No title

Co tedy nabízí firma ROSE + + KRIEGER?

ROÈNÍK XII/2007. ÈÍSLO 7 V TOMTO SEITÌ Ná rozhovor .................................. 1 Nové knihy ...................................... 2 Svìtozor .......................................... 3 AR mládei: Základy elektrotechniky .................. 4 Jednoduchá zapojení pro volný èas .................................. 6 Kalibraèní generátor 1 kHz ........... 10 Odrazka na kolo (blikající do výpletu) ..................... 15 Aquamat - zaøízení na obsluhu akvária ....................... 17 RC generátor ................................ 20 Regulátor k LED ........................... 24 Inzerce .............................. I-XXIV, 48 Univerzální digitální pøedzesilovaè TLE-3 (dokonèení) ........................ 25 Jak jsem zaèínal s pøíjmem DRM ............................. 28 O vícepásmových anténách 6 ...... 31 PC hobby ...................................... 33 Rádio Historie ............................. 42 Z radioamatérského svìta ............ 45

Praktická elektronika A Radio Vydavatel: AMARO spol. s r. o.

Redakce: éfredaktor: ing. Josef Kellner, redaktoøi: ing. Jaroslav Belza, Petr Havli, OK1PFM, ing. Milo Munzar, CSc., sekretariát: Eva Marková. Redakce: Zborovská 27, 150 00 Praha 5, tel.: 2 57 31 73 11, tel./fax: 2 57 31 73 10, sekretariát: 2 57 31 73 14. Roènì vychází 12 èísel. Cena výtisku 50 Kè. Roziøuje První novinová spoleènost a. s. a soukromí distributoøi. Pøedplatné v ÈR zajiuje Amaro spol. s r. o. - Hana Merglová (Zborovská 27, 150 00 Praha 5, tel.: 2 57 31 73 12; tel./fax: 2 57 31 73 13). Distribuci pro pøedplatitele také provádí v zastoupení vydavatele spoleènost Mediaservis s. r. o., Zákaznické Centrum, Moravské námìstí 12D, 659 51 Brno; tel: 541 233 232; fax: 541 616 160; [email protected]; reklamace - tel.: 800 800 890. Objednávky a predplatné v Slovenskej republike vybavuje Magnet-Press Slovakia s. r. o., ustekova 10, 851 04 Bratislava - Petralka; korepondencia P. O. BOX 169, 830 00 Bratislava 3; tel./fax (02) 67 20 19 31-33 - predplatné, (02) 67 20 19 21-22 - èasopisy; email: [email protected]. Podávání novinových zásilek povoleno Èeskou potou - øeditelstvím OZ Praha (è.j. nov 6005/96 ze dne 9. 1. 1996). Inzerci pøijímá redakce - Michaela Hrdlièková, Zborovská 27, 150 00 Praha 5, tel.: 2 57 31 73 11, tel./fax: 2 57 31 73 13. Za pùvodnost a správnost pøíspìvkù odpovídá autor (platí i pro inzerci).

Internet: http://www.aradio.cz E-mail: [email protected] Nevyádané rukopisy nevracíme. ISSN 1211-328X, MKÈR E 7409

© AMARO spol. s r. o.

s p. Ing. Michalem Rafajem, jednatelem firmy ELING BOHEMIA s. r. o. o produktech firmy ROSE + KRIEGER (SRN). Firma Eling Bohemia s. r. o. je naim ètenáøùm známá jako tradièní dodavatel pøístrojových skøíòek firmy BOPLA. Jakou souvislost mají výrobky firmy ROSE + KRIEGER se sortimentem firmy BOPLA?

Máte pravdu, naa firma u od roku 1991 s firmou BOPLA spolupracuje - je jej výhradným obchodným zastúpením v Èeskej republike (na Slovensku je to firma ELING). Èitate¾om urèite neunikla pravidelná prezentácia produktov firmy BOPLA v PE. Obidve firmy - BOPLA aj ROSE + + KRIEGER sú súèasou koncernu Phoenix Mecano, ktorý je zameraný na výrobu a dodávky elektrických, mechanických a mechatronických komponentov, ktoré ïalej vstupujú do elektrotechnických a strojárskych výrobkov. Poznajúc potreby elektrotechnických firiem a hlavne ich problémy pri zabezpeèovaní strojárskej nadstavby ich výrobkov, ukázalo sa nám vhodné rozíri svoju obchodnú ponuku aj o výrobky ROSE + KRIEGER. Pøedstavte nám prosím firmu ROSE + KRIEGER, GmbH.

Firma sídli v Minden v SRN, pribline 80 km od Hannovera. Výrobné závody má aj v nových èlenských tátoch EÚ. Je zameraná na vývoj a výrobu mechatronických komponentov s vyuitím ahaných hliníkových profilov. V tomto segmente patrí medzi najvýznamnejích európskych výrobcov.

Rose + Krieger je priemyselný podnik, ktorý ponúka iroký sortiment komponentov, ktoré u samé sú mechatronickými komponentami, alebo z ktorých je moné jednoduchým spôsobom zostavi mechatronický systém. Pod jednoduchým spôsobom sa rozumie s pouitím jednoduchých nástrojov - vystaèí sa s deliacou pílou, sadou nástrèkových k¾úèov a vàtaèkou. Sortiment je rozdelený do tyroch systémov: - Hliníkový profilový systém. - Lineárne vedenia. - Spojovací systém. - Pohonné jednotky. Celý sortiment pozostáva z viac ako 10 000 komponentov a jeho preh¾ad ako aj parametre sú dostupné v katalógoch a na webovej stránke firmy. Mohl byste ètenáøùm podrobnìji pøiblíit jednotlivé skupiny?

Hliníkový profilový systém pozostáva z hliníkových tyèí so peciálnym profilom s vonkajími rozmermi od 20 x 20 mm a po 160 x 160 mm so systémom dráok, otvorov pre závity a dutín. Spolu so peciálnymi spojovacími elementami tvoria systém, z ktorého je moné zostavi kontrukciu od jednoduchého stola a po zloitú frému jednoúèelového stroja, alebo výrobnej linky. Dôleité je, e pri montái vystaèíme s beným ruèným náradím. Lineárne vedenia zabezpeèujú lineárny posuv na základe vstupného rotaèného pohybu. Sú základným stavebným kameòom kadej mechatronickej sústavy, prièom v ponuke je iroký sortiment typov pod¾a nosnosti, presnosti, pouitého princípu prevodu vstupného pohybu. Dôleité je, e výrobu lineárnych jednotiek zabez-

Mechatronika je dnes módní výraz...

Nielen módny, ale aj rozumný. Mechatronika spája elektrotechniku, senzoriku, automatizáciu, pohony, mechaniku a kinematiku. Ruí historické hranice medzi elektrotechnikou a strojárstvom. V pamäti mám veèné spory medzi strojármi a elektrotechnikmi o urèení vodcovstva - kto bude systémovým ininierom novovyvíjaných strojov. Mechatronika pomáha vytvára nadh¾ad a zjednocuje. Je poteite¾né, e u aj technické univerzity v Európe i u nás pochopili nutnos tohto zjednotenia a zaviedli nové tudijné odbory, dokonca vznikli aj nové fakulty mechatroniky.

Praktická elektronika A Radio - 07/2007

Varianta oblíbených pracovních stolù z profilù ROSE + KRIEGER

1

ñ

Aplikace profilového systému a pohonných jednotek na testovacím zaøízení automobilových sedadel

Portálová jednotka sestavená z profilového systému

ñ

peèujeme na zákazníckom princípe - s rozsahom lineárneho pohybu pod¾a poiadaviek zákazníka, a to aj pri kusovej objednávke v krátkych dodacích termínoch. Spojovací systém ponúka ve¾mi iroký sortiment spojovacích elementov kruhových a tvorcových rúr s priemermi od 20 do 60 mm, pomocou ktorých je moné vybudova jednak ve¾mi dômyselný systém ploín, schodísk, zábradlí, leení a deliacich stien pre výrobné prevádzky (prièom absolútna väèina komponentov je zo zliatín hliníka), ako aj peciálne kontrukcie rôznych statických ale aj kinematických jednotiek výrobných liniek. Poèet ponúkaných elementov dosahuje tisícky typov, prièom sa stále roziruje. Pohonné jednotky zabezpeèujú lineárny pohyb akèného èlena, ktorý je odvodený od elektrického rotaèného pohonu. V ponuke sú tzv. elektrické piesty so zdvihom od 50 do 800 mm a s vyvinutou silou od 100 do 25 000 N. Samostatnú skupinu tvoria tzv. elektrické nohy stolov, ktoré umoòujú

kontruova stoly s premenlivou výkou nosnej plochy. Vyuitie nájdu v montánych linkách, v peciálnych stoloch pod výpoètovú techniku, v laboratóriách, ale aj v zdravotníctve. Ku vetkým týmto jednotkám sú k dispozícii pomocné montáne elementy, kåby, kotvenia, ale aj kompletné systémy riadenia, interfejsy k vyím systémom a menièe pre riadenie otáèok motorov. Jaké sluby poskytujete zákazníkùm?

Firmy ELING BOHEMIA (Èeská republika) a ELING (Slovensko) zabezpeèujú komplexné obchodno-technické sluby pre zákazníkov na území obidvoch tátov. Okrem obchodných dodávok, dodávok katalógov, dokumentácie a technického poradenstva ponúkame aj vypracovávanie projektov nových strojov, ich montá a kompletáciu, vrátane dodávky elektrických pohonov a riadiacich systémov. Tieto tzv. systémové rieenia podstatným spôsobom u¾ahèujú a urých¾ujú u naich zákazníkov vývoj a nasadzovanie nových strojov. Obligátní otázka na závìr pro vás - jste zapálený radioamatér - na co lze vyuít výrobky ROSE + KRIEGER v radioamatérské èinnosti?

Musím sa prizna, e u pri prvých kontaktoch s týmto sortimentom ma napadlo viac aplikácií - od peciálnych stojanov pre antény, naklápania parabolických antén a po jednoúèelové stroje - frézky, navíjaèky apod. Sám pouívam profilový systém na peciálne pracovné stoly, spojovací systém sme vyuili na kontrukciu zábradlia na streche vysielacieho strediska kolektívky OM3KGW v nadmorskej výke 925 m/m. Prvky zo spojovacieho systému vyuívam ako úchyty antén pre mikrovlny. S tzv. elektrickým piestom (lineárny motor) teraz kontruujem parkovací sklápací systém paraboly s priemerom 2,6 m. Vlastný piest má zdvih 800 mm a dokáe vyvinú silu 10 kN. Trojosý ikmý suport pro polohování odrazového zrcadla výkonového laseru sestavený z lineárních vedení

2

Dìkuji vám za rozhovor. Pøipravil ing. Josef Kellner.


Hrbáèek, J.: Moderní uèebnice programování mikrokontrolérù PIC. 2. díl, BEN - technická literatura, 144 stran A5 + CD, obj. è. 121280, MC 199 Kè. Èas se více èi ménì jasnì objevuje po naem boku, kdykoliv hodláme pouít mikrokontrolér. Provádìní instrukce trvá urèitou dobu. Èekání na stisk tlaèítka nemusí trvat nekoneènì dlouho. Bliknutí LED musí mít urèitou délku, aby je oko zaregistrovalo. Pøenos dat z/do jiného systému probíhá pomocí rùznì dlouhých impulsù navazujících na sebe v urèité èasové posloupnosti. To je jen pár pøíkladù, kdy se bez èekání nebo kalkulace s èasem neobejdeme. Proto se tato velièina jako èervená nit vine dalím dílem uèebnice - vytváøení èekacích smyèek, èasovaèe a èítaèe. Dále v uèebnici najdete práci s podprogramy, pøíznaky, vysvìtleno je pøeruení, stránkování, pøímé a nepøímé adresování, pouití datové EEPROM a dalí A úspìnì prostudujete i tento díl uèebnice, mùete být na sebe pyní. Postavili jste se na vlastní nohy a budete schopni vytvoøit jednoduí aplikace s mikrokontroléry. Uèebnice je opìt psána distanèním zpùsobem. Výuka je vedená tak, aby od samého zaèátku byl student motivován praktickými pøíklady veho, co se právì uèí. Vysvìtlení èinnosti je doplnìno spoustou animací a konstrukcí tak, aby mohl pohodlnì formou samostudia zvládnout a prostudovat potøebnou látku. Pøi pouití ve kole to umoní uèiteli individualizovat výuku podle potøeb studentù. Výuka se tak stává efektivnìjí, úèinnìjí a pøístupná i irokým vrstvám studentù. Nutné vstupní znalosti jsou v rozsahu pøedchozího prvního dílu. Knihu si mùete zakoupit nebo objednat na dobírku v prodejnì technické literatury BEN, Vìínova 5, 100 00 Praha 10, tel. 2 7482 0411, 2 7481 6162, fax: 2 7482 2775. Dalí prodejní místa: Jindøiská 29, Praha 1, sady Pìtatøicátníkù 33, Plzeò; Veveøí 13, Brno, Èeskobratrská 17, Ostrava, e-mail: [email protected], adresa na Internetu: http://www.ben.cz. Zásielková sluba na Slovensku: Anima, [email protected], www.anima.sk, Slovenskej jednoty 10 (za Národnou bankou SR), 040 01 Koice, tel./fax (055) 6011262.

Operaèní zesilovaèe pro mobilní aplikace STMicroelectronics (www.st.com), firma, která patøí mezi pøední svìtové výrobce operaèních zesilovaèù, rozíøila svùj sortiment o dvì øady jednoduchých, dvojitých a ètyønásobných operaèních zesilovaèù s vysokým tranzitním kmitoètem, moným velkým rozkmitem vstupního i výstupního signálu (RRIO), nepatrným vstupním klidovým proudem 1 pA a malým vstupním napìovým ofsetem - typicky 15 mV. Obvody TSV911/ /1/4 mají tranzitní kmitoèet 8 MHz, TSV991/2/4 20 MHz, rychlost pøebìhu je 4,5 V/µs, pøípadnì 10 V/µs u druhé øady. Napájecí napìtí mùe být 2,5 a 5,5 V, napájecí proud pøi 2,5 V je 780 µA. Nové OZ vynikají odolností vùèi elektrostatickému náboji a rozsahem pracovních teplot -40 a +125 °C. Jsou proto zvlátì vhodné pro zpracování signálù ze senzorù neelektrických velièin v prùmyslu a automobilech. Jako pouzdra jsou pouity SOT23-5 nebo SO-8 pro jednoduché provedení, MSO-8 a SO-8 pro dvojité a TSSOP14 a SO-14 pro ètyønásobné provedení.

výstupního napìtí integrovaný v èipu vèetnì záchytné diody a doplnìný o externí cívku. Pøi dostateèném napìtí baterie je mìniè vypnut. Maximální výstupní proud je 250 mA, vlastní spotøeba je jen 65 µA, ve stavu SHUTDOWN pouze 5 µA. MAX5092 a MAX5093 pracují v rozsahu teplot -40 a +125 °C a vyrábìjí se v pouzdrech TQFN s 16 vývody s rozmìry 5 × 5 mm. Pøedpokládanou oblastí pouití je automobilová a prùmyslová elektronika.

LED v interiéru nových automobilù Ford OSRAM Opto Semiconductor (www.osram-os.com) uzavøela smlouvu s pøedním výrobcem automobilù Ford Motor Company na øeení osvìtlení prvkù interiéru nových modelù automobilù s vyuitím technologie LED, které má být ladìno do barvy Ice Blue (ledová modø). Ve vozech Ford Escape a Ford Focus 2008 budou tyto diody osvìtlovat pøístrojovou desku, multimediální pøístroje a ovladaèe spotøebièù. Vyuití technologie LED v interiéru osobních automobilù je v posledních nìkolika letech mezi výrobci automobilù stále populárnìjí kvùli stylistické flexibilitì, energetické úspornosti, iroké paletì barev a velké spolehlivosti. OSRAM spolupracoval v tomto smìru s Fordem ji od devadesátých let minulého století.

Regulátor napìtí pro autoelektroniku s malým úbytkem Novinkou firmy Maxim (www.maximic.com) v oblasti integrovaných obvodù pro napájecí zdroje je stabilizátor MAX5092/5093, který podle verze poskytuje stabilní napìtí 3,3 V (MAX5092/3A), 5 V (MAX5092/3B), pøípadnì nastavitelné v rozsahu 1,5 a 9 nebo 10 V (MAX5092/3). Uvedená výstupní napìtí jsou k dispozici od vstupního napìtí regulátorù 3,5 V (a do 72 V). To vyplývá z potøeb autoelektroniky, kde se lze pøi studeném startu automobilu i s tak malým napìtím baterie setkat. Funkci LDO regulátoru pøi malém napìtí baterie umoòuje zvyovací mìniè s regulací


Nábojová pumpa pro LED fotoaparátù poskytuje a 400 mA Funkcí bez cívky a s minimem dalích externích souèástek (3 keramické kondenzátory a 2 rezistory) se vyznaèuje nový obvod pro buzení bílých LED, který pod typovým oznaèením LTC3218 uvedla firma Linear Technology (www.linear.com). Výhodou je i èinnost ve dvou reimech bez (1×) a se zvyováním (2×) napájecího napìtí, mezi nimi pumpa automaticky pøechází podle aktuálního napìtí napájecí baterie Li-ion, co umoní optimální vyuití její kapacity v rozsahu 2,9 a 4,5 V. Proud diodou je snímán interním rezistorem s odporem 220 mΩ, regulován mùe být impulsnì a do 400 mA v reimu blesku a do 150 mA pøi trvalém svitu. Velikost proudù urèují odpory programovacích rezistorù. LTC3218 vyrábìný v 10vývodovém pouzdøe DFN (3 × 2 × 1 mm) je urèen pro pouití s fotoaparáty stále èastìji vestavìnými do mobilních telefonù.

Moduly chránící karty SIM ve èteèce Pro ochranu karet SIM pøed následky elektrostatického výboje (ESD) a elektromagnetického vyzaøování (EMI) vyvinula firma EPCOS (www.epcos.com) nový EMI/ESD modul, který mùe být vestavìn pøímo do èteèky karty. Jsou v nìm integrovány ètyøi filtraèní π-èlánky a ètyøi variátory. Kombinovaná ochrana je aplikována na pinech UCC, RST, CLK, a I/O. Výhodou proti øeení s diskrétními souèástkami je významná úspora místa. Ochrana proti ESD varistory s napìtím 29 V splòuje poadavky standardu IEC 61000-4-2. Útlum filtrù v kmitoètovém pásmu 900 a 1000 MHz je 30 dB. Specifikace platí pro teplotní rozsah -40 °C a +125 °C. JH

3

AR ZAÈÍNAJÍCÍM A MÍRNÌ POKROÈILÝM Základy radiotechniky a vf techniky (Pokraèování)

Modulace vf signálu pro digitální pøenos S nejjednoduími typy digitálních modulací (ASK, PSK a FSK) jsme se ji seznámili. Pro velké datové toky se pouívá QAM (quadrature amplitude modulation). Pøedstavte si, e u modulované nosné vlny mùeme signálem mìnit souèasnì amplitudu i fázi. Názornì je to vidìt na obr. 59. Tomuto typu fázového diagramu se øíká konstelaèní diagram. Smìr ipky vyznaèuje fázi, její délka amplitudu nosné vlny. Mìjme pøeddefinovaných 16 stavù nosné vlny (na obr. oznaèené krouky), které se lií amplitudou a fází. Kadý stav lze rozloit na souèet sloky kosinus (I, In-phase) a sloky sinus (Q, Quadrature). Modulovaný signál lze pak zapsat obvyklým zpùsobem

zpùsob modulace zdvojnásobuje efektivní íøku pásma. QAM je pouívána s impulsní amplitudovou modulací (PAM) v digitálních systémech, zvlátì pøi bezdrátových aplikacích. Na obr. 60 je blokové zapojení modulátoru QAM. Digitální data jsou nejdøíve pøivedena na tzv. mapovací obvod. Vech 16 stavù modulace 16-QAM lze vyjádøit ètyømi bity. V mapovacím obvodu se rozdìlí na 2 bity, kterými je amplitudovì modulována nosná I a 2 bity, kterými je modulována nosná Q. Datové impulsy jsou tvarovány vhodnou filtrací, aby pøechody byly spojitìjí, èím se redukuje íøka pásma. Obì modulované nosné vlny jsou slouèeny a vysílány spoleènì. V pøijímaèi jsou nosné vlny od sebe oddìleny, data jsou z kadé extrahována a zkombinována do pùvodní informace. Poèet stavù nosné vlny nemusí být právì 16, tak jako v uvedeném pøíkladu. Obvyklý poèet je 4, 8, 16, 64 nebo 256, mùe se liit i konstelaèní diagram, viz obr. 61. Vimnìte si, e v nìkterých pøípadech se nemìní amplituda nosné vlny, jen její fáze. V tom pøípadì se modulace oznaèuje PSK.

f(t) = I.cos(ωct) + Q.sin(ωct). Zápis ukazuje, e modulace odpovídá dvojici amplitudovì modulovaných signálù se stejným kmitoètem nosné vlny, avak s obìma nosnými kolmými, tj. fázovì posunutými o 90 °, odtud její název QAM. Tento

Obr. 59. Konstelaèní diagram 16-QAM Obr. 61. Konstelaèní diagramy nìkterých typù modulací QAM a PSK

Obr. 60. Blokové zapojení QAM modulátoru

4

Èím více stavù má modulace QAM, tím pøesnìji musí být data na stranì pøijímaèe dekódována a pøenos je náchylnìjí k chybám vlivem ruení a umu. Je-li QAM pouita v bezdrátových sítích, není problém vyádat si data znovu. Jiná situace je pøi digitálním vysílání rozhlasu a televize. Proto se nejèastìji pouívá jen 16- nebo 64-QAM a data jsou navíc zabezpeèena rùznými samoopravnými kódy. Pøi digitálním televizním vysílání je tøeba pøenáet velký objem dat. Teoreticky bychom mohli pouít modulaci QAM a vysoký modulaèní kmitoèet. Tím se okolo jedné nosné vlny vytvoøí iroká postranní pásma. Je to jako bychom pøenáeli signál velkou rychlostí po jednom vodièi. Mùeme vak také pøenáet data nií rychlostí po více vodièích. Tohoto principu se vyuívá pøi pozemním digitálním TV vysílání, kde se data pøenáejí mnoha nosnými vlnami s malým datovým tokem. Postranní pásma jsou úzká a nejsou spojitá, protoe i modulace není spojitá, ale má definované stavy. Modulaèní kmitoèet a vzdálenost nosných vln je volena tak, e minimum v postranním pásmu je zrovna na kmitoètu vedlejí nosné vlny, take nosné vlny se navzájem neovlivòují (obr. 62). Systém s mnoha nosnými se oznaèuje OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex). U DVB-T se pouívá systém 8k a 2k. V systému 8k je pouito 6817 nosných vln s odstupem 1116 Hz, v systému 2k 1705 nosných s odstupem 4464 Hz. Perioda pøechodu z jednoho stavu do druhého je u systému 8k 1,12 ms, pouitelná pøenosová kapacita pøi modulaci 64-QAM 26,1 Mb/s a íøka pásma 7,61 MHz. Je nereálné, aby kadá nosná mìla vlastní modulátor. Signál vech nosných se generuje najednou signálovým procesorem na principu inverzní Fourierovy transformace. Toto uspoøádání má velkou pøednost pomalá zmìna dat jednotlivých nosných podstatnì zmení vliv odraených signálù. Data se do pøíchodu odraené a mírnì opodìné vlny nestihnou zmìnit. Anténa pøijímaèe nemusí být nutnì smìrová, aby odraené signály potlaèila. VH (Pokraèování pøítì)

Obr. 62. Nosné vlny a postranní pásma pøi vysílání systémem s mnoha nosnými vlnami. Èervenì jsou vyznaèeny kmitoèty, na kterých se signál demoduluje


(Pokraèování)

Jednoduchá zapojení s logickými obvody V následujících odstavcích si pøedstavíme nìkolik jednoduchých zapojení s logickými obvody, se kterými jsme se seznámili v minulých dílech. Jedná se zejména o èítaèe, kterým jsme se podrobnì vìnovali v PE 11/ /2006 a 3/2007, rovnì se vak seznámíme s nìkterými novými logickými obvody, které mùete vyuít v mnohých praktických aplikacích.

Netradièní hodiny Typickým zapojením, na kterém lze snadno demonstrovat vyuití èítaèù v praxi, jsou èíslicové hodiny. Ty lze jednodue sestavit s vyuitím nìkolika kaskádnì zapojených èítaèù BCD, pøièem je nutné oetøit pouze to, aby se èítaèe na pozici desítek sekund a desítek minut vynulovaly pøi dosaení èísla 6 a podobnì aby se èítaèe hodin vynulovaly pøi dosaení èísla 24 (popø. 12). Pak ji staèí jen pøivést na vstup èítaèe jednotek sekund (tj. nejniího èítaèe v kaskádì) hodinový signál s kmitoètem 1 Hz a hodiny jsou na svìtì. Na výstupy èítaèù obvykle zapojíme dekodéry s budièi LED displejù, které nám zobrazí údaj o èase v èíslicové podobì. V rámci zjednoduení takového zapojení lze vyuít èítaèù BCD s ji vestavìným sedmisegmentovým dekodérem (napø. obvod 4026), na jejich výstupy lze pøímo zapojit displej LED, popø. LCD. Schéma na obr. 151 ukazuje jakési zjednoduené zapojení èíslicových hodin. Na první pohled je patrné, e chybí výstupní dekodéry a èíslicové displeje. Namísto toho je èasový údaj zobrazován pøímo v binárnì dekadické formì pomocí dvaceti LED. Na mylenku zobrazování èasu takto ponìkud netradièním zpùsobem mì pøivedla relativnì velká obliba obdobných binárních hodin ve formì softwarového doplòku na plochu Windows, pøièem nìkteré z tìchto hodin dokonce imitují vzhled LED. Koneckoncù jak se praví v popisu jednìch takových hodin: na svìtì existuje 10 typù lidí ti, kteøí binárním èíslùm rozumìjí, a ti, kteøí nikoliv. Pro ty, kteøí se øadí do první skupiny, mohou po-

Obr. 152. Rozmístìní LED


Obr. 151. Schéma zapojení binárních hodin

Digitální technika a logické obvody

dobné hodiny pøedstavovat zajímavé zpestøení. Diody lze uspoøádat do dekád podle obr. 152, který rovnì ukazuje zpùsob, jakým se údaj o èase ète. Pro zasvìcené pak staèí trocha cviku a údaj lze pøeèíst stejnì rychle jako pøi pohledu na klasické ruèièkové nebo èíslicové hodiny. Samotné zapojení na obr. 151 sestává ze esti èítaèù BCD (3 obvody 74HC390), 14bitového èítaèe s oscilátorem (obvod 4060), který slouí ke generování hodinového signálu s kmitoètem 2 Hz, a tøí hradel AND (obvod 74HC08), která jsou pouita pro nulování èítaèù. Integrovaný obvod 74390, jeho popis byl uveden v PE 2/2007, obsahuje dva nezávislé èítaèe BCD s nulováním, které jsou rozdìleny na èítaèe modulo dvì a modulo pìt. U vech èítaèù je proto nutné propojit výstup QA s hodinovým vstupem CLKB. Výjimkou je pouze èítaè na pozici desítek hodin, u kterého vyuíváme pouze druhou èást s modulem èítání pìt se vstupem CLK B a výstupy QB a QC. Èítaè modulo dvì je zde pouit pro vydìlení signálu z výstupu Q13 obvodu 4060 dvìma, èím získáme hodinový signál s kmitoètem 1 Hz, který následnì pøivádíme na vstup CLK A èítaèe jednotek sekund. Jednotlivé èítaèe jsou propojeny klasickým asynchronním zpùsobem, kdy je signál z nejvyího bitu Q D (resp. Q C u èítaèù desítek sekund a desítek minut) niího èítaèe v kaskádì pøivádìn na hodinový vstup CLKA èítaèe následujícího (u èítaèe desítek hodin na vstup CLK B). Na pozici desítek sekund a desítek minut je tøeba zajistit, aby se èítaè vynuloval pøi pøekroèení èísla pìt. To zajiují hradla AND zapojená na výstupy QC a QB. Nulovací signál je generován pøi dosaení èísla 6, kdy je QC = QB = H (obvod 74390 se nuluje pøi pøivedení úrovnì H na vstup R). Dále je tøeba zajistit nulování èítaèù hodin pøi dosaení èísla 24. Signál nulování je v tomto pøípadì odvozen od úrovní na výstupech QC èítaèe na pozici jednotek hodin (QC = H pøi dosaení èísla 4) a èítaèe desítek hodin (zde QC = H odpovídá èíslu 2). Pro správnou funkci hodin je dále nezbytný zdroj hodinového signálu s pøesným kmitoètem. Ten je generován obvodem 4060, co je 14bitový asynchronní èítaè, který díky pøítomnosti pøísluných obvodù umoòuje snadnou realizaci krystalem øízeného oscilátoru. Pøi pouití hodinkového krystalu s kmitoètem 32,768 kHz bude na výstupu Q 13 k dispozici signál s kmitoètem 2 Hz, který je po vydìlení dvìma pøivádìn na hodinový vstup èítaèe jednotek sekund. Èas se nastavuje dvìma tlaèítky, po jejich stisku se zvýí kmitoèet hodinového signálu z 1 na 128 Hz, resp. 2048 Hz. Jedná se pravdìpodobnì o konstrukènì nejjednoduí zpùsob, který je pøitom funkèní a spolehlivý. Vít pringl (Pokraèování pøítì)

5

JEDNODUCHÁ ZAPOJENÍ PRO VOLNÝ ÈAS Lustr z CD

(aneb jak vyuít stará a ji nepotøebná CD) Po jisté dobì se mi doma zaèaly hromadit rùzné vadnì vypálené CD, staré zálohy apod. a nastala otázka, co s takovými CD (kdy u jsem jich øadu vyuil na rùzné stupnice, knoflíky, votinové cívky apod.). Shodou okolností jsem ve stejnou dobu doel k závìru, e budu muset pouívat úsporné záøivky alespoò v lustrech, nebo pøestoe pøíernì ruí, jinak bych se ÈEZu za proud asi nedoplatil. Problém nastal v okamiku, kdy po projítí nìkolika obchodòákù v Brnì bylo jasné, e stínítka napø. ve tvaru kapky, do kterých by se hnusnì dlouhá tyèka záøivky dala schovat, prostì neexistují a lustry na tyto záøivky taky neexistují. Buï jsem si mohl vybrat rùznì zakroucené záøivky (ovem v cenách, ze kterých jsem se zase kroutil já), nebo akceptovat, e mi cosi bude trèet z lustru. Nezbylo, ne hledat tøetí cestu dle známé vìty co si nevyrobí sám, to nemá. Prvním nápadem byly právì CD, jene nic není tak jednoduché, jak to vypadá (obr. 1). Nejdøív je nutné se rozhodnout, jaké záøivky budeme pouívat a v jakých objímkách. Objímky byly jasné:

Obr. 1. Lustr z CD

6

bìné plastové s pøevleènou maticí, na které obyèejnì visí baòka. Tahle objímka má prùmìr asi 44 mm. Pokud jde o záøivky, je nutné vybrat takové, jejich elektronika je v co nejtenèím dráku, co vylo zase asi na 44 mm. I tak je zde ale jeden problém, a to ten, e matice od objímky obyèejnì nejde pøetáhnout pøes elektroniku záøivky. Proto je nutno postupovat tak, e se napø. mezi dvì matice uchytí horní CD, pak se zaroubuje záøivka, a a pak navleèe zbytek stínítka a nahoøe upevní! To je sice ponìkud komplikované, ale zase záøivky tak rychle neodcházejí jako árovky. Stínítko je tedy vyrobeno z CD pøevrtaných na prùmìr díry asi 45 mm, co zase nejde úplnì jednodue. Jednak musíte pouít korunkový vrták, udìlat mu vedení váleèkem prùmìru tìsnì pod 15 mm a do CD vrtat pomalu ze strany, na kterou se vypaluje, nikoli opaènì! Jinak toti èasto potrháte støíbro poblí díry. Faktem ovem je, e kromì úplnì spodního CD to není ance vidìt, pokud tedy støíbro nepotrháte moc. Korunkový vrták jsem sehnal ve Fabory, ale drák jsem si musel udìlat sám - budete muset udìlat nejspíe to samé podle toho, jaký vrták a jakého prùmìru kde seenete. Pøi vrtání je CD nutné podloit, jene do nìèeho se taky musí dát zatlaèit ten vodicí váleèek vrtáku, co jsem tedy udìlal tak, e pod CD podkládám desku z polystyrenu. CD staèí dret v ruce, vrtat ovem musíte na stojanové vrtaèce, nikoli z ruky! Po odvrtání potøebného mnoství CD jetì z jednoho vyrobíte vrtací ablonu na dvì dírky na okraji, tak asi 7 mm od hrany a o prùmìru 3,2 nebo 4,2 mm dle toho, jaká tyèka a s jakým závitem bude procházet skrz. Vyzkouel jsem dvì alternativy, pøièem délku sloupkù nechávám na vás, obecnì bych øekl, e nejlépe je nìco mezi 15 a 25 mm. Já jsem v jednom pøípadì pouil kovové sloupky 18 mm, v druhém delí plastové. Kovové jsou estihranné a dostanou se pod názvem distanèní sloupek napø. v GESu, mají z jedné strany díru se závitem M3 a z druhé závit M3, take se roubují do sebe. Dolní CD upevníte roubkem, hoøejek pak maticí. Nebo mùete pouít èerné plastové s dírou 4,2 mm, závitovou tyèku se závitem M4 (prodává se ve Feronì v metrových kusech) a z obou stran pouít uzavøené matice nebo nýtovací matice, jako já). Výhodou kromì toho, e je to levné, je i to, e to nevypadá zas tak patnì, a hlavnì se chladí elektroni-

Obr. 2. Svìtelné efekty na zhasnutém lustru z CD ka mìnièù záøivek, take se nepøehøejí, co se jinak v uzavøených baòkách stane! Zvlátním pøídavkem jsou pak krásné svìtelné efekty a duha tvoøená lomem svìtla na CD, i kdy nic nesvítí: pouze odrazem denního osvìtlení zvenku (obr. 2). Tady je ovem nutno dodat, e je záhodno vybrat si vdy stejná CD stejného výrobce, neb lom není vdy stejný a ne vechna média jsou navíc èistì støíbrná! Druhá strana CD není vidìt, a tak nás nemusí moc zajímat. Kromì toho lom svìtla je vidìt na vypalovacích CD mnohem více, ne na lisovaných, pøièem zase ale lisovaná se lépe vrtají a nevytrhává se z nich ta fólie. V závìru bych dodal, e si dovedu pøedstavit obdobnì øeené stínítko ve vodorovném provedení napø. na záøivkovou trubici. Podotýkám ale, e tento návod není urèen k hromadné a komerèní výrobì bez projednání s autorem!!! J. Sedláø

Pestrobarevné rotující svìtlo Jedná se o svìtelnou høíèku, která se mùe uplatnit na diskotéce nebo jako reklamní poutaè. V rotujícím svìtle jsou pouity supersvítivé LED rùzných barev (bílé, modré, èervené a zelené), take výsledný efekt je velmi výrazný. Pro ovìøení funkce a posouzení celkového dojmu byl vzorek rotujícího svìtla postaven na desce s plo-


Obr. 3. Pestrobarevné rotující svìtlo nými spoji a vyzkouen. Fotografie desky se souèástkami je na obr. 3.

Popis funkce Schéma pestrobarevného rotujícího svìtla je na obr. 4. Základem pøístroje je èítaè IO1, který ve skupinì osmi LED uspoøádaných na krunici budí po øadì jednotlivé LED tak, aby vznikl efekt rotujícího svìtla. Dále pøístroj obsahuje taktovací generátor èítaèe s tranzistory T3, T4 a modulaèní generátor s tranzistory T1, T2, který periodicky mìní kmitoèet taktovacího generátoru a tím i rychlost rotace svìtelného bodu. Èítaè IO1 typu 4017 je pìtistupòový dekadický Johnsonùv èítaè s dekodérem jedna z deseti. Cyklus èítání je zkrácen na osm stavù spojením výstupu Q8 (9 IO1) s nulovacím vstupem RST (15 IO1). Pøivádìjí-li se na taktovací vstup CLK (14 IO1) taktovací impulsy, pøecházejí postupnì jednotlivé výstupy Q0 a Q7 èítaèe do vysoké úrovnì H (vdy na dobu jedné periody taktovacího signálu), zatímco vechny ostatní výstupy jsou v nízké úrovni L. LED D1 a D8, které jsou pøipojeny mezi výstupy Q0 a Q8 èítaèe a zem, se tak postupnì rozsvìcejí, pøièem celý dìj se periodicky opakuje. LED jsou umístìny na krunici, take svìtelný bod rotuje. Dalí LED D9 je umístìna uprostøed

krunice a svítí trvale. Nemusí být pouita a lze ji nahradit drátovou propojkou. Proud LED je urèen vnitøním odporem výstupù èítaèe a odporem rezistoru R11, jeho velikost lze upravit podle poadovaného jasu LED. Pájecí body X a Y slouí k modifikaci efektu z rotujícího svìtelného bodu na rotující temný bod. Poadujeme-li tento efekt, nezapojíme R11 mezi katodu LED D9 a zem, ale mezi body X a Y, a vechny LED D1 a D9 zapojíme s obrácenou polaritou (katodami smìrem k výstupùm èítaèe). V tom pøípadì LED, která je pøipojena k výstupu s momentální úrovní H, nesvítí, zatímco vechny ostatní svítí (ostatní výstupy èítaèe jsou v úrovni L). Jak se úroveò H pøesunuje na dalí výstupy èítaèe, zhasínají dalí LED a temný bod rotuje po krunici svítících LED. Tento modifikovaný efekt vak nebyl na realizovaném vzorku pøístroje ovìøován. Taktovací generátor, kterým se budí èítaè, je zapojen jako klasický astabilní multivibrátor s tranzistory T3 a T4. Kmitoèet taktovacího generátoru èítaèe se mìní (moduluje) zmìnou napìtí na rezistoru R9, èím se mìní velikost nabíjecích proudù kondenzátorù C5 a C6. Pøi nulovém napìtí na R9 je nabíjecí proud nejvìtí a taktovací kmitoèet je nejvyí - asi 20 Hz (perioda asi 52 ms). Pøi zvìtování napìtí na R9 se nabíjecí proud zmenuje a taktovací kmitoèet klesá - nejmení je asi 8 Hz (perioda asi 120 ms). Kdy se pøi dalím zvìtování pøiblíí napìtí na R9 kladnému napájecímu napìtí, nemohou se ji tranzistory T3, T4 proudem tekoucím pøes rezistory R6, R7 otevírat (aby mohl do bází T3 a T4 téci pøes R6 a R7 proud, musí být napìtí na R9 alespoò o 0,6 V mení, ne je kladné napájecí napìtí) a multivibrátor pøejde do alternativního módu èinnosti, ve kterém je generovaný kmitoèet asi 33 Hz (perioda 30 ms). Modulaèní napìtí se na R9 pøivádí z modulaèního multivibrátoru s tranzistory T1 a T2. Na kolektoru T2 je pøiblinì pravoúhlý signál s periodou

asi 5 s (s kmitoètem asi 0,2 Hz) a se støídou 1 : 1. Vzestupná hrana impulsu na kolektoru T2 je díky nabíjení C2 pøes R4 exponenciálnì zaoblená, take sniování taktovacího kmitoètu v první pùlperiodì modulaèního signálu není skokové. Díky malým odporùm rezistorù R4 a R5 se po nabití C2 maximální napìtí na R9 velmi pøibliuje kladnému napájecímu napìtí, take po sníení taktovacího kmitoètu na minimum (8 Hz) se po pøechodu do alternativního módu èinnosti skokovì zvìtí taktovací kmitoèet na 33 Hz. Zvìtením odporu rezistoru R5 by zøejmì bylo moné zmenit maximální napìtí na R9 tak, aby taktovací multivibrátor nepøecházel do alternativního módu èinnosti. Modulace taktovacího kmitoètu by pak vak byla ménì zajímavá, a tak to ani nebylo vyzkoueno. Po pøechodu napìtí na kolektoru T2 do úrovnì L ve druhé pùlperiodì modulaèního signálu je taktovací kmitoèet konstantní a je asi 20 Hz. Rotující svìtlo je napájeno hrubì stabilizovaným ss napìtím 12 V ze síového adaptéru. Napájecí proud je asi 25 mA.

Konstrukce a oivení Rotující svìtlo je zkonstruováno z bìných vývodových souèástek na desce s jednostrannými plonými spoji. Obrazec spojù je na obr. 5, rozmístìní souèástek na desce je na obr. 6. Souèástky osazujeme na desku od nejniích (drátové propojky, rezistory atd.) a po nejvyí (radiální elektrolytické kondenzátory, LED). Dbáme peèlivì na správnou polaritu LED a elektrolytických kondenzátorù. Drátových propojek je est a jsou zhotoveny z odstøiených vývodù rezistorù. Obvod IO1 je vloen do objímky, aby jej v budoucnosti bylo moné vyuít i v jiných pøístrojích. Mezi LED a desku jsou vloeny plastové distanèní sloupky typu KDR10, aby LED rovnomìrnì vyènívaly nad desku (sloupky samozøejmì mohou

Obr. 4. Pestrobarevné rotující svìtlo


7

Obr. 5. Obrazec ploných spojù pestrobarevného rotujícího svìtla (mìø.: 1 : 1, rozmìry 66,0 x 66,0 mm)

Obr. 6. Rozmístìní souèástek na desce pestrobarevného rotujícího svìtla mít i jenou délku ne 10 mm). Barvy LED mùeme podle vkusu zvolit jakékoli. Vzorek rotujícího svìtla fungoval na první zapojení. Prùbìhy impulsních signálù ve vzorku byly promìøeny osciloskopem, zjitìné údaje jsou uvedeny v pøedchozím textu.

Seznam souèástek R1, R4 R2, R3 R5 R6, R7 R8, R10 R9 R11 C1, C2, C3 C5, C6 D1, D5

4,7 kΩ/0,6 W/1 %, metal. 47 kΩ/0,6 W/1 %, metal. 10 kΩ/0,6 W/1 %, metal. 470 kΩ/0,6 W/1 %, metal. 22 kΩ/0,6 W/1 %, metal. 220 kΩ/0,6 W/1 %, metal. 100 Ω/0,6 W/1 %, metal. 100 µF/16 V, radiální 100 nF/J/63 V, fóliový LED bílá, supersvítivá, 5 mm D2, D6 LED zelená, supersvítivá, 5 mm D3, D7, D9 LED modrá, supersvítivá, 5 mm D4, D8 LED èervená, supersvítivá, 5 mm T1, T2 BC558B T3, T4 BC548B IO1 CMOS 4017 objímka precizní DIL 16 1 kus distanèní sloupek KDR10 9 kusù deska s plonými spoji è. KE02K6 Elektronika dla Wszystkich, 9/2004

Vf signál o napìtí 50 µV se pouívá ke kalibraci S-metru pøipojeného pøijímaèe - S-metr by mìl pøi tomto napìtí zobrazovat údaj S9. Signál o napìtí 1 µV je vhodný k testování citlivosti pøijímaèe - podle odstupu tohoto signálu od umu mùeme snadno posoudit skuteènou citlivost pøijímaèe. U starích pøijímaèù té mùeme podle pøesných kmitoètù pøípravku zkontrolovat správnost cejchování analogové kmitoètové stupnice. Zapojení pøípravku je velmi jednoduché. Základem je Clappùv oscilátor s bipolárním tranzistorem T1. Kmitoèet oscilací je urèován jedním ze tøech krystalù X1 a X3, které se pøepínají otoèným pøepínaèem S3. Malého výkonu oscilátoru je dosaeno malým napájecím napìtím (1,22 V) a malým kolektorovým proudem tranzistoru (kolektorový proud je nastaven rezistorem R2 s pomìrnì velkým odporem 18,7 kΩ, obvykle má emitorový odpor v Clappovì oscilátoru odpor øádu stovek ohmù a jednotek kiloohmù). Výstupní vf signál je z oscilátoru odebírán z kolektoru T1 a je veden na výstupní konektor K1 (zásuvka BNC) pøes dìliè s rezistory R4 a R5. Dìlièem je signál zeslabován na 50 µV a dìliè té definuje výstupní odpor 50 Ω pøípravku.

Dalím dìlièem s rezistory R6 a R8, který se zaøazuje posuvným pøepínaèem S2, se výstupní signál zeslabuje a na 1 µV. Výstup pøípravku je chránìn proti vf signálu pøivádìnému z vnìjku na konektor K1 (napø. pøi zaklíèování vysílaèe transceiveru) diodami D1 a D2. Èervená LED D2 slouí souèasnì jako indikátor a na výkon pøivádìný z vnìjku upozoròuje svým svitem. Pøi rozsvícení LED D2 se musí vysílaè okamitì vypnout, výkon 5 W snese pøípravek typicky po dobu 4 s a výkon 10 W jen 2 s. Pøípravek je napájen napìtím 3 V z vlastního lithiového èlánku CR2032 o kapacitì 220 mAh. Napájecí proud je asi 250 µA, take èlánek teoreticky vydrí a 800 hodin provozu. Napájení se zapíná posuvným spínaèem S1. Dostateèná velikost napájecího napìtí je indikována èervenou diodou LED D6, která má pro posunutí svého prahového napìtí pøedøazenu diodu D4. LED D6 svítí, kdy je napájecí napìtí vìtí ne 2,4 V. Napájecí napìtí pro oscilátor je zmenováno na 1,22 V a stabilizováno obvodem IO1 typu ZXRE125DR. Jedná se o stabilizátor pevného referenèního napìtí, který se navenek chová jako kvalitní Zenerova dioda se Zenerovým napìtím 1,22 V a s velmi malým vlastním proudem.

Oscilátor XG2 pro testování pøijímaèù Na obr. 7 je schéma jednoduchého pøípravku XG2 pro testování citlivosti pøijímaèù, který je dodáván jako stavebnice firmou Elecraft z USA. Jedná se o krystalový oscilátor s velmi malým výkonem, který na kmitoètech 3 579, 7 040 a 14 080 kHz poskytuje na svém výstupu na zatìovacím odporu 50 Ω napìtí 50 nebo 1 µV. Pøi teplotì 25 °C je zaruèovaná pøesnost výstupního napìtí ±20 % (±2 dB).

8

Obr. 7. Oscilátor XG2 pro testování pøijímaèù


Pøípravek je zkonstruován z vývodových souèástek na desce s oboustrannými spoji a prokovenými dírami. Díky extrémnì malému výkonu oscilátoru nemusí být pøípravek stínìn a pouívá se jako holá deska (na spodní stranì jsou na desce nalepeny pryové noièky). Pøípravek by stejnì ani nebylo moné vestavìt do ádné stínicí krabièky, protoe ovládací páèky posuvných pøepínaèù nejsou ve stejné výce nad deskou a u S1 páèka ani nevyènívá nad pouzdra krystalù. Pokud si budeme chtít pøípravek postavit, bude zøejmì moné pøedepsané typy souèástek nahradit bìnì dostupnými. Vyhoví poèítaèové krystaly 3,579, 7,159 a 14,000 MHz z nabídky GM Electronic a tranzistor BF199 apod. Jako IO1 pouijeme podobný obvod LM385-1,2, který poskytuje napìtí 1,23 V a pracuje u pøi proudu 10 µA. Rezistory s odpory z øady E96 nahradíme rezistory s odpory z øady E24, pøípadnì je, abychom dosáhli poadovaný odpor, sloíme z nìkolika kusù. Souèástky mùeme pøipájet na desku s univerzálními plonými spoji. Kvùli mechanické ochranì souèástek je vhodné desku vestavìt do malé plastové krabièky, na její panel umístíme pøepínaèe a LED. Pokud máme monost, zkontrolujeme napìtí výstupního vf signálu a podle potøeby pøípadnì upravíme dìlicí pomìr dìlièe R4, R5. Firemní literatura firmy Elecraft, 2006

Výkonový usmìròovaè s tranzistory MOSFET Kdy se usmìròuje malé napìtí, mohou být ztráty na usmìròovaèi velmi znaèné. Úbytek napìtí 2 V, vznikající na mùstkovém usmìròovaèi s bìnými køemíkovými diodami, èiní pøi vstupním napìtí 6 V jeho nezanedbatelnou èást. Pouitím Schottkyho diod se situace ponìkud zlepí, úbytek napìtí na mùstkovém usmìròovaèi je pak asi 1 V. Podstatnì meního úbytku napìtí na usmìròovaèi dosáhneme, pouijeme-li místo diod øízené spínaèe - tranzistory MOSFET s velmi malým od-

Obr. 8. Výkonový usmìròovaè s tranzistory MOSFET porem kanálu. Schéma takového usmìròovaèe je na obr. 8. Princip øízení tranzistorù je jednoduchý - kdy okamitá velikost vstupního støídavého napìtí pøekroèí velikost ss napìtí na vyhlazovacích kondenzátorech C1 a C3, otevøou se pøísluné tranzistory a vstupní napìtí na kondenzátory pøivedou. V mùstkovém usmìròovaèi, který by obsahoval ètyøi diody, jsou pouity ètyøi tranzistory T1 a T4. Tranzistory T1 a T2 musí být N-MOSFET, T3 a T4 musí být P-MOSFET. Tranzistory jsou øízeny ètyømi operaèními zesilovaèi (OZ) IO1A a IO1D, které porovnávají vstupní napìtí s napìtím na C1 a C3. Kdy je vstupní napìtí vìtí ne napìtí na C1 a C3 a má takovou polaritu, e je horní vstupní svorka kladná, otevøou se prostøednictvím OZ IO1D a IO1B tranzistory T3 a T2 a pøipojí kladnou horní vstupní svorku ke kladnému pólu kondenzátorù C1 a C3 a zápornou dolní vstupní svorku k jejich zápornému pólu. V následující pùlperiodì vstupního napìtí je situace opaèná, prostøednictvím OZ IO1A a IO1C se otevøou tranzistory T1 a T4 a pøipojí kladnou dolní vstupní svorku ke kladnému pólu kondenzátorù C1 a C3

a zápornou horní vstupní svorku k jejich zápornému pólu. Aby OZ pracovaly v lineární oblasti, jsou porovnávaná napìtí pøed pøivedením na vstupy OZ zmenována dìlièi s rezistory R1 a R8. Rezistory by mìly mít pøesnost 0,1 %. Odpory 8,2 kΩ rezistorù R2, R3, R6 a R7 platí pro vstupní napìtí do 6 V. Pøi vstupním napìtí 9 V se musí jejich odpor zvìtit na 15 kΩ a pøi napìtí 12 V na 22 kΩ. OZ jsou napájeny usmìrnìným napìtím z C1 a C3. Start øízeného usmìròovaèe umoòují zpìtné diody obsaené v tranzistorech MOSFET, pøes které se po zapnutí vstupního napìtí kondenzátory C1 a C3 nabijí a mohou pak napájet OZ. Pouité tranzistory musí mít dostateèné závìrné napìtí a proudovou rezervu. Mìly by mít také minimální odpor kanálu v sepnutém stavu (okolo 10 mΩ), aby mìl øízený usmìròovaè dobrou úèinnost. Doporuèený N-MOSFET IRFZ48N má parametry 55 V/64 A/16 mΩ, P-MOSFET IRF4905 má parametry 55 V/74 A/20 mΩ. Je samozøejmì moné pouít jakékoliv jiné tranzistory s podobnými vlastnostmi (a pokud mono s jetì lepími). Elektor, 7-8/2006

Tématem èísla 4/2007, které vychází zaèátkem LIonSAver - LISA (indikace napìtí jednotlivých srpna 2007, jsou moderní mikrokontroléry, èlánkù) s Monitor noèní sazby a elektrické sítì pøedevím od firmy Atmel. Kromì výètu jejich s Tri zapojenia s ATtiny 13 (Ovládanie jedným elektronika A Radio - 07/2007vlastností a poznámek k jejich základních vyutlaèidlom; Termostat; Indikátor stavu Praktická akumulátora) 9 ití v praxi je v èísle i nìkolik konstrukcí s nimi s Regulátor krokových motorù s Modrobílý blikaè

Kalibraèní generátor 1 kHz Ing. Jiøí Doleílek Popisovaný kalibraèní generátor je urèen pro kalibraci a kontrolu citlivosti nf milivoltmetrù a podobných pøístrojù. Poskytuje sinusový kalibraèní signál o kmitoètu 1 kHz s efektivním napìtím 1,950 V a harmonickým zkreslením mením ne 0,1 %. Kmitoèet signálu je øízen krystalem a má toleranci 50 ppm. Krátkodobá stabilita amplitudy signálu je lepí ne 0,01 %, teplotní koeficient amplitudy je mení ne 50 ppm/K. Pøesnost amplitudy signálu závisí na tom, podle jakého normálu kalibraèní generátor ocejchujeme, a mùe být asi 0,1 %. Modifikací zapojení a zmìnou hodnot nìkterých souèástek mùeme nastavit kmitoèet kalibraèního generátoru v rozmezí 50 Hz a 20 kHz. Úvod Bìnì pouívané sinusové nf oscilátory s Wienovým mùstkem nebo èlánkem T s parametrickou stabilizací amplitudy výstupního napìtí (árovkou, termistorem, tranzistorem apod.) dosahují stability výstupního napìtí v oblasti pøinejlepím jednotek procent. Proto, aby se dosáhlo potøebné stability napìtí sinusového kalibraèního signálu øádu 0,01 %, pracuje generátor na principu kmitoètové filtrace pravoúhlého signálu se stabilní amplitudou. Základní pravoúhlý signál je odvozován spínaèi s tranzistory MOSFET z pøesnì stabilizovaného ss napìtí. Spínaèe jsou taktovány kmitoètem odvozeným od krystalu. Filtr, pøemìòující pravoúhlý tvar signálu na sinusový potlaèením vyích harmonických, obsahuje precizní operaèní zesilovaèe a keramické kondenzátory z materiálu NPO, take nezhoruje stabilitu velikosti napìtí výstupního signálu. Pøi získávání sinusového signálu filtrací signálu s pravoúhlým prùbìhem je dùleité, aby pravoúhlý signál obsahoval co nejménì vyích harmonických s co nejmení amplitudou, aby bylo moné potøebný filtr vùbec realizovat. Bìnì se sinusový signál odvozuje filtrací z obdélníkového signálu se støídou pøesnì 1 : 1, jeho kmitoètové spektrum neobsahuje sudé harmonické. Pøitom vyí liché harmonické jsou výraznì slabí ne základní har-

Obr. 1. Tøístavový pravoúhlý signál

10

monická. I s relativnì jednoduchým filtrem typu dolní propust napø. 5. øádu je moné dosáhnout zkreslení výsledného sinusového signálu okolo jednotek procent. Aproximujeme-li sinusovku schodovitým prùbìhem s mnoha stavy, který neobsahuje celou øadu vech niích harmonických, lze sinusového prùbìhu v irokém kmitoètovém rozsahu dosáhnout filtrací tím nejjednoduím èlánkem RC (viz nf generátor s taktovaným èítaèem adres, pamìtí EEPROM a pøevodníkem D/A, který je popsán v [1]). V kalibraèním generátoru, který má být pokud mono jednoduchý a pøitom má generovat sinusový prùbìh se zkreslením okolo 0,01 %, byl jako výchozí signál pro filtraci zvolen tøístavový pravoúhlý signál podle obr. 1. Spektrum takového signálu nejenom neobsahuje sudé harmonické, ale pøi vhodné volbì úhlu α neobsahuje ani tøetí harmonickou. Podle [2] lze kmitoètové spektrum signálu podle obr. 1 vyjádøit Fourierovou øadou: f(t) = (4A/π)[(cosα)(sinωt) + + (1/3)(cos3α)(sin3ωt) + + (1/5)(cos5α)(sin5ωt) + ]. Aby byla tøetí harmonická nulová, musí být cos3 α = 0. To je splnìno tehdy, kdy zvolíme α = 30 °. Za této podmínky má první harmonická amplitudu: A1 = 4Acos30 °/π = 1,10266A;

tøetí harmonická amplitudu: A3 = 4Acos90 °/3π = 0; pátá harmonická amplitudu: A5 = 4Acos150 °/5π = 0,22053A; sedmá harmonická amplitudu: A7 = 4Acos210 °/7π = 0,15752A; devátá harmonická amplitudu: A9 = 4Acos270 °/9π = 0 atd. Pátá harmonická je vùèi první potlaèena 5x, tj. o 14 dB, sedmá harmonická je vùèi první potlaèena 7x, tj. o 16,9 dB atd. Pøi návrhu kalibraèního generátoru byl stanoven poadavek, aby kalibraèní signál o kmitoètu 1 kHz byl sinusový s harmonickým zkreslením okolo 0,01 %. Za urèitých zjednoduujících pøedpokladù z toho vyplývá, e by vechny vyí harmonické mìly být potlaèeny o více ne 80 dB. K filtraci pouitého tøístavového signálu tedy musí být pouit filtr, který pøi útlumu 0 dB na základní harmonické (1 kHz) má na páté harmonické (5 kHz) útlum vìtí ne 66 dB a na vyích kmitoètech má jetì podstatnì vìtí útlum. Aby vlastnosti filtru co nejménì ovlivòovaly amplitudu základní harmonické, byl zvolen filtr typu dolní propust s maximálnì plochou kmitoètovou charakteristikou (Butterworthùv) s horním mezním kmitoètem fh rovným 1,67násobku kmitoètu základní harmonické, tj. 1,67 kHz (na mezním kmitoètu má filtr útlum 3 dB). Na kmitoètu 1 kHz má takový filtr (je-li alespoò 5. øádu) zcela vodorovnou kmitoètovou charakteristiku a zanedbatelný útlum (<0,01 dB). V [3] jsou uvedeny normalizované kmitoètové charakteristiky Butterworthových filtrù rùzných øádù. Z tìchto charakteristik bylo zjitìno, e filtr musí být nejménì 7. øádu, aby mìl na kmitoètu 5 kHz, tj. na kmitoètu 3fh , útlum alespoò 66 dB. Konstrukce aktivních filtrù a do 10. øádu je popsána v [4]. Odtud pøe-

Obr. 2. Butterworthova dolní propust 7. øádu s horním mezním kruhovým kmitoètem ωhn = 2πfhn = 1 Hz


Obr. 3. Schéma kalibraèního generátoru vzaté zapojení filtru 7. øádu s operaèními zesilovaèi s jednotkovým zesílením je na obr. 2. Uvedené hodnoty souèástek platí pro normalizovaný horní mezní kruhový kmitoèet rovný jedné (ωh n = 2πfh n = 1 Hz). V kalibraèním generátoru byly zvoleny odpory vech podélných rezistorù filtru 20 kΩ a kapacity kondenzátorù filtru byly pøepoèítány podle takto upravených odporù a skuteèného mezního kmitoètu fh = 1,67 kHz (kolikrát se zvìtí odpor, tolikrát se pøi stejném kmitoètu zmení kapacita; kolikrát se zvìtí kmitoèet, tolikrát se pøi stejném odporu zmení kapacita). Výsledné kapacity kondenzátorù filtru jsou uvedeny ve schématu na obr. 3.

Popis zapojení Schéma kalibraèního generátoru je na obr. 3. Zapojení vychází z úvah v úvodní kapitole. Tøístavový pravoúhlý signál o kmitoètu 1 kHz s nulovou amplitudou tøetí harmonické je generován obvodem s Johnsonovým èítaèem (IO2) a hradly NOR (IO3A a IO3B). V úvodní kapitole bylo odvozeno: aby tøístavový signál neobsahoval 3. harmonickou, musí být úhel α z obr. 1 roven 30 °. Pøejdeme-li od úhlu k èasu, odpovídá

úhlu 30 ° èasový interval 1/12 periody T tøístavového signálu. Protoe úhly α v sousedních pùlperiodách na sebe navazují, musí mít støední úroveò signálu trvání vdy T/6. Vysoká a nízká úroveò pak musejí trvat vdy 2T/6. Prùbìhy signálù na vývodech obvodù IO2 a IO3 jsou znázornìny na obr. 4, ze kterého té vyplývá princip funkce obvodu. Tøístavový signál v pájecím bodì J1 vzniká souètem dvoustavových signálù z výstupù hradel IO3A a IO3B odporovým dìlièem R2 a R3. Aby signál neobsahoval sudé harmonické, musí být pomìr odporù v dìlièi pøesnì 1 : 1. V dìlièi se uplatòují i výstupní odpory hradel a jejich teplotní závislost, proto jsou pouita hradla HCMOS s relativnì malým vnitøním odporem okolo 100 Ω. Rezistory R2 a R3 mají odpor 100 kΩ, aby byl vùèi nìmu odpor hradel zanedbatelný. Pøi tomto zpùsobu generování má tøístavový signál ss sloku rovnou polovinì celkového rozkmitu. Tato ss sloka se odstaòuje oddìlovacím kondenzátorem C31 v dolní propusti. Obvod generující tøístavový signál je taktován kmitoètem 6 kHz odvozovaným od kmitoètu krystalu X1 binárním èítaèem IO1. V napájecím pøívodu k IO1 je zaøazen filtr s tlumivkou L1, který potlaèuje vf ruení vznikající v jednotlivých stupních èítaèe. Tøístavový signál je veden do aktivní dolní propusti s operaèními zesi-


lovaèi (OZ) IO21A a IO22B, která odstraòuje z jeho spektra vyí harmonické. Zapojení propusti odpovídá obr. 2. Kondenzátory C21 a C27 musejí mít stabilní kapacitu, aby se vlivem zmìn kmitoètové charakteristiky nemìnila velikost kalibraèního napìtí. Jak se ukázalo pøi testech, naprosto nevhodné jsou bìné fóliové kondenzátory MKT (typu CF1, CF2 apod.). Jako vyhovující se ukázaly keramické kondenzátory z materiálu

Obr. 4. Prùbìhy signálù v obvodu generujícím tøístavový pravoúhlý signál

11

R14, kterým se v malých mezích ovládá velikost referenèního napìtí z IO4. Pøístroj je napájen stabilizovaným symetrickým napìtím ±12 V pøivádìným z vnìjího zdroje. Napájecí proud z vìtve +12 V je asi 30 mA a z vìtve -12 V je asi 25 mA. Pøítomnost napájecího napìtí indikuje LED D31. Aby se po napájecích sbìrnicích neíøily ruivé signály, jsou vdy tìsnì u integrovaných obvodù zablokovány keramickými nebo tantalovými elektrolytickými kondenzátory.

Obr. 5. Deska s plonými spoji KGG (mìø.: 1 : 1, rozmìry 90,2 x 38,1 mm)

Obr. 6. Rozmístìní souèástek SMD na stranì spojù na desce KGG

Konstrukce a oivení

Obr. 7. Rozmístìní vývodových souèástek na stranì souèástek na desce KGG

NPO, které se vak s vìtí kapacitou bìnì prodávají pouze v provedení SMD. Sinusový kalibraèní signál z výstupu propusti je veden na výstupní konektor K31. Rezistor R31 chrání výstup OZ IO22B a definuje výstupní odpor 100 Ω. Napìtí kalibraèního signálu je urèováno napájecím napìtím Udd hra-

Obr. 8. Deska s plonými spoji KGF (mìø.: 1 : 1, rozmìry 76,8 x 31,8 mm)

12

del NOR (IO3) i ostatních èíslicových IO. Napìtí Udd o velikosti asi 5,2 V je odvozováno operaèním zesilovaèem IO5 z referenèního napìtí 2,5 V, které je dodáváno obvodem TL431 (IO4). Zesílení OZ IO5 lze mìnit zmìnou odporu rezistoru R18B, èím se hrubì seøizuje velikost kalibraèního signálu. Jemnì se velikost kalibraèního signálu seøizuje (kalibruje) trimrem

Obr. 9. Rozmístìní souèástek SMD na stranì spojù na desce KGF

Obr. 10. Rozmístìní vývodových souèástek na stranì souèástek na desce KGF


Kalibraèní generátor je zkonstruován na dvou deskách s plonými spoji. Obvody, které generují tøístavový pravoúhlý signál, jsou umístìny na desce KGG. Deska je navrena s jednostrannými plonými spoji a je osazena souèástkami vývodovými i SMD. Deska je na obr. 5, rozmístìní souèástek na obou stranách desky je na obr. 6 a 7. Obvody dolní propusti, která mìní tvar tøístavového signálu na sinusový, jsou na druhé desce KGF. Rovnì tato deska je navrena s jednostrannými plonými spoji a je osazena souèástkami vývodovými i SMD. Deska je na obr. 8, rozmístìní souèástek na obou stranách desky je na obr. 9 a 10. Na desce KGG jsou ètyøi a na desce KGF dvì drátové propojky zhotovené z odstøiených vývodù rezistorù. Vechny IO na obou deskách (kromì IO4) jsou vloeny do precizních objímek. Aby bylo pøípadnì moné zmìnit kmitoèet kalibraèního signálu, jsou ploné spoje navreny tak, abychom na taktovací vstup 14 IO2 mohli pøivést signál z kteréhokoliv výstupu binárního èítaèe IO1. Pøi zvoleném kmitoètu 1 kHz musíme pouít krystal o kmitoètu 3,072 MHz a kapkou cínu musíme propojit vývod 13 IO1 (Q9) se spojem k taktovacímu vstupu 14 IO2. Krystal X1 na desce KGG je umístìn naleato a je k desce pøichycen tavným lepidlem. Kvùli moné úpravì hodnot jsou rezistory R2B, R15B, R18B a R27B vloeny do kontaktních dutinek. Tyto dutinky jsou získány vytípnutím z precizní objímky DIL a holé jsou pøipájeny do desky (na obr. 7 a 10 jsou dutinky znázornìny jako krouky na koncích vývodù pøísluných rezistorù). Vývody rezistorù, které se vkládají do dutinek, jsou ohnuty do pravých úhlù tak, aby mìly rozteè 10 mm. Ohnuté èásti vývodù jsou pak zkráceny na délku 5 mm. Odpor rezistoru R3 se musí pøesnì rovnat souètu odporù rezistorù R2A a R2B. Nejlépe 4,5místným digitálním ohmmetrem zmìøíme odpory dvou rezistorù 100 kΩ/0,1 %. Rezis-

tor s vìtím odporem zapájíme na místo R3 a rezistor s mením odporem na místo R2A. Pak do kontaktních dutinek vloíme na místo R2B rezistor s odporem rovným rozdílu odporù rezistorù R3 a R2A. Kondenzátory C21 a C27 dolní propusti musí mít dokonale stabilní kapacitu, a proto jsou sloeny z paralelnì spojených keramických kondenzátorù SMD 1206 z materiálu NPO. Bìnì se prodávají takové kondenzátory s maximální kapacitou 1 nF. Proto napø. C21 s poadovanou kapacitou 6,365 nF sloíme z esti kusù s kapacitou 1 nF, které doplníme dalími kondenzátory z materiálu NPO tak, abychom dosáhli poadované kapacity (u vech kondenzátorù pøed pøipájením mìøíme skuteènou kapacitu). Výsledná pøesnost kapacity kondenzátorù C21 a C27 by mìla být alespoò 2 %. Jednotlivé kondenzátory SMD pájíme a tøi nad sebou na pozice C2xC, D, E, F. Kondenzátor C26 má kapacitu 21,41 nF, a proto musí být sloen z více ne dvaceti dílèích kondenzátorù. Protoe tolik kondenzátorù se nevejde na stranu spojù, jsou vdy z deseti kondenzátorù SMD o kapacitì 1 nF/NPO vytvoøeny jakési vývodové kondenzátory, které jsou umístìny na stranì souèástek na pozicích C26A a C26B. Zbývající kondenzátory SMD jsou pøipájeny na stranì spojù na místech C26C a C26D. Vývodové kondenzátory jsou zhotoveny tak, e na laminátovou destièku s univerzálními plonými spoji, která má rozmìry asi 8 x 10 mm, je tìsnì vedle sebe pøipájeno 10 kondenzátorù SMD. K destièce jsou pak jetì pøipájeny vývody s rozteèí 5 mm, zhotovené ze elezných pocínovaných drátù, odstøiených napø. z diody 1N4148. Desky KGG a KGF jsou vestavìny do plastové skøíòky U-KP6 o rozmìrech 50 (v) x 130 (h) x 149 () mm. Desky jsou pøipevnìny pomocí distanèních sloupkù na nosnou desku, která je po stranách pøilepena tavným lepidlem na dolní stìnu skøíòky. Nosná deska je ze skelného laminátu o tlouce 1,5 mm oboustrannì plátovaného mìdí a rozmìrech 107 x 110 mm. Distanèní sloupky jsou kovové typu DI5M3X8 a jsou na nosnou desku pøipájeny. Nosná deska slouí jako spodní stínìní desek KGG a KGF. Zezhora tyto desky stínìny nejsou, v pøípadì potøeby je mùeme stínit plechovým krytem ve tvaru nízkého písmene U, který na bocích pøiroubujeme k nosné desce. Na pøedním panelu skøíòky jsou umístìny výstupní konektor K31, roubovací pouzdro s indikaèní LED D31 a trimr R14. Zevnitø je tìmito souèástkami k panelu upevnìn tenký pocínovaný plech, který slouí jako pøední stínìní. Plech má svùj spodní

Obr. 11. Vnitøní uspoøádání kalibraèního generátoru okraj mírnì ohnut dovnitø skøíòky tak, aby se po vloení panelu do dolního dílu skøíòky dotýkal nosné desky. Spodní okraj plechu je k nosné desce na nìkolika místech pøipájen. Trimr R14 je pøipájen na malou pomocnou destièku s univerzálními plonými spoji, která je zezadu upevnìna k panelu dvìma pøíènì provrtanými distanèními sloupky DO5M3X10. Pro høídel trimru je v panelu vyvrtána díra o prùmìru 4 mm. Na zadním panelu je umístìn napájecí konektor K32. Aby se pøívod ke konektoru nemohl pokodit, je zadní panel pøichycen tavným lepidlem do dolního dílu skøíòky. Po upevnìní vech dílù do skøíòky vedeme potøebné spoje rùznobarevnými lanky s izolací PVC a s prùøezem mìdi 0,15 mm2. Lanka musí být dostateènì dlouhá, aby bylo moné desky odklopit a byl k nim pøístup i zespodu. Lanka jsou k deskám KGG a KGF vedena i pøipájena na stranì spojù. Mìdìná fólie na nosné desce slouí jako spoleèná zem celého pøístroje. Zemní spoje na deskách jsou se spoleènou zemí spojeny krátkými lanky o prùøezu 0,5 mm2. K rozvìtvení napájecích sbìrnic ±12 V a k uchycení vývodù rezistorù R32 a R33 je pouita pomocná pájecí lita tvoøená proukem desky s univerzálními plonými spoji. Pájecí lita je upevnìna na nosnou desku poblí


pøedního panelu. Pohled dovnitø dokonèeného pøístroje je na obr. 11. Na panely zapojeného pøístroje nalepíme oboustrannì lepící páskou títky s popisem konektorù atd. vytitìné laserovou tiskárnou na kanceláøském papíru. Nápisy jsou negativní - bílá písmena na èerném podkladu. Jako vzor mohou poslouit fotografie panelù na obr. 12 a obr. 13. Skøíòka se uzavírá horním dílem, který je pøiroubován ètyømi rouby M3 x 35 se zaputìnou hlavou. Na rouby jsou navleèeny plastové noky, dodávané spolu se skøíòkou. Pro rouby vyøízneme do nálitkù v horním dílu skøíòky metrické závity. Zapojený pøístroj oivíme. Po pøivedení napájecích napìtí zkontrolujeme, e na napájecích vývodech IO1 a IO3 je napájecí napìtí asi 5,2 V, které lze v mezích asi ±1,8 % mìnit trimrem R14. Osciloskopem zkontrolujeme pøítomnost tøístavového pravoúhlého signálu na vstupu 3 OZ IO21A a sinusového signálu na výstupu filtru (na konektoru K31). Èítaèem ovìøíme kmitoèet kalibraèního signálu. Máme-li monost, mùeme pomocí tónového generátoru a nf milivoltmetru ovìøit kmitoètovou charakteristiku samotné dolní propusti. Odpor rezistoru R27B má vliv na prùbìh její kmitoètové charakteristiky v propustné oblasti, který by mìl být na kmitoètu 1 kHz zcela plochý. Je-li

13

Obr. 12. Pøední panel kalibraèního generátoru ve v poøádku, pøipojíme k výstupu kalibraèního generátoru pøesný tovární laboratorní støídavý voltmetr (v nouzi postaèí i kvalitní digitální multimetr) a trimrem R14 nastavíme výstupní efektivní napìtí 1,950 V. Pokud nestaèí rozsah trimru, upravíme zesílení OZ IO5 zmìnou odporu rezistoru R18B (zvìtením odporu R18B se zmení kalibraèní napìtí a naopak). Pøípadnì té mùeme upravit rozsah regulace trimru R14 zmìnou odporu rezistoru R15B. U realizovaného pøístroje byla stabilním nf voltmetrem zjiována èasová a teplotní stabilita napìtí kalibraèního signálu (pøi kmitoètu 1 kHz). Okamitì po zapnutí kalibraèního generátoru bylo jeho výstupní napìtí 1948,4 mV. Pøi stálé teplotì okolí 22 °C bylo po jedné hodinì jeho výstupní napìtí 1948,8 mV a po dvou hodinách té 1948,8 mV. Z toho vyplývá, e po ustálení teploty vnitøku pøístroje a pøi konstantní vnìjí teplotì je krátkodobá stabilita napìtí kalibraèního signálu urèitì lepí ne 0,01 %. Teplotní stabilita byla zjiována tak, e po otevøení skøíòky byl na desky KGG i KGF foukán teplý vzduch z vysoueèe vlasù a pøitom bylo mìøeno napìtí kalibraèního signálu. Na zaèátku mìly desky teplotu 24 °C a napìtí bylo 1953,4 mV. Po ohøátí se teplota desek zvìtila asi na 54 °C a napìtí se zmìnilo na 1954,6 mV. Pak se desky nechaly 2 hodiny vychladnout na pùvodní pokojovou teplotu 24 °C a napìtí se vrátilo na 1953,0 mV. Zmìnì teploty asi 30 °C odpovídá relativní zmìna napìtí kalibraèního signálu asi 0,08 %, teplotní koeficient napìtí je tedy asi 27 ppm/K. Tyto výsledky lze povaovat za pøijatelné. Harmonické zkreslení kalibraèního signálu ovìøováno nebylo kvùli absenci potøebného mìøicího zaøízení. Byla té ovìøena úprava kalibraèního generátoru, pøi které byl zmìnìn kmitoèet kalibraèního signálu na 50 Hz. Byl pouit krystal 2,4576 MHz a kapkou cínu byl propojen taktovací vstup 14 IO2 s vývodem 2 IO1 (Q13). Taktovací kmitoèet byl v tom pøípadì 300 Hz. V dolní propusti byly ponechány odpory rezistorù R21 a R27 (20 kΩ) a byly pouity kondenzátory: C21 = 127,3 nF, C22 = 145,9 nF, C23 = 46,55 nF, C24 = 152,9 nF, C25 = 59,42 nF, C26 = 428,2 nF a C27 = 21,2 nF. Potøebných kapacit

14

Obr. 13. Zadní panel kalibraèního generátoru

(s pøesností 2 %) bylo dosaeno paralelním spojením nìkolika vývodových fóliových kondenzátorù a keramických kondenzátorù SMD (z materiálu NPO). Jako oddìlovací C31 byl pouit tantalový kapkový elektrolytický kondenzátor o kapacitì 22 µF/16 V. Jeho záporný pól byl pøipojen k rezistoru R31. Vlivem pouitých kondenzátorù byla stabilita velikosti kalibraèního napìtí asi 10x horí ne na 1 kHz.

Závìr Kalibraèní generátor dovoluje dlouhodobì kontrolovat stabilitu cejchování nf milivoltmetrù a podobných nf mìøicích pøístrojù, protoe dlouhodobá stabilita jeho výstupního napìtí je alespoò o øád lepí ne stabilita bìných mìøicích zaøízení. Konstrukce je urèena pokroèilejím amatérùm, kteøí mají pøístup k potøebnému mìøicímu zaøízení a mají dostatek znalostí a zkueností. Autor nedodává ádné stavebnice pøístroje ani ádné souèástky nebo desky s plonými spoji.

Literatura [1] Andrlík, F.: Digitální nf generátor sinusového signálu. ELECTUS 2006. [2] Kalendáø sdìlovací techniky 1963. SNTL, Praha 1963. [3] Vlach, J.: Návrh klasických filtrù pomocí grafù a tabulek. ST 4/1966. [4] Svoboda, P.: Aktivní filtry vyuívající operaèní zesilovaèe s jednotkovým ziskem. ST 10/1974.

Seznam souèástek Deska KGG R1 R2A R2B R3 R13 R15A R15B R16 R17 R18A R18B C1 C2 C3 C4

1 MΩ, SMD 1206 100 kΩ/0,1 %/0,6 W viz text 100 kΩ/0,1 %/0,6 W 5,6 kΩ/1 %/0,6 W 82 kΩ/0,1 %/0,6 W 47 kΩ/0,1 %/0,6 W 2,2 kΩ, SMD 1206 10 kΩ/0,1 %/0,6 W 8,2 kΩ/0,1 %/0,6 W 1,2 kΩ/1 %/0,6 W 33 pF/NPO, SMD 1206 33 pF/NPO, SMD 1206 10 µF/16 V, tantalový, SMD velikost C 10 µF/16 V, tantalový, SMD velikost C


C5

10 µF/16 V, tantalový, SMD velikost C C14 1 µF/J/63 V, fóliový (CF1) C15 10 µF/16 V, tantalový, SMD velikost C L1 10 µH, tlumivka radiální, ∅3 x 8 mm X1 krystal 3,072 MHz, HC-49U IO1 4060 (DIL16) IO2 4017 (DIL16) IO3 74HC4002 (DIL14) IO4 TL731 (TO92) IO5 NE5534 (DIP8) Objímka precizní DIL16 (2 kusy) Objímka precizní DIL14 (1 kus) Objímka precizní DIP8 (1 kus) Dutinka precizní (6 kusù) Deska s plonými spoji KGG (jednostranné spoje, tlouka 1,5 mm) Deska KGF R21 20 kΩ/1 %/0,6 W R22 20 kΩ/1 %/0,6 W R23 20 kΩ/1 %/0,6 W R24 20 kΩ/1 %/0,6 W R25 20 kΩ/1 %/0,6 W R26 20 kΩ/1 %/0,6 W R27A 18 kΩ/1 %/0,6 W R27B 2,2 kΩ/1 %/0,6 W R31 4,7 kΩ/1 %/0,6 W C21 6,365 nF/NPO, SMD, viz text C22 7,295 nF/NPO, SMD, viz text C23 2,327 nF/NPO, SMD, viz text C24 7,645 nF/NPO, SMD, viz text C25 2,971 nF/NPO, SMD, viz text C26 21,41 nF/NPO, SMD, viz text C27 1,06 nF/NPO, SMD, viz text C31 1 µF/J/63 V, fóliový (CF1) C32 100 nF/X7R, SMD 1206 C33 100 nF/X7R, SMD 1206 C34 100 nF/X7R, SMD 1206 C35 100 nF/X7R, SMD 1206 IO21 NE5532 (DIP8) IO22 NE5532 (DIP8) Objímka precizní DIP8 (2 kusy) Dutinka precizní (2 kusy) Deska s plonými spoji KGF (jednostranné spoje, tlouka 1,5 mm) Ostatní souèástky R14

5 kΩ, trimr cermetový 20 otáèek (PM19) R32 4,7 kΩ/1 %/0,6 W R33 100 Ω/0,1 %/0,6 W D31 LED zelená, 3 mm, 2 mA, v kovovém pouzdru (L-R732G) K31 zásuvka BNC 50 Ω, panelová KK32 zásuvka DIN panelová pìtipólová Plastová skøíòka U-KP6 (1 kus)

Odrazka na kolo (blikající, do výpletu) Radek Zeman Cílem bylo navrhnout a postavit miniaturní odrazku na kolo, která se bude pøipevòovat do výpletu. Odrazka bude blikat a bude ji moné vypnout a sejmout z kola. Koncept Odrazka je sestavena z nìkolika èástí, které na sebe navazují (nejde je vynechat ani zamìnit poøadí). Základem odrazky je obvod 555, který ve funkci astabilního multivibrátoru rozsvìcuje diodu LED. Odrazka je napájena z jednoho knoflíkového lithiového èlánku, jeho napìtí se zvýí mìnièem na 5 V. Celá odrazka je osazena na dvoustranné desce s plonými spoji. Rozmìrné souèástky jsou na jedné a ty mení na druhé stranì. Odrazka je po spájení a úpravách zalita do epoxidového pouzdra, které odrazku vytvoøí odolnou vùèi poèasí a dá jí poadovaný tvar.

Popis funkce (obr. 1) Obvod 555 je zapojen do reimu astabilní multivibrátor. Rezistory R3, R4 a kondenzátor C4 urèují støídu blikání diody LED. Byl zvolen pomìr 1 : 10, take dioda blikne na dobu 100 ms. Jako zesilující souèástka byl na výstup pouit tranzistor pnp BC807 v provedení SMD, který chrání výstup obvodu 555 proti pøetíení a stará se o spínání diody LED. Proud diodou je omezen rezistorem R2 na asi 20 mA. Dioda byla zvolena o velikosti 5 mm, èervené barvy, má malé úbytkové napìtí a vel-

kou svítivost. Celý obvod je napájen jedním lithiovým knoflíkovým èlánkem o napìtí 3 V. Napìtí se zvyuje pomocí mìnièe MAX1724 na 5 V, a to je pouito na napájení integrovaného obvodu a diody LED. Celé zaøízení je moné odpojit od napìtí pøepínaèem SW1. Pøepínaè lze nahradit také posuvným pøepínaèem v MINI-DIP (D 6002) pouzdru, ale je nutná nepatrná úprava ploného spoje a vynechání rezistoru R1.

Popis konstrukce Nejdøíve si pøipravíme kuprextitovou desku s mìdí po obou stranách. Vyøízneme si obdélník o velikosti 52 x 29 mm. Na desku obkreslíme elipsu a dopilujeme do poadovaného tvaru. Na obì strany pøilepíme izolepou vytitìné ploné spoje a dùlèíkem nebo rýsovací jehlou naklepneme z obou stran vechny otvory v desce. Sundáme vytitìné ploné spoje a doopravíme desku do finálního tvaru (obr. 2). Desku dùkladnì oèistíme od neèistot a nakreslíme (pøeneseme) obrazec ploného spoje a necháme vyleptat (lepí je leptat strany postupnì). Po vyleptání vyvrtáme otvory pro drátové souèástky a máme desku s plonými spoji hotovou. Desku (obr. 3) kompletnì osadíme souèástkami, nejdøíve spodní èást (nebude se nám plést drák èlánku Obr. 1. Schéma zapojení

na horní stranì) a následnì propájíme dvì prùchodky skrz obì strany. Poté na druhé stranì pøipájíme ostatní souèástky a konèíme drákem èlánku. Potom mùeme zasunout napájecí èlánek a vyzkouet, zda odrazka funguje. Na dráky výpletu si pøipravíme ocelový (mìdìný) drát o prùmìru asi 1,8 mm, který si zkrátíme pøiblinì na 2x 10 cm. Podle obr. 4 kletìmi vytvarujeme úchyt do poadovaného tvaru. Konce dùkladnì oèistíme a pøipájíme pomocí pájecí pasty k desce s plonými spoji. Pøi fixaci musíme poèítat s mezerou na prùchod výpletu a s izolaèní vzdáleností.

Obr. 4. Výkres úchytu odrazky do výpletu kola

Obr. 2. Finální tvar desky


15

Obr. 3. Deska s plonými spoji odrazky a rozmístìní souèástek

Obr. 5. Detail umístìní rozptylové kulièky z alobalu

Pøipravíme si kus alobalu a zmaèkáme ho do kulièky o prùmìru asi 5 mm. Pomocí drátkù, které pøipájíme na ploky na desce (obr. 5), kulièku pøipevníme na poadované místo (napíchneme ji). Lze ji také pøilepit sekundovým lepidlem. Kulièka zajistí dostateèný rozptyl svìtla diody LED do okolí. Na tvrdí papír si pøeneseme vystøihovánku (obr. 6) a peèlivì ji slepíme. Zafixujeme díry na drák výpletu (na jeden pouijeme èást vystøihovánky) a na druhý (kde se nám plete dioda) pouijeme èást vystøihovánky s drobnými úpravami. Vypomùeme si plastelínou a lepidlem. Musíme dbát na to, aby otvory byly prùchozí, i kdy okolí pozdìji vylijeme epoxidem. Na dráky výpletu udìláme otvory ve vystøihovánce a prostrèíme je skrz nì na druhou stranu (aby koukaly). Toté platí u otvoru pro pøepínaè (neplatí pro variantu s MINI-DIP pøepínaèem, ten nevyèuhuje pøes obvod elipsy.) Nepatøièné otvory zalepíme modelínou (prostøedek dráku èlánku) a jsme pøipravení na zalití do epoxidového pouzdra. Pozor, ve si jetì jednou pøekontrolujeme, abychom nìco dùleitého nezalepili, pak ji s tím nejde nic udìlat!

Obr. 7a. Pohled zespodu

16

Pøipravíme si epoxid podle návodu a mùeme vylít formu. Snaíme se, aby pryskyøice zatekla i pod desku a skonèíme s úrovní dráku èlánku. Po dokonalém vytvrzení (nìkolik dní) vybrousíme odrazku do poadovaného tvaru a pøipevníme k výpletu kola pomocí dvou gumièek (z velodue).

Obr.3a. Deska s plonými spoji odrazky s pøepínaèem MINI-DIP

Seznam souèástek R1 1 kΩ, CR1206 R2 100 Ω, CR1206 R3 20 kΩ, CR1206 R4 6,2 kΩ, CR1206 R5 10 kΩ, CR1206 C1, C2 10 µF/10 V, tant., SMD C3 47 µF/10 V, tant., SMD C4 22 µF/10 V, tant., SMD C5 10 nF, X7R 1206 keram. L1 10 µH, SMCC Q1 BC807-40-SMD D1 LED 5 mm, èerv., 13000/10 ° U1 MAX1724EZK50 U2 TLC555CD SW1-A 2pólový pøepínaè MINI SW1-B MINI DIP spínaè, D 6002 BT1 BH2032 + èlánek CR2032 20 cm ocelového drátu ∅ asi 1,8 mm Alobal asi 5 x 5 cm 2x tenký drátek tvrdí papír, plastelína, lepidlo EPOXY 1200, 10 g apod. (pozn. redakce: napø. pryskyøice DEVCON je bezbarvá) Doporuèuji se podívat na stránky (www.maxim-ic.com), kde lze získat vzorky zdarma. Stavebnice byla inspirována sportovní akcí Pøíèovská 24.

Obr. 6. Vystøihovánka odrazky 1 : 1

Obr. 7b. Pohled z boku

Obr. 7c. Pohled zhora


Aquamat

zaøízení na obsluhu akvária Petr Nosek Toto zaøízení vzniklo z pouhé lenosti usnadòuje mi kadodenní péèi o rybièky v akváriu. Obsluhuje filtrování, vzduchování, topení, krmení a 2x osvìtlení. Detekuje pøehøátí vody, naèe vypne svìtla, topení, zapne vzduchování a zaène pípat. Vekeré vlastnosti jsou nastavitelné pro automatický reim nebo lze jednotlivé funkce ovládat i ruènì. Displej pøístroje zobrazuje èas (vlastní obvod RTC se záloním zdrojem), teplotu vody mìøenou digitálnì (nemusí se kalibrovat), teplotu v interiéru (doma) a stav zásuvek 230 V (zapnutá èi vypnutá). Vechna nastavení jsou ukládána do pamìti EEPROM. Popis zapojení Konstrukce je elektricky rozdìlena na dvì èásti: na jedné desce s plonými spoji (ovladaè) je øídicí mikrokontrolér, displej a tlaèítka, na druhé (expandér) napájecí zdroj, optotriaky pro spínání zásuvek a záloní baterie. K desce expandéru je jetì pøipojeno externí èidlo teploty. V zapojení je pouit mikrokontrolér PIC16F876. Tento výkonný obvod s architekturou RISC má 8k x 14 bitù

programové pamìti FLASH, 368 bytù pamìti RAM pro data a 256 bytù pamìti EEPROM. Programovat ho mùete pøímo v zapojení (ICSP) pøes konektor H1. Zapojení pinù je v tabulce 1. K naprogramování procesoru pouívám programátor UP-Presto od firmy ASIX. Pøi programování doporuèuji nejøíve nahrát obsah pamìi EEPROM a teprve pak pamì programu. V opaèném pøípadì bude pøi verifikaci EEPROM programátor hlásit chybu zápisu dat na adrese hodin

(tj. adresy 6 a 8). Je to zpùsobeno naèítáním a zápisem hodin z RTC do ji zmínìných míst v EEPROM. Toto hláení programátoru mùete ignorovat, není to chyba. K prezentaci údajù je pouit LM16X21A, podsvìtlený LCD zobrazovaè 2 x 16 znakù. Kadý znak se skládá z 5 x 8 bodù. V tomto zapojení je zobrazovaè zapojen na 8bitové sbìrnici, která pøenáí data i instrukce. Logickou úrovní 0 na vývodu R/W je displej trvale nastaven na zápis. Data se zapisují, je-li na vývodu RS log. 1, instrukce, kdy je na RS log. 0. Zápis se øídí signálem na vstupu E (enable). Displej LCD je podsvìtlen vestavìnou LED, která je spínaná pøi log. 1 na bázi T1. Pro mení odbìr proudu je pøed bází T1 zaøazen rezistor R1 s odporem 10 kΩ. Mení jas a kratí doba podsvìtlení LCD je volena s ohledem na mìøení vnitøní teploty trvalé podsvìtlení by zvìtilo teplotu uvnitø krabièky a teplota interiéru by nebyla mìøena pøesnì. Trimrem R12 lze nastavit kontrast zobrazení údajù na LCD. Obvod s tranzistorem kompenzuje zmìnu kontrastu pøi zmìnì teploty. Pøi prvním zapnutí zaøízení pípne a zobrazí se údaje na displeji LCD. Pokud se nic nezobrazí, je zapotøebí pootoèit trimrem R12. Nejlepí nastavení R12 je tehdy, kdy se zaèínají zobrazovat vechny body LCD 16 x 2 obdélníèkù. PCF8574 je obvod osmi vstupnì-výstupních linek. Je umístìný na desce expandéru a má volací adresu 64 (vechny adresy jsou uvedeny dekadicky). Horní èást adresy je pøednastavena výrobcem (4), spodní èást adresy volíme propojením vývodù A0 a A2 do úrovnì log. 1 nebo 0. Obvod reálného èasu (RTC) PCF8583 obsahuje kromì hodin i kalendáø a 240 bytù pamìti RAM. Pamì RAM není v této aplikaci pouita. RTC je umístìný na desce ovladaèe a má volací adresu 80. Horní èást adresy je pøednastavená výrobcem (40), spodní èást adresy volíme propojením vývodu A0 do log. 1 Tab. 1. Zapojení pinù konektoru ICSP

Obr. 1. Aquamat - zapojení desky ovladaèe


Pin 1 2 3 4 5

Signál Data (u konektoru pro LCD) Clock MCLR/VPP GND VDD+

17

Obr. 2. Aquamat - zapojení desky expandéru

Obr. 3. Externí èidlo teploty nebo 0. Odchylka od pøesného èasu mùe být a ±5 minut za rok, pøesnost závisí samozøejmì i na pouitém krystalu. Pro pøesné nastavení hodin mùeme nahradit kondenzátor C3 (10 pF) kapacitním trimrem 5 a 25 pF. K mìøení teploty jsou pouita digitální teplotní èidla LM75A. Obvod mùe být pouit i jako teplotní watchdog s pøesností ±2 °C v rozsahu od 25 do +100 °C. Èidlo umístìné na desce ovladaèe má volací adresu 72, èidlo zapojené na kabelu (externí) má volací adresu 73. Horní èást adresy tìchto èidel je pøednastavená výrobcem (9), spodní èást adresy volíme propojením vývodù A0 a A2 do log. 1 nebo 0. Toto èidlo vysílá 11bitový údaj o teplotì v rozmezí 55 a +125 °C. Program aquamatu zobrazuje teplotu obou èidel v rozmezí 55 a +99 °C. Zapojení externího èidla teploty vody je na obr. 3. Sbìrnice I2C pouitá pro propojení podpùrných obvodù a teplotních èidel má v tomto pøípadì rychlost 100 kbit/s. V podstatì se jedná o dvouvodièovou oboustrannou sbìrnici s hodinovým signálem Clock a obousmìrným pøenosem dat po druhém vodièi. V tomto zapojení je hlavní souèástkou vysílající poadavek na komunikaci (master) procesor PIC. Tento PIC má na

18

Obr. 4. Deska s plonými spoji ovladaèe své sbìrnici pøipojeny dva teplomìry LM75A, obvod reálného èasu PCF8583 a expandér PCF8574 zajiující buzení esti optorelé a piezoelektrického akustického mìnièe.


K zálohování obvodu RTC (obvod reálného èasu) PCF8583 pøi výpadku elektrické sítì jsem pouil akumulátor NiCd o celkovém napìtí 3,6 V a kapacitì 60 mAh. Akumulátor je tr-

Seznam souèástek Deska ovladaèe R1 a R5 10 kΩ, SMD 1206 R6, R7 330 Ω, SMD 1206 R8 1 kΩ, SMD 1206 R9 180 Ω, SMD 1206 R10, R11 100 Ω, SMD 1206 R12 5 kΩ, trimr PC25 R13, R14 4,7 kΩ, SMD 1206 C1, C2 22 pF, SMD 1206 C3 10 pF, SMD 1206 T1, T2 BC817-16, SOT23 U1 PCF8583T, SO-8 U2 LM75ADP, SO-8 MC1 PIC16F876-04/SO, pouzdro SO-28 LCD CM 160244 XT1 4,000 MHz, krystal v pouzdru HC49U/S XT2 32,768 kHz, krystal v pouzdru MTF32 SW1 a SW3 mikrospínaè B 6819 H1, H2 lita 5 pinù deska s plonými spoji krabièka KP24U samolepicí suchý zip samolepka - potisk Deska expandéru R1 8x 470 Ω, rezistorová sí RRA8 R2 2,2 kΩ, R207 C1, C2 100 nF/J, CF2 RM5 C3 10 µF/10 V C5 470 µF/25 V D1 diodový mùstek RB152 1,5 A, DIP-G kulatý D2, D3 1N4007 D4 BAT46 IO1 L7805CV U1 PCF8574A Piez QMB-06, piezoelektrický akustický mìniè SSR1 a SSR6 S202S02 TR1 transformátor 230/9 V, 200 mA, 1,8 VA, jádro EI 30/12,5 F1 pojistka F2,5 A P1 svorka ARK 550/2 Z, Z1 a Z5 zásuvky viz text H1, H2 lita 5 pinù BAT1 akumulátor NiCd 3,6 V/60 mA do DPS objímka pojistky PTF15 do DPS pøívod 220 V flexo NKS 200W kabel stínìný ètyøilový, 2 m 2x dutinková lita, 5 pinù deska s plonými spoji krabièka KP28 samolepka - potisk

Obr. 5. Deska s plonými spoji expandéru vale dobíjený pøes D3 a R2 (jen udruje správný nabíjecí proud). Pøi výpadku síového napìtí je RTC napájen pøes Schottkyho diodu D4. Tento záloní zdroj dokáe napájet RTC a 50 dní proudem max. 50 µA. Výpadek

nebývá tak dlouhý, urèitì je moné pouít èlánek s mení kapacitou nebo vhodný kondenzátor. RTC udruje èas ji od napájecího napìtí 1 V. (Dokonèení v pøítím èísle)


Èidlo teploty U1 LM75, SO-8 H1 dutinková lita, 5 pinù kabel stínìný ètyøilový, 2 m Naprogramovaný mikrokontrolér PIC za 650,- Kè, desku s pl. spoji ovladaèe za 470,- Kè a desku expandéru za 480,Kè si mùete objednat u autora na emailu: [email protected] (Do pøedmìtu pite Objednávka Aquamat.). Web: http://home.tiscali.cz/petr_nosek

19

RC generátor Martin Pospíilík Generátor harmonického signálu by nemìl chybìt ve výbavì ádného amatéra. Profesionální pøístroje vak nìco stojí a na letité kousky z bazaru nemusí být vdy spolehnutí. Pro amatérskou praxi pøitom ve vìtinì pøípadù postaèí zaøízení zkonstruované svépomocí. Zde se pokusím prezentovat jedno z moných øeení. Technické údaje Kmitoètový rozsah: 10 Hz a 100 kHz ve 4 dekádách. Odchylka amplitudy signálu na výstupu: max. ±1 % v celém rozsahu. Zkreslení na výstupu: max. 0,3 % pøi 1 kHz. Výstupní napìtí: 0 a 3 V, plynulá regulace. Max. výstupní proud: 50 mA (asi 85 mA pøi omezení). Spotøeba: asi 2 W. Napájecí napìtí/kmitoèet: 220 a 260 V/50 Hz.

Úvod Pøi návrhu zapojení jsem vycházel z následujících poadavkù: rozumný kmitoètový rozsah, elektronické pøepínání rozsahù po dekádách, regulovatelné výstupní napìtí, dobrá stabilita amplitudy, dostateèný výstupní proud, malé rozmìry, snadná dostupnost souèástek a v neposlední øadì i malé náklady na konstrukci. Jako

etalon mi poslouilo zapojení zveøejnìné v [2], které jsem upravil do finální podoby. S ohledem na jednoduchou vyrobitelnost v domácích podmínkách jsem navrhl desku s plonými spoji jen z jedné strany. Pomyslným srdcem obvodu je ètyønásobný operaèní zesilovaè IC4. Ten zajiuje generování signálu i stabilizaci amplitudy. Rozsahy se pøepínají elektronickými spínaèi IC6 a IC7, øízenými posuvným registrem IC3. Koncový stupeò je realizován komplementární dvojicí tranzistorù T1 a T5, doplnìnou o proudový omezovaè s tranzistory T2 a T3. Tato komplementární dvojice je buzena operaèním zesilovaèem IC5.

Popis zapojení Podívejme se nyní na funkci jednotlivých obvodových prvkù podrobnìji. Zapojení napájecího zdroje nepotøebuje komentáø. K bodùm PAD1 a PAD4 se pøipojuje napájecí kabel. Do pøívodu je zaøazen kolébkový spínaè umístìný na èelním panelu.

Obr. 1a. Schéma RC generátoru

20


Transformátor TR1 je typ urèený k zapájení do desky s plonými spoji. Napájecí zdroj dodává symetrické napìtí ±9 V do vech èástí obvodu. Jen posuvný registr IC3 je napájen nesymetricky. Toto napìtí jsem zvolil s ohledem na poadovaný rozkmit výstupního napìtí, monosti transformátoru a maximální napájecí napìtí spínaèù IC6 a IC7. Jakmile obvod zapneme, kondenzátor C5 (vybitý diodou D1) vynuluje proudovým impulsem do vstupu RESET posuvný registr IC3, který nastaví posuvný registr do výchozího stavu na výstupu Q0 se objeví úroveò log. 1, na ostatních výstupech je log. 0. Rozsvítí se LED D14, indikující pøísluný kmitoètový rozsah (10 a 100 Hz), a pøes diodu D5 a rezistor R18 je pøivedeno øídicí napìtí na ovládací vstupy 5 a 6 elektronických spínaèù IC6B a IC6C. Øídicí vstupy ostatních spínaèù jsou pøes rezistory R12, R13 a R14 pøipojeny na záporný potenciál. Diody D5 a D8 zabraòují pøivedení záporného napìtí na výstupy posuvného registru IC3. Nyní jsou tedy sepnuty spínaèe IC6B a IC6C. K fázovacím èlánkùm realizovaným

operaèními zesilovaèi IC4A a IC4B jsou tudí pøiøazeny kondenzátory C8, C9, C13, C14. Zpìtná vazba je uzavøena pøes dva fázovací èlánky s operaèními zesilovaèi IC4A a IC4B a invertující zesilovaè s øízeným zesílením (IC4C). Oscilátor se rozkmitá na takovém kmitoètu, pøi kterém je celkový fázový posuv 360 °. Jeliko invertující zesilovaè s IC4C otáèí fázi o 180 °, na kadý z fázovacích èlánkù pøipadá posuv 90 °. Kmitoèet, pøi kterém k danému posuvu dojde, je závislý na kapacitì kondenzátorù C8 a C17 (v naem pøípadì jsou pøipojeny kondenzátory C8, C9, C13, C14) a úhlu natoèení dvojitého potenciometru R41. Natáèením høídele potenciometru se kmitoèet mìní plynule v rámci zvolené dekády. Rozsah regulace je vymezen odporem drah potenciometru R41 a odporem rezistorù R35 a R38. Aby kmity byly sinusové, je tøeba, aby se zesílení obvodu blíilo co nejvíce 1. To je zajitìno automatickou regulací zesílení. Signál vznikající v oscilátoru je pøes diody D3 a D4 a trimr R26 pøiveden na vstup integraèního zesilovaèe IC4D. Jeho amplituda je porovnávána s referenèním napìtím získaným ze stabilizátoru s rezistorem R36 a Zenerovou diodou D15. Signál z výstupu integraèního zesilovaèe ovládá polem øízený tranzistor T4, který spolu s rezistory R16 a R17 vytváøí dìliè signálu a øídí zesílení invertujícího zesilovaèe IC4C. Zpìtná vazba integraèního zesilovaèe IC4D (C18, C19, D9, R19) je zapojena tak, aby odezva na zmìnu amplitudy byla rychlá, ale aby se regulaèní smyèka nerozkmitala. Amplituda výstupního napìtí generátoru je 1,5 V. Vlastnosti tranzistoru T4 jsou spolu s vlastnostmi IC4 hlavním limitujícím faktorem v oblasti vysokých kmitoètù. Pokles pøenosu operaèních zesilovaèù v integrovaném obvodu

IC4 na vysokých frekvencích nelze pøíli kompenzovat, protoe je ádoucí, aby se regulace amplitudy projevovala co nejménì. Pøíliné utaení regulaèní smyèky má díky nelinearitì výstupní VA charakteristiky tranzistoru T4 za následek rùst zkreslení. Pokud je zpìtnovazební smyèka naopak utaena pøíli málo, mùe na frekvencích blízkých maximu pøenos v obvodu klesnout pod 1 a oscilátor mùe pøestat kmitat. Z tìchto dùvodù nedoporuèuji pøípadným zájemcùm dalí zvyování maximálního dosaitelného kmitoètu, alespoò ne se zde uvedenými operaèními zesilovaèi. Signál z výstupu generátoru (vývod 8 IC4) je pøiveden na potenciometr R10, kterým se nastavuje amplituda signálu. Za ním následuje koncový stupeò buzený operaèním zesilovaèem IC5. Klidové pøedpìtí koncových tranzistorù je zajitìno odporovým dìlièem R1, R30 a diodami D2 a D10. Ty by se mìly koncových tranzistorù (T1, T5) dotýkat, aby mezi nimi a pøíslunými tranzistory vzniklo tepelnì vodivé spojení. Alespoò èásteènì se tak kompenzuje teplotní závislost klidového proudu koncovými tranzistory (závislost prahového napìtí diod kompenzuje teplotní drift prahového napìtí pøechodù b-e pøísluných tranzistorù). Na rezistorech R11 a R22 vzniká napìový úbytek, který je pøímo úmìrný protékajícímu proudu. Pøekroèí-li toto napìtí prahová napìtí tranzistorù T2 a T3, tyto tranzistory se otevøou a zpùsobí pøivøení tranzistorù T1 a T5. Tím se omezí výstupní proud. Rezistory R11 a R22 jsem vybral s ohledem na monosti transformátoru TR1. Výstupní proud je omezen na 80 a 90 mA (obdélníkový prùbìh). Pøi jmenovitém proudu 50 mA by se ochranný obvod nemìl vùbec uplatòovat, aby výstupní signál nebyl zkreslen.

Výstupní proud a 50 mA je pro generátor nestandardní, navíc omezení výstupního proudu vede k tomu, e nelze definovat výstupní impedanci generátoru (je závislá na výstupním napìtí). Toto øeení bylo zvoleno s ohledem na amatérskou praxi, kdy mùe nastat poøeba budit nìjaké obvody vìtím proudem a zároveò je vhodné mít výstup generátoru oetøený proti zkratu. Výstupní impedanci lze lehce definovat zapojením vhodného rezistoru, napø. s odporem 600 Ω, mezi generátor a spotøebiè. Pájecí ploky PAD7 a PAD11 slouí k pøipojení výstupní konektorové zásuvky jack 3,5 mm. Jejich rozmístìní na desce jsem volil podle provedení dostupné zásuvky. Zisk koncového stupnì je nastaven rezistory R33 a R39 ve zpìtné vazbì koncového stupnì. Èlen C20, R40 slouí ke kompenzaci poklesu útlumové charakteristiky koncového stupnì na vysokých kmitoètech. Je moné, e v konkrétním pøípadì bude tøeba hodnoty tìchto prvkù pozmìnit kvùli rozptylu vlastností jednotlivých souèástek. Trimrem R20 se nastavuje na výstupu nulové stejnosmìrné napìtí. Rozsahy se pøepínají úhlovým mikrospínaèem, který se do desky s plonými spoji zapájí v bodech PAD5 a PAD6. Jeho stisknutím se zkratuje rezistor R2 proti zemi pøes rezistor R8 (ten jen omezuje vybíjecí proud tekoucí z kondenzátoru C7 pøi stisknutí tlaèítka). Po uvolnìní tlaèítka je na vývod 14 IC3 pøivedeno opìt napájecí napìtí. Tento vstup reaguje na nábìnou hranu impulsu, která pøesune úroveò log. 1 z výstupu Q0 na výstup Q1. Nyní jsou sepnuty spínaèe IC6A a IC6D a svítí LED D13. Kondenzátor C7 omezuje vliv zákmitù tlaèítka. Po nìkolika stisknutích tlaèítka zapojeného mezi vývody PAD5 a PAD6 doputuje log. 1 a na výstup Q4, který je spojen s vývodem 16 IC3.

Obr. 1b. Schéma RC generátoru


21

Obvod se zresetuje a znovu se aktivuje výstup Q0. Tím je pøepínací cyklus uzavøen.

Mechanická konstrukce Deska s plonými spoji (DPS) je navrena tak, aby na ní byly umístìny vechny souèástky (kromì kolébkového spínaèe) a aby se vela do krabièky KM35N. Vzhledem k tomu, e tato krabièka je seroubována jedním støedovým vrutem, je tøeba uprostøed desky vyvrtat odpovídající díru. Vyrobenou desku jsem na rozmìry krabièky zabrousil modeláøskou frézkou. Aby bylo moné desku vyrobit v amatérských podmínkách co nejjednodueji, navrhl jsem ji jako jednostrannou s nìkolika drátovými propojkami. Pøes vekerou snahu jsou vak cesty na desce pomìrnì úzké (0,3 mm) a blízko u sebe, take bych její výrobu doporuèil spíe zdatnìjím amatérùm, kteøí mají zkuenosti s výrobou desek fotocestou. Také je vhodné vytvoøené spoje nejdøíve zkontrolovat ohmmetrem. Ètverce v rozích desky oznaèují plochu, která se v krabièce dotýká výstupkù urèených pro pøiroubování desky vruty. Vzhledem k rozmìrùm transformátoru TR1 bude tøeba tyto výstupky mírnì obrousit, nebo zmínìné ètverce na desce odstøihnout. Pøi peèlivé výrobì bude deska v krabièce pevnì fixována, ani by bylo zapotøebí ji pøiroubovat. Ve vodorovném smìru je deska v krabièce natìsno a ve svislém se zapøe transformátorem o horní stìnu krabièky. Velký ètverec vpravo vpøedu (ze strany souèástek) je tøeba vystøihnout urèitì, v tomto místì je do èelního panelu vloen kolébkový spínaè. Velkou pozornost je tøeba vìnovat vrtání dìr do desky. Je tøeba pouít co nejtenèí vrtáky. Já jsem nejdøíve vechny díry vyvrtal vrtákem o prùmìru 0,8 mm a v pøípadì potøeby

jsem je pak rozíøil vrtákem o prùmìru 1, pøípadnì 1,2 mm. Nejdøíve je tøeba osadit drátové propojky. Na jejich místì poslouí odstøiené vývody souèástek. V místech, kde hrozí kontakt propojky s vývodem nìjaké souèástky, je lepí pouít izolovaný drátek 0,3 mm (díry v desce pak lze vrtat vrtákem 0,6 mm). Následnì zapájíme rezistory kromì R12 a vechny kondenzátory. V pøípadì nìkterých kondenzátorù bude nutné poupravit vývody; vzhledem k nutnosti vést pod pøíslunou souèástkou vìtí mnoství cest jsem pøi návrhu DPS pouil pouzdra s vìtí rozteèí vývodù. Po kondenzátorech zapájíme objímky pro integrované obvody. Následnì zapájíme rezistor R12 a nakonec zbývající souèástky (pozor, T4 je citlivý na statickou elektøinu). LED D11 a D14 prostrèíme otvory v pøedním èelu krabièky a zafixujeme je objímkami. Pøi pájení je tøeba na to pamatovat a nezastøihovat jejich vývody. Pøi pájení konektorové zásuvky a tlaèítka lze pøísluné díry vyvrtat podle rozmìrù dané souèástky kdekoliv na pájecí ploky na desce. Dioda D1 se pájí ze strany ploných spojù. Zvýené opatrnosti je tøeba dbát pøi pájení napájecího kabelu a pøívodu ke kolébkovému spínaèi. Pøi dalí manipulaci s hotovým zaøízením je tøeba mít rovnì na pamìtí, e na desce jsou cesty, jimi je vedeno síové napìtí! Návrh potisku èelního panelu je na obr. 6. Skuteèná íøka je 85 mm. Pøedlohu lze vytisknout na papír, kterým se pøekryje èelní panel krabièky. Bílé plochy jsou výøezy pro spínaè, LED atd. Výøezy pro osy potenciometrù nejsou naznaèeny.

Oivení a nastavení Pøed oivením obvodu je nutné dokonale zkontrolovat, zda se nìkteré spoje nezkratovaly cínem a zda jsou vechny souèástky øádnì zapájeny. Zvlátní pozornost je tøeba vìnovat síové èásti. Pøed uvedením do provozu nastavíme vechny trimry do støedové polohy. Potenciometrem R10 nastavíme minimální výstupní napìtí, k výstupu pøipojíme stejnosmìrný voltmetr a trimrem R20 nastavíme minimální napìový offset. Pøepneme generátor na

rozsah 1 a 10 kHz, potenciometr R41 vytoèíme doleva a trimrem R9 nastavíme na výstupu IC4D (vývod 14) stejnosmìrné napìtí 1 V (mìøeno proti zemi). Potenciometr R10 vytoèíme do pravé krajní polohy a trimrem R25 nastavíme na výstupu støídavé napìtí 3 V. Potom potenciometrem R41 nastavíme kmitoèet výstupního signálu na 10 kHz. Oscilátor pravdìpodobnì pøestane kmitat. Trimrem R9 pootoèíme tak, aby na výstupu IC4D bylo opìt napìtí 1 V. Nyní pøepneme generátor na rozsah 10 a 100 kHz a osciloskopem zkontrolujeme, zda kmitá. Pokud ne, pootoèíme jetì více trimrem R9 tak, aby generátor právì kmital. Nyní zkontrolujeme napìtí na vývodu 14 IC4. Pøi kmitoètu 100 kHz by mìlo být v rozmezí 0,5 a 1 V. Nyní pøepneme na rozsah 10 a 100 Hz a potenciometrem R41 nastavíme výstupní kmitoèet 10 Hz. Opìt zkontrolujeme napìtí na zmínìném vývodu 14, nemìlo by být vìtí ne 5 V. Postupnì vyzkouíme vechny ètyøi rozsahy pro vechny polohy potenciometru R41 v rozsahu x1 a x10. V ideálním pøípadì leí mìøené napìtí v rozmezí 1 a 2 V v co nejvìtím poètu pøípadù. Na správném nastavení zpìtnovazebního obvodu závisí harmonické zkreslení generátoru (viz výe). Nakonec jetì zkontrolujeme závislost amplitudy výstupního signálu na kmitoètu. Spolehlivým osciloskopem nebo (lépe) nízkofrekvenèním milivoltmetrem zmìøíme úroveò výstupního napìtí (pøi potenciometrem R10 vhodnì nastavené výstupní amplitudì, napø. 1 V) v celém rozsahu kmitoètù (vhodný je napø. logaritmický krok 10, 20, 50, 100, 200, , 100 000 Hz). Namìøený údaj musí být stejný s odchylkou od støední hodnoty maximálnì ±1 % (odpovídá zhruba ±0,1 dB). Z tohoto hlediska je kritický zejména rozsah 10 a 100 kHz. Podle potøeby bude moná nutné upravit kapacitu C20 a odpor R40 (obr. 5). Nakonec je jetì moné zkontrolovat harmonické zkreslení. V nouzi si lze pomoci zvukovou kartou a vhodným softwarem staeným z internetu (napø. OscilloMeter 5.5). Pøi výstupním proudu mením ne 50 mA a kmitoètu 1 kHz by zkreslení nemìlo pøesáhnout 0,3 % (na mìøeném vzorku bylo pøi zátìi 3,3 kΩ a maximální amplitudì zkreslení 0,15 % na rozsahu 1 a 10 kHz a 0,20 % na rozsahu 100 a 1 000 Hz).

Literatura

Obr. 2. Hotový RC generátor (na fotografii je starí verze desky s jiným typem pojistky)

22

Obr 3. Nastavení kmitoètové kompenzace. 1) Pokles (zdvih) je v oblasti maximálního kmitoètu je tøeba zmenit (zvìtit) odpor rezistoru R40. 2) Pokles (zdvih) je v oblasti do 30 kHz je tøeba zvìtit (zmenit) kapacitu kondenzátoru C20


[1] Neumann, P.; Uhlíø, J.: Elektronické obvody a funkèní bloky 1. Vydavatelství ÈVUT, 1999. [2] Belza, J.: Zapojení s operaèními zesilovaèi. Konstrukèní elektronika, 3/96, s. 97. [3] Datové listy k jednotlivým polovodièovým souèástkám.

Seznam souèástek rezistory (0207, metalizované, 1 %, 0,5 W) R1, R3, R4, R5, R6, R7, R12, R13, R14, R15, R30, R33, R39 R2, R18, R21, R23, R25, R36 R8, R11, R22 R16, R17 R19, R24, R31, R40 R27 R28, R29, R32, R34 R35, R38 R37

10 kΩ 1 kΩ 10 Ω 470 Ω 47 kΩ 2,2 kΩ 680 Ω 820 Ω 100 kΩ

odporové trimry (10 x 10 mm, napø. PT10V) R9 R20 R26

5 kΩ 100 kΩ 25 kΩ

potenciometry (prùmìr 16 mm; rozteè vývodù 5 mm) R10 R41

10 kΩ, logaritmický, mono 10 kΩ, logaritmický, stereo

kondenzátory (RM = rozteè vývodù) C1, C2, C5 C6 C7 C8, C9,

C3 C4

470 µF/16 V, elektrolyt., RM 5 mm 3,3 µF/16 V, tantalový, RM 2 mm 47 nF, keramický, RM 5 mm 47 pF, keramický, RM 5 mm 100 nF, keramický, RM 5 mm 1 µF*, fóliový 32 x103 mm, RM 7,5 mm C13 C14 470 nF*, fóliový 45 x 75 mm; RM 5 mm 150 nF*, fóliový 24 x 44 mm; RM 5 mm C10, C15 C11, C16 15 nF*, fóliový 24 x 44 mm; RM 5 mm C12, C17 1,5 nF*, fóliový 24 x 44 mm; RM 5 mm C18 10 µF/16 V, tantalový, RM 2 mm C19 1,5 µF/16 V, tantalový, RM 2 mm C20 12 pF, keramický, RM 5 mm *) Tolerance max. 5 % Polovodièové souèástky

Obr. 4 a 5. Deska s plonými spoji RC generátoru (84,6 x 99,2 mm) a rozmístìní souèástek na desce

B1 D1 a D10 D11 a D14 D15 IC1 IC2 IC3 IC4 IC5 IC6, IC7 T1, T2 T3, T5 T4

DB102, mùstek 1 A/100 V, DIP4 1N4148 LED 3 mm, lutá, èirá, 20 mA 5V6, BZX55C, DO35 (0,5 W) 78L09 79L09 4017N TL084P TL081P 4066N BC337 BC327 BF256

Ostatní TR1, EI30-2, transformátor 230/2x 9 V; 1,8 VA F1 miniaturní pojistka 50 mA do DPS + drák krabièka KM35N kolébkový spínaè mikrospínaè do DPS, 90 ° konektorová zásuvka jack 3,5 mm do DPS, stereo napájecí kabel Obr. 6. Potisk èelního panelu


23

Regulátor k LED Jan Mare, Technická fakulta ÈZU Vyuití LED k osvìtlovacím úèelùm se vyznaèuje stále stoupajícím trendem. Výhodou tohoto typu osvìtlení je pøedevím velká úèinnost a dlouhá doba ivota pøi zachování velké spolehlivosti. Velmi vhodné je vyuití svìtelných diod k osvìtlení v místech, kde je jediným zdrojem elektrické energie akumulátor. Zde je moné vyuít vhodného sérioparalelního øazení diod tak, aby souèet pracovního napìtí sériovì øazených diod byl blízko jmenovitému napájecímu napìtí. Dále popsaná konstrukce popisuje jednoduchou lampièku s LED napájenou napìtím 12 V z autobaterie. Nejjednoduí je pøipojení osvìtlovacího tìlesa pøímo pøes spínaè k akumulátoru. Zapojíme-li mezi akumulátor a osvìtlovací tìleso regulátor, je moné regulovat jas diod. Øídit jas LED regulátorem PWM lze díky setrvaènosti oka a tzv. jasovému pøizpùsobení. Blikání s frekvencí nad 100 Hz ji není oko schopno rozeznat a bezpeènì ho vnímá jako trvalý svit. Regulátor pracuje se spínacím kmitoètem øádu kHz. Oko vnímá støední geometrickou úroveò jasu [1]. Ta je lineárnì úmìrná pomìru svitu a tmy LED v osvìtlovacím tìlese. Jako svítící tìleso je pouita matice 20 bílých LED, øazených po ètyøech do série s pøedøadným rezistorem. Toto svítící tìleso je k regulátoru pøipojeno externì, take lze pøipojit i jiné, sloené z meního nebo vìtího poètu LED. Výkon je zde omezen tranzistorem T1, který v naem pøípadì mùe spínat proud 500 mA, tj. výkon a 6 W. S jiným tranzistorem lze tento výkon zvìtit.

Jádrem regulátoru je dvojitý èasovaè IO1 556 v provedení CMOS, zapojený jako generátor PWM podle doporuèení výrobce. První èást obvodu IO1a je zapojena jako astabilní multivibrátor, který spoutí monostabilní multivibrátor s IO1b. Souèástkami R7, R8 a C1 je dán spínací kmitoèet, souèástkami R9, C3 a R11, P1, R10 je urèena doba sepnutí po sputìní. Odpor rezistoru R10 urèuje minimální støídu sepnutí a tedy minimální jas. Odpor R11 zvolíme tak, aby pøi plném vytoèení potenciometru P1 byl monostabilní multivibrátor pøeklopený témìø po celou dobu do pøíchodu dalího spoutìcího impulsu. Pøi osazování desky s plonými spoji regulátoru nezapomeòte na drátovou propojku. IO je vhodné zapájet a nakonec. Místo rezistoru R11 je vhodné pøed prvním zapnutím pøipájet trimr. Trimr nastavíme tak, aby pøi vytoèení potenciometru P1 do polohy max. jasu diody nepohasly (monostabilní multivibrátor má delí sepnutí, ne je perioda astabilního multivibrátoru). Pak zmìøíme odpor trimru a nahradíme ho rezistorem s nejbliím vìtím odporem. S uvedenými souèástkami mi regulátor fungoval dobøe, ale je moné, e vzhledem k tolerancím souèástek bude optimální nastavení jiné. Pøi peèlivém pájení by regulátor mìl fungovat ihned. Regulátor jsem umístil do plastové krabièky. Napájení je na desku pøi-

Obr. 1. Zapojení regulátoru k LED

vedeno pøes spínaè ze zdíøek na stìnì krabièky. Diodové svítidlo je moné propojit rovnou dráty, lepí vak je pouít napø. konektor Cinch. Regulátor pak mùete pouít pro více typù svítidel. Høídel potenciometru jsem zkrátil na potøebnou délku a opatøil hmatníkem. Regulátor s diodovým svítidlem najde uplatnìní napø. v karavanech èi na lodích, kde regulace povede ke zlepení komfortu a úspoøe energie.

Seznam souèástek R1 a R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11 P1 C1 C2 C3 C4 T1 D1 a D20 IO1 K1, K2

[1] Vít, V.: Televizní technika. BEN, Praha, 1997.

Obr. 2. Jedno z moných uspoøádání LED ve svítidle

Obr. 3 a 4. Deska s plonými spoji a osazení desky regulátoru

24


47 Ω 4,7 kΩ 100 kΩ 10 kΩ 15 kΩ 560 Ω 68 kΩ 10 kΩ, lineární pot. 2,2 nF 10 nF 47 nF 100 nF BC337 bílá LED 5 mm, 20 mA s velkou svítivostí C556 konektory

Univerzální digitální pøedzesilovaè TLE-3 Ivo Strail (Dokonèení) Deska øízení je uchycena ke dnu krabièky trojicí distanèních sloupkù o délce 3 mm tak, aby bylo moné do konektoru displeje, osazeného ze strany spojù, zasunout displej, který je asi o milimetr vyí, ne je volný prostor v krabièce. Proto je na víku krabièky v místì, kde se dotýká displej, vyfrézována 1,5 mm hluboká dráka, která navíc displej upevòuje ve svislé poloze. Deska pøedního panelu je uchycena na dvou distanèních sloupcích k duralovému pøednímu panelu. Tlaèítka jsou pro zvìtení konstrukèní výky osazena v precizních objímkách, potenciometr R1 je uchycen v desce a jeho vývody pøipájeny na pøipravené pájecí ploky. Høídele potenciometru a rotaèního enkodéru je nutné zkrátit a opatøit knoflíky. Tlaèítka TL1 a TL6 vloíme do objímek tak, aby dvojice orientaèních teèek na spodní stranì tlaèítka smìøovala ve smìru ipky na osazovacím plánku - tím se zajistí korektní pólování vestavìné LED. V pøípadì potøeby poté otoèíme hmatník tlaèítka do správného smìru. Deska napájecího zdroje je uchycena na distanèních sloupcích ètyømi rouby na dno krabièky. Celkové provedení pøístroje je zøejmé z fotografií na titulu a na obr. 21, 22.

pájet pøi pouití kvalitního cínu a dostatku tavidla (pouívám pájku Stannol Sn60Pb38Cu2 a tavidlo MTL 468) pøejetím øady noièek køíovou pinzetou doèasnì pøichyceného obvodu horkou pájeèkou s velkou kulièkou pájky. Pøebyteèný cín poté odsajeme odsávací licnou, DPS omyjeme izopropylalkoholem a pod lupou pájení zkontrolujeme. Zaøízení oivujeme postupnì: ovìøíme funkci desky napájecího zdroje, pøipojíme desku øízení s displejem, naprogramujeme pomocí ISP programátoru mikrokontrolér (pokud ji není naprogramovaný), pøipojíme desku pøedního panelu a ovìøíme, zda ovládací prvky vyvolávají pøísluné zmìny indikací na displeji. Desku audioprocesoru oivíme zvlá: spojíme napájení analogové a digitální èásti a desku pøipojíme k laboratornímu zdroji, nastavenému

na výstupní napìtí 8 V s nadproudovou pojistkou 500 mA. Po zapnutí napájení musí být odbìr do 400 mA. Pøipojíme USB kabelem poèítaè - je-li ve v poøádku, operaèní systém automaticky nainstaluje ovladaèe (platí pro Windows 2000/XP a vyí - obvod PCM2707 vyuívá systémové ovladaèe, není nutná ádná ruèní instalace) a po zvolení zvukové karty, která se zobrazí jako USB Audio DAC, v pøehrávaèi je moné odebírat na konektoru SV7 zvukový signál. Nakonec spojíme vechny desky dohromady a ovìøíme funkènosti pøístroje. Pokud na výstupech není ádný signál, zkontrolujeme osciloskopem nebo èítaèem, zda se správnì inicializoval IC1 na desce audioprocesoru (to svìdèí mj. o správné funkci I 2C sbìrnice) mìøením taktovacích frekvencí na vodièích SCLK (6,144 MHz) a LRCLK (96 kHz).

Softwarové vybavení Firmware mikrokontroléru umoòuje témìø libovolné nastavování parametrù pro dva stereofonní výstupy (jeden výstup na obvod TAS), zbylá dvojice stereofonních výstupù mùe buïto kopírovat stereofonní signál na jiných výstupech (pøíp. s odlinou hlasitostí), pracovat jako výstup USB zvukové karty, nebo mùe být rozdìlena na dva monofonní výstupy, z nich jeden je støední kanál, namíchaný ze

Obr. 15. Deska øízení - osazení strany souèástek

Osazení a oivení Pøi osazování desek s plonými spoji postupujeme bìným zpùsobem. Napøed osadíme integrované obvody SMD, které lze jednodue za-

Obr. 16. Deska øízení - osazení strany spojù

Obr. 14. Deska øízení


25

Obr. 17. Deska pøedního panelu

Obr. 18. Deska pøedního panelu - osazení signálu z jiného výstupu nebo zvuku z USB rozhraní, a druhý je plnì konfigurovatelný monofonní výstup (je moné volit vstup, pøípadnì mix z více vstupù, 16 pásem ekvalizéru, zpracování dynamiky) a mùe slouit napø. jako softwarová výhybka pro subwoofer. Ekvalizér umoòuje v kadém pásmu vybrat jeden ze sedmi typù filtru, zvolit jeho hranièní frekvenci, zdvih a strmost. S vhodnou volbou filtrù je moné ekvalizérem simulovat velmi sloité reproduktorové výhybky. Sám pouívám pøístroj pro øízení ozvuèení v bytì - jeden stereofonní výstup, vèetnì regulace hlasitosti a ekvalizéru, smìøuje do zesilovaèe v mém pokoji, druhý stereofonní výstup, nastavený trvale na linkovou úroveò, budí aktivní reproduktorovou soustavu v obývacím pokoji. Tøetí stereofonní výstup kopíruje první a pøimíchává zvuk z USB zvukové karty do malé soustavy, umístìné u poèítaèe. Ètvrtý výstup je nastaven jako dvojitý monofonní a budí nìkolik

malých reproduktorù, rùznì umístìných v domì. Se souèasným firmwarem není problém v okamiku pøestavit funkce pøístroje, napø. na výhybku pro stereofonní aktivní soustavu a pro subwoofer.

Seznam souèástek Deska audioprocesoru R1, R2 2,2 kΩ, 0805 R3, R5, R8, R17, R24, R29 634 Ω, 0805 R4, R7, R20, R27 91 Ω, 0805 R9, R10 a R16 10 kΩ, 0805 R18, R19, R21 a R23, R25, R26, R28 560 Ω, 0805 R30 a R35, R49 150 Ω, 0805 R36, R40 16 Ω, 0805 R37 a R39, R41, R42 3,3 kΩ, 0805 R43, R45 1,5 kΩ, 0805 R44, R46, R48, R50 22 Ω, 0805 R47 1 MΩ, 0805 R51 470 kΩ, 0805 RN1 4 x 220 kΩ RN2 4 x 150 kΩ

Obr. 19. Deska napájecího zdroje

26

C1, C30, C32, C34, C51, C54, C55, C59, C61 a C63, C71 100 nF, X7R 0805 C2, C29, C47, C52 100 µF/10 V C3, C10, C15, C24 470 pF, 0805 C4, C19 470 nF, 0805 C5, C9, C12, C13, C14, C16, C17, C18, C21, C22, C23, C25, C26, C28, C31, C33, C36, C39, C40, C43, C44 4,7 µF/6,3 V, tantal, SMD A C6, C8, C73, C74 22 pF, 0805 C7, C20 2,7 nF, 0805 C11, C27, C56 a C58, C65, C67 10 nF, 0805 C35, C49, C70, C72 47 µF/10 V C37, C38, C41, C42, C45, C46, C60, C69 1 nF, 0805 C48, C53 22 nF, 0805 C50, C64, C66, C68 10 µF/6,3 V tantal, SMD B D1 1N4001 SMD (DO214) IC1, IC5* TAS3103 IC2, IC4 NE5532AD IC3 CS42448 IC6 LE33CDT IC7 7805 SMD D2PAK IC8 PCM2707 IC9 SRC4190 JP1, JP2 jumper 2 piny L1, L2 100 µH L3 09P 330 µH Q1 12,288 MHz, miniaturní Q2, Q3 BSS123 Q4 12 MHz SL1 PSH02-04 SV1 a SV7 kolíky do DPS (celkem 26 ks) SV8 MLW16 X1 8násobný Cinch do DPS X2 USB konektor R1 R2 R3 R4, R5 C1, C2 C3, C5, C6 C4 C7 C8 D1 IC1 L1 LCD1 LED1

Deska øízení

CA6V trimr 10 kΩ 6,8 Ω, 0805 470 Ω* 4,7 kΩ, 0805 27 pF, 0805 100 nF, X7R, 0805 1 nF, 0805 2,2 µF tantal, SMD A 100 µF/10 V P6KE5V8A ATMEGA64 100 µH MG12864A-SYL LED 3 mm*

Obr. 20. Deska napájecího zdroje - osazení


Q1 Q2 SV1 SV2, SV3 SV4 SV5

16 MHz miniaturní BSS123 dutin. lita, 6 vývodù PSH02-04 MLW10 MLW16

Deska pøedního panelu

R1 potenciometr 10 kΩ/N R2, R3, R5 a R8 470 Ω R4 100 Ω C1 100 µF/10 V C2 100 nF, X7R, 1206 IC1 PCF8574 IR1 SFH506 ROT1 RE20S SL1 PSH02-03W SV1 MLW10 TL1 a TL6 tlaèítka øady P-PB61412L

Deska zdroje

R1 C1, C2 C3, C4, C6, C7 C5, C8 C9 B1, B2

2,2 kΩ 100 nF, X7R, 0805 15 nF, 0805 1000 µF/25 V 330 µF/25 V mùstek B250C1500

D1 BZW06 15V B F1 80 mA IC1 7805 L1 09P 330µH SL1, SL2 PSH02-04 TR1 zalitý 2 x 9 V, 10 VA, EI48 X1 ARK500/3 CHL1 chladiè V7143 Pojistkové pouzdro KS21

Souèástky mimo DPS

(znaèení podle GM-Electronic): Krabièka U-SP7772 Napájecí Euro konektor GSD 781 Konektory Cinch, 6 ks Konektory Jack 6,3 mm, 2 ks

Obr. 21. Zadní panel u jednoho z jejích èeských distributorù (vynikající spolupráce je s firmou ROT-HSware, spol. s r. o.). Zde je také vhodné objednat znaèkové obvody NE5532, v ÈR prodávané kusy jsou obvykle èínské výroby nevalných umových parametrù. Vechny ostatní souèástky jsou dostupné v maloobchodech GM nebo GES. V pøípadì zájmu ètenáøù je moné otestovat a zveøejnit i upravenou verzi DPS audioprocesoru s S/PDIF vstupem místo USB rozhraní. Pokud máte jakékoliv námìty, dotazy nebo pøipomínky, kontaktujte mì prosím na e-mailu: [email protected] Firmware, títky, návod k obsluze, podklady pro výrobu DPS a pøípadné doplòující informace jsou dostupné na mém webu http://www.strasil.net; pøípadnì na www.aradio.cz.

Závìr Popisovaná konstrukce umoòuje s relativnì malými náklady doplnit domácí ozvuèovací øetìzec o kvalitní smìovaè signálù, ekvalizér (resp. aktivní výhybku) a procesor dynamiky. Speciální obvody na desce audioprocesoru je moné objednat u firmy Farnell (www.farnell.co.uk), pøípadnì

Literatura [1] Schutte, H.: Bi-directional level shifter for I2C-bus and other systems. AN97055 firmy NXP Semiconductors (ex Philips), online: http:// www.standardics.nxp.com/support/ documents/i2c/pdf/an97055.pdf [2] Green, S.: Audio Conversion Systems Noise Calculations and Requirements. AN263 Cirrus Logic, online: http://www.cirrus.com [3] Texas Instruments Audio Solutions Guide, online: www.ti.com

Obr. 22. Vnitøní provedení pøístroje


27

Jak jsem zaèínal s pøíjmem DRM Vojtìch Voráèek, OK1XVV O pøíjmu rozhlasu DRM jsem mìl matné vìdomosti ji døíve. Teprve vak po pøeètení první èásti èlánku v PE1/2007 od Mirka Goly, OK2UGS, mì tato problematika zaèala opravdu zajímat a rozhodl jsem se pøíjem DRM vyzkouet v praxi. Na úvod trochu pøedbìhnu - kdo si chce pøíjmem DRM zajistit neruený, stabilní pøíjem zajímavých zahranièních rozhlasových kanálù v nejvyí kvalitì plných nejnovìjích hitù, bez výpadkù, ve kteroukoliv denní èi noèní hodinu, ten nech neète dál a zapne si satelitní rádia (jsou jich na geostacionární dráze stovky, spí ale tisíce) nebo si naladí poadované rádio na Internetu. Pøíjem rozhlasu DRM je urèen spí pro lovce signálù z øad DX-manù, KV amatérù a vùbec vech polytechnicky smýlejících lidí. Pøíjem je silnì závislý na ionosférických podmínkách platných pro íøení SV a KV, jedná se o dálkový a tudí nestabilní pøíjem. V ÈR vysílaèe DRM nejsou, vysílání se spíe asi hodí pro íøení zpravodajství na vìtí vzdálenosti (ne umoòují VKV), a pokud se pøíjem uskuteèní, tak modulace je ve vyí kvalitì, ne na kterou jsme na KV a SV zvyklí. Ovem dobrá kvalita (a i vùbec pøíjem) se koná jen tehdy, pokud je signál po celou dobu v místì pøíjmu stabilní, bez únikù a ruení. DRM má, jako vechny digitální provozy, dva stavy - buïto to jde, nebo to vùbec nejde a tyto stavy se obèas dost rychle støídají. A bohuel musím øíci, e stabilní a dlouhodobì vyuitelný signál s modulací DRM jsem na SV a KV pøi svých pokusech neobjevil, by, jak se dál doètete, jsem pouil pomìrnì kvalitní pøístrojové vybavení. Nicménì za pokus to technicky zamìøenému ètenáøi stojí a pro usnadnìní zaèátkù s DRM má slouit tento text, navazující na èlánky v PE 1-3/2007. Investice do pøijmu je minimální, pokud máme nìjaký pøijímaè umoòující dobrý pøíjem na KV a SV. Vyzkouel jsem

nìkolik typù pøijímaèù a popsal výsledky s nimi. Stavìt speciální jednoúèelový pøijímaè jen pro DRM je vhodné a tehdy, ovìøí-li si pøípadný zájemce podmínky v místì pøíjmu na kvalitnìjím pøístroji. Pøedevím je tedy potøeba mít nìjaký, a to opravdu dobrý, selektivní a hlavnì po vf stránce odolný KV pøijímaè. Ten bude mít jistì i pásmo SV, na nìm vysílá také nìkolik DRM stanic. Pak je potøeba mít poèítaè, staèí nejobyèejnìjí souèasný, pouíval jsem hlavnì malý PC osazený 3,3 GHz Celeron a 1 GB RAM, to bohatì staèí a tento poèítaè nejménì vyzaøoval. Zvuková karta vìtinou bude pouita asi ta, co je na základní desce. Nìkteré jsou vak vyloenì nevhodné - asi mají buï moc velký, nebo moc malý kmitoètový rozsah nebo patnou impulsovou odezvu, nevím. Jeden ze zkouených poèítaèù mìl zvukovou kartu na hranici pouitelnosti (starí MB Microstar s INTEL 845), naopak nejlépe se podle oèekávání osvìdèila deska s integrovanou kartou Sound Blaster Live 24bit. V pøípadì potíí lze urèitì doplnit základní desku o lepí samostatnou zvukovou kartu, tøeba právì SB. Dobré je a zvykl jsem si ji dávno pouívat vdy souèasnì 2 monitory, program DREAM má nìkolik oken, která je výhodné pøi nastavování mít otevøená souèasnì a není pohodlné mezi okny pøepínat nebo je zbyteènì zmenovat. Dále je vìtinou potøeba postavit jednoduchý konvertor, který slouí ke konverzi signálu z mezifrekvence pøijímaèe na kmitoèet kolem 12 kHz. Nebo, pokud ovem máme poøádný pøijímaè a v místì jsou dobré podmínky (ideálnì samota umístìná na vrcholku hory daleko od ruivé civilizace a elektrorozvodné sítì, co je tìko reálné), tento konvertor nebude ani potøeba, viz dále.

Pokus první - pøijímaè Sangean ATS-909W Nejprve jsem postavil konvertor, jeho schéma (obr. 1a) se shoduje s konvertory uveøejnìnými na internetu nebo v PE. Navrhl jsem vak snadnìji vyrobitelnou desku (obr. 1b, 1c). Hotový konvertor je na obr. 2. V oscilátoru konvertoru jsem vyzkouel keramické rezonátory na místì Q1 s kmitoètem jak nad mf kmitoètem, tak i pod. Výbìr na trhu je velký a jistì seenete typ s jmeno-

Obr. 1a

Obr. 1b

28

Obr. 1c

Obr. 2


vitým kmitoètem rozdílným od kmitoètu mezifrekvence pouitého pøijímaèe asi o 5 a 15 kHz. Kondenzátory C1 a C4 lze ovlivnit kmitoèet tak, aby rozdíl mf kmitoètu a kmitoètu oscilátoru byl poadovaných 12 kHz, ale na hodnotì pøíli nezáleí, mùe to být 5 kHz nebo také 15 kHz, pod i nad kmitoètem mf. Pokud pouijete rezonátor s kmitoètem 462 kHz, vyjde pøi mezifrekvenci 450 kHz (Sangean) kmitoèet asi na 12 kHz a pøi mf kmitoètu 455 kHz (AOR) na 7 kHz, obojí jsem vyzkouel. Oscilátor v IC NE612 si dá hodnì líbit, kmitá skoro vdy a hlavnì tam, kde má. V oscilátoru lze urèitì pouít i laditelný mf transformátor AM (pozice L1), tøeba ze starého rádia. To jsem ale z pohodlnosti nezkouel, rezonátor má pøeci jen ménì vývodù a je stabilnìjí. Pøedpokládal jsem nejprve hlavnì pouití pøijímaèe Sangean ATS-909W, co je uiteèný pøijímaè nejen na dovolenou. Vyuívají ho i radioamatéøi, má vechny KV rozsahy, vèetnì SV, DV a VKV s RDS. Nejnovìjí verze W má rozíøený kmitoètový rozsah VKV pásma ji od 76 MHz, na kterém uslyíme leccos zajímavého. Mirek ve svém èlánku sice píe, e ATS-909 je zapojen stejnì jako kdysi populární pøijímaè Olympia ATS-803, ale není to zase tak docela pravda. Olympia se vyrábìla kdysi také pod názvem Sangean ATS-803 a mnoha dalími, ale doba pokroèila a typ ATS-909W je podstatnì vylepen. Má dokonalejí øeení obou smìovaèù (dvojice protitaktních FET) a dalí zmìny k lepímu. Co u nìj hlavnì pøi pøíjmu DRM oceníme, je plynulá regulace vf zisku. Jiné mení èi obdobné pøijímaèe ani nezkouejte, je to ztráta èasu. Jejich obvodové øeení nezaruèuje takovou citlivost a odolnost jako má Sangean ATS-909W. Na stránkách vìnovaných pøíjmu DRM je doporuèený jako to nejlevnìjí øeení pøíjmu. Sangean je potøeba otevøít a vyvést signál z 2. mezifrekvence, ta je zde 450 kHz. To není nikterak obtíné. Povolte vechny roubky na pøijímaèi, jeden je schovaný pod sklopenou anténou. Pak vsuòte nehet (nebo elegantnìji polyamidovou nebo teflonovou pachtli) mezi poloviny pøijímaèe u baterií a pøijímaè opatrnì rozlousknìte. Sejmìte zadní kryt, pozor na vývod od antény. S pomocí obr. 3 snadno objevíte oba mf filtry a jejich vstupy. Mirek doporuèuje zapojit výstup pro konvertor do bodu pøed filtry, já ho nejprve poslechl. Zase pøedbìhnu - zapojte výstup mf za kmitoètovì irí (mechanicky mení, s tøemi vývody) filtr, spektrum bude hezèí a bude to chodit stejnì jako pøi zapojení pøed filtry. Mf kmitoèet 450 kHz zase není tak vysoký a vedení ke konvertoru nebude urèitì tak dlouhé, aby stálo za to pro vyvedení pouívat nìjaký nízkoztrátový koaxiál, proto jsem sáhl po ohebném nf kablíku. Dost Obr. 3

silnìjím signálu a sebelepím pøijímaèi, ale zmírnit na témìø únosnou míru ho lze nastavením úrovnì mf a nf signálu. K dispozici jsou vlastnì 3 regulaèní prvky - vf zisk pøijímaèe, trimr v konvertoru a posuvný softwarový regulátor úrovnì linkového nebo mikrofonního vstupu PC. Cvrlikání pochází asi z prùniku parazitních kmitoètù smìování po prùchodu mf spektra konvertorem, u nìkterých konstrukcí konvertorù je proto zaøazena dolní propust. Pøi snaze o potlaèení ruení oceníme monost plynulé regulace vf zisku pøijímaèe Sangean. Kvalita a stabilita pøijmu je znaènì ovlivnìna podmínkami - byly okamiky, kdy jsem zkrátka nezachytil nic, naopak jindy zase nabíhalo nìkolik stanic a udrely se bez výpadkù i delí dobu - tím myslím dobu bez výpadku øádovì minuty nebo maximálnì desítky minut. Ale rozhodnì to v Praze nikdy nebylo na nahrávání nebo dlouhé poslouchání. Tak jsem pøikroèil k dalím experimentùm.

Pokus druhý - pøijímaè AOR AR-7030+ a konvertor z mf 455 kHz Obr. 4 patnì se hledá místo, jak ho vyvést z pøijímaèe, já to pro pokusy vyvedl nad bateriemi a jejich víèko nedovøel. Pøeci nebudu vrtat do tak krásného pøijímaèe! Výstup konvertoru lze zapojit jak do mikrofonního, tak do linkového vstupu zvukové karty poèítaèe. Signál zapojte do obou vstupù stereofonního konektoru (zpravidla 3,5 mm) paralelnì pokud zapojíme jen jeden kanál, funguje to také. Ovìøte v programu Ovládání hlasitosti, e vstup je opravdu aktivní. K pøijímaèi pøipojte urèitì externí anténu, pro zaèátek napø. pøiloenou navíjecí drátovou. Dalí výhodou tohoto pøijímaèe je právì vstup pro tuto anténu. A dalí dùleitý krok - vytáhnìte ze zásuvky vechny spínané nabíjeèe telefonù v okolí, vechny zbyteènì bìící spotøebièe se spínanými zdroji, vypnìte úsporné záøivky atd. Pak u zbývá jen propojit vývod mf se vstupem konvertoru a spustit program DREAM. Popis ovládání programu je v PE 1/07. Je velmi jednoduchý a výborný, je zadarmo a udìlá vlastnì vechno za vás. Je potøeba jen nastavit fázi signálu podle pouitého smìování v poloce Flip Input Spectrum. První pokusy probíhaly v Praze v mé domácí pracovnì, s drátovou anténou o délce asi 5 m povìenou na pootevøených dveøích. Trimr v konvertoru dejte asi do poloviny. Nejprve nalaïte na pøijímaèi kmitoèet vysílaèe DRM, nejlépe mi chodily kmitoèty 3,995 MHz (DW), 5,990 MHz (LUXB) a obèas i 11,615 MHz (VoR). V oknì Evaluation Dialog programu DREAM se objeví spektrum signálu pøipomínající tvar propustného pásma filtru a zaènou nabíhat trojbarevné LED. Je potøeba, aby vechny svítily zelenì. Pokud nesvítí zelenì poslední nahoøe, program zpravidla pøesto v hlavním oknì naète údaje o vysílaném programu, jakousi obdobu RDS. Zvuk ovem nebude ádný nebo jen útrkovitý. V hlavním oknì programu jsou také 3 LED, ty musí svítit zelenì také. Na kmitoètu 3,995 jsem nael ve veèerní dobì, kdy jsem tyto pokusy dìlal, vdy nejsilnìjí signál (v Praze, asi 290 m nad moøem.). V seznamu stanic DRM si najdìte nìmecké a anglické stanice v pásmu 49 a 41 m, u tìch je podle mne nejvìtí pravdìpodobnost zachycení. Pøi pøíjmu signálu se mi vdy z reproduktorù mimo docela dobré kvalitní modulace ozývalo i svitìní podobné cvrkotu cikád za letní noci v jiní Evropì, které nelze úplnì potlaèit i pøi sebe-

Tento stolní pøijímaè je jedním z nejlepích KV pøijímaèù, co kdy byly vyrobeny. Je to jakýsi etalon - referenèní pøístroj pøi srovnávání pøijímaèù a asi ádný za podobnou cenu ho kvalitou nepøekoná. Tak jsem vlastnì vzal to nejlepí, co na bìném civilním trhu je. A hlavnì má tento pøijímaè ji vyvedenou 2. mf 455 kHz na konektoru pro pøísluenství (støední vývod osmikolíkového DIN), take se nemusí ani otevírat. S tímto pøijímaèem jsem zkouel nìkolik antén a velice se mi osvìdèila smìrová laditelná aktivní smyèková anténa AOR LA-380 (obr. 4). Pùsobí jako preselektor, potlaèí ruení mimo pøijímaný kmitoèet a smìr, smìrováním lze perfektnì odladit neádoucí signály a anténa se velmi ostøe dolaïuje otoèným kondenzátorem a pøepíná pro potøebná pásma. S tímto vybavením jsem zachytil nejvíc DRM vysílaèù a v nejlepí kvalitì i v mé kanceláøi v Kobylisích, vedle poèítaèù a poblí enormnì ruícího hracího automatu v sousední èínské restauraci. Jeho vyzaøování je schopen registrovat i radiotester na anténu tvoøenou konektorem PL ve vzdálenosti asi 20 m pøes nìkolik zdí. Anténa MiniWhip se v tìchto podmínkách vùbec neosvìdèila. A opìt pøedbíhám - výsledky s AR-7030+ byly nejlepí z pokusù se vemi ostatními pøijímaèi. Pøíklad zobrazení spektra signálu v programu DREAM je na obr. 5.

Obr. 5

V tomto pøípadì jsem dosáhl uspokojivých výsledkù jen u nìkolika nejsilnìjích vysílaèù.

Pokus ètvrtý - pøijímaè AOR AR-5000A+3 s konvertorem z mf 10,7 MHz Pøijímaè AR-5000A (pouil jsem verzi +3, viz obr. 6, tøetí pøijímaè) mám rád a slouí mi nejen pro zajímavý poslech na vech moných kmitoètech, ale i jako mìøicí pøístroj. Sluèuje v sobì vlastnosti velmi rychlého skeneru s funkcí CyberScan a odolného a citlivého pøijímaèe s obrovskými monostmi a kmitoètovým rozsahem a do 3 GHz. Je domylený konstrukènì i softwarovì. Lze opìt zaøadit jakýkoliv druh modulace k jakémukoliv kmitoètu a jakémukoliv v pøijímaèi pouitému filtru èili íøce pásma. Tedy mùeme nastavit zdánlivì absurdní kombinace - tøeba mùeme pøijímat kmitoèet 0,5 MHz se íøkou pásma 220 kHz a modulací CW. Pìkný nesmysl, e? Nebo dalí nesmysl - kmitoèet 4,005 MHz se íøkou pásma 30 kHz a modulací USB! To opravdu umí jen pøijímaèe AOR! Ale druhý pøíklad se jako nesmysl bude zdát jen tìm, kteøí nebudou èíst dál. Pøijímaè AR-5000A má mimo jiné vyveden i výstup mf kmitoètu 10,7 MHz - vzadu na konektoru BNC. A v menu pøijímaèe si mùete vybrat, zda tento signál bude filtrován jen filtrem prvního smìování, èili jeho spektrum bude iroké asi ±5 MHz (to je vhodné pro pøipojení panoramatické zobrazovací jednotky SDU-5600), nebo zda signál 10,7 MHz bude odebírán za filtry, které lze libovolnì zaøazovat nezávisle na druhu modulace. Proto bylo tøeba vyrobit konvertor Obr. 6

Pokus tøetí - AR-7030+ bez konvertoru Na Internetu jsem si nael, e pøíjem DRM je pøi dobrém signálu moný i bez pouití konvertoru. Radostnì jsem tuto skuteènost sdìlil Mirkovi Golovi a zaèal s pokusy. Nastaví se reim SSB, zaøadí se filtr s nejvìtí íøkou pásma (9,5 kHz), pøijímaè se odladí od jmenovitého kmitoètu DRM stanice dolù o asi 5 kHz, nastaví se PBS shift na +1,5 kHz, AGC na fast, reim USB a nf výstup na 77 % . Výstup z vývodu AUDIO OUTPUT na konektoru AUX pøijímaèe se pustí rovnou do vstupu LINE zvukové karty. Toto naladìní umoòují právì pøijímaèe AOR, kde lze zaøadit k jakékoliv íøce pásma èili filtru jakýkoliv druh modulace a to je obrovská výhoda. Pøijímaèe jiných výrobcù stejné cenové tøídy tuto vlastnost postrádají a to je zcela degraduje v pøípadì potøeby pøijímat rùzné digitální módy a nezvyklé moderní zpùsoby pøenosù signálù.


29

z kmitoètu 10,7 MHz na kmitoèet onìch známých 12 kHz nebo nìco okolo. Pouil jsem zcela shodné zapojení, jen místo rezonátoru jsem pouil krystal 10,7 MHz a sériovým kapacitním trimrem jsem krystal dotáhl na kmitoèet pøiblinì 10,710 MHz. Tím mi vyel výstupní kmitoèet na 10 kHz. Pøi mení sériové kapacitì a výsledném kmitoètu 12 kHz oscilátor ji vypadával. Úroveò napìtí z konvertoru 10,7 MHz je nií ne u verze se smìováním ze 455 kHz, take jsem vyuil radìji citlivìjí mikrofonní vstup zvukové karty. Chtìlo by to zvýit konverzní zisk smìovaèe, nejjednodueji asi optimalizací oscilátoru. Výsledky byly obdobné jako s pøijímaèem AR-7030+, jen se mírnì projevila mení odolnost pøijímaèe oproti AR-7030 na spodních KV rozsazích - pøijímaè jsem zatím nemìl osazen pøídavnými filtry COLLINS.

Pokus pátý - pøijímaè AOR AR-50000A + 3 bez konvertoru Nf signál z pøijímaèe do zvukové karty je potøeba pouít ten, který je vyveden na konektoru ACC1, popis zapojení konektoru je v návodu k pøijímaèi. Je to nefiltrovaný signál rovnou z demodulátorù, neprochází korekcemi a volitelnou deemfází (i deemfázi má pøijímaè AR-5000A nastavitelnou). A tady pøijde ke slovu ono podivné nastavení kombinací kmitoètù, íøek pásma a modulací. Je potøeba nastavit o 10 a 12 kHz vyí kmitoèet, ne je jmenovitý, zvolit modulaci USB a íøku pásma 30 kHz. Vzniklý nf signál zpracuje zvuková karta a program DREAM, ovem jen je-li signál dostateènì kvalitní.

Pokus estý - pøijímaè NRD-545 DSP bez konvertoru Tento pøijímaè nemá vyveden signál mf a já byl líný ho otevírat a vyvádìt mezifrekvenci. Je to pøeci jen dost rozmìrný a tìký pøijímaè. O to je vak hezèí a snadno se ovládá. Tak jsem pouil jen nf signál a známé ujeté nastavení, tentokrát podle doporuèení na stránkách www.ticon.net/~n9ewo/7030 user.htmlo. Èili 5 kHz dolù pod jmenovitý kmitoèet stanice, reim USB, PBS na + 2,3 kHz a íøka pásma 9,99 kHz, korekce výek na maximum. Obdobné výsledky jako u testu s AR-7030 bez konvertoru. Ale AR-7030 je na tom jetì o trochu lépe.

Pokus sedmý - pøijímaè AOR AR-ONE s konvertory z 10,7 MHz a 455 kHZ A co do moností pøipojení nejlépe je na tom profesionální pøijímaè AOR AR-ONE, ten má pro zmìnu vyvedeny oba výstupy mf - jak 455 kHz, tak 10,7 MHz, volitelnì. Vyzkouel jsem obì kombinace s obdobnými výsledky jako s pøijímaèem AR-5000A+3.

Pokus osmý - pøijímaè AOR AR-8600MK2 s konvertorem z 10,7 MHz Tento pøijímaè má výstup 10,7 MHz na konektoru BNC aktivní jen pøi reimu WFM, aby neruil vyzaøováním pøi bìném provozu. Na www.aoruk.com/pdf/8600_if.pdf najdete zpùsob pøepojení, aby výstup byl aktivní pøi vech typech modulací - pøemístí se

30

jedna propojka. Výsledky byly i s tímto sympaticky levným a dobrým pøijímaèem uspokojivé.

Pokus devátý - pøijímaè VEF-206 Ten jsem za úèelem testu pro DRM koupil na burze za 50 Kè, vypadal jako nový a také tak hrál. Na Internetu je pøíklad jeho pouití pro pøíjem DRM i se schématem konvertoru s dolní propustí 4. øádu. Pøestoe typický zvuk signálù DRM jsem naladil a slyel i na prutovou anténu, vzhledem k nepøesnému analogovému ladìní s provázkovým pøevodem a mé malé trpìlivosti byl tento pøijímaè prakticky nepouitelný. Ale pøijímaè VEF-206 mìl (mimo ceny) jedno plus - náhodou mì napadlo zmìøit jeho spotøebu a ta je pøi pokojové hlasitosti jen kolem 12 mA!

Pokus desátý a poslední - stolní analogový tuner s rozsahem i KV Tento neznaèkový tuner (obr. 7) pochází zøejmì z nìmecké elezné nedìle a po výmìnì FM filtrù 10,7 MHz ve VKV dílu za uí a po doplnìní nf koncovým stupnìm ho pouívám ji mnoho let v dílnì pro pøíjem ÈRO3 jako zvukovou kulisu. Málokterý tuner pocházející z nìjaké vìe má rozsah KV, ale tento se choval na KV poslechovì velmi dobøe. Proto jsme pøedpokládal úspìch a mf signál jsem vyvedl na zadní stìnu na konektor BNC. Ovem výsledky byly obdobné jako s pøijímaèem VEF-206. Èili ádné, chce to prostì digitální ladìní.

Pøíjem DRM v témìø ideálních podmínkách mimo mìsto Koncem bøezna 2007 probìhlo na ji tradièním setkání DX pøíznivcù v lokalitì Skalka u Ondøejova testování pøíjmu DRM rozhlasu. Pøíjem je zde zpravidla prostý ruení, místo je povìstné rádiovým klidem, dobrou polohou a rád se setkání zúèastòuji. Na tomto setkání byl zkouen komerèní pøijímaè MORPHY RICHARDS, který jako jeden z druhù modulace pøijímá i DRM (obr. 8). Pøijímaè byl schopen pøijímat na delí teleskopickou anténu nìkolik silných DRM stanic, a to jen s malými výpadky. Tento pøijímaè obsahuje optimalizovaný pøijímací modul, vèetnì cesty zpracování signálu DSP integrovaným obvodem TI, a spolehlivost pøíjmu DRM byla lepí ne s pøijímaèi urèenými primárnì pro analogový pøíjem. Je pøedpoklad, e podobným a zøejmì jetì vylepeným modulem bude své pøijímaèe pro DRM osazovat i známý výrobce Sangean. Pøijímaèe budou kombinované pro dalí digitální druhy vysílání (DAB) a samozøejmì budou obsahovat i bìný pøijímací analogový díl. Na tomto setkání zájemcù o dálkový pøíjem rozhlasu probìhlo i pokusné kódování analogového signálu do DRM a dekódování pomocí druhého poèítaèe.

Závìr Pøijímat signály DRM rozhlasù u nás za jistých podmínek jde, a pokud máme potøebný kvalitní pøijímaè, jde to (obèas) i v obtíných podmínkách vf zarueného velkomìsta. Podmínkou je velmi dobrá vf odolnost a selektivita pøijímaèe, jinak se do signálu vmísí parazitní signály, které èinnost dek ódovacího programu zcela ochromí. Jako potøebné min. v lepích podmínkách se mi jeví Sangean ATS-909W, který vyniká nad jinými podobnými pøijímaèi díky té-


Obr. 7 mìø profesionálnímu øeení vf èásti jiné kabelkové nebo dokonce kapesní pøijímaèe podobné tøídy ani nezkouejte, je to ztráta èasu. S jednoduchým pøijímaèem s malou odolností jsem si v mých podmínkách ani nekytl (nestabilní a slabý signál DRM opravdu kytá). Nejlepí výsledky jsem dosáhl s komunikaèními pøijímaèi AR-7030 a AR-5000A (+3) a AR-ONE. Na pøijímaèích vyí tøídy se dá za dobrých podmínek pøijímat signál DRM i bez konvertoru, pouhým propojením nekorigovaného nf výstupu za detektorem se zvukovou kartou. Ale podmínkou je monost kombinovat potøebné druhy modulací a íøek pásma, a tuto velmi dùleitou vlastnost mají jen pøijímaèe AOR. Tyto pøijímaèe jsou bìnì dostupné v ÈR. Jiné pøijímaèe mají mnoho rùzných omezení a jsou vhodné jen pro pøíjem bìných rozhlasových poøadù, nehodí se pro moderní digitální druhy modulací, jako je právì tøeba DRM. Pøijímaè AR-5000A se osvìdèil i pro pøíjem meteorologických map z druice METEOSAT se íøkou pásma 30 kHz a pro pøíjem telefonních hovorù z druice INMARSAT na 1530 MHz atd. Pøijímaè AOR AR-7030 je dokonce Fraunhoferovým institutem (kolébkou nejen DRM) pøímo doporuèen pro DRM vzhledem ke své velké odolnosti, optimální reakci AGC a nízkému fázovému umu. Pokud mi nìkdy zbude èas, vyzkouím pøíjem DRM rozhlasu i s nìkterými osvìdèenými radioamatérskými transceivery s dobrým KV pøijímaèem, napø. KENWOOD TS-480 SAT/HX, ICOM IC-746 PRO, IC-756PRO2, YAESU FT-2000 a moná i s nìkterými dalími, tøeba YAESU FT-897D a FT-857D. Málokdo jiný asi vyzkouel pro DRM vechny pouívané nebo obdobné pøijímaèe, a proto vìøím, e mé praktické zkuenosti mohou zájemcùm o pøíjem DRM pomoci. Celou problematiku pøíjmu DRM povauji po tìchto mých více ne 4 týdny trvajících pokusech za zajímavý technický úkol èi koníèek a dalí zajímavé vyuití osvìdèených komunikaèních pøijímaèù pro fandy pøíjmu na KV. Ale tìm, kteøí hledají v DRM rozhlasu zdroj stabilní a kvalitní modulace, nemùe naznaèený pøíjem uspokojivì slouit ani s nejlepím vybavením. http://www.drmrx.org/receiver_mods.html http://www.digizone.cz/clanky/co-je-to-drma-proc-v-nem-vysila-cesky-rozhlas/ http://www.duch.cz/drm/vef206.html http://ok1com.goo.cz/DRM/drm.html http://spazioinwind.libero.it/ik1zyw/hardware/IcomDRM/ManualeConvertitoreEN.pdf http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_Radio_Mondiale Obr. 8

O vícepásmových anténách (6)

Anténa G5RV Jindra Macoun, OK1VR

Ètenáøské ohlasy k tématu vícepásmové antény pøipomínají dalí antény, deklarované jako vícepásmové (G5RV, W5GI apod.), které by mìly být také zmínìny. Nejsou sice tak populární jako anténa WINDOM, ale stále se pouívají, i kdy dnení kritéria vícepásmovosti nesplòují a nahrazují je pokroèilejí systémy. Nicménì mnohé nové zájemce o amatérské vysílání stále láká jejich snadné a hlavnì nenákladné zhotovení. Snad tedy nejen oni najdou uiteèné informace v dnení èásti, vìnované anténì G5RV.

Nìco z historie Autor antény, Louis Varney, G5RV od roku 1928, experimentoval s touto anténou ve 40. letech. Své poznatky zveøejnil a v roce 1958 v èasopise britské radioamatérské organizace RSGB Bulletinu [1]. Podobná anténa byla v USA nabízena jako kit ji v roce 1935. Navrhli ji L. M. Craft a A. Collins, W9CCX, z firmy Collins Radio Company [2]. Tehdy se vak údajnì pro vysokou cenu a sloité sestavování neujala. V èlánku nazvaném G5RV Multiband Antenna Up-to-date, upozornil L. Varney v roce 1984 [2] na vyuití antény i na nových WARC pásmech. Volný pøeklad èlánku se krátce poté objevil i na stránkách AR [4] jako G5RV stále moderní. Obecnì je tìmto a podobným, z dneního pohledu ji historickým èlánkùm, spoleèná naprostá absence èíselných údajù, které by konkrétnìji charakterizovaly elektrické vlastnosti antény. Do jisté míry je to pochopitelné a omluvitelné s pøihlédnutím ke znalostem i monostem, se kterými amatértí nadenci tehdy disponovali. Vznikly tak mnohé mýty a nepravdy, které dodnes pøeívají, mimo jiné i proto, e jsou opakovanì publikovány. Do jisté míry to platí i o anténì G5RV. Rozvoj výpoèetní techniky a související dostupnost modelaèních (simulaèních) anténáøských programù pøispívá od poèátku 90. let k objektivnìjímu posuzování antén i k revizi pùvodních údajù o anténách historických, jakou je i anténa G5RV. Najde-

me je v literatuøe [5, 6, 7, 8] i na internetu [9]. Podobnì jako anténa WINDOM vznikala G5RV v dobì, kdy se vysílalo pouze na klasických amatérských a zároveò harmonických pásmech 1,8 3,5 7 14 28 MHz. Tehdy byl jediným kriteriem vícepásmovosti poadavek, aby vlastní anténa spolu s bìnì pouívaným vysokoimpedanèním symetrickým ladìným napájeèem byla na tìchto pásmech v rezonanci bez dalích dolaïovacích obvodù. Pùvodní anténa G5RV splòuje toto rezonanèní kriterium jen na jednom amatérském KV pásmu na 14 MHz. Anténou G5RV není jen vlastní záøiè dipól 1,5 l dlouhý. Její nedílnou funkèní èástí je pùlvlnné symetrické vedení s vlnovou impedancí 400 a 600 W. Právì tento úsek symetrického vedení toti upravuje impedanci antény na dalích pásmech a vytváøí tam ponìkud pøíznivìjí impedanèní podmínky pro její napájení bìným koaxiálním napájeèem. I kdy za pomoci anténního pøizpùsobovacího obvodu (ATU Antenna Tuning Unit) na výstupu vysílaèe. Jeho nezbytné pouití autor antény vdy zdùrazòoval.

Napájecí vlastnosti Rozdílnì od ostatních typù jednoduchých vícepásmových drátových antén je G5RV navrena tak, aby v pásmu 20 m pracovala jako horizontální rezonanèní dipól 1,5 λ dlouhý (tj. 3x 1/2 λ), který má v místì napájení, tj. uprostøed antény,

Obr. 2. Prùbìh ÈSV50Ω na svorkách záøièe dipólu 1,5 λ v pásmu 3 a 30 MHz. Platí pro La = 31,1 m, Cu vodiè ∅ 2 mm a výku 15 m nad reálnou zemí (S = 0,005, ε = 13)

Obr. 1. Schéma antény G5RV. La =1,5 λ, Lv = 0,5 λ, Zv = 470 Ω nízkou vstupní impedanci. Pøipojené symetrické vedení (L v) pak jako pùlvlnné transformuje v pásmu 20 m tuto nízkou vstupní impedanci antény v pomìru 1:1, tj. beze zmìny, na výstup, kam ji mùe být pøipojen bìný koaxiální napájeè, který by mìl mít vlnovou impedanci 75 Ω. Na kmitoètu 14,15 MHz, pro který byla anténa navrena, je ÈSV < 2. Pùvodní rozmìry: L a = 31,1 m, L v = = 10,3 m, ∅ antény a vedení 2 mm, rozteè vodièù symetrického vzduného vedení s = 50 mm, Zv = 470 Ω. Pøi zachování uvedených rozmìrù má být anténa pouitelná i na dalích KV pásmech. Pøizpùsobení na dalích pásmech, které autor neuvádí, je moné mìøit a nastavovat a na sestavené anténì. Dnes je pøi posuzování návrhu antény úèelnìjí pouít výpoèet. Proto jsme nejdøíve vypoèetli napájecí vlastnosti (pøizpùsobení - ÈSV) antény G5RV v pùvodním rozmìrovém uspoøádání na NEC modelu programem EZNEC. Shodné výsledky poskytují i dostupné programy 4NEC2 a MMANA. l Graficky vyjádøený prùbìh ÈSV (obr. 2) na svorkách záøièe - dipólu, vykazuje kromì pøedpokládané rezonance v pásmu 14 MHz (pøesnìji na 14,3 MHz) jetì rezonance na 4,7 a 23,9 MHz, tzn. na lichých harmonických kmitoètech s maximem proudové stojaté vlny uprostøed antény, v místì napájení. Elektrická délka antény tam èiní 0,5 λ a 4,5 λ. Hodnoty ÈSV, vztaené na 50 Ω, se na rezonanèních kmitoètech zvyují v souladu s vyí impedancí antény (77 Ω, 100 Ω a 120 Ω) na harmonických

Obr. 3. Prùbìh ÈSV50Ω na svorkách symetrického vedení antény G5RV dle obr. 1 v pásmu 3 a 30 MHz. Platí pro La = 31,1 m, Lv = 10,3 m. Ostatní jako dle obr. 2


31

ñ

ñ

Obr. 4. Prùbìh ÈSV50Ω na svorkách symetrického vedení antény G5RV (podle obr. 1) v pásmu 3 a 30 MHz. Platí pro La = = 28,8 m, Lv = 13,2 m. Ostatní jako dle obr. 3 pásmech. Z prùbìhu ÈSV v okolí rezonanèních kmitoètù je patrná impedanèní úzkopásmovost, typická pro tíhlé drátové antény. Je zøejmé, e bez dalích úprav nelze anténu provozovat na ádném dalím amatérském KV pásmu. Zdánlivì je to pøekvapivé na 28 MHz, protoe tam je jak vlastní záøiè (L = 3 λ), tak i symetrické vedení (1 λ) v rezonanci. Vysvìtlení je jednoduché. Dipól antény G5RV je na 28 MHz dlouhý 3 λ, tj. 6 x 0,5 λ, take má uprostøed, v místì napájení napìové maximum, resp. proudové minimum a tím i maximální impedanci. V anténáøské praxi se tato rezonance nazývá antirezonancí. Proto je tam maximální ÈSV. l Prùbìh ÈSV na obr. 3 mìøený n a svorkách symetrického vedení platí pro pùvodní uspoøádání antény G5RV dle obr. 1. Pøizpùsobení v pásmu 14 MHz se nezmìnilo a vlivem symetrického vedení se ve skenovaném pásmu objevily tøi rezonance (ze ètyø), které se více èi ménì ztotoòují s amatérskými pásmy 3,5 MHz, 24,9 MHz, 21 MHz, jejich kmitoèty lze dopøizpùsobit pomocí ATU. V pùvodním uspoøádání tedy splòuje anténa deklarovanou napájecí vícepásmovost, omezenì na polovinì uvaovaných pásem. K podobnému závìru docházejí dalí autoøi, i kdy jinými postupy. l Podstatnì pøíznivìjí je prùbìh ÈSV na obr. 4, mìøený za stejných podmínek, ale s ponìkud jinými rozmìry antény i vedení (La = 28,8 m, Lv = 13,2 m). Ve skenovaném pásmu je est rezonancí a v pìti amatérských pásmech je pøizpùsobení pøiznivé. Platí to o klasických pásmech 7 MHz, 14 MHz, 28 MHz a o WARC pásmech 18,1 MHz a 24,9 MHz. Také v tomto uspoøádání bude nutné pouít ATU pøi

Obr. 5. Prùbìh ÈSV75W za stejných podmínek jako na obr. 4

pøelaïování v jejich irím kmitoètovém rozsahu. Na pásmech 10,1 MHz, 21 MHz, ale také na pásmu 3,5 MHz je anténa nepouitelná. l Prùbìh ÈSV na obr. 5 se lií od pøedchozího jen zmìnou vlnové impedance z 50 na 75 Ω, ke které se vztahuje ÈSV. Napájení antény koaxiálním kabelem s vlnovou impedancí 75 Ω je také podle pøedpokladu pøíznivìjí. Z uvedených prùbìhù je zøejmý rozhodující vliv rozmìrù La a Lv na pøizpùsobení vícepásmové antény. Názornìjí vhled do této problematiky nabízí obr. 6. Znázoròuje rozloení napìových stojatých vln na pásmech 3,5 7 14 21 a 28 MHz podél antény a symetrického vedení ménì obvyklým zpùsobem. (Typické sinusové stojaté vlny jsou pro vìtí pøehlednost znázornìny jako trojúhelníky, co nemá vliv na rozloení maxim a minim podél vedení, které ovlivòuje výslednou impedanci na konci vedení, tzn. v místì pøipojení nízkoimpedanèního napájeèe.) Anténu, pøesnìji její záøiè, zde pøedstavuje symetrické vedení La /2, které navazuje na symetrický úsek Lv. Za tìchto podmínek se nemìní pùvodní rozloení stojatých napìových i proudových stojatých vln podél anténní struktury G5RV s rozevøeným záøièem. Na kadém pásmu zaèíná napìovým maximem (a proudovým minimem), tedy stejnì jako na konci rozevøeného záøièe. Tak lze v kterémkoli místì odhadnout charakter impedance. Bude vysoká v maximu napìové stojaté vlny a nízká, tzn. vhodná pro nízkoimpedanèní napájení, v minimu stojaté napìové vlny. Minimální by tedy mìla být na konci vedení, a to pokud mono na nìkolika pásmech. Ovlivní to celková délka

Obr. 6. Rozloení napìových pùlvln podél celé anténní struktury antény G5RV na pásmech 3,5 7 14 21 a 28 MHz. Vlastní záøiè dipól 1,5 λ dlouhý je znázornìn vedením polovièní délky, které navazuje na symetrické vedení Lv. Sinusové pùlvlny jsou nakresleny jako trojúhelníky, co nemìní pùvodní rozloení maxim a minim, které výraznì ovlivòuje impedanci na konci symetrického vedení. Pro vìtí pøehlednost není zakresleno rozloení na WARC pásmech, které lze snadno interpolovat mezi pásma zakreslená

32


obou vedení, tzn. délka záøièe La + délka symetrického vedení Lv. Zároveò se musí brát v úvahu transformaèní vlastnosti vedení L v, které se uplatní tehdy, kdy se jeho délka bude blíit ètvrtvlnì. Tam pak mùe být vysoká impedance transformována na pøijatelnou hodnotu díky vysoké vlnové impedanci symetrického vedení. (Tak je napø. ovlivnìno ÈSV na 28 MHz na obr. 4 a 5.) Impedanci na jednotlivých pásmech ovlivòuje v místì napájení (na konci symetrického vedení Lv) i pomìr obou délek, tzn. délky anténního záøièe (La) a délky symetrického vedení (L v). Závìrem lze konstatovat, e pøijatelného pøizpùsobení na uvedených pásmech (dle obr. 4) bylo dosaeno s délkou Lv + La = 1,96 λ (13,2 + 28,8 = 42 m) na 14 MHz, tzn. pøi pomìru L a : L v = 2,18 (28,8 : 13,2), take L v = 0,616 λ na 14 MHz. Délka Lv platí pro vzduné dielektrikum. Pøi uití dostupného okénkového symetrického napájeèe s impedancí 450 Ω a zkrácením 0,91 bude L v = = 0,56 λ. Uvedených hodnot je mono vyuít pøi pøepoètu na jiná pásma. (Pokraèování)

Literatura [1] Varney, Louis, G5RV: An effective multiband aerial of simple construction. RSGB Bulletin, July 1958, s. 19 - 20. [2] Varney, Louis, G5RV: G5RV multiband antenna Uptodate. Radio Communication,1984, s. 572 - 575. [3] Krischke, Alois, DJ0TR/OE8AK: Rothammels Antennenbuch. DARC Verlag, 12. vydání. [4] AO: G5RV stále moderní. Amatérské radio è. 12/1984. [5] Hawker, P.: Potencial of the G5RV antenna. Radio Communication, May 1982, s. 412 - 413. [6] Austin, B., ZS6BKW: Computer-aided design of multiband dipole based on the G5RV design. Radio Communication, August 1985, s. 614 - 617 a 624. [7] Orr, B., W6SAI: The G5RV antenna revisited again. CQ, November 1992, s. 74 - 81. [8] Belrose, J. S.; Bouliane, P.: On center-feed multiband dipoles. Is the G5RV really an allband antenna? QST, March 1994, s. 34 - 36. [9] Cebik, L., B., W4RNL: www.cebik.com/wire/g5rv/html

POÈÍTAÈE a INTERNET Rubriku pøipravuje ing. Alek Myslík, INSPIRACE, [email protected]

ZÁKLADNÍ DESKY VIA EPIA

Letos je to 5 let, co zaèala spoleènost VIA vyrábìt své dnes ji celosvìtovì známé malé základní poèítaèové desky (motherboardy) EPIA. O jejích zaèátcích jsme vás informovali spolu s popisem prvních typù tìchto desek formátu Mini-ITX ji pøed ètyømi roky. Bìhem èasu svìt postupnì tento jejich formát Mini-ITX (17x17 cm) akceptoval a desky o této velikosti zaèalo vyrábìt více dalích výrobcù. Spoleènost VIA je vak originální v tom, e do nich pouívá svoje vlastní procesory (obvykle ji zabudované do desky). Dosahuje tak nejen malých rozmìrù, ale i velmi nízké spotøeby (15 a 20 W i s procesorem). Dùsledkem toho je pak malé zahøívání, monost pouze pasivního chlazení a tím pádem výraznì sníená hluènost poèítaèù s tìmito deskami. Ze zaèátku to ve bylo zaplaceno pomìrnì malým výkonem tìchto poèítaèù první procesory VIA pracovaly na 500 MHz, pozdìji na 800 MHz, pasivní chlazení bylo moné pouze u tìch pomalejích. Bìhem uplynulých pìti let se vak výkon procesorù VIA více ne zdvojnásobil, souèasný VIA C7 mùe pracovat s taktem a 1,5 GHz a do 1 GHz ho lze

uchladit pasivnì, bez ventilátoru, a tudí bezhluènì. Poptávka po tzv. tichých poèítaèích je zejména pro jejich pouití k reprodukci hudby a videa. Tam je ale zapotøebí i dost vysoký výkon poèítaèe. VIA proto zabudovává do svých èipových sad i hardwarovou podporu dekódování signálù MPEG-2/4, popø. WMV9, a její moderní desky jsou tak pro multimediální vyuití ji bohatì dostaèující. Tento èlánek pøináí struèný pøehled v souèasné dobì vyrábìných desek


EPIA Mini-ITX, v jeho pokraèování pak pøedstavíme i dalí, jetì mení desky EPIA s formáty Nano-ITX (12x12 cm) a Pico-ITX (10 x 7,2 cm). Základní desky VIA EPIA mají integrovaný grafický systém AGP, audio 5+1 s výstupy S/PDIF, rozhraní LAN 10/100 Mb/s, dostatek portù USB, obvykle i výstup na televizor, rozhraní pro pevné disky ATA a v poslední dobì i sériové SATA. Mívají obvykle jeden slot pro pamì RAM a jeden slot pro pøídavnou kartu PCI. Vechny desky jsou

33

dále vybaveny VIA PadLock Security Engine pro ochranu dat v reálném èase (na úrovni poadované armádou). Jsou optimalizovány pro operaèní systémy Windows a Linux. Jednotlivé dále popisované øady základních desek se lií v kombinacích pouitého procesoru, èipové sady, portù a výstupù.

VIA EPIA øada EX První typ s moderním media procesorem CX700M2 obvodem integrujícím vechny prvky èipové sady a podpùrných multimediálních obvodù a dekodérù. Prùmìrná spotøeba základní desky s procesorem VIA C7 je okolo 14 W, procesor 1 GHz má chlazení pa-

Základní deska VIA EPIA EX15000G s procesorem VIA C7 1,5 GHz

sivní, procesor 1,5 GHz je vybaven malým ventilátorkem. Integrovaný grafický systém VIA UniChrome Pro II 2D/3D má podporu dekódování videa MPEG2/4 a WMV9 a dekodér HDTV pro pøehrávání televize s vysokým rozliením (1080i, 720p). Deska je vybavena vemi potøebnýmimi výstupy S-video, LVDS a DVI, audio S/PDIF, IEEE1394 (Firewire), SATA RAID, standardní Ethernet

Blokové schéma multimediálního chipsetu CX700, pouitého v øadì EX a LT

LAN 10/100 Mb/s mùe být nahrazena LAN 1Gb/s.

VIA EPIA øada EK Je to jediná øada s alternativním procesorem VIA Luke CoreFusion (800 MHz bez ventilátoru nebo 1 GHz s ventilátorem). Na rozdíl od procesorù VIA C3 a C7 má tento procesor pøímo v sobì integrovaný grafický systém VIA Uni-

Øada

EPIA EX

EPIA EK

EPIA EN

EPIA CN

EPIA LT

procesor

C7 NanoBGA2 1/1,5 GHz

Luke Core Fusion 0,8/1 GHz

C7/Eden NanoBGA2 1,2/1,5 GHz



èipová sada

CX700M2

VT8237R+

CN700 VT8237R+

CN700 VT8237R+

CX700

grafika dekodér

UniChrome Pro II MPEG-2/4, WMV9

UniChrome Pro MPEG-2/4

UniChrome Pro MPEG-2


UniChrome Pro II MPEG-2

pamì RAM

1 slot, max. 1 GB DDR2 533 SDRAM

1 slot, max. 1 GB DDR400 SDRAM



1 slot, max. 1 GB DDR2 533

USB

6x USB 2.0

8x USB 2.0

6x USB 2.0

8x USB 2.0

6x USB 2.0

firewire

1x pin header

ne

1x pin header

ne

ne

audio

VIA Vinyl HD

VIA Vinyl 6 kan.

VIA Vinyl 6 kan.

VIA Vinyl 6 kan.

VIA Vinyl HD

LAN

10/100 Mb/s (opt. 1 Gb/s)

2x 10/100 Mb/s (opt. 1 Gb/s)

10/100/1000 Mb/s

10/100 Mb/s

2x 10/100 Mb/s (opt. 1 Gb/s)

IDE

1x ATA 100/133

2x ATA 100/133

2x ATA 100/133

2x ATA 100/133

1x ATA 100/133

SATA

2x

2x

2x

2x

2x

porty

LPC rozhraní DVI

4x COM (3x piny) 4x digi I/O

2x COM (1x piny)

1x COM

4x COM (3x piny) dual LVDS

TV výstup

HDTV

ne

HDTV

ano

opt.

34


a dekodérem televize s vysokým rozliením HDTV. Deska je vybavena podporou LVDS pro pøipojování monitorù LCD a výstupy S-video a RCA.

1 slot DIMM pro RAM DDR2 533 2 konektory IDE UltraDMA 133/100/66

procesor VIA C7

VIA EPIA øada CN

North Bridge VIA CN700

nahoøe: 1x COM dole: 1x VGA

Tato øada pøila po øadì EN a je rozíøena o dalí technologie pro zlepení multimediálního pøehrávání (Chromotion CE). Grafický systém umoòuje tzv. DualView (tj. pouívání dvou monitorù jako jednoho, potøebné rozliení bývá vìtí ne standardní maximum 1900x1200). Èipová sada CN700 podporuje a 1 GB pamìti RAM 400/533 MHz DDR2 a diskové pole RAID 0 a 1 s disky SATA II. Celková prùmìrná spotøeba osazené desky øady EN je pouhých 16 W.

2 konektory SATA South Bridge VIA VT8237R

nahoøe: LAN RJ-45 dole: 2x USB 2.0 3 konektory audio

1 slot PCI

1 konektor LPT

Základní deska VIA EPIA LN 10000EG s procesorem VIA C7 1 GHz a její zadní panel

Chrome IGP Pro s hardwarovým dekódováním MPEG-2/4 a estikanálový audio systém VIA Vinyl VT16186 s VIA Smart 5.1 Surround sound. Deska je dále vybavena dvìma adaptéry LAN, z nich jeden mùe být i pro rychlejí Ethernet 1 Gb/s. Kromì bìných výstupù má deska 4 sériové porty, paralelní port LPT a ètyøi digitální vstupy/výstupy (GPI/GPO).

VIA EPIA øada EN Je první øadou, která pøíla osazená procesorem VIA C7 (1 GHz a 1,3 GHz), popø. VIA Eden, s novou sbìrnicí VIA V4 (400 MHz). V té dobì nový digitální IGP obvod CN700 nabídl podporu pamìtí RAM DDR2 a integrovanou grafiku 2D/3D VIA UniChrome Pro s hardwarovým dekódováním signálu MPEG-2

Blokové schéma multimediálního chipsetu CX700, pouitého v øadì EX a LT

Øada

EPIA LN

EPIA SP

EPIA PE

EPIA MII

EPIA M

procesor

C7 NanoBGA2 1 GHz

C3/Eden EBGA 0,8/1,3 GHz

C3 EBGA 1 GHz

C3/Eden EBGA 0,6/1/1,2 GHz

C3/Eden EBGA 0,6/1 GHz

èipová sada

CN700 VT8237R+

CN400 VT8237R+

CLE266 VT8235M

CLE266 VT8235M

CLE266 VT8235M

grafika dekodér


UniChrome Pro MPEG-2/4

UniChrome MPEG-2

UniChrome MPEG-2

UniChrome MPEG-2

pamì RAM





1 slot, max. 1 GB DDR2 533

USB

8x USB 2.0

8x USB 2.0

6x USB 2.0

4x USB 2.0

4x USB 2.0

firewire

1x piny

ne

1x + 1x piny

1x + 1x piny

2x piny

audio

VIA Vinyl 6 kan.

VIA Vinyl 6 kan.

VIA Vinyl 2 kan.

VIA Vinyl 6 kan.

VIA Vinyl 6 kan.

LAN

10/100 Mb/s

10/100 Mb/s

2x 10/100 Mb/s

10/100 Mb/s

10/100 Mb/s

IDE

2x ATA 100/133

2x ATA 100/133

2x ATA 100/133

2x ATA 100/133

2x ATA 100/133

SATA

2x

2x

ne

ne

ne

porty

1x COM

2x COM (1x piny)

4x COM (3x piny) 4x digi I/O

2x COM, CardBus, CF card, LPT

2x COM LVDS/DVI (opt.)

TV výstup

ano

ano

ne

ano

ano


35

VIA EPIA øada LT Tato øada má být letoní novinkou, je zaøazena v katalogu na rok 2007 a zatím jetì nebyla uvedena na trh. Podle parametrù by to mìla být jedna z nejmodernìjích desek Mini-ITX.

VIA EPIA øada LN Øada desek s procesorem VIA C7 1 GHz s pasivním chlazením pro bezhluèný provoz patøí také k letoním novinkám. S multimediální èipovou sadou CN700 se zabudovaným hardwarovým dekodérem MPEG-2 je vhodná pro plynulé pøehrávání videa. Lze ji osadit a 2 GB pamìti RAM 533 MHz DDR2.

VIA EPIA øada SP Tato øada uvedla digitální multimediální èipovou sadu CN400, pøedchùdce CN700. Poprvé tedy podporovala pamìti DDR266/333/400 a multimédia dekódování MPEG-2/4, adaptivní deinterlacing a video deblocking. Také je zde poprvé integrována podpora sériového rozhraní pro pevné disky SATA. Deska je osazovaná procesorem VIA C3 Nehemiah, popø. Eden.

VIA EPIA øada PE Tato øada je urèená zejména pro jednoúèelové aplikace, do nákupních terminálù (POS). Je velmi nízká, má dva síové adaptéry LAN (umoòující napø. vyuití jako hardwarový firewall), 4 sériové porty, 4 digitální vstupy a výstupy a SMBus. Pouitý èipset CL266 má integrovaný grafický systém VIA S3 UniChrome s hardwarovým akcelerátorem MPEG-2. Vzhledem ke svému pøedpokládanému vyuití podporuje deska øadu rùzných zabudovatelných LCD panelù. Dodává se s procesorem VIA C3 a umoòuje spoutìní komerèních digitálních video a audio aplikací.

Základní deska VIA EPIA MII10000G je zvlátní tím, e má jako jediná zabudované sloty pro karty PC CardBus a Compact Flash

aplikace A

B

C

D

E

F

napájení +3,3 V

5,21

1,83

5,12

5,11

5,11

0,0

napájení +5 V

7,19

7,22

5,46

4,72

5,11

0,0

napájení +5 V SB

0,5

0,5

0,5

0,5

0,5

0,62

napájení +12 V

2,45

2,45

2,45

2,46

2,45

0,0

13,53

12,79

13,17

0,62

celkem

15,35

12,0

Tabulka spotøeby (W) základní desky EPIA EX15000G s procesorem VIA C7 1,5 GHz pøi rùzných èinnostech systému: A pøehrávání DVD v Power DVD 5.0, B pøehrávání hudby MP3 v Media Playeru, C kopírování souborù v poèítaèové síti, D aktivní neèinnost (tzv. idle), E testování benchmarkovým programem Winstone 2004, F stav hibernace.

VIA EPIA øada MII Øada urèená pro vyuití v domácím prostøedí je vybavená sloty pro CardBus (pøídavné zásuvné desky do notebookù) a CompactFlash. Ty umoòují vloením pøísluných adaptérù zajistit napø. bezdrátovou propojitelnost s poèítaèovou sítí. Pro propojení s tiskárnou mají desky i paralelní port LPT. Dodávají se buï s procesorem Eden a pasivním chlazením pro naprosto bezhluèný provoz, nebo s procesorem VIA C3 (a 1,2 GHz) pro nároènìjí aplikace. Po technické stránce jsou vechny dnení modernìjí desky ji lepí, ádná z nich vak zatím nemá sloty pro karty CardBus a CompactFlash.

VIA EPIA øada M Øada má stejné parametry jako MII, ta z ní byla zøejmì odvozena hlavnì pøidáním slotù pro zásuvné karty. Navíc má výstup LVDS, umoòující pøípadné digitální pøipojení monitorù LCD. Jde o jednu ze starích desek, její dnení pøedností je patrnì ji jen cena. (Dokonèení pøítì)

36

Vechny podrobnosti o deskách EPIA najdete na webu výrobce www.via.com.tw


SOFTWARE PRO ELEKTRONIKU OpAmpPro OpAmpPro pouívá zadané údaje k výbìru vhodného operaèního zesilovaèe a vypoèítává potøebné hodnoty souèástek obvodu. Na zaèátku návrhu se zadají hodnoty napájecího a referenèního napìtí a pøedpokládaná rozmezí vstupních a výstupních napìtí obvodu. Po stisku tlaèítka pro výpoèet se zobrazí schéma zapojení se vzorci a graf prùbìhu závislosti výstupního napìtí na vstupním. Schéma je vybráno ze 12 zabudovaných typických pøíkladù zapojení, lze je samozøejmì vybrat i pøímo z menu. Hodnoty odporu pouitých rezistorù jsou z øady E96, popø. E24, nebo lze pouít i pøesné hodnoty, popø. zadat konkrétní pøípustnou toleranci. Program je od firmy Texas Instruments a umí pøímo spolupracovat s jejím webem a stáhnout si odtud potøebné údaje (katalogové listy) operaèních zesilovaèù (mùete si je jistì stáhnout i sami a program odkázat do pøísluného adresáøe, kam jste je uloili). OpAmpPro není urèitì vezahrnující program pro práci s operaèními zesilovaèi, ale usnadní základní návrh obvodù s nimi a výbìr vhodného typu. A je zdarma mùete si ho stáhnout z webové adresy www.tech-systems-labs.com/ program-files/ti-opamp.zip (7 MB).

SWR Calculator Praktický program pro výpoèet chyb v pøenosech pøi mikrovlnných mìøeních. Jeho tøi nástroje mìøí chybu smìrovosti, chybu pøizpùsobení a pøevod pomìru na decibely. Directivity Error Calculator poèítá pøesnost mìøení odrazu na neznámé impedanci na základì známého vazebního èlenu, pouitého k mìøení. Je také pohodlným nástrojem pro pøevod koeficientu odrazu na odpovídající pomìr stojatých vln (SWR,

Program OpAmpPro od firmy Texas Instruments pomáhá pøi základním návrhu obvodù s operaèními zesilovaèi

standing wave ratio), ztráty z odrazu a ztráty z nepøizpùsobení. Mismatch Error Calculator ukazuje potenciální chybu v mìøení pøenosu zpùsobenou nepøesným pøizpùsobením zdroje a zátìe. Lze ho pouít i pøi mìøení zpìtného odrazu k urèení chyby zpùsobené nepøizpùsobením mezi mìøicím bodem a neznámou impedancí. Ratio-to-dB Calculator pøevádí mezi sebou napìové pomìry, výkonové pomìry a decibely. Nápovìda obsahuje i popis matematických postupù, které program vyuívá. Program SWR Calculator lze zdarma stáhnout z www.vnahelp.com v souboru vna.exe (435 kB).

mini Ring-Core-Calculator Program pro výpoèet cívek s prstencovým (toroidním) jádrem a cívek vzduchových. Pracuje s ferritovými jádry Amidon, sifferitovými EPCOS, jádry Ferroxcube (Philips) a ferrocartovými jádry Amidon. Pomáhá ale poèítat i cív-

Výpoèet rezonanèního obvodu

Výpoèet odporu vodièe cívky

ky s jádry, jejich parametry ani výrobce neznáte. Pro kadý z tìchto typù má program samostatnou záloku s vlastním formuláøem pro zadávání údajù a zobrazování výsledkù. Program ne-

Program pro výpoèet toroidních a vzduchových cívek

SWR Calculator pro výpoèty pøi mikrovlnných pøenosech


37

Jednoduchý softwarový osciloskop vyuívající k pøevodu zvukovou kartu poèítaèe

Výpoèet vzduchových cívek v mini RingCore Calculatoru

Nástroj pro pøevod jednotek

kontroluje správnost uivatelem zadávaných údajù. V souboru s nápovìdou jsou vekeré vzorce a postupy pro výpoèty, které program vykonává, i podrobný popis znaèení komerèních toroidních jader. Pro pøehlednost jsou pole pro vkládání údajù zelená, pole pro výbìr parametrù lutá a pole, kde se objeví výsledek, bílá. Pøi najetí kurzorem nad pole se obvykle jetì objeví struèná nápovìda. Program mùe pracovat jak v metrické soustavì (mm, cm) tak v anglosaských jednotkách (palec, stopa, AWG). Navíc má program nìkolik drobných nástrojù pro dalí výpoèty urèování konstanty AL a permeability jádra μi ne-

známých cívek, výpoèet rezonanèních obvodù, výpoèet odporu mìdìného vodièe, pouitého pro vinutí cívek, a pøevod jednotek (palce a stopy na centimetry, prùmìry vodièù AWG na mm, teplotu ve °C a °F). Autorem programu pro výpoèet cívek je Wilfried Burmeister, DL5SWB. Stáhnout si ho mùete zdarma v souboru minirk12_install.exe (934 kB) z webu www.dl5swb.de.

Battery simulater Autor navrhl tento program ve Visual Basicu jako demonstraci, e se mnohdy vyplatí si i pro konkrétní pøípad naprogramovat speciální software. Program zjiuje, jak dlouho bude urèité zaøízení pracovat z dané baterie, jinými slovy poèítá a graficky znázoròuje vybíjecí charakteristiku baterie v konkrétním pøípadì ze zadaných údajù. Modeluje rùzné baterie a umoòuje zadávat rùzné vybíjecí reimy. Krátký návod seznamuje nejen s programem, ale i s problematikou. Program lze stáhnout z www.tech-systems-labs.com/ battery_simulater.zip (464 kB). Program Battery simulater pro výpoèet a znázornìní vybíjecích charakteristik baterií v konkrétních pøípadech

Oscilloscope 2.51 Ji deset let starý program vyuívá bìnou zvukovou kartu poèítaèe jako analogovì digitální pøevodník. Poskytuje vechny funkce bìného stolního osciloskopu v prostøedí Windows lze prohlíet obálku signálu v reálném èase, mìøit kmitoèet, zkoumat spektrum signálu, vykreslovat Lissajousovy obrazce ap. Pouití bìné zvukové karty má samozøejmì i své nedostatky není kalibrována napìová úroveò signálu a mìøení napìtí není tedy pøíli pøesné, lze mìøit pouze v rozsahu kmitoètù asi 20 Hz a 20 kHz. Osciloskop je dvoukanálový pamìový (s digitální pamìtí) se spektrálním analyzérem v reálném èase a korelometrem. Displej se obnovuje asi 6x za vteøinu. Data lze ukládat do souboru na pevný disk nebo na clipboard. Program lze zdarma stáhnout v souboru osc251.zip (27 kB) z internetové adresy www.tech-systems-labs.com/ osc251.zip.

Test Tone Generator Jednoduchý tónový generátor vyuívá rovnì zvukovou kartu. Kmitoèet lze nastavit od 10 Hz do 20 kHz, prùbìh signálu mùe být sinusový, obdélníkovitý nebo trojúhelníkovitý, amplitudu lze regulovat a do -100 dB. Ve funkci sweep lze nastavit poèáteèní kmitoèet, koncový kmitoèet a dobu mezi nimi. Oscilátor se pak lineárnì mezi kmitoèty pøeladí v prùbìhu nastavené doby. Tuto funkci lze opakovat zakrtnutím volby loop. Program je zdarma ke staení na www.tech-systems-labs.com/ttg.zip v souboru ttg.zip (159 kB).

Test Tone Generator

38


ZAJÍMAVÉ WEBY www.freeflashtutorials.com Hezky udìlané návody ke zvládnutí rùzných poèítaèových postupù a technologií kreslení, animací, návrhu webù, tvorby her ap. Nauèí vás práci s rùznými programy, napø. úpravy obrázkù ve Photoshopu ap. Návody (tutoriály) nejsou sice vechny free, jak je v názvu webu, ale nìkteré ano, jiné si lze koupit.

www.freeflashtutorials.com

www.practicallynetworked.com Na tomto webu se dozvíte hodnì vìcí o poèítaèových sítích, jejich pouívání a produktech, pouívaných k jejich vytváøení. Jsou zde i zajímavé tipy k øeení rùzných konkrétních problémù v nejèastìji uívaných operaèních systémech. Souèástí webu je i uivatelské diskuzní fórum.

www.practicallynetworked.com

http://jurikz.ic.cz Astrologie v obrazech tak se jmenuje tento web a k jeho popisu by se daly rovnì pouít superlativy. Jeho autor Zdenìk Juøík vás seznámí s astrologií od geometrických a astronomických základù a po výklad významu jednotlivých symbolù, planet a jejich vzájemného postavení. Ve je vysvìtleno pomocí opravdu krásnì udìlaných názorných obrázkù a jejich pochopení vám umoní sestavit horoskop. Do výkladu se pak u ale budete muset pustit sami...

http://jurikz.ic.cz

www.eternalegypt.org Tento web stojí za návtìvu nejen z hlediska svého obsahu, ale i z hlediska návrhu a funkènosti. Dal by se asi zaøadit mezi ty nejlepí, které lze na Internetu najít. Pøináí snad vechny dostupné informace o starovìkém Egyptu, perfektnì mnoha rùznými zpùsoby zorganizované, s vyuitím multimediálních technologií. Mùete vyjít z map, z èasové pøímky, ze souvislostí, mùete si prohlíet muzea a jejich exponáty, je k dispozici knihovna. Opravdu super!

www.eternalegypt.org

http://jurikz.ic.cz


39

TECHNICKÉ ZAJÍMAVOSTI dLANduo a dLAN200AV

Logitech Harmony 1000

Zaøízení odpovídající standardu HomePlug slouí k vyuívání bìné energetické sítì (230 V) v domácnostech k pøenosu rùzných signálù, zejména k propojení poèítaèových sítí. Výhoda je v tom, e nemusíte natahovat drátové rozvody a kdekoliv jakékoliv zaøízení pøipojíte k napájecí síti, máte ho pøipojené i k poèítaèové síti. Podrobnìji jsme o tìchto tzv. PLC zaøízeních psali v PEAR ji pøesnì pøed rokem. Pouívaná zaøízení se postupnì zdokonalují, z pùvodní maximální pøenosové rychlosti 14 Mb/s u je 85 Mb/s (co témìø odpovídá bìné poèítaèové síti Ethernet) a nìmecká firma devolo u uvedla

Èím více rùzných domácích zaøízení, tím více dálkových ovladaèù. Stále oblíbenìjím se proto stává tzv. univerzální ovladaè, do kterého lze naprogramovat ovládání vech pouívaných pøístrojù. Univerzálních ovladaèù je na trhu ji dost. Logitech Harmony 1000 je vak mezi nimi takovým Rolls-Roycem. Má dotykový displej o rozmìrech 70 x 53 mm s rozliením 320x240 pixelù, který lze v pøiloeném softwaru pro osobní poèítaè naprogramovat zcela podle svých potøeb. K poèítaèi se ovladaè za tím úèelem pøipojuje pøes USB. Kromì nìkolika (modøe podsvícených) hardwarových tlaèítek, pouívaných pro opakující se povely (doleva, doprava, nahoru, dolù, hlasitost +/-, kanál +/-, mute a zpìt), slouí k ovládání veho právì dotyková obrazovka. Lze ovládat a 15 rùzných zaøízení s a 255 aktivitami (i makra). Výhodou je, e lze programovat nejen jednotlivé pøíkazy, ale i celé èinnosti napø. vytvoøeným tlaèítkem Sledování DVD se jediným stiskem postupnì zapnou a nastaví vechny ke sledování DVD potøebné pøístroje. Pokud se bojíte programování, na webu Logitechu je k dispozici databáze více ne 100 000 rùzných pøístrojù s potøebnými ovládacími kódy, které lze snadno z Internetu pøes poèítaè stáhnout pøímo do ovladaèe. Polohový senzor ovladaè zapne, jakmile ho vezmete do ruky (reaguje na jeho náklon), samozøejmì se ovladaè zapne i pøi stisku kteréhokoliv tlaèítka nebo dotyku obrazovky. K pøístroji lze dokoupit i adaptér pro radiové ovládání, pro které pak není zapotøebí pøímá viditelnost. Ovladaè Logitech Harmony 1000 mìøí 140 x 104 x 18 mm a váí 193 g. Je napájen ze zabudovaného akumulátoru Li-Ion, který se dobíjí v dodávané kolíbce. Kadý luxus vak nìco stojí a tento Rolls-Royce poøídíte na naem trhu zhruba za pouhých 10 000 Kè...

dLAN duo (LAN a USB)

dLAN 200 AV

dea se pouívá místo protokolu TCP protokol UDP, který má mení reii. Dalí zajímavostí je adaptér dLAN duo, který umoòuje kromì propojení LAN i propojení USB. Bylo by to velmi zajímavé, pokud by lo opravdu o monost pøipojit tímto zpùsobem k poèítaèi USB zaøízení bohuel to ale nejde, pøes USB lze opìt jen pøipojit aktivní zaøízení typu PC k poèítaèové síti. Pomalé (14 Mb/s) adaptéry dLAN stojí okolo 2000 Kè, rychlé (85 Mb/s) okolo 3200 Kè a ty nejrychlejí AV 200 témìø 10 000 Kè (za tu cenu se u asi opravdu vyplatí udìlat do zdi díru a protáhnout drát...).

na trh i zaøízení dLAN 200 AV, umoòující pøenos a 200 Mb/s a pouitelné tedy pro internetovou televizi, telefonování VoIP, rychlé pøipojení k Internetu a to ve zároveò. K pøenosu signálu se ve standardu HomePlug bìnì pouívá øada nosných kmitoètù v krátkovlnném pásmu 4 a 17 MHz, pro rychlejí pøenos u pøístrojù dLAN AV 200 bylo toto pásmo rozíøeno na 2 a 21 MHz a k pøenosu hudby a vi-

Adaptéry dLAN 200 AV umoòují vyuívání Internetu a multimediálních digitálních signálù v celém domku bez dodateèných rozvodù

Pouití adaptérù dLAN k vytvoøení domácí poèítaèové sítì

40


Ovladaè Logitech Harmony 1000

Elektronické bicí Hezkou hraèkou, která se pøipojuje k poèítaèi pøes USB, je USB Roll-Up Drum Kit. Má est rùzných dotykových senzorù na srolovatelné podloce, které mohou být pøísluným programem v PC pøiøazeny k rùzným zvukùm. Bubnování lze v programu nahrávat a samozøejmì i pøehrávat. Tempo lze nastavit v rozmezí 40 a 208, zvuk má est úrovní signálu, k dispozici je 50 zvukù perkuse, 20 pøedprogramovaných perkusních sad, 100 pøedprogramovaných rytmù. Ve je napájeno z USB konektoru. Cena 42 USD na http://usb.brando.com.hk.

Podloka se esti plonými senzory pro vae bubnování a obrazovka softwaru

USB piano Stejná firma, která nabízí USB Roll-Up Drum Kit, nabízí i elektronické piano USB Roll-Up Piano. Dá se snadno srolovat a pøi váze nìco pøes pùl kilogramu si ho mùete vzít kamkoliv s sebou. V rozbaleném stavu mìøí klaviatura 75,5x16x0,4 cm a je napájena z konektoru USB. Má 49 kláves, které mohou být souèasnì aktivovány. Ve-

Rolovací klávesnice a obrazovka softwaru pro USB piano

kerá obsluha, rejstøíky, tóny ad. probíhá v programu na PC, ke kterému je zaøízení pøipojeno (pøedpokladem je PC s procesorem alespoò 2,4 GHz a Windows XP). K dispozici je 8 perkusních nástrojù, 128 ne-perkusních nástrojù, 100 pøedprogramovaných rytmù (tempo je nastavitelné od 40 do 208), metronom, efekty jako vibráto a portamento, pøedprogramované písnièky, monost záznamu a pøehrávání. To ve za 46 USD opìt na http://usb.brando.com.hk.

USB achy Dalí USB hraèkou na srolovatelné podloce jsou USB achy. Tahy figurkami lze sledovat na obrazovce poèítaèe, který vám mùe popø. i napovídat. Mùete hrát buï s protihráèem, nebo proti poèítaèi (ten ale pochopitelnì neumí pohybovat skuteènými figurkami na achovnici, to musíte udìlat podle pokynù poèítaèe za nìj). Prùbìh celé partie se zaznamenává automaticky v poèítaèi. Zabudované hodiny lze nastavit na limit pro kadý tah jako bìné achové hodiny. Software má i dalí zajímavé funkce. USB Chess Game stojí 42 USD na http://usb.brando.com.hk.

achovnice (kterou lze srolovat) rozezná polohu jednotlivých figurek a pøedá ji pøes USB do poèítaèe...

...kde se zobrazí v pøísluném softwaru


41

RÁDIO HISTORIE Mirko, OK1AA, po osvobození v roce 1945 V pøedcházející èásti jsme popsali Mirkovu odbojovou èinnost za druhé svìtové války a jeho vìznìní. Bìhem kvìtnové revoluce je Mirko osvobozen z pankrácké vìznice a s chutí se vrhá do ivota. Zaèíná znovu vybavovat svoji laboratoø. Nìkteré z pøístrojù, které mu byly za okupace zabaveny a uloeny v bývalé budovì gestapa v Peèkovì paláci, se mu podaøilo získat zpìt. 12. kvìtna 1945 se vrací do zamìstnání a nastupuje jako technický komisaø v Radiotechnickém úøadu Praha. Mirkova odbojová èinnost byla po zásluze ocenìna. V únoru 1946 píe ministr pot Frantiek Hála Mirkovi osobní dopis, jeho kopie se zachovala ve Vojenském historickém ústavu a z nìho citujeme: ... Ministerstvo národní obrany zpravilo mne o Vaí èinnosti ve vojenské organizaci pro radiospojení jak se zahranièím, tak i uvnitø naeho Nìmci okupovaného státu, a zpravilo mne i o Vaem zatèení a vìznìní. () Po stránce vojenské zaslouil jste se svými rozsáhlými technickými znalostmi a zkuenostmi

Obr. 2. (Nahoøe) Zahranièní radioamatérskou literaturu Mirek sledoval u jako student elektrotechniky pøed válkou; po válce samozøejmì pokraèoval a zajímavá zapojení si ukládal do kartotéky, z ní se èást zachovala Obr. 3. Hádanka pro znalce zemí DXCC: Co to bylo za znaèky? Z ostrova Rhodos vysílala tehdy stanice XABU

42

a svou bezvýhradnou obìtavostí a stateèností velmi o radiospojení domácí fronty s frontou zahranièní. Tím jste se zaøadil mezi pøední bojovníky, kteøí se postavili aktivnì do boje proti nepøíteli ihned na zaèátku naí nesvobody. Za tuto Vai mimoøádnou význaènou ilegální èinnost v naem národním odboji Vám vyslovuji své plné uznání. Vaich zásluh o vlast nebude zapomínáno ani pøi úpravách Vaeho úøedního postavení. () V øíjnu 1946 udìluje prezident republiky Mirkovi dvì vysoká státní vyznamenání: Èeskoslovenský váleèný køí 1939 a Èeskoslovenskou vojenskou medaili za zásluhy I. stupnì (obr. 1). V pováleèné dobì nastaly naim radioamatérùm zlaté èasy (ale jen na krátkou dobu). Do rukou se jim dostalo nesmírné mnoství radiotechnického materiálu z vojenské techniky jak nìmecké, tak americké. Ve sbìrných ohradách byly k dostání perfektní pøijímaèe a vysílaèe a dalí pøístroje v cenì odpadu hliníkových slitin. Nìjaký èas po válce také uvol-

Obr. 1. Vlevo Èeskoslovenský váleèný køí 1939, vpravo Èeskoslovenská vojenská medaile za zásluhy I. stupnì

Obr. 4. Èasopis Krátké vlny v r. 1951 informuje o Mirkovu úspìchu na VKV nila nae armáda nìkterý radiomateriál do výprodeje za cenu 8 Kè za 100 kg. Mirek se ve volném èase opìt nadenì vìnuje radioamatérskému sportu. Tato èinnost se jetì zintenzivní poèátkem roku 1947 po smrti jeho první, o dva roky mladí manelky, která snáela Mirkovo vìznìní nervovì mnohem hùøe ne Mirek a konce války se doèkala s podlomeným zdravím, které se jí ji nenavrátilo. První pováleèný valný sjezd ÈAV se konal 23. 3. 1946 v Brnì a Mirko, OK1AA, byl zvolen èlenem ústøedního výboru a na ustavující schùzi praské odboèky ÈAV v kvìtnu 1946 byl zvolenen jejím pøedsedou. Tìitì Mirkovy radioamatérské èinnosti vak spoèívalo stejnì jako pøed válkou pøedevím v konstrukèní èinnosti, studiu radioamatérské literatury (obr. 2) a v provozu na radioamatérských pásmech (obr. 3, 4), o èem svìdèí zachované QSL-lístky z doby tìsnì po válce z pásem od 3,5 a po 230 MHz. Aèkoliv se Mirkovi ve stávajícím zamìstnání státního úøedníka rýsovala slibná kariéra, touil po technické tvùrèí práci. Vývoj politické situace po r. 1948 také pøispìl k jeho rozhodnutí odejít ze státní správy. Proto uvítal monost nastoupit do novì vzniklého Výzkumného ústavu sdìlovací techniky A. S. Popova (jak jinak by se tehdy mohl jmenovat) a vìnovat se práci vývojáøe. Pozdìji se ukáe, e to nebylo pøíli astné rozhodnutí.

Prameny [1] Dokumenty Vojenského historického ústavu v Praze. [2] www.vyznamenani.net [3] Èasopis Krátké vlny 1946 a 1951. [4] Radioamatérský archiv OK1AA. pfm


Vojenská tajemství 2. svìtové války

Váleèné pøístroje avioniky - radiokompasy EZ6 a FuG16Z Rudolf Balek (Pokraèování) S pouívaním vyích kmitoètù se zvyovalo aktivní ruení navigaèních signálù obou válèících stran. Zaèínala válka v éteru, èasto popisovaná v memoárové literatuøe a v TV snímcích. Navigaèní metody se rychle mìnily ji za války, zejména na stranì spojencù, a zvlátì po válce dosáhly pøekvapivých výsledkù a úrovnì. Pracovní kmitoèty se zvyovaly a navzdory prognostikùm dosahovaly optimálních hodnot. Od roku 1943 bylo v Nìmecku na VKV zavedeno zabezpeèování letù, informaèní, sluební, provozní a taktické hláení a velení sice v pásmu VKV, ale na kmitoètech v pásmu 40 MHz, tj. informativní vlnová délka 7 metrù. Byl-li pøijímaè EZ6 v poøádku, naladìn, pøekvapoval svojí selektivitou, ladìním a odlaïováním ruivých signálù. Prosté ladìní èi pøeladìní vf a mf obvodù pøijímaèe by nemìlo èinit obtíe. Elektronky Rö1 a Rö3 RV12P2000 øídící AVC, by se mohly bez zásahu do pøístroje vymìnit za selektody RV12P2001. Nasazení AVC je pak pøirozenìjí. Pøijímaè se v radioamatérské praxi vyskytoval jako mìøicí, kontrolní, cejchovací a jako mf zesilovaè KV a VKV konvertorù. Skalními krátkovlnnými amatéry byl pøehlíen. V souèasnosti je pøedmìtem zájmu sbìratelù a dodejme, e se jedná o vzácný exempláø. V pováleèných letech byl èasto inzerován. Milovníky intimnì do modra osvìtlených analogových stupnic a neménì intimního poslechu na vysokoohmová sluchátka DV a SV rozhlasu potìí souhlas stupnice s tabulkovými hodnotami kmitoètu rozhlasových vysílaèù a jejich perfektní nalaïování a odlaïování. Pozor na trimry a kondenzátory místního oscilátoru s elektronkou Rö7 pøi jejich výmìnì. Dále nesmíme zapomenout, e tehdejí normovaná impedance náhlavních sluchátek byla Z = 2 a 4 kΩ. Bylo tím dosaeno pøímo fantastické citlivosti sluchátek. Dnení nízkoohmová miniaturní sluchátka (Z = 30 Ω) nelze pouít. Zdánlivì podrobnìjí výklad o dlouhovlnném zamìøování navigaci má ètenáøùm ukázat leteckou navigaci témìø od samých zaèátkù. Samozøejmì, e zpùsobù øízení letecké dopravy a navigace bylo pozdìji mnohem víc.

Obr. 23. Souhrn pøístrojù avioniky v letadle Ju190 názornì pøedvádí pohled na pracovitì radisty-navigátora. Vidíme, e rádiová výzbroj vìtího letadla je pøíli rozmìrná a tìká. Operátorovo místo je za sedaèkou posádky, bokem ke smìru letu. Nahoøe uprostøed nad hlavním pøístrojovým panelem je sklopený terminátor-indikátor s obrazovkou, výstupní jednotka varovného radaru zadní hemisféry letadla, typ FuG217R, s krycím názvem NEPTUN IIR. Jeho struèné parametry: pracovní kmitoèet leí mezi 158 a 178 MHz, impulzní výkon 2 kW, dosah podle okolností pøes 3,5 km. Dále je pod oznaèením A výstupní panel s obrazovkou protilodního vyhledávacího radaru FuG200, krycím jménem HOHENTWIEL. Pracovní parametry: kmitoèet 550 MHz, který byl vzhledem ke spojeneckému ruení ponìkud a nepravidelnì mìnìn. Impulzní výkon byl 30 kW (ve vysílaèi byly dvì triody RD12Tf). Stupnice indikátoru byla do 100 km, radar spolehlivì zamìøoval plavidla do vzdálenosti 80 km. Byl vyrábìn ve velké sérii. Na pøedním hlavním velkém panelu jsou pøístroje palubní stanice FuG10 s pøístroji: vlevo nahoøe vysílaèe, krátkovnný SK2 a dlouhovlnný S10L. Vedle je ovládací pøístroj FBG3 a rozvodná skøíòka Sch K13. Pod ním: krátkovlnný pøijímaè EK2 a dlouhovlnný pøijímaè E10L; vedle je pøijímaè letu a pøistávání naslepo EBL 3H (H - ruèní ladìní), s moností pøíjmu 34 kanálù v pásmu 30 a 33,3 MHz, se sedmi elektronkami RV12P2000. Pod ním telegrafní klíè. Pod pracovním stolkem jsou odleva: pøijímaè radiokompasu EZ6, vysílaè/pøijímaè FuG25a dotazu pøítel/nepøítel, rotaèní mìniè a VKV stanice FuG16 bez adaptérù dálkového ladìní. Z neznámých dùvodù je ponechán pøijímaè E10L, který má stejný rozsah jako pøijímaè EZ6

2. VKV letecké pojítko vysílaè/pøijímaè FuG16Z

Obr. 24. Vpravo stanice FuG16 instalovaná v letadle Do335, bez dálkového ovládání, ovládaná èlenem posádky. Vlevo ikmý panel s úèastnickou skøíòkou (tøístupòová regulace hlasitosti a pøepínaè provozu). Pod ní vypínaè a indikátor obsluné skøíòky BG25 pøístroje dotazu pøítel/nepøítel FuG25a. Uprostøed vidíme øadu nadproudových jistièù

Stanice FuG16, letecké palubní pojítko, transceiver pracující v pásmu 40 MHz (informativní vlnová délka kolem 7 metrù) umoòuje simplexní rádiový provoz (viz obr. 21 a 22 v pøedchozím èísle, PE 6/07, s. 44). Pøístroj, integrovaný a sestavený v jednom vodo- a prachuvzdorném pouzdru - bloku s oblými hranami, je v klasickém provedení, historicky pozdìji pojmenovaném Military look nebo Army look. Na èelní stranì chybí títek s dùleitým nápisem varování Nepøítel naslouchá. Instalován je pouhým zavìením do rámu, pomocí zásuvek a zástrèek s pérovými kontakty, zajitìných otoèením dvou roubù.


43

ñ

Pozvánka do Vojenského technického muzea v Leanech Mezi obcemi Krhanice a Leany u Týnce nad Sázavou se v prostoru bývalých dìlostøeleckých kasáren nachází od r. 1996 expozice Vojenského technického muzea Leany. V souèasné dobì ji tvoøí více ne 450 historických tankù, kanónù a rùzných vojenských vozidel z období od r. 1890 a po souèasnost. Rozsahem a sloením sbírek s mnoha svìtovými unikáty se leanské muzeum øadí k nejvýznamnìjím svìtovým institucím tohoto druhu. Od letoního roku - jak jsme ji avizovali v naí roèence ELECTUS - bude v leanském muzeu otevøena stálá expozice vojenské spojovací techniky na ploe 200 m2, kde si mohou návtìvníci prohlédnout spojovací techniku od dob Rakousko-Uherska a po tu dnení. V nedìli 30. záøí 2007 probìhne v leanském muzeu velkolepý Den spojovacího vojska, kde budou k vidìní kromì spojaøských exponátù ve stálé expozici také vojentí spojaøi v akci: ukázky historických zpùsobù pøenosu zpráv (vèetnì potovních holubù a letadel) a výstavba a provoz moderního rádiového spojovacího uzlu. To je samozøejmì pøíleitost pro radioamatéry, mezi nimi se vojenská spojovací technika tìí stále vìtí oblibì. Srdeènì jsou zváni majitelé historických radiovozù. Èeský radioklub zavzpomíná na doby spolupráce s armádou ve Svazarmu a pøedstaví se v Leanech stanem s vysílacím pracovitìm, a stejnì tak se

ñ

zúèastní vydavatelství AMARO stánkem s radioamatérskou literaturou a CD. Protoe Leany leí pøece jenom trochu stranou hlavních cest, struèný popis veøejné dopravy: vlakem ze stanice Praha hl. n. nebo Praha - Vrovice nebo Praha Braník smìr Týnec nad Sázavou do stanice Krhanice a dále 500 m pìky pøes most do muzea. V èervenci a srpnu je muzeum otevøeno od støedy do nedìle (vèetnì) od 9 do 17 h, v záøí jen v sobotu a v nedìli. Vstup je zdarma. Obèerstvení

Pøístrojový blok obsahuje pøijímaè, vysílaè a obslunou skøíòku. Pùvodnì byla tato stanice urèena pro rádiové spojení mezi malými letadly, v rámci spojení paluba/paluba, èi vzduch/ vzduch, nebo paluba/zemì (vzduch/zemì) a obrácenì. Provozní a taktické spojení bylo monì napø. s velitelem letky, svazu, s domácím letitìm, s kontrolními a navigaèními body, pøípadnì s niím velitelstvím apod. Pøísluné pevné kmitoèty byly pøedem podle nepravidelného èasového a provozního programu aretovány a pomocí dálkového motorového náhonu pohodlnì nastaveny. Zajitìné kmitoèty byly oznaèeny: I, II, Δ a o. Transceiver byl vyvinut a vyrábìn koncernem C. Lorenz AG v roce 1938, s licenèní spoluprací nìkolika firem a se subdodavateli. Souprava byla urèena pro lehká, výzvìdná a pozorovací letadla. Její pøedností byla jednoduchá a snadná instalace s dobrým odvádìním tepla, s malými - podle tehdejího hlediska - rozmìry 370 x 210 x 108 mm s pøijatelnou hmotností 14,5 kg. Stanice se osvìdèila a vzápìtí se montovala do jednomístných denních a noèních stíhaèù, kolních a kurýrních (známý Èáp), pozorovacích a velitelských letadel. Nastala éra VKV provozních a taktických spojení mezi letadly namísto dosavadní èinnosti na KV (3 a 6 MHz). Nakonec asi od roku 1941 byly stanicemi Fug16 vybaveny i vìtí, vícemotorová letadla, a doplòovaly tak stávající spolehlivé soupravy stanice FuG10 (tabulka v PE 5/03, s. 42). Take, prakticky vzato, byly ve vech vojenských i civilních letadlech (Lufthansa, zaloena v roce 1918). Výková odolnost byla do 12 km. Pracovní rozsah stanice FuG16 je od 38,5 do 42,8 MHz, tj. vlnová délka kolem sedmi metrù. U následného typu FuG17 je rozsah ponìkud zmìnìný, a to od 42,8 do 47,8 MHz - vlnová délka kolem 6 m. Obì stanice mají bez pøepínání rozsahù jedno relativnì úzké pracovní pásmo. Stanice FuG16ZS mìla rozsah 40,4 MHz a 42,3 MHz. Zajímavost: Pásmo 40 MHz bylo vybráno a urèeno proto, e nebylo, cituji pøepis: oboustrannì pøeplnìno zpravodajstvím a navigaèními signály, zcela konstatováno v duchu doby. I pøes to, e se samozøejmì vìdìlo, e odposlechy a ruení protivníkem jsou vìtinou dobøe moné. Poznámka: Hovory nìmeckých stíhaèù, pátraèù a bojových letadel byly úèinnì rueny (Pip squeak - skuèení, pískání) brit-

44

je mono obstarat pøímo v areálu muzea. Zájemce o vojenskou techniku upozoròujeme jetì na dalí blíící se velkou akci v muzeu v Leanech, a sice 5. tankový den, který se koná v sobotu 1. záøí 2007 tamté, s ukázkami tankové techniky v pohybu a v boji. Vstup rovnì zdarma. Informace: www.vhu.cz, E-mail: [email protected], tel.: 973 236 902, 317 702 123.

Obr. 25. Instalace stanice FuG16Z s dálkovým ladìním vysíla èe a pøijímaèe v trupu bojového letadla Fw190 A-4 skými ruièkami TISEL (Cetka) a MANDREL (Soustruh). A naopak, anglické letecké hovory byly rueny vysílaèi NERVTÖTER I a II (Trhaè nervù) v pásmu RAF od 98 MHz do 155 MHz, s výkony vysílaèù asi 20 a 30 W. Rádiový provoz v malé, nízké letové hladinì mìl samozøejmì malý dosah, tudí nemohl být monitorován protivníkem. Zásadnì a obecnì lze konstatovat, e spolehlivé spojení na VKV je v ose pøímé viditelnosti, má charakter íøení svìtelného paprsku. Za vhodných a pøíznivých okolností, jakými jsou napø. sluneèní èinnost, stav ionosféry, odrazy aj. mùe být dosah pøekvapivì vìtí. A také nezapomeòme, e pásmo 40 MHz je témìø na zaèátku VKV. V plánu (1940) byla stanice FuG18 (XVIII) s rozsahem 58 a 64 MHz. (Pokraèování)


Z RADIOAMATÉRSKÉHO SVÌTA 30. Mistrovství ÈR dìtí a mládee v radioelektronice 2007 (ke 3. stranì obálky)

Obr. 1. Tøi nejlepí konstruktéøi kategorie M (vlevo) Obr. 2. Soutìní výrobek kat. M CMOS èítaè pulsù 0 a 99 (vpravo)

O víkendu 18. a 20. kvìtna 2007 se konalo v Opavì jubilejní, 30. mistrovství ÈR dìtí a mládee v radioelektronice. Soutìí se v disciplínách: odborný teoretický test, hodnocení dovezeného výrobku a stavba soutìního výrobku na místì v zadaném èase. Opavtí poøadatelé pod vedením F. Lupaèe, OK2LF, za pomoci sponzorù zajistili pro stavbu soutìních výrobkù ne stavebnice, ale univerzální desky s plonými spoji, na které soutìící

Kalendáø závodù na èervenec a srpen (UTC) 14.7. 14.-15.7. 14.-15.7. 14.-15.7. 15.7. 21.7. 22.7. 28.-29.7. 4.8. 4.8. 4.8. 5.8. 5.8. 5.-6.8. 6.8. 11.8. 11.-12.8. 13.8. 18.-19.8. 18.-19.8. 19.-20.8. 20.8. 25.-26.8. 25.-26.8. 25.-26.8. 26.8.

OM Activity CW/SSB IARU HF Championship MIX AGCW QRP Summer CW NA RTTY Party RTTY HB9 National Mountain Day*)CW HK Independence Day**) MIX RSGB Low Power CW RSGB IOTA Contest SSB/CW TARA Grid Dip PSK SSB liga SSB European SW Champ. SSB/CW Provozní aktiv KV CW SARL HF Contest SSB North American Party CW Aktivita 160 SSB OM Activity CW/SSB European Contest (WAEDC) CW Aktivita 160 CW RDA Contest CW,SSB SARTG WW RTTY RTTY North American Party SSB Závod SNP CW,SSB YO DX Contest MIX Keymens Club (KCJ) CW CW Ohio Party CW,SSB SARL HF Contest CW

04.00-06.00 12.00-12.00 15.00-15.00 18.00-06.00 06.00-10.00 00.00-24.00 09.00-16.00 12.00-12.00 00.00-24.00 04.00-06.00 12.00-24.00 04.00-06.00 13.30-18.30 18.00-06.00 19.30-20.30 04.00-06.00 00.00-24.00 19.30-20.30 14.00-08.00 viz podm. 18.00-06.00 04.00-06.00 12.00-12.00 12.00-12.00 16.00-04.00 13.30-18.30

*) Podmínky viz reportá na s. 46 a 47. **) Termín HK contestu je na stránkách kolumbijského radioklubu uveden jako sobota nejblií 20. èervenci, bez data.

stavìli zaøízení, k nìmu nedostali schéma zapojení, ale pouze datasheety integrovaných obvodù. Jen áci od 13 do 16 let stavìli stavebnici vyvinutou speciálnì pro tuto soutì. Skupina 1 (áci do 12 let) stavìla stereofonní zesilovaè 1,5 W s integrovaným obvodem TBA820 na univerzální ploný spoj navrený ve spoleènosti Tipa a vyrobený v Semachu Valaké Meziøíèí. Obì tyto firmy, hlavní partneøi soutìe, rovnì zajistily stavebnice pro kategorii 2 (áci 13 a 16 let) - funkèní generátor od 0,2 Hz do 200 kHz s mikroprocesorovým mìøièem frekvence (bude zveøejnìn v PE 9/07). Ti nejstarí soutìící z kategorie M (17 a 19 let) stavìli opìt na univerzální desku s plonými spoji. Zadání bylo pouze ve formì textu - jak má zapojení fungovat a k tomu pøibalené obvody s datasheety. Vekeré textové podklady Termíny uvádíme bez záruky, podle údajù dostupných v závìru kvìtna t.r. Aktualizované podmínky (pokud je jejich zdroj dostupný) vech závodù jsou uloeny na internetových stránkách www.aradio.cz, odkud si je mùete stáhnout a vytisknout. Doporuèujeme vak vzhledem k èastým zmìnám kontrolu na internetových stránkách jednotlivých poøadatelù - jen za loòský rok bylo v tomto kalendáøi est zmìn! Adresy k odesílání deníkù pøes internet AGCW-QRP: [email protected] EU HF Champ.: [email protected] IARU Champ.: [email protected] IOTA: [email protected] KCJ: [email protected] Ohio party: [email protected] OM activity - pøes www.kv.szr.sk Provozní aktiv: [email protected] RDA: [email protected] SARL: [email protected] SARTG RTTY: [email protected] SSB liga: [email protected] WAEDC: [email protected] YO-DX: [email protected] QX

dostali soutìící kategorií 2 a M den pøedem, aby mìli monost si zapojení peèlivì prostudovat. Výsledky: Kat. 1: 1. M. Voøíek (Karlovarský kraj), 2. M. Vrlík (Olomoucký kraj), 3. P. Kuèa (Moravskoslezský kraj); kat. 2: 1. M. Smolka (Moravskoslezský kraj), 2. J. Truksa (Olomoucký kraj), 3. P. Bartoò (Královéhradecký kraj); kat. M: 1. T. Bordovský (Zlínský kraj), 2. R. Vacula (Moravskoslezský kraj), 3. M. Sedláèek (Pardubický kraj). Dalí podrobnosti a fotografie na: www.postreh.com (Zpracováno podle internetového èlánku R. Vaculy, OK2-35988, tamté)

Kalendáø závodù na srpen (UTC) 2.8. Nordic Activity 50 MHz 4.-5.8. Summer Cont. (F6BCH) 144 MHz a výe 144 MHz 4.-5.8. QRP závod 1) 4.8. BBT, UKW-Fieldday (DL) 1,3 GHz 4.8. BBT, UKW-Fieldday 2,3-5,7 GHz 5.8. ALPE ADRIA VHF Contest 144 MHz 5.8. BBT, UKW Fieldday 432 MHz 5.8. BBT, UKW Fieldday 144 MHz 7.8. Nordic Activity 144 MHz 11.8. FM Contest 144 a 432 MHz 14.8. Nordic Activity 432 MHz 19.8. AGGH Activity 432 MHz-76 GHz 19.8. OE Activity 432 MHz-10 GHz 19.8. Provozní aktiv 144 MHz-10 GHz 19.8. Field Day Sicilia 144 MHz 21.8. Activity Contest 1,3 GHz 27.8. Field Day Sicilia 50 MHz

17.00-21.00 14.00-14.00 14.00-14.00 07.00-09.30 09.30-12.00 07.00-15.00 07.00-09.30 09.30-12.00 17.00-21.00 08.00-10.00 17.00-21.00 07.00-10.00 07.00-12.00 08.00-11.00 07.00-17.00 17.00-21.00 07.00-17.00

1 ) Deníky na OK1MG: Antonín Køí, Polská 2205, 272 01 Kladno 2, E-mail: [email protected] PR: OK1MG @ OK0PCC OK1MG

Expedice na Nové Hebridy -

- Republika Vanuatu, èervenec 2007 V polovinì èervence zaèíná americká expedice na souostroví Vanuatu (SV od Austrálie, prefix YJ) pod vedením W0CZE.


45

NMD - neobyèejný radioamatérský závod (stanice OK a OM se mohou zúèastnit jako protistanice) Urs Hadorn, HB9ABO

Obr. 1. Kóta Rossstock, kanton UR, 2461 m n. m. Obr. 2. Kompletní transceiver, váící pouhých 30 g! Appalachian Trail Sprint 3 od KD1JV (vpravo) Zde pøedstavená soutì National Mountain Day (NMD) výcarských radioamatérù má tøi charakteristiky: mountain, hmotnost a zprávu (depei, telegram).

Mountain Pravidla soutìe vyadují mj., aby NMD stanice pracovaly ve výce nejménì 800 m nad moøem. (Tedy název mohl být té Hill Day). Podle osobní obliby úèastníci mají na vùli vybrat si QTH z velkého rozsahu od níin a po vìèný sníh. Jak ukazují dlouholeté zkuenosti, velká výka nad moøem nemá vak pro provoz na KV vùbec ádné výhody. pièková umístìní v NMD také byla vìtinou dobyta stanicemi, které pracovaly ve výkách mezi 800 a 900 m n. m. Pro mnoho úèastníkù je vak horolezecký záitek nejménì tak dùleitý jako umístìní; vynaloí velkou námahu, aby mohli absolvo-

vat nevední soutì uprostøed nádherné panorámy (obr. 1). Od výky asi 1600 m je nutno vzít s sebou anténní stoár, protoe tak vysoko u nerostou stromy jako pøirozené anténní podpìry. Vzhledem k delí pìí túøe ke QTH si nìkteøí OM postavili skládací vybavení do batohu, aby mohli provozovat svoji stanici ve volné krajnì a nezávisle na infrastruktuøe (obr. 3). Od urèité výky se musí plánovat varianta se patným poèasím. A kdo chce být QRV ve 3000 m n. m. ráno v 06.00 UTC, má pøed sebou nároèný logistický a horolezecký úkol. Podle zvolené výky poèasí hraje rozhodující roli: V 1000 m nám pøi patném poèasí zmokne jen deník; ve 2000 m se k tomu nepøíjemnì prochladne; ztuhlé prsty a tøes pùsobí QSD; ve 3000 m jsme nuceni ke QRT: z anténních vedení a jiných vodièù srí jiskry. A co ve 4000 m? Kdyby tam nìkdo udìlal jen jedno QSO na 80 m, tak by to byl pozoruhodný výkon i pøi sebelepích podmínkách (obr. 4). Nìkteøí úèastníci vyuívají pøíleitosti a aktivují své QTH pøi NMD souèasnì v SOTA (Summits on the air, viz http://database.sota. org.uk/).

Hmotnost

Obr. 3. Heinz, HB9CJR, a jeho pøenosné vysílací pracovitì

46

Pravidla závodu NMD pøedepisují, e celé zaøízení stanice smí váit nejvý 6 kg. Do toho náleí: TX/RX, baterie, sluchátka, klíè, kabely, anténa, napájecí vedení, kotevní lana a anténní stoáry pøinesené s sebou. Pøipojení na elektrickou sí nebo na ji existující antény není dovoleno. Do hmotnosti zaøízení se nepoèítají: navijáky na anténní materiál, deník, psací potøeby a kempinkové vybavení. Tato mez 6 kg byla stanovena v roce 1937 v dobì anodových a havicích baterií! Technika se mezitím stala nejménì o jeden øád lehèí (obr. 2). Pøesto mez 6 kg zùstala zachována, aby byla umonìna úèast v NMD co nejvíce amatérùm. Z toho dùvodu u delí dobu technicky naklonìní mecenái obèas vìnují zvlátní ceny na podporu lehkých konstrukcí. Zaèal s tím HB9SF, který vypsal


napø. v r. 1979 a 1980 cenu o pìt Vreneli 1) pro nejlehèí NMD stanici, která se umístí v první pùlce celkového poøadí. Na r. 2007 je vypsána zvlátní cena pro v celkovém poøadí nejlépe umístìnou NMD stanici, váící ménì ne 2 kg. O mezi hmotnosti lze uvaovat rùznì: Dosáhnout pièkový výsledek s vybavením, které váí jen zlomek povolené váhy, anebo ,nacpat co nejvìtí výkon do tìch povolených 6 kg? Oba jsou to fascinující technické úkoly, které zaèínají otázkou: Kolik výstupního výkonu mohu vloit do stanovené meze hmotnosti na 4 hodiny soutìního provozu z baterie? To znamená zvaovat úèinnost koncového stupnì s hmotností, napìtím, kapacitou (a cenou!) baterie. Kromì toho se musí projít vechny ostatní èásti stanice za úèelem uetøit co nejvíce hmotnosti a pøitom zachovat závodní schopnost stanice. Velké výstupní výkony nebo superlehké stanice, anebo vùbec pièkové výsledky v NMD dosud byly moné jedinì se zaøízením vlastní konstrukce. V poslední dobì jsou vak ke koupi velmi lehké transceivery, které umoòují kombinaci s vlastním vestavìným PA (obr. 5). Snaha uetøit hmotnost poskytla výsledky, které jsou uiteèné i mimo NMD v oborech provozu portable a home brew: l Stavitel lehkého zaøízení je nucen se dùkladnì zabývat teorií a praxí vyuití rùzných akumulátorù. l Byly zkonstruovány malé, lehké pastièky, které jsou prstencem pøichycené k prstu (obr. 6, zde k prostøedníèku). l HB9BXE zjistil systematickým zkoumáním, e v praxi prùmìr anténního drátu má (navzdory teorii povrchového jevu) jen zanedbatelný vliv na funkci antény. To znamená, e pevnost tahu a nikoli skinefekt omezují prùmìr anténního drátu. l Byly konstruovány koncové stupnì tøídy E s velkou úèinností (do 90 %). ) Zlatá mince o jmenovité hodnotì 20 CHF, celková obchodní cena tehdy kolem 1200 CHF.

1

Obr. 4. Kóta Lagginhorn, kanton VS, 4010 m n. m. Dosud jetì ádná NMD stanice nebyla QRV ve výce nad 4000 m

Obr. 5. Koncový stupeò 60 W tøídy E od HB9CGA pomáhá signálu z Elekraftu K1 na nohy (vpravo) l Vlastnoruènì stavìné transceivery øízené procesorem umoòují obsluhu lehkými fóliovými prvky a nahrazují mechanické nebo elektronické dávaèe morseovky. Rekordy hmotnosti: v r. 1979: HB9RM 459 g; 1980: HB9BKT/HB9ABO 300 g; 1998: HB9BXE 125 g! (Tady je tøeba znovu upozornit, e tyto stanice 4 hodiny úspìnì závodily s napájením z baterie.) Hmotnost rekordní stanice HB9BXE (obr. 8) zahrnuje: transceiver 56 g, baterie: 43 g (5 Duracell, MN9100, 1,5 V, 825 mAh), klíè: 8 g, anténa: 9 g (39 m drátu Cu ∅ 0,16 mm), sluchátko: 9 g celkem 125 g. Konec antény byl pøímo navázán na Fuchsùv obvod v transceiveru. Výstupní výkon: 0,5 W. Rekordy výstupního výkonu: v r. 2002 HB9BXE 130 W (støídavì s 1 W); 2003-06 HB9ABO 200 W, HB9BXE 100 W, HB9CGA 70 W. (I tyto stanice dodrely mez hmotnosti 6 kg vèetnì baterie a absolvovaly 4 hodiny závodu obr. 7). Rekordy výky: v roce 2004 HB9DEO 3130 m (Gornergrat/VS; jen 4 QSO kvùli QAZ), 2005 HB9AFH 3050 m (Titlis/OW).

Obr. 6. Mikrospínaèe a prstenové pøichycení dìlají tyto pastièky lehkými a odolnými proti klouzání. Ztráta komfortu oproti klasické pastièce je podivuhodnì malá

Obr. 7. Koncový stupeò 200 W tøídy E HB9ABO v akci pøi NMD v kravínu. PA je napájen baterií LiPo 42 V s kapacitou 6,4 Ah

Zpráva NMD patøí k tìm málo závodùm, které vyadují pøenos uiteèné informace. Pravidla závodu pøedepisují, aby v kadém QSO mezi NMD stanicemi byl pøenáen RST a zpráva. Text takové zprávy je sestava nejménì 15 znakù ze souboru [abcdefghijklmnopqrstuvw xyz 0123456789 . - / ?]. Kadá zpráva mùe být pouita jen jednou. Kód i otevøená øeè jsou dovoleny. Jazyk, pravopis, pravda, smysl nebo nesmysl nejsou významné; dùleitý je pouze správný pøenos. Pøesto je výhodné pouívat jako texty jednoduché vìty nebo bìná slova, jako napø. Tady zacina prset. Nìkteøí úèastníci pøedávají svoje zprávy ve francouztinì, nìmèinì nebo italtinì, aby mohli protistanici usnadnit pøíjem její mateøtinou pokud je známá. Vyhodnocení závodù ukazuje, e vìtina chyb se nestává pøi vysílání nebo pøíjmu, nýbr pøi pøepisu ze závodního deníku do deníku zaslaného k vyhodnocení! Èasto jsou zvolené jako texty osobní zprávy pro urèité protistanice. Takové texty bývají mnohdy znaènì delí ne 15 znakù (protistanice je vyøazena z boje, zatím co se smìje vtipu...). U mnoha radioamatérských soutìí bývá zvykem vymìnit jako RST zásadnì 599, popø. trrrr-NN. Ne tak u Mountain Day: Kdo vysílá jako RST 599, signalizuje tím, e spojení je tak dobré, e text má být vysílán jen jednou, a to rychlostí, kterou bylo spojení navázáno. RST, které se vymìòují v NMD, bývají tedy vìtinou reporty v pùvodním smyslu pokud je v hektickém závodním provozu posouzení moné. Kdo vysílá rychlejím tempem neli tím, které je schopen pøijímat, pocítí dùsledky v tomto závodu obzvlá drsnì bohuel nìkdy i protistanice. Dalím zvykem v NMD je, e se èasto vysílá i v nejvìtím ,fofru krátký pozdrav nebo osobní poznámka nebo varování pøed patným poèasím. Obvykle se podmínky íøení na pásmu 80 m zhorují k poledni. V po-

sledních letech bylo vak pravidelnì mono pracovat se stanicemi z G, IK, ON, OK atd. NMD stanice pouívají pøíponu /P. V pile-upu NMD stanice odpoví nejspí jiné NMD stanici, protoe takové spojení dává 4 body oproti 1 bodu za QSO s ostatními stanicemi. Spojení se stanicemi mimo NMD z HB nebo z ciziny jsou vak vítaná - staèí výmìna RST. Seznam pøihláených úèastníkù a jejich QTH si mùete stáhnout v pátek pøed závodem na www.htc.ch/de/NMD_2007.htm nebo http://www.uska.ch/contest/hf/teilnehmerliste-nmd2007.pdf.

Pro nové úèastníky Protoe poèáteèní bariéra pro nové úèastníky NMD se zdá být vìtí ne pøed jinými závody, poøadatelé NMD vydali pøíruèku s technickými, provozními a alpinistickými èlánky, kterou redigoval Hugo, HB9AFH. Zájemci, kteøí jetì nemají vlastní NMD stanici, si mohou vypùjèit kufr obsahující kompletní stanici pro tuto soutì. Velice oblíben je NMD sjezd, který se poøádá 14 dní po závodì. Více ne polovièka úèastníkù a mnoho jiných zájemcù se obvykle setkává na kus øeèi, k výmìnì zkueností a pøednákám o tématech týkajících se NMD. Proto se mnoho úèastníkù NMD dobøe zná osobnì.

Struèné podmínky NMD contestu Datum: tøetí nedìle v èervenci (letos tedy 15. 7. 2007), 06.00-09.59 UTC; kmitoètové pásmo: 3510-3560 kHz; druh provozu: CW. NMD stanice musí být ve výcarsku a ve výce nejménì 800 m n. m. Celá stanice smí váit maximálnì 6 kg. Pøedávaný kód: RST a text o délce nejménì 15 znakù. Výmìna kódu s ostatními stanicemi (HB i EU): jen RST.

Obr. 8. S touto stanicí váící jen 125 gramù získal HB9BXE zvlátní cenu za nejlehèí stanici v závodì National Mountain Day (vpravo)


47

6H]QDPLQ]HUHQWĤY3( ABE TEK - technologie pro DPS ................................. XXI AEC - TV technika ...................................................... XXII AEPS - napájecí moduly ............................................ XVIII $0(HOHNWURQLFNpSĜtVWURMHDVRXþiVWN\ ......................VIII $17(&+PČĜLFtSĜtVWURMH67$D7.5...................... XVII $9(/0$.HOHNWURQLFNpSĜtVWURMH ................................ XV A.W.V. - zdroje ............................................................ XIV %8ý(.HOHNWURQLFNpVRXþiVWN\.............................;,;; 'DWD4XDUG6ORYDNLDHOHNWUVWDYHEQLFHDSĜtVWURMH ... XIX DEXON - reproduktory ................................................. XVI ',$0(75$/]GURMHDSiMHþN\.......................................III (&20GLVWULEXFHHOHNWURQLFNêFKVRXþiVWHN ..................X (/(1GLVSOHMH............................................................. XX (/(;HOHNWURQLFNpVRXþiVWN\DM ............................. XVIII (/)$RSWRHOHNWURQLFNiþLGOD..................................... XVI (/,;UDGLRVWDQLFH ..........................................................V ELNEC - programátory aj. ............................................ XXI (/7,3HOHNWURVRXþiVWN\.............................................. XVI (03&(17$85,ĜHãHQtSURSĜtMHP6$779 ............. XX (0326PČĜLFtWHFKQLND ...............................................IV (3FRPSRQHQWVHOHNWURQLFNpVRXþiVWN\...................... XX (5$FRPSRQHQWVHOHNWURQLFNpVRXþiVWN\ ................... XV

48

),6&+(5HOHNWURQLFNpVRXþiVWN\ .............................. XX )ODM]DUVWDYHEQLFHDNDPHU\..........................................VI )8/*85EDWHULHDNXPXOiWRU\QDEtMHþN\DSRG............X *(6HOHNWURQLFNpVRXþiVWN\...........................................II *0HOHFWURQLFHOVRXþiVWN\ ............................... XII - XIII +DQ]DO-RVHI%LW6FRSH .............................................. XXI -$%/27521]DEH]SHþRYDFtDĜtGLFtWHFKQLND............... I .21(.725<%512NRQHNWRU\................................. XXI KONEL - konektory...................................................... XVII / ,HOHNWURQLFNpVRXþiVWN\........................................ XXI 0('(5UHOp ................................................................ XV 3D3RXFKPČĜLFtDNRPXQLNDþQtWHFKQLND .................. XVII 3+VHUYLVRSUDY\DSURGHM3+,/,36 ............................ XV 3+2%26HOHNWURQLFNpPČQLþHDVLUpQN\................... XIX 3ĜLMtPDFtWHFKQLNDDQWpQQtDVDWHOLWQtWHFKQLND ........ XVIII 5/;&20321(176HOHNWURQLFNpV~þLDVWN\............ XXII 57*7(1*/(5/('GLVSOHMH ................................. XXI 61$**,QDEtGND/('.............................................. XXII 6SH]LDO(OHFWURQLFHOHNWURQLFNpVRXþiVWN\....................IX T.E.I. - Formica............................................................. XXI 7(52=DQWpQQtWHFKQLND........................................... XVI 7,3$HOHNWURQLFNpVRXþiVWN\ .......................................VII


No title

Recommend Documents