DE OBSEQUIO: SABER
CUADERNO ESPECIAL DE AUDI O
EDIC IO N A RGENT RGENTIINA
ELECTRONICA 3 7 3 0 7 5 0 8 2 8 --5 3 2 0 : 0 : N S N I SS IS IS
5500
$6 6..
35 13 º 1 N º 8 // N 9 9 9 1 9 1 / 2 ño 1 2 Añ / A
W 0AAMP MPLI LIFFIC ICAADO DOR R 0DE DE AUDIO AUDIO 0DE DE ALTA ALTA 3PPOOTTEENNCCIIAA P A C I L P M A
EDITORIAL
QUARK
O RIIO NAAR DIIN RD AAO OR TT T R R X T X E E O T O N T E I N E M I A M Z LLAANN Z A
! E L B B I D R E M P ¡ I I M
A TELITALES S I S T E M A S S ATELITALES O BRE A M E R I C A L ATINA S OBRE Otras Secciones: Video Audio Internet
Radioarmador
Informe Especial Técnico Reparador Circuitos Coleccionables
00135
9 7 7 0 32 8
5 0 70 70 0 0
M O ONT NT AJES : BI ESTABLE BIEST ABLE DE PRECI PRECISION SION A CRIST CRI STAL AL PROBADOR DE TRANSISTORES PORTATIL FRECUENCIM FRECUE NCIM ETRO DE BAJA BAJA FRECUENCIA FRECUENCIA I NTERCO NTERCOMM UNICADOR OPTI OPTI CO (SIN CABLES) CABLES)
SABER
EDICION ARGENTINA
ELECTRONICA SECCION SE CCIONE ES FIJ AS
Del Editor al Lector Sección del Lector Amplificadores de Audio Fichas de circuitos prácticos
EDITORIAL
QUARK
Año 12 - Nº 135 SEPTIEMBRE 1998
3 52 guía central 67
ARTICULO DE TAPA
“Amplicap 3000W” Amplificador de audio de alta potencia con controles de tono, balance y ecualizador
73
INT IN TERN RNE ET Teoría sobre amplificadores operacionales
MONT MON TAJ ES
Intercomunicador óptico sin cables Probador de transistores portátil Frecuencímetro de baja frecuencia Biestable de precisión a cristal
4 13 16 20 24
LANZAMIENTO EXTRAORDINARIO PLATAFORMAS DIGITALES
Para electrónica de consumo
27
COMUNICACIONES
Comunicaciones vía satélite Sistemas satelitales sobre América Latina
32
TECNICO REPARADOR
Curso de TVs modernos - Lección 3: La transmisión y recepción de sonido monoaural Memoria de reparación: Reparación de microprocesadores dirigidos El clock y el circuito de reset
AUDIO
El fantasma de la ópera
37 41 48
VIDEO
Los mejores camcorders de la temporada (Conclusión)
AV. RIVADAVIA 2421, PISO 3º, OF.5 56
INFORME ESPECIAL
Novedades en la producción de procesadores digitales de alta densidad
RADIOARMADOR
Gráficos en RF
NUESTRA DIRECCION
TEL.: 953-3861 H O R A R I O D E AT E N C I O N A L P U B L I C O
60 64
EXCLUS XCLUSIVA IVAMENT MENTE E DE LUNES UNES A VIERN VIERNES ES DE
10 A 13 HS. Y DE 14 A 17 HS.
SABER
EDICION ARGENTINA
ELECTRONICA SECCION SE CCIONE ES FIJ AS
Del Editor al Lector Sección del Lector Amplificadores de Audio Fichas de circuitos prácticos
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QUARK
Año 12 - Nº 135 SEPTIEMBRE 1998
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ARTICULO DE TAPA
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73
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DEL DIRECTOR AL LECTOR E D I C I O N A R G E N T I N A - N º 1 3 5 - SE SE P TI TI E MB MB R E DE DE 1 9 9 8
Director Ing. Horacio D. Vallejo Producción Pablo M. Dodero
¡NOS SEGUIMOS EXPANDIENDO! Bien, am igos de Saber Electró Electrónica, nica, n os encon- encon- tram os nuevam ente en las páginas páginas d e nuestra re- vista predilecta, para compa compa rtir las novedad es del mu nd o de la electró electrónica. nica. Y seguim os creciend creciend o... Como Ud. y a sa be, Saber Electrónica Electrónica es la úni- úni- ca revista "ARGENTINA" "ARGENTINA" que se hace en Argentin a en tres ediciones ediciones que se imprim en en diferentes pai ses par a tod a Am é rica d e habla his pan a, es comp comp ra da por más más de 120 .000 p ersonas y llega llega casi a m edio millón millón d e lector lectores es de diferentes latitud es. Sin embargo, teníam os una ma teria pend iente: nuestros libros sólo sólo podían en contra rse en Argenti na , Chile y Uru gua y . Con gran placer les les anu ncio que esto esto ha camb iad o y que a partir d el pr óxim o mes d e octub re esta rem os en tod os los p aíses d e Am é rica ta m- bi é n con n u est ros l ib ros . Pero Pero eso n o es tod o, tam bié n comenzam os a edit ar libros de i nfor má- má- tica; actualm ente se encuentra en todos los quioscos quioscos el libro "Las Nove- Nove- da des d e Wind ow s 98 ", próxima próxima mente estará en venta el libro: "Cómo "Cómo se Usa el Wind ow s 98 " (bajo (bajo licencia licencia de Ma ccmillan ccmillan Computer Publishing) y ta m bién un text o sobr e CorelD RAW 8 que v edr á acom pa ñad o d e un CD con con el programa . Ad emás, en el próximo n úmero comenza remos con la pub licación licación d e un curso sobre "Fibras "Fibras Opticas" y p ondremos en ma rcha todos los engra- engra- na jes par a "festejar " un a ño más d e vida de nu estra querid a revist a dond e tiraremos "la casa por la ventan a" (vea la Secció Secciónn d el Lecto Lector) r).. Y eso no es tod o..., hay mu cho más, más, pero lo m ás d estaca ble es que hem os am plia do nu estros horizon tes porque, como como es lógico: lógico: "NOS SE- GUIMOS EXPANDIENDO".
I n g . H o r a c i o D . Va l l e j o
EDITORIAL QUARK S.R.L.
Propietaria de los derechos en castellano de la publicación mensual SABER ELECTRONICA RIVADAVIA 2421, Piso 3º, OF. 5 - Capital (1034) TE. 953-3861
Editorial Quark es una Empresa del Grupo Editorial Betanel Presidente Elio Somaschini Director Horacio D. Vallejo Staff Teresa C. Jara Hilda B. Jara María Delia Matute Enrique Selas Ariel Valdiviezo Distribución: Capital Carlos Cancellaro e Hijos SH Gutemberg 3258 - Cap. 301-4942 Interior Distribuidora Bertrán S.A.C. Av. Vélez Sársfield 1950 - Cap. Uruguay Berriel y Martínez - Paraná 750 - Montevideo R.O.U. - TE. 92-0723 y 90-5155
Impresión Mariano Más, Buenos Aires, Argentina
La Editorial no se responsabiliza por el contenido de las notas firmadas. Todos los productos o marcas que se mencionan son a los efectos de p restar un servicio al lector, y no entrañan responsabilidad de nuestra parte. Está prohibida la reproducción total o parcial del material contenido en esta revista, así como la industrialización y/o comercialización de los aparatos o ideas que aparecen en los mencionados textos, bajo pena de sanciones legales, salvo mediante autorización por escrito de la Editorial. Tirada de esta edición: 18.000 ejemplares.
N AVEG VEGA NDO NDO
POR POR S I T I O S D E I NTERNET N TERNET
Teo ría Sobre A m p l i fi f i c a d o r e s Op Op e r a c i o n a l e s H AC ACE E UNOS DI AS AS,, UN LEC LECTO TOR R M E SOLI SOLI CI TO VI VI A I NTERNET QUE LE ENVI ARA I NFORM AC ACII ON SOBRE SOBRE LA TEORI TEORI A DE FUNCII ONAM I ENTO DE LOS AM PLI FI CADORES OPERAC FUNC OPERACII O- NALES.. EN NALES EN ES ESE E M OM ENTO PEN SE POR QUE RAZON NO LA BUSC BUS CO EN LA R ED Y DED UJ UJE E QUE LO M AS PR OBABLE ES QUE NO SUPI SUPI ERA H AC ACERLO, ERLO, POR TAL MOTI VO, D EC ECII DI ES ES- - CRI BI R ESTE ESTE ARTI CULO QUE I NTENTA EXP LI CARLE AL AL LECTOR LECT OR LO FACI FACI L QUE R ES ESULTA ULTA OBTENER D ATOS PR EC ECII - SOS D ES ESD D E LA R ED D E RED ES ES..
P o r H o racio D . V allejo
S
i b ien es po p o sib le acced acced er a Int Inter ernet net de m uchas uch as m an eras, p ara lo lo s lecto cto res q u e aún n o están "d "d u cho s" con este servi servicio , d am o s a con co n tin u ació n , u n listado ad o d e lo lo s elem en to s n ecesari ecesario s para p ara “ n aveg av egar ar” ”p o r u n m u n d o sin fro n teras eras: :
* Una computad ora PC o compati compa ti ble. En En ge- ge- neral, cua cua lqui er con con figu- r a ción ci ón podr ía emple empl ea r se, dad o que hay d if er en tes tes program pr ogram as qu qu e se adap- ad ap- tan a cua lqui er situ situ a- ción, si si n emba r go, es acon seja ble u n a CPU ti po 386 o su su peri peri or ( 486, Pen Pen - tiu m, MMX , etc.), etc.), con 8Mb de memor memor ia RAM, espa espaci ci o de d e di sco r ígido gi do
su peri peri or a 30Mb, equi equi pado con placa de móde módem m ( módem-fa módem-fa x) de cua lqu ier velocida velocida d supe superi ri or a 4.800 4.80 0 bau di os (h oy es es i m posi posi ble im agin ar placas que man ejen jen ve- ve- locida loci da des i n feri ore or es a los 28.800 28.8 00 bau di os), os), conviene contar con u n kit m ulti media media o placa placa de soni soni do,
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dad o que muchos ar chivos “gu “gu ar - dados da dos en la r ed” son son de texto, texto, a u - di o y video. video. * Una lín ea telefóni ca * H aber contr ata do los ser vici os de un provee proveedor local. C o m o p o d rá ap reciar, lo s req u eri erim ient en to s n o son so n m u y con co n sid erab erabl les p ara ara el m un do en qu e vivim o s, si tenem en em o s en cuent cuen ta qu e se se pued p ued en o bten btener er m u cho s b enef en efi icio s con el u so d e est e sta red. ed . Sin em e m b argo argo , d eseo d estacar q u e p ara ara ob o b tener un bu en rend rend im iento se d eben eb en con ju gar u n a seri serie d e facto acto res cucu ya exp ex p licació n n o es ob jeto d e este artícul cu lo .
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Para la siguien te explicación, suponem os que el lector ya sabe acced er a Internet. En la figura 1 se grafica la
pantalla de m i com pu tadora cuando está lista para com enzar a "navegar"; para ello hacem os un "do ble click" en el ícono qu e dice Siscotel que es el "program a que em pleo para discar y q ue el usuario puede denom inar de cualquier otra form a (figura 2). D e inm ediato aparecerá en la pantalla lo m ostrado en la figura
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3, qu e m uestra el m om ento en que se está con ectando la PC con el servidor. U na vez que se realizó la conexión (figura 4) se deb e "abrir" el program a q ue em pleam os para n avegar (figu ra 5). En m i caso utilizo un N etscape C om un icator G old qu e es m uy útil para procesar la inform ación que hem os encontrado, tal cual lo verem os en este artículo. C uando el program a está abierto, ap arece un a pantalla (hom e page) de Saber Electrónica que yo he setead o en m i PC para saber si hay algún problem a en ella (figura 6). Para buscar cualquier inform ación, hacem os click en "N ET
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SERC H (buscar en la red - figu ra 6-) y ap arece la p antalla m ostrada en la figura 7. En dicha figura se puede ap reciar que puedo "buscar" inform ación en español sobre un tem a específico. Para obtener inform ación sobre am plificadores operacionales escribí:
"hilar m ás fino", es decir, sólo encontrará archivos que contengan las dos palabras. Si quisiera inform ación m ás específica, por ejem plo: circuitos de inversores con am plificadores operacionales, deb ería escribir: circuitos+de+inversores+con +am plificadores+operacionales.
Amplificadores+Operacionales
Si hubiese p uesto: A m plificadores O peracionales (sin el "+"), el resultado de la búsqueda hubiese dado archivos sobre am plificadores de todo tipo y operacionales de todo tipo, el "+" perm ite
Vo lviendo a n uestra b úsqu eda, en la figura 8 se m uestra el resultado, que co nsiste en una serie de archivos sobre el tem a que pueden estar puestos en cualquier servidor del m undo. H ice doble click en uno de esos archi-
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vos y obtuve u n artículo m uy interesante, cuyo com ienzo se m uestra en la figura 9. A l ir "rolando" por el sitio donde está dicho artículo, llegué a u n lugar en el acual m e "invitab a" a ver el circuito de u n am plificador operacional y al hacer click, obtuve el gráfico de la figura 11. A l finalizar la pantalla principal, dicho sitio m e conduce a otras páginas sobre tem as específicos, tales co m o: "El A m plificad or D iferencial", "Circu itos Práctico s", "Esquem as C ircuitales de u n A m plificador Inversor", etc. Si U d. tiene la p osibilidad de navegar por Internet, el sitio en el
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cual encontram os esta inform ación se m uestra en la tabla 1. D am os a continu ación, una breve reseña teó rica de los datos encontrados en ese sitio (respetam os la red acción del artículo y los form atos de las figuras).
nal qu e encuen tra gran utilidad especialm ente en el análisis de algunas redes específicas de tipo introductorio. Tam bién podrá en contrar inform ación acerca de los circuitos internos que este posee, especialm ente el am plificador diferencial.
cia de salida se representa co n una resistencia d e valor Ro. El am plificador está excitado por dos tensiones de entrada v+ y v-. Las dos term inales de entrada se conocen com o entradas no inversora e inversora respectivam en te. D e m anera ideal, la salida del am plificador depende no d e las m agnitudes de las dos tensiones de en trad a, sino de la diferencia en tre ellas, así se designa u na nueva tensión de en trada llam ada ten sión diferencial de en trada, com o:
La im pedancia de entrada del operacional está rep resentada p or la resisten cia R en . Finalm en te la ten sión de salida es proporcional a la entrada, esta relación es deno m inada ganancia de lazo ab ierto, A (figura
1 2 M O D E LO H I B RI D O EQUI VALENTE Y ESTRUCTURA I NTERNA D EL AMPLIFI CADOR OPERACIONAL
A continuación encontrará inform ación acerca del m odelo híbrido del am plificador operacio-
Mo delo H íbr i do d el A m p l i f i c a d o r O p er a c i o n a l
El m odelo del circuito eq uivalente con que éste p uede ser representado co ntiene una fuente de tensión q ue depende de la tensión de en trada. La im pedan-
12). Es tr u c t u r a I n t er n a
El operacional típico tien e cuatro bloques (figura 13). El prim ero es el am plificador diferen cial qu e p uede tener una entrada dar-
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www.geocities.com/CapeCanaveral/Lab?2912/diferenc.html (tabla 1) 7
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lington o utilizar varios fet y una fuen te de co rrien te co nstante. Va seguido de una etapa am plificadora lineal de alta ganancia, generalm ente otro am plificador diferencial. Si la tensión de c.c existen te en la salida del am plificad or de alta ganancia, no es cero vo lts cuando v1 = v2 = 0 V, se em plea un circuito desplazad or de nivel tal com o un am plificador cascode. La ú ltim a etap a es un am plificador de salida, habitualm en te uno d e sim etría com plem entaria.
m o etapa de entrada a la m ayoría de los am plificadores op eracionales. En la figura 14 se p resenta su configuración básica. El circuito tiene d os entrad as, v1 y v2, y tres salidas, v01, v02 y (v01 - v02). La característica m ás im portante es el hecho de que, idealm en te, las salidas son proporcionales a la d iferencia entre las dos señales de entrada. Si se definen dos entradas cualquiera com o :
En la elaboración de los am plificad ores op eracionales gen eralm en te se utilizan m ás de 20 transistores.
donde vd i es la en trada en m odo diferencial y vci es la entrada en m odo com ún. Las tensiones originales quedarán definidas com o:
EL AMPLI FI CADOR DIFERENCIAL
El am plificador diferencial es un circuito versátil que sirve co-
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En la figura 14 se m uestra el circuito de un am plificad or diferencial típico con tran sistores. U tilizando teorem a de bisección, podem os analizar un solo sem icircuito para m odo diferencial y com ún respectivam ente. En la figura 15 se grafica el circuito eq uivalen te d e u n am plificador que opera en m odo diferencial, cuyas fórm ulas son las siguientes:
Lo dado hasta aquí es sólo un a pequeñ a parte de lo q ue p odem os encontrar en "sólo uno" de los archivo s encontrados sob re am plificad ores op eracionales. C om o puede apreciar, Internet puede convertirse en una verdadera biblioteca de consulta. !
M O NTAJE
In t e r c o m u n ic a d o r Optic o "S i n Ca b l e s " M UCH AS APLI CACI ONES PRECI - SAN TRANSM I TI R SEÑALES D ES- DE UN PUNTO HACIA OTRO, DI STANTES A NO M AS DE 20 M E- TROS, Y DEBEN P RESCI ND I R D E CABLES PARA REALI ZAR L A CO- NEXI ON. EL I NTERCOMUNI CA- DOR QUE PROPONEMOS PER- M I TE EFECTUAR UN A TRANSM I - SION DE SEÑALES DE AUDIO POR MED I O DE UN ENLACE OP- TI CO, EN LUGAR DE EM PLEAR CABLES U ONDAS ELECTRO- MAGNETICAS DE RADIOFRE- CUENCIA. Por: H oracio D . Vallejo
E
l dispositivo que se m uestra
L I STA
D E M ATERIALES
en la figu ra 1 co rresponde a un sistem a Tx-Rx, que funcio-
na com o intercom unicado r sin cables con enlace óptico por m edio de rayos infrarrojos. El circuito tran sm isor em ite las señales por m edio de un led de 5 m m color rojo qu e p uede ser de alta eficien cia p ara obten er m ayor alcance. Se trata de u n transm isor de A M que recibe la señal de au dio desde un m icrófono d e electret. El recep tor posee u n fototran sistor de cu alquier tipo, incluso p ued e ser em pleado un tran sistor del tipo
Transmisor Q 1, Q 2 - B C548 - Trans. de u so general M icro. - M icrófono de electret L1 - led de 5m m color rojo (ver texto) S1 - Pulsador R1 - 2k2 R2, R4 - 100kΩ R3 - 1k2 R5 - 120Ω C 1, C2 - 10µ F x 16V - Electrolíticos C 3 - 0,1µF - C erám ico
Receptor Q 1 - Fototransistor (ver texto) Q 2 a Q 4 - B C 548 - Trans. de uso. gral. C I1 - TB A 820 - Integrado de aud io.
2N 3055, al cual se le d eb e q uitar
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R1 - 56k Ω R2 - 120k Ω R3 - 3M 3 R4 - 18k Ω R5 - 47Ω R6 - 220Ω P1 - 50k Ω - Pre-set. C 1 - 0,47µ F - C erám ico C 2, C 3 - 0,1µF - C erám icos C 4 - 100p F - Cerám ico C 5 a C 8 - 100µ F x 16V - Electrolíticos C 9 - 220µ F x 16V - Electrolítico C 10 - 0,01µ F - C erám ico S1 - Interruptor sim ple Varios:
Placas de circuito im preso, gabinetes para m ontaje, estaño, cab les, etc.
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ceden te del fototran sistor. Las p rueb as efectuadas determ inaron que el alcan ce se lim ite a no m ás de 6 m etros pero, em pleando un p ar op toacoplador ap ropiado (fotran sistor y fotorrecep tor ap ropiado), la longitud del enlace aum entó con siderablem ente. Po r ejem plo, em pleando el "clásico par" B PW 42 y C Q X 46, obtuvim os un enlace de 35 m etros. C om o detalle p intoresco, com ento qu e he instalad o este d ispositivo en tre m i taller y la cocina d e casa (atravesand o un pequeño jardín) y los resultad os fueron m ás que satisfactorios aun de no che y en días de lluvia. La calidad del son ido rep roducido es bas-
con cuidado la carcaza m etálica. La señ al recep cionada es "detectad a y am plificad a por m edio del par darlington, form ado por los tran sistores Q 2 y Q 3 para luego ser en m viada al circuito integrad o TB A 820, qu e se encarga d e d arle a la señal la gan an cia suficiente p ara que p ueda ser audible con buen volum en en el parlan te.
C abe destacar que el "en lace" es altam en te direccional por lo cual se recom ienda dotar tan to al fototran sistor com o al fotorrecep tor de los recu rsos ópticos apropiados. Por ejem plo, el led deb e ser provisto de una len te convergente para concentrar la luz infrarroja y el fototransistor deb e ser ubicado den tro de un tub o op aco p ara que sólo reaccione a la luz p ro- 2
tan te aceptab le. !
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M O NTAJE P r o ba do r de Tr a n sisto r e s Portátil SI BI EN LA MAYORI A DE LOS M ULTI M ETROS ACTUALES PO- SEEN CI RCUI TOS CAPACES D E DETERMI NAR EL ESTADO D E UN TRANSI STOR, MU CH AS VE- CES LA P RU EBA N O ES SEGU- RA. CON ESTE SENCI LLO D I S- POSI TI VO SE PUED E DETER- M I NAR "EN FORM A ACTI VA" SI UN COM PON ENTE ESTA O NO EN BUEN ESTADO.
Por: H oracio D . Vallejo
E
l téster m ide ten siones, el valor de u na resisten cia, una co rrien te, etc. T am bién p uede ser que m idan transistores pero, m uchas veces, el resultado no es co rrecto. Lo qu e harem os es enseñarles cóm o con struir un com probador que nos determ inará si el transistor bajo prueb a fun cion a y p ued e determ inar su ganancia. Si ap licam os a la Base del tran sistor una corrien te conocida y luego, m edim os en el Colector la corriente p roporcionada, obtendrem os la m ed ición de la ganancia, de la siguiente form a:
C om o prim era instancia, debem os conocer en form a exacta la corrien te en µA que circulan por la B ase, Para nuestro circuito, usarem os dos operacionales, uno para adquirir una ten sión de referencia de 1V y el otro com o generado r de corrien te constante. D e esta form a se obtendrá una corriente co nstante y estable. Si tenem os una tensión de 1V , para lograr una co rriente de 0,01m A deb em os conectar en serie con la B ase del tran sistor una resistencia que se calcula com o:
I (m A) Colector = I (m A) Base = Ganancia
Por lo tan to, la resistencia R 5 se-
Ω
= (V / m A ) x 1.000
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rá de 100.000 Ω. Para com probar el valor de R 5 (100.000 Ω) debem os observar el esqu em a electrónico de la figura 1. Tom ando en cuenta este valor, la corrien te del operacional que transita en la unión Base-Emisor es igu al a 0,01m A . D e esta m anera pod em os determ inar en form a exacta el valor de la gan ancia, al ser estables la corrien te d e base y la ten sión B aseEm isor (V be). H aciendo uso de este circuito con am bos op eracionales, ni la p ila, ni la V be, ni la tem peratura p odrán afectar nuestra m edición, cosa que sería d iferente si para m ed ir nuestro tran sistor bajo prueb a utilizáram os
P R O B A D O R
DE
T R A N S I S T O R E S P O R T A T I L
1
un tran sistor con polarización fija. Si cerram os el interruptor S1 en el circuito de la figura 1, se alim entará el circuito con una ten sión de 9V. La tensión para el prim er operacional, se adquiere m ediante los extrem os del diodo zéner de precisión D Z1, de 3,3V. El diodo zéner posee dos pre-set (R2-R3) en los extrem os, y el punto de unión conectado a la entrada no inversora del segundo am plificador operacional. D e esta m anera, la entrada tendrá una tensión de 4,5V , justam ente la m itad de la tensión de alim entación. Si desplazam os S2 hacia la posición N PN y giram os el pre-set R2 de un extrem o a otro, pod em os obtener una ten sión variable en la pata 3 no inversora del prim er operacional, qu e tendrá un m ínim o de 4,5V y un m áxim o de 6V. Si desplazam os S2 a la posición PN P y la m ism a pata tiene una tension variable, podrem os obtener un
m áxim o de 4,5V y un m iínim o de 3V. D e esta m anera, en la p ata de salida de IC 1A y en am bo s term inales de test poi nt( ver TP1) , contarem os con una tensión positiva en la po sición N PN com prendida entre 0 y 1,4V G , en cam bio, en la posición PN P contarem os con tensión negativa, en tre 0 y 1,4V . Por lo tanto, am bos pre-set, R2 y R3, se regulan para obtener una tensión de 1V positivo en TP1 cuando S2 se encuentra en N PN , y un a tensión de 1V negativo cuando se encuentra en PN P. C on esta ten sión, podrá circular en la base d el tran sistor puesto a prueba (por m edio d e R5 de 100.000 Ω), una co rrien te de 0,01m A . A hora, verem os cóm o invertir la polaridad en am bos term inales Emi- sor y Colector . La polaridad negativa deberá conectarse al Em isor de todos los transistores de N PN y la positiva sobre el C olector, m ien tras que en los
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PN P la p olaridad debe ser inversa a la recién estab lecida. La inversión de polaridad en el tran sistor puesto a prueb a se realizara m ediante el prim er operacional. C uando una tensión positiva llega a la B ase d el transistor m ed iante la R 5, ésta tam bien ingresa a la p ata inversora (6) de IC B 1, teniendo un nivel lógico "0" (ten sión a nivel m asa) en la p ata d e salida 7. En cam bio, cuand o un a tensión negativa ingresa a la base d el transistor en la p atia d e salida 7, hallarem os un nivel lógico "1" (valor m áxim o de tensión positiva). La llave inversora cum plirá la función de invertir la p olaridad en C olector del tran sistor. A l colocar la llave en posición N PN ,el cursor del S2A tendrá tensión positiva de la p ila de alim en tación y la traslad a a los cuatro diodo s D 1 a D 4, qu e se encuentran conectado s en p uente. D e esta m anera, del diod o D 2 pasará la ten sión positiva hacia el instrum ento a colocar en nuestro
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D E M ATERIALES
C I1 - TLo82 - O peracional con entrada FET. D Z1 - D iod o zéner de 3,3V x 1W D 1 a D 4 - 1N 4148 - D iodo s de uso general. S1 - Interruptor sim ple S2 - Llave doble inversora R1= 1kΩ R2, R3 - Pre-set de 10kΩ R4 - 1k Ω R5 - 100k Ω C 1 - 100µ F x 16V - Electrolítico C 2 - 0,1µF - C erám ico C 3, C 4 - 10µF x 16V - Electrolítico Varios:
Placa d e circuito im preso, gabinete para m ontaje, zócalos para el integrado, estaño, zóccalos para los transistores a probar, etc.
m edidor, y atravesando D 3 alcanzará el C olector del transistor. A l invertir la llave, el cursor tendrá ah ora una ten sión negtiva, la cual se ap lica a los cuatro diodos. Pasará de esta form a, del diodo D 1 al instrum ento, una tensión negativa que alcan zará el C olector del transistor por m edio del diodo D 4. En el caso q ue accionem os los interruptores, invertirem os la polaridad de la alim entación en los term inales E-B-C de un transistor, de hecho pod rem os m edir cualquier transistor PN P o N PN . Si conectam os el téster a los term inales de salida que se encuentran sobre el puente de diodos, obtendrem os la ganancia d el transistor. El té ster po demos ut ili za r lo par a mediciones en corr iente CC. Recom endam os para la m edición, com enzar de la ganancia m áxim a, o sea desde 5m A , y si desea-
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m os obtener una m ayor precisión , se pasa a 1m A o a 0,5 m A , es decir, 500µ A , en el caso que el transistor tenga una ganancia m eno r a 50. D ebem os desplazar el interruptor S2 h acia la posición N PN , luego ubicarem os el téster en los term inales TP1, con el positivo hacia la salida de IC A . El téster deb e estar prep arado para m edir a fondo escala 3V o la tesnsión m ás próxim a segú n su m ultím etro. En este m om ento existe tensión en el circuito, por lo tanto se deb e girar R2 para obtener 1V . Finalizad o este proceso, ap agarem os el probador, se ubica S2 en PN P y se invierten las pinzas del téster en los term inales TP1, quedando el negativo hacia la salida de IC 1A . N uevam ente encendem os el aparato y giram os R3 hasta que alcance 1V. D ebem os tener en cuenta, tam bién que, com probando la co-
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rriente d e B ase, podem os realizar el ajuste d e am bos pre-sets, precisarem os de dos transistores de sicilio de baja p oten cia, uno de tipo PN P y el otro d e tipo N PN . C uando tenem os los transistores, se conecta el téster ajustado en m edición C C , en tre la salida B del probad or y la base del tran sistor puesto en p rueba. Ten iendo en cuenta, adem ás, un fondo escala de 3050µA . Si conectam os un transistor N PN , girarem os R2 hasta alcanzar los 10µA y m ontando un transistor PN P, giram os R3 hasta llegar a la m ism a corriente d el prim ero. Si ponem os en práctica estas m ediciones, no será necesario que el colector esté co nectado al conector C , de hecho se p odrá sacar el téster del rectificador y u sarlo para esta m edición. Tenga en cuenta que si los transistores en prueb a están en corto, se podría d añar el téster. !
M O NTAJE
Frecuencímetro de B a j a Fr e c u e n c i a NUESTRO FRECUENCI M ETRO PUED E RESULTAR U NA SOLU- CI ON ATRACTI VA PARA LOS TECNI COS REPAR AD ORES QUE PRECI SAN UN I NSTRUM ENTO POR TATI L D E BAJO COSTO. SE TRATA DE UN FRECUENCI M E- TRO ANALOGI CO DE BAJA FRE- CUENCIA QUE PERMITE TO- M AR M EDI CI ONES H ASTA LOS 2 0 K H Z CO N B U EN A P R E CI - SI ON Y EM PLEA SOLAM ENTE UN I NTEGRADO Y POCOS COM - PON EN TES ACCESORI OS PAR A SU FUN CI ONAM I ENTO. RESULTA I DEAL PARA LA VERI FI CACI ON Y PU ESTA A PU NTO D E ALARM AS, CONTROL ES REM OTOS, D I SPOSI TI VOS I N FR ARR OJOS, SI REN AS, ETC. Por: H oracio D . Vallejo
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a base de este p royecto es un circuito integrado de bajo costo. El instrum ento puede ser de gran utilidad para los lectores que no poseen u n frecuencím etro y deseen m edir con algu na p recisión señales en la band a de audio. La sen sibilidad de entrada es buena y perm itirá la m edida de señales qu e tengan intensidades a partir de unos 100m V sin p roblem as. Posee do s escalas, con fondos en aproxim adam ente 2kH z y 20kH z que p erm iten leer las frecu en cias de
las diferentes señales con m ayo r precisión. La alim entación del circuito se realiza con 4 pilas com unes Su consum o es bastante pequeño y puede hasta ser reducido con el uso de un 555 CM O S. En la etapa de en trada de nuestro circuioto (figura 1) ten em os un transistor am plificador en configuración de em isor com ún qu e sirve para aum entar la intesidad de señ ales ap licad as a la entrada. Está etap a determ ina la sensibilidad de entrada del frecuencím etro.
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Las señ ales am plificad as en esta etapa sirven para exitar un circuito integrado 555 con ectado com o oscilado r m on oestable. El tiem po en que la salida d el m onoestable p erm anece en nivel queda determ inado p or la posición del ajuste d e P 2 y por los valores de los cap acitores seleccionados con la llave S2.. A partir de la figu ra 2 podem os percibir cóm o funciona este circuito En cada ciclo de señal de entrada, el tran sistor am plificador tiene en su co lector un nivel bajo, lo que
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produce el pulso qu e d ispara al m onoestable. Por lo tanto, para cada ciclo de señal de entrada, el m onoestable se dispara. Si los disparos ocurren en intervalos relativam en te largos, los pulsos o bten idos en la salida serán bien espaciados, de m odo q ue la m edida de intensidad de salida será baja. Por otro lado, si los pulsos estuvieran bien próxim os (com o ocurre con las frecuencias m ás elevadas), los pulsos de salida tam bién se juntarán y la m edida d e tensión de salida será m ucho m ás alta. El lím ite de frecuencia que p uede ser m edida estará en el punto en que los pulsos producidos se en -
cuen tren unos con otros y eso d eterm ina el fondo de escala de la frecuencia m ás alta qu e p ued e ser m edida en cada p osición de la llave selectora. En la salida se coloca u n vo ltím etro con el objeto d e m edir una ten sión prporcional a los pulsos de salida que son producidos. Para eso tenem os un circuito integrador form ado p or dos resistencias y do s cap acitores qu e se conectan al vo ltím etro. El ajuste del m edido r es hecho po r m edio d e un trim pot. C uan to m ás próxim os estén los pulsos producidos po r la salida del m onoestable, m ayo r será la indicación del instrum ento. C om o estos
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pulsos son proporcionales a la frecuencia, lo que el m edidor estará indican do en realidad será justam ente la frecuencia de señal de en trada. Verá entonces que existen dos ajustes críticos que van a d eterm inar la precisión del circuito. Por un lado tenem os el ajuste d e trim pot P2 d e m od o q ue se con siga un a duración del pulso del m on oestable que corresponderá justam ente con la frecuencia m áxim a que deseam os m edir. El segundo ajuste es el del trim pot P3 que determ ina "el fondo de escala", o sea, la corrien te m áxim a del instrum ento que se con sigue cuando se llega a la frecuencia m á-
F R E C U E N C I M E T R O xim a a m edir, y evita que algu na sobrep ase el fondo de escala del instrum ento. En la figu ra 3 tenem os la dispo sición de los com ponentes del circuito de la figu ra 1 en una placa d e circuito im preso. El circuito integrado pued e ser instalado en un zócalo D IL p ara m ayor segu ridad. Los trim pots de ajuste son com unes, del tipo de m ontaje vertical. Evidentem ente, el lector puede usar los tipos de m ontajes horizontales hacien do las deb idas alteraciones en la placa. El instrum ento indicador es un m icroam perím etro d e 0-200µ A , pero no es un co m ponente crítico, ya que p ueden usarse otros tipos con fon do s de escala de 50 a 500µA , com pensand o sus características con el ajuste de P1. El potencióm etro que regula la sensibilidad de entrada p uede incorporar un interruptor general que co necte y d esconecte el aparato. Po dem os usar el m ism o principio de funcionam iento de este d ispositivo en otros proyectos com o capacím etros, m edidores de indutancias, m edidores de rotación por m inu to (rpm ) y m uchos otros. El ajuste p uede ser sen cillo si se cuenta con un generado r de señales. Tenem os qu e ap licar la señal de en trada d el ap arato con la llave selectora d e escala en posición x 10. C oloque inicialm ente una señal de unos 2kH z y realice el ajuste correspondiente (abra P1 h asta que h aya indicación en el instrum en to). P2 debe estar en posición de m ínim a resistencia. D espúes ajuste cuidadosam ente P3 para q ue la co rriente indicada sea de fon do de escala de 200µA .
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A juste de P 2. C oloque el generador de señales para producir una señal de 1kH z y con la llave en posición "x10" ajuste P 2 p ara que el instrum ento m arque una corriente de 100µA . C on este procedim iento el insL I STA
D E M ATERIALES
C I1 - 555 - circuito integrado tem porizador. Q 1 - B C 548 o equivalente - transistor N PN de uso general. R1, R6 - 10k Ω R2 - 220k Ω R3, R5 - 47k Ω R4 - 12kΩ R7 - 8k2 R8 - 1kΩ P1 - 100k Ω - potencióm etro P2 - 100k Ω - Trim pot
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trum ento estará ajustado en dos escalas. Si hubiera diferencias m uy grandes, coloque u n capacitor de 1nF d el tipo N PO . Para usar el aparato basta ap licar una señal de entrada e ir abriendo P1 h asta o btener una indicación.! P3 - 47k Ω - Trim pot C 1, C 5 - 0,1µF- cerám ico o poliéster C 2, C 4 - 0,01µF - cerám ico o poliéster C 3 - 0,001µF - cerám ico o poliéster C 6 - 100µ F/12 V - electrolítico M 1 - M icroam perím etro 0-200µA S1 - Interruptor sim ple S2 - llave de 1 p olo x 2 posiciones B 1 - 6V - 4 pilas peq ueñas. Varios:
Placa de circuito im preso, gabinete para m ontaje, zócalos para el integrado, estaño, perilla para ajuste, etc.
M O NTAJE B i e s t a b le d e P r e c i s i ó n a Cr i s t a l ESTE M ONTAJE ES UN GENER A- DOR D E PULSO UNI CO DE EX- CELENTE P RECI SI ON PARA SER EMPLEADO EN APLICACIONES DE INSTRUMENTACION, CON- TROL INDUSTRIAL Y MICRO- CONTROLADORES. GENERA UN A SEÑAL CUYA FRECUENCI A ES I ND EPEND I ENTE DE LAS VA- RI ACI ONES EN LA TENSI ON DE ALIMENTACION Y CONDICIO- NES AM BI ENTALES. Por: H oracio D . Vallejo
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l circuito que presentam os es llam ado com únm ente "one sho t" que es un generado r de pulso único no redisparable. Este oscilador biestable (dos estados) posee u n par de circuitos integrados CM O S y un cristal de cuarzo que fija la frecuencia de operación. La característica principal del proyecto consiste en una gran inm unidad a las variaciones de la tensión de alim entación y de la tem peratura am biental. Para "m odificar" la d uración del pulso de salida se em plea un con tador binario de 12 etapas del tipo C D 4040, con lo cual se obtiene una precisión con la de la frecuen cia
del cristal. La p rim era com puerta N O R del integrado IC 1 cum ple la función de gen erar la oscilación m ientras que las com puertas IC 1b e IC 1c com ponen el circuito biestable. L I STA
D E M ATERIALES
Los diodo s que se encuentran a la salida del contador C D 4040 form an u na com puerta del tipo "Y " (A N D ). D e esta m anera, en u na transición "bajo-alto" de la señal presente en la en trada de disparo C 2 - Trim m er com ún d e 4 a 47pF C 3 - 220p F - Plate
X 1 - C ristal de cuarzo de 32,768kH z
C 4 - 0,0047µF - C erám ico
C I1 - C D 4001 - Integrado C M O S
C 5 - 0,1µF - C erám ico
C I2 - C D 4040 - Integrado C M O S
C 6 - 0,22µ F - C erám ico
R1 - 22M Ω Varios:
R2 - 10kΩ R3 - 12kΩ R4 - 100k Ω D 1 a D 5 - 1N 4148 - D iod os de uso general. C 1 - 100µF x 16V - Electrolítico
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Placa de circuito im preso, gabinete para m ontaje, zócalos para los integrados, fuente de alim entación, estaño, cables, interruptor para puesta en funcionam iento, etc.
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del circuito, a la salida d el biestable se obtien e u n pulso (estado alto). C uando el con tador entrega un nivel alto a todos los diodos que se conectan a las salidas Q , se genera una señal de reset que será ap licada tanto al biestable co m o al contador. En am bas salidas del gen erador, se tienen pulsos únicos com plem entarios. Para p rogram ar el factor de división n, que d ará el ancho del pulso de salida, podem os conectar hasta 12 diodos a las salidas del contador. Este factor define la longitud t0 de los pulsos de salida com plem entarios, teniendo en cuenta la siguiente form ula:
cristales pero la frecuen cia no deb e sup erar los 8M H z. El generador funciona con ten-
to = n . tc
Si colocam os un cristal cuya frecuencia es de 32,768kH z (de los em pleados com únm ente para construir relojes), obtendrem os com o resultado un pulso cuya longitud qu eda com prendida entre 30,5µs y 124,9m s. Se pueden em plear otros
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siones entre 5 y 15V y tiene un consum o de corriente que no pasa de unos m iliam per. !
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PLATAFORMAS
DIGITALES PA RA ELECTRONICA DE D E CONSUMO A BER E L ECTRONI CA TI ENE S
EL AGRADO DE PR ESENTAR
UNA NUEVA OBRA DEL PROFESOR E GON S TRAU SS CON A M P L I O C O N T E N I D O SO B R E T O D O S L OS AD E L A N T O S TECNOLOGI COS EN MATERI A DE GRABACI ON DI GI TAL DE INFORMACION EN PLATAFORMAS PARA ELECTRONI - CA DE CONSUM O , ESTO ES : A U D I O, V I DEOGRABACI ON Y
TV. D AMOS
A CONTI NUACI ON , UN PEQUEÑO INFORM E
SOBRE CAM CORD ERS DI GI TALES , QUE FORMA PARTE DEL CAPI TULO 6 DE LA MENCI ONADA OBRA.
Los Camcor der Digitales Los cam corder digitales del form ato hogareñ o y sem iprofesional D V C hicieron su ap arición hace apen as dos años y tuvieron u na ráp ida acep tación por el público consum idor exigente, llam ado generalm en te “ prosum er”(consum idor profesional). En lo que va del año 1998 ya fueron puestos en ven ta varios m odelos de diferen tes m arcas, algunos de los cuales tratarem os en este C ap ítulo.
6.1.Especi f i ca ci on es té cni ca s d e lo s Ca m c o r d er D i g i t a l es
En prim er térm ino presentarem os en la T ab la 6.1 las características y especificaciones m ás im p ortan tes del form ato digital D V C com pacto. T AB L A 6 .1 . E sp e c i f i c a c i o n e s p a r a c a m c o r d e r d i g i t a l e s D V C SISTEMA DE TRANSPORTE
D IA M ET R O D EL T A M B O R V ELO C ID A D D E R O T A CIO N SIST EM A D E G RA B A C IO N V ELO C ID A D D E T R A N SPO R T E (ver figura 6.1) D IM EN SIO N ES (cassette m iniatura) (cassette standard) A N C H O D E LA C IN T A D U R A C IO N D E G R A B A C IO N (C assette m iniatura)
21,7 m m 9000 rp m (150 rp s) H elicoidal SP: 18,812 m m /seg LP: 12,555 m m /seg
CASSETTE
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66 x 48 x 12,2 m m 125 x 78 x 14,6 m m 6,35 m m (1/4 p ulgada) En En En En
SP: 30 y 60 m inutos LP: 45 y 90 m inu tos SP: 10 µm LP: 6,67 µ m
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L AA N Z A M I E N T O E X T R A O R D I N A R I O TABLA 6.1. Cont i nu aci ón
CINTA
M E = M etal evapo rado (C ob alto)
D IM E N SIO N E S D E LA C IN T A y C A PA M A G N ETIC A D U R A C IO N D E G R A B A C IO N casete estándar
C inta: 7 µm C apa m agn ética: 0,2 µm 4 horas
FORMATO DE LA SEÑAL PISTA S PO R C U A D RO
En N TSC : 10 En PA L:12
B ITS D E IN FO RM A C IO N
127 M bits por segundo, (antes de com presión) 25 M bits po r segu ndo, (com prim ido )
M ETO D O D E C O M PRESIO N
D C T (D iscrete C osine Transform )
V LC (V ariable Len gth C oding) FO RM A TO (Y : C A : C R) F RE C U E N C IA S D E M U E ST R E O (C on tasa 4:1:1) FREC U EN C IA S M A X IM A S
4 : 1: 1 Y =13,5 M H z (8 bits) C A = C R = 3,375 M H z (8 bits) Y = 6,75 M H z
CA = CR = 1,5 M H z A U D IO
Stereo, (2 o 4 canales)
FO R M A D E G R A B A CIO N D E A U D IO
M étodo 1: PC M , 16 bits, 48 kH z M étodo 2. PC M , 12 b its, 32 k H z, (doble stereo)
C A PA C ID A D M A X . de G R A BA CIO N
50 G B
C O M PRESIÓ N D E
5:1
SEÑ A L (V ID EO )
Las n orm as del form ato digital fueron ap robad as por la industria en abril de 1995 p or el H D D igital V C R C ouncil (C onsejo de video grab ación digital de alta d efinición). El form ato del D V C fue aceptado tam bién rápidam ente p or el público y esta d em anda crecien te fue u no de los m otivo s po r los cuales casi todas las m arcas lanzaron en 1998 u na segunda tanda de m od elos nu evos qu e ya se en cuentran en el m ercado . O bserve qu e el grado de com presión del form ato D V es m eno r que el del D V D , m otivo por el cual ciertas prestaciones, por ejem plo la im agen deten ida, se p resentan con m ayo r perfección en el D V que en el D V D . Para los fines específicos de la video grabación esto es ob viam en te u na ventaja im portante. C onviene señalar tam bién que todos los m odelos de cam corder D V poseen una resolución horizon tal m ejor que 500 líneas y un a relación señ al –ruido m ejor que 54 d B .
6.2.) Mo delos comer ciales En 1998 se dieron a con ocer nu evos m od elos de varias m arcas y estos m odelos pu ed en considerarse p or sus prestaciones m ás avan zadas, com o de segu nda gen eración. El desarrollo de estos nu evos m odelos fue acom p añad o tam bién p or la creació n d e un nuevo tipo d e casete cuyo aspecto vem os en la figura 6.2. Este d esarrollo de Sony incorpora u n procesad or digital que perm ite la prestación cono cida com o T O C (Tab le O f C on tents = Ind ice) en el C D y q ue consiste en que d espliega en la pan talla el co ntenido del casete co n la p osibili-
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Figura 6.1
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Figura 6.2
Figura 6.3
dad de llam ar el sector deseado de la grabación sin necesidad de recorrer visualm en te todo el conten ido del casete. C onvien e aclarar sin em bargo que los casetes del M ini D V vienen en dos versiones: una con m em oria y la otra sin m em oria. El precio de am bos es, desde lueg o, diferente. La p ista h elicoidal grab ad a en la cinta m agnética del casete tien e una distribución de señal que surge de la figu ra 6.3. Se observa que existen en esta p ista varios tipos de inform ación adem ás de video y au dio. U na está relacionada con la grabación de inform ación auxiliar y adicional com o el código tem poral (Tim e C ode) y otras que se graban en la zon a denom inada Subcod e. Por otra p arte en el extrem o opuesto se grab a la inform ación del ITI (Insert & Track Inform ation) que es necesaria p ara lograr sincronizar la cinta en form a estab le p ara la inserción de inform ación posterior y para tener una d istribución perfecta d e las p istas. Las em presas que fabrican este n uevo tipo de casete D V difunden los siguien tes consejos para el m an ejo de los casetes p ara evitar inco nvenien tes y garan tizar un a larga vida ú til de los m ism os.
*No toque la ci n ta con la s manos. *Coloqu e si empr e el ca sete en su estu che. *No som eta el ca sete a fu erz as de im pacto (n o lo deje caer ) . *No ex pon ga el ca sete a campos magn é ti cos in ten sos. *No deje el c asete en u n a u t om óv i l p a r a ev i t a r u n recalentamiento. *No use el ca sete si se mojó o se ha der r am ad o u n líqu i do sobr e é l. *Si el ca sete se en fr i ó mu cho, esper e un ti em po pru denci al an tes de u sar lo. *No guar de el casete en am bi en tes cal u r osos. húm edos o con m u - cho polvo. *No deje el casete en el gra bad or. *Nun ca d esar me el ca sete. *Gu ar de el casete si empr e en posi ción ver ti cal, con la cin ta r ebo- bi n ad a y el casete den tr o de su estu che. *Si Ud. gu ar da el casete du ra n te mu cho tiempo sin u sar lo, apli - que de vez en cua n do u n r ebobin ado h aci a d elan te y atr ás par a evitar la a cumu lación d e hu medad. En la figura 6.4. vem os el conector de la salida Y /C que se u sa en m uchos cam corder digitales. Los cables para lum inan cia (Y ) y crom inan cia ( C ) son blindad os para evitar toda clase d e interferen cia ajen a al sistem a. D eb em os reco rdar que este tipo d e conexionad o es usado tam bién en los m od elos H i8 y S-V H S o S-V H S-C . U n cab le sim ilar de 4 ó 6 p atas es usado para la interfase d igital IEEE 1394. El cable d e 4 patas posee dos líneas de d atos y el de 6 patas posee dos líneas de d atos y d os líneas de alim en tación de la fuen te. A continuación am pliarem os algu nos datos sobre el conector IEEE 1394. La señal digital producida p or el cam corder D V es de gran inten sidad y p roduce m uchos datos. La interfase de esta señ al con otros
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L AA N Z A M I E N T O E X T R A O R D I N A R I O eq uipos digitales pued e o frecer inconvenien tes de toda índole si no se tom an las precauciones adecu adas y sobre todo si estas conexion es no son n orm alizad as. Las em presas qu e intervien en en la fab ricación de los equ ipos para el form ato D V recon ocieron este h echo m uy p ronto y resolvieron ad optar un sistem a único para el cam corder D V el cual fue desarrollado p o r el IE E E (In stitu te of Electrical an d Electronic Engineers) con el núm ero IEEE 1394. Existen otros tipos de interfase, com o por ejem plo el IEEE 1284 para im presoras, el RS232 q ue tien e una velocidad m áxim a de 20 kilobit por segu ndo, el U niversal Serial B us de 12 M egab its po r segu ndo y o tros, pero ningu no posee la velocidad del IEEE 1394 qu e es de 100 a 400 M egab its por segu ndo . En com putación se usan equipos con SC SI, que sólo perm ite 5 M egabytes y el U ltra SC SI que llega a 40 M egab ytes. En algu nos casos la interfase IEEE 1394 es llam ad a “ Fire W ire”que es una m arca registrad a de A pple C om puters, pero esta design ación no es correcta ya q ue el IEEE 1394 tien e características p ropias diferentes y fue adoptad o en 1995 después de un prolongad o periodo de discusión y en sayo de toda la industria de video y com putación. H ay u nas 50 em presas que intervinieron en la aprobación y actual uso de esta interfase, entre ellas A pple, pero el térm ino Fire W ire con referen cia al IEEE 1394 es incorrecto. La interfase del IEEE 1394 perm ite u na co nexión directa d el cam corder D V con toda clase d e equipos, com o televisores, cam corder, video grab ad ores, com putad oras y sus periféricos, eq uipos de segu ridad del hogar, instrum en tos m usicales electrónicos (M ID I) y m uchos otros equipos digitales. Los eq uipos de edición y m ezcla de video y m uchos eq uipos de au dio, tan naturales y necesarios para el trabajo con cam corder figu ran desde luego en form a d estacada entre las ap licaciones de la interfase IEEE 1394. Se indica que existen unos 63 diferen tes tipos de equipo que se p ueden interco nectar co n la interfase digital IEEE 1394. El sistem a d e la interfase IEEE 1394 es un a co m binación de hardw are y softw are q ue p erm ite el m ovim ien to y traslado de d atos digitales con una velocidad de 100 a 200 M egab its po r segundo. Versiones m ás adelantadas qu e p ued en ap arecer en el futuro para la transm isión de 400 M egabits po r segundo hasta 1,2 G igab its po r segundo solo esperan la ap arición de los procesado res dedicados, cuyo s circuitos integrad os están en desarrollo. M ayo r inform ación sobre el tem a p ued e en contrarla en la o bra com pleta; cuyo conten ido se da en la sigu ien te tab la:
Cap ítu lo 1 . Las platafor ma s digitales en la 3.1. Un a náli sis previo actualidad 3.2. D if eren tes sistema s de codificación 1.1. Las tr es premi sas del pensami ento hu ma no 3.3. El sistema MPEG-1 1.2. El proyecto IDEA 3.4. El sistema MPEG-2 1.3. Las té cnica s di gita les en la a ctualid ad 3.5. Al gun as herr am ientas del procesa- mi ento digital Capi tulo 2. Con ceptos básicos de las té cn i- cas digital es Cap ítu lo 4 . La televisión d igita l 2.1. El manejo de señales binar ias 4.1. La HD TV y sus norm as actuales 2.2. El conversor an alógico-di gital y di gi- 4.2. El forma to de pantalla an cha tal-analógico 4.3 . La m odu lación de las señ al es DTV 2.3. El procesam iento di gital 4.4. Pr ocesadores par a DTV 2.4. Algu n os sistema s de detección y co- 4.5. La relaci ón señ al-rui do en l a D TV rr ección de err ores 4.6. La con troversia entr e NTSC y PAL en la era di gital. Capi tulo 3. La com pr esión de señal es, r e- 4.7. La compati bili dad entr e diferentes sis- qui sito i nd ispensable temas de televisión di gita l
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P LATAFORMAS D IGITALES
PARA
E L E C T R O N I C A
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DE
Figura 6.4
Capi tulo 5. Los di scos digital es 5.1. El di sco compacto CD 5.2. El di sco DVD 5.3. El di sco MD Capi tulo 6. Los camcor der di gitales 6.1 . Especifi caci on es té cn icas de l os cam- corder digital es 6.2. Modelos comerci ales Ap é ndi ce A.1. Glosari o digital , un curso completo y comprimido A.2. Nuevos procesadores par a MPEG-2 A.3. Apu ntes adici ona les sobre DTV A.4. Una visita a un canal de DTV ************************
C O N S U M O
Egon Str auss
C O M U N I C A C I O N E S Co m u n i c a c i o n e s V í a S a t é l i t e :
Siste m a s Sa te lita le s S o b r e A m é r i c a La t i n a PARA ESTABLECER COM UN I - CACI ON ES PER SON ALES "D O- M ESTI CAS", AM ERI CA LATI - NA CUENTA CON UN SI STEM A SATELI TAL GLOBAL, CONSTI - TUI DO POR M AS DE 6 0 SATE- LI TES D E BAJA ORBI TA. EN ESTE
ARTI CULO
EXP LI CA-
M OS EN QUE CONSI STE DI - CH O SI STEM A.
Por H oracio D . Vallejo
L
uego de consultar abu ndante bibliografía sobre el sistem a Iridium , desde ap untes publicados en revistas de ingen iuería h asta inform es presentados po r Iridium LLC , encon tré en una revista de interés general un enfoque que m e pareció ap ropiado para explicar el sistem a IRID IU M , qu e consiste en un a red de 66 satélites que, ubicados en órbitas bajas (cercanas a la tierra), form an un "sistem a d e co m unicaciones global sobre A m érica Latina". D esde siem pre, los satélites se han utilizado con una variedad
de objetivos tecnológicos, científicos, m ilitares y de com unicación. U na m uestra de ello p od em os ap reciarla en la figura 1: representa 10 años de trabajo con el program a Skylab, que p erm itió que el Voyager pudiera fotografiar de cerca al planeta Saturno.
aeroespaciales rusos lograron situar en órbita el prim er satélite artificial de la historia. C onsistía en un equipo de sólo 58 cm de radio cuyas señ ales fueron segu idas desde la T ierra casi desde el com ienzo de la puesta en órbita. Estas señ ales m arcaron el nacim ien to de la era espacial en la Sin embar go, h oy los saté lites se cual las superpoten cias (Estados emplean tam bié n par a tr an smiti r U nidos, Rusia, Francia e Inglateconversaci ones telefón icas de lar - rra, principalm en te) se lanzaron a ga di stan cia , da tos di gitales e una feroz com petencia. imágenes de televisión. C om o vim os en artículos anteriores, la m ayoría de los satélites C om o dato anecdótico, el 4 de son alim entados por baterías de octubre de 1957, los ingenieros celdas solares, y p oseen equipos
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S I S T E M A S S A T E L I T A L E S S O B R E A M E R I C A L A T I N A de radio para tran sm itir datos con los instrum entos de a bordo, recep tores de radio y circuitos electrónicos para alm acenarlos y otros equipos de control, com o radares y sistem as de rastreo (figu ra 2). Las prim eras transm isiones vía satélite eran bastan te precarias. Lo s 1 satélites funcionaban m ás bien pasivam ente, es decir, reproducían las señales lim itán dose a reflejar las señ ales que se enviaban desde las estaciones terrenas. Estas salían en todas direcciones y eran, a su vez, reco gidas por estaciones terren as alred edor del m undo po r m edio d e antenas parabólicas (figuras 3 y 4). En los año s 60, este co ncep to com enzó a cam biar y hoy, los sistem as de satélite son totalm en te activos. C ada satélite lleva su propio eq uipo d e recepción y tran sm isión, recibe las señales desde una estación terrena, las am plifica y luego las retransm ite en diferentes frecuencias a otras estaciones, sean estables o m óviles (barcos, aviones, centrales terrenas, etc). U no de los sistem as de satélites m ás em pleado, es el de 2 Low Earth O rbiting
(LEO ), de ó rbita baja. Las constelaciones de satélites LE O se en cuen tran, por lo gen eral, en órbitas qu e van de 750 a 1.500 km de altitud. Suelen tener capacidad para trabajar con vo z, datos y fax. A dem ás, debido a su baja altitud, se utilizan en sistem as de telefonía celular m óvil. A dem ás de dispon er de term inales m ás pequ eñas, sus señales se m iden en centésim as de segundo, m ientras que
los satélites geoestacionarios lo hacen en fracciones de segund o. La principal desventaja de los sistem as de ó rbita baja es que requieren m uchos m ás satélites para cubrir grandes áreas. Las com unicaciones por satélite pued en prop orcionar los servicios dom ésticos básicos y servicios internacionales estándar, lo q ue perm ite prom over el desarrollo en países de b ajos recu rsos. Incluso considerando el costo por la instalación y m antenim ien to de los satélites, el m onto total del sistem a resulta m ucho m ás barato que el de los cables coaxiales subm arinos tendidos a través de los océanos. A lgu nos de los servicios que pued en prestar los satélites en un sistem a global de com unicaciones son:
• Comu n ica cion es de lar ga distanci a sin n ecesid ad de in stala r y m an ten er cables de cobre o de fibr as ópti- cas de longitu des exorbitantes. • Base par a acceso am plia do a las co- municaciones. • Di fu sión d e in for- ma ción en situ acio- n es de emer gen ci a, servici os de salu d, edu cación, segur i-
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dad, in du stri a y comercio. • Posibi li da d d e establecer co- mu n ica cion es electrón icas, tales como la tr an smi sión por Fax y e- mail. H oy los satélites m anejan m ás del 30% del tráfico d e voz y de las señales de televisión en el m undo. H asta aho ra, m ayorm ente se han em pleado para trasm itir señales de televisión y datos, m ás que para telefonía. Pero esto está cam biando, a tal punto que para fines de este año, entrará en operaciones un sistem a com pletam ente nuevo de com unicación a través de satélites. Esta nueva red dará servicio de telefonía celular. Esto perm itirá que la com unicación sea instantánea y no diferida -aunque p or 5
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segund os- com o o curre en la m ayo ría de los casos. Entre los consorcios de satélites que actualm ente com piten por este m ercado d e la com unicación personal de acceso global por satélites, se en cuen tran G lobalStar, Iridium e IC O G lob e C om m unication s.
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Todos estos consorcios suelen ofrecer servicios de telefonía celular m óvil, com unicaciones de datos, Internet, etc., para lo cu al aplican los últim os avan ces tecn ológicos; por lo cual, red ucién dose la posibilidad de interferencias, desconecciones y pérdidas de da-
S I S T E M A S S A T E L I T A L E S S O B R E A M E R I C A L A T I N A tos, la señal tien e m ayor calidad. G olbalStar posee 48 satélites en la co nstelación LEO . Entre sus socios se encuentran: A ir Touch C om m ., D acom /H ydai, France Telecom /Alcatel, Vodafone y D aim ier-B enz Aerospace, Elsag B ailey y Loral Space and C om m un ications Ltd., Q ualcom m , A lenia D acom . La tecnología de G olobalStar es C ode D ivisión M ultiple A cces. G lobalStar A m ericas proporciona servicios a diferentes países de A m érica C entral y del Sur com o ser: B elize, C osta R ica, El Salvador, G uatem ala, H onduras, N icaragua, Panam á; B olivia, Ecuad or y Paraguay y gran parte
COMP R ELO
de A rgen tina. El sistem a estará funcionando a p rincipios de 1999. El sistem a de Iridium U niversal Service (figura 5) consta d e 66 satélites operacionales situad os en seis plan os polares orbitales. Lo s satélites son ensam blados y puestos en órbita p or M otorola's Satellite C om m unications G roup, que es su p rincipal co ntratista. Sprint y B C E C om m un ication s tam bién participan del proyecto. Su sistem a se basa en tecnología de procesam iento celular G SM , vínculos de satélites, tecnología FD M A /TD M A de radiotransm isión. Indium espera inaugu rar sus servicios com erciales en el próxim o m es.
En el caso de IC O , su sistem a se basa en 10 satélites de m ed ia órbita. Se espera que conm ience a prestar servicios en el año 2000. Sus inversionistas incluyen a Im m asat, H ughes Space and C om m unication, C om sat, N EC y Ericsson, en tre otros. C om o puede apreciar, las com unicaciones por satélite se presentan com o un a opción racion al que p osibiltará acercar posiciones en tre p aises subdesarrollad os y los m ás desarrollados. A m érica Latina es una región qu e avanza rápidam ente en esa dirección. !
ME J O R E S K I O S C O S
EN LOS
DEL
P A Í S
UN LIB RO PARA COM PRAR Y PROTEGER:
ALARMAS GUIA PRACTICA DE INSTALACION
¿Q U I EN
- NO H A TENID O QUE INSTALAR EN ALGUNA OPORTUNI DAD UN SI STE
MA DE SEGURID AD , YA SEA PARA E L AUTO , LA CASA, LA OFICI NA, UN NEGO -
? ¿Q U I EN NO HA TENID O QUE MONTAR ALGU - CIO O ALGUN BI EN PRECIADO NA VEZ UN SENSOR PARA LA DETECCION DE ALGUN EVEN TO ( DETECCI ON DE
, FI N DE CARRERA, ETC . ) . INTRUSOS
P E NSAND O
, EN ESTAS DOS PREGUNTAS
J.J. F O LGUERONA H A ESCRI TO UN LI BRO QUE POSEE TODO LO QUE SE PRE - CISA SABER , YA SEA PARA ARM AR CIR CUI TOS O PARA M ONTAR SISTEMAS DE E L ECTRONICA TIENE EL AGRADO DE PRESENTAR ESTA SEGURIDAD . S ABER . OBRA QUE ESTE M ES SE ENCONTRAR A EN LOS MEJORES QUI OSCOS DEL PAI S
DE
CO N CI R C U I T O S CO M P L E T O S CE N T R A L ES Y S E N S O R E S D I V E R S O S
( Q UE
I N CL U Y E N L A S F I G U R A S D E L O S CI R C U I T O S I M P R E S O S
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CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR
CURSO DE TVs MODERNOS LECCION 3
LA TRANSMISION Y RECEPCION DE SONIDO MONOAURAL ING. ALBERTO H. PICERNO Ing. en Electrónica UTN - Miembro del cuerpo docente de APAE E-mail
[email protected] C UA N D O R E A L I Z A M O S E L C UR S O B A S I C O D E T V D E J A M O S D E L A D O E L C A PI T U L O D E D I C A D O A L A S E C CI O N D E S O N I - D O . E S A O M I S I O N T I E N E U N C L A R O CO N T E N I D O D I D A C T I - C O; E N U N T R A T A D O M OD E R N O D E T V S E D E B E N E S T U D I A R A L M I S M O T I E M P O L A R E CE P CI O N M ON OA U R A L Y L A E S T E - R E O F O N I CA . P OR O T R O L A D O P R E F E R I M O S R E A L I Z A R P R I - M E R O E L R E PA S O S O B R E M E T O D OS D E M O D U L A C I O N PA R A T R A T A R E L T E M A C ON M A S PR OF U N D I D A D .
fisticados sistemas de ajuste automático de nivel, pero el criterio es el mismo; limiPara entender el funcionamiento del sis- tar la amplitud de la señal de audio para tema de TV estéreo, es imprescindible do- que en los picos máximos se produzca una minar el funcionamiento del sistema mo- modulación de frecuencia de sólo noaural. Para ello, primero se indicará ±25KHz. cómo se realiza la transmisión, ya que el Obtenido el valor adecuado de tensión, proceso que realiza el receptor, exactamen- se realiza un énfasis de las frecuencias alte el inverso del transmisor, se puede en- tas de la banda de audio. Esta acción es tender con mayor claridad. realizada, a los efectos de mejorar la relación señal ruido ya que en FM, el ruido afecta mucho más las frecuencias altas, dado que puede retardar o acelerar el cru3 . 2 D I A G RA M A E N B L O Q UE S D E ce por cero de la portadora de RF. Si este U N T R A N S M I S O R D E T V M O N OF O N I C O ruido se produce cuando se transmite un Como se observa en la fig. 3.2.1, la se- agudo, puede modificar el cruce y agregarñal de audio de la fuente de programa in- le mucho ruido; en cambio el mismo pulso gresa a un control de modulación, en don- de ruido, afectará poco cuando se transmide su valor máximo se ajusta para que el te un bajo, ya que le puede cambiar proíndice de modulación sea de ± 25KHz para porcionalmente mucho menos el punto de una frecuencia de modulación de 1kHz. cruce por cero. Cuando se estudien los dePor supuesto que en la actualidad ese sim- tectores de frecuencia se verá la importanple potenciometro es reemplazado por so- cia del cruce por cero de la portadora. 3 . 1 GE N ER A LI D A DE S
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un filtro RC, antes de producir la modulación en el VCO. Luego v e r e m o s que en el receptor, después del detector de sonido, se agrega un filtro RC de características opuestas, para atenuar las componentes agudas y recuperar la respuesta en frecuencia original de la señal de audio. Posteriormente, la señal ingresa en un VCO (Voltage Controler Oscilator = generador Este énfasis está perfectamente estan- controlado por tensión) que tiene como sedarizado, ya que en el receptor se deberá ñal de referencia un cristal de 4,5MHz en realizar la operación inversa. El estándar la norma Argentina y Americana (las norsólo necesita indicar cuál es la constante mas europeas utilizan una frecuencia de de tiempo del filtro RC que se agrega ya 5,5MHz). Aquí se produce la modulación de freque de ese modo queda suscintamente indicada la respuesta en frecuencia del cir- cuencia (con el indice de modulación adecuado) de la subportadora de sonido. cuito de énfasis. Para la norma Argentina se utiliza el La subportadora de sonido se bate con mismo énfasis que EEUU, exactamente la portadora de video en el conversor de 75µS. frecuencia de sonido. Ap rov ec han do qu e la ene rg ía de lo s Este conversor funciona como el converagudos es baja en una información de au- sor de una radio, a su salida se obtine una dio normal, se procede a acentuarla con señal poliarmónica que contiene entre
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CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR
otros componentes a la suma de frecuencias de las dos señales entrantes. Si esta poliarmónica se filtra se puede separar esa componente de las demás. Por lo tanto, a la salida del conversor ya tenemos la portadora de sonido a 4,5MHz exactos por encima de la de video en nuestro ejemplo, una señal de 179.75MHz que conserva la modulación de frecuencia de la subportadora de 4,5MHz. Esta señal, se amplifica en el amplificador de RF para ser enviada a la antena transmisora. La misma antena, se usa para transmitir sonido y video; por lo tanto, son sumadas en un duplexor (sumador de potencia de dos entradas). La relación entre las potencias efectivas radiadas, son tales que la potencia de sonido, no será menor que el 50% ni mayor que el 70% de la potencia irradiada por el transmisor de imagen. Veamos entonces, cómo es el receptor de sonido clásico.
3 . 3 E L R E CE P T OR D E S O N I D O
En la actualidad coexisten dos modos diferentes de tratar la señal a la salida del sintonizador. El método clásico amplifica las portadoras de video y de sonido en forma conjunta en la misma FI. Pero los equipos más modernos utilizan las llamadas FI a PLL que poseen caracteristicas de estabilidad muy superiores a la clásica. Estas etapas serán tratadas en un capítulo especial por lo que en lo que sigue trataremos el camino de las señales en las FIs clásicas. Las señales de video y sonido siguen un camino conjunto desde la antena receptora hasta el detector de video. En la entrada de FI, un filtro de onda superficial, atenua la portadora de sonido convertida a FI (41,25MHz) a un valor de aproximadamente el 10% de la amplitud que tiene la portadora de video; de este modo evitamos que se produzca intermodulación entre ambas portadoras.
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En el detector de video, se produce un neal una vez que el diodo pasa a la zona de batido entre ambas portadoras que da lu- conducción. Como la señal de video tiene gar a la recuperación de la señal original modulación de amplitud, esto significa de 4,5MHz modulada en frecuencia. (Todo que cuando se transmite un blanco al decircuito alineal da lugar a la generación de tector le llega poca amplitud y, por lo tanseñales de batido y un detector de ampli- to,presenta una impedancia dinámica bastud es inherentemente alineal, porque tante alta. Por el contrario, cuando recibe ofrece baja impedancia a los semiciclos de un negro o durante el sincronismo, cuanuna polaridad y alta a la otra para produ- do la portadora es máxima, el diodo precir el efecto de rectificación). senta baja impedancia dinámica. Esto proEn la fig. 3.3.1 se puede observar el dia- vo ca un a di st or si ón de am pl it ud en la grama en bloques de la parte de sonido de señal de video que comprime los blancos y un moderno receptor de TV monofónico. estira el sincronismo. Mencionaremos que el detector de frecuenEn la fig. 3.3.2 se ha dibujado un deteccia tiene un circuito sintonizado en su tor asincrónico a diodo y al lado, la modifientrada, que selecciona sólo las frecuen- cación correspondiente para transformarlo cias correspondientes a 4,5MHz, con sus en sincrónico y en detector de FM. bandas laterales y en general hasta el sexEn la próxima edición, daremos la explito armónico de las mismas. Como la fre- cación correspondiente a la modificación cuencia máxima de modulación en TV se introducida, explicaremos además, la etalimita a 15kHz el sexto armónico es pa correspondiente a un TV comercial. ! 90kHz. Por lo tanto, el filtro de entrada se ajusta para recibir una banda de ±90kHz, conectándose para ello un resistor que reduce el Q de la bobina. Este circuito de entrada puede también estar construido con un filtro cerámico. Los detectores de frecuencia actuales, basan su funcionamiento en el detector sincrónico de amplitud; por lo tanto estudiaremos cómo funciona un detector sincrónico de amplitud y luego como se modifica para que detecte frecuencia. Los detectores no sincrónicos, aprovechan simplemente la características E/I de un diodo. Esta característica dista de ser li-
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MEMORIA DE REPARACION R E P A R A C C II O ON N D E M I C R OP R OC E S A D O R E S D I R I G I D O S
E L CL O CK Y E L C I R CU I T O D E R E S E T ING. ALBERTO H. PICERNO
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INTRODUCCION
Cuando, en la edición anterior, analizamos el clock del microprocesador, dijimos que si no tiene oscilación, debe dejar tomar el téster y medir tanto en XTALI como en XTALO, donde se debe obtener un valor de tensión que puede variar entre 1 y 4V, de acuerdo al microprocesador. Si obtiene 0V es casi seguro que el microprocesador está fallado, pero si las tensiones están normales debe comprobar los componentes externos. Mida los capacitores con el téster y reemplace los cristales o filtros cerámicos por otros de similar frecuencia (por ejemplo, el cristal de clock más común es de 4MHz pero se puede probar, por lo menos transitoriamente, con uno de 3,58MHz). Antes de dejar colocado un cristal de una frecuencia diferente verifique si el reloj del display funciona correctamente. Por lo general, se utiliza el mismo cristal para manejar el reloj horario, pero existen modelos donde el reloj se sincroniza con la frecuencia de red. ¿Ex iste a lgu n a so lu ci ón d e últim o recu r so pa r a casos desesperad os? Si, existe la posibilidad de generar el clock externamente y conectarlo sobre la pata XTALO.
Fabrique el oscilador de la figura 20.1.3 y prue be. Algunos cortesanos bailan rápido y otros más lentamente pero todos lo hacen sincrónicamente. Cuando uno da cuatro vueltas el otro pueden dar una, pero nunca 1,2 o 1,3 vueltas, siempre es un número armónico. De cualquier manera, desde afuera del microprocesador no sabemos cómo se divide el clock hasta que llegamos a la pata del clock del bus de datos. En este lugar podemos verificar la existencia de una señal con forma de onda cuadrada obtenida por división del cristal. Con el osciloscopio en esta salida, supuestamente, podríamos comprobar si nuestro generador externo de clock funciona. Digo supuestamente porque en algunos microprocesadores modernos, el clock del bus de comunicaciones no funciona permanentemente sino sólo cuando es necesario, por ejemplo, al pulsar alguna tecla de control. ¿Se pu ed e pr ob a r el f u n ci on a m ie n to del cr ista l sin osciloscopio? Sí, pero no es simple. Hay que utilizar una radio de onda corta sintonizada en la frecuencia del cristal y observar el silenciamiento al recibir una portadora. Puede hacer una antena transmisora y acoplarla a la pata XTALO con un capacitor de 4,7pF.
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CUADERNO DEL TECNICO REPARADOR EL REY DORMILON
El rey descansa cuando la corte descansa. En ese momento en el castillo sólo funcionan algunas secciones imprescindibles como la guardia o la cocina. Pero ese sueño del rey nunca es profundo, sólo bajan la cantidad de dispositivos a controlar, la cantidad de informadores a atender. Pero si el jefe de guardia viene con una noticia imprevista, el rey lo atiende. Sólo cambia de programa de trabajo a programa de vigilia, pero nunca se desconecta de las circunstancias importantes. Cuando el equipo se apaga, el microprocesador cambia de programa de trabajo, sigue funcionando en un programa más pequeño que se llama “rutina de inicio”. Está atento a que el usuario toque el pulsador de encendido local o remoto y, cambiando los segmentos del display, da la hora y minutos. Esto significa que todas las operaciones internas se realizan a la velocidad habitual y, por supuesto, que el microprocesador sigue alimentado con la tensión normal de fuente. Si la energía se corta, el microprocesador no puede seguir funcionando. En realidad, puede funcionar un pequeño instante de tiempo más, hasta que se descargue el capacitor electrolítico de su fuente particular (por lo general, de 5V), pero luego cesa toda actividad en el microprocesador y cuando la energía retorna, éste vuelve a comenzar con su programa normal de encendido que comienza con un reset automático y termina esperando que el usuario, tocando un pulsador del frente del equipo o del control remoto, indique qué actividad debe desarrollar. El lector puede suponer que esto es algo normal y habitual y que no es necesario tomar precaución alguna al diseñar un microprocesador, pero no es así. Ocurre que la red de energía suele tener microcortes que, generalmente, suelen pasar desapercibidos para el usuario pero no para el microprocesador. Simplemente, si Ud. está mirando una película en su videograbador y se
produce un microcorte, la máquina se apaga y debe molestarse en encenderla y apretar PLAY. Lo peor de todo esto es que una máquina vieja sin microprocesador, cuando regresa la energía comienza a reproducir sin requerir atención. Por todo esto, los diseñadores de microprocesadores se preocuparon por el tema de los microcortes y lo resolvieron con un método muy original. Para entender el método tendremos que hacer algunas disquisiciones sobre el consumo de un microprocesador. Un microprocesador consume energía en forma pulsátil. En su interior tenemos una cantidad enorme de llaves digitales que constantemente cambian de estado. Cuando las llaves están abiertas consumen una potencia prácticamente nula, cuando están cerradas también, porque sobre ellas hay poca tensión. Entonces ¿cu án d o con su m en la s l la ves ? Cuando cambian de estado. Entonces; si las llaves internas cam bian de estado pocas veces por segundo, el consumo se minimiza. Como sabemos, en el microprocesador todo ocurre al ritmo del clock. Si reducimos el ritmo del clock, reducimos el consumo en la misma proporción. Cuando el director de la orquesta ejecuta una polca todos los bailarines desarrollan una elevada energía, cuando ejecuta un minué los bailarines respiran aliviados porque desarrollan un reducido consumo de energía. La frecuencia del clock se deriva del cristal con una serie de divisores, pero podemos colocar dentro del microprocesador un divisor programa ble que divida por un factor elevado cuando se corta la energía eléctrica a fin de minimizar el consumo. Pero ¿quién maneja ese divisor programable? Como ya sabemos, en el reino del microprocesador todo ocurre por datos ingresados a través de los informantes de la corte. Este caso se resuelve del mismo modo y el informante hace un trabajo muy simple, como controlar la tensión de red. Si la tensión se corta, se corta inmediatamente la señal en una pata del microproce-
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sador y éste se pone a “dormir”. ¿Qu ésign ifica qu e el m icr op roces a d or se pon - ga a dormir? Ocurren varias cosas al mismo tiempo: A) se reduce la velocidad del clock interno a un valor muy bajo, y con ello se reduce el consumo sobre la fuente de 5V; B) todas las funciones que no son imprescindibles se suprimen para reducir aun más el consumo; C) se apaga la excitación del display que es una sección del microprocesador que utiliza una parte importante del consumo total. En realidad, el display se apagará entonces doblemente cuando se trate de un termoiónico ya que, en ese caso, se apaga rápidamente la fuente de tensión negativa del cátodo debido al corte de energía eléctrica; D) el microprocesador comienza a correr un programa especial llamado de “BACK-UP”. Este programa acumula la información importante en memorias del tipo semivolátiles (pueden guardar la información por unas 6 horas y se basan en transistores MOSFET que acumulan carga en su compuerta). Esto ocurre previendo que el corte pueda ser largo y la energía de la fuente de 5V se agote por completo. En este caso, la máquina conservará en esas memorias los datos referentes a qué función estaba realizando al producirse el corte y cuando retoma la energía puede continuar, por ejemplo, sintonizada en el mismo canal que está bamos viendo. Según el equipo, éste retomará la última función que estaba realizando o quedará a la espera de la orden del usuario. En todos los casos, el diseñador puede elegir por intermedio del programa de BACK-UP la acción a seguir al producirse el reset del equipo. Repasemos qué ocurre cuando se corta la energía:
4º) si la energía retorn a an tes d e que el ca pa ci- tor de la fuente d e 5V se d escargu e, el microproce- sador vuelve al programa norm al y retoma la fun- ción que se estaba realizand o; 5º) si el capa citor se descar ga, el mi croprocesa- d o r d e t i e n e el p r o g r a m a p e r o q u e d a n c a r g a d a s las condiciones an teriores al corte sobre las com- puerta s de trans istores MOSFET y 6º) cua nd o retorn a la energía se prod uce el re- set pero el program a d e inicio pued e bifurcarse de acuerdo a las cond iciones guard ad as en los MOS- FET. Estas a cciones se han resumid o en el circuito de la figura 20.2.1.
Con respecto al nombre de la pata de entrada, los fabricantes no se pusieron de acuerdo. Algunos la llaman BACK-UP, otros SLEEP (literalmente dormir) y otros HOLD (literalmente enganche; suponemos que con respecto al estado de la red de energía). El circuito rectificador es especial por una razón particular. Como primera consideración, no se puede usar la misma fuente de 5V porque tiene capacitores de elevado valor que tardan en descargarse y no permitirían que el microprocesador entre en el programa de BACK-UP en forma sincrónica con el corte. Por lo general, se utiliza un diodo y un pequeño capacitor para que no se acumule carga más allá de dos ciclos de la frecuencia de red. Ver figura 20.2.2. El resistor R1 se agrega para evitar que la constante de descarga dependa sólo de la resistencia de entrada del detector de BACK-UP y de las fugas del diodo D1. R1 enmascara estas resistencias que cambian con la temperatura por un valor estable que permite elegir una constante de tiempo fija.
1º) una pata del m icroproce- sador pasa al estado bajo; 2º) la frecuencia d e clock in- tern o se redu ce dr am áticam ente; 3º) se interr um pe el program a normal p ero guarda los indicado- res de función y otros importan- t e s q u e p e r m i t a n r e t om a r l u e g o e l p r og r a m a n o r m a l e n e l l u g a r d o n d e s e a b a n d o n ó. E l n u e v o program a que se ejecuta es el de BACK-UP;
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Seguro que el lector se estará preguntando por qué analizamos esta sección con tanto detalle. Lo hacemos porque muy pocos reparadores conocen la existencia de la condición “hecharse a dormir” del microprocesador y dan por muerto un microprocesador que sólo estaba dormido. Una de las verificaciones que debe realizar el reparador es la de la tensión sobre C1; la comparará con la indicada en el manual, ya que si, por ejemplo, el diodo D1 se abre, el equipo se apaga (display incluido) y nos lleva a pensar en una falla del cristal, del reset o del microprocesador mismo.
L A S C ON D I C I O N E S D E S OB R E C A R G A
Un rey inteligente puede decretar un inesperado feriado, si nota que las fuerzas de su pueblo están agotadas por realizar una tarea superior a sus límites físicos. El microprocesador controla motores, amplificadores de potencia y otros componentes susceptibles de sobrecarga mecánica o eléctrica. Cada uno de estos componente tiene su correspondiente sensor que opera sobre el microprocesador sobre dos entradas que ya conocemos: la de reset y la de BACK-UP. De este modo, un equipo con un daño mecánico o un amplificador de potencia en cortocircuito, puede inhibir el funcionamiento del microprocesador y hacernos pensar que éste está dañado cuando sólo está protegiendo la integridad de algún componente o de la fuente de alimentación. Un ejemplo clásico lo constitu ye n lo s cen tr os mu si cal es . En ellos existen dos transistores que controlan el consumo de los amplificadores de potencia. Cuando éste es elevado por problemas internos o externos (parlantes en cortocircuito) el microprocesador recibe un estado bajo en reset o
BACK-UP que desactiva la llave de encendido (por lo general, un relé o un transistor de potencia); en ese momento el sistema se reinicia, enciende el display y se vuelve a cortar si no cesó la sobrecarga. En la jerga se dice que el equipo está tartamudo porque se escucha un TAC TAC TAC TAC del relé y que el display realiza guiños. Ver figura 20.3.1. Por ahora vamos a abandonar aquí las historias del rey micro. En el próximo número vamos a explicar algunos detalles referidos a la corte de soplones que le informan al rey sobre el estado de diferentes lugares de la comarca. El autor espera que este tratamiento poco formal del tema le haya gustado y lo invita a enviarle un e-mail con sus sugerencias. !
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A M P L I F I CA D O R E S DE
A UDIO
Cuader no Especial de AUDIO Parte 1: Teoría
AUTOR: Horacio D. Vallejo * * Ingeniero en Electrónica UTN MASTER en telecomunicaciones e-mail
[email protected] Internet http://www.quark.com.br/argentina
CUADERNO ESPECIAL
EL SIGUIENTE CUADERNO
DE AUDIO
TIENE POR OBJETO , DARLE AL LECTOR UNA "GUIA" OR-
DENADA SOBRE LA TEORIA DE FUNCIONAMIENTO DE LAS DIFERENTES ETAPAS QUE CONFORMAN UN AMPLIFICADOR DE AUDIO . C ABE DESTACAR QUE SI BIEN LA TECNOLOGIA HA AVANZADO A TAL PUNTO QUE HOY SE FABRICAN "MINICOMPONENTES" EN UNA PASTILLA ( CIRCUITO INTEGRADO ), CONVIENE QUE LOS EQUIPOS DE ALTA FIDELIDAD Y ELEVADA POTENCIA (HI-F ) I SEAN MONTADOS CON COMPONEN TES DISCRETOS A LOS EFECTOS DE QUE PUEDAN INCLUIRSE DIFERENTES FILTROS Y CIRCUITOS DE EFECTOS ESPECIALES EN DIFERENTES ETAPAS DEL EQUIPO .
Preamplificadores Si recordam os en qué consiste un sistem a am plificador de audio, notarem os que la etapa de entrada se en carga de seleccionar una fuente de son ido en tre varias opciones, com o ser: radio, m icrófono, bandeja giradiscos,grabadores, etc. A esta etap a de entrada la llam am os “ pream plificador” ; en él convergen todas las fuen tes m en cionadas y se en carga no sólo de la selección de una de ellas sino que ad em ás la ecu aliza (la corrige) para que a p osteriori el am plificador le d é el nivel necesario para excitar los parlan tes. Se puede asegu rar que la calidad del sonido rep roducido d epende fundam entalm ente de los circuitos utilizados en la co nstrucción del pream plificador. Las distintas señales -fuen tes de sonido- pueden provenir de generadores qu e p roveen distintos niveles de señal; son de distintas im ped ancias, y adem ás pueden poseer en tre sí distintas respuestas en frecuen cia. Todas estas diferencias deb en ser salvadas por el pream plificad or (figura 1). Es así que este circuito deb e encargarse de:
Figura 1
a) Ada ptar los n i veles de los di sti n tos gen era- dor es de en tr ada al n i vel n ecesar io par a el pri mer circui to amplificador. b) Adaptar im pedan cias. c) Per mi tir la var i aci ón d e la r espuesta en f r e- cuencia median te fi ltr os y contr oles de tono. d) Regular la gan an cia del sistema . Tanto el transductor de en trada com o el am plificador tienen características que los individualizan. Por ejem plo, todo dispositivo que utilizaré com o transductor de audio se caracterizará p or la ten sión en volt (o sub m últiplos) que gen era y por la im pedancia en ohm que presenta, las cuales se denom inan : “ características de salida”del dispositivo. Por sup uesto, la m ayor o m enor im pedancia que p resen te el transductor determ inará la cantidad de energía que se p uede extraer de él (figu ra 2). To do pream plificador posee tam bién parám etros qu e lo caracterizan; por ejem plo, es m uy co m ún especificar las características de entrad a del equipo de la sigu iente m anera: 200m V /50k Ω, lo que significa que es necesario ap licar sobre la en trada del pream plificad or una señal de 200m V para que el am plificador desarrolle su m áxim a potencia cuando se encuentra al m áxim o el potencióm etro de vo lum en; adem ás, el pream plificador se com porta
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S A B E R E L E C T R Ó N I C A
CUADERNO ESPECIAL Figura 2
Figura 3
eléctricam ente com o u na im pedancia de 50kohm a su en trada. Por sup uesto, si se ap lica una tensión m enor que 200m V, el am plificador no desarrollará su m áxim a potencia, y si la señal de entrada sup era los 200m V el eq uipo distorsionará. Por otro lado, silas im ped ancias del transductor y p ream plificador no son iguales, no habrá
Figura 4
DE AUDIO
m áxim a transferen cia d e energía, y por lo tanto el sistem a tendrá m enor rendim iento (figu ra 3). A l aco plar el dispositivo transductor con el pream plificador deben estar adaptadas las características de am bos con el objeto de o btener m áxim a eficiencia (figura 4). Los transductores m ás utilizad os para excitar los equipos am plificadores son:
a) Fono cri stal b) Fon o m agn é ti co c) Sin toniz ador d) Cin ta (r eproductor) e) Mi crófono
a) Fono cristal Requiere m uy alta im pedancia de entrada para su buen funcionam iento en bajas fre-
LECTOR ES DEL INTERI OR: NO SE QUEDE AL MARGEN DE LA TECNOLOGIA SABER ELECTRONICA COLOCA EN LOS MEJORES QUI OSCOS, UN A VERDADERA "GUI A" PARA SABER CO- MO FUN CI ONA I NTERNET, COMO OBTENER EL M AXI - M O PROVECH O DE LA "RED D E REDES", CUALES SON LOS SI TI OS DE ELECTRONI CA MAS VI SI TADOS Y QUE TERMI NOS EMP LEAN QUI ENES NAVEGAN P OR ELLA. EL LI BRO POSEE UN TAMAÑO ADECUADO PARA FA- CI LI TAR SU CONSULTA EN CUALQUI ER M OMEN TO ( 14 cm X 19 cm) Y POSEE UN PRECI O SUMAMENTE ACCESI BLE ( $6 50 ) .
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CUADERNO ESPECIAL cuen cias; generalm en te superior a los 500kΩ en tregan una tensión que varía en tre los 200m V y 1V pero pueden generar tensiones instantáneas aun m ucho m ayores cuand o la p úa “ cae” sobre el disco, razó n por la cual deb e ten erse m ucho cuidado -al diseñar el ecu alizador- en la elección del circuito de entrad a.
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(RF y detector) es variable entre 100m V y 500m V, según el fabricante, con una elevada im pedancia qu e oscila entre 100kohm y 500k Ω. G eneralm ente se lo encuentra en am plificadores de buena calidad.
d) Cinta
Es la entrada de “ grabadores”con características sim ilares a las del sintonizador. Para m ejorar la cab) Fono magnético Se trata d e u n rep roductor de m uy alta cali- lidad de reproducicón puede tom arse la señal didad que entrega u na ten sión de salida entre rectam ente del cabezal reproductor que entrega 2,5m V y 6m V con u na im ped ancia norm alizada un a señal de 0,5m V sob re un a im pedancia de de 47Ω. 10ko hm , en cuyo caso requ iere u na etapa pream pliEl am plificad or que se encarga de llevar esta ficadora ad icional, com o lo req uiere la cáp sula m agcaracterística a valores norm ales no posee una nética, pero con curva d e ecualización ap ropiada. respuesta lineal, ya que debe com pensar el preénfasis del disco durante su grabación, Figura 5 com o verem os m ás adelante (Red de ecualización RIA A ); adem ás, com o trabaja con señales débiles, tiene una ganancia elevada (40dB ), y se lo conecta cerca de la entrada para evitar efectos indeseab les en el circuito.
c) Sintonizador El nivel de salida de los sintonizadores
LANZAMIENTO EXTRAORDINARIO Cap ítu lo 1. Las platafor mas di gitales
en la actuali dad 1.1. Las tr es premisas del pensam iento humano 1.2. El pr oyecto IDEA 1.3. Las té cnicas di gitales en la actua- lidad Ca p i t u l o 2 . Conceptos básicos de las
té cn icas di gita les 2.1. El m an ejo de señ ales bin ar ias 2.2. El conversor an alógico-digit al y digital-analógico 2.3. El procesam iento di gital 2.4. Algun os sistemas de detección y corr ección de err ores ales, Ca p i t u l o 3 . La compr esión d e señ r equi sito in di spensable 3.1. Un análi sis pr evio 3.2. Di ferentes sistemas de codifi cación 3.3. El sistema MPEG-1 3.4. El sistema MPEG-2 3.5. Algu nas herramientas del procesa- miento digital
Cap ítu lo 4 . La televisión di gital 4.1. La HD TV y sus nor ma s actua les 4.2. El form ato de pantalla ancha 4.3 . La m odu la ción de las señales DTV 4.4. Pr ocesadores par a DTV 4.5. La r elación señal-ruid o en la DTV 4.6. La contr oversia entr e NTSC y PAL en la era di gital. 4.7. La compatibilida d entr e diferentes sistema s de televisión d igi tal Capi tulo 5. Los di scos di gita les 5.1. El di sco compacto CD 5.2. El di sco DVD 5.3. El di sco MD Capi tulo 6. Los camcord er di gitales 6.1 . Especifi caci on es té cnicas de los cam- corder digital es 6.2. Modelos comerci ales Ap é ndi ce A.1. Glosar io di gital, u n cu rso completo y comprimido A.2. Nuevos procesadores par a M PEG-2 A.3. Apu ntes adi cion ales sobre DTV A.4. Una visita a un canal de DTV
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CUADERNO ESPECIAL e) Micrófono D ebe saberse el m icrófono que se utilizará. Luego, el pream plificador deberá ten er la red de adaptación adecuada al m icrófono elegido. Segú n lo dicho h asta el m om ento, todo pream plificador deberá tener un selector de en trada para elegir la señ al del dispositivo que se desea reproducir (figura 5).
Ecualización En la grabación de discos suelen aten uarse las señales correspondientes a tonos bajos por dos razon es fundam entales: prim ero porque la excesiva am plitud de los son idos graves podría hacer que la excursión del surco sea tan am plia que llegu e al surco contigu o. A dem ás, si se realzan los tonos altos, los m ism os deb erán atenuarse en el pream plificador, lo que resulta una ventaja ya q ue los ruidos generados en la reproducción se atenúan en igual m edida. En síntesis,en el disco se reduce el nivel de los tonos bajos y se realzan los agudos. Luego, en el am plificador, se deb en reforzar los graves y aten uar los agu dos (figura 6). En la grabación m agn ética de cinta de casete se ap lica generalm ente u n refuerzo de agudos
DE AUDIO
para com pen sar las pérdidas inevitables en el entreh ierro y en los m ateriales m agnéticos, con lo cual, durante la rep roducción, se deb e introducir un considerable refuerzo de graves. Trabajos de experim entación p erm iten afirm ar que la tensión inducida en una cabeza reproductora es proporcional a la frecuen cia de la señ al grabada en la cinta, razón por la cual - si no hay ecu alización la señal escuchada sería m uy p obre en graves y saturada en agudos. C uan do se habla de frecuen cia m od ulada, en el transm isor se acen túan los tonos altos para atenuarlos en el recep tor junto con las señ ales de ruido qu e en él se gen eran o qu e son prod ucto del espacio exterior; es decir, en el receptor se produce una desacentuación, tam bién llam ada
Figura 6
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CUADERNO ESPECIAL Figura 7
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se hace cada vez m ás chica (X c = reactancia cap acitiva) y aum en ta el nivel de la señal sobre la carga. A la frecuen cia p ara la cu al X c = R se la conoce com o frecu encia de transición, y esto ocurre cuand o
1 R . C = —————— 6,28 . ft
deénfasis, de las señales de alta frecuencia. A nalizand o todos estos casos, nos dam os cuenta de que en el pream plificado r se debe colocar un ecualizador que varíe sus características en función del tipo de señal que d esea am plificar, ya sea p ara atenuar los graves y reforzar los agu dos o viceversa. Los valores estándar de acentuación y d esacentuación se expresan en form a de constantes de tiem po (figu ra 7). La constante de tiem po m ás sim ple consiste en un resistor y un cap acitor conectados en serie o en paralelo (figura 8). En este circuito se produce una atenuación para las señales de baja frecuen cia p ero, en la m edida que aum enta la frecuen cia:
que es la “ constan te de tiem po”del circuito y viene d ada en segu ndos. A esta constante d e tiem po es a la que h acíam os referencia an teriorm ente. N ótese q ue esta constante d e tiem po perm ite el paso de señales de alta frecuen cia co n facilidad pero se com porta com o resistivo para m edias y b ajas frecuencias. El cap acitor en serie co n un resistor, en cam bio, se com porta com o resistivo para m edias y altas frecuen cias y el capacitor atenua las bajas frecuencias (figura 9). La corrien te que atraviesa este circuito dep en de una vez m ás de la constante de tiem po RC ; en bajas frecu en cias circulará poca corrien te ya que el capacitor ten drá elevada reactan cia, m ientras que en alta frecu encia la reactancia es pequeña y es el resistor el único que lim itará la corriente. En este circuito, la frecuencia d e tran sición se calcula cuan do R = X c, luego :
1 Xc =————— 6,28 . f . C
1 f = —————— 6,28 . R . C Ecualizador de discos Para ecualizar los discos en su reproducción, hacen falta circuitos que refuercen los graves y atenuen los agudos, tratando de que el efecto de am bos casi no se haga sentir en el rango de frecuen cias m edias. A ntigu am ente era m uy difícil lograr un ecualizador óptim o, pero en la actualidad, con el uso universalde los discos de larga duración, se han podido dictar norm as que p erm iten sim -
Figura 8
Figura 9
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Figura 10
plificar el problem a. A sim ism o se han norm alizado las cápsulas y p úas fonocaptoras. La norm a estándar de ecualización para discos LP requieren con stantes de tiem po. U na de 75µ s, la segunda de 318µs y la tercera de 3180µs. Las frecuen cias de tran sición son respectivam en te: 2123H z, 500H z y 50H z (figura 10). Por sup uesto, la red ecu alizadora a utilizar contendrá varios capacitores y resistores conecta-
Y a es t á e n v e n t a e l ú lt i m o f as c í c u lo : K i n g ’s Q u e s t V
dos de distintas form as con el objeto de conseguir los efectos deseados. H em os visto que la técnica m ás favo rable sería utilizar esta red ecualizad ora com o lazo de realim en tación de un sistem a “ realim en tado” , tal que la red controle la ganancia del sistem a. El único detalle a ten er en cuen ta es que si la red ecu alizad ora aten ua los bajos, al en contrarse com o parte de una realim entación negativa, hará que el sistem a refuerce las señales de baja frecuencia. Este concep to es válido para todas las constantes de tiem po de todo el espectro (figu ra 11). En este circuito, R1 junto con C 1 form an una con stante de tiem po de unos 318µ s, que perm ite
Figura 11
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S A B E R E L E C T R Ó N I C A
CUADERNO ESPECIAL
Figura 12 el paso d e las señales de tono alto (com o esto es realim entación a la salida d el pream plificador, se atenuarán), m ientras que R2 y C 2 form an u na constante de tiem po d e 2123H z. Para 50H z C2 es casi un circuito abierto y se busca qu e X c1 = R1 para así ten er la tercera constante de tiem po necesaria. El valor de R 3 d eterm ina la ganancia del lazo de realim en tación y, por lo tanto, la respuesta d el pream plificador realim en tado. La ganancia en frecuencias bajas se puede calcular com o:
R1 +R3 h = ———— R3
DE AUDIO
de cristal (antiguas) y las cáp sulas cerám icas, aunque estas últim as entregan una tensión de salida levem ente inferior. Las cáp sulas de titan ato de b ario (cerám ica) son eco nóm icas, se instalan fácilm ente, no son interferidas po r cam pos m agnéticos y son fáciles d e ecualizar. Poseen una d esventaja p rincipal con las cápsulas m agnéticas, que radica en la m enor calidad de rep roducción y la escasa sep aración entre canales (gen eralm en te inferior a los 6dB ). Si bien decim os qu e la ecualización es sen cilla, ésta está n orm alizad a y se la d en om ina “ C urva de ecualización RIA A ” , que establece un refuerzo de graves de 6dB por octava a partir de los 500H z y un a atenuación de los tonos de 6dB por octava a partir de los 2122H z. El circuito propuesto para producir la ecualización es el que m uestra la figu ra 12. En este circuito, Q 1 y Q 2 poseen acop lam iento directo, donde la p rim era etapa p osee una red de realim entación negativa que proporciona la corrección necesaria d e la respuesta d e frecu encia de la cáp sula cerám ica, conform e a la curva de ecualización RIA A . Valores com erciales de los elem entos de la red para una buena ecualización de la red son los siguien tes:
Valores com erciales típicos de esta red son: R1 = R2 = R3 = C1 = C2 =
C1 = R1 = C2 = R2 =
270k Ω 15k Ω Potencióm etro (PRE-SET ) 2200 Ω .015µF .0047µF
1,5nF = 0,0015µF 10M Ω 1,2nF = 0,0012µF 120k Ω
El circuito ecualizador para fonocaptor a cristal o cerám ico de la figu ra deb e com pensar la sigu iente curva de respuesta en frecuencia caracteRed de ecualización estándar rística de este tipo de cápsula (figura 13). D esde el punto de vista de la red ecualizadoLas cápsulas m agnéticas necesitan una ecualira, casi no existen diferencias entre las cápsulas zación distinta debido a que tienen una respuesta en frecuencia que varía en form a lineal, y tien en una p roFigura 13 nunciada caída en frecuencias (figura 14). Las características fundam en tales de una cápsula son las siguientes:
a) Respuestas en frecuencia D ebe ser lo m ás plana posible y
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TRANSM ISORES & RECEPTORES d e AM
Y FM
S A BER E L ECTRONI CA TI ENE EL AGRAD O DE PRESENTAR UNA NUEVA OBRA EDITORIAL : "T R ANSMI SORES Y R E CEPTORES DE AM Y FM ". S E TRATA DE OTRO LIBRO DEL I NG . H ORACIO D. V A LLEJO DOND E SE CONJUGA UN A " SANA ARM ONIA " ENTRE LA TEORIA INSTRUCTIVA PARA MANEJAR LOS CONCEPTOS DE : TRATAMI ENTO DE LA IN FORMACION , MODULACION , CO - DIFICACION , TRANSMI SI ON Y RECEPCION , CON LA PRACTI CID AD NECESA- RI A QUE PERM I TI RA EL M ONTAJE TANTO DE MI NUSCULOS TRANSMI SORES D E FM QUE ENTRAN EN UN A CAJA DE FOSFOROS COMO EL DE U NA POTEN TE EMI SO - RA CON UNA SALI DA DE 100W , SUFI CIEN TE PARA CUBRI R DI STANCIAS DE 30
km EN
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dulación que reconoce la cápsula para una frecuencia determ inada. Se m ide en cm /dina y su valor dep ende de la fuerza de ap oyo. (En inglés se den om ina trackability).
c) Separación de canales Indica la interacción en tre am bos canales de la cáp sula. La cap acidad de separación de can ales por parte d e la cáp sula se determ ina en valores de dB . Esta cantidad dep ende de la frecuencia y la m ayor sep aración se co nsigu e en el rango m edio. se exp resa de la sigu iente m anera:
d) Fuerza de apoyo 20H z a 16.000H z = ±1dB lo que sign ifica que tiene el ancho de b anda exp resado com o una variación en su ganancia de ±1dB.
Es el peso que soporta el surco al apoyar la púa sobre él (depende d el brazo, cápsula y púa); este valor está sujeto a las características constructivas de la cáp sula y se expresa en gram os o m ilinew ton (1 g ≅ 9,8m N ).
e) Tensión de salida
b) Elasticidad D a una idea d e la habilidad que tiene la cáp sula p ara seguir las variaciones del surco; es decir, da una idea de la m áxim a velocidad de m o-
Es la am plitud de la señal generada por el m ovim ien to de la aguja a través del surco. Suele d arse en m ilivolt por cada cen tím etro/segundo de
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CUADERNO ESPECIAL
Figura 15 velocidad de lectura y para una frecuen cia determ inada (generalm ente 1000H z).
f) Diferencia entre canales Indica la diferencia de tensiones de cada canal prod ucida p or un a m ism a form a de surco p ara am bos canales. Se exp resa en dB y en un a cáp sula de buena calidad este valor tiende a cero.
ETAPAS D E POTENCI A Amplificadores de potencia de salida cuasicomplementaria Las etapas Push-Pull están conform adas por transistores que trabajan en una zona cercana al corte a los efectos de m ejorar el rendim ien to del
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am plificad or. Presen tan el inconvenien te de utilizar tran sform ad ores, con lo cual se lim ita su respuesta en frecuen cia. U na etapa de salida com plem entaria utiliza un par de tran sistores de salida de distinta p olaridad ap areados excitados por un transistor en clase “ A” . Si se desea construir una etapa de elevada potencia, el excitador debe m anejar una potencia considerable au nque no se inyecte señal de entrada; este problem a se soluciona con uso de transistores de salida “ idénticos”conectad os en serie y trab ajan do casi en clase “ B” , excitados por un par de transistores com plem en tarios que trabajan en idéntica clase. En un a prim era aproxim ación se puede considerar com o un a etapa com plem entaria don de los transistores adquieren la dispo sición q ue m uestra la figura 15. Los transistores Q 2 y Q 4, trabajando con configuración “ D A RLIN G TO N ”se com portan com o un transistor N PN de m ayo r ganancia. Los transistores Q 3 y Q 5, trabajando en configu ración “ antiparalelo” , se polarizan am bos en em isor com ún, por lo cual, no hay inversión de señal entre la entrada y la salida. D e esta m anera los prim eros tra-
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CUADERNO ESPECIAL Figura 16
bajarán en la etapa cuasicom plem entaria com o un transistor N PN y los segu ndos cum plen la función del transistor PN P. Veam os cóm o se acop lan am bo s conjuntos de transistores para form ar una etap a de salida cuasicom plem entaria (figu ra 16). Q 2 y Q 4 n o invierten la señal aplicada a su entrada porque am bos trabajan en configu ración colector com ún en clase B (sólo conducen u n sem iciclo). Q 3 yQ 5 invierten am bos la señal; Q 3 am plifica el sem iciclo negativo y lo invierte, éste pasó a ser positivo en base de Q 5 y en colector lo vuelve a invertir. En C se sum an las señales de Q 4 y Q 5 para ser conducidas al parlante. C om o am bas etapas tieFigura 17 nen u na ganancia de tensión m enor que la un idad, para ap licar una realim en tación n egativa que com pense los efectos de distorsión, se debe incluir un gran núm ero de etap as; en otras palabras,una realim entación entre la salida y la entrad a del par de salida resulta insuficiente. Por lo tan to, en la etap a de salida del am plificad or, la realim en tación debe incluir un gran núm ero de p artes. C om ercialm ente, una
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etapa d e salida cuasicom plem entaria p osee la distribución de elem entos que vem os en la figu ra 17. Los transistores com plem entarios Q 1 y Q 2 son de m edia o baja potencia. Las señales de fase opuesta qu e se obtienen del em isor de Q 1 y del colector de Q 2 se ap lican a los transistores de potencia Q 3 y Q 4. Si se considera a los transistores Q 1 y Q 2 com o excitadores del par de salida, deb e ten erse en cuen ta que ya en el excitador hay grandes distorsiones que se deben com pensar, pues trabajan con elevadas am plitudes de señal y la alinealidad de sus curvas características ad quiere gran im portancia. A plicar una realim en tación no es tan sencillo; por ejem plo, en los am plificadores con salida a transform ador no se puede aplicar una realim entación debido al desplazam iento de fase que introducen los transform adores. Incluso, en etap as de salida com plem entaria o cuasicom plem entaria, debe tenerse cuidado en la elección del capacitor de acoplam iento al parlante, ya que éste puede producir notables desplazam ientos de fase en bajas frecuencias; el m ism o cuidado debe ten erse con el cap acitor de realim en tación positiva de autoelevación. La m ala elección de los transistores, por otra parte, pued e producir problem as en alta frecuencia que, aunque estén fuera de la banda de audio pueden provocar serios
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trastornos. U na form a de solucionar el problem a en bajas frecuencias es igualar las constantes de tiem po del capacitor de acoplam iento del parlante y del capacitor de autoelevación, ya que en bajas frecuencias los efectos de am bos se com pensan. Los trastornos que p uede ocasionar la m ala respuesta en alta frecuen cia radica en que el am plificad or pued e llegar a oscilar y aum en tar asíel nivel de distorsión. Este problem a se dism inuye al hacer que la realim en tación se acople directam en te, con elim inación de constantes de tiem po (a excepción de las ya m encionadas). O tra form a co nsiste en colocar en el transistor excitador un capacitor entre base y colector que m ejore la estab ilidad en alta frecuencia. El circuito de la figura 18 incluye varias etap as de realim entación para com pensar distorsiones producidas en alta y baja frecuencia. N ótese q ue, en este circuito, el lazo principal de realim entación, form ado por R1 y C 1, incluye varias etapas. C 1 da m ayor estab ilidad para las altas frecuencias ya que p erm ite la realim en tación negativa p ara esa gam a de la banda de audio. Se trata de
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una etapa de p otencia d e b uena calidad qu e po see, com o dijim os, varios lazos de m enor im portancia q ue el principal, com o el form ado por C 2 que estabiliza a Q 2 p ara las altas frecuen cias o el form ado p or R3 y C 3 que actúa sobre Q 1. Por últim o, C 6 provee una realim entación negativa entre Q 3 y Q 1 que estabiliza al sistem a Figura 18 excitad or en altas frecuencias o el form ado por R3 y C 3 que actúa sobre Q 1. Por últim o, C 67 p rovee u na realim entación negativa entre Q 3 y Q 1 q ue estabiliza el sistem a excitador en altas frecu encias. D 1 y D 2 junto con P1 y C 8 form an el circuito com pensador térm ico (P1 se ajusta p ara ten er m ínim a corriente d e p olarización en el par de salida). Q 4 y Q 5 form an una salida com plem entaria de m edia potencia qu e excita el par de salida cuasicom plem entario form ado por Q 6 y Q 7. L y R7 form an un filtro d eno m inado R ED D E ZO B EL que p erm ite ecualizar la im pedancia que presen ta el parlante al am plificad or en toda la banda de audiofrecuencia. Se busca que la carga tienda a ser puram ente resistiva en toda la banda de audio. G eneralm ente L = 10µH y R = 10 Ω cuando el parlante es de 8 Ω.
Figura 19
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tación. Segú n el am plificador que se desea construir, pued e n o llegar a u sarse Q 4, ya que la p ata 7 p uede conectarse a la 10 o a la 1 m ediante algún filtro pasivo.
Amplificador diferencial
Figura 20
Amplificadores de acoplamiento directo Este aco plam ien to com enzó a utilizarse en la década del 30 en m ucho s receptores de radio valvu lares pero traían consigo algu nos inconvenien tes con el uso d e la fuente d e alim entación que fueron solucionados en los circuitos transistorizados. A ctualm en te, todos los circuitos integrados am plificadores de au dio acoplan sus etapas desde la entrad a hasta la salida directam ente se utilizáa -solam en te en la etap a de salida- un cap acitor electrolítico para acoplar al parlan te. La ventaja fundam ental radica en que se perm ite la am plificación de señales desde corrien te continua, no posee deform aciones la señal por él am plificada y evita el desplazam iento de fase que es fuen te d e d istorsiones en otros am plificad ores qu e no usan acoplam iento directo. Recordem os que un am plificador em isor com ún invierte la señal (con una fase de 180°) m ientras qu e los capacitores de acoplam iento introducen un desplazam iento de fase que n o es con stante con la frecuen cia, lo cual acarrea serios problem as en circuitos de realim en tación. Veam os elesqu em a de un am plificado r de audio con aco plam ien to directo utilizad o en la construcción de circuitos integrad os (figura 19). En este am plificador las patas 6 y 8 son alim entación; 2 y 5 son con exiones de m asa; por la pata 9 se introduce la señal y se extrae por 3 ó 4, prep aradas para aplicar un sistem a de realim en-
La ten den cia actual es u tilizar am plificadores diferenciales a la entrada de los am plificadores con circuito de estab ilización de corriente continua co m o ser “ fuen tes espejo”o “ fuentes W idlar” (figura 20). B ásicam en te se trata de un am plificador de alta im pedancia de en trada que responde a la diferencia de tensiones en base de los transistores que lo com po nen. La im portancia d e este circuito radica en que por el resistor R circula siem pre u na co rrien te con stante, de form a tal que un aum ento en la corriente de colector del tran sistor Q 1 p rovocará una dism inución en la corriente de colector del transistor Q 2 y viceversa. Para m ejorar las características de este am plificador (m ejorar su relación de rechazo de m odo com ún) el valor de R debe ser grande, pero esto provocará una m erm a en la tensión de salida. Para evitar este problem a suele utilizarse una fuen te de corrien te constan te. En m uchas ocasiones, a esta fuente se la suele com pensar térm icam ente. C uando se desea usar el am plificador diferen-
Figura 21
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Figura 22
Figura 25 de audio, m ezcladores, conversores hasta o sciladores y sistem as de co ntrol.. El A m plficador operacional es un circuito de alta im pedancia de entrada, baja im pedancia de salida y elevada ganancia. Posee una en trada inversora y otra n o inversora. Responde a la d ifrencia de señales entre am bas entradas (figura 22).
Figura 23 cial con peq ueñ as señales suele u tilizarse u na fuente d e corriente co nstante del tipo W ID LA R. La dispo sición de una etap a d iferencial con fuen te d e corrien te constante se m uestra en la figura 21. En este circuito se ha colocado un transistor (Q 3) com o fuente d e corriente constante q ue m ejora la estabilidad y otras características del circuito. R1, R2 y R3 fijan el valor de la corriente que circula por los colectores de Q 1 y Q 2. El am plificador diferen cial es la b ase de los am plificadores operacionales, tan difundidos en la actualidad y con los cuales se p ued e construir casi cualquier sistem a electrónico de n o m uy alta frecu encia de o peración, desde am plificadores
Figura 24
Distorsión en amplificadores U no de los principales problem as que se presentan en los am plificadores es la distorsión, bastante difícil de p ercibir a m enos que la m ism a sea grande. Existen distintos tipos de distorsión; por ejem plo, está el caso de la d istorsión por cruce, bastante com ún en etapas Push-Pull, segú n hem os estudiado en la lección anterior. U na deform ación en la onda por cualquier m otivo origina:
Distorsión armónica En la figura 23 se ve cóm o un am plificado r produce una distorsión cuando deform a los picos de una señal senoidal pura. Se d enom ina distorsión arm ónica porque la onda deform ada pu ede ser reco nstruida si se le agregan arm ónicas pares y/o im pares con la am plitud adecuada. Es decir que un am plificador puede m odificar la form a de onda de una se-
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CUADERNO ESPECIAL ñal añadiéndole o quitándole arm ónicas que no poseía. Recordem os que una arm ón ica es un m últiplo de la Frecuencia Fundam ental. Por ejem plo, la señal deform ada se puede reconstruir agregándole arm ónicas pares o im pares. Son arm ónicas pares los m últiplos pares de la frecuencia fundam ental (2 fo ; 4 fo ; 6 fo siendo
CIRCUITOS IMPRESOS por UNIDAD Pequeñas y Medianas Series
fo la frecu encia original) y son arm ónicas im pares de la frecuen cia fundam en tal 3 fo ; 5 fo ; 7 fo ; etc. Se denom ina “ distorsión arm ónica”al porcentaje de la relación en tre la energía aportada p or las arm ónicas indeseables con referencia a la energía d e la señal original. La fuente fundam ental de d istorsión arm ónica es la alinealidad de los sem icon ductores cuando trabajan con señales de alto nivel, razón por la cual la d istorsión arm ónica crece con la p oten cia de salida del am plificador. En el gráfico de la figura 24 se o bserva que la distorsión arm ónica no sólo depende de la p oten cia d e salida d el am plificador sino que varía tam bién con la frecuencia; esto se debe a que es m uy difícil m antener una buena linealidad para todo el rango de frecu encias audibles.
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343-8100 / 791-5519 es m ás notable p ara grandes elongaciones de am plitud, la distorsión por interm odulación crece
Figura 26
Distorsión por intermodulación Esta distorsión se produce en los elem entos alineales cuando en él se en cuen tran señales d e distinta frecu en cia. Recordem os, por ejem plo, lo que ocurre con la inform ación de sonido en el diodo detector de video de un receptor de televisión. La inform ación de video y sonido se baten a causa de la alinealidad del diodo y, com o resultado, la interportadora de son ido qu eda en 4,5M H z. Este m ism o concepto p uede aplicarse en am plificadores de au dio, debido a la alinealidad de los transistores. C uando se hallan presentes sim ultáneam ente señales de distinta frecuen cia se escuchan interferencias com o si se m odularan en tre sí sonidos de distinta altura (figura 25). C om o la alinealidad de los circuitos
Figura 27
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CUADERNO ESPECIAL con la p oten cia (figura 26). Para evitar la distorsión por interm odulación, los circuitos que com ponen un sistem a de au dio deben ser lineales; adem ás, la fuente d e alim en tación debe estar bien regulada ya que cuanto m ás pobre sea la regulación, m ayo r será el índice de distorsión (figura 27).
Rango dinámico de un amplificador Es una característica im portante d el am plificador y determ ina la relación entre la m áxim a y m ínim a intensidad del sonido exp resada en dB . En un sistem a rep roductor, el rango dinám ico expresa la relación entre los niveles m áxim o y m ínim o de señal qu e puede m anejar el equipo en el punto de referencia. G en eralm ente los sistem as am plificadores tienen “ m áxim os”especificado s que no se deben sobrepasar para que n o se p roduzcan recortes de
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la señ al y con ellos, distorsiones. El m ínim o nivel de señal en un punto está determ inado por el ruido en ese punto. G eneralm en te, la fuen te p rincipal de ruido es la etap a de entrada d el pream plificador, ya que allí se m aneja señal de bajo nivel. Es im portante usar elem entos que sean fuente de bajo nivel de ruidos,por ejem plo, tran sistores especiales a tal efecto. Para que el lector tenga una idea de los niveles que puede adoptar el rango dinám ico, digam os que en un auditorium es de aproxim adam ente 75dB (con orquesta a pleno); si lo que se escucha en éste se graba y reproduce en un equipo profesional, decrece a valores de 60dB (aum enta el ruido), m ientras que en equipos hogareños cae a 40dB . El rango dinám ico en los discos fonográficos es ligeram ente superior a los 55dB . !
MIRE TODO LO QUE PUEDE ENCONTRA R EN UN SOLO LI BRO El Atomo - Di ferencias entr e metales y semiconduct ores - Bandas de energía - Generación de impurezas - La juntura P-N - Característica Tensión-Corriente de un diodo - Tensión de umbral - Diodo Zéner - Diodo emisor de luz - LED - Diodo de capacidad variable - Transistor de juntura bipolar - Vari ación de hFE con IC - Cur va característi ca de salida - Polarización - Número real - Número imaginativo - Número comp lejo - Pasaje de la for ma polar a la forma binómi ca de los números complejos - Pasaje de la forma binómica a la forma polar - Enunciados de Thevenin y Norton - Máxima transferencia de potencia - Modelos equivalentes - Parámetros híbr idos - Modelo híbr ido sim ple del transistor en configuración emisor común - Principio de superposición - Cálculo por leyes de Kirchhoff - Cálculo por el método de superposición - Teorema de Thevenin - Teorema de Nort on - Pri ncip io de susti tución - Teorema de Mill man - Teorema de la máxima tr ansferenci a de energía - Teorema de la reciprocidad - Métodos de resolución de circuitos - Planteo de las ecuaciones - Método de las mallas - Método de los nodos - El t ransistor de efecto de campo - Pri ncip io de funcionami ento de los transistores de efecto de campo - Modelo equivalente del t ransistor de efecto de campo - Modelo p ara señales débiles - El t ransistor unijunt ur a - Cur va característica del tr ansistor un ijuntur a - Circui tos de conmutación - Circui to de aplicación - Comport amiento de las cargas en un semiconduct or - Dispositi vos específi cos de disparo - Recti ficador contr olado de sili cio (SCR) - Triac - Diac - Circui tos de apl icación - El ampli ficador diferencial - El ampl ificador operacional - Ganancia del ampl ificador i deal - Impedancia de entrada - Imp edancia de salida - Ancho de banda - Entr adas inversora y no inversora - Características del ampli ficador op eracional real - Amp li ficador di ferencial y de modo común - Relación de rechazo de modo común - Impedancia diferencial de entr ada (Zd) - Impedancia de modo común ( Zc) - Respuesta en f recuencia - Slew Rate (Velocidad de creci mi ento de la señal) - Tensiones y corr ient es de err or - Valor es lím ite - Apl icación de la teoría en cir cuitos básicos - Amp li ficador i nversor - Ampl ificador de ganancia alta - Amp li ficador no inversor - Seguidor de tensión - Sumador ampl ificador - Amplificador restador - Integrador - Derivador - Filtros activos con operacionales - Pasabanda - Elimina banda - Conversores - Proyectos con amplificadores operacionales y m ucho m ás...
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El F a n t a s m a d e l a Op e r a EL VERD AD ERO FANTASM A DE LA OP ERA ES PARA EL AM ANTE DE LA BUENA M USI CA CLASI CA, LA CALI DAD Y EL REALI SM O QUE SE LOGRA EN UN A D E LAS M AGNI FI CAS SALAS D E OPERA EN EL M UND O. M UCH O DEL EN CANTO DE ESTE GOCE AUDI TI VO ESTA RELACI ONAD O TAM BI EN CON LAS COND I CI ONES ACUSTI CAS TAN BI EN LOGRAD AS EN LAS GRAN D ES SALAS D ED I CADAS A ESTE ES- PECTACULO M USI CAL. ALCANZ AR COND I CI ONES SI M I LARES EN EL H OGAR ES D I FI CI L PERO POSI BLE, COM O EL EX PERTO EN AU- DI O H I FI PUEDE TESTI M ONI AR. EN LAS SI GUI ENTES LI NEAS NOS OCUPAREM OS D E ESTE TEM A.
Por Egon Strauss
1.) La acústica en ser io Q uién no adm ira las líneas clásicas de las salas tradicionales, com o el Teatro C olón de B ueno s A ires, inaugurado en 1908 o de otras salas de la m ism a época, y quién no se llena de asom bro con la perform ance soberbia de un teatro ultram oderno, com o la óp era de Sidn ey, A ustralia. En las figuras 1 y 2 p odem os observar cóm o edificios y salas tan diferentes com o el C olón y 1 la ópera de Sid-
ney pueden lograr un rendim iento m usical tan parecido. Si esto es posible, pod em os pensar qu e tam bién
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puede ser posible lograr un rend im iento sim ilar en n uestro hogar. La ópera de Sidney fue inaugurada el 20 de octubre de 1973, lo q ue hace que durante 1998 cum plirán años am bas casas de alta m úsica, 25 año s Sidn ey y 90 años el Colón. La ópera de Sidney posee cuatro recintos principales, de los cuales el m ás grande da cabida a 2.690 personas bajo su cúpula de 25 m etros de altura
E L F A N T A S M A y tiene un volum en de aire de 26.400 m etros cúbicos. Este enorm e volum en de aire debe m overse para difundir el sonido de la m úsica en este recinto. C on las dim ensiones señaladas, esta sala p osee un tiem po de reverberación natural de 2 segundos. En otros teatros y salas existen situaciones sim ilares y resulta im prescindible estudiar cuidadosam ente todos los as- 2 pectos de la acústica de este tipo de sala. U n factor im portante es desde luego tam bién la disposición de los instrum entos de la orquesta, m otivo por el cual en cada oportunidad se dispone la ubicación m ás aconsejable para cada pieza de m úsica. En la figu ra 3 vem os un ejem plo típico, relacionado en este caso a la distribución de los instrum entos de la orquesta p ara la ejecución de la p ieza sinfónica “ El M ar” . D esde luego existen esqu em as sim ilares para todas las obras m usicales im portantes. Pudim os m encion ar dos aspectos necesarios para la audición “ en vivo ” de piezas m usicales: la sala co n sus características distintivas de acú stica, dep endientes a su vez de características constructivas, dim ensiones físicas y term inación específica con m ateriales esp eciales y la orquesta, con la can tidad, variedad y u bicación de sus instrum entos m usicales. En todos los casos se opina generalm ente que estos com pon entes acústicos deb en ser “ neu tros”para no quitar ni agregar efectos m usicales, tal vez favorables unos y desfa-
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O P E R A m ente el living d e nuestro departam ento.
2.) Po r ca sa, ¿cómo andamos? La pregunta es justificada, ya que nuestro deseo de escuchar bu ena m úsica y proveerla a nuestros clientes, existe en todas las circunstancias, aun cuando tal vez la exp eriencia nos ha enseñado a no exagerar nuestras expectativas en un a reprod ucción casera. Es ahí donde vorables otros. Sin em bargo , en la vi- vem os con sorpresa que el estado da real esto no sucede, por el contra- actual de la electrónica ha p erm itido rio, la o rquesta y la sala en la cual ac- elevar el nivel de la rep roducción túa, agregan su p orción de participasonora en todas partes, tanto en la ción a cada reproducción sono ra y no au dición en “ vivo y en directo” , cosólo en u na m anera ún ica, sino q ue, m o en la reprod ucción en am bientes en cada sala y co n cada orquesta, es- de dim ensiones m ás reducidas. El tos “ agregados”pueden variar y m odi- secreto de este tipo de p erform ance ficar el efecto m usical logrado. em pieza con una plataform a digital, C on estos datos a la vista, podecom o lo es el disco com pacto C D m os preguntarno s aho ra qué es lo qu e es recon ocidam ente apto para que cabe esperar en un recinto de un a reprodu cción son ora de m uy alta dim ension es m ucho m ás reducidas, fidelidad, porque abarca am pliam ente com o lo es la sala de m úsica hogael rango au ditivo h um ano no rm al de reñ a, el teatro del hogar o sim ple20 a 20.000 H ertz, con un rango di-
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nám ico del orden de los 100dB , m ás que suficien te p ara satisfacer el oído m ás exigente. Las etapas siguientes de la cadena m usical de rep roducción electrónica son el am plificad or y los altoparlantes. N o tratarem os en la presente nota de analizar aún el tem a de los am plificad ores de alta fidelidad, ya que reservam os esta parte del problem a para otra oportunidad, ni tam poco rep etirem os las consideraciones técnicas de los altoparlantes en general, presentadas hace poco en una nota an terior. En esta oportunidad nos lim itarem os a describir un juego de parlantes que, al decir de p erson as m uy entendidas en m úsica, parece ser la m áxim a expresión en fidelidad y prestaciones específicas. La aseveración sobre un rendim iento insuperable debe tom arse, desde luego, con la reserva a la cual nos han acostum brado ya las continuas m ejoras introducidas en el rubro, . El m odelo de hoy: el con junto 4 de altoparlantes “ B ELLA V O C E”de la firm a Shun M oo k. dim iento del B ELLA V O C E (B V ). U n crítico m usical y "conoisseur" A quí llegan y son sorprendentede los m edios de reproducción m um ente convencion ales. Para no m ansical electrónica, el Sr. Jonathan Vaten er la expectativa de nuestros leclin, escribió recien tem en te en la re- tores, querem os anticipar que desvista “ Fi”que considera el eq uipo de pués descubrim os que el secreto de parlantes del ep ígrafe “ com o un los BV es real, pero su ubicación no “ Q uad 63” esp ecial, previsto con es sim plem ente un com ponente únim ayor fidelidad en los graves, m eco, sino tod o un concepto nu evo. jor rend im iento dinám ico y m ayor Los datos clásicos del equipo B ELLA color m usical” . VO CE son: C om parar cualqu ier equipo de Fabricante de los altoparlantes audio de altísim a fidelidad con otro B ELLA V O C E: Shun M ook, Inc., O am ejor, aún despierta, desde luego, la kland, California. curiosidad de todo entendido en la Especificaciones: Parlantes de bom ateria y, por lo tanto, lo prim ero bina m óvil, dispuestos en pares esque este autor trató de hacer fue ob- pejados izquierda –derecha. M arca tener las especificaciones técnicas y de los parlantes: D ynaudio. Tw eeter acústicas para analizar en qué lugar de 1 p ulgada con dom o suave de tede ellas se escondía el superior ren la, Squaw ker de 3,5 pulgadas con
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do m o suave de tela, W oofer de 10 pulgadas con cono de pap el. C ircuito de cruce de tres vías de segundo orden, frecuencias de cruce de 500H z y 5000H z. An cho de banda de 30 a 20.000H z. Im pedancia nom inal 6 Ω. Sensibilidad 89dB . Po tencia recom endada: 8 a 200 W att. G abinetes especiales tipo A .R.T.S. (A sym m etrically Resonance Tuned Speaker = Parlantes sintonizados con resonancia asim étrica). Tam año : altura 109 cm , ancho 28 cm y profundidad 35 cm . Peso de cada unidad: 38 kg. A nte estas características buenas, pero no dem asiado sorprenden tes para un juego de p arlantes, que se ofrece al precio de $5.600 (el par), el secreto sorprendente está en el gabinete que, lejos de la p rem isa del “ gab inete neutro” , es un gab inete “ co n vida p ropia” . Esto, a su vez, no nos debe tom ar dem asiado de sorpresa, ya que todas las salas de concierto del m undo tienen su “ vida p ropia” . En el caso de los gabinetes A .R.T.S., este concepto tam bién se cum ple. En la construcción de estos gabinetes acú sticos se utiliza, entre otras cosas, una técn ica especial que perm ite realizar efectos de reson ancia dentro del m ism o gabinete, de tal m anera que el m ism o no sólo form a p arte integrante total del efecto de audición, sino que adem ás increm enta en form a m uy sutil todos los efectos resonan tes qu e se puedan prod ucir du rante una reproducción d e m úsica. Lejos de constituir un defecto, esta característica hace resaltar en buena m edida el efecto m usical natural de la p artitura reproducida, de la m ism a m anera que cu alquier otro instrum ento m usical que interviene en la ejecución de la m ism a. En la figura 4 ve-
E L F A N T A S M A m os el aspecto de uno de los parlantes B ELLA V O C E con su gabinete tan especial. Este gabinete está co nstruido con m aderas de ab edul seleccionadas, que form an con sus placas lam inadas en la construcción un conjunto resonante, cuyas características de resonancia son “ sintonizadas”en form a m uy p articular al finalizar la construcción. Existe por ejem plo, u n pequeño trozo de fieltro en las cercan ías del tw eeter y este trozo de fieltro es dim ensionado en pruebas dinám icas hasta lograr el efecto desead o. Por otra lado, en la p arte inferior del gab inete acústico, observam os una base especial que interviene en el aislam ien to acú stico del conjunto. D etalles así existen m uchos y ellos
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son en definitiva los que hacen que el sonido de los B V resuene con dulzura, energía y claridad, del m ism o m odo com o sucede en los instrum entos m usicales en cuya construcción intervien en efectos sim ilares. En una sala de concierto, el am biente y los instrum entos m usicales intervienen en conjunto para lograr este efecto de presencia que nos hace reconocer de inm ediato u na reproducción en “ vivo y en directo” . C on los parlantes ubicados en gabinetes A .R.T.S. se logra este m ism o efecto, pero en su living o salita de m úsica. El efecto puede ser apreciado por el oyente, aun en con diciones de audición de piezas de poca com plejidad m usical, pero es desde
luego m ás apreciado en una sinfonía u otra p ieza de instrum entación m ás com pleja. Es que en este caso la transparencia de la m úsica em itida por los parlantes B V es sup erior a los de m uchos otros equipos de precio m ayor. Para lograr el efecto descripto con toda nitidez y en toda su plenitud, es necesario desde luego hacer funcionar estos parlantes tan notables con otros equipos de audio de características sobresalientes. La caden a de la alta fidelidad es solam ente tan alta com o su enlace m ás bajo. N o po dem os pretender H iFi con am plificadores LoFi, pero esto ya lo saben a la perfección, tanto el técnico com o el audiófilo experim entado. !
MIRE TODO LO QUE PUEDE ENCONTRA R EN UN SOLO LI BRO El Atomo - Di ferenci as entr e metales y semiconductores - Bandas de energía - Generación de im purezas - La juntura P-N - Característica Tensión-Corriente de un diodo - Tensión de umbral - Diodo Zéner - Diodo emisor de luz - LED - Diodo de capacidad variable - Transistor de juntura bipolar - Variación de hFE con IC - Cur va característi ca de sali da - Polarización - Número real - Número imaginativo - Número compl ejo - Pasaje de la forma pol ar a la for ma binómi ca de los números complejos Pasaje de la for ma binómi ca a la for ma polar - Enunciados de Thevenin y N orton - Máxi ma transferencia de potencia - Modelos equivalentes - Parámetros híbr idos - Modelo híbrido simple del tr ansistor en configuración emisor común - Principio de superposición - Cálculo por leyes de Kirchhoff - Cálculo por el m étodo de superposición - Teorema de Theveni n - Teorema de Nor ton - Pri ncip io de sustitución - Teorema de Mill man - Teorema de la máxima tr ansferencia de energía - Teorema de la reciprocidad - Métodos de resolución de circuitos - Planteo de las ecuaciones - Método de las mallas - Método de los nodos - El transistor de efecto de campo - Principio de funcionamiento de los transistores de efecto de campo - Modelo equivalente del transistor de efecto de campo - Modelo para señales débiles - El transistor unijuntura - Curva característica del transistor unijuntura - Circuitos de conmutación - Circuito de aplicación - Comportamiento de las cargas en un semiconduc tor - Dispositi vos específi cos de disparo - Recti ficador contr olado de silicio (SCR) - Triac - Diac - Circuitos de aplicación - El ampl ificador diferencial - El ampl ificador operacional - Ganancia del ampl ificador i deal - Impedancia de entrada - Impedancia de salida - Ancho de banda - Entradas inversora y no inversora - Características del amplificador operacional real - Amplificador diferencial y de modo común - Relación de rechazo de modo común - Impedancia diferencial de entrada (Zd) - Impedancia de modo común (Zc) - Respuesta en frecuencia - Slew Rate (Velocidad de crecimiento de la señal) - Tensiones y corrientes de error - Valores lími te - Apli cación de la teoría en circui tos básicos - Amp li ficador in versor - Amp li ficador de ganancia alta - Amp li ficador no inversor - Seguidor de tensión - Sumador amplificador - Amplificador restador - Integrador - Derivador - Filtros activos con operacionales - Pasabanda - Elimina banda - Conversores - Proyectos con amplificadores operacionales y m ucho m ás...
EL LIB RO
CON DOS REVISTAS DE OB SEQUIO
CON MAS DE 60 CIRCUITOS PARA ARMAR A SOLO
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R ESERVELO EN SU KI OSCO HAB IT UAL... EDICION LIMITADA
S E C C Jornadas d e El e c t r ón i c a
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otro osciloscopio doble trazo, que será entregado en la jornada del 24 de octubre. De esta manera, con esta edición y las de junio, julio, agosto y octubre se hará entrega de un cupón que el lector podrá mandar a nuestras oficinas para participar de dicho concurso. También, se adjuntará con cad a edi ción un “troquel”, de forma tal que quien presente los 5 troqueles en la jornada del 24 de octubre, recibirá un libro “inédito” sobre electrónica con más de 500 circuitos prácticos, que el ingeniero Vallejo está preparando para tal ocasión (en anteriores ediciones se dieron los tres primeros troqueles). Además, junto con el mencionado libro, se entregará un cupón sin cargo, para participar del sorteo de un set de instrumentos (osciloscopio, fuente de alimentación, multímetro digital, soldador y desoldador), que se llevará a cabo el mismo día del evento. Como siempre, tenemos el Concurso XI Aniversario, en el que entregaremos como 1 er
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ULTI MO AVISO "L i c en c i a p a r a Comercializar Nuestr os Proyectos"
El día 26 de septiembre del corriente año, en el local de Recordamos que, como una Cyber Café, sito en la calle Baforma más de beneficiar a cacay 1715 de Capital Federal, quienes confían en nosotros, se realizará la XVI Jornada de Saber Electrónica otorga licenElectrónica. cias "GRATUITAS" a todos A continuación indicamos aquellos lectores que deseen el nombre de quienes estarán fabricar equipos y dispositivos a cargo de las exposiciones y electrónicos en base a proyecdetallamos los temas que se tos que fueran publicados en tratarán en la jornada. los distintos números de nues1 - El señor Juan José Foltra querida revista. Como es guerona expondrá sobre "Sissabido, por ley está prohibida temas de seguridad" y "Conla reproducción total o parcial troles y accesos". del contenido de nuestros artí2 - El Ingeniero Alberto H. culos; sin embargo, nuestros Picerno lo hará sobre "El Rey lectores pueden solicitar autoMicro" (título bajo el que trata rización por escrito para la coel tema "Microprocesadores"). mercialización de los proyec3 - El Ingeniero Cayetano tos. Los únicos requisitos para Grossi expondrá sobre el "Fuacceder a este beneficio es ser turo de la TV Digital". socio del Club Saber Electróni4 - El profesor Francisco ca (que también es gratuito y Vallet disertará sobre "Converpor intermedio del cual los lectidores a continua: desde los tores reciben gran cantidad de años '30 a los actuales de So beneficios adicionales) y solicinic KV29V10C o Toshiba tar la licencia. CP21E46 pasando por las Demás está decir que quiefuentes de PC". nes comercialicen nuestros 5 - El Ing. Horacio D. Valleproductos sin autorización, sepremio otro osciloscopio, un jo disertará sobre "Satélites rán perseguidos con todo el ri TV de 29" y un viaje a Floriasobre América Latina". nópolis para dos personas. En gor de la ley. A C L A R A C I O N : Para acceder este sorteo intervendrán todos Recordamos que Saber a esta licenica, los socios deElectrónica cumple 11 años de los cupones recibidos antes ben realizar la solicitud por esdel 20 de octubre de 1998. edición ininterrumpida y van crito, indicando cuál es el protoRogamos que quienes de12 años desde que se publicó seen asistir reserven su vacan- tipo que desean comercializar. por primera vez un título de "La licencia no es general". Editorial Quark. Por ello, lan- te lo antes posible. Los temas se pueden consultar en nueszamos el Concurso XI anivertras oficinas (telefónicamente A PA E I n f o r m a : sario. La participación es graal 951-5531) desde el 15 de CONVOCATORIA A ASAMBLEA tuita y los socios del Club agosto. además tienen chance con La Comisión Directiva de
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APAE resolvió el 25 de agosto de 1998 convocar Asamblea Ordinaria Anual, la cual tendrá lugar el martes 29 de septiembre próximo a las 19 horas, en la sede de la secretaría: Carlos Guido Spano 4565, Munro. Orden del día: 1) Elección de dos asam bleístas para firmar el Acta de Asamblea. 2) Lectura y consideración de Memoria, Balance General, Cuadro de gastos y recursos, más el informe de la Comisión Revisora de Cuentas del ejercicio finalizado el 30 de junio de 1998. 3) Elección de todos los miembros de Comisión Directiva por vencimiento de su mandato. 4) Análisis de la actividad para el corriente ejercicio. La Asamblea se constituirá en primera convocatoria con la presencia de la mitad más uno de los asociados y, en segunda convocatoria, con la presencia de la Comisión Directiva y no menos de 16 socios. Requisitos para asistir: socios al día con tesorería hasta 24 horas. Antes del inicio de la Asamblea.
La Comisión Nacional de Comunicaciones (CNC) rcuerda que, antes de utilizar un sistema de radiocomunicaciones, el usuario debe consultar si necesita autorización para ello y, además, verificar que el equipo que va a adquirir esté homologado. El ente regulador tiene a su cargo el control de las frecuencias radioléctricas que utilizan para efectuar comunicaciones las empresas comerciales e industriales, las flotas de camiones, aviones y barcos, los radioaficionados y los servicios de salud y seguridad públicos y privados. Una estación no autorizada o el uso de equipos no homologados o no aptos para el servicio al que se los destina puede interferir a otra autorizada, que puede pertenecer a un hospital, a los bomberos, a la policía u otros servicios públicos. La CNC previene al comprador de un equipo de telecomunicaciones sobre la necesidad, antes de efectuar la adquisición de un equipo, de exigir al comerciante los siguientes datos: número de homologación o codificación, tipo, marca y modelo y vencimiento de la inscripción en los registros del ente regulador. Co m i s i ón N a c i o n a l El listado de equipos homod e C om u n i c a c i o n e s logados y de equipos codificaOFICINA DE PRENSA dos puede consultarse en la Para evitar las interferensede central o en las delegaciocias con otras frecuencias: nes de la CNC. LA CNC RECUERDA A LOS El Centro de Atención al USUARIOS QUE LOS EQUIPOS Usuario del Espectro RadioeDE RADIOCOMUNICACIONES léctrico (CAUER) de la CNC DEBEN ESTAR HOMOLOGAfunciona en Perú 103, piso 2º, DOS Y AUTORIZADOS 1067 Capital federal y recibe
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consultas personales, de lunes a viernes de 11 a 16. También pueden hacerse consultas por Fax, al 01-347-9741 o por carta y, en estos casos, es indispensable que el interesado precise en detalle el servicio de telecomunicaciones acerca del que necesita información. Comisión Nacional de Comunicaciones Oficina de Prensa Perú 103. Capital Federal Tel: 347-9250 Fax: 3479253 E mail:
[email protected]
A Los lect or es Durante el presente mes de agosto hemos respondido las consultas de 42 lectores sobre un total de 234 cartas recibidas (efectuaron 67 consultas, el resto fueron mensajes de diversos temas y saludos). !
T ROQUEL Nº 3 (para la adquisición del texto XI Aniversario) NO RESPON DEMOS CONSULTAS TECNICAS POR TELEFONO NI
PERSONALMENTE
Solamente respondemos aquéllas que son hechas por carta o por fax. Las respuestas de las mismas se hacen únicamente en esta sección .
Rivadavia 2421, piso 3º, of. 5 (1034) Buenos Aires Tel. - Fax: 953-3861
V I D E O CA M CO R D E R S P A L
L OS M EJ O R E S CA M CO R D E R S D E L A T E MP O R A D A CONCLUSION
EN LA EDI CI ON ANTERI OR PUBLI CAM OS LAS CARAC- TER I STI CAS D E LOS CAM CORD ER S N TSC QU E SE H AN D ESTACADO D URAN TE EL AÑO 1997 Y LO QUE VA D E L 9 8 . TE N I E N D O E N CU E N T A L O S I N F O R M E S D E VEN TA D E LAS PR I NCI PALES CASAS D E ELECTRO- D OM ESTI COS, PUBLI CAM OS EN ESTA EDI CI ON L AS CARACTERI STI CAS PRI NCI PALES D E LOS EQUI POS M AS BUSCADOS CON N ORM A PAL.
Por Egon Strauss
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ara sim plificar la interpretación de los datos y especificaciones sum inistradas para cada m odelo, usarem os un listado num érico con un núm ero de guía cuyo sign ificado establecem os en la lista siguiente. En el listado q ue acom paña a cada m od elo de cam corder se usan abreviaciones cuyo sign ificado es el siguiente: A E = A U T O M A TIC E X PO SU R E = exposición autom ática AF = AU TO M ATIC FO CU S = foco autom ático A I = A U TO IRIS = A RTIFIC IA L IN TELLIG EN C E = iris autom ático = inteligencia artificial
AW B = A U T O M A TIC W H IT E B A LA N C E = balance de blanco autom ático B /N = b lanco y negro cc = corrien te continua C C D = C H A R G E C O U P LED D EV IC E = dispositivo de acoplam iento capacitivo D IS = D IG ITA L IM A G E STAB ILIZER = estabilizad or digital de im agen D SP = D IG ITAL SIG N AL PRO C ESSO R = procesador digital de señal EIS = ELECT RO N IC IM A G E STAB ILIZER = estabilizad or electrónico de im agen PIP = PIC TU RE IN PICT U RE =
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im agen den tro de la im agen PO P = PICTU RE O U TSID E PICTU RE = im agen fuera de la im agen TFT = TH IN FILM TRA N SISTO R = transistor de película d elgada T T L = TH R O U G H T H E LE N S = a través de la lente V ITC = V ER TIC A L IN TE RVA L TIM E C O D E = código tem poralde intervalo vertical Las especificaciones de los cam corder en el siguien te listad o están basadas en los datos sum inistrados por cada m arca. Se consideran correctas en m om en tos de escribir este listado. D am os en esta p rim era p arte, una selección de cam corders N TSC y en la próxim a edición PAL.
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Camcorders PAL
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Canon UC-X1Hi Hi8 90 minutos con E5/P5-90 180 minutos con E5/P5-90 20,051 mm/seg. 10,026 mm/seg. no zoom motoriz., 12:1 óptico, 24:1 digital, macro, F:1,8 CCD, 440.000 pixel, 1/3 pul. 1/50 a 1/10.000 seg., High Speed Eye control, autom. TTL AE LCD, color, 166.000 pixel, 0,7 pul. estéreo HiFi sí sí, óptico 188 x 100 x 101 mm 0,860 kg batería litium-ion, cargador, cables efectos digitales, control por ojo, batería litium-ion, control remoto
NUMERO DE GUIA
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Telefunken C 1505 VHS-C 45 minutos con EC-45 90 minutos con EC-45 23,39 mm/seg. 11,7 mm/seg. no zoom motoriz. 12:1, macro, F:1,6 CCD, 1/4 pul, 320.000 pixel 1/50 a 1/2000 seg. manual-autom. AE CRT, B/N mono no no 223 x 111 x 110 mm 0,780 kg batería, cargador, cables, adaptador de VHS-C cabeza de borrado rotativo, control de edición
SIGNIFICADOR DE LOS NUMEROS DE GUIA
m arca m odelo form ato tiem p o de grabación en m o do SP tiem p o de grabación en m o do LP o EP velocidad en m odo SP velocidad en m odo EP o LP control rem oto lente dispositivo captador de im agen obturador sistem a de enfoque control de abertura m ira electrónica m icrófono (st = estéreo) titulador estabilizador de im agen dim ensiones en m m peso en kg accesorios sum inistrados características esp eciales
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Camcorders PAL
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
Grundig LC 550 SC S-VHS-C, VHS-C 45 minutos con EC-45 --23,39 mm/seg. --sí zoom motoriz., 14:1, F:1,4 CCD, 680.000 pixel 1/50 a 1/500 seg AF y manual AE TRC, 2/3 pul., B/N estéreo HiFi no sí 117 x 116 x 225 mm 0,870 kg batería , cargador, cable s, adaptador VHS-C control remoto, programas AE, E.I.S., sincro-edit
JVC GR-SV3 VHS-C 45 minutos con EC-45 90 minutos con EC-45 23,39 mm/seg. 11,7 mm/seg. no zoom motoriz., 3:1, F:2,8 CCD, 1/4 pul., 320.000 pixel fijo autom. fijo LCD, color, 2,5 pul., y óptico mono no no 172 x 120 x 82 mm 1,0 kg batería , cargador, cable s, adaptador VHS-C pantalla LCD color, mensajes en pantalla, formato 16:9, cabeza de borrado rotativo
Grundig - LC 550 SC - S-VHS-C
JVC - GR-SV3 - VHS-C
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I N F O R M E E S P E C I A L No v e d a de s e n l a P r o d u c c i ó n de P ro ce sadore s Digitales de Alta Densidad LLEGAN NOTI CI AS D E LOS ESTADOS UN I D OS QUE CONFI RM AN QUE SE H AN I NTROD UCI D O NUEVOS AVANCES EN LA FABRI CA- CI ON D E PROCESAD ORES D I GI TALES D E ALTA D ENSI D AD . EN ES- TA NOTA BRI ND AM OS UN I NFORM E SOBRE EL TEM A.
Por Egon Strauss
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uando ya se hab ía llegad o a conductores internos en los circuitos integrados del orden de los 0,25µm de ancho, se p ensó que la red ucción adicional, necesaria para una m ayor densidad de los com ponentes discretos en los procesadores integrados, tropezaría co n dificultad es p or varios m otivo s. En esta encrucijada llegó una solución de p arte de u na em presa llam ada Sem atech, qu e se había form ado unos años atrás en A ustin, Texas. Sem atech fue fundada por las em presas prod uctoras m ás im portantes co n el solo objeto de contribuir a la investigación y el desarrollo de sem iconductores. Integran Sem atech actualm ente: A dvanced M icrodevices (A M D ), D igital Equipm ent, H ew lett Packard, Intel, IB M , Lucent Technologies, M otorola, N ational Sem iconductors, Rockw ell International y Texas Instrum ents. El prim er paso de Sem atech fue el de cam biar de alum inio a cobre com o m aterial de los conductores
interno s de los procesadores integrados. El alum inio posee una resistencia óh m ica m ayor que el cob re, sobre todo en las dim ensiones m inúsculas que se necesitan en el interior de los procesadores integrados, pero el m ism o fue hasta ahora el m aterial m ás indicado para su d ep ósito en el proceso d e fabricación. El no poder usar el cobre había significad o h asta aho ra un im pedim ento, debido a las características quím icas del cobre que hacían m uy difícil su incorporación en circuitos integrados a pesar de las ventajas eléctricas que ello pudiese significar. Las excelentes características eléctricas del cobre son bien conocidos y tam bién su m aleabilidad q ue lo hacia m uy d eseable en esta función. Felizm ente, los lab oratorios de Sem atech pudieron superar los inconvenien tes quím icos y así lograron pistas internas de sólo 0,18µm y se llegó aun a sólo 0,10µm . C on ello queda ya elim inado el alum inio
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en las pistas de m enor ancho a los 0,25µm y se piensa qu e con el nuevo tipo de construcción pronto aparecerán procesadores con una velocidad de operación m ayor a la actual de 1.000 M egabits = 1 G igabit, que p arece ser el lím ite en el presente. Tam bién form an parte de esta renovación de recursos de fabricación, los m edios usados para el dep ósto de las capas conductoras y de los m ism os transistores del procesador. En los m odelos conven cionales, se utiliza rayos de luz violeta p ara el proceso d e litografía invo lucrado, pero en la actualidad se está experim en tando co n rayos ultravioletas y rayos X qu e perm iten u na d ensidad m ayor del proceso. O tra innovación consiste en la red ucción de la cap a aislante que form a parte de la co nstrucción interna de cada transistor y que pudo reducirse con los nu evos procesos unas cinco veces. Se logra así un transistor de sólo 60n m de espesor,
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Tabal 1
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Tipo
1979 1981 1984 1985 1989 1993 1994 1994 1995 1995 1996 1997 1997 1997 1998 1998 1998
8086 8088 80286 80386 80486 Pentium (P5) 5x86 (Cyrix) N x586 (N exG en) K 5 (A M D ) Pentium PRO (P6) Pentium M M X (P7) Pentium II (P8) K 6 (A M D ) M 2 (6x86) (Cyrix) Pentium II (P8) G U TS (IB M ) A LPH A 21264 (D IG ITA L EQ U IP)
Cantidad de transistores 29.000 40.000 134..000 275.000 1,200.000 3,100.000 (0,8 m m ) 1,900.000 3,500.000 4,200.000 5,500.000 (0,6 m m ) 5,500,000 (0,35 m m ) 7,500.000 (0,35 m m ) (0,35 m m ) 6,000.000 (0,35 m m ) 7,500.000 (0,25 m m ) Consum o 6,3 w att
Clock
Rendimiento
8 MHz 8 MHz 12 M H z 25, 33 M H z 33, 50, 66,100 M H z 66, 75, 133, 150, 166, 200 M H z 75, 100,120, 133 M H z 166, 200 M H z 75, 90, 100 M H z Sim ilar a Pentium 166, 200, 233, 266 M H z 233, 266, 300 M H z 166, 200, 233 M H z 233 M H z 300, 330 M H z 1000 M H z (1G H z)
0,75 M IPS 0,75 M IPS 2,66 M IPS 12 M IPS 54 M IPS 100 M IPS y m ás Idem Idem Idem 200 M IPS y m ás 420 M IPS 561 M IPS 488 M IPS
1000 M H z (1 G H z)
que eq uivale a la m agn itud d e sólo conocido s y usado s desde 1979 has182 átom os. ta 1998. Los nu evos procesadores de IB M La sigla M I P S significa m illones y d e D igital Equipm ent, am bas firde instrucciones por segu ndo y es m as pertenecientes al Sem atech, p a- una m edida de la rapidez con la recen indicar que estas em presas ya están usando algu nas de estas nuevas tecnologías. El procesador G U TS de IB M tiene un consum o de solo 6,3 w att y posee una capacidad de 1 G igabit. Tam bién el procesado r A lpha 21264 de D igital Equipm ent posee esta cap acidad, si bien con un consum o sub stancialm ente m ayor. C on la actual invasión digital de la D TV (Televisión digital) y del D V D (D igital Versatil D isc) cabe esperar que la necesidad de procesadores del orden de los G igabit no se lim itará sólo a la co m putación y pron to p od rem os ver procesadores de M PE G con esta nueva tecnología. En la Tabla 1 vem os una sino psis de los m icroprocesado res m ás 1
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cual un m icrop rocesador puede funcionar. La velocidad operativa d e los chips y m icroprocesado res para com pu tación, aum entó en m enos de veinte años, unas 125 veces y su capacidad creció m ás de 300 veces. En la figu ra 1 vem os algu nos de los procesadores m encionados en la Tabla 1. C on respecto a los procesadores digitales destinad os a la televisión digital (D TV ) y a los discos D V D , encon tram os una m arca especializad a en este tipo de circuitos integrados de elevad a p otencia operativa que es C -C ub e cuyo s prod uctos aparecen con m ucha frecuen cia en los equipos digitales respectivos. Para la aplicación en los codificado res M PE G -2 esta m arca ha desarrollado u na nu eva plataform a deno m inada D V X que ya ofrece varios m odelos de decodificadores
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para todas las ap licaciones. Estos procesadores poseen, desde luego, una gran co ncentración de transistores incorporado s en cada p rocesador y su aspecto es sim ilar a lo acostum brado en p rocesado res para com putadoras. En la figura 2 vem os el aspecto d e esta nueva línea. Se utiliza procesadores RISC (Reduced Instruction Set C om puter) de 32 b its in- 2 corporado s en cada chip, junto con un D SP (D igital Sign al Processor) coprocesado r que efectúa unas 1,6 m illones de o peraciones aritm éticas por segu ndo a nivel de pixels. Las co nexiones entre chips se efectúan a un a tasa de 80 M egab ytes por segundo. Esta velocidad considerable p erm ite las m últiples operaciones n ecesarias p ara la codificación M PE G . Se usa tam bién un tratam iento de la señal en form ato 4:2:2 adem ás del m ás sencillo 4:2:0. Estas variantes perm iten usar el m ism o procesador en ap licaciones profesionales y de usuario con la consiguiente sim plificación tecnológica. Las posibilidades incluyen tam bién las varian tes d e la codificación V B R (Variable B it Rate) que es de sum a im portancia para los discos D V D y D V D -R AM . Entre los procesado res m ás recien tes de esta línea encontram os los tipos Z iVA -D S y Z iVA -D 6 que se usan en equ ipos D V D . En la Tabla 2 vem os las especificaciones p ara estos do s tipos de d em odu ladores D V D . La sigla S/PD IF sig3
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nifica: Serial/Paralel D igital Interface = interfase digital serie-paralela. El térm ino ED O D RA M se refiere a Extended D ata O utpu t D ynam ic Random A ccess M em ory. Este tipo de m em oria D RA M es un 10% m ás rápido, aproxim adam ente, que los tipos com unes de D RA M . A m bos procesadores se d istinguen por su m od o d e audio, pero incluyen entre sus prestaciones tam bién funciones com o p lay, pause, slow y o tros sim ilares. El sincronism o en tre au dio y video es autom ático. U no de los detalles que resaltan la sim ilitud en tre p rocesadores de com putación y de video com o los de C -C ube y q ue tam bién dem uestran la co m plejidad de estos últim os, es el hecho qu e m uchos de los pri-
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m eros de la Tabla 1 tienen zócalos de 238 patas, m ientras qu e los de la Tabla 2 tien en zócalos sim ilares de 208 patas. A pesar de cum plirse con este tipo de procesado res nuevo s, el concepto de la convergencia de P C y TV, sigu e en plena vigencia tam bién en otros procesadores para la grabación de los discos D V D en todas sus varian tes. N o sólo el D V D -video, sino tam bién el D V D -RO M y el D V D -RA M requieren procesadores digitales p ara poder hacer fren te a los req uisitos exigen tes d e la grabación dom éstica de estos discos. U no de los juegos de integrados para este fin es producido por M atsushita y lo observam os en la figu ra 3. Se trata d e un conjunto de 5 circuitos integrados con las siguien tes especificacion es: M N 103006, qu e cum ple las funciones de controlador de d iscos ópticos y con funciones de grabación y reprod ucción . El M N 67701 que es un procesado r digital de señales con funciones de servom ecanism o. El A N 8826 com o am plificador de servo para grabación y reproducción. El M N 8624 es un circuito de canal de lectura p ara la rep roducción de varias clases de d iscos, de acuerdo a lo indicado m ás arriba. El quinto integrado de la serie es un circuito oscilador que se usa para la generación de los pulsos del clock de grabación. C abe señalar que este conjunto de 5 integrados de M atsushita perm ite velocidades de lectura de dos veces para el D V D -RO M y
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TABLA 2. Esp ecif i cacio nes de demo du lad or es DVD d e C-Cu be. CARACTERISTICAS
ZiVA-DS
ZiVA-D6
M PEG -1, M PEG -2 720 x 480 @ 30 H z 720 x 576 @ 25 H z 352 x 240 @ 30 H z 352 x 288 @ 25 H z
M PEG -1, M PEG -2 720 x 480 @ 30 H z 720 x 576 @ 25 H z 352 x 240 @ 30 H z 352 x 288 @ 25 H z
N TSC , PA L D V D , V ideo C D , C D -A D ESC IFRA D O C SS
N TSC , PA L D V D ,V ideo C D , C D -A D ESC IFRA D O C SS
VIDEO
N O RM AS D E D EC O D IFIC A C IO N RESO LU CIO N D E CO M PRESIO N (pixels)
FO RM ATO S C O M PATIB ILID A D PRO TEC C IO N D E C O PIA S AUDIO
N O RM AS D E D ECO D IFICACIO N
D O LB Y D IG ITAL 5.1 con SALID A en 2 CA N A LES, M PEG -1 y M peg-2
D O LB Y D IG ITAL 5.1,
2 de A U D IO + S/PD IF 44,1, 48, 96 kH z
6 de A U D IO + S/PD IF 44,1 48, 96 kH z
IN TERFA SE PA RA LELA D V D /C D o IN TEFASE de H O ST de 8 BITS 16 M bits/seg (perm anente) 16 M bits/seg (perm anente)
IN TERFA Z PA RA LELA D V D /C D o IN TERFAZ de H O ST de 8 BITS
16 M bits de ED O D RA M de 60 ns
16 M bits de ED O D RA M de 60 ns
3,3 V ± 5% (tolera 5 Volt) 208 patas PQ FP
3,3 V ±5% (tolera 5 Volt) 208 patas PQ FP
C A N A LES D E SA LID A TA SA D E M U ESTREO
M PEG -1 y M PEG -2
SISTEM A
EN TRA D A D E D A TO S TASA D E D ATO S CO M PRIM ID O S
160 M bits/seg (por ráfagas) 160 M bits/seg (por ráfagas) D RA M FISICAS
TEN SIO N D E EN TRA D A EN C A PSU LA D O en caso d e ser usado en circuitos com binad os, de 20 veces para el C D -RO M . O tro tipo de procesador de un sólo chip es prod ucido por H yun dai con el nú m ero de tipo H D M 811P, y su circuito de ap licación surge d e la figura 4. Se trata d e un integrado especialm ente diseñado para los discos D V D . Los discos que se graban con estos procesadores son del tipo de cam bio de fase. C om o se sabe existen en estos discos m ateriales com o la aleación de plata –indio –antim onio –telurio (A g-In-SB -Te), que cam bian de fase durante el proceso d e escritura. C on estos m ateriales se logran discos que p ueden grabarse y regrabarse
m uchas veces. Existen versiones aptas para CD y D V D . En una nota
4
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posterior nos ocuparem os de este tem a con m ayor detalle. !
R A D I O A R M A D O R
Gr á fi c o s e n R F LA CARTA O GRAFICO D E SM IT H N OS H A PARECID O SIEM PRE COM O AL GO M IST ERIOSO, SOLA M ENT E COM PREN SIBLE PARA AQU ELL OS IN ICI AD OS EN SUS SECRET OS Y L EJOS D E LA COM PREN SION D E NO- SOT ROS, POBRES M ORTAL ES. N O OBSTAN T E N O ES ASI , YA QU E ES POSIBL E, EN POCO RATO, APREN D ER SU S RUD IM EN T OS QUE, SI N L A PRET ENSION D E CON VERT IRN OS EN EXPERT OS, NOS PERM IT IRAN UN A M EJOR COM PRENSION D E LOS D ATOS QUE SE EN CUENT RAN EN L OS M AN UA L ES D E TRAN SIST ORES Y CIRCUIT OS IN T EGRAD OS D E RF. LO QU E N O ES POCO. Por A rnoldo G aletto del dep to. técn ico de G A Electrónica
El plan o del coefi ci ente de r efl exi ón
La Fig. 1 nos muestra a un número complejo z = x +j y representado como un punto en el plano complejo. La parte real x se encuentra sobre el eje real horizontal, su parte positiva hacia la derecha, y la parte imaginaria y está ubicada sobre el eje imaginario, considerándose su parte positiva hacia arriba. Podemos expresar al mismo número complejo z dando sus coordenadas en forma polar. Estas son la magni- 1
tud (o módulo): z
=
x
2
+
y el ángulo (o argumento): y
2
θ = arctan
y x
Los números comple jos que deseamos representar para explicar los gráficos de Smith, son los coefi ci entes de reflexión , y el plano en particular, cuyos puntos representan los coeficientes de refle xión, lo llamaremos plano de los coeficientes de reflexión. Sabemos que la magnitud de un coeficiente de reflexión no puede ser mayor que la unidad, de modo que la parte del plano de los coefi-
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G R A F I C O S
cientes de reflexión que nos concierne es aquella parte que se encuentra comprendida dentro de un círculo un i - dad alrededor del origen. La Fig. 2 es una muestra de esta región circular. Ya que es normalmente más conveniente trabajar con la forma polar del coeficiente de reflexión, se incluye una escala radial, y la periferia del círculo se encuentra dividida en grados de modo tal que la magnitud /ρ/ y el ángulo θ pueden ser localizados con una regla y un transportador.
Una línea con dieléctrico de aire, sin pérdidas, está excitada a 600MHz. El coeficiente de refle xión en el plano de referencia b es 0,5∠60°. ¿Cómo hallamos el coeficiente de reflexión correspondiente al plano a, 10cm hacia el generador? y ¿en el plano k , 10cm hacia la carga? En una línea con dieléctrico de aire la velocidad de propagación es de: 3 * 1010
R F
2
Veam os un ej em plo:
R
EN
10cm cm 50
=
0,20λ
λ
(λ es la longitud de onda) el desplazamiento de fase es de : 360
gra dos λ
* 0,20λ = 72°
cm s
(la velocidad de la luz), de modo tal que a 600MHz la longitud de onda es: 3 * 1010
cm
s 1 6 * 108 s
=
50cm
y a una distancia de 10 cm:
3
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El coeficiente de reflexión /ρ/ tiene siempre el mismo valor en una línea sin pérdidas, mientras que θ cambia con las posición el doble de rápido que la onda. El cambio en θ es positivo (sentido opuesto a las agujas del reloj) en la dirección hacia la carga. Luego, para encontrar los puntos ρb y ρc en la carta de Smith, comenzamos en ρb y nos movemos en ambas direcciones en arcos circulares alrededor del centro de la carta en ángulos de 2*72 = 144 grados (Fig. 3). En resumen: nos moveremos dos grados en la carta por cada grado a lo largo de la línea. En sentido contrario a las agujas del reloj hacia la carga, y en sentido opuesto hacia el generador. Ej em plo :
¿Dónde se encuentra el mínimo de tensión de la onda estacionaria en la línea del ejemplo precedente? Un mínimo de tensión se produce donde las tensiones de directos y reflejados están en oposición de fase, esto es, donde θ = 180 ∞. Un máximo ocurre donde se encuentran en fase, o sea θ = 0 ° . Para llegar a los 180° más cercanos de ρb, nos movemos contrariamente al reloj en 120 ° (Fig. 3). Esto es igual que si nos mo vemos hacia la carga en una “distancia” eléctrica de 60 grados. Luego, tenemos un mínimo de tensión en:
G R A F I C O S
4
EN
R F
5
1 long _ onda 60°* 360 gra dos
0.167long _ onda * 50
=
long _ onda 0167 .
cm long_ onda
=
8.35cm
hacia la carga desde el plano b. L a gri ll a de im pedancia
La carta o gráfico de Smith es una carta del coeficiente de refle xión sobre la que se ha superpuesto un conjunto de coordenadas de impedancia o admitancia. La Fig. 4 muestra a una carta de Smith con una grilla de impedancia normalizada . El lugar geométrico de la resistencia constante c , la componente resistiva de: _ Z = Z/Zc , y el componente reactivo con c constante, son conjuntos de círculos mutualmente orto- 6
gonales, o sea que en todos los pun- recho. La naturaleza de la impetos en que se intersectan se encuen- dancia en diferentes regiones de la tran formando un ángulo recto, 90˚, carta está indicada en la Fig. 6. Todos aquellos puntos debajo tal como se ve en la Fig. 5 para algunos puntos. del eje horizontal corresponden a Los centros de los círculos de R impedancias con componentes reactivas capacitivas, los puntos por se hallan sobre la línea horizontal encima responden a impedancias del gráfico. Los centros de los círcon componentes reactivos inducticulos de X se encuentran todos ellos sobre una línea vertical que es vos. Las impedancias que yacen sobre el eje horizontal son resistivas. tangente al punto derecho de la Las impedancias a la izquierda del carta. Todos los círculos tienen en eje vertical son menores que Zc, común al punto en el extremo deaquéllos a la derecha son mayores que Zc. La magnitud de las impedancias que se encuentran sobre el eje vertical son iguales a Zc. En el próximo número de Saber Electrónica, seguiremos analizando este tema, dando algunos ejemplos de aplicación y otras pautas para la determinación de diferentes parámetros (escalas radiales y escalas circulares). !
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y l i s c a á f h c e i f d s s l o a c e i t t c r o á r c . p e a n s R i l . o t u i s t e u l r c a a r t c i c i g n i n d e o y s c l , s a r e o t c a n i g e g e ó l p m l a a a r n u a a s p n s s o a e t i m u i p c n i o r a c c c e i l u b 0 q u 8 p 1 a e s e d s o , a s e t u s l a q n e s o c u e q l n í b ó m a i n n c c o e e i c l c o e c l o a c L . s e a j h t a c i n F o m
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 277 - SABER Nº 135
CONTROL DE VELOCIDAD PARA MOTOR DE INDUCCION Este control de potencia para motores de inducción es sugerido por RCA y soporta corrientes de hasta 6A tanto en la red de 110V como de 220V. El potenciómetro debe ser de alambre con disipación de por lo menos 2W. Y depende de la tensión de la red. El Diac puede sustituirse por equivalentes.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 278 - SABER Nº 135
ECUALIZADOR PARA DECK Este ecualizador para pasacintas hace uso de un integrado LA320 y tiene una tensión de alimentación de 5V. La carga es de 5k1 y todas las conexiones deben ser blindadas para evitar la captación de zumbidos.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 279 - SABER Nº 135
PREAMPLIFICADOR DE AUDIO El TAA201 es un amplificador diferencial con 60 veces de ganancia, sirve de base para este preamplificador. La impedancia de entrada es de 150k y la impedancia de salida de 8k. La banda de valores de operación es de 300kHz. Observe la utilización de fuente simétrica de 6V.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 280 - SABER Nº 135
AISLADOR OPTICO DIGITAL Este aislador óptico para circuitos TTL hace uso de un comparador diferencial LM111 (LM211/LM311) de Texas Instruments. La tensión de alimentación es de 5V y su salida es compatible con entradas lógicas TTL. El acoplador óptico es del tipo convencional.
m o F n ci t h a a j e s . c L a o l c e o c l ci e e c o n n ci a m ó b l í n e q s u c e o q n l a s u e s t , a s o d e s e p a 1 u q 8 b u 0 l e c ci a c i r o c n p u m i t i e a s o n s p s u a a n a r a a l l m p ó e g e n g ci t a o e r l s , a c s y o n e d i n g c i i r c t a a l c r e u i t u s. t o l i n R s a e p r . c á o c r t t e ci l o a s s d f e ci f h a á s ci l y
y l i s c a á f h c e i f d s s l o a c e i t t c r o á r c . p e a n s R i l . o t u i s t e u l r c a a r t c i c i g n i n d e o y s c l , s a r e o t c a n i g e g e ó l p m l a a a r n u a a s p n s s o a e t i m u i p c n i o r a c c c e i l u b 0 q u 8 p 1 a e s e d s o , a s e t u s l a q n e s o c u e q l n í b ó m a i n n c c o e e i c l c o e c l o a c L . s e a j h t a c i n F o m
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 281 - SABER Nº 135
OSCILADOR DE RF PARA PRUEBAS El circuito opera en una frecuencia de 1MHz, la bobina está formada por 70 espiras de alambre AWG28 más otra sección de 5 espiras, con el mismo alambre, enrolladas en un bastón de ferrite de 10 cm a 20 cm con 1 cm de diámetro. La tensión de alimentación puede variar entre 6 y 9V. Se da preferencia al uso de transistores de RF para mayor facilidad de oscilación como el BF494 o el 2A216.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 282 - SABER Nº 135
PUERTA OPTICA NAND Para que la salida sea LO es preciso que los tres fototransistores sean iluminados. En cualquier otra condición, la salida será HI. El circuito usa fototransistores comunes y la sensibilidad debe ser ajustada en función de la fuente luminosa de excitación. El circuito es sugerido por Texas Instruments.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 283 - SABER Nº 135
TERMOMETRO ELECTRONICO Este indicador de temperatura usa un diodo común de silicio como sensor y dos transistores como amplificadores para excitación de un módulo UAA170. Con esto, las variaciones pequeñas de temperatura pueden ser acusadas e indicadas por una escala de punto móvil con 16 leds. Una posible aplicación para este circuito es como termómetro doméstico de gran efecto decorativo. El resistor R1 puede ser alterado en función de la escala.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 284 - SABER Nº 135
TRANSMISOR PARA CB DE TRES CANALES Este transmisor es modulado en tono, ajustado en P1, P2 y P3 y su alcance para la banda de los 27MHz está alrededor de 50 metros. Para 72MHz, L1 debe tener aproximadamente 6 espiras de alambre esmaltado 24 ó 26, en forma de 1 cm de diámetro, sin núcleo. Para 27MHz, la bobina tendrá 10 u 11 espiras del mismo alambre en forma de 0,5 cm de diámetro, con núcleo de ferrite. La antena es del tipo telecópica con 30 a 60 cm de largo.
m o F n ci t h a a j e s . c L a o l c e o c l ci e e c o n n ci a m ó b l í n e q s u c e o q n l a s u e s t , a s o d e s e p a 1 u q 8 b u 0 l e c ci a c i r o c n p u m i t i e a s o n s p s u a a n a r a a l l m p ó e g e n g ci t a o e r l s , a c s y o n e d i n g c i i r c t a a l c r e u i t u s. t o l i n R s a e p r . c á o c r t t e ci l o a s s d f e ci f h a á s ci l y
y l i s c a á f h c e i f d s s l o a c e i t t c r o á r c . p e a n s R i l . o t s t u i e u l r a c a c r i t i c i g n n d e o s c y l , s a r e o t c a n i g e g e ó p l m l a a a r n u a a s p n s s o a e i t m u i p c n i o r a c c c e i l u b 0 q u 8 a p 1 s e e d s o , a s e t u s l a q n e o u s c e í q l n b ó m a i n n c c o e e i c l o c c e l o a c L . s e a j h t a c i n F o m
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 285 - SABER Nº 135
PREAMPLIFICADOR CON ECUALIZACION NAB El valor de C depende de la velocidad de la cinta. Para 3 y 1/4 pulgadas por segundo, C debe ser de 1n5 y para 7 y 1/2 pulgadas por segundo, C debe ser de 910pF. La fuente es simétrica de 9 a 12V y la ganancia es de aproximadamente 200 veces.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 286 - SABER Nº 135
GENERADOR DE PULSO UNICO Cuando se presiona S, este circuito produce un pulso agudo de corta duración. El capacitor D1 puede ser alterado en su valor para modificar la duración del pulso y también su intensidad. La tensión de alimentación puede estar entre 6 y 15V.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 287 - SABER Nº 135
GENERADOR DE RUIDO BLANCO Un transistor BC548 sin conexión de colector se usa para generar el ruido blanco, el que es amplificado inicialmente por un transistor más y después por el integrado LM389, el que proporciona excelente potencia en un pequeño parlante de 8 ohm. La alimentación debe hacerse con una fuente de 12V.
CIRCUITOS PRACTICOS FICHA Nº 288 - SABER Nº 135
MONOESTABLE Este circuito, sugerido por Fairchild, usa un integrado 9620 que está compuesto por dos comparadores de línea. Sólo se usa un comparador con la salida cuya duración (t) puede ser calculada por la fórmula que está junto al diagrama. El circuito puede ser alimetnado con tensiones de hasta 7V 7V..
m o F n ci t h a a j e s . L c a o l e c c o c l i e e c o n n ci a m ó b l í n e q s u c e o q n l a s u e s t , a s o d e s e p a 1 u q 8 b u 0 l e c ci a c i r o c n p u m i t i a o e s s n p a s a n u r a a a l m l p ó e e g n g ci t a o e r s , l a c s y o n e d i n g c i i r c t a a l c r e u i t u s. t o l i n R s a e p r . c á o c r t t e ci o l s a s d f e ci f h á a c s i l y
A RT ICULO
D E T A PA
A M P L I CA P 3 0 0 0 W A MP LIFICADOR
DE
AUDIO
DE
A LT A P OTENCIA
P r e s en en t a m o s a c o n t i n u a c i ón ó n , e l ci ci r c u i t o d e u n a m p l i f i c a d o r d e a u d i o e st st é r e o d e a l t a p o t e n ci ci a p a r a s er er e m p l ea ea d o c o m o e ta p a d e sali da en e spectáculo s mu sica les, les, e s una alt er nat i - v a d e u s o v ál i d o c om o m o a m p l i f i c a d o r d e a l ta t a f i d el i d a d p a r a e l h o g a r . E l s i s t em em a e n t r e g a u n a p o t en e n ci c i a d e sa sa l i d a d e l o r d en d e l o s 9 0 W R M S p o r c a n a l , l o q u e r e p r e s en en t a u n a p o t e n ci ci a t o - t a l d e l o r d e n d e l o s 3 0 00 0 0 W PM PM P O , d e f i n i c i ó n a l a q u e n o s t i e - n en en a c o st s t u m b r a d o s l o s f a b r i c a n t es es d e a u d i o p a r a p r e s en en t a r l a p o t en e n ci c i a d e l o s eq eq u i p o s q u e c o m er e r c i a l i z a n . Nu N u e s tr t r o s i s t ee- m a i n c l u y e c o n t r o l d e t o n o s , c o n t r o l d e ba b a l a n c e, e, e c u a l i z a d o r d e e n t r a d a y v úm úm et e t r o i n d i c a d o r d e p o t en e n ci ci a d e s a l i d a .
Co n Co n t r o l e s d e T o n o , B a l a n c e y E c u a l i z a d o r Por: Horacio D. V allejo a llejo 73 S A B E R E L E C T R O N I C A Nº 135
A MPLIFICADOR
S
i U d. arm arm a equ ip o s des de sd e hace u n ti tiem p o , segu ram en te se se hah abrá brá en contr contrado con p rob lem as cuan d o d ecid ecid ió m o n tar u n am p lificad o r d e au a u d io . Si la p arte am a m p lificadora cadora es m uy p otent otente, e, los com po n en tes son so n caros caro s y crítico s y eso exige exige un dim dim ension am iento ento óp tim o d e la la fu fu en te d e ali alim en tació ació n y d e lo s d isip ad o res. O tro p ro b lem a es el refer eferiid o a la el e lecció ecció n d el p ream ea m p lificad o r id eal ea l p ara ara exc e xciitar la et e tap a d e p o ten cia. cia. E l dim dim ens en sio nam ient en to de la fue fuent ntee q ue no rm alm ent en te o p era era con tens en sión d iferent eren te d e la la et e tap a d e p o ten cia cia y la com co m b in ació ació n d e car ca racterí acterísticas no no siem p re son so n id eal ea les. Tam bién bién p ued en p rod ucir ucirse p rob lem as po p o r falt alta d e ex e x cit citació ació n , d isto rsió n y h asta in in cap acid acid ad d e o p erar con co n cie ciertas fu fu en tes. C o n el o b jeto eto d e eli elim in ar to d o s esto s p ro b lem as, "m ejo ram o s" u n p royect oy ectoo com p leto eto qu e in in clu ye el el am p lificad ca d o r de sali salid a, el p ream ea m p lificado r u n ivers versal y u n vú m etr etro (to d o en u n a sol so la p laca). esta n u eva ev a ver v er-sió n d e u n am p lificado cad o r p u b licad o h ace vari vario s año añ o s, p resenta esenta un u n a m ejo r resp u esta esta en e n b aja aja fr frecu en cia cia p ara ara p o ten cias cias peq p eq u eñ as, lo q u e sig n ifica qu e p od em os contar contar con un am pli plificado cad o r d e al a lta fi fid eli elid ad p ara ara em e m p lear en el h o gar. gar. A d em ás d e la la faci facillid d d e arm arm ad o , se ob o b serva serva el e l em p leo d e tr tran sisto res de p o ten cia com u n es en la la sasalid a (y (y d e b ajo cost co sto ), ad em ás de u n a fu fu en te q u e n o exige exige corri corrien tes alt altas, lo q u e en e n carecerí carecería m u cho ch o el trans an sfo rm ado ad o r q u e se use. Tenem os un a potenci potencia de uno s 90 + 90W 90W com o m áxi áxim o, en un cir circui cu ito cap az d e tr trab ajar ajar con co n señal señ ales es d e C D s, rad io , en trad a au x iliar, ar, sin to n izado zad o r y gr g rab ad o r.
DE A UDIO DE A LTA
Las La s caracte característi sticas ca s gen ge n erale ales del de l p ro yecto yecto q u e se dan a con tin u ació n p erm erm iten un a m ejo r evalu evalu ación de su desem desem peño.
P OTENCIA O TENCIA
qu e p ara ara cada en trada tenem tenem os do s cir circu ito s id én tico s, p u es se trata ata d e u n ap arat aratoo ester estereo eo fó n ico. co . E xist xiste u n a red red d e resisto res qu que p ro cura adap tar la im im p ed anci an cia d e a ) A m p l i f i c a d o r d e p o t en en ci ci a cada fu en te d e señal seña l d e en trada ad a d el - Pote Potenn cia d e sali da d e mu sica l cir circui cu ito . P ara ara el e l C D , p o r ejem ejem p lo , porr can al: 90W po tenem os com únm ente una im im pedan- Pote Potenn cia d e sali da IH F: 58W cia d e en trada ad a d e 50k 5 0kΩ, con u n a sese- Ten Ten sión d e alim enta ció ción: n: 63V ñ al m ás in ten sa, q u e p o r eso se ateate- Corr iente máxi ma por ca- n u a. P ara la la en trad a au x iliar se ti tien e na1,2A tam bién bién un a atenu atenu ación dad a p or - Exci taci ón señ al /r u i do: 80 dB u n resist esisto r d e 470 4 70kkΩ, qu e for formm a un - Impedan Impedan cia de en en trad a: 47k Ω d ivisor visor con co n u n resist esisto r d e 39k 3 9kΩ, ya - Di stors torsión ión ar mónica total a q u e tam tam b ién la señal señ al es in ten sa; máxi ma pote potenn cia : 0,15% o curre curre lo lo m ism o p ara ara el grab grabad adoo r. - Impedan Impedan cia d e sali da: 8 Ω E n el caso caso d e cáp sula sula m agn éti ética, en - Distors Distorsión ión ar mónica a 25 W q u e la la señal señ al es de d e b aja in in ten sid ad , (1kHz) : 0,01% 0,01% la en e n trad a se ef e fect ec tú a en e n la et e tap a sin sin - Res Respues puesta ta d e frecuenci a ( 1dB) : aten aten u ació ació n (p o sició ció n 1 d e la ll llave av e 20Hz a 20kHz S1) S1 ). La señ al se am p lifica en en u n a etap etap a co n d o s tran sisto res de d e al a lta b) Preamplificador gan anci an cia. C o m o se tr trabaj ab aja con señ a- Nú - Número mero d e en en tra da s: 3 les de d e n ivel ve l b ajo ajo , el ru id o d el com co m - Consu Consu mo de corri en te por ca- p o n en te se am p lifica ju n to con co n el nal: 4mA son id o y en to n ces deb de b e to to rn arse arse al- Se Sen sibi lid ad en la en trad a gu n a pro pro vide videnci nciaa para para qu e no apaap am agn é ti ca : 10m 10 m V rezca ez ca el e l ru id o am p lificad o al fin al - Ten Ten si ón d e sal i da ( RMS MS)) : 2V d el p ro ceso. ceso . E so se lo lo gra con el u so ( m áx .) d e tran sisto res d e b ajo ajo n ivel ve l d e rui ru i- Con Con trol de ton ton o tipo Baxenda Baxenda ll: do y alta gananci gan anciaa com o el B C 549 o 2 eq u ivalen valen tes, com o el B C 239 en la - Ten Ten sión d e ali menta ción del etap etap a d e en e n trad a. E l sig u ien te, d e la la sector: 1 2V m ism a etap etap a, n o n ecesit ecesita ser d e ese tip o p u es se se tr trab aja con co n u n a señal señ al P ara exp ex p licar el fu n cio cio n am ien to , m ás in ten sa (ya (ya am a m p lificad a); a); p u ed e an ali alicem o s el cir circui cu ito p o r etap etap as ya ser B C 548 o equ eq u ivalen valentte co n el q u e el e llas fu fu n cio cio n an en fo rm a p rácti ácti- BC238. cam ent en te in dep de p endi en dien entte. E n est esta etap etapaa en con tram o s un circuit cuito d e m u cha im p o rtanci an cia, Preamplificador esen cial cial p ara ara to to d o p ream ea m p lificad o r: E l cir circu ito d el p ream ea m p lificad o r la r ed de ecual ecual iz ación. p o see b ásicam en te 3 etap etap as, u tiliza C u and o se tr transm ite u n a señ señal al p ara ara eso e so 4 transi an sisto res de d e u so g en e- vía radi radioo (FM (FM o A M ) se hace un a ral (B C 548 y B C 549). 549). ciert cierta aten aten u ació ació n y refu refu erzo d e ciercierLa llave av e S1 selecci seleccioo n a cu c u ál d e las tas fre frecu en cias cias p ara facil facilitar la la o p e4 en e n trad as va a u sarse. sarse. E s evid evid en te raci ac ió n d e lo s cir circu ito s rec recep ep to res y
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A MPLIFICADOR adecuar la finalidad de la em isión a las características d el oído hum ano. D el m ism o m od o, po r m otivos técn icos, se g raban los "discos" con refuerzos y aten uaciónes de algu nas frecu en cias y lo m ism o se hace en la grabación de cintas. 2 Para cada fuen te d e program a ex iste u na característica de respuesta d e frecu en cia p ropia de las señales. A l efectuarse su am plificación y posterior rep roducción, debem os devolver a la señal su característica original en lo que se refiere a la curva de respuesta, lo que se co nsigu e m ed iante el refuerzo y la atenuación de d eterm inadas frecuencia. En el caso de los discos se tien e la ecu alización RIA A para las grabaciones m agnéticas y N A B qu e deben estar p revistas en cu alquier circu ito de p ream plificación (figura 2). En el caso de n uestro circuito, com o en todos los pream plificadores, la ecualización se efectúa m ediante u na red de capacitores y resistores que están conectados a un eslabón de realim en tación en las etap as am plificad oras, en el m om ento op ortuno, o sea, m ed iante la m ism a llave selectora d el tipo de señ al que se está trab ajan do. Esa red está indicada en el diagram a en el sector "b" de la llave S1 y va de la salida d e la etap a al em isor del tran sistor Q 1. La señ al que tiene su pream plifica3
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los agudos, y la atenuación será de -23d B en 30H z para los graves y de -22dB en 13kH z p ara los agud os. La curva aproxim ada resu ltan te se ve en la figura 3. Este circu ito tiene su salida acoplad a d irectam ente a la etapa de en trada de poten cia. ción en esta etap a va a segu ir el Fíjese que el sector que d escribicon trol de volum en y luego el con - m os tiene u na ten sión de alim entatrol de tono del tipo B axan dall. ción relativam en te baja, alred ed or En este circuito se tien e u na red de 12 volt. Para la etap a d e p oten de realim en tación selectiva con dos cia, las tensiones y las co rrien tes sectores: uno de graves y otro de crecen a m edida q ue n os acercaagudos. m os, en los tran sistores d e salida. Según la posición d e cada p otenEl am plificad or de p oten cia tien e cióm etro se pued e reforzar o ateun a configuración denom inad a cuanuar los graves y los agudos, segú n si-com plem en taria, con tran sistores el gu sto del oyente. En la p osición Tex as de p otencia T iP33 y TIP34. cen tral del cursor de los poten cióSe proyectó este circuito de m am etros, pasan las señ ales de toda la nera q ue cada p ar de transistores de banda de frecu en cia sin aten uación salida am plifique u n sem iciclo de la ni refuerzo (O dB ); si lo m ovem os señal. Para eso d ebe h aber un equihacia la derech a ten drem os refuerlibrio correcto de las etap as (para zo, en cam bio, hacia la d erecha h a- que la señ al sea sim étrica) que se brá aten uación. El circuito se p rologra si se m an tien e la ten sión de yectó para q ue el refuerzo m áxim o V cc/2 en el pun to de con exión del sea del orden de 18d B en 50H z para cap acitor de acolam ien to al altoparlos graves y d e 18d B en 10kH z para lante. La señ al del pream plificd or se ap lica entonces al prim er tran sistor de la etapa de p otencia, que eleva su inten sidad para ex citar la etap a siguien te, un driver con el B C 639. Este es u n tran sistor de 1A /100V capaz de proporcionar en su salida una señal de inten sidad suficien te p ara excitar la etap a d e
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A MPLIFICADOR poten cia. El eq uilibrio de la etap a de p oten cia en cualquier condición es garan tizad o por un circuito de protección térm ica en el que ten em os un transistor B C 548 (Q 7) m on tad o en el disipad or de calor de los tran sistores de p oten cia. La co rriente en tre el co lector y el em isor de este tran sistor ajustad a p ara u n punto de rep oso ideal con un trim pot conectado en su b ase, sufre d esvíos qu e dep end en d e la tem peratura y m antien en la etap a d e p oten cia en situación de equilibrio, evitará un au m en to excesivo de la corrien te d e reposo. U n au m ento ex cesivo es causa de calentam iento qu e p ued e qu em ar los tran sistores. C ada transistor de p oten cia de salida es excitado en el acoplam ien to directo por un tran sistor de p otencia m edia com plem entario. El TIP34 (del tipo PN P) es excitado po r un N PN B D 137, m ientras qu e el TIP33 (que es un N PN ) es excitado po r un N PN del tipo B D 138. La tensión en el pun to m edio de la etapa q ue co rrespo nde al acoplam ien to del altoparlan te es, en las condiciones de reposo, igual a la m itad de la ten sión de alim en tación o sea, 30V. En los picos positivo s de la señ al, cuando el cap acitor en serie co n el altoparlan te se carga, llega p rácticam ente a V cc o sea 60V , m ien tras qu e en la d escarga, cuan do la cond ucción de Q 7 h ay p icos negativos, llega a cero. Eso significa q ue la ten sión sobre los tran sitores sufre una o scilación cuya am plitud llega a 60V . Para asegurar su integridad , elegim os tran sistores T IP33 y 34 de la clase B , qu e sop ortan 120V de tensión m áxim a en tre colector y em isor. Tam bién pueden usarse los tipos C
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o D con ven taja, pero n o son im prescindibles. Existen do s com pon entes im portan tes p ara la estab ilidad de la etap a am plificado ra: con exceso de p otencia y sensibilidad pued e h aber una ten den cia a la oscilación del circuito. Los cap acitores C 3 y C 4 p ueden ayudar a elim inar la o scilación. Si se produjera, aun en presencia d e esos capacitores, habrá q ue aum entar sus valores. Si eso no reso lviera el problem a d ebem os con ectar capacitores de 220p F entre las bases de los B D 137 y 138 y en las líneas negativa y positiva d e alim en tación. La sigu ien te es la etap a d el vú m etro cu yo fun cion am iento es com o sigue. El V U em plea d os transistores de m od o d e po der op erar con señales de p oca inten sidad. El control de sen sibilidad , único ajuste del circu ito, se efectúa co n un trim pot de 470 Ω. El instrum en to pued e ser un vúm etro (m icroam perím etro) de 0200µ A o cerca de esto. Los cap acitores C 35 y C 36 d eterm inan la inercia de op eración d el instrum ento y p ueden alterarse si se d esea m odificar la respuesta d e la agu ja. Este circuito se alim en ta co n una tensión de 12V que se ob tiene d e la etap a pream plificadora. Finalm en te ten em os el circuito de la fuen te. Para los do s canales a plena p otencia ten em os una corrien te d e 2A y ésta d eterm ina las características del tran sform ad or. La tensión del secundario es de 45V , que rectificada y filtrad a resulta en una carga para el capacitor de filtro del orden de 63V. Esta deb e ser la ten sión m ínim a de trab ajo del cap acitor, cuyo valor está determ inado por la calidad del filtrad o. U n cap acitor de 4.700µ F es
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P O TENCIA suficiente para este circu ito. Lo s diodo s son com unes, del tipo 1N 4007 o 1N 4004 ya q ue, com o la rectificación es en o nd a com pleta y cada diodo sólo co nduce la m itad de los sem iciclos, ten em os una corrien te m áxim a m edia de 1A , qu e está dentro de las especificaciones d e este com ponente. Para m ayor segu ridad pueden usarse tipos de 1,5 ó 2A para 100V . El tran sform ad or y el cap acitor de filtro deb en qued ar fuera de la placa principal y las p istas d el circuito que co rrespo nden a la alim entación deben ser m ás gruesas. El m ontaje d ebe efectuarse m uy cuidad osam ente, sob re tod o en el sector de entrada q ue d ebe estar bien blindad o para evitar inestab ilidades y la cap tación de zu m bidos. El circuito com pleto se m uestra en la figura 1. La placa de circuito im preso se m uestra en las figu ras 4 y 5. Esta p laca deb e fijarse en una caja m etálica por m ed io de separadores, así com o los disipad ores de los tran sistores de potencia. Lo s tran sistores están dotados de aislad ores de m ica o plástico, recu biertos con grasa siliconada p ara que n o se produzca la co nexión indeb ida al radiador, el que, a su vez, está p uesto a tierra p or el propio m ontaje. Para las con exiones de entrada, los potencióm etros de volum en y la llave selectora, deb en usarse cab les blindados. La llave S1 selectora d e entradas es d el tipo rotatorio de 4 polos x 4 posiciones y se u san d os secciones para cada can al. U na co nexión im po rtante en el circuito es el control de b alan ce que consiste en un poten cióm etro lineal que equilibra la inten sidad de señ al en los do s canales.
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Atención: Esta placa está al 80% de su valor real.
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