No title

nr. 17 januari 1985 f4,25 Bfrs. 84

0. tijdschrift voor iobby-elektronica •.•^%A

perkussie veiligheidsknipperlicht schemerschakelaar

onderdelentester

1 3® jaargang nr. 13 januari 1985 ISSN 0167-7349

Hoofdredakteur: P.V. Holmes Chef redaktie: E.J.A. Krempelsauer Chef ontwerp: K.S.M. Walraven

Uitgave van: Elektuur B.V., Peter Treckpoelstr. 2-4, Beek (L) Telefoon: 04402-74200, Telex 56617 Korrespondentie-adres: Postbus 121, 6190 AC Beek (L) Kantoortijden: 8.30-12.00 en 12.30-16.00 uur Direkteur: J.W. Ridder Bourgognestraat 13a, Beek (L)

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

Redaktie Nederland: P.E.L. Kersemakers (hoofd landgroep), J.F. van Rooij, P.H.M. Baggen. I. Gombos, Redaktie buitenland: A. Schommers, R.Ph. Krings Redaktiesekretariaat: C.H. Smeets-Schiessl, G.W.R Wijnen Vormgeving: C. Sinke

Uit de inhoud

Heeft u ook al eens een ogenschijnlijk puntgaaf onderdeel uit de hobbyla in een schakeling gezet, om na twee uur emmeren er achter te komen dat het ding toch niet meer zo puntgaaf was als het leek? Met deze komponententester b'ehoren dergelijke misgrepen voorgoed tot het verleden. Alleen. . . , hoe weet je nou dat de acht komponenten waaruit dit meetapparaatje bestaat, nog goed z i j n . . . ? komponententester biz. 1-14

Grafische produktie: N. Bosems, L.M. Martin, J.M.A. Peters Abonnementen: Y.S.J. Lamerichs

Auteursrecht: De auteursreciitelijke besciierming van Elex strekt zichi mede uit tot de illustraties met inbegrip van de printed circuits, evenals tot de ontwerpen daarvoor. In verband met artikel 30 Rijksoktrooiwet mogen de in Elex opgenomen sciiakelingen slechts voor partikuliere of wetenschappelijke doeleinden vervaardigd worden en niet in of voor een bedrijf. Het toepassen van schakelingen geschiedt buiten de verantwoordelijkheid van de uitgeefster. De uitgeefster is niet verplicht ongevraagd ingezonden bijdragen, die zij niet voor publikatie aanvaardt, terug te zenden. Indien de uitgeefster een ingezonden bijdrage voor publikatie aanvaardt, is zij gerechtigd deze op haar kosten te (doen) bewerken; de uitgeefster is tevens gerechtigd een bijdrage te (doen) vertalen en voor haar andere uitgaven en aktiviteiten te gebruiken tegen de daarvoor bij de uitgeefster gebruikelijke vergoeding.

Nadrukrecht: Voor Duitsland: Elektor Verlag GmbH, 5133 Gangelt.

© Uitgeversmaatschappij Elektuur B.V-1985 Printed in the Netherlands

Drukkerij: N.D.B. Leiden, Zoeterwoude

jaarabonnement 1985 Nederland België buitenland f 42,50 Bfrs. 840 /^ 5 8 , Een abonnement loopt van januari tot en met december en kan elk gewenst moment ingaan. Bij opgave in de loop van een kalenderjaar wordt uiteraard slechts een deel van de abonnementsprijs berekend. Bij abonnementen die ingaan per het oktober-, novemberof decembernummer wordt tevens het volgende kalenderjaar in rekening gebracht. De snelste en goedkoopste manier om een nieuw abonnement op te geven is die via de antwoordkaart in dit blad. Reeds verschenen nummers op aanvraag leverbaar (huidige losse nummerprijs geldt).

Ofschoon aan sommige elektronische wonderwerkjes een bepaalde (kunstmatige) intelligentie wordt toegeschreven, bestaat ons kunsthoofd uit slechts wat plastic en twee elektret-mikrofoontjes. In sommige gevallen is namelijk de vorm belangrijker. . . kunsthoofd bIz. 1-29

Adreswijzigingen: s.v.p. minstens 3 weken van tevoren opgeven met vermelding van het oude en het nieuwe adres en abonnee-nummer. Commerciële zaken: C. Sinke W.H.J. Peeters (advertenties) Advertentietarieven, nationaal en internationaal, op aanvraag. Prijslijst nr. 1 is van toepassing. Korrespondentle: In linker bovenhoek vermelden: TV technische vragen LP lezerspost HR hoofdredaktie AW adreswijzigingen ADV advertenties ABO abonnementen RS redaktiesekretariaat

Hoe denkt u dat uw kennissenkring zal reageren, wanneer u beweert dat er alleen maar sinusvormige trillingen bestaan? Precies, ze zullen naar hun voorhoofd wijzen. Maar toch is het zo! Lees maar eens het verhaal over. . . de trillingen van monsieur fourier bIz. 1-44

elextra

1-04

komponenten

1-50

zelf bouwprojek ten komponententester Een eenvoudig meetapparaatje waarmee vrijwel alle elektronische komponenten op hun werking kunnen worden gekontroleerd.

1-14

automatische rogerpiep CQ, CQ, is er nog iemand rogerpiep?

1-16 "stand-by"

informatie, praktische tips mini-smoorspoel tegen hoogfrekwentinstralingen De titel z^egt het a l . . . boventonen, hoorbaar en zichtbaar Praktisch elke toon bestaat uit een grondtoon en een aantal harmonischen of "boventonen". nieuwe produkten

zonder

perkussie Een elektronisch drumstel dat het trommelvlies van de buren ontziet.

1-22

schemerschakelaar Licht uit, spot aan!

1-26

kunsthoofd Twee elektret-mikrofoontjes vormen bij deze schakeling letterlijk en figuurlijk het hoofdbestanddeel.

1-29

stroomtrafo Hoe met een eenvoudige multimeter wisselstromen kunnen worden gemeten.

1-32

C M O S onlogisch gebruikt CMOS-poortjes in analoge schakelingen. veiligheidsknipperlicht Acht knipperende LED's die de veiligheid van de nachtelijke fietser moeten verhogen.

1-20

1-20

1-25/1-28/1-49

kaleidoskoop

1-40

'n tip "Kant-en-klare" gaatjes voor luidsprekers.

1-43

autoversterkers Wat kunnen ze leveren?

1-48

grondbeginselen hoe zit dat Versterkers en vervorming.

1-13

opampkunde Wat men over operationele versterkers weten moet.

1-36

de trillingen van monsieur Fourier .. Het geheim van de periodieke trillingen.

1-44

1-33

kursus ontwerpen, deel 3 Gelijkrichters.

1-46

1-41

bij de voorpagina: Elektronica voor reuzen? Nee hoor, we hebben gewoon een standaard Elex-print 15 maal vergroot om tijdens beurzen de aandacht op ons blad te vestigen. Dat dat ons gelukt is, bleek wel uit de reakties die we kregen. Overigens werkt het ding ook echt: Het "lampje" knippert en de luidspreker piept! Het kleine kastje linksonder is een eenvoudige komponententester.

^^^^fc-!^

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

Lezersservice — Nog vragen of opmerkingen over de inhoud van Elex? Schrijf gerust als er iets niet duidelijk is. Het antwoord volgt zo snel mogelijk. Er is één voorwaarde: zend een voldoende gefrankeerde retour-enveloppe mee. Zet " T V " (technische vragen) op de brief en stuur deze naar: redaktie Elex, Postbus 121, 6190 AC Beek (L). — De Elex-redaktie staat altijd open voor meningen, wensen of nieuwtjes van lezers. In de rubriek "Postbus 121" worden interessante kommentaren en aanvullingen op oudere artikelen gepubliceerd. Zet " L P " op de brief. — Elex-printen zijn verkrijgbaar bij de uitgever van Elex en bij de betere elektronica-onderdelenhandelaar.

Hoeveel ohm en hoeveel farad? Bij grote of kleine weerstanden en kondensatoren wordt de waarde verkort weergegeven met behulp van één van de volgende voorvoegsels: p = (pico ) = 10~'^ = een miljoenste van een miljoenste n = (nano) = 10^^ = een miljardste (j = (micro) = 10-^ = een miljoenste m = (milli) = 10-3 = een duizendste k = (kilo) = 103 = duizend IVl = (Mega) = 10^ = miljoen G = (Giga) = lO" = miljard Het voorvoegsel vervangt \n Elex niet alleen een aantal nullen vóór of achter de komma maar ook de komma zélf: op de plaats van de komma komt het voorvoegsel te staan. Een paar voorbeelden: Weerstanden: 3k9 = 3,9 kQ = 3900 Q 6M8 = 6,8 MQ = 6 800 000 Q 0Q33 = 0,33 n Kondensatoren: 4p7 = 4,7 pF = 0,000 000 000 0047 F 5n6 = 5,6 nF = 0,000 000 0056 F 4fi7 = 4,7 ^iF = 0,000 0047 F

ïillSiijjisi

De voorvoegsels worden overigens óók gebruikt voor de afkorting van andere soorten hoeveelheden. Een frekwentie van 10,7 MHz wil zeggen: 10 700 000 Hz, dus 10 700 000 trillingen per sekonde.

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

Schema's Symbolen In sommige gevallen, met name bij logische poorten, wijken de gebruikte schema-symbolen af van officiële teken-afspraken (DII\I,NENI. De schema's worden namelijk in vele landen gepubliceerd. Logische poorten zijn op z'n Amerikaans getekend. In de poorten zijn de volgens NEN en DIN gebruikelijke tekens " & " , " 5 1 " , " 1 " of " = 1 " genoteerd. Daardoor blijven de tekeningen internationaal bruikbaar en blijft de aansluiting op de in het elektronica-onderwijs toegepaste officiële tekenmethoden gehandhaafd. Voor een overzicht van symbolen: zie het artikel Komponenten, achterin dit nummer.

Maat 1: 4 cm x 10 cm Maat 2: 8 cm x 10 cm Maat 4; 16 cm x 10 cm (Europa-formaat) Bij iedere bouwbeschrijving hoort een plattegrond (komponentenopstelling), aan de hand waarvan de onderdelen op de print worden geplaatst en aansluitingen en eventuele resterende doorverbindingen worden gerealiseerd. Een plattegrond geeft de opgebouwde schakeling in bovenaanzicht weer. De zich op de onderkant (soldeerzijde) van de print bevindende koperbanen zijn in de plattegrond dun gedrukt. Soms is voor de bouw van een schakeling slechts een gedeelte van een Elex-print nodig. Het niet gebruikte gedeelte kan men met een figuurzaag langs een gatenrij afzagen.

Onderdelen Elex-schakelingen bevatten doorgaans uitsluitend standaardonderdelen, die goed verkrijgbaar zijn. En bovendien betrekkelijk goedkoop! Ga daarom niet bezuinigen op de aanschaf door het kopen van grote partijen onderdelen (bijvoorbeeld weerstanden per kilo of "anonieme", ongestempelde transistoren). Goedkoop is vaak duurkoop! Tenzij anders aangegeven worden %-watt-weerstanden gebruikt.

Solderen De tien soldeer-geboden. 1. Ideaal is een 15 a 30 watt-soldeerbout met een rechte 2 mm brede "longlife" punt. 2. Gebruik soldeertin, samengesteld uit 60% tin en 40% lood, bij voorkeur met 1 mm doorsnede en met een kern van vloeimiddel. Gebruik geen soldeermiddelen zoals soldeenwater, -vet of -pasta. 3. Bevestig vóór het solderen alle onderdelen stevig op de print. Verbuig daartoe de uit de bevestigingsgaten stekende aansluitdraden. Zet de soldeerbout aan en maak de punt schoon met een vochtig doekje of sponsje. 4. Verhit de beide metalen delen die aan elkaar gesoldeerd moeten worden, bijvoorbeeld een koperbaan en een aansluitdraad, met de soldeerbout. Voeg vervolgens soldeertin toe. Het tin moet vloeien, zich dus verspreiden over het gebied waar de te solderen delen elkaar raken. Haal 1 a 2 sekonden later de bout weg. Tijdens het afkoelen van de soldeerverbinding mogen de twee delen niet ten opzichte van elkaar bewegen. Anders opnieuw verhitten. 5. Een goede soldeerlas ziet er uit als een bergje met een rondom holle helling. 6. Kopersporen en onderdelen, met name halfgeleiders, mogen niet te warm worden. Zorg desnoods voor extra koeling door de te solderen aansluitdraad met een pincet vast te houden. 7. Knip uit de soldeerlas stekende aansluitdraden af met een scherpe zijkniptang. Pas op voor rondvliegende stukjes draad! 8. Zet de soldeerbout uit na het solderen en tijdens onderbrekingen die langer dan een kwartier duren. 9. Moet er soldeertin worden verwijderd? Maak dan gebruik van zg. zuiglitze. Verhit het te verwijderen tin met de soldeerbout. Houd het uiteinde van de litze bij het tin. De litze "zuigt" het tin nu op.

10. Oefening baart kunst. Weerstanden of stukjes draad zijn zeer geschikt als oefenmateriaal.

Foutzoeken Doet de schakeling het niet meteen? Geen paniek! Nagenoeg alle fouten zijn snel op te sporen bij een systematisch onderzoek. Kontroleer allereerst de opgebouwde schakeling: — Zitten de juiste onderdelen op de juiste plaats? Kijk of de onderdelenwaarden en typenummers kloppen. — Zitten de onderdelen niet verkeerd om? Zijn de voedingsspanningsaansluitingen niet verwisseld? — Zijn de aansluitingen van halfgeleiders korrekt? Heeft u de onderdelenplattegrond misschien opgevat als het onder-aanzicht van de schakeling, in plaats van het boven-aanzicht? — Is alles goed gesoldeerd? Een goede soldeerverbinding is ook in mechanisch opzicht stevig.

Netspanning Isoleer netspanningsleidingen zodanig dat er bij een gesloten kast geen aanraakgevaar bestaat. Alle van buiten bereikbare metalen delen moeten zijn geaard. * De netkabel moet met een trekontlastingsbeugel of -doorvoer aan de kast zijn bevestigd. * De drie aders van de netkabel moeten mechanisch stevig zijn bevestigd. (Alléén een soldeerverbinding is onvoldoende!). * De aarddraad moet langer zijn dan de twee andere draden. Bij onverhoopt lostrekken van de netkabel blijft de aardverbinding dan het langst gehandhaafd. * Houd ongeïsoleerde netspanningsvoerende draden of soldeerpunten minstens 3 mm van andere draden of soldeerpunten verwijderd. * Verwijder de netsteker uit het stopkontakt vóór het verrichten van werkzaamheden aan het apparaat. Uitschakelen alleen is niet voldoende! * Kontroleer de drie netspanningsaansluitingen op onderbrekingen en onderlinge kortsluitingen. * Bevestig bij het meten aan netspanningsvoerende delen van een schakeling éérst de meetsnoeren met behulp van geïsoleerde meetklemmen; steek daarna pas de steker in het stopkontakt. * Zorg er bij het meten aan het laagspanningsgedeelte van een schakeling voor dat de netspanningsvoerende delen geïsoleerd zijn.

^-^A?g^ Of een versterker goed is of niet, inangt niet alleen af van het uitgangsvermogen. Een heel belangrijk gegeven is ook de vervorming. Als de golfvorm van het uitgangssignaal volkomen identiek is met wat we erin gestopt hebben, is de vervorming 0%; een ideale waarde, die in de praktijk nooit voorkomt. Goede versterkers vervormen enkele honderdste procenten; bij een slechte versterker kan dat oplopen tot een paar procent. Het meten van de eigen vervorming van een versterker is geen eenvoudige zaak. Er is hoogwaardige en dus dure meetapparatuur voor nodig omdat eventuele vervorming, die in het meetcircuit zelf zou ontstaan, de hele meting natuurlijk waardeloos zou maken. De mate van vervorming wordt altijd gemeten bij een laag uitgangsvermogen. Fabrikanten hebben al lang geleden ontdekt dat die methode het meest rooskleurige beeld oplevert. Een 40-watt-versterker, die bij een uitgangsvermogen van 1 watt een vervorming vertoont van 0,02%, zal steeds meer gaan vervormen naarmate het uitgangsvermogen oploopt. Maar er is ook nog een andere, meer eerbare reden om bij laag vermogen te meten. We voeren aan een kwalitatief goede versterker een sinusvormig signaal toe en draaien vervolgens de volumeknop steeds verder open. Op een gegeven moment zal dan de versterker zijn maximale uitgangsvermogen leveren. De uitgangsspanning is even hoog als de voedingsspanning (figuur 1).

SWSOdX-'f

Zodra we nu gaan proberen er nog iets meer signaal uit te "persen", treedt er oversturing op: onze fraaie, gave sinusvorm past niet meer binnen de grenzen van de voedingsspanning. Het gevolg is dat de toppen van de sinus worden afgeplat (figuur 2). Het geluid verandert drastisch: de aanvankelijk neutraal klinkende toon krijgt een schrille bijklank, die wordt veroorzaakt door allerlei boventonen, die het oorspronkelijke signaal helemaal niet bevatte.

avsoJx_2.

Overigens is oversturing niet altijd aan de versterker te wijten: een te hard opgenomen band- of kassette-opname veroorzaakt precies hetzelfde verschijnsel. Vaak is ook de luidspreker de schuldige. Luidsprekerkonussen hebben een beperkte bewegingsvrijheid. Als de spreekspoel een te groot signaal krijgt, kan de konus niet zo ver uitwijken als eigenlijk nodig zou zijn. Ook dat levert een weinig fraai geluidsbeeld op. Om die reden is het zeer aan te bevelen, luidsprekers te kiezen die een wat groter vermogen kunnen verwerken dan de versterker kan leveren.

Een oud Chinees spreekwoord zegt: "Test altijd alle komponenten voordat ze in de schakeling worden gezet". Grapje, zult u nu misschien zeggen en daar kunnen we u alleen maar gelijk in geven. Althans, wat dat "oud Chinees" betreft; de raadgeving zélf zou men echter wel moeten opvolgen. Maar zoals het de meeste goede raadgevingen vergaat: ze worden in de wind geslagen. Niet onbegrijpelijk, want wie houdt er serieus rekening mee, dat een "vers" gekocht onderdeel defekt zou kunnen zijn? Ook de onderdelen uit de hobbyla zouden — zo redeneert men — eigenlijk goed moeten zijn, want anders waren ze al lang weggegooid. Fout! Uit eigen ervaring weten we namelijk dat vooral gebruikte onderdelen die er ogenschijnlijk nog heel goed uitzien, heel wat ellende kunnen opleveren. Een "check" vooraf is dus nooit en te nimmer verspilde moeite! En om u het helemaal gemakkelijk te maken, hebben we de hier beschreven komponententester ontworpen. Weliswaar geeft dit apparaatje niet aan of het desbetreffende onderdeel nog aan alle specifikaties voldoet, maar wèl of het defekt is of niet. Een blik op figuur 1 maakt duidelijk dat voor dit uiterst nuttig meetapparaatje maar erg weinig komponenten nodig zijn. Voor de kosten hoeft men het dus niet te laten. In totaal bestaat de komponententester uit 5 weerstanden, een torretje, een diode en een LED. Het enige wat men verder nog nodig heeft, is een voedingsbron; in dit geval een 9 V-batterijtje. Goed, laten we eens gaan kijken waarvoor de diverse onderdelen dienen. Met de weerstanden R1 en R2 worden de stromen voor de testobjekten ingesteld. Het uitleesgedeelte bestaat voor het wezenlijke deel uit T l en de LED.

komponententester Figuur 1. Het elektronisch gedeelte van de komponententester is net zo eenvoudig als het meten ermee. De testobjekten worden zoals in tabel 1 w o r d t opgegeven met de punten 1 . . .4 verbonden.

2 ^ R3 3 ; 3 ^ 1 5 0 n I-

1IM4148 84785X-1

R3 begrenst de basisstroom voor T l tot de maximaal toelaatbare waarde, terwijl R4 er voor zorgt dat de schakeling niet meteen de geest geeft wanneer er iets verkeerd aangesloten wordt. Wat er allemaal tijdens een meting in de schakeling gebeurt, is snel verklaard: Stel we moeten een diode testen. Sluiten we deze met de anode op punt 2 en met de kathode op punt 3 aan, dan staat de diode in doorlaatrichting geschakeld. De transistor krijgt daardoor een basisstroom (via R2) en gaat dus geleiden. Gevolg: de LED licht op. Draaien we de diode om, dan staat deze in sperrichting. De tor krijgt nu geen basisstroom, zodat het LED'je niet kan oplichten. Men kan dus aan de hand van het wel of niet oplichten van de LED precies zien of het testobjekt nog bruikbaar is. In principe werkt de komponententester op twee manieren: enerzijds als "doorgangstester" voor dioden, spoelen, kondensatoren (bij voorkeur eiko's) en natuurlijk leidingen, en anderzijds als halfgeleidertester voor transistoren, thyristoren en triacs. Uiteraard moet men bij deze laatste groep wel op de hoogte zijn van de aansluitgegevens, zodat meetresultaten niet verkeerd geïnterpreteerd kunnen worden. Zoals u in figuur 2 kunt zien past de schakeling op een klein hoekje van een standaardprint van het formaat 1. Het is dan ook best wel raadzaam — aangezien er zoveel ruimte over is — om ook de batterij met behulp van wat dubbelzijdig kleefband een vast plaatsje op de print te geven. Wil men de tester in een kastje bouwen, dan moeten zowel de aansluitingen 1 tot en met 4, als de LED en de schakelaar op het front aangebracht worden. Het geheel kan er dan uit komen te

Tabel 1 onderdeel

^3

aansluitpennen

Onderdelenlijst R1 = 56 Q R2 = 560 Q R3 = 150 Q R4 = 47 Q R5 = 180 ö Dl = LED rood D2 = 1N4148 T l = BC 547B SI = schakelaar 9 V-batterij (power pack)

meetresultaat

1,3

L E D brandt

1,3

L E D brandt tot 3 3 0 k ï ï

/

4 krokodilklemmen met

4h -Dh —

-0-

^•F NPN

L E D licht kort op

2 aan + , 3 aan —

1 ,3

L E D brandt

1.3

L E D brandt

2 aan A 3 aan K 3 aan A 2 aan K

1 2 aan C 3 aan E

aansluitsnoertjes eventueel een 5-polige DINbus met steker (zie tekst) standaardprint formaat 1

L E D licht heel even op

2 (aan + ) , 3 (aan —)

Geschatte bouwkosten: f 17,50

r 40

—*.

L E D brand, n,e.

L E D brandt bij aanraking van B en C. Met natte vingers proberen indien L E D niet meteen oplicht!

300

° 2 Tl

oVo ^•^o-ESD-o

PNP 2 aan E 3 aan C

J ^

1 en 3 aan A 4 aan K

1 en 3 aan A l 4 aan A 2

als N P N

L E D dooft wanneer G aan 2 of A

L E D dooft wanneer G kortstondig aan 2 of A l

-^-^p zien zoals op de foto. Een andere mogelijkheid is om de 4 aansluitingen op een DIN-bus aan te sluiten, zoals die in de audiowereld wordt gebruikt. Men moet dan wel een adapter vervaardigen die aan een kant met een vijfpolige DINsteker is uitgerust en aan de andere kant met vier krokodilklemmen. Men kan natuurlijk ook de testobjekten rechtstreeks in de dien-

overeenkomstige aansluitingen van de DIN-bus steken. U zult zelf wel het beste weten, welke aanpak de handigste is. Zo, in tabel 1 ziet u wanneer het LED'je moet oplichten (of niet oplichten natuurlijk), zodat er eigenlijk niets meer in de weg staat om met de lang geleden voorgenomen grote opruiming in het hobbylaatje te beginnen. ..

L

J

Tabel 1. "Meetvoorschriften" voor de komponententester. De opgegeven meetresultaten gelden voor komponenten die in orde zijn. Figuur 2. Aangezien er op de print genoeg ruimte over is, is het helemaal geen gek idee om ook de batterij met behulp van wat dubbelzijdig plakband een vast plaatsje op de print te geven.

"Elex-redaktie voor Elexiezer"; piiiiiep. "Elex-lezer voor Elexredaktie. Ben QRV. Over". "Elex-redaktie voor Elexlezer. QTC Elex 11/84. Zijn er nog 27 MC-ers of andere zendamateurs die nog zonder automatische rogerpiep werken?"; piiiiiep. Als u ook tot die groep behoort luidt het antwoord ongeveer zo: "Elex-lezer voor redaktie. Ik werk nog zonder automatische rogerpiep. Over". "Elex-redaktie voor lezer. Hier moet dringend iets aan gedaan worden"; piiiiiep. "Elex-lezer aan redaktie. Bericht begrepen. Nu ik deze schakeling heb gezien

automatische rogerpiep begin ik er direkt aan. Roger. Cheerio!". Wie het denkbeeldige radiogesprek tussen de redaktie en deze zendamateur aandachtig gelezen heeft zal beslist gemerkt hebben wat het verschil tussen de twee stations is. Inderdaad, het station van de Elex-redaktie hoeft niet telkens de tegenpartij met "Over" uit te nodigen tot een antwoord; dat gebeurt volautomatisch doordat het station na het einde van het bericht een pieptoon uitzendt. Technisch is dit vrij eenvoudig te verwezenlijken. In totaal zijn hiervoor slechts. ..

. . .vier funktieblokken... nodig. Het zijn de schakeltrappen A en D, samen met de multivibratoren B en C, die in figuur 1 te zien zijn. De rogerpiep wordt in het circuit van de handmikrofoon opgenomen door hem tussen de spreektoets en de eigenlijke mikrofoon te schakelen. Wil men gaan zenden, dan wordt door het indrukken

van de spreektoets de schakeltrap A geaktiveerd. Bovendien wordt door schakeltrap A ook schakeltrap D aangestuurd, die op haar beurt via het aangesloten relais de handmikrofoon inschakelt. Meer gebeurt er voorlopig niet. Pas wanneer na het einde van het bericht de spreektoets wordt losgelaten, treedt de eigenlijke rogerpiep-schakeling in werking. In blok B start de MMV (monostabiele multivibrator). Tijdens de monofloptijd wordt de A M V (astabiele multivibrator) in blok 3 vrijgegeven. Maar terwijl dit gebeurt houdt schakeltrap D het relais nog enige tijd aangetrokken. Dat is nodig omdat het station gedurende de monofloptijd nog op zenden moet blijven, teneinde het AMV-signaal in de lucht te brengen. Piiiiiep.

De schakeling Een van de weinige dingen die we in het schema van figuur 2 direkt zullen herkennen is de spreektoets. Dat is SI, aangeduid met PTT, wat "Push To Talk" betekent. Ook het relais is gemakkelijk

te vinden. Tussen de spreektoets en het relais liggen dus vier funktieblokken. Het blokschema laat zien dat de spreektoets tot schakeltrap A behoort, en het relais tot schakeltrap D. Schakeltrap A is opgebouwd rond transistor T l , en de schakeltrap D bestaat uit de transistoren T2, T3 en T4, met de daarbij behorende onderdelen. Nu nog de multivibratoren. De MMV bestaat uit de NAND-poorten N1/N2 en de A M V is opgebouwd rond N3/N4. Schakeltrap A Rond de mechanische spreektoets SI wordt met behulp van Tl (figuur 3) een elektronische schakelaar opgebouwd die sluit wanneer SI wordt ingedrukt. Als SI niet is ingedrukt staat op de basis van de PNP-transistor Tl een positieve voorspanning, zodat Tl spert. Het uitgangssignaal UI is dan vrijwel nul volt. Door SI te sluiten wordt Tl in verzadiging gestuurd en stijgt het uitgangssignaal tot (bijna) de waarde van de voedings-

spanning. Het uitgangssignaal UI dient als ingangssignaal voor twee volgende trappen: benoemd als 13 aktiveert het de schakeltrap D, en onder de aanduiding II stuurt het de MMV aan (figuur 1, blok B; zie ook de figuren 4 en 6). De monostabiele multivibrator (IVIMV) In de rusttoestand — d.w.z. SI geopend en II logisch O — is het uitgangssignaal U2 op pen 11 van NI logisch 1. Dit nivo blijft onveranderd, zelfs wanneer II van " O " naar " 1 " gaat; wel ontlaadt zich in dat geval abrupt kondensator C2 omdat deze in het inwendige van NI via een diode met de massa verbonden is. Wanneer 81 weer geopend wordt gaat het signaal II van " 1 " terug naar "O". De negatieve impulsflank op pen 8 van N2 start de monoflop omdat hij via C2 op de ingang van NI terecht komt. Bijgevolg wordt de uitgang van NI (pen 11) logisch 0. Nadat de monofloptijd verstreken is — bij de gegeven waarden voor R4 en C2 ongeveer

0,5 sekonde — treedt de rusttoestand weer in. Het uitgangssignaal U2 blijft dan nog " 1 " totdat een volgende negatieve impulsflank op de ingang de monoflop opnieuw start. Het uitgangssignaal U2 dient als ingangssignaal voor twee verdere trappen: aangeduid als 14 (figuur 6) stuurt het de schakeltrap in blok D aan, en onder de benoeming 12 (figuur 5) start het d e . . . . . . astabiele multivibrator (AMV) De NAND-poorten N3 en N4 zijn beide als inverter geschakeld (figuur 5), en vormen samen met C3, R5 en PI de AMV. Wie de voorgaande nummers van Eiex goed gelezen heeft weet waarschijnlijk wel dat de astabiele multivibrator een generator is die een kontinue blokspanning opwekt. Toch heeft de A M V uit figuur 5 een bijzondere eigenschap: hij kan in- en uitgeschakeld worden met ingangssignaal 12, dat afkomstig is van de MMV. Als het ingangssignaal 12 logisch 1 is ligt de poort N3 via de diode Dl ook op " 1 " ; de A M V produceert dan geen signaal. Maar zodra er een " O " op de ingang verschijnt staat Dl in sperrichting; de A M V treedt nu in werking en wekt een blokspanning op met een frekwentie van ongeveer 1 kHz. Deze frekwentie wordt bepaald door C3, R5 en PI; zij kan enigzins geregeld worden met PI. Omdat de A M V door de MMV wordt ingeschakeld, is het uitgangssignaal U3 gedurende ongeveer 0,5 sekonde beschikbaar. Via C4, R8 en C5 (zie figuur 2) wordt het naar de zender geleid. Het signaal wordt echter pas daadwerkelijk uitgezonden als we er tevens voor zorgen dat bij het loslaten van de PTT-toets het relais niet onmiddellijk omschakelt van zenden naar ontvangen.

Figuur 1. We kunnen de rogerpiep-schakeling verdelen in vier funktieblokken: de schakeltrappen A en D, een monostabiele multivibrator (blok B) en een astabiele multivibrator (blok C). Figuur 2. De totale schakeling werkt in feite als een elektronische schakelaar. Zij bestuurt het relais, en wanneer na het zenden van een bericht het station weer op ontvangen gaat, voert zij bovendien automatisch het piepsignaal aan de zender toe.

©-

1 0 . . .15 V R2

^

BC 557B

A

¥^

^ PTT

^

N4

p—|C3

E%1f^

100 n L I

1 0 . . . 15V ^ zie tekst

BC 557B

® IC1

0 ©^

100 |i 16V

-O

1N4148

O

Jf^^O^^

OoH • z i e tekst

Figuur 3. De PIMP-transistor in de eerste schakeltrap komt in geleiding wanneer de schakelaar S1 gesloten is. Figuur 4. De M M V w o r d t door signaal 11 gestart en kiept na een door R4 en C2 bepaalde tijd weer terug. Figuur 5. De astabiele multivibrator w e k t een blokspanning op van ongeveer 1 kHz. Figuur 6. Deze schakeltrap heeft twee funkties: wanneer de PTT-toets w o r d t ingedrukt, zorgt zij ervoor dat het relais w o r d t aangetrokken; verder houdt zij (op kommando van de M M V ) na het loslaten van de toets de bekrachtiging nog enige tijd in stand.

maar met enige vertraging. Dit bereiken we door met de IVIIVIV e e n . . .

. . . relaistrap... aan te sturen. Deze is opgebouwd rond de transistoren T2, T3 en T4 (zie figuur 6). Als ingangssignaal (13) dient het uitgangssignaal UI van de eerste schakeltrap. Wanneer de PTT-toets is ingedrukt ligt het nivo hiervan in de buurt van de voedingsspanning; daardoor trekt het relais Rel aan, zodat het station omschakelt naar zenden. De

relaistrap werkt als volgt: door het hoge spanningsnivo op de basis van T3 wordt deze transistor in verzadiging gestuurd. Op de basis van T4 staat dan een lage spanning, en omdat deze transistor van het PNPtype is komt hij eveneens in geleiding. Hierdoor wordt aan het relais de benodigde voedingsspanning toegevoerd; het relaiskontakt schakelt en de zendontvanger gaat over op zenden. Om te bereiken dat na het loslaten van de PTT-toets ook nog de automatische rogerpiep wordt uitgezon-

84729X-6

den, moet het relais nog even aangetrokken blijven. Het signaal dat van de mqnoflop (figuur 4) naar de schakeltrap gaat zorgt ervoor dat dit ook inderdaad gebeurt. Het uitgangssignaal U2 schakelt niet alleen de A M V in, maar belandt bovendien nog op de ingang 14 van de schakeltrap en via R9 op de basis van T2. Gedurende de monofloptijd is dit signaal logisch "O", en omdat T2 een PNP-transistor is, geleidt hij zolang de monofloptijd duurt. De schakeltrap blijft dus in werking en

ook het relais blijft aangetrokken. Wanneer tenslotte de monoflop terugvalt in de rusttoestand, spert de relaisschakeltrap (uiteraard zolang de PTT-toets niet wordt ingedrukt). De spanning op de relaisspoel valt weg, het relalskontakt schakelt om, en het station gaat van zenden over op ontvangen. De zenerdiode D4 is niet altijd nodig; dit hangt af van de voedingsspanning en van de eigenschappen van het toegepaste relais. Het relais dat in de onderdelenlijst genoemd wordt heeft-een nominale voedingsspanning van 12 V, en bij een omgevingstemperatuur van 20°C is het bruikbaar bij spanning tussen 8,3 en 21,5 V. De meeste zendontvangers werken op een voedingsspanning tussen 10 V en 15 V. Wanneer bij een dergelijk relais de voedingsspanning binnen de aangegeven grenzen blijft mag in plaats van de zenerdiode een draadbrug gemonteerd worden. Past men echter een relais toe waarvan de nominale spanning lager is dan de voedingsspanning, dan moet het verschil tussen deze spanningswaarden door de zenerdiode worden opgevangen. Is bijvoorbeeld de voedingsspanning 12 V en de nominale spanning van het relais slechts 6 V, dan moet de zenerdiode een

waarde krijgen van 5,6 of 6,2 V.

De b o u w Alle komponenten passen op een standaardprint van formaat 1. Slechts het relais en de PTT-toets moeten extern gemonteerd worden. Aangezien een soortgelijke toets op elke handmikrofoon te vinden is kunnen we het beste op dat punt de bedrading onderbreken om de verbinding met de rogerpiep-schakeling tot stand te brengen. Wie al een geschikt relais bezit mag dat overeenkomstig de komponentenopstelling in figuur 7 verbinden met " R e l " ; de aansluitpunten voor de PTTtoets vinden we bij " S I " . Het opbouwen van de print vereist enige zorg. Sommige draadbruggen zijn zo kort dat men ze gemakkelijk over het hoofd ziet. Verder moeten we er op letten dat de dioden en IC1 niet verkeerdom worden gemonteerd. Om de schakeling te testen sluiten we voorlopig een 9 V batterij aan. Zodra de PTTtoets wordt ingedrukt moet het relais aantrekken. Pas wanneer we de toets loslaten mag het relais afvallen, uiteraard met een vertraging van een halve sekonde. Als de schakeling op deze wijze reageert zijn de beide scha-

keltrappen en de monostabiele multivibrator in orde. Of ook de astabiele multivibrator goed werkt kunnen we bij benadering testen met behulp van een multimeter. Deze wordt verbonden met het knooppunt van de pennen 5 en 6 van IC1. Wannéér 81 niet is ingedrukt moet daar bijna de volledige voedingsspanning aanwezig zijn. Na het indrukken van SI daalt het spanningsnivo enigszins omdat het relais dan tamelijk veel stroom vraagt. Wordt vervolgens de toets weer losgelaten, dan moet de naald van het meetinstrument duidelijk teriigvallen in de richting van nul volt; dat betekent dat de A M V de gewenste blokspanning opwekt. Als de schakeling niet werkt zoals hier beschreven is moeten de trappen afzonderlijk met de multimeter getest worden om de fout op te sporen. In de tabel staan de belangrijkste meetpunten met de bijbehorende spanningen. "Elex-redaktie voor Elexlezer. QRT". Piiiiiep.

Tabel 1. Voedingsspa nning: 9 V Meetpunt

SI open

1 2 3

9 0 9

4 5 6

0 V 0 V 4,5 V

V V V

SI ingedrukt 7,5 V 8 V 9 V (verandert pas als SI wordt losgelaten) 7 V 8 V 4,5 V

Als toets SI is ingedrukt kunnen de gemeten waarden afwijken van die in de tabel doordat het relais tamelijk veel stroom vraagt. Bovendien geven niet alle relais dezelfde mate van afwijking.

Figuur 7. Met deze komponentenopstelling past de rogerpiep-schakeling op een standaardprint van formaat 1. Tabel 1. Deze meetpunten met de bijbehorende spanningswaarden komen van pas wanneer bij de bouw van de schakeling fouten zijn gemaakt.

Onderdelenlijst RT = 82 kS R2,R11 = 10 kS R3,R5,R8,R9,R10 = 47 kQ R4 = 1 MQ R6,R7 = 100 kS PI = 50 kQ instelpot C1,C4 = 100 nF C2 = 560 nF C3,C5 = 6,8 nF C6 = ^oo

^LF/^6V

D1...D3 = 1N4148 D4 = zenerdiode; vervalt bij het genoemde relais en een voedingsspanning van 12 V (zie tekst) T1,T2 = BC557B T3 = BC 547B T4 = BC 160 IC1 = 4011 Diversen: SI = PTT-toets ("Push To Talk"; zie tekst) Elex-standaardprint formaat 1 relais (Siemens V23027-A0002-A101; zie tekst) 8 soldeerpennen (diam. 1,2 mm) soepel montagedraad montagemateriaal Geschatte bouwkosten: f 22,50

mini-smoorspoel tegen hoogfrekwent-i nstra I i ngen Het is vervelend wanneer de net gebouwde, gevoelige mikrofoonvoorversterker naast Inet mikrofoonsignaal ook radio IVIoskou of het gejengel van een naburige CB-zender ontvangt. Gevoelige apparaten hebben namelijk de neiging hoogfrekwent-instralingen te verwerken. Hierbij werken vooral langere draden, bijvoorbeeld een mikrofoonsnoer, als antenne, en een of andere halfgeleider in de schakeling demoduleert het radiosignaal dat "ontvangen" wordt. Het probleem kan opgelost worden door direkt achter

de DIN-bus een ringkernsmoorspoel* te solderen (foto). De smoorspoel heeft een zekere zelfinduktie. Hoewel de spoel niet groot genoeg is om het laagfrekwente audiosignaal te kunnen beïnvloeden, houdt ze door de grote wisselstroomweerstand (impedantie) de hoogfrekwente radiogolven tegen. Vooral voor korte golven ( 2 . . .30 MHz) en voor ultrakorte golven (boven 30 MHz) werkt dat zeer effektief. Bij zeer sterke instralingen moet het hele apparaat in een metalen kast "ingepakt" worden. Dan moeten dus alle in- en

In "Hoe zit dat?" maakten we kennis met vervorming, die in een versterker kan ontstaan doordat het signaal wordt voorzien van ongewenste boventonen. Trek daaruit niet de konklusie dat boventonen te allen tijde krachtdadig bestreden moeten worden: ze kunnen ook een heel nuttige funktie vervullen. De klankkleur van muziekinstrumenten wordt grotendeels bepaald door de boventonen, die ze aan de gespeelde toon toevoegen. Zonder dat zou er nauwelijks verschil te horen zijn tussen een fluit en een trompet, of tussen een piano en een gitaar. Een zuivere sinustoon klinkt namelijk saai en droog. Daarom wekken elektronische muziekinstrumenten een signaal op, waarin zoveel mogelijk boventonen vertegenwoodigd zijn. Met behulp van ingewikkelde filters worden die dan weer gedeeltelijk verwijderd om een zo groot mogelijke variatie in klankkleur te krijgen. Een kleine demonstratie is hier misschien op zijn plaats. We hebben een trafo

boventonen, hoorbaar en zichtbaar nodig die 5 tot 8 volt levert (een beltrafo is daar prima geschikt voor). Verder nog: 1 potmeter, lineair, 220 of 500 Q, 2 siliciumdioden 1N4148, 1 koptelefoon, 1 weerstand van 100 Q en tenslotte een weerstand van 390 Q, die weggelaten kan worden als de koptelefoon een impedantie heeft van meer dan 600 Q. Een waarschuwing is hier op zijn plaats: de primaire aansluiting van de trafo gaat straks een spanning voeren van 220 volt. Zorg er voor dat die aansluiting zodanig geïsoleerd is dat per onge-

uitgaande draden van smoorspoelen voorzien worden. Het kastje moet met de massa-aansluitingen van de schakeling verbonden worden.

*Smoorspoel: ringkern T37-75 (Micrometals), met 22 windingen 0 , 2 . . .0,3 mm | CuL (koperlakdraad) gelijkmatig gewikkeld. Gewone spoeltjes tussen 100 JJH en 1 mH kunnen ook als smoorspoel gebruikt worden. Zij kunnen echter aan gevoelige ingangen brom oppikken.

luk aanraken onmogelijk is! Wij van Elex willen dat ons lezersbestand op peil blijft. De schakeling is vrij simpel. De trafo dient als bron van een sinusvormige wisselspanning. Het volume kan worden geregeld met potmeter PI, die een groter of kleiner deel van de secundaire trafospanning toevoert aan de koptelefoon. Als we het signaal afluisteren voordat we de dioden hebben ingezet, horen we hoe een zuiver sinusvormig signaal klinkt. Na het monteren van de dioden verandert de klankkleur vrij drastisch. Dat komt doordat de dioden bij

een spanning van ongeveer 0,7 volt gaan geleiden. Als de wisselspanning groter is dan die waarde, worden de toppen "afgesneden". Draaien we de potmeter verder open, dan worden de flanken van het signaal steiler, omdat er een groter gedeelte van de sinus afgesneden wordt. De drie bovenste foto's van figuur 3 laten zien, hoe deze signalen er op een oscilloscoop uitzien: eerst een sinusvormig signaal (figuur 3a), dan een sinus met afgesneden toppen (figuur 3b), en vervolgens een fors afgesneden sinus (figuur 3c). De veranderingen in klankkleur worden veroorzaakt door een groter of kleiner gehalte aan boventonen. Ook dat kan zichtbaar worden gemaakt. Daarvoor hebben we een apparaat nodig, dat bekend staat onder de naam "spectrum-analyzer". Dit apparaat filtert uit het meetsignaal één bepaalde frekwentie en meet de spanning daarvan. Terwijl een lichtpunt van links naar rechts over het scherm

©

koptstefoon

220 V

D1,D2=1N4148 84802X'1

Figuur 1. Oe experimenteerschakeling zelf w e r k t met een ongevaarlijk lage spanning. De 220-volt-aansluitingen van de trafo echter zijn levensgevaarlijk! Zorg ervoor, dat ze niet kunnen worden aangeraakt en kontroleer dat nog eens, voordat u de schakeling in w e r k i n g stelt! Figuur 2. Een spectrumanalyzer. Dit dure meetapparaat laat zien, hoe sterk verschillende frekwenties in een bepaald ingangssignaal zijn vertegenwoordigd. Figuur 3a. Een zuivere sinus is een signaal met slechts één frekwentie. De hier getoonde sinus is overigens niet van het lichtnet afkomstig, maar van een sinusgenerator.

beweegt, stijgt de meetfrekwentie. Hoe hoger de spanning wordt bij een bepaalde frel<wentie, des te verder gaat de lichtpunt omhoog. Zo krijgen we een zichtbaar beeld van een heel frekwentiespektrum. Links op het scherm zien we de lage frekwenties, rechts de hoge. Als we aan de spectrumanalyzer een sinusvormig signaal toevoeren, zien we natuurlijk maar één enkele piek (figuur 3a). De beelden van de afgesneden sinussen zien er heel anders uit (figuur 3b en 3c). De hoogste piek aan de linkerkant is de grondtoon van 50 Hz, die we uit het licht-

net hebben betrokken. Rechts daarvan zijn de boventonen zichtbaar. Vooral in figuur 3c is goed te zien dat het drievoud, het vijfvoud en het zevenvoud van de grondtoon sterk zijn vertegenwoordigd. Het is inderdaad een kenmerk van blokgolven, dat er veel oneven harmonischen inzitten. Maar ook de even harmonischen (100 Hz, 200 Hz, 400 Hz) zijn duidelijk aanwezig. De talloze kleine extra piekjes ertussenin worden onder andere veroorzaakt door de sprongetjes, die het signaal op de nul-as maakt. Als we nu de drie oscilloscoopbeelden vergelijken

met de frekwentiespektra eronder, dan zien we duidelijk dat er meer boventonen aanwezig zijn, naarmate het signaal "hoekiger" is.

Samenvatting Alleen zuiver sinusvormige wisselspanningen hebben één enkele frekwentie. Andere wisselspanningen zijn samengesteld uit sinussen van verschillende frekwenties. Deze frekwenties zijn een veelvoud van de grondtoon. Als we een sinusvormige wisselspanning veranderen, bijvoorbeeld door afsnijden van de toppen, ontstaan er ook andere frekwenties.

Figuur 3b. Een sinussignaal, waarvan met behulp van dioden de toppen zijn afgesneden. Het frekwentiespektrum laat de verschillende boventonen zien. Vooral de oneven harmonischen zijn opvallend: 150 Hz, 250 Hz, 350 Hz, enzovoort. Figuur 3c. De potmeter uit figuur 1 is helemaal opengedraaid. Het signaal lijkt erg op een blokgolf. Er zijn meer boventonen bijgekomen: de pieken in het frekwentiespekt r u m zijn duidelijk hoger.

perkui Een perkussie-set in de huiskamer? Een aardig idee, maar je moet er wel het geld, de ruimte en liefst geen buren voor hebben. Daarom heeft Elex een voordelig alternatief ontwikkeld: een elektronische perkussie die op een versterker kan worden aangesloten en dankzij de volumeknop ook zonder burengerucht te bespelen is. Natuurlijk zijn de klankmogelijkheden niet zo uitgebreid ais bij een echte perkussie: kastagnetten, rumba-ballen, triangel, gong en dergelijke zijn niet aanwezig, maar alles wat op een trommel lijkt kan met de Elex-perkussie worden nagebootst.

Blokschema Het blokschema (figuur 1) geeft een overzicht van het "instrumentarium". Het bestaat uit een mengtrap en 1. . .6 "drums". Bovendien is nog de versterker getekend waarop de uitgang van de mengtrap moet worden aangesloten, en de netvoeding. Wie niet alle 6 drums nodig heeft, mag er een aantal weglaten. Daarom hebben we niet alleen de mengtrap, maar ook elk van de drums opgebouwd met behulp van afzonderlijke standaardprints (formaat 1). Van de drumprints bouwt men dan het aantal dat men denkt nodig te hebben..

signaal 2

signaal 3

signaal 4

signaal 5

signaal 6

De schakeling Het schema van de mengtrap vinden we in figuur 2. De versterkingsfaktor van de opamp IC1 is 1; deze wordt bepaald door de verhouding tussen R10 en R 9 a . . . R9f.

I

©

Er is dus eigenlijk geen sprake van een versterker, maar van een mengtrap met zes gelijkwaardige ingangen. Om de opamp uit een enkelvoudige spanning te kunnen voeden, wordt de " + " ingang met behulp van Ril en R12 op de halve voedingsspanning ingesteld. C9 buffert dit "kunstmatige massapotentiaal", CIO buffert de netvoeding, en C11 zorgt dat het uitgangssignaal zonder gelijkspanningsresten aan de versterker wordt toegevoerd. Veel meer valt er over dit d^eel van de schakeling niet te vertellen. De "drum"-schakeling is iets ingewikkelder. In het hart van het schema vinden we een zogenaamd "dubbelT-filter". De eerste T-sektie

bestaat uit PI, Cl en P2, die samen een laagdoorlaatfilter vormen. De tweede T-sektie (C2, P3 en C3) is een hoogdoorlaatfilter. Omdat de twee T-sekties parallel zijn geschakeld en zich in terugkoppellus van de opamp bevinden, werkt de kombinatie van beide als banddoorlaatfilter (een banddoorlaatfilter kan overigens ook worden opgebouwd door een hoog- en een laagdoorlaatfilter in serie te schakelen, maar waarom we dat principe in dit geval niet hebben toegepast, is helaas niet in het kort uit te leggen). Het banddoorlaatfilter onderdrukt alle frekwenties, behalve die welke binnen de (smalle) doorlaatband vallen. Daardoor gaat de transistorschakeling oscilleren: bij de

juiste instelling van P I . . . P3 brengt zij een sinustoon van een bepaalde frekwentie voort. Vervolgens wordt de schakeling afgeregeld door aan een van de drie instelpotentiometers iets te draaien: het oscilleren houdt nu op. Maar dankzij de deelschakeling die bestaat uit de onderdelen S2, R7, C6, R6, C5, R5, D l , en R4, zwijgt de oscillator niet voorgoed. Na het indrukken van S2 wekt de genoemde keten een puls met steile flanken op, waarmee onze gesmoorde sinusoscillator wordt "aangestoten". Het gevolg is dat deze een "gedempte trilling" opwekt. Hoe de golfvorm van een dergelijk signaal er uit ziet, is in het schema bij de uitgang getekend: de frekwentie blijft

konstant, maar de amplitude neemt snel af, tot het signaal-geheel is uitgestorven. Bij weergave via een versterker klinkt dat als een slag op een trommel. Door de instelling van PI en P3 te veranderen, worden verschillende frekwenties ten gehore gebracht; zodoende is het mogelijk grote en kleine trommels (dus zowel bongo's als conga's) na te bootsen. Omdat van de keten S 2 . . . R4 geen onderdeel gemist kan worden, leggen we nog even in detail uit hoe het werkt. R7 en C6 vormen een laagdoorlaatfilter dat de schakelklik van S2 onderdrukt. Het hoogdoorlaatfilter R6, C5, R5 differentieert vervolgens de schakelimpuls van S2, zodat

9V

C11

411—^1 -^-

Figuur 1. Het blokschema van de gehele perkussie. Het gedeelte binnen de stippellijnen geeft aan wat er nodig is voor de minst uitgebreide versie. Wie kiest voor uitbreiding kan maximaal 6 drumschakelingen aansluiten. Figuur 2. De mengtrap beschikt over 6 gelijkwaardige ingangen.

100 M 16 V

-®

A

O

M

p

n

® 1 is T

een impuls met steile flanken ontstaat. Omdat niet alleen bij liet sluiten van de schakelaar, maar ook bij het openen een puls wordt gevormd, moet een van beide pulsen onderdrukt worden; dit voorkomt dat de trommel per aanslag een dubbele klap voortbrengt. Bij het sluiten van de schakelaar is de puls positief en bij het openen negatief, zodat we met een simpele diode (Dl) al het gewenste resultaat verkrijgen: slechts de positieve puls bereikt het banddoorlaatfilter. Het laatste onderdeel van de keten is R4; deze voorkomt dat het banddoorlaatfilter niet door de "aanstoot"schakeling wordt overbelast, wat tot gevolg zou hebben dat de klank te snel uitsterft.

Bouw en afregeling Alle drumprinten zijn aan elkaar gelijk; de onderdelenopstelling is te vinden in

figuur 4. De opbouw van de mengprint is afgebeeld in figuur 5. Alle printen zijn standaardprinten van het formaat 1. Omdat na een korrekte bouw de schakeling probleemloos zal werken, volgt hier alleen nog een suggestie voor het inbouwen van de "drums" (zie figuur 6). Men monteert de drumprint in een behuizing met de vorm van een trommel en bevestigt de knop van de druktoets onder een ronde plaat. De mengtrap en de netvoeding worden ondergebracht in een afzonderlijk kastje. Elke drumprint wordt via drie-aderige afgeschermde kabel (-1-, massa en signaal) met de mengprint verbonden. Voordat men met het afregelen begint, moet natuurlijk eerst de uitgang van de mengtrap door middel van afgeschermde kabel met de ingang van de versterker worden verbonden. De netvoeding behoeft niet veel toelichting. De voedingsspanning van de schakeling

mag tussen 8 V en 10 V liggen, zodat de Elex-standaardvoeding (8 V) zeer geschikt is. Het stroomverbruik van de mengtrap bedraagt maximaal 1 mA en van elke drumprint maximaal 4 mA. Als de netvoeding 100 mA kan leveren, is dat dus in alle gevallen voldoende, en desnoods kan men volstaan met een 9 Vbatterij. Nu de afregeling. Eerst worden PI en P2 ongeveer in dezelfde stand gezet. Vervolgens sluiten we de schakeling aan op een versterker en draaien aan P3 totdat het oscilleren begint: we horen nu de sinustoon. Deze toon komt vrijwel overeen met de frekwentie van de trommelslag die we willen opwekken; hij sterft echter niet uit, maar blijft konstant. Is de toon te laag, dan moeten PI en P2 op een lagere waarde worden ingesteld; is hij te hoog, dan stellen we de potmeters in op een hogere waarde. Let er op dat PI en P2 altijd

Figuur 3. Het schema van de elektronische trommel ("drum"). Het kenmerk van deze schakeling Is dat zij bij de juiste Instelling van P I . . .P3 een gedempte trilling opwekt. Figuur 4. Zo worden de onderdelen van de drum-schakeling op een standaardprint van formaat 1 gemonteerd.

Onderdeienlijst "drum"-schakeling R1 = 470 kQ R2 = 220 kS R3 = 1 kS R4,R7 = 4,7 kQ R5,R6 = 47 kQ R8 = 220 ö P1...P3 = 100 Q insteipotentiometer C1,C2,C3,C5,C6 = 100 nF C4 = 470 nF C7

=

10HF/16 V

C8 = 100^iF/16V Tl = BC 549C of BC 550C Dl = 1N4148 Diversen: Elex-standaardprint formaat 1 S2 = druktoets (maakkontakt) Geschatte bouwkosten: f 15,--

5

n

r Oo Do Oo Oo Oo (5>-o

o—{BÜD—o

Figuur 5. De mengtrap wordt gemonteerd op een afzonderlijke standaardprint van formaat 1. Zo ziet de onderdelenopstelling er uit. Figuur 6. De drumprint en de druktoets kunnen in een realistisch ogende trommelbehuizing worden ingebouwd. Vorm en afwerking zijn een kwestie van fantasie en handigheid.

R3b

O—(BSE

ï

r CC

o!r o-HD?_§-tS3^3-2

Onderdelenlijst mengtrap R9a.. .R9f, R10.. .R12 = 100 kS C9 =

100^JF/16 V

cio,cii = ^o ^lF/^e v IC1 = 741 Diversen: Elex-standaardprint formaat 1 SI = aan/uit-schakelaar Geschatte bouwkosten: f 12,-

bij benadering in dezelfde stand moeten staan! Waarschijnlijk zal bij het zoeken naar een nieuwe frekwentieinstelling de schakeling ophouden met oscilleren. Het geluid komt echter weer terug als we ook P3 even bijregelen. Is de juiste toonhoogte gevonden, dan moet instelpotentiometer P3 een klein beetje worden gedraaid

totdat het oscilleren ophoudt. Nu drukken we S2 in en als bij de bouw verder geen fouten zijn gemaakt, moet nu het geluid van een trommelslag te horen zijn. Alle drumprints moeten een voor een op deze manier worden afgeregeld. Als na de eerste poging nog niet de gewenste toonhoogte wordt voortgebracht, moet

Kompakte universeelmeter van Pantec De nieuwe kompakte universeelmeter Challenger van Pantec biedt zeer veel mogelijkheden aan een service-monteur die een analoge meter boven een digitale prefereert. De mogelijkheden zijn: 1. Kapaciteitsmeting volgens een ballistische meetmethode. 2. Doorgangsmeting voor het testen van LED, FET, triac, transistoren en dioden. 3. Naast de normale spanning- en stroommeting, resp. vanaf 250 mV en 25 A. is een 10 A- en 1,5 kV-meetbus aangebracht. Het beveiligingssysteem van de Challenger is zo gemaakt dat

84781X-6

de procedure herhaald worden, desnoods meerdere malen. Een beetje geduld is dus noodzakelijk, vooral omdat het soms niet meevalt uit de konstante sinustoon af te leiden hoe de trommelslag uiteindelijk zal klinken; maar gelukkig krijgt men door goed luisteren snel de slag te pakken. Na deze afregeling mag de

"trommelbehuizing" worden voltooid, zodat er eindelijk op los getrommeld kan worden. Veel plezier, maar denk ook even aan de buren; de Elex-perkussie mag wel geluid maar geen ergernis veroorzaken, gebruik desnoods een hoofdtelefoon.

bij overbelasting een supersnelle zekering het ingangscircuit onderbreekt. Om het gebruik van de universeelmeter in bijzondere meetomstandigheden te vergemakkelijken, bijv. in de werkplaats of binnen een schakelkast, is aan de onderzijde van de multimeter een magneet geplaatst, zodat u het instrument aan een wand kunt kleven en de handen vrij heeft. Car/o Garazzi Praxis B.V., Pantec Division. Willem Barentszstraat 1, 2315 TZ Leiden (X 156IV1)

Zodra het begint te schemeren worden niet alleen uilen, katten, vampieren en ander (on)gedierte aktief, maar ook het teller-IC in onze schakeling ontwaakt uit zijn sluimering en begint sekonden te tellen. Waar dat goed voor is? Nou, bijvoorbeeld om de etalageverlichting, het leeslampje in de kinderkamer of wat dan ook voor een bepaalde tijd in te schakelen. Het schakelmoment is afhankelijk van een bepaalde, instelbare lichthoeveelheid. Maar laten we bij het begin beginnen. Het teller-IC moet op de een of andere manier te weten komen hoe licht of donker het buiten nog is. Welnu, dat gebeurt via een elektronisch oog, in ons geval een LDR. Zoals u ondertussen zult weten (trouwe Elex-lezers móéten dat weten), varieert de weerstand van een LDR naar gelang het lichter of donkerder wordt: De weerstand stijgt wanneer het donker wordt en daalt

zodra er licht op valt. Goed, we gaan even naar de schakeling in figuur 2. Wanneer het omgevingslicht onder een met PI ingestelde waarde komt, is de weerstandswaarde van de LDR zo groot dat op de ingang van de schmitttrigger (IC1) een hogere spanning staat dan op ingang 2. Deze laatste spanning is door de spanningsdeler R1/R2 ongeveer op de halve voedingsspanning vastgelegd. In deze toestand klapt de uitgang van de schmitt-trigger om van logisch O naar " 1 " .

De onderdelen Een schmitt-trigger is een drempelwaardeschakelaar die bij het overschrijden van zowel een bovenste als een onderste drempelwaarde (een bepaalde spanning), direkt omklapt. Er is dus sprake van twee verschillende spanningsnivo's. Zoals uit figuur 1 blijkt, ligt de schakeldrempel bij de opgaande

flank van de sinuskrommme (die hier als testspanning is gekozen) hoger dan bij de neergaande. Dit verschil tussen de twee schakeldrempels noemen we "hysteresis" (Grieks voor vertraging). Zo'n hysteresis is erg praktisch, want zonder die zou de schakeling bij het bereiken van het schakelmoment een tijdlang niet weten wat te doen. Dat zou tot gevolg hebben dat bijvoorbeeld een aangesloten lamp bleef knipperen totdat het helemaal donker is. Leuk voor in een disco, maar daar is de schemerschakelaar niet voor bedoeld. De schmitttrigger zorgt er dus voor dat dat niet gebeurt. Zodra de duisternis invalt gebeuren er een heleboel dingen tegelijk: De schmitttrigger levert een logische 1, waardoor het teller-IC (IC2) wordt gereset. Alle uitgangen zijn nu "O", Tl en T2 gaan geleiden, het relais trekt aan en de aangesloten verbruiker komt in aktie. Het resetsignaal is gelijktijdig het

startkommando voor een interne oscillator (in IC2), die dan ook begint te oscilleren en aldus de klokpuls voor de eerste teltrap levert. Bij een IC van het type 4060 deelt elke teltrap het signaal van de voorgaande trap door twee (figuur 3). De frekwentie van de oscillator kan met potmeter P2 worden ingesteld. In figuur 3 is de frekwentie zo ingesteld dat de eindtijd van de totale keten 4 uur bedraagt. Wil men andere eindtijden, dan kan dat natuurlijk ook. In totaal kunnen we in onze schakeling uit drie verschillende tijden kiezen: 1 uur, 2 en 4 uren (op de uitgangen 1, 2 en 3 van het IC). Zodra de teller klaar is met tellen, verschijnt er op punt M een logische 1. Dit heeft twee dingen tot gevolg: Als eerste gaat D3 geleiden, waardoor de oscillator tot zwijgen wordt gebracht. Als tweede spert de tot dan in geleiding zijnde transistor Tl (PNPI). Hierdoor spert ook T2, het

schemerschakelaar

relais valt af en de aangesloten verbruiker wordt uitgeschakeld.

Opbouw Over de opbouw valt er deze keer wat meer te vertellen. In figuur 5 kan men zien dat de koliektor van T2 (in een metalen behuizing) ietwat verbogen moet worden voordat deze tor op de print kan worden gezet. Verder is het raadzaam om voor IC1 een DIL-type te nemen (DIL = Dual In Line = twee rijen aansluitpennen met een zwart blokje ertussen). Dit type IC is namelijk ook in een soort transistorbehuizing verkrijgbaar, die echter niet zomaar op de print kan worden gezet. Wil men, om welke reden dan

Figuur 1. Hier is het schakelgedrag van een schmitt-trigger met hysteresis getel<end. Figuur 2. Het schema. C2 en C3 vormen samen een bipolaire elektrolytische kondensator (niet-poolgevoelige elko). Dit wordt gedaan omdat een bipolaire kondensator met een dergelijke waarde niet gemakkelijk te krijgen is. Figuur 3. Zo ongeveer ziet het er in het inwendige van het IC uit. Met de oscillatorfrekwentie wordt de waarde van de eerste deeltrap bepaald (hier 1 uur). Figuur 4. Alle aansluitingen van een 4060 in een oogopslag. Van de uitgangen gebruiken we alleen maar de eerste drie (pennen 1 . . .3).

ook, toch van dit "transistor-IC" gebruik maken, dan moeten alle aansluitingen worden verbogen voordat het geheel in het voetje kan worden gezet. Zoals ook bij een echte transistor het geval is, is aan de onderzijde van de behuizing van dit IC een metalen lipje aangebracht. Hiermee wordt niet de emitter aangegeven, maar pen 8. Aansluiting 8 en de drie daaropvolgende pennetjes (met de klok mee: 7, 6 en 5) horen in de rechterzijde van het IC-voetje (dus de kant van de potmeter PI en de LDR). De overige aansluitingen moeten in de

D3

andere zijde van het voetje worden geprikt. Rechts naast T l zitten drie kleine draadbruggen, die gemakkelijk over het hoofd kunnen worden gezien. Soldeer daarom eerst alle draadbruggen in (je kunt immers maar nooit w e t e n . . . ) , De omschakelkontakten 1, 2, 3 naar punt M zijn gewone soldeerpennen die met behulp van twee konnektortjes en een stukje draad met elkaar verbonden kunnen worden: één konnektor op punt M en één naar de pennen 1, 2 of 3. De LDR moet zo in de behuizing worden aangebracht, dat er voldoende

R8

1N4148

A

;p2uur.P I

^

4 uur

klok. uitgangen

klok. ingang

© 16 . 15 - 14L 13 • 12 :2

:2

:2

osc

Q10

) ''

''

Q8

Q12

09

11 - 10 - 9

L-

J V

c

R

Q5

07

Q4

4060

Q13

QU

Q6

'' 1 Q12

•

2 Q13

•

3

4

Q14

Q6

- 5 - 6 Q5

Q7

•

7 Q4

- 8

Figuur 5. Behoorlijk vol, nietwaar? En dit keer ook nog eens een hoop polariteitsgevoelige onderdelen. Opletten dus!

Onderdelenlijst R1,R2 = 4,7 kn R3,R6,R8,R9 = 10 kS R4 = 22 kS R5 = 1 MS R7 = 100 kQ R10 = LDR PI = 10 kS potmeter P2 = 100 kfi potmeter Cl

= 10MF/16 V

C2,C3 = 22 f^F/16 V C5 = 10 nF D1...D3 = 1N4148 Tl = BC557B T2 = BC 140 of BC 141 IC1 = CA 3130 (liefst DIU IC2 = 4060 diversen: Rel = printrelais (bijvoorbeeld V23027-A0001-A101, Siemens) soldeerstiften soepel draad 4,5 V-batterij 1 standaardprint formaat 1 Geschatte bouwkosten: f ZS,-

De Engelse fabrikant Martel Instruments Ltd. levert diverse soorten LCD- en LED-paneelmeters. Nieuw in het programma is het type MCM 2000, een bijzonder geavanceerde 2V2 digit paneelmeter. Deze meter is opgebouwd met zogenaamde "surface mounted" chip-komponenten (de komponenten hebben hierbij korte platte aansluitpootjes en worden dan ook boven op de printbanen gesoldeerd). De fabrikage is helemaal computergestuurd. Het resultaat is een uiterst kompakte module van 72 x 36 x 13 mm. Het 15 mm hoge display is voorzien van diverse symbolen, die naar wens geselekteerd kunnen worden. De meters zijn leverbaar voor voedingsspanningen van 3 tot 15 V en de opgenomen stroom is slechts 50 yik. De MCM 2000-module is standaard voorzien van een automatische nul-instelling, een automatische polariteitsaanduiding, een zeer stabiele referentiespanningsbron en een meerslageninstelpotmeter voor het afregelen van het meetbereik. Het standaard-meetbereik van 199,9 mV kan eenvoudig worden gewijzigd door middel van serie- en shuntweerstanden. De ingangen hebben een zeer hoge

licht op kan vallen. Op de plaatsen waar de aansluitingen van de LDR moeten worden vastgesoldeerd, kan men ook hier weer het beste van soldeerpennen gebruik maken.

Denk er bij de keuze van de behuizing aan dat deze, afgezien van de print, plaats moet kunnen bieden aan het relais en de 4,5 Vbatterij.

ingangsimpedantie. De meter kan worden geleverd met een opbouw- of een inbouwraam voor het display en hij kan ook tegen een geringe meerprijs worden voorzien van een display-verlichting. Van Vliet-Pijnakker B.V., Postbus 65, 2640 AB Pijnakker

(X125M)

unsfhooII Het is eigenlijk ongelooflijk dat ons gehoor zo goed in staat is om de richting waaruit een geluid komt vast te stellen. We kunnen dus een bepaalde geluidsbron zeer goed lokaliseren. Toch gek als je erover nadenkt: de oren en de hersenen, als antenne respektievelijk ontvanger van het geluid, bevinden zich op of binnen het hoofd, en daar wordt vastgesteld dat geluid X afkomstig is van plaats y, buiten het hoofd. Merkwaardig, nietwaar? In de vakliteratuur lezen we bij de beschrijving van het begrip "stereofonie" dat we de richting waaruit een geluid komt, alleen maar kunnen vaststellen op grond van verschillen in afgelegde weg van de geluidsgolf naar het ene en naar het andere oor. En die verschillen treden op voor geluidsbronnen die niet net zo ver van het linker als van het rechter oor verwijderd zijn. Indien een mug zich precies vóór ons bevindt, zal zijn geproduceerde geluid het linker oor en het rechter oor op precies hetzelfde tijdstip bereiken. Er is dus geen verschil in looptijd. En toch: als de mug zich recht vóór u en recht boven u verplaatst naar een punt achter u, bijvoorbeeld precies tussen het linker en het rechter schouderblad, dan zijn er nog steeds geen verschillen in looptijd, en toch hoort u dat de mug zich verplaatst. Ons gehoor werkt kennelijk nog veel ingewikkelder en het looptijdverhaal vormt geen volledige verklaring voor de richtingswaarneming.

Sinds de introduktie van stereofonische geluidsweergave is men zich intensief met het richtinghoren gaan bezig houden teneinde de verworven inzichten, in techniek vertaald, ten goede te laten komen van het luistergenot. Dit heeft ondermeer geresulteerd in de inmiddels gemeengoed geworden opstelling van twee luidsprekerboxen met een onderlinge afstand van een meter of twee, drie. Ideaal is de hiermee bereikte "tweedimensionale" stereoweergave nog niet. Echt helemaal goed krijg je het pas als je in een bolvormige ruimte de binnenwand geheel van een soort "luidsprekerbehang" voorziet, waarbij iedere luidspreker een bepaald signaal moet weergeven. Een soort "100-kanaals-stereofonie" dus. Een hoofdtelefoon biedt een alternatief voor de twee luidsprekers. Afgezien van het aspekt van het zogenaamde "ego-luisteren" is er nog een verschil met luidsprekers: links en rechts zijn volledig gescheiden. Bij luidspreker-stereo bereikt het geluid van een bepaalde luidspreker beide oren (zij het met verschillen in intensiteit en in looptijd), in het geval van hooftelefoonstereo gaat alles uit de linker oorschelp naar het linker oor en alles uit de rechter oorschelp naar het rechter oor. En een volledige scheiding tussen links en rechts is een belangrijke voorwaarde voor een optimale ruimtelijke geluidsweergave. Maar niet de enige voorwaarde! Want iedereen die wel eens een stereo-egotrip op de hoofdtelefoon heeft ondergaan, weet dat het

geluid ergens van binnen het hoofd vandaan schijnt te komen. De hersenen zijn tot veel in staat, allemaal waar, maar of ze ook alleriei muziekinstrumenten voor hun rekening kunnen nemen...? Hoe komt dat nou? Het ligt niet aan de hoofdtelefoon, want die is prima. Het ligt niet aan uw hersenen of oren (toegegeven: uit de titel van dit artikel zou je dat kunnen opmaken!). Nee, het ligt aan de toegepaste stereo-opnametechniek. Waarmee er genoeg ingeleid is en waarmee we bij het eigenlijke onderwerp van dit artikel zijn aangeland.

Lang leve het kunsthoofd Wat willen we eigenlijk met stereo bereiken? We willen het gevoel hebben dat we ergens in de koncertzaal zitten. Het liefst niet al te ver van het podium verwijderd, om de invloed van de zaalakoestiek te ontlopen. Het ligt dus voor de hand om op uw lievelingsplekje twee mikrofoons op oorafstand van elkaar te plaatsen, en om deze mikrofoonsignalen te gebruiken voor de opname op de grammofoonplaat, compact disc of cassette. Was het maar zo simpel. Een opname is het eindresultaat van zeer gekompliceerde studiotechnieken, met onder andere meersporen-band-recorders en allerlei dubbingen- en playback-toestanden, dit alles in een studio die hoogstwaarschijnlijk véél kleiner is dan de foyer van de koncertzaal. Door een bepaalde "mengverhouding" tussen links en rechts te kiezen kan ieder muziekinstru-

ment zijn eigen plaatsje op het stereo-podium worden toegewezen. Dat podium bevindt zich tussen de linker en de rechter luidspreker. Trouwens: die opname met die twee mikrofoons waar we het net over hadden klinkt op de hoofdtelefoon niet veel beter dan anders: het geluid komt ook nu vanuit de grijze massa. Er ontbreekt namelijk nog iets bij de twee mikrofoons: het hoofd. Okee, maken we. Een kunsthoofd, dat kwa inhoud niet, maar kwa akoestische eigenschappen wel overeenkomt met het hoofd van degene die het eerder genoemde lievelingsplekje in de koncertzaal koos. Een hoofd dus met alles erop en eraan: oorschelpen, gehoorgang en verder een "gemiddelde hoofdkonstruktie". Op de plaats van het hoormechanisme komen echter twee mikrofoontjes en uit de hals komen twee "gehoorzenuwen" in de vorm van mikrofoonkabeltjes. Ziedaar de ingrediënten voor een kunsthoofd-opname die, via een hoofdtelefoon weergegeven, zorgen voor een echt ruimtelijke weergave, dus voor een lokalisatie van het geluid buiten het hoofd, in plaats van dat opgesloten hersengeluid. In het verleden zijn er nogal wat experimenten rond kunsthoofdstereofonie uitgevoerd. Na een aanvankelijk optimisme is de zaak in het slop geraakt. Toch is het heel interessant om hier zelf eens wat mee te experimenteren. Het experimentele karakter houdt ondermeer in dat nu

eens niet de elektronica de boventoon voert, maar de pralca-||_oÉ lOn

\ ^

lOn

!>(>-

~

N I = Ve 4049 (nietgebufferd) 84775X-1

© Figuur 1. Een eentrapsversterker met een CMOS-inverter: dat w e r k t echt. Probeer het maar als u het niet gelooft.

0

Figuur 2. Zo ziet een CIVIOSinverter er "van b i n n e n " uit. T l en T2 zijn IG-FET's.

("PNP")

OO-'

T. '^-Ol^ ("NPN")

S4755X-2

©

f)0-H-feT^'

\\