SRBER
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ELECTROnl[R D: --
-
-
COMPONENTES
_ ARCHIVO SABER ' ELECTRONICA
TMS27C64
INFORMATlCA
• Nomenclatura para los pins: Aa a A12 - entradas de direcciones
E - habilitación del chip G - habil itación de la salida GND - tierra NC - sin conexión PGM - progrp.rna Q1 salidas. VCC - alimentabión de5V Vpp - alimentación de 12,5V
as -
COMPONENTES TRANSISTORES
.
ARCI-¡IVO SABER ELECTRONICA
BF410-A hasta O
Características:
co
'"
0' :z ,~ c:
on
O
'"
0'
:z
Tensión drenaje fuente (máx.): 20V Corriente de drenaje (máx.): 30mA Potencia de disipación (máx.): 300mW
Corriente de drenaje (Vss-10V. Vgs •• 0) Admitancia (Vds-10V,Vgs '" O)
,
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A
B
e
D
0,7
2,5
6
10
mA
2,5
4
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7
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10
10
10
10
oA
O,S
1,5
2,2
3
V
Corriente de cort e de compuerta Tensión de corte gata/fuente
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,
COMPONENTES RESISTORES
RESISTORES DE ALAMBRE
AC-2 a 20
ARCHIVO , ABER S_ ELECTRONIGA
Características
'"
'" :z o,
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w c:
Watts
2 4
5 7 10 15 20
Tipos
AC02 , AC04 ACOS . AC07 AC10 AC15 AC20
Tolerancias: 1 - 2 Y 5% Banda de valores: serie E24
Banda de
Dimens,
Val. (ohm)
(mm) Comprlm. 14,0 18,0· 18,0 26,0 43,0
0,1a47k 0,1 a 6,8k 0,1a8k2 0,1a1Sk 0,22 a 27k 0,33 a 39k 0,47 a 56k
50,0 66,0
Max.
'"
5,7
5,7 7,5 7,5 7,5 9,S 9,S
COMPONENTES INFORMATICA
ARCHIVO SABER ELECTRONICA
.
TMS27C64 .'
•
EPROM de 64k (8k x 8) • Texas Instrurnefll$: ,.} -"
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• Alimentación de SV • Salidas y entradas compatibles TTl
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• Consumo: standby (en espera): 1,4mW activa: 210mW • Salidas Iri-stale vee P¡;¡¡
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Ol GIrIO
ARCHIVO
COMPONENTES TRANSISTORES
BF410-A hasta O
SABER ELECTRONICA
Transistores de eleclo de campo de canal N • Philips Componenls.
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COMPONENTES RES/STORES
RESISTORES DE ALAMBRE
AC-2 a 20
ARCHIVO SABER
ElECTRONICA
Resistores de alambre Ax'¡ ales cementado con niJcleo de cerám ica· Philips Componenls
1') VEA TABLA MARCAC~ ;RPAR A~S
K PARA KLOHMS
OIMENSIONES EN MILlMETROS
SHBEH ...
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ELECTAOnlCA ~ E D IC IO N
AnGENTIN A
SECCIONES FIJAS Fichas Del editor ollsJctor Sección del lec to r
ARTICULO DE TAPA Radio AM de 8 transistores
4 60
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AYUDA AL PRI NCIPIANTE Medidor de capacitares
19
MONTAJES Faro automótlco pera c uto móviles Semóforo progrclncb!e Indicador de bolanee
24 26
32
INFORME ESPECIAL 8 concepto d e la Fuzzy-l og:c
DIGITALES El Cassettte Compacto Digital (Conclusión)
35
41
MICROPROCESADORES El 4040 - BOBO Y 8085
45
AUDIO Cópsuk"ls Fonocoptor.GS
57
TV ~oras
en la imagen
61
VIDEO Dispos!f.vos coptadores do Imagen de estado sólido pora comeordor
66
RADIO ARMADOR Antenas d ipolo poro 1V
CURSOS
71
B Osclloscop!o · lección 16
74
CLUB SABER ELECTRONICA
79
DELEDITÓR
AL LECTOR \,. Di r«to~
a . udlo E. v",\oso
SIEMPRE LO MEJOR
Coo rd ln~o r
P~blo
M. Dodero
Arteydlst!ño Viviana N .
Bien, amigos de Saber Electrónica, nos encontramos una vez más en las páginas de nuestra revista predilecta mientras disfrutamos de este verano placentero. Los que trabajamos para que Ud. reciba 10 mejor, continuamos esforzándonos en la temporada de verano para que puedan disft1;tarla aún mlÍs, ya sea en período de vacaciones o en el receso luego de su"jornada laboral. Por tal motivo elegimos artículos que lo nutran de los equipos y tecnología de avam:ada como así también importantes mO~ltajes pnra quienes disponen de un poco más de tiempo y son "locos" por el taller. Es así que presenta mos como Art{culo de Tapa una Radio de AM cuya sensibilidad. selectividad y calidad de sonido difici/mente puedan COI' seguirse en receptores ya construídos, presentes en nuestro mercndo. También pensamos en apliéacione$ prácticas para el automotor como indicador de balance (para los,Cludiófilos) y el semáforo programable. Como lnfonne Especial presentamos el Fuzzy Logic, conceplo muy em pleado en la adualidad, especialmente con el advenimiento dc flls videocámaras portátiles. Hojeando el 'Índice se encontrará con una "ueva entrega de nuestra sección Microprocesadores, presentando el sal de instrucciones de otro ch ip muy empleado, el 8080 y tam bién las Clásicas seccion es de Audio y Radioarmador, Video y Tv, culminando con una nueva entrega del Curso de osciloscopio. Como podrá observar, Saber Electrónica sigue trabajando para ofrecerle siempre lo mejor.
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AdrttlnlJlrador A.C. May Col~ b or;¡dC)R'", Tradu~dón
Mil.. ¡'Ulda QWllleros
Distrib ución: C.l p ¡ l~
Maleo C""celt:. ro e Hijo
Eclwvmi. 2%9· 5""C". Cap. Interio r Distribuido,... Bcrtrán S.A.e. SlI rllll M ngdalcnll541 - Cap. Uruguay
lJen-icl YMutlrw:t • Par.,," 7SO • MontevideoR.O.U.• TE. 92.c7L3 ySJ0.5155 Chile Alea - C.nOfi
V~cWvio'\O
251 - Santiago de Chile
551 ·6511 I:DITORIAL QUARK 5. IlL r:dilori.¡ propiet.."" d~ lutd~e:! Q$\O.'lJ,¡ ncde I;¡ pub!lcKlón "'"_"\ S.h. EllI!Cuónica Edil
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Bernardo J. S. Ru~'1ucllu D j",CI
l'ror. el!o Somll~hin! Copyriglll by Edilo r. Sab .. r ltd
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ARTIC uLO. DE TA PA
RADIO AM DES · TRANSISTORES
IFinalmente, lo que faltaba en materilf de radio para montar! Un receptor de a~ la cal/dad, con las características de sensibitidad, selectividad y calidad de so· nido de las radios comerciales, especialmente proyectado para el estudiante, aficionado o hobista. Un circuito didáctico de un receptor superheterodino clásico; de una banda de ondas cortas, destinado a tos lectores que ya pasaron de ta fase de los receptores simples experimentates y que desean hacer algo definitivo, algo mayor que realmente funcione ... una radio de verdad.
Por Newton C. Braga .
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os lectores que acompañan nues-
tra revista deben ya haber ylsto muchos proyectos de radios para
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montar. Unos senelllos con apenas unos pocos transistores,' otros más
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complejos con salIdas con parlantes. Pero de tocios los que publicamos. ninguno parea: saUsfacer todas las expecRecibimos todavía muchos pedidos de lectores y sugerenCiaS para que publ1qUtroos un proyecto de radio reahn:nte bueno. una "radio de verdad' , con circuito y desempeño que pudieran ser equiparados a las radios tomeclales. O sea, los denominados receptores ·su· perheterodlnos' . las respuestas negativas que estos leclores recibieron durante muCho Uempo tuvieron Origen en diversos faclores co· mo por ejemplo, el hecho de Que una radio de este tipo puede tener en muchos casos un coslo inferior al conjunto de piezas usado en su realización. Las técnicas de producción en masa y la mano de obra barata en sus países 'de origen permlten este "milagro·. Otro hecho es la necesidad de muchos ajustes que no siempre son fáciles de hacer y que en algunos casos exigen la utill2a.clÓn de equipos especiales. Finalmente podemos citar el uso de componentes que no siempre se pueden encontrar con facilidad en el mercado ... Pero, 51 estos problemas eran un Impe-
TRAN S IST ORES
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dlmento en el pa~do, ya no lo son más. Finalmente llegarnos a un proyecto bueno y jusuficamos algunos puntos que puede n todavia producir dudas en el lector. El costo de montar una radio de este tipo, Igualo mayor que una radio del mismo desempeño, pero ya montada, se justifica plenamente si el lector desea un proyecto didáctico, 51 desea no sólo tener una radio para usarla, sino tambien para aprender a montarla y calibrarla. El propio placer de montar uno mismo su radio ya es un elemento en favor de la eUmlnacJón de cualquier Inte nto de hacer una comparación de costos. La 'obtención de los componentes, por otro lado, ya no es más problema con el
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uso de piezas que se encuentran con .Iacilidad en nuestro mercado, y fmalmente el ajuste es slmplillcado con la utillzación de una tecnlca que no exige el empleo de nlngün Instrumento.
El Circuito Clásico No podemos decir que nuestro circuito sea el más simple ni el mejor. En verdad, no es eso lo que buscamos con este proyecto, La simpl1flcadón puede ser perjudiCial al aprendizaje de técnicas básicas y a la comprensión del fundonamlento, y JXlr otro lado. la mejoría excesiva de la calidad como potencia, sensibilidad y selec· tlvidad más allá de patrones normales puede traer muchas dificultades para el
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RADI O
montador. aOckmado o estudlante. Es por este motivo que nuestra radio tiene sus caracteristicas dosificadas de
modo de atender las necesidades de los lectores más exigentes, que residen en lugares alejados de las emisoras o de recepción dlrictl, y es proyectado de mo-
do de tener las etapas básicas de una
AM
DE
8
TRAN S IS TORES
Cómo Funciona En la figura 1 tenemos un diagrama en bloques que corresponde a nuestro receptor, y mediante este diagrama explicaremos su funcionamiento. Las seriales de radio están constituidas por ondas electromagnéticas cuyas frecuencias en nuestro caso se sitUao entre 550 Y 1600kHz. o sea entre 550.000 y 1.600.000 oscilaciones cada segundo
radio clásica. Los 8 transislores de esla radio representan un ejemplo perfecto de la radio 'COIM debe ser" para que el lector mono (her1z). te y realmente disfrute. Cuando estas señales llegan a la radio Recomendamos entonces esta radio a producen corrientes de la misma fretodos los que: cuencia. - Desean montar s u propia radio "de La Idea básIca de un receptor sería amvt!rdad", plincar al máximo estas seitaJes para - Desean tener una radio de alto de- despues "detectarlas', o sea, retirar la' sempei10 (gran sensib!lldad y st1ectlvi- señal de sonido que lleva n y después dad). amplificar este sonido (ftgura 2). - Desean aprender cómo funciona una Mientras tanto. esta tecnica tiene dtfiraclJo. cullades: para amplificar las señales de • Desean aprender cómo se ajusta una altas frecuencias, precisanamos circuJtos críticos que deberían ser ajustados radio. Comenzamos con el principio de funcio- a cada momento para la frecuencia de namiento de este receptor clásico: !, ._ la estación que debe ser· rec'lbJda, Si quisiéramos recibir una estación de 600kHz tenemos que ajustar todos los Caracltrlsllc:as del Receptor circullos para esta frecuencia: si qulstéramos recibir una en 1200kHz tendreNúmero de transistores......•....•. __ .................8 mas que rehacer estos ajus tes. Está Tipo 00 circuito......~ .........~ ........supemeterodirc claro que esta técnica no es nada fácil. Frecuencia 1n(9{medla .• ~ .....•... _............. 455kHz SI seftales de dos frecu encias diferentes Tensión de allmentación..... BV (4 ~las peqiJeñaS] n y f2 fueran ' mezcladas' el resultado Banda de cobertura ............ OM (550 a 16QOkHz) será la aparición de aIras elos señales Potancia de audio .................................. 250mW de frecue ncias ttiferentes que' corres-
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ponden a la suma (O+f2l y la diferencia (fl-f2) de las originales. La "mezcla" de una serial de l .600kHz con una de 400kHz resulta en la aparicióil de una de 1.200kHz (diferencia) y otra de 2.000kHz (suma). Para nosotros la más Interesante es la señal diferencia. Podemos entonces hacer un circuito de radio del siguiente roodo: Si debemos slntonflar ta banda de frecuencias que va de los 550kHz a los 1600kHz,.hacemos paralelamente un circuito que, al mlsmo tiempo, produce señales de los 1005kHz a los 2055kHz. Esto significa que cuando sintonizamos una estación en Jos 550kHz, esta señal se mezcla con los U)05~z y fu diferencia obtenIda es 455kHz. Cuando sintonizamos 1600kHz, esta señal se mezcla con los 2055kHz y la dife.rencia -es de 455kHz. En verdad, cuando sintonlzamas cualquier frecuencia, esta señal se mel..cla con otra de tal m:xio que la diferencJa será también 455kHz (figura 3). La ventaja de esto es que manteniendo constante la frecuencia "dlIerencia: de• nomlnada "frecuencia Intermedia" o FI podemos ampUficarla sin necesidad de hacer el ajuste de )os circuitos todas las veces que cambiamos de estación: para cualquier estación sintonizada obteneIOOS siempre una seña,l de la misma frecuencla 455kHz, que mantiene las caractensUcas del original (sonido), y que por lo tanto puede ser fácilmente ampllIlcada. Observando entonces el diagrama de bloques de nuestro receptor, velOOS que la etapa mezcladora y la etapa osciladora son conectadas al mismo capacHor variable de modo que las frecuencias de la señal recibida y de la señal generada mantengan la diferencia constante. Una vez mezclada la señal y obtenida la frecuencia Intermedia ésta es llevada a las etapas siguientes donde es ampllllcada. UJ. posibilidad de usar bobinas que sólo son ajustadas una vez para funcionar en 455kHz en estas radios. pennlte obtener ventajas Importantes para el
RAE> ' I' O
montador. La primera es la selectividad, o sea, la capacidad de separaCión de es: taolones de frecuencias próximas que es importante en lugares ·congestionados" y de estaciones débiles. La segunda es·la sensibilidad que consiste en la posibilidad de captar estaciones muy débiles y distantes. Con este mismo receptor, en lugares sin estaciones fuertes cercanas, durante la noche. sin antena externa, podemos oír estaciones de ~dades distantes más de 1000 kilómetros con facilldad. Nuestro receptor tiene dos etapas amplificadoras de FI de gran ganancia. El ajuste de estas etapas será imporante para obtener el máximo de sensibilidad de la radio. La señal obtenida de la última etapa de FI es de alta frecuencia, 455kHz, precisando entonces tener la parle del sonido extraida. Esto lo realiJ.a el bloque detedor que posee un diodo como elemento básico. En este circuito se hace la separacJónde la señal de baja. frecuencia (audiO) que va al conirol de volumen, la senal de RF que no es más necesaria se desviarla a tierra (ngura4). La seflal de audio es entonces llevada al drcuito amplificador de baja frecuencia que posee 4 transistores. El primero es el prearnlificador, el segundo el driver, y finalmente en la salida tenemos dos transistores complementarios que proporcionan una excelente potencia para este tipo de radio, permitiendo una reproducción con calidad muy buena. Si bien la radio puede funcionar satisfactoriamente. incluso sin antena, existe la posibilidad de conexión de una externa. Esta tiene el punto indicado en el diagrama como conexión y puede ser desde un trozo de alambre cubierto hasta una antena externa de 10 ó 20 cm. aislada.
Material El lector puede encontrar en muchos comercios de reposición de pie7.aS. cajas que fácilmente podrán ser adaptadas
AM
DE
8 , TRANSISTORES
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YoI.UMEN e.AG.
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CONTROlA lA DE LA AADlO (),o,NOO _ _ MllYOR SENSIBILIJAO EN LAS ESTACIONES DEBILES
para recibir este circuito. Los más habilidosos ¡xxlrán incluso confecciOnar sus propiaS cajas. El material electrónico. si bien exije cuidado en la adquisición, no ofrece grandes dificultades. Las bobinas. por ejemplo. forman parle de un conjunto roKO ~omercial, y la de bastón de [errite es común para la banda de OM. Basta seguir la lista de materiales. Los transistores son talll,bién comunes, no habiendo dificultades para encontrarlos, y lo mismo ocurre con los resistares y capacitares. Para los resislores y capacitares hay que prestar atención que todos sean de 1/8W 10 que va a facilitar su instalación, y para los electrolíticos se recomienda la utilización de tipos con terminales paralelos por los mismos motivos (figura 5). El variable es común para AM y el parlante debe tener las dimensiones dictadas por el tamano de la caja. Soporle de pilas y potenciómero. diodos y demás accesorios son igualmente comunes.
Montaje Si bien no hay nada critico en el montaje, se debe lener el máximo cuidado con la colocación de los componentes, no sólo en vista de su sensibilidad como también por la posibilidad de que ocurra una confusión de piezas o una in-
9
versión.' Como el montaje se hace en placa de circuito impreso, (que el lector debe confeccionar), use un soldador de punta bien fina y estaño de buena calidad. Siga el diagrama completo de la radio de la figura 6 y la disposición de los componentes en la figura 7. Damos a continuación la sec!:lencJa de operaciones de montaje. dejando abierto un lugar para que el montador marque con una X cada una que complete. En primer lugar revise todo el material según la lista,y principalmente si capacitares y bobinas encajan en la placa de circuito impreso del modo apropiado (capacltores electroliUcos que pueden tener terminales más separado,s, según la tensión de operación, lo que dificulta su colocac.!ón). ( ) Suelde todos los resistores observando sus valores por los anillos de colores,
En el soldado de los reslslores sea rápido. y no deje acumular soldadura en exceso. Corte los sobrantes de los terminales con un alicate. ( ) A contInuación, monte los capacitares. Observe que los electrolíticos son polarizados, o sea que Uenen una posición correcta de (+) y de (-). Soldaremos en primer lugar los capacitares cerámicos. Debe prestar atención a la marcación. En el soldado de estos capacitares sea
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A M
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TRANSISTORES Jen ~fec!a~nte en la placa la Iljación se hace lXJf rIV!dio de tornillos. . () Efectúe la,flJación y soldadura del capacitor variable. Los diodos son de dos tipos, fádlmente
CAPACITORES DE TERMli'VI.LE S PARALELos
identifIcables po,r sus cubiertas diferentes. t) Suekle en prtmer lugar ellN60 que es el diodo detector. Si la nnrcadón está te0l;le dificultando la Identificación
rápido pues son delicados. pudiendo ser afectados por el exceso de calor. ( ) Los componentes que deben ser soldados enseguida son los transistores. El montador debe tener máximÓ cuidado con estos IXlmponentes, pues si bien su apariencia sea la misma, tenenXlS ,4 tipos diferentes. El tipo está marcado en la cubierta. La soldadura de los transislores se debe hacer con rapidez para que el calor del soldador no se propague hasta el cuerpo del componente. () A continuación soldará el Jumper. Este no es más que un trozo de cable pelado y doblado. uniendo dos puntos de la placa de drcuito impreso. segun
. _,,~.
muestra la figura 8. Aproveche un trozo de tenrunal ya_cortado de resistar o capacitar para hacer este Jumper. () El potenciómetro es fijado en la placa por medio de sus propiOS terminales que son soldados. Haga esta operación con cuidado. pues el cuerpo del potenciómetro es de plásUco pudiendo derreUrse al menor contacto con el soldador. La fijación del capacitar variable ex.ige cuidado principalmente con los tennJnales. Vea que. en la placa de circuito impreso deben hacerse pequeI'los cortes reclangulares para el pasaje de estos terminales. Verificando que estos terminales enca-
del anillo, por la .dlSposlción de los elementos internos. mostrada en la figura 10, usted sabrá,cuál es el lado del anillo (cálodo). ( 1 Para soldar los otros dos diodos, del tipo lN4148 (D2 YD31 basta observar el lado del anillo,. y ser rápido para que el cilior desarrollado en la opt'_ración no
afecte estos componentes. Ahora. vamos a soldar las bobinas. ( ) Bobina osciladora.
E~ta
bobina tiene
un -tomillo de ajuste' rojo. Encijelo en e11ugar apropiado. marcdo por Bl y suéldela con cuidado. Soldará no sólo
los terminales de conexión que corres-
poqden a los plns como también las aletas de fijación que hanin el contacto
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de su carcaza con tierra , del circuito para mayor estabilidad de funcionamiento. Si los pins no encajan derecho puede con cuidado torcerlos para que
entren en los agujeros de la placa. Cuidado con no quebrarlos. (1 Bobina 82 - primera FI . Esta bobina
es encajada del mismo modo que la anterior. Su color es amarillo, y también debemos soldar sus alelas de fijación además de los pins de conexión propiamente dichos. () Bobina 83 - segunda FI . Esta bobina es de color blanca, y es soldada del mismo modo que la anterior. () Bobina 84 ". tercera FI. Esta bobina es de color negro y su soldadura se ha-
ce del mismo IlXldo que las anteriores. Atención: En esta fase de modo alguno mueva los tornillos de ajuste de las bo-
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8
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binas. Estas ya v'ier;en preajustadas y sJ los tornillos fueran sacados de su posición ellecior dificilmente conseguirá encontrar el punto de funcionamiento correcto al cOlieclar el aparato. y no podrá oir nada. Con todos los componentes menores fijados a la placa. pasamos a la operación más delicada que consiste en· la fijación de la bobina de antena. En la figura 10 tenemos el modo como se debe fijar la bob:na de la antena con la ayuda de una abrazadera de plástico. Esta abrazadera e~ pasada a travf.s ~e la abertura existente en la placa y con el soldador. se derrite su parte inferior. La deformación resultante se prende fuertemente a la placa. Después sólo queda encajar el núcleo de ferriie de la bobina.
11
Pero. debe seguirse la siguiente secuencia de operaciones: ( 1Fije la abrazadera del modo indicado. ( 1Encaje el bastón de ferrite en la abrazadera. l ) Coloque la bobina en el bastón de [enile en la posición indicada por el dibujo principal. . () Pase los cables de la bobina por el agujero destinado para ellos en la placa de circuito impreso.' ( ) Suelde el cable rojo de la bobina en ellogar marcado VM. (1 Suelde el cable verde en el lugar mareado VD. ( 1 Suelde el cable blanco en el lugar marcado B. ( 1 Suelde el cable negro en el lugar marcado P. Si precisa, dé una pequeña raspada con
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una hojita de afeitar en el cable esmaltado de la ooblna paJa (actlitar la adhesión de la soldadura. En los cables más largos como el VD y el VM se puede colocar un espagueti. Con la placa lista pasaremos las conexiones externas que son mostradas en . la figura 11.
Comience con la conexión del parlante a los lugares indicados usando 2 trOí'.OS de cable aislado. () Conecte el parlante. Enseguida. suelde Jos cables del soporte de ,pilas. observando Su Pblaridad (rojo +. negro ·l. . () Soporte de pilas. La siguiente operación consiste en fijar los botones de control (slntonia y co-
necta/desconecta). L a siguiente etapa es la fijaCiÓn del
conjunto en la caja, según lo que sigue: Coloque el parlante en su posición y.sobre el mismo ajuste la placa de circuito Impreso j:on su lado cobreado vuelto hacia aniba. Al colocar los torn!llos de fijación de la placa. la misma asegurará firmemente al parlante. Despues solo resta colocar las pilas en el soporte y encajarlo dentro del gabinete. así la radio estará lista para los primeros ajustes y pruebas.
el parlante. verifique: , - si todas las soldaduras están firmes y correctas. - si no existen soldaduras desbordadas. - sllo's transistores y bobinas están en posición correcta. - si todos los' componentes están en po.sldón correcta. Con la radio 'funcionando será conveniente hacer un ajuste para obtener el máximo de sensibilidad. Para este ajuste podemos teI).er dos procedimientos. según el lector 'disponga o no de generador de señales.
Ajuste de "Oído" Prueba y Ajustes Coloque la bobina sobre el bastón de ferrlte de modo que la misma Quede tarlo probablemente usted ya podrá aproximadamente a 12mm. del extresintonl1..ar con buen volumen las esta· mo, según muestra la figura 12. ciones locales. Enseguida, trate de sintonizar una esSi ocurre algún problema y no consi- tación de su localidad o de una localigue nada, ni siquiera un leve silbido en ' dad próXima alrededor de los 1400kHz SI su montaje está. correcto. al canee·
_ _ _-;;-
IIMTON DE FERRrTE
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12
PLACA
(t.ADO COBRHOOI
RADIO
AM
o sea, en el extremo superior de la banda.
Si la estación no es captada en el número exacto que el lector espera, o sea,
51 el locutor dice que la estación trasmite en 1450kHz y usted está oyendo en 1500kHz, con cuidado vaya girando el trlmer del oscJlador en el capacitor variable y ajustando· al mismo tiempo la sintonía para llevar la estación a la marcación deseada. En la figura 13 teru;mos la identificación de este trimmer que ya está conjugado al capacitor variable, conectado internamente en paralelo con él. Enseguida, ajustaremos las bobinas de FI. Para esto, reduzca un poco el volumen de la radio, manten¡e~do1a sintonizada en una estación local.' En primer lugar ajuste el transformador negro. después el blanco y finalmente el amarillo para obtener el máximo de volumen en el parlante. SI la estación es fuerte, vaya reduciendo el volumen a medida que fuera obte~ niendo mejor recepción. Si la estación es débil, busque no mover la radio. sacándola de posición, pues para éstas el modo de Incidencia de las ondas en el bastón de fen;ite , puede modificar la intensidad de la señal recibida. Al ajustar los núcleos de estas bobinas tenga el máximo cuidado para no apretarlas demasiado o soltarlas demasiado lo que podría provocar su quiebra o bien hacer que la estación "huya" completamente. Repita los ajustes de las tres bobinas hasta tener la certeza de que esta obteniendo el máximo de corrección.' El siguiente ajuste será hecho con una estación del extremo Inferior de la banda. Busque una estación alrededor de los 600kHz. y coloque la radio a' medio . volumen. Verifique si la estación está siendo captada en la marcación adecuada. Si estuviera un poco fuera ,de la frecuencia (el locutor habla de 630kHz y usted la recibe en 700kHz Ó 550kHz) ajuste cui-
DE
8
TRAN$ISTORES
dadosamente el1J.Ucleo de la bobina ro- señales en 455kHz - sintonice el recepja hasta lievarla , . al número correcto. tor en 1000kHz. Esta operación se debe hacer con cui- AJuste'las bobinas amarillas, blancas y dado al mismo tiempo que se ajusta el negras para mayor volumen_ Vaya revariable, se 'acerca" el núcleo de la bo- duciendo la 'intensidad de señal del generador a 'medidaque vaya obteniendo bina. Finalmente. sintonice nuevamente una mayor volumen. Repita el ajuste_ estación en el extremo superior de la 2. Generador de señales en 1400kHz banda, alrededor de los 1500kHz o receptor en 1400kHz. Ajuste el trlmer oscilador para mayor intensidad de somas. Ajuste el trimer de la antena en el va- nido en la salida_ riable para que la misma sea oida con 3. 600kHz - Receptor en 600kHz ajuste el núcleo de la bobina roja para el máximo de intensidad. Ahora, antes de usar la radio, sintonice mayor salida. Repita los ajustes anteuna estación en el extremo inferior de riores hasta obtener el máximo. 4. Gela banda. y muevti la bobina sobre el nerador de señales en '1600kHz - sintonúcleo hasta que su señal se Oiga con nice el receptor en 1600kHz. Ajuste el mayor intensidad. Fijela en esta posi- trimmer de antena para la salida- máxición con una gota de cera de una vela. roa. Si no con;sigue este úlUmo ajuste repita 5. Generador en 600kHz - receptor en los ajustes del núcleo de la bobina roja 600kHz - ajuste la bobina de antena y del (rimer de la antena. sobre el bastón de ferrite para máxima salida. Repita los items 3 y 4. Después Ajuste con de esto, sólo resta usar su radiol O
Instrumento SI tuviera un pe queño generador de señales, . el ajuste de su ,radio' será considerablemente mas fácil y mucho más eficiente. (Este procedimiento es válido prácticamente para todas las radios comunes de
INTERFASE DE ENTRADA ¡SALIDA Adquisición de datos y control Conectando la PMK-INTAD a un slot de su PC, usted puede extender el uso de la computadora hacia aplicaciones propias de un laboratorio de mediciones y control.
AM).
El acoplamiento del generador de señales a la radio es realizado por una ,espira de acoplamiento como muestra la ngura 14. La tabla de abajo muestra los ajustes necesarios: 1. Generador de
·24 ENTRADAS ¡SALIDAS DIGITALES PROGRAMABLES ·6 ENTRADAS POR CONVERSOR ANALOGICO/DIGITAL LA INTAD SE PROVEE JUNTO CON UN DISCO QUE CONTIENE RUTINAS EN BASIC. PASCAL y C, YcUNCOMPLETO MANUAL DEL USUARIO CONSULTE POR NUESTRA LINEA COMPlETA DE PRODUCTOS
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I'~:' iljl; ,"",. dlÓdo de gennanlo ~ IN4t48:- diodos de silicio para uso general " 82, 83, 84 1·juego de bobinas para ondas medias TOKO antena común para ondas medias (4 termina·
I1'~~~~7.'~~~%,IA¡W): ¡¡ violeta, rojo 1~k· mal'rón, rojo, amarillo ,'RtO, R17 ·'680R· azul, gris, manón . 10k · marrón, negro, naranj8 ;naranja, b1Dnco, naranja ,,'. ,• . •,. . 1k '. marrón, negro, rojo • 270k· rojo, vIoleta, amarillo :-8k2. gri{,'fojo, rcjo 1;¡¡.,/lS"'l:!IlR, marrón, rojo, marrón I
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VarIos: caja para fT/(}ntaje, placa de circuito Impreso, potenciómello con llave de 5k, Variable para (miniatura), elc.
14
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AYUDA AL PRINCIPIANTE
MEDIDOR DE CAPACITORES · ¿Cómo saber cuál es la capacidad de un capacitar cuya marcación está borrada o en un código dudoso? ¿ Cómo saber si un capacitar está en buen eslado y responde a la marcación de su cubierta? Si está inleresado en las respuestas a eslas preguntas, lo Invitamos a monlar esle sencillo medidor de capacitares, un útil instrumento para su taller. ,
¡ ,
Por Newlon C. l?raga
L
a medición de capaCitares para determinar su capaCidad ofrece muchos problemas al experimen-
tador. ya que no puede hacerse de modo directo con el multimetro. Los capacimetros. por aIro lado. sqn Ins trumentos algo caros y que por lo tanto no siempre están al alcance del bolsillo del estudiante, hobbista o técnlco. 1.0 que proponeIOOs en este artículo es W1 medidor simplificado de capacidades
que fWlclona dentro de la precisión exigida. oon gran eficiencia. Se trata de un puente de capacitares que puede medir valores entre 4,7nF y 2,2~
con buena precisión, dependien-
do de su ajuste, y que usa pocos componentes de bajo costo.
Los estudiantes y aficipnado~ que están proporción que depende de su valor y tratando de completar su taller con ins- de la frecuencia de la comente. trumentos de utilidad, tienen en este Asi, decimos que los capacltores premedidor una excelente sugerencia que sentan una reactancia capacitiva (medino les traera ninguna dlncultad en su da en ohm) que es tanto menor. cuanto reall7.ación por tratarse de un aparato mayor es su capaddad y mayor la fremuy Simple. cuencia de la corriente (figura 2);Si tenemos una corriente de 'frecuencia Cómo funciona fija , 50Hz por ejemplo, el capacitor se comporta coíno una resistencia cuyo En la figura 1 tenemos un diagrama en valor depende justamente de su' capaCIbloques que nos permite hacer un anál- dad. En una frec uencia de 50Hz. por sls de cómo-funciona este medidor de ejemplo. un capadtor de lOOnF se comcapacidades, que no es más que un porta como un resistor de 31.800 ohm. puente. ntlentras que el misroo capacltor, en la Corm los lectores ya saben. los capaci- frecuencia de 5kHz se comporta como tares se caracterizan por Impedir la cir- un reslstor de 318 ohm (en ambos caculación de corrientes contlnuas, pero sos hay desfasaje entre más tensión y dejan pasar corrientes alternas en una comente).
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L.. ~.--il------' El medidor que describimos aprovecha la corriente que circula en un capacltor
de valor desconocido. para determinar su valor, comparándolo con la corriente que circula en un capacltor lomado como referencia. Este proceso se hace por circuitos especiales denominados
"puentes· como muestra la figura 3. En un puente como el de la figura, cuando todos los elementos del circuito están equilibrados. o sea, cuando sus valores están en una determinada rela-
elón, entR los polos del InStrumento indicador no hay circulación de corriente yel mismo Indica la condición nula, o sea, el punto de equlIJbrlo. En nuestro caso, el puente formado tiene por elementos un transformador que proporciona la energia externa bajo la (orma de coniente alterna. el capadtor desconocido es un capacltor tomado como referencia y además de eso ellnstrumento Indicador de nulo y un potenciómetro para ajuste. Cuando colocamos en el puente un ca pacHor del mismo valor que el tomado coroo referencia, las tensiones que aparecen en los extremos del potenciómetro son Iguales en relación a la toma central del transJOrmador. de modo que el ajuste de nulo se obtiene con el cursor en el medio de su recorrido. SI el capacitar desconocido fuera diferente del tomado como rererencia para obterier el ajuste de nulo, con igual tensión en los extremos dellnstrumento, tenemos que colocar el potenciómetro en una posición diferente del centro (figura 4)
o.
Es justamente en Junción de esta posidón del cursor que podemos entonces tener una Idea del valor del capacitar que estamos midiendo. Con el circuito Indicado, podemos obtener el equilibrio del puente con capacttates que van desde la mitad del valor tomado como referencia hasta el doble, lo que Significa una banda de 4:1 (figura 5). Podemos inclusive establecer para el potenciómetro una escala que nos permH!rá determinar no sólo la condición de equilibrio con un capacitor igual al de referencia, como también relaciones de 1:2 ó 2:1 alrededor del valor de referencia. Por ejemplo. si colocamos en el circuilo como valor de referencia un capacitor de 1Onf y obtene1lllS el equilibrio en el punto en que lenems la relación de 1:2 esto significa que el c~acltor desconocido tiene valor alrededor de 5nf. Si el punto de equilibrio fue ra en el punto 2: I esto significa que el capacItar desconocido tiene valor alrededor de 20nF. Con la colocación en el circuito de valores de referencia entre 1OnF y l~ tenemos la banda de actuación del aparato entre 4,7nFy 2,2nF.
Los componentes Para este rrxmtaje todos los componentes usados se pueden conseguir con relativa facilidad. En la 'figura, 6 damos la sugerencia de caja para estém;mtaje. Con relación a los componentes e~tró nlcos consideramos necesariO hacer las
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siguientes observaciones. El transformador puede ser de cualquier tipo que tenga un boblnado primario de acuerdo con la red local, o sea. llOV Ó 22OV, y secundario de 6. 9, . ó 12V con corriente de lOOmAó mas. La llave conmutadora que coloca los capacltore~ de .re~erenc1a en el circuito es de 1 polo x 5 posiCiones rotativa. SI el lector tiene dificultades en obtener esta llave puede optar por 5 Interruptores simples colocados uno aliado de otro en la caja. Estos interruptores serán enlonces accionados según el valor de referencia deseado. La llave SI es un Interruptor simple que aumenta la sensibilidad del aparato en el comienzo de la banda de Jredidas. Los capadtores usados como referencia son de poliéster metalizado. La tolerancia de estos capacilores detennlnara la preCISión de las mediciones. Como el aparato tiene por fin alidad solamente dar una Indicación aproximada de los capacltores a prueba, pues estos componentes admiten toleranclas de 20% Y hasta más en la mayoria de los casos, el lector no precisará preocuparse por la precisión. En verdad, la propia calibración de la escala no es de gran precisIÓn. pues el aparato no busca eso, Tenemos enseguida el Instrumento indicador que sirve solamente para acusar el punto de nulo. Se trata de un VUmetro común de 200llA. Se puede usar cualquier tipo. dando preferencia a los de menor costo. Los diodos del puente pueden ser 1N400 1 ó cualquier equivalente, lnclu-
ME D ' I DOR
so de menor corrienle comO el IN914, lN4148.etc. El potenciómetro de 47k debe ser lineal y puede tener Incorporado el interrup-
DE
C APACI T ORES
versión i'ñmpleta .en' puente de leoninales se da en'1a"Jlgum B. No será preciso usar placa de d rq..ilto tmpreso en vista del reducido número de componen les
lo' general.
usados.
Tenerms flnalrnente el resistor ünlco de l Ok I 1/8W que sirve para reducir la sensibilidad del instrumento en la medición de las capacidades mayores , pues sin él el VU puede ver Su aguja forzada a golpear con viOlenCia en el final de la escala en los ajustes.
Para soldar todos los componentes se debe usar un hierro de pequeña potencia. punta fina y bien eslaftado. En el montaje, elleclor debe tener los siguientes cuidados: al Comience fijando el transformador, el VU, las llaves y el potenCiómetro en la caja.
Montaje El circuito completo del medidor de capacltores se muestra en la figura 7. La
interruptor general SI que puede estar acoplado al potenciómetro o Independi ente. Vea el color de los cables del lransformador sI éste ruera para dos tensIOnes: DJanÓn y negro para IIOV y negro y roJO para 2'liJV. el Suelde los diodos en e1 puente de terminales observando su polarldad. En la soldadura sea rápido para que el calor no los dai'le. Corte sus terminales al largo apropiado. d) Suelde los reslstores en la llave y en el puente según muestran los dibujos.
b) Suelde el cable de alimentación al transfor - . mador y al
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MEDIDOR
DE
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bien el valor de )os reslslores dados por los anillos de colores en -sus cubiertas, , el Suelde los capacltores en la llave rotaUva o en los Interruptores, segun muestra ,la figura 9, cuidando que la secuencia ,de valores crecientes sea obedecida. F;n la soldadura corte los temli·
Vea
Con el aparato listo. revise el montaje anles de conectarlo.
Prueba y uso Coloque inicialmente un capacllor de lOnF en el aparato, 'conectándolo a las pinzas cocodrilo o,.a kls bornes de' prue-
ha. 'SegÚ[l1o disponga a su e1ecdóa Conecte el probador al toma accionando enseguida el tnteffiJptor general La llave 52 debe estar abierta. Coloque la llave selectora en la )Xlsición correspOndiente al capacitor de IOnF de referencia. A continuación. ajuste el po-' tenciómetro de mo de obtener la ml-
Dales de los capacitares de modo de mantenerlos próximos a la llave. f) Haga las Interconexiones entre los
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compon~nles del puente. I.as llaves. el potenciómetro. el instrumento y el
transformador. En el caso del lostrum:nto debe respetar su polaridad. 51 la polaridad no estuviera marcada, haga la conexión sin observarla, pues después. verificándose que la defiexl6n de la aguja Uende a ser hacia la Izquierda basta hacer la inversión de sus cables. gl Para conexión del capacilor a prueba
se pueden usar dos bornes o bien dos cables con pinzas cocodrilo. segú n el
lector prefiera.
22 SA~ER
ElECTIION CA N' 6S
MEDIDOR
cadón de cem de ooITtentc en el "instrumento. Esto debe ocunir en el punto 1 de la escala o cerca de eso, mosira.'1do que la relación entre las capacidades es de 1: 1. o que sean, son Iguales. Coloque UD capacHor de 22r.§ como pnlcba en el circuito. Procediendo del mis mo modo se obtiene un equilibrio dellnstrumcnto con la IndIcación de cero en la posición 1:2 del potenciómc1rO.
Para oblcner el pun:o correcto de ajusle de nulo. cuando la aguja del insirumenlo se acerca a cero, se cierra el Interruptor 52. Para usar el aparato basta sólo colocar el capacitor a prueba en el circuito y buscar en la llave y en el potenciómetro 1"\5 posiciones Que dan la corriente r.ula en el instrumento. En el potenciómetro se lec la relación de capacidades enire la referencia y el capacltor que estamos probando. O
DE
CAP AC ITORES
liSTA DE
TI : t~n~~r1o/pr~'rio de 11D'6 220V y ;¡::j' :,;i~~G~¡)~:';};;~,¡~;:¡ ;~;~~: y ~"íenfe d.e '100~ 6 más. ~.' ~. 1.11 • VU· medidor comlÍlJ .01, D2, 03, D4. lN4001 Óequivalente ~,. ,Rf • ,fOk.~ I/8W'".res/stor (marrón, negro, __ •..• , R2 ~ 1k x I/8W· reslstar (marrón, negro, rojo) P1 • pot~ó~tro' n~a! de 47k
.
.
Capilci~ ~::~; ~::~;~.":::~~:;:it
el...10nF· de C2: 47nF· ,capacilÓl ~ poliéster (amariUo, C3 :'100 nF· capacito( de poliéster (ma/Jón, fr8gro,
c.apacltor
C4· 470nF· de poliéster (amprillo, V/~:~;::,~~rll:") ,' es· fllF· cap..~ltor ~ poliéster (mam;n, negro, 51· Interruptor simple (acoplado 8 P1) S2 -Interruptor simple 53 - llave de 1 polo x 5 posiciones
Varios: cable'eJe alimentación, puente de terminales, bornes o pinzas cocodrilo, cables, estallo, etc.
23
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MONTAJES
FARO AUTOMAllCO PARA .AUTOMOVllES ¿ Qué tal colocar en su automóvil un interruptor aútomático totosensible que conecta las luces al oscurecer el ambiente? ProyectaQo,como un sistema de desconexión retardada que evita la incidencia .de luces,el Féauto utiliza componentes comunes en nuestro mercado y ofrece un óptimo desempeño. iEstúdielol
Por Luis Fabio C. Pinho
uestros lectores siempre sugieren , proyectos eleclrónicospara aplicaciones en los autos, principalmente aquellos que no "pesan" mucho en el costo final. Intentando conciliar la novedad de aplicación, el costo bajo y la garantía de un óptimo funcionamiento, creamos este
N
montaje que les presentamos ahora. Este interruptor fotosenSible detecta cuando la luminosidad ambiente alcanza un cierto punto de insufiéiencia y acciona un rele, que a su vez, hace que las lamparas externas de su aulomóvil pennanezcan eocendidas o apagadas, dependiendo de la situación.
Diagrama esquemático del Farauto.
24
Con esto no tendrá que preocuparse mas por los faros encendidos por la maña."l3..!por un simple olvido) pues el circuito impide que las lámparas queden conectadas con el aula apagado, o con luminosidad ambiente fuerte. Esta cáida de luminosidad puede ser ocasionada tanto por factores naturales (anochecer, tempestad fuerte, eclipse) como por facto~es artificiales (pasaje por un timel o un viaducto). En cualquiera de estas situaciones. el circuito reacciona instantáneamente, dentro de su sensibilidad conectando las lámparas. Pero como dijimos en la introducción. la desconexión de las luces. a pesar de ser automática, no es inmediata, esto porque cuando el automóvil esta transitando al oscurecer existen ocasiones en que los mces de luz dan temporarlamente sobre el fotosensor, por ejemplo, la luminosidad de los postes de luz, otro veruculo con sus faros dirigidos hacia los suyos, u otras fuentes de luz externas. son factores que no pueden confundir el funcionamiento del aparato porque los mismos poseen una incidencia de haces luminosos no continuos, o sea, que sólo ocurren durante un instante.
FARO
AUTO MATICO
PARA
AUTOMOVILES
Efecto r~tardado del Farauto.
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LLAVE DE
ENCENOIOO
El diodo D1 evita que C1 se descargue por C1-1.
Placa de circuito impreso;
El efecto retardado del circuito hace que las lámparas sólo se apaguen cuando hay una luminosidad continua en el fotesensor por un tiempo superior a un minuto, o cerca de eso. Por el hecho de que el circuito actúa en paralelo con la llave de los fares, no impide su funcionamiento normal, o sea, puede conectar los faros cuando quiera. Finalmente, la necesidad y la creatividad del lector determinan otras irmumerabIes apl!caclones para el Farauto. Por ejemplo, puede ll~lo como control de sefiallzaclón nocturna, llave automática de las luces externas, encendido y apagado de anuncios luminosos, alarma contra [alta de luz y en muc..-:.,as otras ocasiones.
Cómo funciona En la figura 1 tenemos el diagrama completo del aparato para acompañar la expl!cac!ón. El circuito utiliza un amplificador operactonal. CI-I, como comparador de tensión. El resistor R3 y el diodo zener DZl proporcionan la tensi6n regulada a la entrada inversora del 741. Con esto tencmas siempre una tensión fija de referencia independiente de las variaciones de tensión en la batena. E:11a entrada no inverso(a (pin 31, R2 en conjunto con Rl y Q1 constituyen la etapa sensora. r:l fototransistor Ql presenta alta re-
25
sistencla enllifl sus junturas cuando 110 hay luminosi~ad sobre el mismo, en ese caso, la tensi6n encima del zener DZI es aplicada a la enLrada no inversora de CI1, Yen consecuencia, su salida !pin 6) presenta nivel alto (l2V). Con esto, el capacitar CI se carga y el transistor Q2 corrduce. llevando el nivel alto a la base de Q3. t"r.tonces Q3 satura yel rele Kl, cs operado, provocando el encendido de las lámparas. Cuaooo hubiera luminosidad suficiente sobre el fotosenscr, el mismo presentará baja resistencia y mantendrá. el pln 3 de CI-I en rJve1 bajo. Esto provoca la conmulación de la salida del amplificador
F ARO
AUT OMATICO
PARA
A U TOMOVILE S
DZl es WI diodo zener B7,X79C7V5 y DZ2 es de la misma Camilla. pero con una lensio.."l de operación de S.IV. Fl es un fusib le de 5COmA que sirve de protecci6n y dcbe ser adquirido con su soporte y SI es una llave operacional pa-
operacional para nivel bajo (OV), ocasionando el corte del diedo Dl.
En seguida. e1que estaba cargaco comienza a descargarse por R4, R5 por la Juntura de 92. por el diodo zener DZ2 y por R6lflgura 21. Después de un cierto tiempo. la tensIón en la base de 93 cae por debajo de O,7V y entonces corta. pro\o'OCando la desactivación del relé KI. Con el relé deS(Jonectado, las lamparas qcedan ronecbdas. El. diodo DI evita que el capadwr el descargue por el 71\ l. S!n fl , el capacitor e1 no ltia a provocar el relardo necesarto. y el circuito quedaría en funcionamiento inestable cuando el
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ra el apara~o .
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cn;mo ou:ww.rro
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Cómo conectar el Farauto en el 8ulomóvíl.
Les resistores son todos de 1/4W y los capacliores son eleclroliUcos para 25V o mas. Los diodos D1 y D2 sen del tipo IN914, lN4 148 !conmutación rápida), pero a falta de ellas se pueden usar ciodos
Al s::Ildar el fowtranslstor uUlice cable b:inda
Prueba y uso
El esquema de con ~xl 6n del Farauto esta ilustrado en la figunI 5. Procure aJg:m punto posli.h'O de la baleGa que sea nlente de la batería y el dlooo [)? evita l N400 L rnntrolado por la llave del auto y conecteque los semiconductores préximos al relé, Los transitares Q? y Q3 son NPN de lo al positivo de la placa. Luego conecte el negallvo a cualquier como Q3, sean dañados ótirante la con- uso general. como BC548. 8C549 mlen· mutación del rele Kl. tras que gl es un fototransistor TIL78. lornib en contaoo ccn la eam::ecria. Una Cuidado ron sus p:::s!c:ones al so:da::cs, sugerencia para el punto positivo citado Montaje pues si fueran co:ocacos :nveri:~os , el fa· anteriormente es coned arlo al fusible de rauto no fU:lcionará. la bocina o dellimplaparabrtsas ya que En la figura 4 tenemos Ja disposición tJljUce zócalos para el circuito Integra- estos generalmente sólo fur,clonan con el de 105 componentes en una piaca de cir- do y si es posible para el relé que es el meter del auto encendido. Los puntos de C'..u:.o Ir::Jpfe50. W.C2RC l que so;:orta r:.asta lOA. co!lCXió:-; ¿el reie deben ser CO.'1ec!ados en paralelo con la llave de conexión de las lu· ces. Para esto utilice cables gruesos debl· l l' ':lli ",:" ", : ;,::;,::" do a la alta corrlenie de las lámpa."aS. -:;::::~~:¡i~C',., ' , ",:,;1,' , LISTA DE MATERIALES El próximo paso es ajustar la senslblll~1: lA/741 ~ amplificador opetacional dad del circuito. Con el auto apagado en un ambiente abierto, espere un grado suir'OI - nL 78· fotollansislOt 'r . ficiente de luminosidad y accione TIJ1. En ' ~,Q2 Y Q3 - BC548. ltansistor NPN de uso general lJtls l - JAC2RC1012 - relé Metaltex para 12V oequivalente caso que los [aros estén encendidos, espere un minuto aproximadamente hasta ,:~:DZl • BZX79C1V5 - diodo lener ' .. ., . j .... DZ2 - BZX79C5Vf - d1odo ló!ner que se ap<>.guen. En seguida. con w.a Unlerna manual sobre el foloscnsor, deje t~Dl y D2· lN914 6 1114148· dlocID de coomlll1lcion "pida '(. 'C1- 47¡lF x 2SV - capadtor electro/ftico que la luz incida durarlle más de un ml:~i~F:: 220¡lF x 25V -capadtor e/ectrolíüco • m:to y verifique si después de ese periodo J;:~R1 y R4 -S,3All x 1/4W· reslstores (naranja, naranja, verde) las lámparas se apagan. Ahora desccncc'jI:~ R2. 1,8f¡O x1/4W: resIstO! (roarrÓII, gris, rojo) te la I:n~erna manual: las lamparas deben .tII!~ R3 . UUx f/4W - resis/or (ma"ón, negro, rojo) , encenderse Ir.mediaiarr.ente. Es accnseja~r'R5 . 39Ok!l x 1/8W· resistO! (naranja, blanco; amarillo) blc colocar esmalte o parafina derretida ,,~ R6 ~ 100k!l x 118W-resistor (marrón, nogro, amarillo) sobre el ttimpat para evitar que la trepi''1' ' , i;ili,¡tP1 • fOOldl· trlmpot vertical u horIzontal dación del autom6v'J pueda variar su valor. En caso que qulera rcU:ar el retardo fusible de 500mA con soporte · r-r S1·6ave H-Hminl(opcionaJ) . en la desconexión cel farauto, retire el ~/Ih ' , '".41"f:'",· . capacitor eL \~tvatios: plaCa de circuito impreso, zÓC8fos para el CI y para el relé, cables gruesos SI desea aumentarlo, aumente el valor ,,~ra las co~~~ones con la baterla y con ial/ave de los faros, esmalte,.e~taifo, etc. de el o de R5 y para disminuirlo basta hacer el proceso mverso. O
automó . . il estuviera en movimiento !figura 3). El capacitor C2 fllira la lensió:1 p:me-
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26
MONTAJES
SEMAFORO PROGRAMABLE. Los circuitos simples de conmutación de 3 salidas para lámparas u otros tipos de cargas no proporcionan a un semáforo el·realismo o el comportamiento necesario para una aplicación más seria~ Vea en'este artícuto un proyecto en que los tiempos y los modos de accionamiento corresponden a los obtenidos con ,un semáforo real, y cómo usarlo en aplicaciones serias, Por Newton C. Braga ." ",:"
E
n un semáforo. la simple conmutación de las lámparas para las dos vias ro se puede hacer por un sis1ema de solamente 3 canales. En el momento en que enciende el amarillo para cerrar una de las vías. la otra no puede ser abierta il'1I'!}ediatamente. lo"que quiere decir que los Instantes en que la luz de "atención" es accionada, las otras no pueden ser a~das Inmediatamente. En la figura I tenemos un diagrama de tiempos para un comportamiento de
este tipo, observándose que exislen instantes en que tenemos el rOJo y el amarillo al mismo uempo. de modo de proporctonar un retardo en la partida del tráfiCQ de un lado hasta que del otro ocurra la detención total. .~. El circuito que presentamos en este artícu10 tiene esta posibilidad de accionamiento y, además. puede ser ajustado para proporciones diferentes de encendido para el verde y el rojo según el volumen de tránsito de las vias controladas. En nuestro proyecto la proporc!ón de tiempo para el verde y rojo es de 5/4 pero sc pueden programar fácilmente otras pro· porciones como 6/ 3 ó 7/2 con la simple allerac!ón de los lay-ouL de la placa de circuiLo impreso en la salida de los integrados. El proyecto básico tiene salidas 'nuco tuantes' que pueden ser ronectadas a diversos upos de drtvers que aCCionan des-
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Accionamiento del semáfr¡ro.
de Simples LED hasta lámparas de al! a potencia alImentadas por la red locaL '
Características • Tensión de alimentación: 6 a 12Vce • Pasos de acclonamien!o: 10 • Fases: 3 • Banda de tiempo del ciclo cle:'acciona · miento: 1 segundo a 5 inlnúlos, ..,
28
Cómo Funciona La base de este proyecto es el 40 17 (dos unidades) controladas a partir de un astab1e 555. Los dos 4Q17 son conectados en paralelo y un reset :común hecho por C2 y R3 garantiza la partida del mismo,punto de programación cuando se establece la ali· mentaclón.
SEM AFORO
PR OGRAMAB LE E1 dock con d 555 Uene su frecueoda. determinada por el y Rl. R2 YPl. En PI podemos hacer el ajuste de la velocidad de cperaclón del semáforo en una amplia
---
banda de tiempos.
Para ciclos mayores que los sugeridos
,
RO.IO , ........."Iu..O
"'1110(
Diagrama completo del aparato.
DIsposición de /os componentes en placa de circuito impreso.
•
29
en el proyecto,
el puede ser aumentado
hasta
cuando obtenemos un d-
l000~.
clo máximo del orden de 15 minutes. Los pulsos del 555 accionan los dos 4Cl7 en secuencia, pasando cada salida al nivel ruto a1 recibir U1'1 Impulso, volviendo el ani.erlor al nivel bajo. El diSposiUVO de sefla.lizac16n activado depende entonces ele la programación hecha per Jos diodos conectados e."lla salIda de cada 4017. De esta forma, mientras el dispcsitivo conectado enlre les terminales A y B se mantiene encendido en los primeros 4 pulsos. el que CS~a conectado entre G y H se manUene acUvado en los primeros 5 pulsos. &. el quinio pulso. el dispositivo entre A y B apaga y en~cnde el Que está entre CyD_ Con la reprogramacl6n de los diodos. podemos tener patrones de encendido para el semáforo. Está claro que con la utilización de mer..os posido:,.es podemos tener r..asta ciclos más cortos de cperaci6n. Podemos usar solan:er:te 9 salidas de cada 4017, bastando que la UlUma {pln 11, por ejemplo} sea conectada al Tesel (pin 15). En este caso. el Reset no esiá más a tierra. . Les tipos de accionamiento son dados pe! diversas cargas, Para el caso de L8D. por ejemplo. la conexión es directa. ya que los 4017 pueden activar estos elementos dlrectame.ote. Esto es vál:do para una rr:aqueta o paro efectos didácticos. Si qu!s~eramos más pOlen da, Ier:emos un driver con transJstorcs de mediana potencia mP31 o BD135) que puede exCitar lámparas de 6 a 12V [con alimentación común o separada) y corrientes hasta lA. F!nalmente podemos activar cargas alimentadas por la red como lámparas comunes hasta 3OOW. dls¡wando SCR Estas posibilldades son analizadas en la . parte pracUca.
S E M A F O R O
PRO G R A .M A B ·L E
Montaje
,
•
VOJl.16VI 1.Il~VJ
, , , Accionamiento de LEDs.
..
._."
...... STA aOO .. A
HA STA
'" D1JI
8(11)
FI ~ 1
Accionamiento de lámparas.
.,
.,
HASTA
HASTA
I~).~:· rt~g{~.oow9,:::~'~ti'OO~WD,:~~~'~ OIJ J
81HI
,~
.
Accionamiento de cargas de potencia.
"
~+gV
o
1 ~ +12V
c.cg .....
lN40(l2 7806
•
,
1&12
'"'
'" Fuente para los circuitos.
30
SABH mcno\ CA N"-(>.5
+6/ + 12 V
En·la figura 2 tenemos el diagrama completo del aparato. La disposición de los componentes en la placa b~sica se muestra en la figura 3. Para los circuitos Integrados sugerimos la utilización de zócalos DIL, y. PI es un trimpot de ajuste para Instalación vertical. Los resistores son de 1/8Wó 1/4W y lbs capacitares elec.trolíticos deben tener lUla tensi,ón de trabajo de 12Vo más. Los diodos son de uso general como los lN4148, lN914 Ó incluso lN4002 ya que' basta que sean de slllclo y tengan una tensión de por lo menos SOV. Para la salida a los disjXIsiUvOS externos se pueden usar barras de, terminales con tornillos o si el lec lar prefiere, puede incluir el circuito de la versión a ser excitada en la misma placa. En la figura 4 tenemos el modo de accionamiento de LEOs. El valor del resislor usado, que f~a la luminosidad de los LEDs. es función de la tensión de-alimentación. En, la figura 5' tenemos el accionamiertto de lámparas de hasta 500mA con tensiones de 6 a 12V. Pueden usarse los transistores BD135, BD137. BD139, TIP31 o cualquier equivalente con ca ¡Tiente de colector mayor que lA Los transistores deben ser dotados de disipadores de calor. DependIendo de la ganancia delitransistor los resistores de base pueden ser reducidos hasta lk.O: pa· ra mayor rendimiento (saturacIón). Finalmente, tenemos en la figura 6 el circuito para el disparo de SCR del ~po TIC 106 con una capacidad de comenté ,~e carga de hasta 3 ó 4A. Usaremos él TlC106B si la red fuera de llOV Y el TlCI06'D si la red fuera de 220V. Los SCR deben_ montados -en buenos disip'adores de calor. La alimentación para los transistores de disparo puede ser igual a la del circuito CMOS principal. Un fusible en la entrada es Importante para la protección del sistema. En la figura 7 tenemos una sugerencia de fuenle de alimentación para tooos los proyectos. El transformador tiene bobina-
ser
SEMAFORO
PROGRAMABLE
~~:~~~S;~'';470 ohm . . V.",iónde lámparas de 6 Ó 12V , (adicional)
lámp'aras de 'hasta ~ ' ver
texto
resistores'ele 2,2kn 3 transistores de mediana poten-
- ver texto
el Vers.lón de alta potencia (acJicional)
6 lámparas de hasta JOOW 6 SCRs Tlel068 o D· ver texto 6 transIstores BC548 6 reslstores de tok0. x 1/8\1'1 12 resisrores de 1kQ x 1/8'11
31
do prtma.40 de aC'..:erdo con la red local y secundario de 9+9V o 12+ 12V según la ten.QWll del regulador Q:..:e puede ser de 6 Ó 12V.
El regulador integrado 78XX debe ser dotado de disipador de calor.
Prueba y Uso Para probar el aparato podemos usar el clrc:.:!to básico con accionamiento de LEO. I.a ve10ctdad de cornnutactón del semiforo será ajustada en el. trlmpot. Si al· gún LED no acciena vea con el multímetro si hay tensión en la salida con'cspondienle del integrado o si el problema es del prop:o LEO. Una vez verificado el funcioI1.amiento podemos inslalar el aparato en una caja o incluso en una maqueta adecuada. según la aplicación. El ajuste fmal debe hacerse después. Para la operación al aire libre se debe proveer u1'..a caja que pueda resistir al tiempo y no dejar que el agua alcance a los co."'nponentes. O
MONTAJES
INDICADOR DE .BALANCE -,
"
Un e/reuno para ser conectado en la salida de sil amplificador este,eofónico o equipo deau!lio, o para ser incorporado a sunuevo proyecto de audio. Muy simple, este indicador analógico le muestri! cuando el nive/de señal de audio de los dos canales se igualan. Por Newton C. Braga
.. E
1 indicador de.baraoce es mi útil instrumento-para lodo equipo 'estereofánico desanido. A través de el tenemos laindlcación precisa del momen~ to en que, a partir del ajuste del balance. obtenemos el mismo nivel de señal para -los dos_caDales. ' Este circuito es especialmente Interesante para el caso de:sonorización ambiente', cuando una evaluación del nivel 'de Señal debe hacerse desde lejos, sin 'la ' presencia en el lugar de'un oyente para decir silos nivelesdedos 'i;láffles'estan igualados, lo que ocurre por ejemplo en un teatr'o. El circuito que proponemos en este articulo es muy simple y no usa fuente ,d\ ,alimentación, pues la propia señal de alt,dio se usa pata excitar el Instrumento in/ dicador. ~emos conectarlo en aJ'!lplificadores de hasta 500 watt por canal. 'bastando para eso apenas-alterar un componente segUn la tabla dada en este articulo. la conexión en el circúlto amplificador es muy simple, no exlgiendo ninguna modificación o agregado de componentes,
Características ' • Potencia de entrada: 1 a 5QOwatt • Tipo de Indicador: bobina móvil de 200¡.tA con cero en,el centro.
"
"
lN414 &
lN4148
"
ENT, It
10k.!l.
._~
.
Cómo funciona 1.0 que tenemos essimplerile nte un sistema con l~miiación de ,corliente para cada canal formado por RI y R2, diodos rectificadores (DI y D2) Y urr filtro (el y C2l, con cada enlrada conectada a uno de los canales de un amplificador de audio. Si las intensidades de las señales de los canales fue~an ¡guares, tendremos la misma tensión en,la: salida,del sistema y. por,lo ta~to, no habrá diferencia de.poten¡;ial aplicada af ln-strt;!ÍtIeNto Indicador M1. En este' caSQ" la ..aguJa estará en el
32
centro de la escala (cero) con la imUcación de-equilibrto del aparato de sonido. SI uno de los canales tuviera una se ~ ñal con intensidad diferente del otro habrá una diferencia entre las tensiones de salida de los sistemas rectificadores y del mtrado y por 10 tanto una tensión diferente de cero aplicada al instrumento indicador. En estas condiciones la aguja defIeno'nará hacia derecha o hacia la Izquierda según la potencia o nivel de señal del otro canal sea mayor, .i'lidicando así el desequi.. Ubrto: :
la
I N D i e A D o
Ellrtmpot Pl sirve para ajustar el fin de escala del Instrumento en función de la 'potencia del ampliJlcador empleado. De acuerdo con esa potencia debemos tamBién elegir Rl y R2. Segun la Siguiente tabla: "
WDtt.t
ohmslwatts
1a 10
lKilxl /BW 2K2)( l /8W 4,7Kn l/BW 10KQx 1/4W
11 -850
50 a 150 150 a 500
POUmcia Máxima por Canal R 1 y R2.
R
D E
B AL A N e E
del Impreso, puede ser del tipo para montaje hortzontal. Los capacitares electroliUcos no son Montaje criUcos. pudiendo tener valores entre lO~F y 47~, con tensiones de trabajo a En la ngura 1 tenemos el diagrama partir de 16V. Los valores de estos componentes determinan la inercia (respuesta . .completo de nllesLro aparato. En la figura 2 tenemos la placa de ctr- de la aguja del instrumental del sistema. cuflo Impreso. Los resistores son todos de 1/8W Ó El conjunto es bastante compacto pu- 1/4W y para la conexión del aparato de dlerx!o ser instalado en una pequeña caja sonido no ,será necesarto usar cables blinplasUca o, si hay espacio. en el propio ga- dados. binete del amplificador con que debe funsonido más bajos que los obtenido s a la
máxlma ¡x¡tencia.
Prueba y uso
d onar.
Los diodos admiten equivalentes como el lN91 4 e incluso lN4002. El instrutnen-
Es importante pbservar que pueden ser necesarias reducciones de los valores para cada banda si el equipo en las condlclones normales opera co'n niveles de
to es de aproximadamente 200~ con cero en el cenuo de la eiCala y el trimpot es
Para próbar el sistema basta conectar el aparato de sonido a medio volumen y accionar el balance verificando el moví-
para montaje vertical en placa de Circulto . miento de la aguja del Instrumento. Impreso. o si el lector altera el diaqama
(marrón,llegro,rojo) " " naranja) , " 1" electrolíUcos '
34
i, '" ;;,
$ASE" Ec:ClroNIC A~ 69
Para ajustar el aparato coloque e1 sonido a medio volumen con el balaoce hacia tUl lado (todo el sonido en tUl canal) Y ajuste PI para obtener la defiexión máxima de la aguja de1lnstrumento. Para usar, basta colocar una fuente monofónlca en el ampUfi cador o la llave en la posición mono y ajustar t.I balance para tener Indlcaci6n cero; entonces tendremos la misma Intensidad de señal en los dos canales. Con señales est~reo la aguja oscilará, de un lado hacia el otro segUn la fuente del programa sea mas Intensa en un canal o en olm. O
INFORME ESPECIAL
EL CONCEPTO DE LA FUZZVLOGIC Un nuevo término para la solución de un viejo problema, así.podemos definir a estacaracteristica que aparece con una frecuencia cada vez mayor en los Camcorder y también en otros equipos controlados por computación. A continuación analizamos en primicia exclusiva las causas, los efectos y las soluciones brindadas por el uso de la FUZZY LOGIC. ,
.
'
Poi Egon Strauss III concepto de la FUZZY WGIC· Antes de nada queremos ~lizar las 1mpUcanclas del termino de rum LOOIC. a veces también llamado "Inteligencia artLfi· cial", Se indica con estos términos el fenómem del pensamiento humano que no sigue sl~mpre, una linea recta sino, por el contrario. toma en cuenta los estimulos neurológioos Originados en muchas (uentes. Esto disU1lgUe Justamente el automa· tismo Iógloo que carncl.a1za a muchos ser·
vomecanismos sencillos lo no tan sencillos) pero que son básk:amenle una linea recta
entre causa y' efecto. rara:-dar un ejemplo. mencionaremos el dispositivo de enfoque automático de un Camcoroer . El rrlis"mo se basa en "un eJÚoque perfecto_' de la parte central de la Imagen o de la escena hacia la cual el operador dlr1ge su cámara. El cerebro humano, sin em~rgo, evalúa esta misma situación en una forma diferente. que podriamos llamar "lógica confusa" (FUZZV UlCIC). El ojoy. en ~cia. el cerebro humano evalúan esta misma escena de acuerdo con la ubicación del obJeto principal. que pu ~e ser una persona, pero vlsto en posición relativa, con otros contenidos escénicos que a veces obligan a desp1azar a la persona hada un costado de la:lmag(,'n. aun cuando debe salir con toda nitidez por ser,el objeto principal de la es· cena. La electrónlca moderna ha encontra· do ahora formas de evaluar este camino tortuoso que es el pensamiento humano. a través de un conjWlto de datos que se suministran a un microprocesador dedicado,
que 10 5 evalúa de acuerdo con criterios 2. Un eameoider con.FUZZYLOGIC preestablecidos y despues efectúa las correcciones de ajustes pertinentes a través La figura 1 muestra un Camcorder de la de servomecanismos mas o menos convencicr marca fisher, el modelo fVC·P770 que eSe nales. tá equipado con el dispositivo de la ruzzy El concepto de la FUZZY LOGIC es muy LOGIC que regula el enfoque, la apertura amplio y no tiene que limitarse sólo a dis- >'dellris y el balanre de blanco._P/ara este ftD pOSitivos como el 'Carncorder, también es el dispositivo del enfoque automatico, un aplicable a otros equipos controlados por LED infrarrojo. divide la Imagen en 21 secmedio de microprocesadores (!1PI. Existen dones que el LED recorre desde el centro una heladera y una máquina de !a\'ar equi- de la escena hasta los bordes como vemos pados con F1JlZY LOGre. La heladera ajus- en la fig. 2.A. Las lecturas obtenidas son ta su temperatura en forma automáUca. enviadas a un JiP dedicado que analiza y evaluando por medio de un sistema contro- promedia las lecturas. De esta manera el lado por ~ la temperatura ambiente exter- resultado fmal es Wl ajuste de enfoque que na, el peso de los alimentos almacenados toma en cuenta no sólo el área central codentro de"la heladera y la frecuenda con la mo lo hacen los dispositivos convendonacual se abre la puerta. En la maquina de les. sino también las mas'perlféricas y to.lavar se mide el volumen de la carga de ro- do desplazamiento del objeto está tomado pa, el nivel del agua y la cantldad de deter- en conslderadón a este enfoque. En la fig. gente disuelto en el agua. En base a estos 3 vemos el pripcipiQ de la trtanguladóq que datos la máquina determina el programa rige en el enfoque autom.1Uco convendooal de lavado y el tiempo de cada paso de lava- mediante un LED Infrarrojo que irradia rado, centrifugado, elc. Se observa que se yos infrarrojos sobre el obJelo a enfocar y trata de un concepto nuevo que puede los dos sensores Ay B captan los rayos deabarcar muchos aspectos de la vida moder- vueltos por reflejo desde el objeto. Al cooona. Sus primeros propulsores fueron las cer la dlsta,ncla focal F-,entre el LED y la marcas Sanyo y Flsher, pero en la actuali- lente de proyecdón, es posible determlnar dad se agregaron otras marcas, tales como la distancia D entre el objeto y la lente del Sharp, Olympus, Memore:(, Vivitar. Tele- Camcorder, Normalmente es ésta la única funken y otros. Ademas hay olras marcas disposición, cUyo esquema en bloques se que estan introduciendo el concepto F'UZZY observa en la figura 4. Se' ven los dos senLOG!C con diferentes términos comercia- sores Ay B, su prearnp\j1lcador y el circuito les, como "inteligencia artiJlclal" y otros. lóglco de comparadón 1Cl que compara la A continuación veremos con más detalle el señal del lEO con la lectwa de los sensofunCionamiento de un Camcorder con res y emJle las seña1es de comccIón al IC2 FUZZV UlCIC, que controla el motor de1 auLofocus M. Se
"
35 SABER
ELECTIi'ON ~ !\
NI ! I
FU ZZY
L OGIC
Un C8mcorder con FUZZY LOGfe.
A
B
observa tamhien la llave de FOCO que anula la operación automática a traves de la fuente de alimentación para permitir un enfoque manual. En la FUZZY LOCIC se agrega a este clrcttllo el ~p que efeclÍla las lecturas en las 21 zonas de la Imagen antes señaladas en la flg. 2.A En la apertura del iris y en el balance de blanco se procede en forma parecida. pero para obtener lecturas validas en loda la superficie de la imagen se divide la escena en 64 zonas, como vemos en la flg. 2.8 Yse promedian las 64 lecturas para el ajuste definitivo. Cabe señalar que los controles y medidones de las f¡guras 2,A y 2.8 se realizan en forma permanenle. obleniendose así en lodo momento una lectura y una corrección aclualil.ada por medio de la FUZlY LOGIC.
3. El sistema de estabilización digital de lalmai:en< Subdivisión de la imagen con FUZZY LOGIC.
Un sistema que sigue conceptos similares es usado también en muchos modelos de
36
Camoorder para la eslabili7.ación digital de la imagen. Sobre todo los carncorder de las marcas Panasonic. guasar y otras estan equipados con esta prestadon, tanto en los formatos S-VHS como VHS y VHS-C. El D.1.5. (DIGITAL IMAGE STABIUZER = estabilizador digital de la imagen), en algunas marcas llamado E.l.S. lELECTRONIC IMAGEN SfAB1LlZER = estabilizador electrénico de la imagen), sirve básicamente a dos propósitos. Uno es la estabilización de la imagen que puede sufrtr un temblor por lomas manuales sin tripode, en las cuales se pueden compensar las pequeñas variactor'.es propias del furu:ionamienlo manual. El otro, es compensar las varlacio.."'leS bruscas debidas a un objelO en movimiento. En la. figura 5,A verr:os la Imagen que se recibe en el disposlUvo captador de imagen CCD y en la flg. 5.8 vemos la misma Imagen rorregida por el D.I.S. El D.J.S. funciona de la siguiente manera. En princlp:o se compara cada Imagen elaborada con la Imagen anterior. tal como ve-
FUZZY
lOGIC
OBJETO LENTE DE PROYECCKlN
LEO INFRARROJO
L A
SENSOR
LEmE RECEPTORA
DKlOO
,.
.,.
D
•
'----1
Enfoque por triangulación.
r---~,~,,;----l----1ADAPTACORf-fl4D-----< le4
SINCRONISMO DETECTOR
CQt...1PARAOOR
PREAMPllFICAOOR
CIRCUITO lOGICO
FO::::OAUTOMATICO
le2
+12V
CCMRCL f---{ M
DEL fJOTOR
MOTOR
+ 12V oo-----j
Q3-04 CIRCUITO
DE FlENTE
le3 f----''-----j REGULADOR f - - - "v oc ,v
+5V~ FOCO
sw Esquema en bloques del sistema de enfoque automático.
Efecto del D./.S.
mas en la figura 6. Se observa que al moverse la camara hacia la izquierda, la imagen parece desplazarse hacia la derecha. Para obtener, enlonces, en ambos camJXls la misma imagen se usa sólo el 85% de la información de amoos campos y se amplía después este 85 1¡.n en forma eleclrónica hasta obtener nuevamente el tamaño normal. Este proceso de zoom electrónico es de 1,15 veces y se realiza en fonna digital, blindando en el monitor una imagen (e) idéntica al contenido de los campos (a) y lb) que ortg1nalmente estaban desplazadas entre si. En la figura 7 vemos el esquema en bloques del D.LS que usa principal-
37 SAHmC110\c,o,. N'M
mente uná señal dig1lalizada, motivo por el cual encontramos en la entrada del circuito del D.LS. un conversor analóg1co-digital ya la salida un conversor dig1tal-analóg1co. La imagen captada por el eeD es digitalizada en datos de 8 bits Yes aplicada al integrado le 303 que detecta el movimiento relativo de los campos. Esta ilÚormaclón es también suministrada a los Integrados le 309 e le 308 que la almacenan de tal manera que los 4 bits superiores se guardan en le 309 y los 4 bits inferiores en el le 308. El ~, le 363, controla estas memorias a traves del bloque de control de memoria de campos. Sólo se usa para estas
FUZZY
~--
-
-
PlESTA EN ESCENA
C
MON"OR
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ZOQt,A oorrAl
....
-- - - - - --- ,
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_ _ _ __ _ _
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SEGl.NXl c.u.p()
_____ ,
O :,
A PRIM:RCAMPO
1
-
L O G IC
O :, ,,
J
(LA CAMARA SE MUEVE HACIA LA IZOUIERDA)
Comparación de imágenes enfocadas.
IC303
o-- G
I
A
I
I I
- - -- -,
DETECCION
ce
I
MOVIMIENTO
I
,
I
NO
L __
1-
I
I
ce"':'~. ce """'"
I
,MIC ROPRlXESA.OOR
I I I
I ' -.
I I
IC3GJ
I
I I I
ICJ06. IC30S
""""'S"C ADOO¡--
-1-"- -1
ICJl l
IC309
lIX>A
I
ELECTRO NK:Q
[>A
I ce"''''CAMPO OR.
ICJ09. IC30a
,.
Esquema en bloques del D.I.S.
r-, --- I I I
FILTRO
--,
DETECTOR DE MQOIIf.tENTO
2
tJEMOR IA
RE'W/;~~.
I I
¡
I DETECCION ' - (ARITMETICA) I I L __ _ _ _ 3
"'MOR.
ARlTMETICJ.
-1 ~~~ l-+fCROP~~1
•
El de tector de movim{enlo.
38
s
I
__ _ J
FUZZY
LOGI C
(INTERVAlO! 32 ElEMONTOS DE IMAGEN
UBICACION DE lOS
, - - ---=::t:+:;-;
PLNTO$ DE REFERENCiA
~ ~~====~~
BB
o
O O O O
O O O O O O r- ' '0'0 e _ ~
O O O O
O O O O
O O O O
","O OE REFERENCIA
UBlCACION DE PUNTOS
(CADAAREA)
DE REFERENCIA
(30 PUNTOS EN CADA AREA)
16ABSClSAS (1 ,1)
(1,16)
. - - -- _ . _ ~ -
_ _____ __ __ __ _____
(\ 6 ,1)
======= !: :: === ===
160RDENADAS
(16,16)
PLNTOS DE REFERENCIA (8,8) AREA DE DETECCION DE tJOVlMlENTO
Definición de las áreas de referencia
plica una variación en la velocidad del ob· tu rador. Mientras esta velocidad es de (B) (Al l/50 en condiciones normales en PAL (1/60 en NTSCl. se usa con el DJ.S. una velocidad de 1/125 para poder captar correctamente el movimiento de la Imagen. '1' Esta reducción en el tiempo de exposición COORílWOAS REFERENCIA hace necesario también un incremento en COORDINADAS (8,8) (1 ,3 ,4) el nivel de iluminación de la imagen. Si esta iluminación no fuera suficiente. se SEGUNOOCAMPO PI=IIMERCAMPO produCtn destellos en la mira electrónlca del Indicador del D.I.S. para lograr asi una Ejemplo prá ctico de la definición del movimiento. de dos solucioocs: o aurncnlM el nivel de la iluminación o artular el funcionamiento comparaciones el 85% del contenido de ca~ nancia (lC 306. le 305) y aplicado al zoom del DJ.S. por medio de la tecla correspon· da campo, ya que un porcentaje mayor electrónico le 31 1 que restablece su lama- diente. puede deberse a un traslado legiUmo del ño ortginal mediante lila ampliación de la El plindpio' de la detección del mOVImiento objeto que no debe corregirse y no a un imagen del 85% con un factor de aproxi- está. ilustrado en la figura 8 donde vemos temblor de la mano. Los dalos leidos en las madamente 1,17 para lograr de nuevo la las etapas plindpales: f1) el miro que eU· memorias le 309 e' le 308 son aplicados a imagen Olig1nal estabilizada. mina las componentes de alta y de baja los procesadores de luminancia }' crom!· Debe seiialarse que el efecto del 0.1.5. ¡m· frecuencia de la señal de video. dejando VECTOR EN MOVIMIENTO
~
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J
39
DIGITALES
EL CASSErrE COMPACTO DIGlrAL(DCC} Conclusión
En el primero de estos dos artículos sobre DCC, vimos algunos aspectos constructivos y funcionales de este nuevo medio de grabación digital que está haciendo furor en todo el mundo y, seguramente, llegará también muy pronto a nuestros mercados. En esta segunda y última parte nos ocuparemos con mayor detalle de los métodos de codificación digital y otros aspec· tos funcionales del DCC. Por Egon Strauss
4. La codificación de las señales en los DCC Uno de los puntos más imporlantes para lograr el resultado superior del DCC, es la forma de codificación digital que posee el sistema. En general podemos annnar que la técnica empleada sigue las normas conocidas de otros medios digitales como el CD y similares. Se usa la conversión analógica digital y postertormenle la conversión digital-analógica, la detección y corrección de errores y la m,adulación y demoduladón de los canales. Para el medio de la cinta magnetica del DCC estos
pasos fueron mejorados. como vemos en la figura 10.
El DCC posee dos grupos de conexiones de entrada y salida: entradas y salidas analógicas y entradas y salidas digitales. En el bloque (1) se obselVa el conversor analógico-digital de las señales de izquerda y derecha de entrada analógica. En el bloque (2) vemos las señales de izquierda y derecha de salida analógica, ¡:irocesados por el conversor digital-analógico. El bloque (3). a su vez, es tUl procesador directo
de entrada y salida para seilales digitales. Los tres grupos de señales ~on entonces, en principio, digitales a pesar de tener en la entrada en algunos casos. el carácter analógico y estas seilales digitales entran y salen del bloque (4), que es un procesador PASC, al que nos referimos más adelante. El mismo entrega y recibe señales digitales del bloque (5) que actua como corrector de errores y codificador-decodificador. El bloque (6) es un modulador y demodulador de canales que entrega y recibe las señales de los amplificadores de cabeza (bloque 7) que a su vez estan conectados a las cabezas de grabación y reproducción del bloque (81. La dIferencia principal entre este Upo de esquema en bloques y el de olros medios digitales como el CD y el CD-ROM es, obviamente el bloque (4), correspondiente al procesador PASC. Las siglas PASC significan PRECISION ADAPTNE SUB-CODlNG :: subcodlficación adaptable de precisión_ La palabra clave de este término es ADAPTrvE:: adaptable, porque implica que la subcodificación de las ·palabras· digitales de la señal son tratadas en for-
41
ma selectiva, que se "adapta" al contenido de frecuencia y amplitud que contienen estas señales digitales. El concepto de la atlaptaclón de señales de audio en función de su amplitud y frecuencia no es nuevo, ya que toda la gama de frecuencias audibles está en estrecha relación con el sentido humano de la audición. Una frecuencIa de 15.oooHz, por ejemplo, pocas veces puede Influir en el oído humano como señal muy audible. si bien un contenido armónico de esta frecuencia. acompañando a otras frecuendas, puede contribuir a una reproducción de mayor fidelidad, pero por si sola no innuye en forma demasiado critica en la reproducción y su ausencia puede a veces pasar inadvertida para muchos oyentes. Por otra parte, un sonido de cualquier frecuencia, tal vez de 1000Hz, de baja intensidad, puede resultar poco perceptible si cae por debajo de un nlvel de sonido de 500Hz, de gran intensidad. En líneas generales podemos entonces expresar que: 1) sonidos de gran amplitud pueden enmascarar sonidos de baja amplitud y 21 todos los sonidos son audibles sólo a par-
DCC
4
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J
Esquema en bloques del DCC.
Uf de un cierto umbraJ de audición que varia en (unción de la frecuencia y de! ruido ambiente. En la figura 11 obselVaIIl()S una curva general del umbral de RUdiclon. En esta figura se obserm un sonl· do de 120Hz que es Inaudible porque cae por debajo del umbral de audición. En cambio un sonido de 500Hz es audible por estar por encima del nivel de audl· ción. En este aspecto 00 sólo existen valores absolutos. que son los graflcos en la flgura 11. sino también diferendas subje' tivas que pueden cambiar de persona a persona y también entre hombres y mujeres. En el sistema PASe se conlempla desde luego principalmente la curva general. Se observa que la zona de frecuencias
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de 1.5kHz a 5kHz es la que requiere un tos electrónicos "inteligentes· que reconivel más bajo de la señal y donde, por lo nazcan estas variables sutiles y que sean tanto. el umbral de audición es el más también sunclentemente "adaplab1es • cobaJO. En cambio, en las frecuendas muy mo para ponerlos en práctica en una fracbajas y muy altas. el umbral de la audi- ción de segundo. don humana, es mucho mayor. Eslo im - Para resumir: la codificación PASe, usada pUca que estas frecuencias sólo serán au- en el DCC, parte de la premisa que sólo dibles si se reÍlIl.en dos faclores en fonna es necesario grabar las frecuencias audisimultánea: 1) Que su nivel sea alto}' 2) bles en forma objeUva. SI la frecuencia de que el nivel de olras frecuencias presen- una señal .o su intensidad o ambos, están tes en forma simullánea, no los enmasca- por debajo del umbral de audición, eslas señales son reconocidas y no se graban. re. Si bien todos estos principios son amplia- Sólo las señales que superan el umbral de mente conocidos, pueden ponerse en audición son grabadas. Este nuevo conpráctica recten ahora, con la apl!cación cepto tan , no reduce la calidad del soniamplia de las técnicas dIgit ales . Se re- do audible porque s610 elimina aquellas qulere para su puesta en práctica. circul- señales que, 51 bien exlsten en el ortginal.
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El umbral de audición.
La modificación del umbral de audicIón.
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i I DCC entonces, 32 sub-bandas de igual ancho, cada uno con11!l nivel particular determinado. Una vez obtenidas las sub-bandas, el procesador calcula los niveles relativos, tomando en cuenta el nivel de la señal de cada sub-banda, junto con los niveles de las sub-bandas adyacentes. Esta evaluación brinda el umbral de enmascarado de economia de bits es tan grande que en el cada sub-banda y en su aplicación a los DCe se graba, gracias al PASe, sólo el bits realmente grabados puede producir 25% de la información que se graba en la desaparición de algunas señales. En la un en y sin embargo. esta compresión de figura 12 vemos que una señal "A", que la información de 4 a 1, brinda la misma normalmente es audible [figura 12.Al. desaparece en la presencia de otra señal "S" calidad tonal del eo. mas fuerte y c~cana en frecuencia (figura 12.S). El movimiento dinamico del umbral 5. Detalles funclonales del hace desaparecer esta señal y libera así sistema PASe un espacio en el flujo de bits para definir La codificación analógJca-digital que se con mayor precisión la señal audible "B". usa para lograr la señal digitalizada a En este caso, lejos de perder inJonnaclón, partir de las fuentes de música analógicas como podria parecer, se gana mayor exacque se encuentran delante del micrófono, titud en las señales realmente audibles, tanto en eo como en Dee, producen una Las señales que sobrepasan el umbral diseñal modulada en pulsos (PCM=;: PULSE namico son definidas con toda precisión; CODE MODULATIONl que contiene toda las que quedan por debajo del umbral dila lrÚormaclón original dentro de su rango namlco, son eliminadas. de frecuencias e Independiente de su ni- Para aprovechar el concepto del umbral vel. Para someter, entonces, esta señal auditivo dinamlco al maximo, el sistema tan amplia al procesamiento del tipo PASC emplea una representación matePASe, es necesario establecer un umbral maUca para cada muestra de la señal. dinámico. Como vimos anterformente, es- que se denomina "representación de punto permite determinar niveles Individua- to flotante", Cada muestra de señal tiene les adaptables para cada pasaje de músi- asignadas dos magnitudes: el exponente o ca. Se producen en este sistema, factor de escala y la mantisa o resolución.
no pueden ser oídas por el oyente y, por lo tanto, no agregan ni restan calidad tonal a la grabación. Sin embargo, graCiaS a la supresión de estas señales se amplia notablemente la capacidad del medio en el cual se graban, ya que se reduce la cantidad de bits que el procesador digital debe elaborar. Se ha demostrado que la
'1
La mantisa es simplemente el valor numélico de la muestra. por ejemplo, 0,7. El factor de escala Indica la escala en la cual se mide la mantisa, por ejemplo, IOmV. Si Indicamos ambos, mantisa y escala de valor, obtenemos: 0,7 x 10 = 7mV. El fador de escala o exponente abarca toda la señal dentro del rango dinámico y corresponde a un número digital de 6 bits. Con estas dimensiones se abarca el rango desde -ll&\B hasta 6dB, en pasos de 2ds. Como vimos, la mantisa Indica el valor medido de la muestra, que debe ser multiplicado por el factor de escala. Un valor de 50 puede expresarse por medio de un factor de escala de 100 y una mantisa de 0,5 (0,5 x 100 = 50). La longitud de la mantisa esta determinada por el nivel de cuantificación asignado a la muestra. El mismo depende de la ampIJtud de la muestra por encima del umbral, la tasa de cambio del patrón de la forma de onda y la capacidad de datos disponibles. Esto implica que la longitud de la mantisa puede variar entre 2 bits y 15 bits. La señal de audio varía en forma relativamente lenta, si la comparamos con la frecuencia de muestreo (por ejemplo, 1kHz contra 44,lkHz). Esta relación tan alta permite que tanto el umbral de enmascarado, como el factor de escala sean calculados, no una vez por muestra, sino una vez para cada grupo de 12 muestras que forman el cuadro para el PASC.
CUADRO DE CWfA DONDe ES"Wt LOS DAlOS PRINCIPAI.ES
SINCAO~ISWCl (!
, 'H-t-+,• 'I-H'L...L..J....
La distribución de datos en las pistas principales.
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DCC La cantidad de bits de Informadón que se
codIfica para la mantisa, varía entre una muestra y otra, de acuerdo ron el nivel de cuantlzaclÓn. Los valores digll.ales resultantes se distribuyen a través de la
capacidad total del cuadro del PASC, de acuerdo con su slgnificancla. Este proceso St llama 'ublcación adaptable" y mejora la resolución de cada muestra en relación a la capacidad de daLos disponibles. Ambos aspectos. la representación con "punto fiotante" y la 'ublcación adaptable" mejoran notablemente la eficiencia de la codifi cación, lograda por medio del PASe. Phillps. que desarrolló el proceso del PASe, afirma que el mismo no sólo esta
basado en las características naturales del oído humano. Durante el desarrollo, los valores obtenidos en cada etapa. fueron evaluados por oídos bien enlrenados. De esta manera. muchos de los parámetros criUcos. como las dimensiones del cuadro del PASC. los refinamientos en la resolución y la magnitud de los pasos y rangos del factor de escala fueron determinados, no por medio de calculas teórl· cos, sino por ensayos prácticos exlensl-
....
El resu1lado de estos procesos es una ca· lldad tonal IgUal al disco compado CD y, debido a su representación por mecHo del "punto Ilotantt", el rango dinámico puede llegar a ser superior.
6. La codlficaci6n completa del
DCC Las señales del DCC se graban en nueve pistas paralelas sobre la cinta del cassct-
le. Las ocho pIstas principales contienen )os datos mas Importantes, como datos de PASe, datos de correcdón de errores y la lnformaci6n propia del sistema. La nove· na pista es de "datos auxiliares' y contle· ne principalmente lrÚormacl6n sobre las pistas. la temporización y marcadores pa· ra la ubicackm más rápida de los progra· mas. Se usan marcadores de comienzo y marcadores de reverskln automática para sus fundones especificas. Lo interesante
es que los marcadores se detectan también durante la busqueda con velocidad rápida, lo Que facilita la operación y la hace mas rápida. Todos los datos del DCC que estan grabados en la cinta se agrupan en cuadros autocontenidos, separados por espaCIOS regulares, llamados 'INTERFRAME CAPS' UFO :: espacios entre tramos). Para poder acomodar pequeñas desviaciones en la frecuencia de muestreo durante la grabación. los espacios lFG pueden variar Hgeramente en su longitud. Estos espaCios ayudan también en la localización de los puntos de comienzo de los cuadros de la cinta. Cada cuadro de cinta del DCC conUene 12288 bytes de información. sin Incluir los dalas de sincronización. A su vez los datos del PASC ocupan 8192 bytes y la inJ'omJación del sistema ocupa 128 bytes. Los datos del PASC estan rcpartidos a traves del cuadro de cinta en una rorma tipo tablero de ajedrez, como remos en la flgura 13. lo que refuerza la calidad del sistema contra DRQP-DlITS. Esta técnica de reg1stro es similar al entrelat.ado cruzado Que se usa en el CD. con la diferen· cia Que el patrón del tablero de ajedrez esLa dislribuido dentro de cada cuadro Individual. la Información del sistema de los 128 bytes mencionados. su minis tra los dalas para displays de textos y (amblen otro tipo de información visuakon respecto a la cinta. los derechos de aUlor, etc. Los 3968 bytes restantes (3968 + 128 + 8192 = 12288) constituyen un 40 a 50% de información redundante. dedicada a la detccclón y COITccción de errores. Un código de entre1azado cruzado delllpo REED - SOLOMON (CIRe = CROSS INTERLf.AVE REED-SOLOMON CODE) protege los daLos principales contra errores aleatortos y de error de BURST. Las dos capa~ de datos del crRC están repartidas sobre las ocho pistas principales. Queremos recordar a nuestros lectores Qu¡e los errores aIeatolios son genemlment~ de cona duración. mientras que los errores de BURST. suelen ser de larga duración.
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Este potellte código de corrección de erro· res permite la corrección de DRqP-OUTs [salida con error) hasta 1.45 mm de diámetro, cubriendo casi por completo las ocho pistas. Hasta puede compensar un DRop·Om más grande que una pista de datos que falta por completo_ Finalmente, para optimir.ar la detección de la transición de bits durante la lectura de la sel'\a1 del OCC, se aplican técnicas adicionales, algunas ya conocidas, otras completamente nuevas. Una de las técnlcas usadas. es la modulación de ocho a diez [EIGHT ro TEN), que transforma los bytes de 8 bits ortgtnales, en simbolos de 10 bits libres de tensióll continua para la grabación. Este proceso es comparable a la modulación de ocho a catorce (EFM = EIGHT TO FQURTEEN MODULATIONI que se usa en el CD. La eliminación de la componente continua es Imprescindible en III medio magnéUco como la cinta del DCC, para evitar la presencia de una componente de polarizaCión magnética previa en la señal grabada Que puede distorsionar el mensaje digital de la cinta. Un agregado nuevo del DCC es el display de ima,genes fijas, grabadas en la misma dnta. como ya tuvimos oportunidad de mencionar. Falta Indicar que el usuario del DCC puede elegir enlrt Jos textos grabados en siete Idiomas diferentes. Esto fa cilita la comercialización mundial de los titulas grabados en DCC y al unificar su proceso de fabricación, abarata su costo. El formato de los textos y gráficos pel DCC permite 16 colores, varios tipos de letras y algunos efectos visuales especiales. En cuanto a la cantidad de texto. el mismo puede tener un renglón con 12 caracteres. ó 2 renglones de 40 caracteres. ó 21 renglones con 40 caracteres. En cuanto al proceso de fablicación, cabe agregar que el carácter digna! del OCC es apto para una prodUCCión masiva que permite usar el copiado rápido con una velocidad 64 veces mayor que la norma. Se usa en las máquinas desUnadas a la] fin, cabezas especiales para una duplIcación de alta velocidad. O
MICROPROCESADORES
EL
·8080 y 8085
Las recientes y crecientes innovaciones en el campo de la electrónica digital, nos trajeron la presencia determinante e indispensable de los microprocesadores, uno de los desarrollos tecnológicos más excitantes desde la aparición del transistor en 1948. Además de la revolución que causó en el campo de la electrónica digital, el microprocesador modificó el estilo de vida de las actuales y futuras generaciones. El primer microprocesador fue introducido en el mercado por INTEL CORPORATlON, el 4004, en 1971. Paulo Cesar Maldonado
I
nicialmente fue un componente
orientado especificamente para cal" culadoras electrónicas. A p~sar de
esto algunas fabricas desarrollaron cir-
cuitos perifericos y utili7..aron su programabilidad para ejecutar funciones diferentes de las primeras, obteniendo un éxito total. Así comenzó la corrida de los
microprocesadores, y otros fabricanles, paralelamente a INTEL, comem.aron a crear los sucesores del 4004, con mayor desempeño y basados en una concepción bastante más avanzada. Sus principales sucesores fueron el 4040 . 8008. 8080, 6800, IMP4, COS MAS. PACE. SCMP, etc. Aunque diseñados de diversas formas y por variados fabricantes, todos tenian el mismo objetivo: el procesamiento de dates digital. ¿Qué es un microprocesadm1 Un microprocesador es un dispositivo lógico. o sea. es precisamente una variación de dispositivos. implementado exclusivamente en un único circuito integrado (según se ha visto en el número anterior de Saber Electrónica. Un mIcroprocesador es capaz de realizar funciones de la misma forma que un
computador de mayor porte. Solamente tres puntos seilalan la diferenc ia que existe entre ellos: 1 - la comparación del conjunto de instrucciones de Jos 2 sistemas; 2 - modos de direccionamiento; 3 - tiempos y velocidad de ejecución de un programa. Un microcomputador es realizado a traves de la Interconexión de algunas pastillas L51. mientras que un computador convencional utiliza varias pastillas SSI [Small $cale Integrationl y muchas veces es implementado por circuitos transislorilados. tales como los compu tadores de 2' generación. Constitución interna: Varia de marca en marca, a pesar de que la estructura básica es relativamente la misma. Un microprocesador se divide en 5 partes distintas: 1 - Sistema de entrada que pennile tener acceso a los dalas e instrucciones. 2 - Unidad de cálcu los arilmeticos: permiten calcular datos originarios de cualquier parte del sistema. 0 - Unidad de decisión que pennite deci-
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dlr a través del programa. destinar los datos y contenidos dentro de las demás etapas. 4 - Memoria capaz de almacenar datos e instrucciones. 5 - Unidad de salida por donde son expelidos los datos ya procesados. Conviene recordar que la unidad de memoria es un dispositivo externo al microprocesador y está representado solamente para efectos del análisis. CIclos y tiempos: El microprocesador opera en sincronismo con el clock y el número suficiente de ellos para ejecutar una tarea es especificado por una instrucción. La ejecución de una instrucción se llama ciclo de instrucción. Un ciclo de instrucción posee uno o mas ciclos de máquina. Durante un ciclo de máquina se eJecutan los siguientes subclclos: al El CPU (Unidad Central De Procesamiento) recibe la dirección de la Instrucción en una detenninada localización de la memoria vía registro de dirección. b) La instrucción es decodIficada y la operación requerida es reallzada. Observe en la figura 1 la estructura bás!-
4040
8080
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ca correspondiente a los 5 bloques men-
El registro de dirección de memoria ge- programa. Note el sentido del flujo de las nera el direccionamiento necesario para palabras en la figura 2. el stack (fila) de memoria. a fin de que l - Al com !erv.o del programa el conten!Registros: Los registros son dlsposllivos integran- las memorias sepan cuál es la exacta lo- do del Cúntador de pfQgrama es colocado tes de los microprocesadores y llenen la callzaclón de un contenido determinado. en el registro de la dirección de memoria. finalidad de almacenar datos tempara- Unidad de cálculos: 2 . En seguida es transferido hacia la rtos en foma binarta. Tamblen llamada unidad aritmética. re- memoria y decodificado para determinar Acumulador: cibe lruormaciones de diversos registros la palabra que corresponde. Es normalmente uno de los registros de y ejecuta operaciones aritméticas a tra- 3 - La Inslrucción es leida en la memoria uso general más importantes en el mi- vés de las mismas. a través de las lineas de datos de la me· croprocesador. y es utilizado como un La unidad aritmética posee registros maria y colocada en el registro de datos registro en borrador. En la mayoría de desUnados a guardar el valor de k:ls ope- de la memoria. los microprocesadores el acumulador es- randos. 4 . La Instrucción es colocada en el re· tá Interconectado con casi todos los sis- Contador de programa: gistro de las Instrucciones. temas del mismo, de ahí su gran ullli- Es utilizado como regIstro o como conta- 5 - La Instrucción es decodificada )Xlr el dad. dor, o sea, puede ser cargado con un decodificador de instrucciones. Paralelamente a los acumuladores exis- cierto valor Inicial que puede ser dismi· 6 - La inslrucc!ón es ejecutada. ten otros registros de uso general ullliza- nuido o aumentado. 7 . El contador de programa es aumendos en pares, pero su uso es bastan te Tiene la especial finalidad de indicar al tado o asume un valor determinado )Xlf más limitado. microprocesador, en qué dirección esta la instru cc~ n que fue ejecutada. Registro de datos de la memoria: el programa en funcionamiento. Su au- Flujo de las palabras de datos: Tiene como finalidad recibi r los datos sencia con seguridad dcsorient aria al La ejecución de la instrucción, generalprovenlentes de la memoria, almacenar- microprocesador. mente es seguida de una operación de los a fm de que sean decodificados por el DecodifICación de Insll11cción: dalas. registro de instrucciones. Es un circuilo anexado al regisl ro de En)a figura 3 vea la composición del flu· Registro de InstnJceión: instrucción y tiene como finalidad dividir jo de datos. Fue proyedado. especificamenle, para la instrucción en grupos. descifrarlos y 1 . El dato es Introducido en el microgenerar el tipo de Instrucción que dcberá accionar circuitos de la lógica de decI- procesador ya sea a través de la memoser ejecutada, instrucción esta que co· sión que predetermina la futu ra labor ria, o a través de un circuito de entrada rresponde a un código que des pues de del microprocesador. y salida. En algunos microprocesadores, los datos de entrada y salida pasan por pasar por el decodificador de Inst ruc- FlujO de palabras de instrucción: ción, avisa al CPU cual es su ruturo des- E:n un microprocesador las palabras de el acumulador. tino. instrucción toman caminos diferentes de 2 - El dato es modificado o no por los reRegistro de dirección de memoria: las palabras de dato.i contenidas en el gislros y por la unidad artlmeUca. cionados.
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4040 3 . SI es modificado, las palabras de los datos son enviadas al dispositivo de en· trada y salida o hacia la entrada de la memoria. 4 - todas las operaciones son supervisadas y acciOnadas por el circuito de control.
Los flujos vistos hasta ahora no corresponden a todos los tipos de microproce-
8080
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sadores. pero son altamente válldos para el estudio genérico de esta familia de componentes.
moria: La memoria puede ser dividida en 2 cla·
ses: al Read Only Memory [ROM) bl Read Wrtte Memory (RWM) ROM es usada para almacenar pasos del programa y valores constantes de datos. Es incoherente grabar ROM 51 el merca· do ofrece dispositivos especificas para esta finalidad, a menos que el programa sea ejecutado en una RWM, revisado y testeado antes de ser fmahnente grabado en una ROM. La tarea inicial de una memoria ROM es almacenar un programa y en algunos microprocesadores almacenar pasos del programa. Las memorias RWM, también llamadas RANDOM ACCESS MEMORY (RAM), son usadas para ahnacenar datos variables en el transcurso de las operaciones del microprocesador, o Incluso programas que estén constantemente variando. En los dos tipos de memoria su respectiva función es proveer un dato o un paso
Memorias: En el comienzo del programa el dato de-
be ser almacenado y solicitado en un momento exacto a fin de que el microprocesador pueda realizar sus funciones. Esta es la tarea de un elemento de me-
LINEAS DE DATOS
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4040 del programa cada vez que sean requeridos por un comando Que viene de! mi·
croprocesador. Las memorias ROM, una vez grabadas no pueden ser alteradas y no pierden su contenido cuando se quita la alimenta· dón. Las memorias RWM pueden ser grabadas y regrabadas y pierden su contenido cuando falta la aUmentaclón. De ahí la gran diferencia entre las me· morlas ROM y RWM.
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I I
Memorias ROM: Las memorias ROM pueden ser grabadas por el fabricante durante la confección
de su máscara. Las memorias PROM [Programable Read Only Memory) son una variación de las ROM y pueden ser grabadas por el usuario a través de un dlsposlUvo propio,
aunque conserven sus reglas básicas. o sea, una vez grabadas no pueden ser al· teradas. Memorias FROM (FUSIBLE READ ONLY MEMORY):
Es otra variación de la ROM Yse diferen-
cia solamente en la conslrucdón interna. Poseen Internamente diversos micro fu sibles que pueden ser destruidos, externamente. a través de la aplicación de una corriente eltctrica. Un fusible conectado representa lógIca 1 y un fusible desconectado representa lógica O. No es critico el tiempo de programación de este tipo de memoria. y !;Dn fácilmente programables por el usuariO aunque su costo todavía siga siendo ele",d~
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Memorias EPROM (Ernsable Programabk Read Only Memo!)'): Es otrn variación de la ROM, son programables por el usuario, pero pueden alterar su contenIdo Innumerables veces. a través del "apagado' de los bits con myos ultravioletas en una longitud de onda de 2536Ao. Estos rayos penetran el). -la pasODa LSI y colocan todos kl bits en cero.
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Este Iipo de memo rIa es sI milar a las simplemente controlar una operacnn de RAM pero permanecen en la categoría de la maquina. las ROM porque no pierden su contenIdo Aquellas que referenclan la memoria real quitar la alimentación. quieren un ciclo extra de memoria para Memorias EAPROM (Electrlcally Altera- obtener datos: por eso, requieren más ble Programable Read Only MemOl)'): tiempo para ejecutarla. Es una variación más sofistlcada de las Las funciones de las categorias son las ROM y pueden apagar su contenido a siguientes: través de tensiones eléctricas, en lugar 1 - Transferencia de datos: de los rayos ultravioletas. Note que esto Esta calegona Incluye el movimiento de factllla enormemente su manipulaCión. datos, de una detennlnada local!7.aciÓn Conservan la propiedad de las ROM: qui- de la memoria a otra o de un registro a tada la alimentación, permanece el con- otro. tcnldo. La transferencia de imormación también Este es el tipo de memoria del futuro. se llama STO RE, LOAD, MOVE o EXnos resta esperar la mejora cte sus técni- CHANGE. y en cuanto el dato es transfecas. así como el descenso de los precios. rido puede ser manipulado por la ALU Instrucciones: (ArithmeUc Logic Unit). Todas las operaciones a ser realil.adas Los microprocesadores Uenen una capaen el microprocesador deben ser subdivi- cidad común y son las operaciones de dtdas en una serie de tareas individua· ADD. substract, exclusive oro compare, les. and y oro ta potencia del microproccs.1dor 110 re- 2 - Instrucciones de control: sulla de la complejidad de los pasos in- Son clasificadas como condicionales o dIvIduales. sino de la rapide:.: con que és· lnCOlldicionales. tos son reali1.ados. Los fli pnops de status (cany, cero, slgn, Los detalles y número de In stru cciones etc.) determinaron o no si una Instrucvarian. enormemente. de microprocesa- ción condicional deberá ser ejecutada. dor a microprocesador. Algunas de las Instrucciones son: HALT, Las instrucciones almacenadas en la JUMP, SKIP, etc. Las Instrucciones Inmemoria. pueden ser codificadas tam- condicionales no consultan a los flipnops bién en binario. cte status y c·ada vez Que son generadas Teóricamente, la ejecución de cualquier ejecutan dircctamente sus respectivas programa utiliza el conjuJll0 de instruc- tareas. ciones de cualquier microprocesador. 3 - Interconexión por subrutinas: Empero. el largo del progrfllna asi como Tambicn son instrucciones condicionales su lIempo de ejecución depende de la di- o Incondicionales y son: CALL. RETURN, fere ncia entre los conjuntos de Instruc- RESTART, elc. Estas Instrucciones facil itan la prograciones. Las Instrucciones de un microprocesa- mación desviando el programa hacia un dor están di\-idldas en 5 grnndes catego- procesamiento por separado cada vez que un trecho del programa sea repeUUlÍas: I - Transferencia de dalos. VO. 2 - Control. 4 - Operación: 3 - InterconrJdón de subrutlllas. Este tipo de instrucción incluye aquellas 4 - Operaci'm. que ejecutan una parUcu lar operación en un determ inado registro o llipflop de 5 - Enlrnda y salida. Las instrucciones pueden referenciar da- status. las de la memoria . regiSHos del CPU o Este lIpo de Instrucción no transfiere
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8 085
Una de la principales ventajas que proEx,: duce, es la reducción brusca del nUmero LOA es la abreviatura de la Instrucci6n de componentes asi como la marcada re"load acculIIulalor" (cargue el acumula- ducción en el costo de )os sistemas.. Por eso el microprocesador eslá siendo dorl. A titulo de ejemplo espeelficamos en este usado en escala industrial. articulo la estructura interna del 4040 El microprocesador estará presente en la oon sus respectivos registros. acumula- próx.imas decadas. dcsempeñando un dores. etc.• aparece en la fig. 4. papel de vital importancia en las áreas Los microprocesadores: de la dectrónka digital. hasta que swja Poseen una gran variedad en cuanto a un sucesor que 10 sustituya con ventaja velocidad y al tamaño de la palabra de En la edición anteriOr de S. E. hemos dadatos o instrucci6n, tales como 4,8. 16 do como ejemplo al microprocesador y32, 6800. en este caso damos la tabla de Tienden a absorber lodo el mercado elcc- programaci6n de los microprocesadores trónico en un"futuro muy próx.imo. 80BO y 8085. A traves de esta tabla el Dado que sustituyen con ventaja gran- usuario tiene gran facilidad de manipudes circuitos complejos por pequcJ)Qs lación en los programas del mismo. de bloques de circuito integrado. no pode- ahí que se trata de una herramienta de mos menos que elogiar este gran avance extrema importanCia cuando se trata de de la tecnologia mundial. microprocesadores. O mélico.
ningún dalo y algunas de ellas son: CL&AR. INCREMENT. DECREMENT, CQM· PLEMENl'. RarATE, etc. 5· Enlrada y salida:
ConUene 2 instruccIOnes fundamentales: al INPUT [-+) esta InstruCción carga el contenido del BUS de entrada y salida en el acwnulador. bl 01JfPlJf 1-+1 es la Instrucción inversa de la anterior. CodiJlcac~n de las instrucciones: Son ahnacenadas en la memoria en for-
ma binaria de la misma forma que los datos, luego las Instrucciones están en lenguaje de máquina o en código de maquina. La lista de estos códigos es extensa y di·
flcll de memori7.ar. Por este motivo, los fabriCantes escriben un conjunto MNE·
MONICO que son representaciones di· rectas de los códigcs binarios en atIa IIU-
CON JUNTO DE IN STRUCCIONE S ORDEN O~ FUNCloN JUMP
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AUDIO
CAPSULAS
FONOCAPTORAS Nos ocuparemos en este artículo de explicar el funcionamiento de los disposItivos transductores encargados de transformar et movimiento mecánico de una aguja apoyada sobre et surco de un disco en impulsos eléctricos. Nos referimos a las cápsulas fonocaptoras que deben cumplir a la perfección su funcIón para que se mantenga la calidad de sonido a lo largo de la cadena audiofrecuente, para ello la velocidad insjanlánea de su sistema móvil debe ser proporcional a las amplitudes de las ondulaciones grabadas en el surco del disco sin crear nuevas señales que redundarían en interferencias. Por Horacio D. Vallejo ay muchas formas de claSificar las cápsulas fonocaptoras: según su principio de funcionamiento encontnunos tres grandes grupos
H
- cápsulas ple'l.Oelectricas
- capsulas rnagncUcas - capsulas de capacidad
placas metálicas, por ejemplo, se ve que en la placa superior aparece un exceso de car~as positivas y en la inferior un exceso de cargas ne¡;¡alivaS (figura lb) generándose una diferencia de potencial entre ambas placas me\aHcas. SI en lugar de comprim ir se expande el
cristal. las placas ilresenL1rán polaridad opuesta. Si las presiones oscilan entre com presiones y expansiones, la tensión
eléclrica generada sera oscilante. En una cápsula de clista!, el movinüento
de la aguja deronna al cristal generándose tensiones correspondientes a la seña]
Las ple7.oeJéctricas o cápsulas de cristal son las más eronómicas por ser de cons-
trucción sencil1a. Basan su funcionamiento en las propiedades piezoeléctricas que poseen algu· nos cristales como la turmalina, sal de RocheUe. tltanato de bario, plomo y circonio, etc. a traves de la cual estos materiales pueden ser deformados. lracciOnados o comprimidos, presentando una
tenstón eleclrlca entre sus superficies. En la figura 1 se muestra el corte esquemático de UII modelo atómico cr!stal!no que presenta propiedades piezoeléclrlcas, formado por Iones positivos (t) y por Iones negativos (-) uniformemente repartidos para que neutralicen sus propiedades electrlcas entre si. tal que el conjunto es eléctricamente neu lro. Al ser comprimido bajo la acción de dos
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57
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C APSULAS
F ONOCAPTORAS
de audIO previamente grabada.
rlO. Esto hace que necesiten etapas pre- irregularidad de su respuesta en fre-
La figura 2 muesLra esquemáticamente a las capsulas de cristal en dos modelos diferentes. Constan de dos placas piezo-
amplificadoras poco elaboradas.
electrlcas recubiertas de una pelien!a conductora y pegadas entre si. La tenslón eléctrica capaz de ser suml~ nlstrada por este tipo de transductor puede llegar a 1 volt pico a pIro, aunque 10 normal son 200 mlllvolt cuando el material piezoeléctrlco es lI1anato de bao
CRlST.td.ES " ,.~O''''''R'=
Estas cápsulas son frágUes por lo cual
no resisten los malos tratos y se ven in· fluenciadas por Jos cambbs de temperatU fa {no soportan más de unos 50°1.
Tampoco resisten ambientes húmedo$ JXIf 10 cual deben ser recubiertos por un buen material aislante. La principal desventaja Que limita su uso en equipos de alla fidelidad es la
cuencia. La impedanCia Que presentan e.<.; elevada (UIIOS lOOIdl) y además poseen una ca-
pacidad de unos 1.5nF. Para su buen funcionamiento requieren de una fuet7.a de apoyo elevada 10 que limita la vida 1.iUI del disco. En la Ogura 3 se ha representado la eslruc(ura constructiva de una capsula eslereoC6nica, la C\!a! es dotada de cuatro
soPOATES
Dos modelos de cápsulas piezoeléctricas.
$O?ORTEDE
LOS CRISTALES
SOPORTE DEL SOSTEN
Cápsula piezoeléctrica estereofónica.
58
CAPSULAS
FONOCAPTORAS
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Cápsula fonocaptora electrodinámica.
terminales de salida (dos por cada canal) para asegurar la aislación entre ambos canales. Por lo dicho hasta el momento, para incorporar en equipos HI-FI hacen falta otros transductores que posean mejor
respuesta en frecuencia y necesiten menos peso para su funcionamiento. Cada vez más se prefiere el uso de las cápsulas fonocaptoras magnéticas, las que el!minan los Inconvenientes que presentan las piezoeléctricas. Existen cápsulas magnéticas del tipo electrodinámicas como la de la figura 4 que consiste en una pequefla bobina fi· Jada dentro del carnjXl magnético creado por un imán fYD. A la bobina se solidariza el soporte ¡x¡rta pila tal que la oobina se mueva al compás de la aguja (púa)
cuando ésta recorre el surco del diSco. El movimiento de la bobina dentro de un campo magnético hara que en esta se induzca una tensión proporcional al desplazamiento de la púa. La masa del sistema móvil es muy pequeña, 10 que le da poca inercia y muy buena dinamica, además buena respuesta en frecuencia en la banda de audio con ¡x>ca distorsión. Si bien es la cápsula de mejor calidad de reproducción presenta el inconveniente de tener baja impedancia y generar una
tensión muy baja entre sus bornes por 10 que requiere de un delicado sistema eléctrico de adaptación. En la figura 5 se dibuja un sistema electrodinámico estereofónico consistente en dos bobinas móviles en cuadratura (una a 90° respecto de la oira). Las bobinas se construyen de hilo muy fino para no incrementar la masa del conjunto. 10 que hace que ambos arrollamientos no lleguen a pesar 1 miligramo.
En este sistema, el usuario no puede acceder a la púa para su recambio. Otro fonocaptor magnético. denominado cápsula magnetodinámica, emplea (posee) un imán móvil formado por una pieza polar con una bobina arrollada sobre ella. En el entrehierro se coloca un imán móvil que contiene al tubo porta púa. El movimiento de la púa desplaza también al imán móvil que contiene el tubo porta púa. El movimiento de la púa desplaza también al imán móvil, induciendo en las boblnas una tensión proporcional a la velocidad de desplazamiento de la púa (ver figura 6). Esta cápsula es más económica que la anterior y la púa puede ser lntercamblada por el usuario pero poseen mayor inercia y menor dinámica, lo que reduce la calidad de reproducción aunque sigue resultando muy superior a las cápsulas piezoeléctricas. Un tercer tipo de cápsula magnética es la de reluctancia variable o imán inducido, que está formada por un iman fijo que contiene dos bobinas arrolladas sobre la pieza JXllar (figura 7). En el centro del entrehierro se ubica una placa móvil solidatia al eje JXlrta pila. tal que al mo-
BOBINAR
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Cápsula electrodinámica esiereofónica.
59
CAPSULAS
FON OCAPTORAS verse la aguja hacia un lado. el nujo magnético engendrado por el imán permanente se rduen.a en el nilcleo de la bobina Que esta del lado del movimiento y debllUa a la otra.
Esta variación de flujo induce en las bobinas tensiones opuestas Que, al estar los arrollamientos conectados en sene,
PIEZA POt..AR
se suman. Dicho de otra forma, el movimiento de la placa hace variar el enlrehlerro y con ello la reluctancia de ambas piezas JX)Jares del bnán.
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respuesta en frecuencia. fác!l fabri cación, pero la púa no es Intercambiable por el usuario. Otro tlpo de cápsula poco difundida por deslinarse pura y exclusivamente a uSO profesional es la capaclliva. En la figura 8 se esquemati:r'.a el principio de funcionamiento de este tipo de fonocaptor. Se trata de una púa unida mecánicamente a un diafragma metálico que hace a su ve:J. de placa común entre dos condensadores. El movimiento de la aguja despla· za el diafragma que hace variar la capaddad de ambos capacitares. Este elemento es el de mejor respuesta en frecuen~la (I5Hz a 30kHz) y por tener una masa muy pequeila casi no presenta distorsión. De esta manera hemos presentado los Upos de fonocaptores más populares empleados para la reproducción de discos. O
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Constitución de una cápsula fonocap tora capacitiva.
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REC¡ I1ONIC ~
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TV
MEJORAS EN LA IMAGEN Si bien existen tanto en los Estados Unidos, Europa y Japón, proyectos muy concretos con respecto a la televisión de alta definición, la generalización de este servicio dista aún muchos año;. En los casos de la televisión digital (Es· tados Unidos y Europa) y de la TV de alla definición analógica (el MUSE del Japón), el precio de los receptores es prohibitivo. Existen, sin embargo, soluciones intermedias que se usan en la actualidad y que poseen detalles constructivos muy interesantes. De algunas de estas variantes actualmente en uso, nos ocuparemos a continuación. Por Egon Strauss 1. La televisión analógica de deflnlclón mejorada
la mejora en los transitorios de crominan· da y el rerueno de resolución de la senal de lumlnancia que se pueden lograr por La IDTV (IMPROVEO DEFINITION TV = medio dellnlegrado TDA 4670. 1V de dellnlclón mejoradal se encuentra Este integrado posa: un paso de sena! de desde hace UemJXl en m
61
tardo posee 13 celdas separadas con Wl tiempo de retardo de 90 ns. cada una. Esta linea es conmutable desde el J2C BUS (3) del equipo en pasos de 45 os desde 25 a 1135 ns. Un ruCUlto de control automá· Uco asegura la exactitud del retardo en ±JO ns. Recordamos a nuestros lectores que 1 ns = 1 nanosegundo = lO.3jJS = 10-9 segundos. La tensión de control automáti· co del retardo se genera a partir de la semi de sincronismo horiwntal durante el periodo del borrado vertIcal La tensión de salida de luminancla se presenta en la pata 12. El retardo es variable tamblen"en concordancia con las frecuendas de piCO de 2.6 a 5MHz, La primera se usa en equipos Upo PAL-N. PAl.rM Y NlSC-M.1a segunda en equipos del tipo SNHS y otros similares con frecuencias de lum!· nanda Inherentemente mayores. Las tres secciones del conmutador interno (4) se encargan de la selección adecuada para cada modalidad. La señal de lumlnanCia original y la compensada, se suman en la etapa sumadora 15) antes de su salida por la pata 12.
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El TOA 4670 (esquema en bloques)
rrir a circuitos dlgit8:1i~ que contengan yor preeio sajen con el módulo digital. elementos tales como el controlador de En la fIgura 2 se observa la arquitectura memoria SAA 4950 y un procesador de del módulo digital Intermedio con las prestaciones de sus etapas principales. reducción de parpadeo, SAA 7158. Desde luego, se necesitan en este caso Cabe señalar que el módulo de' la figura 2 también conversores analógico-digitales y está destinado a sistemas de 50Hz (PALdigital-analógicos. Este conjunto de cir- N, PAlrB/G, etc.), pero prestaciones simicuitos digitales debe Inse11arse en el tele- lares se logran también en sistemas de visor analógico entre el demodulador de 60Hz [PAlrM. NfSC·MI. crominancla y las etapas de amplificación Esto surge de que las señales de ¡uminan2. Mejoras de la Imagen con y saUda de matrlzado R - V - A, previas al cia y crominancia son procesadas en formedios digitales tubo de imagen. ma digital con el formato YUV. ¡umlnanSe suele montar estos componentes en un cla, (A-Y) y (R-Y). lo que las hace Cuando queremos Incorporar al televisor módulo digital, lo que facilita un montaje completamente Independientes dd slste- de hoy mejoras que lo hagan polenclal- único para diferentes modelos de televiso- ma de 1V usado (PAL. NTSC, SECAM1. mente conipatible con sistemas digitales y res. Los -modelos de precio menor salen Esta independenCia de las normas origiel formato 16 x 9. resulta necesarto recu- sin el módulo digital y los"modelos de ma" nales es característica del tratamiento dl-
Las señales de croroJnancia poseen sendas etapas de fijación (6) y diferendación (7) y producen las señales de muestreo y retención. Las etapas de almacenaje (8) penniten superar los períodos de conmutación. A su vez todo el conjunto de acentuación de frecuencias altas con su filtro pasa-altos (9), puede ser habilitado o desconectado a paliir de la línea del 12C (3).
62 SAEIE~ ELECTRONICA.~· ~8
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ArqulfeclUra del procesamiento de señales de video y de l lexión para 'elevisorres con tOTV.
¡VIal de las seI1ales y constituye desde exhibir una imagen de 4 x 3 en un tubo luego otra de sus mulUples ventajas po- de Imagen de 16 x 9, se puede usar como tenciales. En el caso concreto quenas frecuencias de muestreo 12/32 MSPS o ocupa, ilustrado en la figu ra 2. el trata- 13,5/36 MSPS. En todos los casos la ve· miento digital produce una relación de locldad a usar realmente depende de los frecuencia vertical de SO/100Hz o de ORAM (OVNAMIC RANDOM ACCESS MEMORY ;: RAM dinámico ;: Memorias Dina6O/12OHz. El módulodigilal de la figura 2 es contro- micas de Acceso Aleatorlo1 usados en el lado por medIo de un ¡2C·BUS y un mi- equipo. El funcionamiento es posible en crocontrolador con Interfaz para ¡2C y ambas frecuenclas con \,In DRAMmuy nj· UART Inrorporada. Este integrado puede pido y sólo en la frecuencia más baja, con ser d PCB83652 u otro similar. Esta con- tul DRAM convencional. figuración posee justamente las calidades En algunos casos se requieren imágenes recién mencionadas, ya que posee la fiexl." de una resolución más alta, como por bllidad para un funclon am!ento normal ejemplo para S-VHS y LD (LASER DISC), en SO/100Hz y 60/120Hz. La frecuencia yen estos casos se puede aumentar la del oscUador que acompaña el controla· frecuencia del muestreo de entrada y de dor de memoria SAA 4950 del módulo di- sallda a 16/32 MSPS y 18/36 MSPS. El gna! posee diferentes modos funcionales leelor recordara que en el muestreo se de muestreo para la conversión analógl- aplica el teorema de N)'quist que postula ca-dJgltal. Para una transmisión y recep- que la frecuencia del muestreo fs debe ser dón en el formato típiCO de 4 x 3, se usa Igualo mayor que el doble de la frecuen una frecuencia de muestreo de 13,5/27 cIa más alta del sistema If, <: 2BW, donde MSPS (MEGASAMPLES PER SECONO " BW es el ancho de banda de la 5enal a megamueslras por segundo). SI se desea muestrearloEl controlador $M 4950 po.
63 :iA9EQ ELOCTOON'C .... ~u
see además un dock de 27MHz para un procesador de dellexl.Ón y eventualmente para un decodificador de teletoto que se usa con mucha frecuencia en los televisores europeos. En la figura 3 vemos tul esquema en bloques más detallado de un módulo digital de imagen mejorada UPQ = IMPROVED PICTURE QUALITYl. Los clr· cuitas Integrados usados en este módulo )' sus funciones son las sIguIentes: TOA 8709. Conversor analóglco-digital. Como el fonnato de la señal es YUV, se necesitan tres de estos integrados, uno para cada señaL SAA 4950. Controlador de memoria, go· bernado por BUS. TMS 4C 1070:DRAM. Se usan dos memorias de 3 Mbit para almacenar el contenido de dos campos de Imagen. Esta capacidad es suficiente para una tasa de muestreo de 4: 1:1 de las scflaJes YUV. Se observa que la señal de lumlnancla, Y, es muestreada con una velocidad cuatro veces mayor que las se¡\]les de cromlnancia. Esto refleja una mejoria con respecto
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VCOI!B
CON'AOl l
DIagrama en bloques de un módulo digital.
a la situación existente en el dominio
ma.
60Hz. como por ejemplo en PAL-N/NTSC-
analógico, donde las señales de crarolnancla poseen un ancho de banda de O.5MHz y la seftal de lumlnanda puede llegar a más de 2MHz. Proveyendo una capactdad de memoria mayor y una longitud de palabra digital también mayor, es posible llegar a una tasa de muestreo de YUV de 4:4:4. En este caso se requieren palabras de 24 bits en lugar de 12 bits y una memoria de 6 Mbits en lugar de 3 Mbits. pero se logra una resoludón
Con esta configuración de la figura 3 se logra Wla conversión total de la rclación de aspecto de <1 x 3 a 16 x 9, ju nto con otras prestaciones, como ima~en de 'IV detenlda, modo estrohoscóplco y capaddad de zoom. SI se agrega a este conjunto un procesador PIP [P1CTURE IN PIC11JRE = Imagen dentro de la imageii~ del Opo SAB 9070. se puede lograr un efecto de MULTI -PIP {imagen multiple dentro de la Imagen!. Este tipo de prestadón puede ser interesante en equipos delUpo MULTIMEDIA. donde se puede combinar entradas de 'IV. lASER DISC. videograbador. oomputador Yotros. Queremos mencionar que lodos los tipos de módulos digitales de la arquitectura comenlada. poseen la capacidad de la reducción del parpadeo de arcas grandes debido a la conversión del barrido ({po SO/lOO y 60/ 120. Demá~ eslá decir que este tipo de conversión es altamente favorable en los equipes multinormas en los cuales se presenta n señales de 50 y
M. Esta variante es especialmente impor-
cromáUca similar a la existente para la señal de lurnlnancla. SM 4940: Rtductor de ruido y de la dlafonia o crominancia cruzada. SAA 7158: Procesador de reducción de parpadeo con la operativa 50/100 (o 60/120) campos del banido vertical. Además produce la acentuación de picos de luminancla y la reductión de los transitorios de cromlnancia. Flnalmentc produce la conversión digital-analógica de las señales YUV con una relación de 9/8/8 bits_ PCB83C652: Microcontrolador del slste-
64
tante con los tubos de Imagen de pantalla gigante. tan populares en la actualidad.
3, Conclusiones Los varianles clrcullales para televisores
que estuvimos descrtblendo en el presente artículo. ya se estan usando en muchas partes del mWldo y lamblen en parle. en la Argentina y otros países laUnoamericanos. donde es cada vez mayor la tendencia a los equipos de pantalla grande que necesitan alguna forma de imagen. El melodo mas Indicado es en la actualidad el uso de las tecntcas digitales. a veces ubicadas simplemente en Wl módulo adicional dentro del televisor analógico. Para el técnico de 1V esta tendencia es importante debido a que pennite su familiaIizaclón con las t~cnlcas dtgltales en forma temprana, sin tener que esperar el advenlmiento de la telev1sión totalmente digital. si bien la misma llegará inexorablemente. O
VIDEO
La parte central de todo Camcorder es, a no dudar, el dispositivo captador de imagen. En la actualidad se usan en esta función en forma casi exclusiva, dispositivos de estado sólido. En el presente articulo nos ocuparemos de los aspectos constructivos y funciona/es de estos dispositivos.
Por Egon Slrau"
En la figura 1 vemos e l aspe c to de un Carnea reer moderno c on su indicación d e zoom d e 12 veces y
Camcorder se e nc uentra n g enera lm ente circuitos com p lejos cuyo esque ma en bloques ve mos en la figura 2. Sin querer entrC]f en el prese nte trabajo e n el circuito en g er1era l. d e bemos o b servar, sin embar-
otras caracte rísti ca s espec lo la:;, Sr1 o st o<:. t ip os d e
g o . el bloque (2) q ue contie ne e l cap tador de ¡rna-
l.Las celdas CCO
Un Camcorder moderno con CCD.
DISPOSITIVOS
CAPTADORES
DE
IMAGEN
, SEflAl
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'''''''''''' Esquema en bloques de la parte de senal de un Camcorder.
OIOXIDODE SILICIO
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METAl
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JJ~----------~~R~EG::IONDE SUBSTRATO DE Sillete>
EMPOBRECIMIENTO
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A Los dispositivos CCD.
gen semclónductor en tecnología MOS. El centro de estos captadores son las celdas CCO (CHARGE COUPLEO OEVICE :: dispositivo con cargas acopiadas) cuyo principio funcional se observa en la figura 3. En la figura 3.A vemos el diseño básico de cada
celda (o pixel) que es la unidad mlnlma de captación de imagen y que consta de un substrato de silicio cubierto de un dióxido de silicio. Esta parte posee una capa metalizada que actúa como electrodo para aplicar las tensiones de trabajo. Al
67
" D I S P O SI TI V O S
CA PTADORES
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EN
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Detalle s constructivo s de los CCD.
aplicar en el e lectrodo metóllco uno tensión positiva se produce e n el substrato debajo de"¡ electrddo uno zona de empobrecimiento . debido a que lbs electrones del material son atrardos podo tensión posltlvo hacia el electrodo. Esta m igración de electrones posee un va lor determinado q ue depende del materlol y de lo tensión a p llcodo. Su valor pUede
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variar. sin embargo, bajo e llmpoc to de fo tones que aumenton lo cantidad d e los electro nes m lgmtorlos en concordancio con la Intensldod lumínico de la fuente de los fotones. En el caso del Camcorder, voría de ocuerdó con el contenido de la escena enfocado por el sistema óptico y proyectado sobre el dispositivo CCD. ~n ' el dispositivo CCD se colocan varias celdas CCO uno 01 lodo de la otra y se p rod uce, entonces, no s610 una migra ción de electrones dentro de cada celda. sino también una transferencia de cargas entre c eldos a dyacentes. Este fen6meno se observo en los figlfos 3.B. 3.C Y 3.D. Esto trcnsfe rencio es e l resultado de la polarización positivo que se oplco en forma sucesiva a cado celda . De esta manera se logran dos objetivos en el disposltlvo CCO: uno es la conversió n óptlca-electró nlca de la luz Incidente y la otra es la transferencla de las cargas e lectrónicas produc idas. En la figura 4.A vemos algunos detalles constructivos del cOnjunto de CCO y fotodlodos. Se observa que se usan en este tipo de construcclón los fotodlados en formo separado y se envío su corrie nte o las cal-
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DI S P OS I T I V O S
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A P T A D O RE S
DE
IMAGEN
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MI. vtOI...ETA V. -AMARILLO
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Distribuc ión de los filtro s de color.
das CCO para su transferencia horizonta l y vertical al microprocesa dor del sistema. SI se hacen circular las cargas Individuales transferIdas a través de LIl reslstor de cargo c omún, se obtiene una caída de tensión en el reslstor de carga que representa la sel"lal de video de la e scena enfocoda. La resolución de esta ser"lal de video (Iumlnancla y c romlnancla) depende d e la cantidad d e pixels del dispositivo CCD y se llega actualmente a 3OO.OD, 400.0:0 o m6s elementos de imagen. Esto representa una resolución en exceso de las 500 líneas y es suMclente también para eq uipos del tipo S-VHS y HI-8 que paseen como se sabe, una alta reso lución de Imagen . En los Camcorder se usa n d iferen tes tamar"los d e dispositivos CCO, desde 1/3 pulgada (8 mm) hasta 1/2 pulgada (12 mm), existiendo generalmente una mejor calidad en los chips de mayor tamaro, En la fig. 4.S vemos el aspecto de un CCO de alta deftnlclón. A continua ción Indicarem os las especi fi caciones de un dispositivo CCD de 1/3 pulgada que se uso en vorlos modelos de JVC y de otras marcas . Hocemos referencia al chlp GR-s55U cuyo tamaro es de 8 x 7,75 rrvn, El oreo útil es de 6A x 4,8 mm con uno diagonal de 8 mm. la c antidad de pixels es de 72S en sentido horlzontal y de 492 en sentido vertlcol. lX'1 to tal de 356.700 p ixels. La cantidad de pixels a ctivos es, ,sjn embargo. sólo de 683 x 492 .. 336.036 pixels. Esta cantidad de elementos d e imagen equivale a una resolución potencial de LIlas Ea) lineas, aproxl-
madarnente. Esto es muy superior a los requisitos para cualquier formato de Comcord er, si bien el fa~ brlc ante Indica una resolución d el chip en senttdo horizontal de 420 "neos y una resaludón vertleol de 350 lneos: para el GR-S55U. La tansK'ln de salida de este CCD es de ll)OS 500mV en estado saturado y con móxlma iluminación. La salido en oscuridad to tal as de lmV. La relación sei'lal-rLlldo en oscuridad e s de 5SdB, mientras q ue c on pleno Uumlnoc66n es de 45dB. A m bos volares supe(an ampliamente el vcUor mínimo establecido para cualquier equIpo electrónico y q ue es de 4OdS, No olvidemos por otra parte que la relación senal-ruldo del capta dor de Ima g en determina en un Camcorder lo maxlma relación ser"lal-ruldo obtenib le en el sistema, yo que el CCD es la primala etapa de la codeoa y todos las dem6s e tapas ogegan ganancia y señal, pero también ogregan ruido. Por lo tanto el valor de! CCO de 58 a 45dB. bfnda Lr'lO buena reserva p ara el dlseoo del Camcorder como sistema a utónomo. El mecanismo por el c ual se p roduce la lectura de la carga d e coda pixel está basado en los Intervalos del borrado vertical, durante el c ual se transfiere carga ~ las celdas d el CCO correspondientes. Durant e los pertodos d el barr1do hor1zontol de unos 63.5 Ó 641J.S . seg ún norma , las cargas son transter1· dos a los líneas v erticales que acomp a t\an las hllefOS de pixels, una por vez. La figura 4 Ilustra también este aspecto. l as cargas de cada linea horizontal son levadas a
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DISPOSITIV O
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CAPTA DO R E S
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lUZ ENmANTE
El factor gamma . la solida 0 1rilmo de c a da pulso horizonta l. c la son sometidas adem6s a un p roceso d e c oPara obtener una Imagen en colores, es necesario rrección de gamma. la le tra griego gam m a (y)interseparo r la luz Incidente sobre e l CCD en sus compo- v ie ne com o exponente en lo sIguiente e xpresión nentes Indiv iduales. Paro e llo cado pixel p osee un maternótiCa: l"" 51/'ydonde L es la luminosidad pro filtro d e color que responde o los co lo re s vHrde y ducido por una señal 5 e n un tubo de imagen; o a la violeta en una I¡nea y amarillo y turquesa en In línea inverso . la sel"\a l 5 produc ida por una luminosidad siguiente. En la figura 5 vemo s lo d~tri buci 6 n de los e n un dispositivo captad or de Image n. Anlb,,, I flIlros de c olor que en su conjunto abarcan todo el mag ni tudes se relas:i o na n po r m ed io del fa,o"" I espe ctro de colores de c ua lq ui e r sistem a de TV- gamm a que no es idéntico en un tLlbo de Imagen Color. Esto afirmación p o d emos dem ostra rla ta m- en un dispOSitivo c a p tador de lmogen. Esto li bién desde el plXlto d e visto de lo colOlimetria de la lo necesidad d e una compensació n adicional slgulente ma nero : los colores usados e n los fIIlros se c um p le de acuerd o con lo que observamos son el verde :: y, violeta'" R ... A. o mculllo '" R ... V Y tur- la figuro 6. En esta fig ura tenemos e n Jo porte A q uesa '" A + v. Se o bserva q ue los tres com ponen- e fecto de la luz d e en trada sobre el dispositivo tes d e l siste ma cromático, R, V y A, estórl presentes con una tensión de soliaa lineal, debido a que gama trovés d e los colores de los filtros e legidos. El (mico ma es Igual a la unldod. En B se efec túo la correcrequisito poro la obtención d e los colores primarios c lól1 de l g amma en la se (¡a l pa ra compensar y de blanco es el matrizado correspondiente que 'efecto d el gamma del tubo de Imagen CC). El toma en cuenta la propo rc ión de cada señal. Esta produce nueva mente una sel"\al perfecta en D, fmcl6n se c l.J"flJle en el b loque 12 de la ffglJo 2, q ue q ue la corrección Introd ucida en B com pensa I es llamado -me zclador-m otl /z·. Del integrado d isto rsión introducida p or e l tubo en C. Como el faICllQO d e esto tlgura solen las com pOnentes de R, V btlcal1te conoce la s carocterlstlcos de gamma Y A . Recue rde q ue e sto p resenta c ió n c romótica CCO y del tubo de imagen, puede usar un toctar b rindo también c laram e nte lo señol de c romJno nclo corrección Interno en concorda ncio con ambos y de lumlnoncla. Esta última llamado Y es , como so- valores. En un c a so concreto de gamma Igua l a 2,2 bemos: y:: 0.59V +O,30R+ 0,11 A. en el tubo, el gamma d el CCD a de su p rocesado r Para la resolución adecuada d e a mbas sel"\ales, debe ser 0,45 ya que 2,2 x 0,45 '" 1. De otra manera existe generalmente una sel"\ol d e YL (Iumlnoncia con e l gam ma del tubo e n 2,2, la luminosidad l '" boja frecuenc ia) e YH Clumlnancla o lla frec uenci a ). 21/ 2 ,2 ", 1.37035; quiere d ecir q ue a l a unentar la seLo sel"lol YL se usa para la obtención de la s señales (¡a l a l doble, la luminosidad del tubo de Imagen sólo d a c romlnanda en la com posición d e (R - Yl) Y (A - .a ume nta e n un 37%, apmximadomente, Yl). mientras que se uso la sel"lal de YH p o ro la ser"\al Reco rdemos poro fina lizar, q!Je casi e l 100% de Camcorder actuales poseen dlsposi livos d e estado d e luminancia pro piamente dicha. Todos los ser"lales fina les de lumlnanclo y c romina n- sólido c o m o captadores de imagen. O
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70
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RADIOARMADOR
ANTENAS DIPOLO Mirando sobre las terrazas de las casas descubrIremos que muchas son las formas que poseen las anlenas empleadas para Asi encontramos elementos líneales, yagui o logarilmicos. En esle artículo daremos una idea básica sobre los irradianles empleados en la recepción de señales de TV delallando su construcción para que elleclor pueda annar el sistema que necesile.
rv.
Ing. Luis H. Rodriguez
L
a antena ut!llzada por excelencia en recepciones de señales de TV es el dipolo plegado, Que se caracteri-
za por su bajo Q, porque es fácil de instalar y porque su impedancia puede
adaptarse fác ilmente.
La
configuración
junto con su equivalente eléct rico se muesUa en la figura 1 y como se puede
observar se trata de dos dipolos de .media onda conectados en paralelo desde sus extremos, uno de ellos no posee alimentación central y como en ese punto
no posee tensión se lo suele emplear p.:1ra sujetar el dipolo al botalón. Se sabe que la antena se compor1a como un circuito resonante que provoca un desrasaje enlre tensión y corriente de 90°, Siendo la tensión máxima entre los extremos y nula en el centro. \XIr el contrarie , la co rriente será maxlma en el centro y nula en los extremos. Se sabe , además. que la tensión multiplicada por l"l. ceniente indica la ener~¡a entregada a la amena y que dicha energia ¡potencia
Pl.JNTO 010 FIJACIQN Al BQTALON
/
en el tiempo) puede ser r.xpresada por el producto de la comente elevada al cuadrado por la impedanCia
En un dipolo de 'A./2 c!n:ulara una corriente I por una Impedancia de 73.0 (que es la impedancia del dipolo de lJ2). En un dl¡:olo plegado esa comente I circulará por' ambas ramas, o sea que en la rama que se aplica la allrncntaclón circulará una corriente 1/2 pero se le aplicara la misma encrgía que si fuera un dipolo de 1J2. o sea: l' . 2
despejando: Zdipolo plegado :: 4 . Zdlpolo '}../2 Al. IMENTAClON
•
••
AUMEN TACION
" " La sefJal enviada por una emisora de TV tiene un ancho de banda de 6MHz qUt1 condiciona el diseño de una anlena receptora.
71
Como la impedancia del dIpolo de media longitud de onda vale aproximadamente 75Q \730 realmente). la impedancia del dipolo plegado será de 3000. lD dicho es váUdo siempre)' cuando m diámetros de las ramas del dipolo plegado sean Iguales ya quc 51 no es así las conlentes por las dos ramas se repartirán en razón Inversa de sus dhimetros debido al efecto pelicular que se acentlla en alta frecuencia. En general, para calcular la impedancia que presenta en el centro un di¡xllo plegado de diámetro dlsUnto de sus ramas, se puede emplear la slgulenle fórmula:
D I S EÑ O
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AN T EN AS
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P AR A
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[)jRéCTO
OIAECCION DE IARAOIAClON
OlflECC/ON OE IRRAOIAClON
Una antena presenta una componente reactiva s i es
Las dimensiones de los a lambre s d e u na antena (su Sflcclónj t ienen Influenc ia sobre su ellc lencla. Cuanto mayor es el diámetro menos s ficlente as.
tratada con un a frecuencia distinta a la d e su reso-
nancia.
por detni.s del dipolo en la dirección de reeepción, recibe el nombre de "reflednr" y generalmente tiene mayor 10ngUud que donde: Z =impedancia resultante del di- el dipolo. El reneclor Impide que las sepo~ I'Iales Ingresen direetamente a la antena O =diámetro de la rama mas gruesa por detrás de la dirección de recepción y d <: diámetro de la rama mas flna aumenta la ganancia Si se coloca a una distancia adecuada porque la corrient e Lo que quiere decir que si se tlene la im- Inducida en el provocará a su vez un repedancia como da lo puede constru Irse fuel7.O de lo captado por el dipolo princiun dipolo p1ttado hacIendo el cálculo de pal. De más esta decir que si no se cotolos diámetros. ca a la distancia adecuada no sólo no Ahora bien, las antenas dipolo son de aumentará la energia .caplada sino que captación bldlrecclona,1 10 que en TV hasta puede absorverla. puede perjudicar la recepción debido a Cuando el parásito sé coloca por delante la reflexión de la onda en objetos cerca- del dipolo en la direcc ión de recepción nos a la antena. recibe el nombre de director y es más Por tal motivo se la debe dotar.de carac- corto que el dipolo. terísticas especiales de dlrecclonalidad En la figura 2 se muestra un diJXllo con que a su vez le dará mayor ganancia. reflector distanciados il 0.25 de A. El diLa captación de señales en una sola di- polo tiene 5% menos longitud (95% de rección se consigue colocando por delan- 1../2) por efectos de puntas mientras, que te y por detrás del dIpolo elementos pa- el reneetar posee "una longit ud mayor rásitos llamados asi por no poseer que el dipolo en 5%. alimentación. Esos elementos reciben En la figura 3 se muestra un dipolo con energia por Inducción dada la proximl· director cuya longitud es 4% mcnor que dad entre ellos, los que vuelven a irra- la del Irradiante; la separación entre amdiar rcfou.ando la señal captada por el bos elementos debe ser de 0,20)" En la dipolo siempre que se ubiquen a la dis- fi gura 4 se muestra una antena con ditancla adecuada. rector y reflector que combina las caracCuando el elemenlo parásito se ooloca lensUcas de los dos anteriores. Esta ano Z = 731Dld
72
tena recibe el nombre de antena Yagu!. En el gráfico se dan las medidas y separaciOnes obtenidas empirtcamentc. En el caso de las flguras 3 y 4 las características de irradiac ión difieren respecto del dipolo, aun así poseen una pequeña recepción posterior y Sil directlvldad no es muy marcada. Con dos directores y un reflector (figura 5) 1.1 dlrectlvidad resulla ser muy buena con una recepción posterior casi·nula. A la antena de la. figura 5 se la suele de-nominar Yagui de 4 elementos. La ganancia obtenida respecto del dipolo sólo al agregar un rencelor o un director es de 3dB (la ganancia se duplica). Con un director y un reflector la ganancia es de 6dB y presenta una Impedancia de unos 300: con dipolo abierto y 1200: con dipolo plegado. No conviene explicar aqui las razones de la disminución de la Impedancia. La antena de la figura 5 posee una ganancia de unos lOdB. La Yagí resuena bien a una sola fru uencla por lo cual no puede emplearse como antena multibanda. además su direcclonalidad es bastante marcada. Suele emplearse cuando se encuentra a grandes distancias el transmisor o cuando se desean eliminar las rel1ex.loncs. O
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DIRECCION DE IRAAD IAC ION
Las d im ension es de los alambres de una antena (su sección) tienen Influencia sobre su eficiencia. Cuan-
Las dimensiones d e Jos alambres de una an ten a (SU sección) tienen influencia sobre su eficiencia. Cuanto mayor es el diámetro menos eficiente es.
to mayor es el diámetro menos eficiente es.
73
I
CURSOS
EL OSCILOSCOPIO CURSO DE OPERACION Lecció n 16
En la lección anlerior vimos de manera resumida cómo utilizar el osciloscopio en la verilicación de formas de onda en un aparalo de videocasetera. Vimos en esa ocasión que a no ser por los cir· cuitas de lectura y de grabación, los circuitos son semejantes a los de cualquier televisor, valiendo pues los mismos procedimien· tos tanto para análisis como para repara ción. Sugerimos en la ocasión que los lectores profundizaran los estudios sobre este ti· po de aparato para poder usar con mayor facilidad el osciloscopio.
Por Newton C.Braqa En esta le cción c ambiamos un poco de tema , posando al uso del osciloscopio en los c irc uitos de transmisores. Las altos frecuencias y evenfu olmenfe a ltas potenc ias Involucradas exigen cuidados especia les pota el uso del osciloscopio. los lectores. evide ntemente. deben estor familiarizados c on los p rincipales técnicas de transmisión.
1. Osciladores Todos los t ransmIsores poseen osciladores que g eneran las sef'lales de alta frecuenclo paro Que. después de amplificados. y even.tualmente modulados. pu edan resultar en la 50r"l01 final para aplicación en una antena, Analizando un transmisor p or med io de un diagrama en b loques. como m uestra la figura 1, vem os q ue la prime-
"
ra etapa del circ uito es Justamente un osdador que puede admitir d iversas configuraciones. En los circuitos m ás simples que operan en frec uencia única como las emisoras de radiodifusión , el oscilador es controlado por lXl cristal de cuarzo a veces en una cómora térmic a de modo de Imped ir cualquier desvio d e frecuerlCla p or variaciones de tem peratura. En lo figura 2 tenemos "un c ircuito tlplco d e un osci lador con c ristal usado en radio transmisión . la verific ación del funcionami ento de un oscl-
-111-
Estructura de un Ir,an smlsor del
A-Mcomun. ·-
74
Oscilador a crIstal común (Pierro),
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EL
C> SC:: I L C:=:>SC:: C:>PI C:>
lador de este Hpo puede ser hecha de modo exige la coloc a c ión de los controles de sensibidirecto segun muestra la figura 3. lidad en los puntos móxlmos. Se puede entonces medir tanto la frecuencia Un oscilador encontrado en equipos de radioode la seflal que está siendo generada como ficionados e incluso en Instrumentos de prueba. tamblén su anpUhJd. es el VFO (Variable Frequency OscUotor) y que Es Interesante obseNar que un oscilador de es· consiste en un circuito como el de la f1g. 7. te tipo puede usar un cristal Este circuito se desHna a lo reque opere en lo frecuencia producción de sei'lales en una fundamental o en sobretono. amplio banda de frecuencias .El circuito oscllaró entonces normalmente ajustadas a paren una fre cuencia múltiple tir de un coptador variable o de aquello poro el cual e l d e un Varicap. cristal es cortado (2f. 40 nor' Lo verificación del funcionamalmente en un valor par. miento de este circuito puede En la figura 4 tenemos un cir· hacerse con el osciloscopio. c ulto de este tipo. Algunos circuitos producen seVea que. si analizamos las r'lales de amplitud que vario en la bando cubierta. norma!formas de onda en un circuito en que el cristal opero en mente con una s9l"lol de Intenla frecuencia ftsldamen tal y sidad m enor en el extremo suanalizamos un circuito en p e rlar de la banda. como que tenemos la operación sugiere la figura 8. en un sobretono. habrá una Un buen VFO. sin embargo . "'~ diferencia. Esta d iferencia es mantiene la amplitud de la semostrada en lo fi gura 5. rd constante en toda la banEn lo fund a m en to l la a mplida de operación. Verificación del funcionamiento tud de los c ic los se mannene Uno de los efe c tos q ue predel oscilador. constante " sin variaciones. senta una carga mal dime ncon todos 10$ c ic los con la sionada para un oscilador de este tipo. es Justamen te lo vomisma Intensidad. Operando rlaclón de la ampUtud con la en un sobre tono tenemos ciclos alternados d e mayor infrecuencia d e la ser'lal. tensidad , como mueslra lo Los circuit os mode rnos de ~ T;'L lf . ~f Ira nsmisión entretanto. usan mlsma figura. La señal para verificación de 100<,(\ sinte tizadores d e frecuencias. funcionamiento en un osci En la figura 9 tenemos un dialoscopio puede ser retirada grama de bloqu es de un cirdirectamente de lX1 transistor cuito de este tlpo.EI tipo más oscilador o de ur¡a placo de simpl e de sin tetizador h a ce vólvula . p e ro existen orros uso d e un PLL y de un divisor Oscilador en sobrelono. modos de Y9flflcar el funciode frecuenclos. El fador según namiento de un oscilador sin el c ual se hace la división de la conexión dlretta por meuna frecuencia d e re ferencia dio de un eslab6n de captadetermi no la frec uencia de salida con p re c lsl6n. siendo ci6n en torno de lo bobino - - - - _. usado este v alor p Ol'a excitar oscUodoro o bien la b ob ina . tanque usada en la e tapa las etapas siguientes. de salida de la etapa. como . - -. .. .... ,_.-- -_ .. 2. Amplificadores de RF muestra la figura 6. Evidentemente., en este caDespués del oscUador. depen50.10 sef'lal tendrá una ampliDiferencias en los modos de osdiendo de la p alenc ia que se tud m uy pequei'l a. lo que
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deseo en la sa lid o d e un tra nsmisor, tenemos etapas amplific a doras. Cuanto mayor es la potencio d esead a. moyor la cantidad de etapos. Paro verificar el funcionami ento de estos e tapas basta acoplar el osciloscopio en su salido y buscar la señal amplific ada. En lo fi guro 10 mostra mos un modo d e hacer esto verifica ción con lo c onexión directo o utlliZar"ldo un eslabón de captación. Como muchas etapas llevan circuitos sintonizad os en las entra d as y salidas, podem os usar el osciloscopio poro hacer su ajuste. los trimmers o b ien los núdeos de los b obinas que forman p arte de los cJrc ultos sintonizad os d eben ser ajustadOS para visualizar la ser"lal en el oscilosc opio c on el móximo de intensidad , com o sugiere la figuro 11. El osciloscopio también puede ser usado como un sensible medidor de intensidad de campo. p ermltlendo osI qu e se ajusten correctamente
las etapas fin ales de solida de un transmisor. En este caso, usamos el circuito de en trada de lo figuro 12. El c hoq ue de RF d e 100 a 470~H evito q ue las señ ales de bajas frecuenc ias (de la red de 011menta c lón) sean captadas por el c irc uito e interfiera n en la visualización d e la se ñal del transformador.
3. Modulación El osciloscop io constituye una excelente herramienta poro v erificación y ajuste d e mo dulación en d iversos tipos de equipos d e tra nsmisión. Enfocaremos especfflcamente en esta lección el uso en el ajuste y verificación de la mo dulac ión en amplitud (AM ) y de la modula ción en frecuencia (FM). a) Modulación en amplilud
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El"A""' SlGUlENTE
UIJ"VFO para equipo fransmisor de radioaficiollado. Obteniendo la señal por medio de una bobina.
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Variación de amplitud de la sellal de un VFO.
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Un sintetizador de frecuencia por PLL.
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En la m odulación en amplitud lo q ue se hace es variar la Intensid ad d e una señal d e a lta f rec u e ncia d e acuerdo con una ser'\al de b ajo frecuencia cemo muestra 10 fig. 13. Si la señal de baja frecuenci a no co nsigu e variar Jo amplitud d e lo señal de alto en l ClO% de su valor no t endremos la modulación total. o seo. t endremos un p orcen taje d a m od u la ción In fe rior o 1()J% lo que n o es Interesante en términos d e a p rovec hamiento d e la po t en c io de un transmisor. Por otro lado, si la int e nsida d de la sei'l al moduladora fuera muy fuerte tendrem os uno sob rem odulacJó n o m o d ulaclón mayor q ue 100% qu e se caracterizo p o r una dls-
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torsión de la señal y la producción de oscilacion es a rmón icas q ue ~roban· la potencio del squlp amiento. Se genera interferencia y el rendimiento de la transmisión cae. Ap ~cando una serial de autlio moduladora de
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2 A 4 ESPIRAS DE AlAMSAE C()I,O,.t,'
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Usando el eslabón de bobina ell el amHísis de c Ircuitos de RF.
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Ajus tando un circu ito resonante de u lla etapa amplificadora.
1kHz se puede verificar o ajustar su modulación basándose en lo forma de onda visualizada en un osciloscopio . En la figura 14 tenemos los casos posibles d e modulación. según explicamos anteriormente. La forma de lO en volvente de la sel"lal tamblén nos p ermite detectar posibles distorsiones en la etapa de modulación. Poro obtener esta sel"lal ta n to p odemos partir de una bobina de captación en la etapa final de l tran smi so r como Señal'de afia frecuen cia modulausar u na pequel"la anda en amplitud. tena con un Ind ucto r, com o yo vimos. En el c oso de utilización de una ser"lal de baja frecuencia que no ten· g a frecuencia tija (música , por ejemplo) los índices de modulación t a mbién pue den ser de t erminados. pe ro con mayor dificultad. En la figuro 15 tenemos el aspecto de una seI"la l modulada por la voz o por música en un osciloscopio.
Porcen tajes de modulación.
Osciloscopio como medidor de campo.
en 'recuendo En la m odu lac ión en frecuencia o FM, la frecuen cia de u na señal de orto frecuencia (portadora) vorla con lo Int ensidad de la seña l m od ula d ora de baja frecuencia . l a Hg. 16 mues t ra la aparien cia de una se ñal modulada en fr ecuencia cuando es vi· su aliza da un en osciloscopio. Por el tiempo de mayor dur ación y de menor b) Modu/acl6 n
Señal modulada por fa voz en el osciloscopIo.
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duracIón podemos calcular el Indlce de modulación o la bando de modulación de la sena!. si bien esto no es muy recomendable en el osci\escoplo dada la precisión obtenida. la sel"lal modulada poro visualización en el osc lloscoplo puede ser obtenida de c ualquier etapa del transmisor en que esté p resente. Con el USO del doble trozo podemos tener LnO mejor visualización de lo q ue ocurre en Uf transmsor modulado por una sef'lal de audio. Podemos usar un canal poro v~uallza r la propia señal de audio y el otro canal para visualizar la senol de alto frecuencia moduklda, según muestra la figura 17.
4. Transmisores de TV La diferencio básic a entre un transmisor que trabaja con seflales de audio solamente y uno que trabaja con la transmisión de sel"lales de video es la bando d e frecuenc ias de modulación. El transmIsor de video trabajo con señaleS en una banda muc h o más ancha. que corresponde justamente a la sel"IaI de video y la ser"lOl de audio, como muestro lo fi guro 18. La verificación de un transmisor de este tipo puede hacerse de lo m isma forma como describimos en el onóllsis de las etapas de un televisor, con la diferencia que la sertal en la salido d el aparato ti ene m ucho mayor Intensidad. TambIén podemos usar un eslabón de captación para ver1flcar la presencia de esto señal. siempre recordando que el circuito debe estar apto poro responde r a las elevadas frecuencias de kl sel"lal. De esto formo. p ara el c anal 2, el osciloscopiO debe ser capaz de visualizar señOles de hasta 60MHz (lOOMH z. por ejemplo)parO q ue tengamos una Idea de lo q ue posa en un transmisor de video.
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5. Conclusión
Op erar c on señales de radiofrecuencia producId os p or transmisores y un osciloscopio Impnca olgunos cuidados espec iales. Ademós d e las prOvidencias Involuc rados tenemos la propia frecuencia elevado. De esto formo ma punta Indebida poro el osciloscopio o bien un cable o conexión deficiente pueden deformar la señal a ser analizada. Los puntos usados deben ser de baja capacidad y el acopiamiento debe hacerse siempre de modo que no haya Interacción entre los circuitos. o sea, que el osciloscopio no carg ue el circuito analizado, que la defl clente adaptación de Impedancia afecte la forma de la senal analizada. la prop io potencia de las etapos también resul ta un Senal modulada en frecuencia (FM). peligro. principalmente en los equipos valvulares dond e pueden estar presentes tensiones muy elev ados. Antes de conector el oscIloscopIo a cualquier punto de un transmisor. verifique cuól es el orden de magnitud de la t e nsión de RF presente y tambIén la polar1zaclón de la etapa . Parta siempre de la posic ión móxima de atenuac ión en el control de sensibilidad. Observación de dos señales en un SI opera con tensiones eleosciloscopio doble trazo (ó 2 cavadas asegÜi"ese del aislana/es). miento de todos los puntos del c ircuito de medición. Dé preferenda o las prueb as que no necesitan conexión d irecta a l oscilos. ... . OEO • copio en los circ uitos de AULtIO a ltas frec u encias. pues , ' ellas son siempre mós seL.L~_ _+' '-'-,.1---- •• , 1- 1 - 1 - - -1 guras y tlenen por lo tanto m enor postbilidad de - CCJ(gar ~ los circuitos analizados. O Senal de' TV (audio y video).
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