visszacsatoló körében tahiiható meg. A Cl tmmnerrel úgy állí~uk be 87 fo frekvenciát, hogy az azonos legyen f.-gyel, miközben a keresőtekercs közvetlen kömyezetében nincs fémtárgy. Mivel a két oszcillátor a Ccs által csato-

__~of'____~____-f°~,~··O~,_·~.~~'_·_40~30~____~__________--o ., V o.

1..'

• M

"'eJ

D' 2

B o C E


x 1N4154 23. ábra

220

BC414C.

ec"oc

I""

I""

~~"'~~~ ~M''''''~ I""

I

680

(25 me 0200 mm-r8. vagy 40 me 0 100 mm-/8 00.3 MZZ·b6I)

24. ábra

RT ÉK '15

Belenézett már a

kínálatába?

Megtalálható honlapunkon: www.radiovilag.hu RENDELJE MEG! RENDELJE MEG' RENDELJE MEG! RENDELJ[ MEG! RENDELJE MEG! RENDELJE MEG'

Régebbi

RAmÓTEGHNlKA

Címünk:

Elektronika lappéldányok, il~tv.

Budapest XIIL, Dag6ty u. 11. I. em. Személyesen H-P. 09-14, Cs. 09-17. 6. között. Post.elm: RT vigy HE szerlteutósége 1374 Budapest, Pf. 603. E-mail: [email protected] UtszBs el6n tJrdemes telefonon érde/d6dm; 239-4932, 239-4933/

a HE '9\ '92, '93, '94, '95, '96, '97, ' 9~ '99,

2000, '01. '02, '03 és '04-es számainak nyák·filmjei is beszerezhelók, megrendelhelök a szerkesztöségbelt

A Rádiótechnika és a Hobby Elektronika 2005 elötti számai egységesen 300 FVdb, a HE nyák.filmjei 250 FVdb áron. RENDELJE MEGI RENDELJE MEG! RENDElJE MEG! RENDElJE MEGI RENDELJE MEGI RENDELJE MEG! 4

~

Környezettudatos

előfizetőké

a

jövő!

O

A »digitális RÁDIÓTECHNIKA" kedvező olvasói fogadtatásán felbuzdulva, követve korunk környezettudatos szellemiségét, a Szerkesztőség és a Kiadó a jövőben az

»Előfizetőknek

nyomjuk a lapot!cc

mottó jegyében ténykedik. Ez azt jelenti, hogy utcai terjesztésre csökkentett példányszámban adjuk majd át a lapot. Ha biztosan hozzá szeretne jutni kedvenc RÁDIÓTECHNIKÁ-jához, akkor kérjük, mihamarabb legyen az ELŐFIZETŐNKl így nemcsak biztosan hozzájut a laphoz, de jelentős kedvezményben is részülhet:

vagy a legújabb RT évkönyvet fél áron, vagy két ingyenes lapszámot biztosítunk Önnek.

eJ

III

hambazan Jradiovilag,hu • (·· 36 1) 239"'932/32 v. www.radiovllag.hu e 1374Bp.. PI. 603 • 239 ,493332

~

Csatlakozzon

időben!

BC5468, BC237

lOk IW

:-~:~~'~-~:'--i~

1N4007

15' IW

I

, , ,, ,, , I I

I L

25. ábra

lásban van, a 3. és a 10. (IC láb) kimeneten megjelenö négyszögjel-sorozat közötti fázisszög 90". Ebből következöcn a 03 kimenetén (ll. pont) kétszeres frekvenciájú , azaz 600 kHz-es négyszögjel-sorozat jelentkezik, mintegy 50%-os kitöltési tényezővel. A P poteneiométcrrel az indikátormüszcr érzékenységét allítjuk be. A keresőtekercset fémtárgyakhoz közelítve a G3 kimeneti jeIének kitöltési tényezője megváltozik, a mutató elmozdul a beállított középhelyzetből. A kitérés iránya független a fém anyagát61, a magas működtetés. frekvencia miatt. A kitérés nagyságát a fémtárgy méretei és a tekercstől való távolsága szabja meg. A keresötekercs-készítés szabályai a Rádiótechnika 1995-ös évkönyvében vagy a Hobby Elektronika Füzetek 1., "Fémkerersök" c. kötetében találhatók.

Glimmes villogó Egy korábban bemutatott fCnyeffektben a glimmck véletlenszerűen villantak fel. a 25. á bra kapcsolásában a két parázsfénylámpa ütemesen, ellenfázisban villog. Olyan astabil multivibratorTÓI van tehát szó, amelyben az aktív eszközök egyben a fényforrás szerepét

BF24SC

D ~

'"

lk5

I

TI RI 33M A2

3"

+

_

I I I I I

Cll

]ou: I
ILt::H C2

•

BF245C

@r a:J

o

"." lOV

I

S D

K

1. • T

--L ov

@JC B o E a:J

BC546B. BC237

í

27. ábra

is betöltik. A villogás frekvenciája a két 270 kohmos munkaellenállás közé kapcsolt kondenzátor cseréjével módositható. Figyelem! Az áramkör a 230 V-os hálózattal galvanikus kapcsolatban van, ezért müködés közben bármely pontjának érintése életveszélyes! Telepkímélő töltő

NiCd akkupak-

kokhoz A s7..éÍrazelernek regenerálása kapcsán már korábban bemutattunk olyan kapcsolásokat, amelyek ciklikus működé­ süek: a töltési ciklusokat a töltőáramnál jóval kisebb áramú kisütöciklus követi (pl. ilE 1992/2.). Ezzel megclőzhető a töltés közbeni vagy folyamatok somn a durva szemcséjű kristályok kialakulása. A 26. ábrán a hivatkozott cikkeck)ben bemutatott egyszeru diódás áramkört kiváltó korrektebb, jFET-es áramgenerátoron alapuló töltőáramkör látható. A töltő az adott elemértékekkel 100 mAh-s cellákból álló telep töltésére alkalmas. Ezen töltö működése is a hálózati áram periódusaihoz szinkronozott: az egyik félperiódusban a dióda zárva van és az áramgenerátor tölt, a másikban a dióda kinyit, és mintegy 2 mA-rel süti ki a telepet.

Villamostér-detektor, vezetékkereső

Maga a szonda egy 10 ... 20 mm-es huzal vagy fémlemez, amely az árnyékolóházban elhelyezett jFET-es erősítőfokozat gate-jére csatlakozik. A .,mérőfejet" egy mintegy 1,5 m hosszúságú árnyékolt kábel köti össze a zsebben hordható teljesítményfokoz3l1al, amelynek dobozában helyezkedik el az eszközt tápláló 9 V-os rádióelem is. A feszültség alatt levő 230 V-os vezetéket mintegy 50 mm-ről képes érzékelni az áramkör. Ekkor a LED világít, a Iranszformatorral (zsebrádió kimenő­ trafó) illesztett miniatür hangsz6róban vagy ftilhal1gatóban pedig hallatszik a "hálózati búgás". ~rdekességképpen megjegyezzük, hogya telefonvezetékhez közelítve a szondát, a vezetékben továbbított beszélgetés is lehallgatható. A hangerőt a P potenciométerrel lehet s7.abályozni. Tekintettel a FET-es erősitő igen nagy bemenő ellenállására, a gate és az RI közös pontját közvetlenül a teflongyűrűvel elszigetelt szonda belső végzödéséhez kell forrasztan i.

Infravörös vevő Az IR-adatátvitellel, beszédátvítellel kísérletezők számára mutatunk be egy 2xBC414 2M2

~2

.12V

100 n

I

5OV-

1... 20 cellás 150

NiCd lel&p

~-,

26. ábra

222

BF245C

r R3


-i>

10 mA

2mA

Az áram által átjárt vezetöt nem csak mágneses mező veszi körül, hanem elektromos erőtér is. Egy kellöen nagy bemeneti impedanciájú erősítöveI kiegészített szondával az elektromos mcző indikálható, ezzel például falban futó vezeték is felderílhc tŐ. Errc a eélra tervezett egyszerű készülék kapcsolási rajza látható a 27. ábrán .

'00

28. ábra

RT ÉK '15

2x1N4007

2 x BC212B

e2

e3

470 n

220'

D'

B0139

TI MTI

03 A2

!

9V

>

02

~,

'" 05

R'

39

0.5W

R3

,,>O k

'"

470 k 390

C4 t u

5tO k

CI 6&0 nf400 V

2xlN4 154

29. ábra CgySLCrű univerzális tmnz.isztoros \e"öáramkört a 28. ábrán. A BPX25 bánmlyen. korszerűbb npn Si fototran.dSltOIT'dl helyencsítheló. A BC414 is kivól tható más alacsony zajú npn Si típussal (BC547C, BC549C).

Nullátmeneti fútésszabályoz6 laólámpákhoz fcnycró·. fútötestekhez hömérséklet-szabályozóként alkalmaz· ható a 29. á bra alapján megepitett kapcsolás. Mint látható, a tápfeszültség és a terhelés egyik pontia közös (a rajzon a legalsó vezetek). Az áramkör nul1átmcneti kapcsolóként. tehát nem a korábban elteIjedt fá· zishasitásos elven mliködik , igy az általa okozott rádiófrekvenciás zavarok mmimálisak. AL erősáramú ágban kapcsolóelemként tnak üzemel, igy egyenirányí. t6-diódahid nélkül is hasznosítható a hálózati szinuszhullám mindkét félpc· riÓdusa. A triak tipusát a szükséges ki-

meneti terhelhetöség ftiggvényébcn vá· las7thatjuk meg. A Dl. C3, CI és a közöttük ábrázolt alkatelemek biztosítják agyengeáramú rész számára a kb. 10 V-os tápfeszültsé· get. A T I és T2 a hOZ7.ájuk csatlakoz.Ó ellenállásokkal egy 100 Hz·cs lmpul· zusfonnálót, lOe és lCd egy kb. 5 kHz-cs impulzusgcnerátort, IC/a és ICIb pedig egy kb. 21 lz-es impulzusgenerátort al kotnak. Utóbbi kimeneti je· Iének kitöltési tényezője, s ennek cred· ményekent a teljes áramkör kimeneti teljesítménye szinte 1000 G és O között, kb. 2%-onként a potenciométerrcl vfll· toztatható. A potenciométer fémházas legyen , amelyet az IC valamelyik tápágához ..fóldelünk". Figyelent: a potenciométer forgat6gombja - érintésvédcJmi jól szigetelö Ic· megfontolásokból gyen! A szabályozó elkészítése soran az érintésvédcJemrc vonatkozó előí ráso­ kat szigoruan tartsuk be!

13,8 V /28·30 A·es hálózati stab. táp. bamenet: AC I 50-60 Hz

Kapca. üzemű ,

220-230V

Klmen lStesz.-változá a: < 2% Zajtesz.: < 8{I mVp·p (tel~ tem·nél) 't4űue, feu ·, vagy ' rammé,éshez Allitható ujel'!)'1?más

VttntlliitOfOS hutás RÖvldziir· .. tulfeszültség·vfltelem Áramkort átozii s: 30 A

Mérele: 151 x 74 X196 mm Sulys: 1,64 kg Ára ! 21.950 Ft (+posta) +ajand'k uilldlós napt'r hambazar
r· .. ·--·-··-· .. · .. ··.·------ .. · .. ·.··. · ·-· -- - .. · .. ·· ..... -- - .-.- ..... - ......... - .. - ..... - .. - .. --.- ... --~~.-

"AKCIÓ-U)" ÉVKÖNYVRENDELÉS

4950 Ft helyett CSAK 3900 Ft.ért! (plusz poslal
Már most megrendelheti és meg veheti a 2016-05

Rendelek: ,.... ,., db-ot.

!ILMlJtmIf!IHill

Név:

mIliml.,

(Szálitjsa 2015 _ében)

AlallitDlllleDd!t!Sle~!tllet!SI!I

2015, lunius 30-ig elven,es!

,: RT ÉK'1S

Cím: Ezen OLVASHATÓAN kitöltött megrendelés beérkezte után küldjük a csekkel. Cimünk: Rádióvilág Kft., 1374 BudapesI, PI. 603. Akciós megrendelést csak ezen az eredetl megrendelószelvényen fogadunk el!

223

HIRDETÉSEK Akkuvásár . . . . . . . . . . . . 211. oldal ANICO Kft. . . . . . . . . . .. Boritólap I. Audiofil erősítők építése 2. .... 72. oldal C+ FKft. . . . . . . . . . . . . Borítólap I. ChipCAD Kft. . . . . . . . . . . . 179. oldal Digitális kiadványaink . . . . . . . 178. oldal ELMÚ Nyrt. . . . . . . . . . . Borítólap III. Forrasztóállomások a HAM-bazárból . . . . . . . 100. oldal Frekvenciamérő modulok ..... 161. oldal GIGAtechnik ... ..... , .. 193. oldal GLOBAL FOCUS Kft. . ...... 149. oldal H&M Trafo Kft. . . . . . . . . . . 193. oldal Hobby Elektronika Fűzetek . . . . . 40. oldal INCDMP Kft...... Borítólap 1., 209. oldal Legyen környezettudatos előfizető! . . . . . . . . . . . 221. oldal LOMEX Kft. . . . . . . . • . . . . 107. oldal MAXWELL műszerek . . . . . . . . 57. oldal PIC-es szakkönyv a HAM-bazárból . . . . . . . 133. oldal

Segítsen oo Ön is! 224

Rádiós könyvek .... . ... 10. , 178. oldal Rádiótechnika előfizetési akció . . . . . . . . 3. oldal Rádiótechnika évkönyv akció . . . 170. oldal Rádiótechnika iskola akció . . 39., 197. oldal RET elektronika (Robtron EI. Trade Kft.) ... . ... Borítólap 1., IV. Reményi I. Rádióamatőr Alapítvány . .. . ... 193. ,224. oldal Régi RT- és HE-lapok a HAM-bazárból . . . . . . . 221. oldal Rohde&Schwarz . . . . . . . . Borítólap II. Szakkönyvek a HAM-bazárból . . . . . . . 73. oldal TALI Bt. . . . . . . . . . . . . . . 193. oldal Támogassa a RÁDIÓTECHNIKÁ-t! .. 39., 197. oldal Távvezérlők

a HAM-bazárból ..... .. 211. oldal "Villanybors« ..... . ..... 223. oldal 2016-os RT évkönyv akció . . . . 223. oldal

Reményi István Rádióamatőr Alapítvány

18226429·1·43 Az alapítványt támogatja a

RÁDIOTECHNIKA RT ÉK '15

- -""-='-

Az ELMŰ Nyrt. - igazodva fogyasztói igényeihez - fokozatosan átalakítja ügyfélszolgálati rendszerét és áttér a telefonos és internetes ügyintézésre. A számlabefizetések kivételével gyakorlatilag ma már nincs olyan ügy, amit ne lehetne telefonon, otthonról elintézni. Egyre népszerűbb az ELMŰ telefonos ügyfélszolgálata, amely helyi tarifával hívható és az ügyek nagyobb részét már ott intézik. A

Telecentrum munkatársai a

06-40-38-38-38 számon készséggel állnak rendelkezésre bármilyen, számlázással, számlafizetéssel, szerződéskötéssel, hibabejelentéssel kapcsolatos ügyben.

, Amphenol

_.

-

] Diotec

RECOM

~auch , " ' ,...

.... .....

VAGEO

FUrTSU

celduc

HELMUTGERTIHI

Robtron Eleklronik Trade Kft. -

elektronika -----

www.ret.hu

~.-­ -~

LlTE(·]~1

ESKA

Tel.: 08 82 554-800 Fax: 08 82 554-810

KÖZPONT

OZLET

IRODA

TELEfONOS rRTrKESlTts. CSOMAGKOlDf:S

KI ;KH~fSKEDHMI ÚlTtKESlrts 6721 SZEGED. Sunt Mikl61 uo 9/•. Telefon: (6)I ~lHOO Fa.: (62)422-596. [·!NII: uzlet~hu

1102 SUtw'EST, K6r6SI CO()f'N Tt'Iefon: ()O)226-86Il6

6726 SlrGEo. ~ VlU 2<'. T.~ (62) SS4·600, MObII, ()o) 56S·)(l()4, FalC (6l) SS4-61O, I~ f..., 06 124-610, [."",,,, In~"

eo

E-~lOOd.>pes~u

s. ul 61.:1.