8

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Poczta

Poczta

W rubryce  „Poczta”  zamieszczamy  fragmenty  Wa−
szych listów oraz nasze odpowiedzi na pytania i pro−
pozycje. Elektronika dla Wszystkich to nasze wspól−
ne  pismo  i przez  tę  rubrykę  chcemy  zapewnić  jak
najbardziej  żywy  kontakt  redakcji  z Czytelnikami.
Prosimy o listy z oczekiwaniami w stosunku do nas,
z propozycjami tematów do opracowania, ze swoimi
problemami  i pytaniami.  Postaramy  się  w miarę
możliwości spełnić Wasze oczekiwania. 

Specjalną  częścią    „Poczty”  jest  kącik  tropicieli
chochlika  drukarskiego  „Errare  humanum  est”.
Wśród  Czytelników,  którzy  nadeślą  przykłady  błę−
dów,  będą  co  miesiąc  losowane  nagrody  w postaci
kitów z serii AVT−2000. Piszcie więc do nas, bardzo
cenimy Wasze listy, choć nie na wszystkie możemy
szczegółowo  odpowiedzieć.  Jest  to  nasza  wspólna
rubryka,  dlatego  będziemy  się  do  Was  zwracać  po
imieniu, bez względu na wiek.

Pozdrawiamy: Dawida Bandurkę, Macieja Bejowskiego z Często−
chowy, Tomasza Kiragę z Radomia, Łukasza Zielińskiego z Re−
dy, Grzegorza Bentkowskiego, Zygmunta Szulowskiego z Puław,
Jacka Cieślika z Kielc, Wacława Stera z Chrzanowa, Leszka Ko−
łodzieja, Jana Peterewicza z Chojnic, Michała Stacha z Kamion−
ki  Małej,  Sławomira  Bednarczyka,  Marcina  Dryję  z Rzeszowa,
Pawła Kryszaka, Romualda Dudka, Marka Sawickiego, Damia−
na  Kasprzaka,  Marcina  Garncarka,  Marcina  Borasa,  Artura
Brandysa,  Pawła  Górnego  z Mosiny,  Ryszarda  Galińskiego,
Agnieszkę Zaborowską z Warszawy, Roberta Fotkę z Poznania,
Piotra  Piątka,  Pawła  Kędzierskiego  z Gdańska,  Bartłomieja
Mickiewicza,  Dariusza  Chwilkę,  Jacka  Nowickiego  z Gdańska,
Cezarego Bugajskiego z Sosnowca i Bogdana Orłowskiego z Le−
gionowa.

Uwagi  do  rubryki  Errare  humanum  est  z EdW 11/2001  przysłali
ostatnio:  Mariusz  Ciszewski z Polanicy  Zdroju,  Marcin  Dyoni−
ziak z Brwinowa, Adam Pokuć z Bukowa i Krzysztof Smoliński
z Sieradza.
Nagrody otrzymują: Marcin Dyoniziak i Adam Pokuć.

Bardzo, bardzo dziękujemy za życzenia i pozdrowienia, które napły−
nęły do nas na przełomie roku. Ze swej strony życzymy wszystkim
dalszych sukcesów na „elektronicznej drodze”.

Serdecznie prosimy, żebyście nie przesyłali do Redakcji próśb o udo−
stępnienie  materiałów  do  pracy  dyplomowej  na  temat........  Proszę
o szybką odpowiedź! 

Podobnie musicie nam wybaczyć, że nie możemy rozwikłać wąt−

pliwości  typu:  na  podstawie  książki  (...)  wykonałem  układ  (...).  Nie
działa. Proszę o odpowiedź, czy układ jest poprawny i czy w tej for−
mie konstrukcyjnej może działać. Jaki błąd mogłem popełnić? (...) Za
odpowiedź z góry dziękuję i dołączam znaczek na list.

Przy całej życzliwości i wielkim szacunku do Czytelników, nasze

szczupłe grono redakcyjne naprawdę nie sprosta wszystkim takim in−
dywidualnym  potrzebom.  W rubryce  Skrzynka  Porad  publikujemy
odpowiedzi  na  pytania  dotyczące  większego  grona  Czytelników
i bardzo prosimy o nadsyłanie takich właśnie pytań.

Przypominamy także o podstawowych zasadach publikacji nadsy−

łanych projektów i artykułów.

Nietrudno zauważyć, że w EdW pojawia się coraz więcej projek−

tów  i artykułów,  nadsyłanych  przez  Czytelników.  Jesteśmy  z tego
bardzo zadowoleni i zachęcamy do jeszcze szerszej współpracy przy
tworzeniu  naszego  wspólnego  pisma.  Jednocześnie  przypominamy,

że szanse na publikację w dziale E−2000, 

µµ

P−3000 i w Forum Czy−

telników mają tylko te projekty, które zawierają działający mo−
del. Publikacja następuje po wstępnym zakwalifikowaniu w Redakcji
i późniejszym sprawdzeniu w Pracowni Konstrukcyjnej AVT. Powód
jest prosty: znamy się co nieco na elektronice i wiemy, jaka jest dro−
ga  od  pomysłu  do  jego  realizacji.  Chcemy  być  uczciwi  względem
szerokiej  rzeszy  naszych  Czytelników  i dlatego  nadal  nie  będziemy
publikować projektów „papierowych”, zawierających tylko schemat,
opis i projekt płytki, nie zrealizowanych w praktyce.

Jeśli  nadesłany  projekt  nie  zawiera  działającego  modelu,  a idea

jest  interesująca,  może  być  zaprezentowana  jedynie  w rubryce  Ge−
nialne  schematy.  W tej  rubryce  publikujemy  różne  nadesłane  przez
Was materiały, które mogą stać się przydatne do rozmaitych własnych
eksperymentów.  Przy  okazji  zachęcamy  do  nadsyłania  materiałów
także do tej rubryki.

W Poczcie EdW 12/01 w odpowiedzi na pytanie „Jakim programem
można  otworzyć  projekty  płytek  zamieszczonych  na  waszej  stronie
internetowej oraz na płycie EdW CD/B? napisaliśmy miedzy inny−
mi: ...EasyTrax  nie  czyta  jednak  profesjonalnych  plików  PCB  za−
mieszczonych  na  naszej  stronie  internetowej  lub  na  płycie  EdW
CB/B”.

Zbigniew Gibek nadesłał nam ciekawe rozwiązanie, umożliwiają−

ce  otwieranie  freewarowym  EasyTraxem    profesjonalnych  plików
PCB zapisanych w formacie AutoTraxa (czyli w takim formacie, jaki
dostępny jest na naszej stronie internetowej i na płycie EdW CD/B). 

Witam.
Nie jest do końca prawdą, że EasyTrax nie potrafi odczytywać pli−

ków  AutoTrax−a.  Okazuje  się,  firma  Protel  zachowała  format  pliku
w niezmienionym stanie. Aby jednak otworzyć plik AutoTrax PCB na
EasyTrax−ie, należy dokonać prostej (i skutecznej − robiłem to wielo−
krotnie!) modyfikacji pliku PCB. Ponieważ pliki PCB obu Trax−ów, są
w formie czysto tekstowej można to zrobić programem Edit z DOS−u,
Notatnikiem z Windowsa, czy innym edytorem posługującym się czy−
stym tekstem. 

W pliku AutoTrax PCB znajduje się nagłówek − w pierwszej linii:  

PCB FILE 4,

który należy zmienić na:
PCB FILE 5

I to wszystko!!! Tak poprawiony plik PCB da się odczytać Easy−

Trax−em.  Nie  należy  się  przejmować  innymi  danymi  w pliku  PCB 
AutoTrax. EasyTrax pomija inne nagłówki, których nie zna. Zamiana

9

Poczta

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

EdW 2/2002 Lista osób nagrodzonych

Daniel Adamiuk

Białystok

Sebastian Banasiak

Opole

Karol Bąk

Boguszowice

Roman Biadalski

Zielona Góra

Paweł Broda 

Rzeszów 

Mariusz Chilmon

Augustów

Aleksander Drab

Zdziechowice

Dariusz Drelicharz

Przemyśl

Marcin Dyoniziak

Brwinów

Irena Federowicz

Świnoujście 

Sławomir Gregorowicz

Poznań

Anna Gruczek

Zawiercie

Tomasz Jadasch

Kęty

Krzysztof Kalinowski

Czarna

Adam Kapczyński

Marki

Dawid Kozioł

Elbląg

Krzysztof Kraska

Przemyśl

Marcin Malich

Wodzisław Śl.

Halina Milewska

Lublin

Krzysztof Mościcki

Łapy

Mariusz Nowak

Gacki

Krystian Olejniczak

Krotoszyn

Mariusz Pieniążek

Wawrzeńczyce

Zbigniew Pietrzyk

Wrocław

Piotr Pociecha

Świebodzice

Adam Pokuć

Buków

Anna Przybysz

Szczecin

Michał Rybarczyk

Nowa Sól

Andrzej Sadowski

Skarżysko Kam.

Stefan Skrzecz

Mońki

Szymon Snarski

Czeladź

Krystian Tabat

Jastrzębie Zdrój

Sławomir Wanecki

Poznań

Henryk Wawrzyńczak

Rajszew

Marcin Wiązania

Gacki

Piotr Wójtowicz

Wólka Bodzechowska

Waldemar Znamirowski

Leżajsk

odwrotna  pozwala  odczytać  pliki  EasyTrax
na AutoTrax−ie, i nie trzeba używać konwer−
tera „EasyAuto.exe”, który robi to samo.

P.S.  Czy  redaktor  naczelny  nie  powinien

podpisywać się PIOTR „GURU” GÓRECKI
? ;−))

A oto  kolejny  fragment  e−maila  od  Zbignie−
wa Gibka:

To jeszcze raz Ja. 
Czytałem pierwszy listing w artykule „Mi−

krokomputer  PECEL...”  cz.  4.  Znowu  widzę
ten  sam  problem,  z którym  długo  walczyło
czasopismo „BAJTEK” w roku 1986. Co po−
wiedzą  Kuba  albo  Barnaba,  gdy  zobaczą
w oknie terminala:
Witaj Kuba/Barnaba! 
Wiem że jesteś kobietą

To nie „Seksmisja”, panowie!

Żeby się przed tym zabezpieczyć, należa−

łoby  zaprogramować  wyjątek  od  podstawo−
wej reguły. Wiem, że pamięć w mikrokontro−
lerze jest zbyt cenna by ją marnować na wpi−

sywanie tych trzech imion − jakoś nie pamię−
tam  trzeciego  −  to  może  zastosować  metodę
porównywania  sumy  kontrolnej.  Same  dane
zajęłyby trzy bajty, ale należałoby się zasta−
nowić nad ilością pamięci „zjedzonej” przez
procedurę  obliczania  tej  sumy.  Przyjmując
najprostszy model: suma XOR wszystkich li−
ter imienia, pewnie by to zajęło mniej niż trzy
imiona  wpisane  jawnie  i seria  IF  czy  kon−
strukcja CASE.

Zbigniew „ZbeeGin” Gibek, 

Świętochłowice

10

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Jak obliczać pojemności filtrujące w zasilaczach?

Precyzyjne  obliczenie  właściwości  prostownika  i filtru  do  zasilacza
nie jest wcale łatwe, ponieważ uzyskane właściwości zależą w istot−
nym stopniu od transformatora. W praktyce wykorzystuje się proste
wzory,  trzeba  jednak  rozumieć  podstawowe  zależności.  Są  one
omówione w krótkim artykule na stronie 30 tego numeru.

W jednym  z numerów  EdW zamieszczony  został  artykuł
poświęcony  zastosowaniu  zasilacza  komputerowego.
Chciałbym  się  dowiedzieć  czy  takie  zasilacze  można:  łą−
czyć szeregowo dowolną ilość, czy można łączyć równole−
gle. Jakie są ograniczenia? Czy taki zasilacz może praco−
wać podczas zwarcia?

1. Zasilacze,  w tym  zasilacze  komputerowe,  nie  powinny  pracować
w stanie  zwarcia.  Choć  zwykle  mają  wewnętrzne  zabezpieczenia
przeciwzwarciowe,  w niektórych  przypadkach  długotrwałe  zwarcie
może wywołać awarię.
2.  Nie  łączy  się  równolegle  źródeł  zasilania.  Już  niewielkie  różnice
napięć, rzędu miliwoltów, spowodują przepływ dużych prądów wy−
równawczych,  co  może  doprowadzić  do  uszkodzeń.  W przypadku
dwóch  źródeł  o jednakowym  na−
pięciu  (z dokładnością  do  0,1V)
stosuje  się  w rzadkich  przypad−
kach sposób z diodami, pokazany
na  rysunku  obok.  Zamiast  zwy−
kłych diod lepiej zastosować dio−
dy Schottky'ego. Diody uniemoż−
liwiają przepływ prądów wyrów−
nawczych,  a prąd  jest  pobierany
ze źródła o największym napięciu. Gdy pod wpływem prądu obciąże−
nia napięcie tego „najwyższego” zasilacza nieco spadnie, prąd pobie−
rany jest z drugiego zasilacza.

Taki sposób łączenia zasilaczy stabilizowanych nie jest zalecany

z kilku powodów. Diody zwiększają rezystancję wyjściową i pogar−
szają stabilizację, a w pewnych przypadkach jeden z zasilaczy może
zostać przeciążony.

3. Zasilacze zawsze można natomiast połączyć szeregowo w celu

zwiększenia napięcia zasilającego. Wydajność prądowa zestawu jest
równa  wydajności  najsłabszego  zasilacza.  W praktyce  warto  więc 
łączyć w szereg tylko jednakowe zasilacze. Typowy zasilacz kompu−
terowy  daje  napięcia  (+5V,  −5V,  +12V,  −12V)  względem  wspólnej 

masy i często poszczególnych obwodów nie można rozłączyć. Tym
samym  połączenie  wszystkich  bloków  w szereg  (5+5+12+12=34V)
może okazać się niemożliwe lub zbyt trudne dla przeciętnego hobby−
sty. Można więc połączyć w szereg dwa lub więcej oddzielnych zasi−
laczy komputerowych by uzyskać napięcie 24V+24V albo 10V+10V,
ale zazwyczaj nie ma to większego sensu, ponieważ wydajność prą−
dowa poszczególnych obwodów jest różna, więc efekt końcowy nie
jest optymalny.

Większość  głośników  ma  kształt  okrągły.  Czy  nie  lepsze
pod  względem  akustycznym  są  głośniki  o kształcie  owal−
nym?  Dlaczego  nie  są  stosowane  membrany  głośników
z drewna, a nie jak obecnie z polimeru? Który materiał na
membrany jest lepszy?

Nie  ma  jednego  jedynego  materiału  najlepszego  na  membrany.  Po−
szczególne  materiały  mają  swoje  zalety  i wady.  A głośniki  owalne
rzeczywiście  pod  pewnymi  względami  przewyższają  głośniki  okrą−
głe.  Na  fotografii  poniżej,  pochodzącej  z folderu  reklamowego,
można  zobaczyć  kilka  głośników  samochodowych  znanej  niemiec−
kiej firmy Blaupunkt, w tym głośnik owalny.

Ogólny postęp techniczny, automatyzacja produkcji i nowe mate−

riały pozwalają uzyskać coraz lepsze parametry głośnika przy zacho−
waniu rozsądnej ceny. W przypadku tańszych głośników o wyborze

Skrzynka
Porad

W rubryce  przedstawiane  są  odpowiedzi  na 

pytania  nadesłane  do  Redakcji.  Są  to  sprawy,

które  naszym  zdaniem  zainteresują  szersze

grono Czytelników. 

Jednocześnie  informujemy,  że  Redakcja  nie

jest w stanie odpowiedzieć na wszystkie nade−

słane  pytania,  dotyczące  różnych  drobnych

szczegółów. 

Skrzynka porad

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

decydują  zwykle koszty wytwarzania, a nie właściwości akustyczne.
Właśnie  kwestie  marketingowe  oraz  zależności  między  uzyskanym
efektem  a kosztami  produkcji  decydują  między  innymi  o kształcie
i materiałach wykorzystywanych w typowych głośnikach. 

Istnieją  też  niewielkie  firmy,  specjalizujące  się  w wytwarzaniu

nietypowych głośników i kolumn dla wąskiego grona zainteresowa−
nych  tym  bogatych  audiofilów.  Wtedy  stosowane  są  najróżniejsze
materiały i technologie, a w literaturze pojawiają się rozmaite opinie
o takich wynalazkach. Zwykle nie są to jednak głośniki owalne, a in−
nowacje polegają na wprowadzaniu nowych materiałów i rozwiązań
konstrukcyjnych.

Zbudowałem wzmacniacz 2x25W. (...) występują silne stu−
ki  podczas  włączania.  W czasie  pracy  występują  szumy
i odbiór stacji radiowych (...) czasem także jest zakłócany
przez inne urządzenia gospodarstwa domowego.

Czy  układ  VOX  −  bramka  szumu  byłby  rozwiązaniem

moich problemów?

Wykorzystanie  dobrego  VOX−a może  zmniejszyć  dokuczliwość
wspomnianych problemów, jednak nie byłoby to fachowe rozwiąza−
nie,  tylko  kiepska  proteza.  Wykonanie  wzmacniacza  audio  tylko  na
pozór jest łatwym zadaniem, o czym przekonuje się wielu elektroni−
ków.  Sam  wzmacniacz  mocy  to  nie  wszystko.  Trzeba  starannie  po−
prowadzić obwód masy, żeby uniknąć brumu i zniekształceń. Trzeba
odpowiednio zaplanować stopnie wejściowe i w razie potrzeby zasto−
sować filtry w.cz., żeby pozbyć się zakłóceń radiowych. Często wy−
starczą prościutkie filtry według rysunku obok. Metalową obudowę
koniecznie trzeba dołączyć do masy, a zasilacz musi być tak zapro−

jektowany,  żeby  nie  przenosił
zakłóceń  z sieci.  Zwykle  po−
trzebny jest dodatkowy obwód
opóźnionego  dołączania  gło−
śników z przekaźnikiem.

Wszystkich wspomnianych

problemów  nie  da  się  omówić  ani  w ramach  Skrzynki  porad,  ani
w pojedynczym artykule. Oprócz wiedzy teoretycznej potrzebne jest
tu  doświadczenie  praktyczne,  które  nabywa  się  podczas  bardziej
i mniej udanych prób.

Czym różni się dioda superjasna od ultrajasnej?

Przed laty diody LED pracujące przy prądach do 20...30mA dawały
niewiele światła. Z czasem konstruowano diody o lepszej sprawno−
ści.  Dla  odróżnienia  od  „standardowych”  LED−ów,  a także  ze
względów  reklamowych  nazywano  je  superjasnymi  (super  bright),
ultrajasnymi (ultra bright) czy hiperjasnymi (hyper bright). Z takie−
go określenia wynika, iż świecą znacznie jaśniej od standardowych.
I jest  to  prawda.  Niektóre  współczesne  diody  LED  rzeczywiście
świecą  zadziwiająco  jasno.  Obecnie  ceny  takich  ultra−  i hiperja−
snych diod spadają dość szybko i diody te są coraz częściej stoso−
wane. W niektórych zastosowaniach wypierają żarówki, w innych −
diody laserowe.

W katalogach  zazwyczaj  podaje  się  światłość  wyrażoną  w mili−

kandelach (mcd), a ostatnio w kandelach (cd). Podana światłość nie
do końca świadczy o możliwościach diody, bowiem nie zawiera in−
formacji o (zwykle bardzo wąskim) kącie świecenia i nie jest to infor−
macja o całkowitym strumieniu świetlnym.

11

Projektem  głównym  w EdW 3/1997  był
Transofon − układ do zmiany wysokości gło−
su. Zaprezentowany transofon wzbudził wiel−
kie  zainteresowanie,  co  objawiło  się  także
wielką  liczbą  sprzedanych  kitów.  Nazwę
transofon zaproponował jeden z naszych Czy−
telników.  Układ,  zgodnie  z nazwą,  służy  do
zmiany  wysokości  głosu  −  przesuwa  w górę
lub w dół sygnały pasma akustycznego.

Zmiana częstotliwości już o 40...50Hz po−

woduje,  że  nie  można  rozpoznać  osoby  po
głosie.  Nieco  większa  zmiana  powoduje,  że
mężczyzna  będzie  mówił  głosem  kobiety
(podwyższenie  częstotliwości),  a kobieta  −
głosem męskim (obniżenie częstotliwości).

Przesunięcie o kilkaset herców daje wręcz

kosmiczne efekty.

Znane  są  różne,  analogowe  i cyfrowe

układy  realizujące  takie  zadanie.  Zazwyczaj
jednak  jakość  dźwięku  jest  mizerna,  pasmo
wąskie,  a ubocznymi  efektami  są  szumy,
zniekształcenia i inne niepożądane produkty.

Opisywany w artykule układ to transofon

o rewelacyjnych parametrach. Zakres często−
tliwości  pracy  (50Hz...15kHz)  jest  znacznie
szerszy, niż zakres widmowy mowy ludzkiej.
Układ  przesuwa  częstotliwość  nie  dając  od−
czuwalnych  szkodliwych  efektów  ubocz−
nych,  takich  jak  gwizdy  czy  inne  produkty

intermodulacji.  Jakość  przetworzonego
dźwięku pozostaje znakomita.

Nie  trzeba  chyba  dodawać,  iż  transofon

może  być  wykorzystany  dla  rozrywki  i in−
nych  niezbyt  poważnych  celów  −  niedawno
do Redakcji zadzwonił Czytelnik z Białego−
stoku  z niecodzienną  prośbą.  Z powodów,
które  u wielu  mogą  wywołać  uśmiech  zdzi−
wienia, chce dołączyć porządny transofon do
telefonu,  żeby  go  nie  rozpoznano  po  głosie
z drugiej strony linii.

Zaprezentowany  układ  znajdzie  także  in−

ne,  znacznie  poważniejsze  zastosowania.
Krótkofalowcy  wykorzystujący  technikę
SSB  z pewnością  zainteresują  się  modułem
precyzyjnego,  szerokopasmowego  przesuw−
nika fazy. Z projektem zapoznają się też oso−
by  zajmujące  się  nagłaśnianiem  obiektów  −
układ  pierwotnie  projektowany  był  jako
układ antywzbudzeniowy, zmniejszający po−
datność systemu na samowzbudzenie na dro−
dze głośniki−mikrofon.

Zasada działania

Przedstawiony  układ  przesuwa  widmo  czę−
stotliwości  w górę  lub  w dół.  Powszechnie
stosowanym  sposobem  przesuwania  pasma
częstotliwości jest użycie mieszacza. Do rea−
lizacji  postawionego  zadania  nie  wystarczy

ani  klasyczny  mieszacz,  ani  nawet  mieszacz
zrównoważony.  Potrzebny  jest  bardziej
skomplikowany układ, zawierający kilka blo−
ków, w tym dwa mieszacze i dwa filtry. Trzy
sposoby  przesuwania  widma  częstotliwości
opisano  we  wspomnianym  numerze  EdW
(3/97)  na  stronie  62  w artykule  Zabawy
z dźwiękiem. W Transofonie, zaprezentowa−
nym w EdW 3/97 na stronie 7 wykorzystano
pierwszą z metod przesuwania częstotliwości.

W prezentowanym  teraz  układzie  wyko−

rzystano  opisany  tamże  sposób  trzeci.
Podobny  sposób  jest  wykorzystywany  od
dawna  przez  krótkofalowców  do  wytwarza−
nia  sygnału  pojedynczej  wstęgi  bocznej
w transceiverach SSB.

Z grubsza rzecz biorąc polega on na zastoso−

waniu  dwóch  modulatorów,  do  których  dopro−
wadza się sygnał fali nośnej i sygnał akustyczny,
z tym że wymagane są po dwa sygnały: jeden
„normalny”, drugi przesunięty w fazie o 90

o

.

Działanie układu opiera się na znanym ze

szkoły wzorze na sinus sumy kątów:
sin (x + y) = sinx*cosy + cosx*siny
Ze wzorów redukcyjnych wynika że:
sin (90

o

± x) = cos x

co  oznacza,  że  różnica  między  przebiegami
sinusoidalnym i kosinusoidalnym polega tyl−
ko na przesunięciu w fazie o 90

o

.

13

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

N

N

N

N

o

o

o

o

w

w

w

w

yy

yy

,,

,,

 

 

u

u

u

u

ll

ll

e

e

e

e

p

p

p

p

ss

ss

zz

zz

o

o

o

o

n

n

n

n

yy

yy

TT

TT

rr

rr

a

a

a

a

n

n

n

n

ss

ss

o

o

o

o

ff

ff

o

o

o

o

n

n

n

n

 

 

H

H

H

H

ii

ii

−

−

FF

FF

ii

ii

d

d

d

d

w

w

w

w

a

a

a

a

 

 

m

m

m

m

o

o

o

o

d

d

d

d

u

u

u

u

łł

łł

yy

yy

 

 

p

p

p

p

rr

rr

zz

zz

e

e

e

e

zz

zz

n

n

n

n

a

a

a

a

c

c

c

c

zz

zz

o

o

o

o

n

n

n

n

e

e

e

e

n

n

n

n

ii

ii

e

e

e

e

 

 

tt

tt

yy

yy

ll

ll

k

k

k

k

o

o

o

o

 

 

d

d

d

d

ll

ll

a

a

a

a

 

 

rr

rr

o

o

o

o

zz

zz

rr

rr

yy

yy

w

w

w

w

k

k

k

k

ii

ii

2

2

2

2

6

6

6

6

1

1

1

1

9

9

9

9

###

###

Transofon Hi−Fi
Precyzyjny szerokopasmowy przesuwnik fazy
Podwójny ekonomiczny układ mnożący

część 1

Opisane  operacje  matematyczne  można

przeprowadzić  w układzie  elektronicznym.
Można to zrealizować cyfrowo, wykorzystując
specjalizowane procesory DSP, można też wy−
korzystać sposób analogowy. Ogólną ideę prze−
suwania  częstotliwości  w sposób  analogowy
przedstawia rysunek  1.  Wykorzystuje  się  tu
dwa układy mnożące, przy czym, zgodnie z po−
danymi właśnie wzorami, mnożeniu podlegają
sygnały przesunięte w fazie o 90

o

(

π

/2).

Przesunięcie o 90

o

przebiegu o ustalonej

częstotliwości  fs  nie  przedstawia  większe−
go  problemu.  Dużo  trudniej  przesunąć
o jednakowy  kąt  sygnały  z szerokiego  pa−
sma  częstotliwości  akustycznych.  W krót−
kofalarstwie  pasmo  użyteczne  nie  przekra−
cza  2,5kHz,  więc  wykorzystywane  układy
przesuwników fazowych nie są zbyt skom−
plikowane.  Podczas  projektowania  prezen−
towanego  układu  postawiono  cel  znacznie
trudniejszy − zakres użyteczny co najmniej
od  100Hz...10kHz.  Składowe  sygnału  mo−
wy  ludzkiej  mieszczą  się  właśnie  w takim
paśmie. Ponadto, aby w sposób stosunkowo
prosty  zapewnić  wymaganą  różnicę  faz
przebiegu dla różnych częstotliwości fs, za−
miast generatora i przesuwnika zastosowa−
no  tak  zwany  generator  kwadraturowy,

który  ze  swej  natury  jest  źródłem  sygnałów
przesuniętych w fazie dokładnie o 90

o

.

Prezentowany  układ  transofonu,  czyli

przesuwnika widma częstotliwości składa
się z dwóch modułów. Jeden jest przesuw−
nikiem fazy, drugi zawiera układ mnożący
i generator  kwadraturowy.  Uproszczony
schemat blokowy proponowanego „analo−
gowego”  rozwiązania  pokazany  jest  na
rysunku 2.

Przesuwnik fazy

Założono,  że  układ  przesuwnika  fazowego
ma przesunąć dokładnie o 90

o

fazę sygnałów

co najmniej w zakresie 100Hz...10kHz. Fazę
trzeba  przesunąć,  natomiast  amplituda  prze−

biegu  ma  pozostać  niezmieniona.  Na rysun−
ku 3 pokazany jest układ, który umożliwi zre−
alizowanie postawionego celu. Jest to rodzaj
filtru.  Nazywany  jest  filtrem  wszechprzepu−
stowym.  Rysunek  4 pokazuje,  że  amplituda
przebiegu  pozostaje  niezmieniona  w całym
paśmie akustycznym. Na rysunku 5 pokaza−
na  jest  charakterystyka  fazowa  układu  z ry−
sunku  3.  Elementy  układu  (C1,  R3)  zostały
tak dobrane, że przesunięcie fazy dla często−
tliwości 1kHz wynosi dokładnie 90

o

, co poka−

zuje też rysunek 6. Niestety, jak widać na ry−
sunku 5, przesunięcie fazy nie jest stałe, tylko
zależy od częstotliwości. Na pewno jeden ta−
ki filtr nie zrealizuje postawionego zadania.

Wystarczy  jednak  zbudować  dwa  nieza−

leżne  tory  zbudowane  z kilku  takich  ogniw
o precyzyjnie  dobranych  parametrach,  by
różnica  fazy na  ich  wyjściach  była  równa
90

o

w szerokim  zakresie  częstotliwości.

Okazało  się,  że  potrzebne  są  dwa  tory,
z których  każdy  będzie  zawierał  po  cztery
odpowiednio dobrane ogniwa filtru wszech−
przepustowego.

Pełny schemat ideowy precyzyjnego prze−

suwnika fazy pokazany jest na rysunku 7.

14

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rys. 1 Zasada działania

Rys. 2 Schemat blokowy

Rys. 4

Rys. 5

Rys. 3

Rys. 6

Moduł może być zasilany napięciem syme−

trycznym  ±4,5...±18V albo  napięciem  poje−
dynczym w zakresie 9...25V (do 36V przy za−
stosowaniu  C11  o wyższym  napięciu  pracy).
Zależnie od rodzaju zasilania, należy wykonać
połączenie  oznaczone  X−Y (zasilanie  syme−
tryczne) albo X−Z (zasilanie niesymetryczne).

Działanie  układu  jest  oczywiste.  Każdy

moduł filtru wszechprzepustowego przesuwa
fazę  sygnału.  W rezultacie  sygnały  o więk−
szych  częstotliwościach  pojawiające  się  na
wyjściach  A,  B są  przesunięte  o kąt  dużo
większy  niż  90

o

.  Istotny  jest  fakt,  że  stałe

czasowe  C1R3,  C2R6,  C3R9,  ...  C8R24  są
tak  dobrane,  że  różnica  fazy  przebiegów  na
wyjściach A, B wynosi 90

o

. 

Rysunek  8 pokazuje  charakterystyki  fa−

zowe.  Linie  niebieska  i czerwona  pokazują
przesunięcie  fazy  obu  torów,  zmierzone  na
wyjściach A i B. Jak widać, dla najwyższych
częstotliwości  akustycznych  przekracza  ono
360

o

! Przesunięcie o 360

o

oznacza po prostu

opóźnienie sygnału o jeden okres, ale nie jest
to istotne w tym przypadku. Linia zielona na
rysunku  8  pokazuje  różnicę  fazy  między 
sygnałami wyjściowymi. Już ten rysunek po−
kazuje, że uzyskany wynik jest dobry.

Jak  pokazuje  w zbliżeniu rysunek  9,

dokładność przesuwnika jest wręcz rewe−
lacyjna. 

W

zakresie 

częstotliwości

78,3Hz...12,2kHz błąd przesunięcia fazy jest
mniejszy niż pół stopnia! Oczywiście warun−
kiem  uzyskania  takiej  precyzji  jest  zastoso−

wanie  identycznych  kondensatorów  (6,8nF)
oraz  rezystorów  o wartości  dokładnie  takiej
jak podano na schemacie. Przy zastosowaniu
elementów o tolerancji 1% należy liczyć się
z błędem fazy dochodzącym do 1,5 stopnia,
co i tak będzie znakomitym wynikiem. Oczy−
wiście można też zastosować rezystory i kon−
densatory o tolerancji 5% − wtedy błąd fazy
może przekroczyć 5 stopni, ale do mniej wy−
magających  zastosowań  taka  dokładność
z powodzeniem wystarczy.

Moduł mnożący

W urządzeniu  pracują  analogowe  układy

mnożące. Obecnie układy
takie  są  łatwo  dostępne,
ale jak wiadomo, są dość
drogie.  Pierwszy  próbny
model (z innym przesuw−
nikiem  fazowym)  został
wykonany  prawie  dzie−
sięć  lat  temu  i zawierał
układy mnożące Motoroli
MC1495,  kupione  oka−
zyjnie  na  warszawskim 
Wolumenie.  Potem  oka−
zało  się,  że  zakup  dal−
szych egzemplarzy kostek
MC1495  lub  MC1494
okazałby 

się 

zbyt 

kosztowny, więc przepro−
jektowano  układ.  Prze−
prowadzono próby nawet
z

krajową 

kostką

UL1042.  W proponowa−
nej wersji wykorzystywa−
ne  są  znane  od  dawna,
popularne  i tanie  kostki
Motoroli MC1496. Układ
MC1496  jest  modulato−
rem 

zrównoważonym

i przy niezbyt dużych sy−
gnałach  podawanych  na
„górne  piętro”  z powo−
dzeniem  pełni  rolę  ukła−
du  mnożącego.  Schemat
wewnętrzny 

kostki

MC1496  i wyprowadze−
nia  są  pokazane  na  ry−
sunku  10.  Sygnały  wej−
ściowe  (napięciowe)  po−
dawane są  na bazy tran−
zystorów 

„dolnych”

i „górnych”.  Po  ich  ana−
logowym 

pomnożeniu

sygnałem  wyjściowym
jest  prąd  kolektorów

„górnych” tranzystorów.

Pełny schemat modułu mnożącego poka−

zany jest na rysunku 11. Układ może być za−
silany  napięciem  symetrycznym  albo  poje−
dynczym.  W większości  przypadków  układ
będzie zasilany pojedynczym napięciem rzę−
du 12V i wtedy nie trzeba montować elemen−
tów C8, C9, C12, U5.

15

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rys. 10 Układ MC1496

Rys. 7 Przesuwnik fazy

Rys. 8 Charakterystyki fazowe

Rys. 9 Charakterystyki wypadkowe

MC1496

Rezystory  R1,  R32,

R2,  R3  tworzą  dzielnik
napięcia,  polaryzujący
układy mnożące i gene−
rator.

Wzmacniacze  opera−

cyjne  kostki  U3  pracują
w układzie  generatora
kwadraturowego.  Ele−
menty 

C5, 

C5,

R24...R29  wyznaczają
częstotliwość.  Dodatko−
wy rezystor R30 jest po−
trzebny,  żeby  generator
rozpoczął  pracę  po  włą−
czeniu  zasilania.  Rezy−
stor  R31  i dwie  diody
LED  ograniczają  ampli−
tudę 

generowanego

przebiegu,  zapobiegając
nasyceniu  wzmacniaczy.
Sygnały z wyjść wzmac−
niaczy kostki U3, wzaje−
mnie  przesunięte  o 90

o

,

są  doprowadzone  do
wejścia „dolnego piętra”
układów mnożących U1,
U2 (nóżki nr 1).

Do  wejścia  „górnego

piętra”  kostek  U1,  U2
(nóżki  nr  8)  przez  wej−
ścia  A,  B są  doprowa−
dzone  przesunięte  w fa−
zie sygnały audio z prze−
suwnika fazy. Warto zau−
ważyć, że sygnały te są stłumione przez dziel−
niki  R6,R8  oraz  RP5+R7,R9  ze  względu  na
dużą czułość „górnego piętra” kostek U1, U2.

Potencjometry  montażowe  PR1...PR4

umożliwiają symetryzację wszystkich stopni
układów  mnożących.  Potencjometr  PR5  po−
zwala dodatkowo wyeliminować rozrzut war−
tości elementów w obu układach mnożących.

Sygnały prądowe z wyjść kostek U1, U2

(nóżki  6)  są  sumowane  bezpośrednio  „na
drucie”.  Obciążeniem  nie  jest  jednak  poje−
dynczy rezystor, tylko lustro prądowe z tran−
zystorami  T1,  T2  i rezystorami  R20,  R21.
Dzięki obecności tego lustra, sygnał wyjścio−
wy uzyskuje się na rezystorze R22, dołączo−
nym  jednym  końcem  do  masy.  Elementy

C14,  R23  usuwają  składową  stałą  i na  wyj−
ściu,  w punkcie  D uzyskuje  się  przesunięty
w dziedzinie częstotliwości sygnał audio.

Ciąg dalszy za miesiąc.

Piotr Górecki

16

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rys. 11

Opisywany układ przeznaczony jest do kon−
troli czasu wystąpienia mówcy podczas wy−
kładu  czy  przemówienia.  Odlicza  czas:  mi−
nuty i sekundy. Maksymalna pojemność wy−
nosi 99 minut 59 sekund. Posiada także inne
praktyczne i  przydatne funkcje,.

W artykule opisane są dwie wersje timera.

Jedna z bardzo dużym wyświetlaczem (o wy−
sokości cyfr 57 i 38mm), druga z typowymi
wyświetlaczami  o

wysokości  cyfr  20

i 14mm.  Pokazany  na  fotografiach  prototyp
z wielkimi wyświetlaczami i dodatkowym ti−
merem kontrolnym umieszczonym w obudo−
wie zasilacza/sterownika, pracuje w Warsza−
wie w sali wykładowej przy ul. Szwedzkiej.

Opis układu

Rysunek  1 ilustruje  zasadę  działania  syste−
mu  kontroli  czasu  mówcy.  Timer,  a właści−
wie dwa timery, zaczynają liczyć czas od ze−
ra w górę po włączeniu napięcia zasilającego.
Mogą  być  w każdej  chwili  wyzerowane
przez wyłączenie zasilania na co najmniej se−
kundę.  Dodatkowo,  jeśli  w czasie  pracy  ob−
sługa zmieni biegunowość napięcia zasilają−
cego,  timery  będą  nadal  liczyć  czas,  ale
wskaźnik  będzie  migał,  wskazując  mówcy,
że już przekroczył przewidziany czas i powi−
nien szybko skończyć wystąpienie.

Przewidziano także możliwość lokalnego

zerowania głównego timera za pomocą wbu−
dowanego weń przycisku.

Rysunek  2 pokazuje  schemat  ideowy 

wersji  z mniejszymi  wyświetlaczami.  Pod−
stawą  konstrukcji  jest  popularny  „atmelek”
89C2051. Mostek prostowniczy D1...D4 jest
niezbędny, by układ pracował przy dowolnej
biegunowości napięcia zasilającego.

Uwaga!  Mimo  obecności  mostka  pro−

stowniczego,  układ  nie  jest  przystosowany
do zasilania napięciem zmiennym. Wskazuje
na to między innymi niewielka wartość kon−
densatora filtrującego C1. Za to kondensator
umieszczony  za  stabilizatorem  ma  wyjątko−
wo  dużą  wartość  470

µ

F.  Nietypowym  ele−

mentem  jest  także  rezystor  R1,  włączony
„bezproduktywnie”  między  szyny  zasilania.
Jest on niezbędny, by rozładować C3 do zera,
a tym samym zapewnić niezawodne zerowa−
nie nawet po krótkotrwałym wyłączeniu na−
pięcia  zasilania.  Drugim  sposobem  wyzero−
wania licznika jest naciśnięcie przycisku S1.
Program  wykryje  stan  niski  na  tej  nóżce
i wyzeruje stosowne rejestry.

Cztery  cyfry  wyświetlacza  pracują  oczy−

wiście  w trybie  multipleksowym.  Wykorzy−

stano wskaźniki LED ze wspólną anodą. Ze
względu na małą wydajność portów w stanie
wysokim,  tranzystory  T1...T4  są  konieczne,
by wysterować znacznym prądem anody wy−
świetlaczy. Ponieważ prąd anod jest dość du−
ży, zamiast popularnych BC558 zastosowano
małe „darlingtony” BC516 o większym prą−
dzie  dopuszczalnym.  Wydajność  prądowa
portu P1 w stanie niskim jest dość duża i wy−
nosi  20mA,  co  jednak  przy  takim  sposobie
sterowania  niestety  nie  wystarcza.  Dlatego
dodano tranzystory T5...T11. I tu zamiast po−
pularnych  BC558  wykorzystano  BC327
o większym  prądzie  kolektora.  Rezystory
R8...R14  decydują  o jasności  świecenia
wskaźników.

W wersji  podstawowej  diody  D7...D10

nie  będą  montowane  –  zamiast  nich  należy
wlutować zwory.

Elementy R7, D6, D6 pracują w obwodzie

kontroli biegunowości napięcia zasilającego.
W czasie normalnej pracy na punkt S trzeba
podać  dodatni  biegun  napięcia  zasilania.
Wtedy na końcówce P3.2 (nóżka 6) występu−
je stan wysoki, a timer normalnie zlicza i wy−
świetla czas.

Gdy  biegunowość  napięcia  podawanego

na punkty R, S zmieni się, na końcówce P3.2
pojawi  się  stan  niski.  Program  to  wykryje
i wyświetlacz  będzie  migać.  Dodatkowo,
w czasie  migania  jasność  segmentów  jest
dwukrotnie  większa,  przez  co  dodatkowo
zwraca uwagę mówcy. Zwiększanie jasności
zrealizowano  w sposób  programowy,  bo  ta−
kie rozwiązanie okazało się najprostsze.

Wersję z dużym wyświetlaczem, pokaza−

ną  na  fotografii  wstępnej  zrealizowano  we−
dług nieco innego schematu, pokazanego na
rysunku  3.  Jeden  segment  dużego  wyświe−
tlacza  zawiera  kilka  diod  LED  połączonych
w szereg, co oczywiście wymaga zastosowa−
nia napięcia zasilającego znacznie wyższego

17

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

##

##

Rys. 1

3

3

3

3

0

0

0

0

1

1

1

1

2

2

2

2

TT

TT

ii

ii

m

m

m

m

e

e

e

e

rr

rr

m

m

m

m

ii

ii

k

k

k

k

rr

rr

o

o

o

o

p

p

p

p

rr

rr

o

o

o

o

c

c

c

c

e

e

e

e

ss

ss

o

o

o

o

rr

rr

o

o

o

o

w

w

w

w

yy

yy

niż 5V. Próby wykazały, że napięcie zasilają−
ce  musi  wynosić  około  15V.  Ponieważ  mi−
kroprocesor  musi  nadal  być  zasilany  napię−
ciem około 5V, konieczne jest dodatnie czte−
rech 

tranzystorów 

pośredniczących

(T1...T4).  Konieczne  było  też  dodanie  czte−
rech  diod  D7...D10,  by  wyrównać  jasność
świecenia  wszystkich  wyświetlaczy.  Rzecz
w tym,  że  zastosowane  mniejsze  wskaźniki
sekund  mają  segmenty  zawierające  mniej
diod LED, niż większe wskaźniki minut. Bez
diod D7...D10  jasność  wyświetlaczy  sekund
byłaby  więc  znacznie  większa,  niż  wyświe−
tlaczy minut.

Inne obwody są identyczne, jak w wersji

z małymi wyświetlaczami.

Podczas  uruchomiania  i testów  modelu

pokazanego  na  fotografii  dały  o sobie  znać
specyficzne cechy  układu.  Na  pierwszy  rzut
oka  napięcie  zasilania  może  być  dowolnie
duże, a potrzebną jasność można uzyskać za
pomocą rezystorów R8...R14 o odpowiedniej
wartości. Okazało się jednak, że napięcie za−
silające  i spadek  napięcia  na  R8...R14  nie
mogą  być  zbyt  duże.  Podczas  pierwszych
prób  przy  napięciu  zasilania  powyżej
17V świeciły się słabo także segmenty, które
powinny  być  wyłączone.  Na  katodach  seg−
mentów  napięcie  było  na  tyle  wysokie,  że
tranzystory  T5...T11  przewodziły  lekko  na−
wet  wtedy,  gdy  na  ich  bazach  napięcie  było
równe +5V. Trzeba było zmniejszyć wartość

napięcia  zasilającego  wskaźniki  do  około
15V i zmniejszyć  wartości  rezystorów  do
22

Ω

, by uzyskać pożądaną jasność.

Program

Pełny  listing  programu  umieszczony  jest  na
stronie internetowej EdW. Program jest w su−
mie  prosty,  a plik  wynikowy  .bin  ma  tylko
619  bajtów.  Realizacja  jest  typowa:  wewnę−
trzny licznik Timer0 pracuje w trybie 2 i ge−
neruje przerwania podczas przepełnienia. Za−
stosowano kwarc o częstotliwości 8MHz, bo
taki akurat był pod ręką. Wewnętrzny dziel−
nik podaje na Timer0 przebieg o częstotliwo−
ści  fosc/12  czyli  w

tym  wypadku

0,666(6)MHz (okres wynosi 1,5

µ

s). Przebieg

ten  trzeba  podzielić  za  pomocą  Timera0
i liczników  programowych  przez  liczbę
666666 lub 666667 (drobna odchyłka nie ma
znaczenia.  Liczbę  666666  rozłożono  na
czynniki  pierwsze  i dobrano  częstotliwości
podziału  poszczególnych  liczników.  Timer0
powinien  pracować  z jak  największym
współczynnikiem podziału, by w czasie mię−
dzy kolejnymi przepełnieniami procesor zdą−
żył wykonać zaplanowane czynności. W try−
bie  2  maksymalny  współczynnik  podziału
wynosi  255,  a w proponowanym  układzie
wykorzystano  współczynnik  222.  Oznacza
to,  że  timer  generuje  przerwanie  co  333

µ

s

(222*1,5

µ

s)  czyli  z częstotliwością  3kHz.

Można byłoby tę częstotliwość wykorzystać
do sterowania wyświetlacza, ale śmiało moż−
na  pracować  przy  mniejszej  częstotliwości

i tym  samym  nieco  mniej  „męczyć”  tranzy−
story przełączające. Dlatego przebieg z time−
ra  jest  dzielony  przez  7  w programowym
liczniku  ze  zmienną  T333us,  co  daje  okres
ponad  2,331ms  i częstotliwość  nieco  mniej
niż  500Hz.  Każdy  cykl  pracy  licznika
T333us,  powoduje  obsłużenie  wyświetlacza
i oczywiście  zostaje  zliczony  w kolejnych
licznikach  programowych  ze  zmiennymi
T2ms (podział  przez  11)  i T25ms (podział
przez  39).  Licznik  T25ms przepełnia  się  co
jedną  sekundę  (teoretycznie  przy  kwarcu
o częstotliwości  idealnie  równej  8MHz  co
1,000001s czyli  z pomijalnym  błędem
0,0001%).  Nie  można  zastosować  jednego
prostego licznika w miejsce liczników T2ms
i T25ms,  bowiem  zmienne  są  jednobajtowe,
a wymagany  współczynnik  podziału  jest
większy niż 256 i wynosi 429.

Impulsy  sekundowe  z licznika  T25ms  są

zliczane przez liczniki jednostek i dziesiątek
sekund  i minut  (Jedsek,  Dziesek,  Jedmin,
Dziemin).

Przepełnienie licznika T333us, następujące

co  2,331ms,  powoduje  wykonanie  procedury
obsługi  wyświetlacza.  Zamieszczony  frag−
ment  listingu pokazuje niezbędne czynności.
Chodzi o to by kolejno zaświecać kolejne wy−
świetlacze  i prezentować  na  nich  zawartość
liczników sekund i minut. W danej chwili mo−
że  świecić  tylko  jedna  z czterech  cyfr  multi−
pleksowanego  wyświetlacza,  dlatego  na 
początku cyklu obsługi wyświetlacza wszyst−
kie  cyfry  są  wygaszane  przez  ustawienie

18

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rys. 2 Schemat ideowy wersji „małej”

na  liniach  P3.3...P3.7  stanu  wysokiego.  Do
sterowania  potrzebny  jest  licznik  „multiple−
ksowy”.  Do  obsługi  wyświetlacza  czterocy−
frowego  wystarczyłby  licznik  liczący  do  4
(0...3). Tu wykorzystano licznik Mux liczący
do ośmiu. Takie rozwiązanie umożliwia dwu−
krotne zwiększenie jasności w bardzo prosty
sposób  –  wystarczy  wykorzystać  stany  licz−
nika 4...7. Pomaga w tym zmienna pomocni−
cza Mux1.

Gdy  biegunowość  napięcia  zasilającego

jest „normalna”, do zmiennej Mux1 przepisy−
wana  jest  wartość  licznika  Mux.  W normal−
nym trybie wykorzystywane są stany licznika
Mux równe  0...3,  natomiast  gdy  stan  tego
licznika  wynosi  4...7,  nie  świeci  żaden  wy−
świetlacz.

Gdy natomiast na końcówce P3.2 pojawi

się  stan  niski,  zmienna  Mux1 zawiera  wy−
nik  dzielenia  bez  reszty  zawartości  Mux
przez  dwa.  Zwiększa  to  dwukrotnie  ja−
sność, bo wyświetlacz świeci także przy za−
wartości licznika Mux 4...7. Wskazanie ma
przy tym migać – realizuje to zmienna bito−
wa Wygasz. Gdy Wygasz ma wartość 1, pro−
gram  nie  zaświeca  żadnego  wyświetlacza.
Częstotliwość migania wyznacza licznik ze
zmienną  Migacz –  przepełnienie  tego  licz−
nika  cyklicznie  zmienia  wartość  zmiennej
bitowej Wygasz. W proponowanym progra−
mie licznik Migacz pobudzany co 2,331ms
liczy do 101, co daje częstotliwość migania
około 2Hz.

Jeśli  zmienna  Wygasz ma  wartość  0,  co

2,331ms  następuje  też  zmiana  wartości
zmiennych Mux i Mux1 oraz zaświecenie na−

stępnego  wyświetlacza.  Polecenie  Select 
Case sprawdza stan zmiennej Mux1 i zaświe−
ca jeden z wyświetlaczy, podając stan niski na
jedną  z końcówek  P3.3...P3.7.  Aby  wyświe−
tlacz pokazał odpowiednią cyfrę, do zmiennej
pomocniczej Wysw wpisywane jest zawartość
jednego z czterech liczników sekund bądź mi−
nut.  Wartość  zmiennej  Wysw nie  może  być
wyświetlona  wprost,  ponieważ  jest  to  liczba
dwójkowa.  Aby  zamienić  ją  na  znak

19

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rys. 3 Schemat ideowy wersji „JUMBO”

L

Liis

sttiin

ng

g 1

1

Set P3.7 : Set P3.5 : Set P3.4 : Set P3.3

Incr Mux
If Mux = 8 Then Mux = 0
Mux1 = Mux
If P3.2 = 0 Then

Mux1 = Mux \ 2 
Incr Migacz
If Migacz > 100 Then

Migacz = 0
Wygasz = Not Wygasz

End If

End If
If Wygasz = 0 Then

Select Case Mux1

Case 0:
Wysw = Jedsek
Reset P3.7
Case 1:
Wysw = Dziesek
Reset P3.5
Case 2:
Wysw = Jedmin
Reset P3.4
Case 3:
Wysw = Dziemin
Reset P3.3

End Select

End If

P1 = Lookup(wysw , Tabela)

Tabela:
Data 192 , 249 , 164 , 176 , 153 , 146 , 130 , 248 ,
128 , 144

zrozumiały  dla  człowieka,  należy  zaświecić
odpowiednie  segmenty  wyświetlacza.  Kon−
wersji  z postaci  dwójkowej  dokonuje  się
dzięki  poleceniu  Lookup.  Wartość  zmiennej
Wysw decyduje, która z liczb tabeli zostanie
wpisana  do  portu  P1.  Jeśli  przykładowo  bę−
dzie  wartość  0,  z tabeli  zostanie  pobrana
pierwsza  liczba  –  192.  192  to  dwójkowo
11000000, więc na wyświetlaczu zostaną za−
świecone  wszystkie  segmenty,  z wyjątkiem
segmentu g, czyli właśnie cyfra zero (pierw−
sza jedynka liczby 11000000 nie ma znacze−
nia, bo wyprowadzenie P1.7 jest wykorzysty−
wane  do  czego  innego).  Gdy  natomiast
zmienna Wysw przyjmie wartość 1, polecenie
Lookup wpisze do portu P1 liczbę 249, dwój−
kowo 11111001, co zgodnie z oczekiwaniami
zaświeci  tylko  segmenty  b,  c wyświetlacza,
czyli pokaże cyfrę 1.

Montaż i uruchomienie

Wersję mniejszą według schematu z rysunku 2
można  zmontować  na  jednostronnej  płytce
drukowanej,  pokazanej  na  rysunku  4.  Wła−
śnie taka płytka i komplet elementów wcho−
dzą w skład zestawu AVT−3012.

Płytka jest  dostosowana do obudowy Z14
Pomocą przy montażu może być fotogra−

fia.  Montaż  jest  klasyczny,  najpierw  warto

montować  elementy  najmniejsze,  potem  co−
raz  większe.  W modelu  pod  procesor  dano
podstawkę, pod wyświetlacze – nie. Przy bu−
dowie wersji według rysunku 2 nie powinny
wystąpić żadne niespodzianki – układ od ra−
zu powinien pracować poprawnie.

Uwaga! Układ powinien być zasilany na−

pięciem  9V z zasilacza  stabilizowanego.
W takim przypadku wystarczy mały stabiliza−
torek  78L05.  Przy  napięciu  niższym  niż
8,2V jasność  wyświetlacza  radykalnie  się
zmniejsza, natomiast przy napięciach powyżej
9V stabilizator U2 będzie się grzał i należało−
by go zastąpić silniejszą wersją 7805 w obu−
dowie TO−220, z ewentualnym radiatorkiem.

Nabywcy  zestawu  AVT−3012  otrzymają

zaprogramowany  mikroprocesor.  Inni  mogą
znaleźć program napisany w BASCOM−ie na
stronie internetowej EdW.

Przy testach modeli wypróbowano  różne

wyświetlacze i okazało się, że typowe dwu−
cyfrowe  wyświetlacze  LED  różnych  produ−
centów  mają  zdecydowanie  różną  spraw−
ność, a tym samym jasność przy danym prą−
dzie. Gdyby układ miał być zasilany z bate−
rii,  warto  postarać  się  o wyświetlacze
o podwyższonej jasności i zwiększyć wartość
rezystorów R8...R14.

Ciąg dalszy na stronie 21.

20

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Wykaz elementów

Wykaz elementów wersji małej 

wg rysunków 2, 4

Rezystory

R

R11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22kk

Ω

Ω

R

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

R

R33−R

R66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,33kk

Ω

Ω

R

R77  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..66,,88kk

Ω

Ω

R

R88−R

R1155  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100

Ω

Ω

Kondensatory

C

C11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200µµFF//2255V

V

C

C22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//1166V

V

C

C33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700µµFF//1155V

V

C

C44,,C

C55  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333ppFF

Półrzewodniki

D

D11−D

D44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44000011

D

D55,,D

D66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BA

ATT4433

D

D77−D

D1100  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44110077

D

DS

SP

P11,,D

DS

SP

P22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..w

wyyśśw

wiieettllaacczz oo w

wssppóóllnneejj aannooddzziiee

((w

wyyssookkoośśćć ccyyffrryy 2200m

mm

m)),, nnpp.. S

SA

A0088−1111EEW

WA

A 

D

DS

SP

P33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..w

wyyśśw

wiieettllaacczz ppooddw

wóójjnnyy oo w

wssppóóllnneejj aannooddzziiee

((w

wyyssookkoośśćć ccyyffrryy 1144m

mm

m)),, nnpp.. D

DA

A5566−1111EEW

WA

A 

TT11−TT44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C551166

TT55−TT1111  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C332277

U

U11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

ATT8899C

C22005511

U

U22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7788LL0055

Inne

S

S11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..µµssw

wiittcchh

X

X11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..kkw

waarrcc 88M

MH

Hzz

Wykaz elementów wersji dużej 

wg rysunków 3, 5

Rezystory

R

R11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22kk

Ω

Ω

R

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

R

R33−R

R66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,33kk

Ω

Ω

R

R77  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..66,,88kk

Ω

Ω

R

R88−R

R1144  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222

Ω

Ω

Kondensatory

C

C11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200µµFF//2255V

V

C

C22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//1166V

V

C

C33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700µµFF//1177V

V

C

C44 C

C55 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333ppFF

Półprzewodniki

D

D11−D

D44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44000011 

D

D55 D

D66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BA

ATT4433

D

D77−D

D1100  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44110077

TT1122−TT1155  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C555588

TT11−TT44 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C551166

TT55−TT1111  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C332277

U

U11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..A

ATT8899C

C22005511

U

U22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7788LL0055

Inne

S

S11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..µµssw

wiittcchh

X

X11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..kkw

waarrcc 88M

MH

Hzz

D

DS

SP

P11,,D

DS

SP

P22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..w

wyyśśw

wiieettllaacczz oo w

wssppóóllnneejj aannooddzziiee 

((w

wyyssookkoośśćć ccyyffrryy 5577m

mm

m )),, nnpp.. S

SA

A2233−1111EEW

WA

A ffiirrm

myy K

Kiinnggbbrriigghhtt

D

DS

SP

P33,, D

DS

SP

P44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..w

wyyśśw

wiieettllaacczz oo w

wssppóóllnneejj aannooddzziiee 

((w

wyyssookkoośśćć ccyyffrryy 3388m

mm

m)),, nnpp.. S

SA

A1155−1111EEW

WA

A ffiirrm

myy K

Kiinnggbbrriigghhtt

Komplet podzespołów z płytką i obudową Z14 jest dostępny w sieci handlowej

AVT jako kit szkolny AVT−3012

Rys. 4

Rys. 5

Wersja  z dużymi  wyświetlaczami  może  być  zrealizowana  według

rysunku 1, 3 z wykorzystaniem płytki pokazanej na rysunku 5. Przy
zastosowaniu  dwu  57−milimetrowych  czerwonych  wyświetlaczy
SC23−11EWA oraz dwu 38−milimetrowych czerwonych wyświetlaczy
SC15−11EWA − firmy King−bright − napięcie zasilania powinno wyno−
sić  około  15V.  Rozkład  wyprowadzeń  wielu  różnych  wyświetlaczy
LED podany był w EdW 05/2001 na stronach 41,42 i 84. Wyświetla−
cze  wlutowane  w płytkę  uniwersalną  i sterownik  wg  rysunków  3,  5
umieszczono w obudowie.

W “dużym” modelu pokazanym na fotografii wstępnej kontrolny ti−

mer  z małym  wyświetlaczem  wbudowano  w obudowę  sterownika,
gdzie umieszczono też zasilacz i przełączniki. Układ timera kontrolne−
go zrealizowano wprawdzie na płytce z rysunku 5, ale układ połączeń
odpowiada  rysunkowi  2.  Ze  względu  na  duże  napięcie  zasilania,  ko−
nieczne  okazało  się  zastosowanie  stabilizatora  U2  7805  w obudowie
TO−220. Pracą obu timerów sterują dwa przełączniki: jeden załącz/wy−
łącz, drugi zmieniający biegunowość zasilania.

Piotr Górecki

21

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

22

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Think  It,    Design  It,  Build  It!  (dewiza  firmy
ALTIUM)

Chciałbym rozpocząć ten artykuł w dość nie−
typowy sposób. Zaczniemy od mini konkur−
su, podobnego w charakterze do podobnych
akcji realizowanych ostatnio w naszych prze−
intelektualizowanych mediach. Będzie to coś
w rodzaju:  „Jakie  miasto  jest  stolicą  Polski:
A) Zalesie Górne, B) Zalesie Dolne, C) War−
szawa. Zadzwoń i wygraj 10 zł!” 

Popatrzmy  zatem  na rysunki  1 i 2.  Na

pierwszym z nich przedstawiony zastał sche−
mat układu elektronicznego. Jest nim projekt
programatora  „quasi  ISP”  przeznaczonego
dla wszystkich procesorów z familii '51. Za−
sada  działania  układu  jest  dość  prosta,  ale
rozwiązanie układowe bardzo skomplikowa−
ne,  głównie  ze  względu  na  zastosowanie
znacznej ilości elektronicznych kluczy prze−
łączających. Sieć połączeń jest tak rozbudo−
wana, że narysowanie schematu „klasyczny−
mi”  metodami  było  całkowicie  niemożliwe
i musiałem  na  rysunku  stosować  wyłącznie
połączenia typu BUS. Ten schemat to praw−
dziwy koszmar senny dla projektanta obwo−
dów drukowanych! 

Ten właśnie koszmar ziścił się na rysun−

ku 2, przedstawiającym gotową płytkę obwo−
du drukowanego, wykonaną według schema−
tu z rysunku 1. Płytka została oczywiście za−
projektowana  na  laminacie  dwustronnym
z metalizacją otworów, dokładnie sprawdzo−
na  na  zgodność  ze  schematem,  a nawet  już
wykonana fizycznie. Nie stwierdzono jakich−
kolwiek nieprawidłowości w działaniu ukła−
du,  którego  opis  zostanie  zamieszczony
w jednym z najbliższych numerów Elektroni−
ki Praktycznej. A teraz pytanie:

Ile  czasu  zajęło  zaprojektowanie  płytki

obwodu drukowanego:

A) 3 dni
B) kilkadziesiąt sekund
C) całą noc

Odpowiedź  na  pytanie  znajduje  się

w dalszej części artykułu. 

Wraz z kończącym się XX−tym stuleciem

na łamach Elektroniki dla Wszystkich nastą−
pił  wielki  przełom:  w kolejny  wiek  weszli−
śmy  wyposażeni  w narzędzia  i umiejętności
odpowiednie dla nadchodzących czasów. Za−
poznaliśmy się z zasadami projektowania sy−
stemów  mikroprocesorowych,  zdobyliśmy
potrzebne  do  tej  pracy  narzędzia  programo−
we  i sprzętowe.  Sądzę,  że  obecnie  każdy
Czytelnik  EdW potrafi,  jeżeli  oczywiście
chce  tego,  zaprojektować  i zaprogramować
praktycznie  każdy  system  mikroprocesoro−
wy. Warto by jednak uczcić w należyty spo−
sób  nie  tylko  koniec  ubiegłego  stulecia,  ale
i początek  nowego,  tak  niestety  tragicznie
rozpoczętego  wieku.  Warto  by  było  zrobić
coś  wielkiego,  dokonać  kolejnego  przełomu
i na  zawsze  zerwać  z pewnymi  nawykami,
być  może  odpowiednimi  dla  raczkujących
amatorów, a nie dla Młodych Konstruktorów,
jakimi jesteście. Pomysł tej nowej akcji przy−
szedł mi do głowy nieco za późno: przełomo−
wy rok 2001 już się skończył. 

Nie  ulega  wątpliwości,  że  projektowanie

i konstruowanie  nowych  układów  elektro−
nicznych jest pracą twórczą i jak każda taka
praca  wymaga  odpowiedniego,  w miarę
komfortowego  środowiska  narzędziowego.
Nie jest wygodnie pisać nowe dzieła siedząc
na niewygodnym zydlu, skupiając całą uwa−
gę  na  problemach  związanych  z utrzyma−
niem na nim równowagi, a nie na treści pisa−
nego utworu. Ktoś może powiedzieć, że Sha−
kespeare  napisał  swoje  dramaty  posługując
się  prymitywnym  gęsim  piórem  i wcale  nie
przeszkodziło  mu  to  stać  się  najwybitniej−

szym  dramaturgiem  wszechczasów.  Tak,  ale
była to inna epoka i wspomniane gęsie pióro
było  wtedy  najdoskonalszym  znanym  urzą−
dzeniem  służącym  do  przelewania  myśli  na
papier. Sądzę, że gdyby mistrz elżbietańskie−
go  dramatu  żył  w naszych  czasach,  to  bez
wahania  posłużyłby  się  nowoczesnym  kom−
puterowym edytorem tekstowym. 

Zastanówmy się teraz, jaką drogę musimy

przebyć  w celu  osiągnięcia  ostatecznego  re−
zultatu,  jakim  będzie  nowe,  skonstruowane
według  naszych  założeń  urządzenie  elektro−
niczne.  Oczywiście,  pierwszym  i chyba  naj−
ważniejszym  etapem  pracy  jest  sam  pomysł
na  nowy  układ.  Jakiekolwiek  wspomaganie
tego etapu naszej działalności jest w zasadzie
niemożliwe.  Potrzebna  jest  po  prostu  „iskra
Boża”,  którą  albo  się  posiada,  albo  nie.  Jed−
nak  nie  wymyślimy  koncepcji  nowego  urzą−
dzenia elektronicznego oddając się intelektu−
alnej  kontemplacji  w samym  środku  bezlud−
nej  wyspy.  Musimy  uważnie  obserwować
otoczenie, zwracać uwagę na problemy z jaki−
mi ludzie spotykają się w codziennym życiu,
a także,  co  bardzo  ważne:  bacznie  obserwo−
wać poczynania innych konstruktorów i firm
produkujących  urządzenia  elektroniczne.
Bezcenną  pomocą  może  być  na  tym  etapie
pracy Internet, w którym zgromadzona zosta−
ła cała gigantyczna kopalnia informacji o in−
teresującym  nas  temacie.  Możemy  znaleźć
tam  nie  tylko  idee  nowych  urządzeń,  ale
i konkretne  rozwiązania  układowe.  Może
odejdę nieco od głównego tematu, ale chciał−
bym  przy  okazji  przestrzec  Was  przed  zbyt
bezkrytycznym podejściem do informacji za−
wartych  na  stronach  internetowych.  Internet
w założeniu jest środowiskiem doskonale de−
mokratycznym i każdy ma tam prawo głosu.
Publikacje nie podlegają jakiejkolwiek cenzu−
rze (i bardzo dobrze), ale także ich rzetelność

P

P

P

P

rr

rr

o

o

o

o

tt

tt

e

e

e

e

ll

ll

###

###

To  kolejna  wielka  inicjatywa  Zbyszka
Raabe. To On zaplanował serię artyku−
łów o Protelu − najważniejszym obecnie
programie  do  projektowania  obwodów
drukowanych.  Zdążył  napisać  ten
pierwszy artykuł. Ale dokończymy Jego
dzieło.

Redakcja

nie  jest  w żaden  sposób  weryfikowana. 
Nigdzie  jeszcze  chyba  nie  opublikowano  ta−
kich  steków  bzdur,  nieprecyzyjnych  opisów
i schematów, które nie mają prawa działać na−
wet  na  papierze,  jak  na  stronach  interneto−
wych.

Załóżmy,  że  mamy  już  gotowy  pomysł

nowego urządzenia elektronicznego. Następ−
nym etapem pracy będzie określenie, jakimi
metodami  zrealizujemy  nasz  pomysł.  Musi−
my rozstrzygnąć czy projektowany układ zo−
stanie wykonany w technice analogowej, cy−
frowej, czy mieszanej. Zastanowimy się, czy
do realizacji naszego pomysłu wykorzystamy
nowoczesny  procesor,  czy  też  może  wystar−
czy zastosować tylko parę tranzystorów. Ten
etap  pracy  musi  być  poparty  rozeznaniem
rynku podzespołów elektronicznych, a także
analizą cen oferowanych przez producentów
podzespołów elektronicznych. Tu także bez−
cenną pomocą okaże się Internet, z tym że in−
formacje podawane na stronach producentów
podzespołów  są  zwykle  (niestety,  nie  za−
wsze) rzetelne. 

Po  przejściu  przez  opisane  etapy  pracy

przystępujemy  wreszcie  do  najważniejszej
czynności,  jaką  będzie  zaprojektowanie  no−
wego układu elektronicznego. Przez „zapro−
jektowanie” rozumiem zarówno opracowanie
konkretnego  schematu  elektrycznego  jak
i płytki obwodu drukowanego nowego urzą−
dzenia.  Na  tym  etapie  pracy  jakakolwiek
działalność nie wspomagana przez komputer

23

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rys. 1 Schemat ideowy

Rys. 2 Schemat montażowy

nie  ma  w obecnych  czasach  najmniejszego
sensu.

Komputerowe  wspomaganie  projektowa−

nia  układów  elektronicznych  jest  jedną
z pierwszych dziedzin działalności konstruk−
torskiej, która została opanowana przez kom−
putery  osobiste.  Pierwsze  programy  do  pro−
jektowania  płytek  obwodów  drukowanych
powstały  już  na  komputerach  ośmiobito−
wych,  np.  na  legendarnym  COMMODORE
C64. Pamiętam jeszcze taki edytor: Nazywał
się Platine, albo jakoś podobnie i jak na tam−
te czasy działał wręcz  rewelacyjnie.  Była  to
jednak  bardziej  zabawka  niż  program  CAD
i pora na komputerowe wspomaganie projek−
towania układów elektronicznych nastała do−
piero wraz z erą komputerów klasy PC.

Jednym  z pierwszych  programów  CAD

przeznaczonym  dla  elektroników,  który  zy−
skał sobie ogromną i trwającą po dziś dzień
popularność  był  ORCAD.  Był  to  program
napisany wręcz genialnie i jak na tamte cza−
sy  (DOS!)  niezwykle  wygodny  w użyciu.
Jednak dołączany do niego edytor płytek ob−
wodów  drukowanych  był,  najoględniej
mówiąc  produktem  „nieco”  nieudanym.
Szybko więc został zastąpiony przez współ−
pracujące z ORCAD−em programy takie jak
SMARTWORK,  a później  słynny  AUTO−
TRAX.  Przez  wiele  lat  sytuacja  była  dość
stabilna:  większość  konstruktorów  opraco−
wywała schematy w środowisku ORCAD−a,
„przesiadając  się”  w celu  zaprojektowania
płytki PCB do AUTOTRAX−a. Jednak opra−
cowywanie nowej konstrukcji w dwóch, ob−
cych sobie środowiskach miało właściwie sa−
me  wady.  Miało  się  do  wyboru  dwie  drogi:
albo  rezygnować  z automatycznego  spraw−
dzania  poprawności  połączeń  i sprawdzać
wykonaną pracę wyłącznie „na oko”, lub do−
konywać niezmiernie skomplikowanych ma−
nipulacji związanych z generacją netlist, ich
niejednokrotnie  kilkukrotnej  konwersji  i in−
nymi  szykanami  wynikającymi  z braku  jed−
nolitego środowiska projektowego. 

Najwyższy  czas  skończyć  już  z prymi−

tywnymi  metodami  stosowanym  tak  przy
edycji schematów jak i podczas projektowa−
nia płytek obwodów drukowanych. 

Zadaniem,  które  sobie  postawiłem  jest

wprowadzenie  Czytelników  EdW w nowy
świat, świat zintegrowanego środowiska pro−
jektowego  umożliwiającego  wykonywanie
wszystkich  czynności  związanych  z projek−
towaniem  nowego  układu  elektronicznego.
Kluczem  do  tego  nowego  świata  jest  pakiet
CAD o nazwie PROTEL, produkt firmy AL−
TIUM.

Mogę już teraz odpowiedzieć na pytanie,

zadane na początku tego artykułu: płytka zo−
stała  zaprojektowana  w czasie  zgodnym
z odpowiedzią B, a dokładnie w ciągu 87 se−
kund. Tyle bowiem czasu potrzebował auto−
router  zawarty  w pakiecie  PROTEL na  wy−
konanie  miliardów  obliczeń,  przeprowadze−

nie  tysięcy  skorygowanych  następnie  połą−
czeń i ostateczne wykończenie projektu płyt−
ki. W czasie kiedy ja spokojnie popijałem so−
bie  kawę,  komputer  wykonał  gigantyczną
pracę  będącą  odpowiednikiem  wielogodzin−
nej lub nawet wielodniowej pracy wykwalifi−
kowanego  projektanta  obwodów  drukowa−
nych. Tak naprawdę, to Protel wykonywał tę
płytkę wielokrotnie. Po wykonaniu części za−
dania, projekt „przestawał się podobać” auto−
routerowi,  był  kasowany  a program  rozpo−
czynał  pracę  od  początku.  Obserwacja  na
monitorze  pracy  autoroutera  jest  po  prostu
fascynująca! 

Równie  ciekawym  zajęciem  jest  sady−

styczne  pastwienie  się  nad  Protelem.  Jeżeli
program  wykona  projekt  płytki  drukowanej
w sensownym  czasie,  to  zawsze  warto
sprawdzić, czy ta płytka aby nie mogłaby być
mniejsza.  Ściskamy  wtedy  trochę  elementy
na płytce i każemy rozpocząć projektowanie
płytki od początku. Po kilku takich zabiegach
i pojawieniu  się  komunikatu  o niemożności
przeprowadzenia jakiegoś połączenia z kom−
putera  aż  dym  leci,  a my  mamy  całkowitą
pewność,  że  przedostatnia  wersja  płytki  jest
najmniejszą z możliwych. Tak, Protel to na−
prawdę potężne narzędzie i jestem absolutnie
pewien, że w Waszych rękach zdziała praw−
dziwe cuda. 

Muszę  Wam  powiedzieć,  że  gdyby  nie

Protel, to układ programatora w ogóle by nie
powstał.  Jego  wykonanie,  ze  względu  na
ogromny  nakład  pracy  potrzebnej  do  zapro−
jektowania  płytki  PCB  nie  miałoby  ekono−
micznego uzasadnienia. 

Praca z autorouterem ma jeszcze jedną za−

letę, która czasami staje się też wadą. Niejed−
nokrotnie, już po wykonaniu projektu płytki,
a nawet  po  przetestowaniu  prototypu  przy−
chodzą  nam  do  głowy  nowe  pomysły,  udo−
skonalenia,  które  jednak  wymagają  zmiany
połączeń na płytce. Niejednokrotnie, po pro−
stu nie chce nam się tego robić. To oczywi−
ste: jeżeli zdamy sobie sprawę, że aby wpro−
wadzić te zmiany musielibyśmy przeprojek−
towywać całą płytkę, to trudno zmusić się do
takiej  pracy,  szczególnie  jeżeli  układ  działa
i tak w miarę poprawnie. Podczas pracy z au−
torouterem takie uwarunkowania nie istnieją.
Nie  jest  nawet  najmniejszym  problemem
usunięcie wszystkich ścieżek z płytki i wpro−
wadzenie zmian na schemacie, które automa−
tycznie  zostaną  przeniesione  do  projektu
płytki.  Kosztuje  to  minimalną  ilość  czasu,
a całą pracę wykona, nawet dziesiątki razy za
nas komputer. 

Czym  właściwie  jest  ten  PROTEL,

o którym  z pewnością  już  wielokrotnie  sły−
szeliście?  Jest  to  zintegrowane  środowisko
programowe  służące  do  wykonania  wszyst−
kich  czynności  związanych  z projektowa−
niem  nowego  urządzenia  elektronicznego.
Pakiet PROTEL w wersji podstawowej, czy−
li tej, z którą na początku będziemy mieli do

czynienia  składa  się  z następujących,  ściśle
ze sobą powiązanych modułów:

1. Edytor schematów. Program ten umoż−

liwia  narysowanie  schematu  dowolnego
urządzenia  elektronicznego,  bez  jakichkol−
wiek  ograniczeń  co  do  ilości  użytych  ele−
mentów czy połączeń. Wyraziłem się trochę
nieprecyzyjnie:  zamiast  „rysowanie”  sche−
matu powinienem napisać „tworzenie jedne−
go z podstawowych elementów bazy danych,
jaką  jest  schemat”.  W rzeczywistości  bo−
wiem podczas „rysowania” schematu jest au−
tomatycznie  tworzony  zestaw  informacji
o użytych elementach, ich obudowach wyko−
rzystywanych na płytce obwodu drukowane−
go  i sposobie  ich  połączenia  ze  sobą.  Protel
wyposażony  jest  w biblioteki,  zawierające
praktycznie wszystkie (z szokującymi wyjąt−
kami,  o czym  dalej)  elementy  elektroniczne
produkowane obecnie na Świecie. Jest to gi−
gantyczna baza danych, której zasoby wykra−
czają  znacznie  ponad  potrzeby  nawet  za−
awansowanego konstruktora. 

2. Edytor  elementów  bibliotecznych,  za

pomocą  którego  możemy  zmieniać  wygląd
i właściwości elektryczne elementów dostar−
czonych  w „fabrycznych”  bibliotekach  Pro−
tela. Możemy także tworzyć nowe elementy,
co niekiedy jest niezmiernie ważne. Było dla
mnie wielkim zaskoczeniem, że w tak rozbu−
dowanych bibliotekach nie znalazłem w swo−
im  czasie  elementów  takich,  jak  ...  po−
wszechnie  znane  procesory  firmy  ATMEL.
Na  szczęście  dodanie  do  bibliotek  potrzeb−
nych elementów nie zajęło mi więcej niż kil−
kanaście minut! Niemniej, przygotowanie bi−
bliotek  do  pracy  zajmie  nam  w przyszłości
trochę czasu. Pamiętajcie: dobry schemat to
także  estetycznie  narysowany  schemat
i warto będzie poświęcić trochę czasu na do−
pracowanie  wyglądu  elementów  bibliotecz−
nych tak, aby zadawalały one także nasze po−
czucie  estetyki.  Czasy  schematów  niechluj−
nie  nabazgranych  na  kartkach  z zeszytu  za−
kończyły się bezpowrotnie! 

3. Kolejnym  blokiem  zawartym  w pakie−

cie  programowym  Protel  jest  edytor  płytek
obwodów  drukowanych  wraz  z jego  chyba
najatrakcyjniejszym  elementem:  autoroute−
rem.  Musimy  pamiętać,  że  edytory  schema−
tów i płytek są ze sobą związane „na śmierć
i życie” i właściwie nie mogą istnieć bez sie−
bie  nawzajem.  Każda  zmiana  wprowadzana
na schemacie jest natychmiast przekazywana
do części bazy danych zawierającej informa−
cje o płytce PCB. I odwrotnie: zmiany wpro−
wadzane  na  płytce  będą  uwzględniane  także
na  schemacie.  A teraz  to,  co  chyba  najważ−
niejsze:  w Protelu  nie  musimy  generować
jawnie  netlisty  ponieważ  jest  ona  tworzona
automatycznie w momencie przejścia od edy−
cji schematu do projektowania płytki PCB. Ta
lista jednak istnieje i program cały czas kon−
troluje zgodność połączeń na płytce z danymi
zawartymi na schemacie. A zatem, obojętne

24

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

czy  posługujemy  się  autorouterem  czy 
wykonujemy  płytkę  ręcznie,  powstanie 
jakichkolwiek  rozbieżności  pomiędzy
schematem  a płytką  jest  ABSOLUTNIE
NIEMOŻLIWE, w właściwie jego powsta−
nie wymaga ogromnego nakładu złej woli
ze strony projektanta! 

4. Modułem wchodzącym w skład edytora

płytek  PCB  wartym  dodatkowego  komenta−
rza  jest  wspominany  już  wielokrotnie  auto−
router.  Umożliwia  on  automatyczne  i całko−
wicie  bezbłędne  zaprojektowanie  płytki  ob−
wodu  drukowanego,  zgodnie  z dyrektywami
narzuconymi  programowi  przez  projektanta.
Autorouter  Protela  odznacza  się  wyjątkową
sprawnością.  Przeprowadziłem  dziesiątki  te−
stów obserwując jego działanie i z całą odpo−
wiedzialnością mogę stwierdzić, że człowiek
nie jest w stanie wykonać płytki lepiej, niż ro−
bi  to  ten  program  komputerowy.  Jak  dotąd
nigdy nie udało mi się ulepszyć wyników pra−
cy autoroutera, nawet w przypadku projekto−
wania obwodów jednowarstwowych. Wbrew
pozorom wykonanie płytki jednowarstwowej
jest  znacznie  trudniejsze  niż  dwu  i wielo−
stronnej  i większość  popularnych  autoroute−
rów nie radzi sobie z tym problemem. 

5.  Do  wykonywania  płytki  obwodu  dru−

kowanego  wykorzystywane  są  gotowe  ele−
menty, tzw. obudowy zawarte w licznych bi−
bliotekach  dodawanych  do  pakietu  Protel.
Podobnie  jak  w przypadku  symboli  biblio−
tecznych wykorzystywanych przy tworzeniu
schematów, obudowy zawarte w tych biblio−
tekach możemy dowolnie modyfikować, do−
dawać nowe i usuwać niepotrzebne. Możemy
także stworzyć własne biblioteki dostosowa−
ne do wymagań producenta płytek, z którym
współpracujemy  a także  do  naszych  wyma−
gań estetycznych.

To, co napisałem nie jest bynajmniej peł−

nym  opisem  funkcji  Protela.  Jest  to  jedynie
skrótowa  informacja,  której  zadaniem  jest
pobieżne zaznajomienie Was z możliwościa−
mi uproszczonej wersji tego pakietu. Pozwo−
li  to  Wam  na  podjęcie  decyzji,  czy  w ogóle
warto  zajmować  się  tym  programem.  Sądzę
jednak, że już podjęliście „jedyną właściwą”
decyzję ...

Jak i skąd „zdobyć” 
pakiet Protel?

Odpowiedź na to pytanie jest pozornie bardzo
prosta: wystarczy nawiązać kontakt z dystry−
butorem firmy ALTIUM działającym na tere−
nie Polski (http://www.evatronix.com.pl) i za−
kupić  potrzebne  nam  oprogramowanie.
Transakcji  możemy  dokonać  błyskawicznie,
nawet korzystając wyłącznie z Internetu i pła−
cąc kartą kredytową. Musimy tylko przygoto−
wać  sobie  potrzebną  sumkę  pieniędzy,  która
wynosi  ...  no,  zgadnijcie,  ile?  Odpowiem  na
to  pytanie,  jeżeli  wszyscy  usiądziecie  wygo−
dnie  aby  uniknąć  upadku  przy  ewentualnym
omdleniu. A zatem koszt nabycia pakietu Pro−

tel  w  pełnej  wersji  wynosi  7,995USD!  Nie,
nie jest to błąd w druku: pakiet Protel kosztu−
je prawie osiem tysięcy dolarów, czyli ponad
trzydzieści  dwa  tysiące  złotych.  Ta  cena  nie
powinna nikogo dziwić, ponieważ wszystkie
programy  typu  CAD,  przeznaczone  w zało−
żeniu  dla  niewielkich  grup  zamożnych
odbiorców,  czyli  firm  zajmujących  się  pro−
jektowaniem i produkcją dóbr materialnych,
są z zasady bardzo kosztowne. No i po co te
kpiny? 
Rzeczywiście,  trochę  Was  podpuściłem
i wprawiłem  w minorowy  nastrój.  Jednak
miałem w tym pewien cel. Tu mała dygresja.
Elektronika  jest  specyficzną  dziedziną  tech−
niki, w której granica pomiędzy hobbystami
a profesjonalistami  jest  wyjątkowo  płynna,
a nawet czasami praktycznie niezauważalna.
Ponadto, każdy elektronik był kiedyś hobby−
stą. Nie można zostać elektronikiem na zasa−
dzie  wyboru  zawodu  po  maturze,  zasta−
nawiając  się  jaki  kierunek  studiów  mamy
obrać: „Może pójdę na prawo, może na filo−
zofię, no a może na elektronikę?”. Elektroni−
kiem  trzeba  się  urodzić,  od  dziecka  zajmo−
wać się majsterkowaniem na coraz wyższym
poziomie,  a studia  na  Wydziale  Elektroniki
będą  jedynie  uwieńczeniem  procesu  kształ−
cenia. Firma Protel doskonale zdawała sobie
sprawę z tej sytuacji i udostępniła pełną we−
rsję Protela wszystkim tym, którzy zechcą się
zapoznać z tym programem. Trialowa wersja
Protela  nie  posiada  żadnych  ograniczeń
z wyjątkiem jednego: na danym komputerze
będzie działać tylko przez miesiąc. Po upły−
wie tego terminu Protel nieodwołalnie prze−
staje działać, nie pomaga nawet ponowne je−
go instalowanie czy też naiwne sztuczki po−
legające  na  zmianie  ustawień  zegara  syste−
mowego.

Nie  czujcie  się  jednak  zawiedzeni.  Mie−

siąc  to  30  dni  czyli  720  godzin.  Przez  ten
czas można bardzo wiele zrobić, szczególnie
jeżeli przygotujemy sobie szczegółowy plan
działania  i listę  projektów,  jakie  będziemy
mieli zamiar wykonać. Ponadto, jeżeli mamy
kolegę,  który  także  zajmuje  się  elektroniką
i posiada  komputer,  to  możemy  przedłużyć
działanie  Protela  instalując  go  kolejno  na
dwóch lub więcej komputerach. W takim po−
stępowaniu  nie  będzie  nic  nielegalnego  ani
nawet  nieetycznego:  przecież  Wasze  postę−
powanie  jest  najlepszą  reklamą  pakietu,
z którego  korzystacie.  Podobnie  mogą
przedłużyć działanie Protela uczniowie Tech−
ników  Elektronicznych  działający  w szkol−
nych pracowniach komputerowych.

A co ma zrobić zwykły, szeregowy, dzia−

łający  w pojedynkę  hobbysta?  Po  pierwsze,
dobrze  zorganizować  sobie  pracę  tak,  aby
maksymalnie wykorzystać te 30 dni. Musimy
też pamiętać, aby przed upływem wyznaczo−
nego terminu zarchiwizować wykonane pra−
cę w plikach o formacie innym, niż stosowa−
ny  przez  pakiet  Protel.  Niedopełnienie  tego

warunku  może  spowodować  utratę  dostępu
do  naszych  danych,  a w konsekwencji  ko−
nieczność ponownej instalacji systemu WIN−
DOWS poprzedzonej formatowaniem dysku
i ponownego instalowania Protela.
Miłość  do  Protela  (całkowicie  uzasadniona
i zawsze odwzajemniona) przybiera czasami
dziwne  formy.  Nie  wspomnę  o crackach,
które przedłużają działanie programu w nie−
skończoność. Mogę za to opowiedzieć Wam
anegdotkę o śmiesznym facecie, który tak za−
kochał  się  w tym  programie,  że  postanowił
nawet zakupić dla niego osobny dysk twardy.
Dysk  jest  całkiem  malutki,  coś  około  1GB,
czyli  obecnie  o wartości  złomu  komputero−
wego.  Na  tym  dysku  instaluje  sobie  system
Windows  i Protela,  gromadząc  dane  i pozo−
stałe  programy  na  „porządnym”  dysku
60GB.  Nieszczęśnik  ten,  aby  nie  rozstawać
się  z ulubionym  programem  co  miesiąc  for−
matuje twardy dysk i instaluje na nim od no−
wa system i Protela, marnując na te czynno−
ści prawie godzinę. Śmieszne, prawda?

Przejdźmy  jednak  do  konkretów:  w jaki

sposób  można  stać  się  posiadaczem  pakietu
Protel w wersji 30 dniowej? W chwili, kiedy
piszę ten artykuł do zdobycia wymarzonego
oprogramowania  konieczny  jest  dostęp  do
Internetu, chociażby chwilowy oraz posiada−
nie skrzynki pocztowej e−mail. W najlepszej
sytuacji  będą  Ci,  którzy  posiadają  jakiekol−
wiek stałe łącze, np. SDI czy ISDN.

Plik instalacyjny Protela w wersji podsta−

wowej ma objętość ok. 25MB, pliki bibliotek
ok. 24MB, a Service Pack6, którego instala−
cja  jest  zalecana  przez  producenta  także  ok.
10MB. Razem daje do blisko 60MB danych
do ściągnięcia. Jeżeli do ściągnięcia potrzeb−
nych plików mamy zamiar wykorzystać stałe
łącze, do którego mamy dostęp w pracy czy
w szkole, to musimy przemyśleć jeszcze jed−
ną sprawę. Ściągnięte pliki będą miały znacz−
ną  objętość  i ich  przetransportowanie  na
komputer domowy może być bardzo trudne.
Objętość tych plików uniemożliwia przenie−
sienie  ich  na  nasz  komputer  za  pośrednic−
twem dyskietek.

Wpisujemy  zatem  adres:  www.protel.com

i po chwili znajdujemy się już o parę kroków od
zaopatrzenia się w potrzebne oprogramowanie.

Klikamy  na  opcję  „Trial  Protel  99  SE”.

Mamy  do  wyboru  dwie  możliwości:  zosta−
niemy  zapytani,  czy  mamy  zamiar  ściągnąć
sobie potrzebny plik bezpośrednio z Interne−
tu,  czy  też  zamówić  wersję  próbną  Protela
dystrybuowaną  na  dysku  CDROM.  Płyty
CDROM  wysyłane  są  pocztą  przez  firmę
ALTIUM  całkowicie  za  darmo,  producento−
wi wystarcza fakt zainteresowania jego pro−
duktem.

Klikamy na wybraną opcję, co powoduje

wyświetlenie  kolejnej  strony  z formularzem
rejestracyjnym,  który  musimy  starannie  wy−
pełnić.  Wypełnienie  formularza  do  niczego
nas  nie  zobowiązuje,  podawane  informacje

25

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

będą  przez  firmę  ALTIUM  traktowane  jako
poufne i w żadnym wypadku nie zostaną wy−
korzystane  do  celów  komercyjnych  innych,
niż  związane  z dystrybucją  pakietu  Protel,
nadsyłaniem potwierdzeń zamówień i zawia−
domień  o kolejnych  aktualizacjach  progra−
mu. Formularz wypełniamy starannie, wypeł−
niając rubryki z naszym (lub „pożyczonym” od
kolegi)  adresem  e−mail  oraz  adresem  poczto−
wym.  Bardzo  szybko  w skrzynce  znajdziemy
zaadresowany do nas osobiście list, w którym
firma ALTIUM prosi o potwierdzenie nadesła−
nych danych i prośby o skorzystanie z trialowej
wersji  Protela.  Odebranie  listu  potwierdzamy
klikając  na  napis:  Click  here  to  confirm  your
details. Prawie natychmiast w skrzynce poczto−
wej pojawi się kolejny list, tym razem potwier−
dzający całą transakcję i zawierający rzecz nie−
słychanie ważną: hasło potrzebne do rozpako−
wania zazipowanych plików i rozpoczęcia pro−
cesu instalacji wersji trialowej Protela.

Jeżeli  zdecydowaliśmy  się  poprosić  firmę

ALTIUM  o przysłanie  nam  płytki  CDROM
z trialową  wersją  Protela,  to  proces  rejestracji
przebiegać będzie identycznie z jednym wyjąt−
kiem: zamiast hasła zbędnego podczas instala−
cji  oprogramowania  z CDROM  otrzymamy
obietnicę  jak  najszybszego  dostarczenia  nam
zamówionej  płytki.  „Jak  najszybszego”  ozna−
cza zwykle 2... 3 tygodnie, co można uznać za
termin bardzo krótki. W każdym razie możecie
być zupełnie pewni, że prędzej czy później li−
stonosz przyniesie Wam małą, adresowaną do
Was imiennie paczuszkę z płytą.

Czego będziemy potrze−
bować do rozpoczęcia 
pracy z Protelem

Pierwszym i absolutnie nieodzownym narzę−
dziem  umożliwiającym  rozpoczęcie  pracy
z Protelem  jest  oczywiście  komputer  klasy
PC.  Niestety,  inaczej  niż  w przypadku  BA−
SCOM−a, który nie miał wygórowanych wy−
magań  sprzętowych  Protel  nie  zadawala  się
byle  czym.  Producent  określił  następującą,
minimalną konfigurację sprzętową:
− Windows 95/98
− PC z procesorem Pentium 166MHz
− 64MB RAM
− wolny obszar na dysku twardym 200MB 
− karta graficzna umożliwiająca wyświetlanie
w rozdzielczości 800 x 600 pixeli
− napęd CDROM

Miałem okazję przetestować pracę Prote−

la  na  komputerze  o zbliżonej  konfiguracji,
z wyjątkiem  karty  graficznej,  która  była

znacznie lepsza od podanej przez producenta
programu. 
Owszem,  można  było  coś  niecoś  zrobić,  ale
o komforcie  pracy  należało  raczej  zapo−
mnieć.  Pamiętajmy,  że  przykładowa  płytka
obwodu drukowanego, którą przedstawia ry−
sunek  2  wykonana  została  rzeczywiście
w czasie 87 sekund, ale na komputerze z pro−
cesorem  Pentium  1GHz  i pamięcią  RAM
512MB.  Gdyby  ten  sam  projekt  realizować
na  komputerze  o minimalnej  konfiguracji
sprzętowej zalecanej przez producenta, to au−
torouter musiałby pracować nieporównywal−
nie dłużej. To, co napisałem nie oznacza by−
najmniej  że  musimy  koniecznie  kupić  kom−
puter  wyposażony  w najszybszy  z osiągal−
nych  procesorów.  W końcu  większość  pro−
jektów,  jakie  będziemy  wykonywać  będzie
z pewnością układami dość prostymi i Protel
upora się z nimi nawet na słabszej maszynie.
Moim  zdaniem,  zadawalająca  konfiguracja

sprzętowa, przy której moż−
na sprawnie wykonać więk−
szość  projektów,  wygląda
następująco:
− Windows 98/98SE/2000 
− PC z procesorem Pentium
II  400MHz  (lub  odpowie−
dnikiem AMD)

− 128MB RAM
− wolny obszar na dysku twardym 350MB
− karta graficzna umożliwiająca wyświetlanie
w rozdzielczości  1024  x 768  pixels/  32  bit
color
− napęd CDROM

Jak  więc  widać,  wymagania  sprzętowe

Protela  nie  odbiegają  zbytnio  od  wymagań
typowego oprogramowania pracującego pod
kontrolą MS WINDOWS, a są znacznie niż−
sze od żądań stawianych przez byle jaką grę
komputerową. 

Chciałbym  jeszcze  wspomnieć  o chyba

najważniejszym z narzędzi potrzebnych pod−
czas pracy z Protelem. Zabrałem na ten temat
głos  już  wielokrotnie,  ale  w dalszym  ciągu
zdarza mi się otrzymywać pytania dotyczące
polskich instrukcji do profesjonalnego opro−
gramowania oraz listy rozpoczynające się od
śmiesznego  i żałosnego  biadolenia:  „Nie
znam angielskiego ...”. W dalszych częściach
tego artykułu zajmiemy się dość
szczegółowo  obsługą  pakietu
Protel, podam Wam najważniej−
sze  informacje  pozwalające  na
samodzielne stworzenie nowego
schematu,  zaprojektowanie  do
niego  płytki  obwodu  drukowa−
nego oraz edycję elementów bi−
bliotecznych.  Nie  podam  Wam
jednak  wszystkiego.  Jest  to  po
prostu  niemożliwe,  ponieważ
pełna  instrukcja  dołączana  do
Protela  to  z dodatkami  prawie
tysiąc  stron!  Powtarzam  zatem
po raz kolejny i ostatni: niezna−

jomość  języka  angielskiego  w początku
XXI  stulecia  jest  zwykłym  analfabety−
zmem,  wywołanym  przez  krańcowe  leni−
stwo i brak ambicji! Elektronik (podobnie
jak  lekarz  czy  przedstawiciel  wielu  innych
zawodów)  który  nie  zna  angielskiego  nie
jest  elektronikiem,  tylko  nieukiem.  Po  raz
kolejny chciałbym sprecyzować moje stano−
wisko: nie wymagam od Was biegłej znajo−
mości  tego  języka  w mowie  i piśmie.  Być
może nie każdego stać na kosztowną naukę
i konieczne w niej wyjazdy za granicę. Na−
tomiast bierna znajomość angielskiego, czy
raczej  amerykańskiego  pozwalająca  zrozu−
mieć tekst instrukcji do programu kompute−
rowego  jest  w zasięgu  każdego.  Do  pozna−
nia  języka  w tym  zakresie  wystarczy  jaki−
kolwiek podręcznik podstaw gramatyki oraz
słownik. No i oczywiście trzeba CHCIEĆ! 

Instalacja pakietu PRO−
TEL

Instalacja  pakietu  Protel  przebiega  dokła−
dnie tak, jak instalacja większości profesjo−
nalnie  napisanych  programów  pracujących
pod kontrolą OS MS WINDOWS. Pierwszą
i najważniejszą  zasadą  jest  jak  najmniej
przeszkadzać instalatorowi. Musimy jednak
pamiętać,  że  jeżeli  będziemy  instalować
Protela  z pliku  ściągniętego  z Internetu,  to
niezbędne  będzie  podanie  we  właściwym
momencie hasła. Hasło to zostało nam przy−
słane  na  podany  adres  skrzynki  pocztowej.
Ponieważ  hasło  jest  bardzo  długie,  to  aby
uniknąć  denerwujących  pomyłek  warto  za−
stosować  metodę  COPY\PASTE,  pozwala−
jącą na przeniesienie treści hasła z otrzyma−
nego pliku e−mail bezpośrednio do okienka
instalatora  (rysunek  3).  Instalacja  oprogra−
mowania z płyty CDROM nie wymaga po−
dawania jakiegokolwiek hasła.

Nie  sądzę,  aby  potrzebne  Wam  były 

jakiekolwiek  dodatkowe  wskazówki  doty−
czące  procesu  instalacji.  A zatem,  rozpocz−
nijcie  systematyczną  naukę  posługiwania
się Protelem. 

Zbigniew Raabe

26

Projekty AVT

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rys. 3

27

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rewelacyjnie prosta i niezmiernie atrakcyjna zabawka, wprowadzająca w świat robo−
tyki, automatyki i bioniki. Wielki elektroniczny świerszcz, który wprawdzie nie gra i nie
śpiewa, ale za to porusza się i wytrwale szuka światła. Maszyna dąży do źródła świa−
tła porównując sygnały z dwóch fotoelementów. Regulacja czułości obu torów pozwa−
la dostosować układ do różnych warunków świetlnych.

Ruch zapewniają dwa miniaturowe silniki o nietypowej konstrukcji. Obserwacja ich

pracy znacznie zwiększa atrakcyj−
ność układu.

Zasilanie  z dwóch  baterii  R03

(AAA). Zestaw zawiera pojemnik dla
baterii. 
Wymiary płytki 100 x 60mm.

MiniKIT MK127 można 
zamówić w Dziale Handlowym
AVT w cenie 40 zł brutto.

Kolorowy krab, który wyszedł z oceanu i poszukuje światła. Tym razem w wersji elek−
tronicznej. Dwa nietypowe silniki zapewniają napęd. Nieskomplikowany układ gwaran−
tuje regulację prędkości, a dodatkowy przełącznik − dwa tryby poruszania się.

Regulowana czułość dwóch torów pozwala uzyskać interesujący sposób „chodze−

nia”, podobny do oryginału.

Atrakcyjność projektu gwarantuje nie tylko wygląd, ale także możliwość obserwa−

cji pracy nietypowych, częściowo otwartych silników.

Zasilanie z dwóch baterii R03 (AAA). Zestaw zawiera pojemnik dla baterii. Wymia−

ry płytki 87 x 114mm.

MiniKIT MK129 można zamówić w Dziale Handlowym AVT w cenie 49 zł
brutto.

Belgijska firma Velleman jest światowym liderem w produkcji kitów elektronicznych

MiniROBOT
Światłoczuły
świerszcz

MiniROBOT
Światłoczuły
świerszcz

MiniROBOT
Wędrujący krab

MiniROBOT
Wędrujący krab

Najciekawsze kity

28

Listy od Piotra

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

W dwóch  najbliższych  odcinkach  zaj−

miemy  się  odmianami  filtrów  górno−

przepustowych i wspólnie zaprojektu−

jemy kilka filtrów. Wszystkie omawia−

ne  układy  są  filtrami  drugiego  rzędu,

więc  stromość  charakterystyki  wyno−

si 12dB/oktawę (40dB/dekadę).

Na początku każdego odcinka umie−

ściłem  gotowe  proste  recepty  dla  nie−

cierpliwych  praktyków.  Skorzystanie

z nich  jest  beznadziejnie  łatwe.  Prze−

konują o tym zaprezentowane przykła−

dy  rachunkowe.  W dalszej  części  każ−

dego  odcinka  bardziej  zaawansowani

znajdą  ogólne  wzory,  nieco  bardziej

skomplikowane, ale za to pozwalające

dobrać dodatkowe parametry.

Aby w pełni skorzystać z podanego

materiału,  konieczne  jest  przyswoje−

nie sobie informacji ze wszystkich od−

cinków  wstępnych,  począwszy  od

EdW 9/2001. 

1. Filtr górnoprzepustowy

z wielokrotnym 

sprzężeniem zwrotnym

Najpierw bierzemy na warsztat filtr z wielo−
krotnym  sprzężeniem  zwrotnym  (MFB  −
multiple feedback). Schemat ideowy pokaza−
ny  jest  na rysunku  20.  Aby  zmieścić  się
w zalecanym  zakresie  wartości  elementów
posłużymy się wzorem:
C[nF] = 10000[nFHz] / f [Hz]

Pojemność wychodzi w nanofaradach, je−

śli  częstotliwość  podamy  w hercach.  Jeżeli
obliczona wartość nie jest „okrągła”, wybierz
najbliższą wartość z szeregu E6 (1; 1,5; 2,2;
3,3; 4,7; 6,8; 10).

Przy  wzmocnieniu  równym  1  wszystkie

kondensatory będą jednakowe:
C=C1=C2=C3

Następnie obliczamy reaktancję wybranego

kondensatora przy częstotliwości granicznej:

Xc[k

Ω

] =

Uwaga! Podstawiasz tu wybraną wartość

pojemności  z szeregu  E6,  a nie  wartość 
obliczoną wcześniej ze wzoru! Reaktancja wy−
chodzi w kiloomach, jeśli częstotliwość poda−
my w hercach, a pojemność w nanofaradach.

Następnie obliczamy wartości rezystorów

w zależności od dobroci filtru, którą chcemy
uzyskać:
Dla dobroci 0,5:
R1=Xc *1
R2=Xc * 2,25
Dla dobroci 0,707:
R1=Xc * 0,472
R2=Xc * 2,12
Dla dobroci 1,35 (podbicie +3dB):
R1= Xc * 0,178
R3 = Xc * 2,86

Rysunek 21 pokazuje charakterystyki fil−

trów o częstotliwości granicznej 1kHz, obli−
czonych  według  podanych  właśnie  wzorów
z rezystorami o dokładnych wartościach obli−
czonych  ze  wzoru.  We  wszystkich  przypad−
kach  pojemność  wynosi  10nF,  natomiast
wartości rezystorów wynoszą:
Q=0,5: R1=15,9k

Ω

, R2=35,8k

Ω

Q=0,7: R1=7,05k

Ω

, R2=33,7k

Ω

Q=1,35: R1=2,83k

Ω

, R2=45,5k

Ω

Kto chce, może żmudnie dobierać rezystory,

jeśli koniecznie chce uzyskać dokładne warto−
ści wyliczone ze wzorów, ale nie ma to żadne−
go sensu, jeśli zastosowane kondensatory mają
tolerancję 10% lub 5%. Należy po prostu wziąć
najbliższe nominały z szeregu 1−procentowego,
albo jeśli ktoś nie ma takich możliwości, nawet
z szeregu  5−procentowego.  Drobne  różnice

wartości  uzyskanej  częstotliwości  granicznej
rzędu kilku procent w większości przypadków
nie mają żadnego znaczenia.

Przykłady

Żeby  utrwalić  podane  informacje,  zaprojek−
tujmy  wspólnie  filtr  górnoprzepustowy
o częstotliwości  granicznej,  powiedzmy,
80Hz i dobroci 0,7. Jeden z Czytelników pro−
sił niedawno o taki filtr; chce go zastosować
w torze  mikrofonowym  do  odcięcia  najniż−
szych  składowych.  Taki  filtr  często  spotyka
się w profesjonalnych konsolach mikserskich
jako tak zwany filtr kroków.

Najpierw dobieramy pojemność:

C[nF] = 10000[nFHz] / 80[Hz] = 125nF

W szeregu E6 mamy najbliższe pojemno−

ści 100nF i 150nF. Decydujemy się na 100nF
(foliowy MKT). Wszystkie kondensatory bę−
dą jednakowe:
C=C1=C2=C3

Reaktancja przy częstotliwości granicznej

wynosi:
Xc[k

Ω

] = 160000 / (80[Hz]*100nF[nF])

Xc = 20k

Ω

Obliczamy  wartości  rezystorów  dla  do−

broci filtru równej 0,707:
R1 = 20k

Ω

* 0,472 = 9,44k

Ω

R2 = 20k

Ω

* 2,12 = 42,4k

Ω

Filtr nie musi być precyzyjny, więc zasto−

sujemy rezystory z szeregu 5−procentowego:
R1=9,1k

Ω

R2=43k

Ω

FF

FF

ii

ii

ll

ll

tt

tt

rr

rr

yy

yy

 

 

a

a

a

a

k

k

k

k

tt

tt

yy

yy

w

w

w

w

n

n

n

n

e

e

e

e

część 5

Rys. 20

Rys. 21

160000

fg[Hz]*C1[nF]

Schemat i charakterystyki filtru pokazane

są na rysunku 22a,b. Linią niebieską zazna−
czono charakterystykę z rezystorami z szere−
gu  5−procentowego.  3−decybelowa  częstotli−
wość  graniczna  wynosi  78,7Hz,  a różnica
o niecałe 1,3Hz w stosunku do założonej jest
zupełnie nieistotna. Potwierdza to linia czer−
wona, która pokazuje charakterystykę z rezy−
storami  o wartościach  dokładnych  (9,44k

Ω

,

42,4k

Ω

).  Jak  widać,  różnica  jest  naprawdę

niewielka. 

Wspomniany 

Czytelnik 

prosił 

też

o podobny filtr o większej stromości. W fil−
trze  kroków  większa  stromość  nie  jest  po−
trzebna, ale jeśli filtr miałby jednocześnie li−
kwidować brum 50Hz, można rozważyć taką
możliwość.  Połączenie  dwóch  jednakowych
filtrów  z rysunku  22  da  filtr  o stromości
80dB/dekadę,  ale  3−decybelowa  częstotli−
wość  graniczna  nieuchronnie  przesunie  się
w górę do około 97Hz. Aby ją obniżyć trze−
ba  zwiększyć  rezystancję  mniej  więcej  1,2−
krotnie.    Rysunek  23a,b pokazuje  schemat
i charakterystyki filtru z tak skorygowanymi
wartościami  rezystorów  z 1−procentowego
szeregu E96: 11,5k

Ω

, 52,3k

Ω

. 

Czerwoną  linią  zaznaczono  charakterystykę
wypadkową  o częstotliwości  granicznej
80,55Hz. Linia niebieska pokazuje charakte−
rystykę  jednego  filtru,  który  jak  widać,  ma
częstotliwość graniczną około 64Hz.

Dla zaawansowanych

i dociekliwych

Podane  sposoby  obliczania  filtru  drugiego
rzędu są bardzo proste i przyjazne, niemniej
nie  pozwalają  w pełni  wykorzystać  możli−
wości  danej  konfiguracji.  Jeśli  ktoś  chce,
może skorzystać z nieco bardziej skompliko−
wanej procedury projektowej. Nadal rozwa−
żany  układ  filtru  MFB  powtórzony  na  ry−
sunku 24. 

Tym  razem  znajdziemy  wartości  elemen−
tów  dla  dowolnych
wartości  częstotli−
wości,  dobroci  i co
jest  nowością  –
wzmocnienia. 
Do  obliczeń  potrze−
bujemy wartości:

fo – częstotliwości granicznej
Q – dobroci
G – wzmocnienia.

Obliczenia

Na początek dla ułatwienia przyjmujemy, że
C1=C3 i wybieramy wartość
C[nF] = 10000[nFHz] / f [Hz]

Pojemność wychodzi w nanofaradach, je−

śli częstotliwość podamy w hercach. Wybie−
ramy najbliższą wartość z szeregu.

Mamy już C1=C3=C
Obliczamy  reaktancję  wybranego  kon−

densatora przy częstotliwości granicznej:
Xc[k

Ω

] = 160000 / (fg[Hz]*C1[nF])

podstawiając  wybraną  wartość  pojemności
z szeregu, a nie wartość obliczoną wcześniej
ze  wzoru.  Reaktancja  wychodzi  w kiloo−
mach, jeśli częstotliwość podamy w hercach,
a pojemność w nanofaradach.

Teraz  obliczamy  wartości  pozostałych

elementów  w zależności  od  dobroci  filtru
i wzmocnienia:

R1 = Xc  

R2 = Xc [Q*(2G+1)]

C2 = 

Wybierana na początku procedury projek−

towej wartość pojemności C może być prak−
tycznie dowolna (wtedy inne będą też warto−
ści innych elementów). Przy podanym sposo−
bie  obliczania  pozostałe  elementy  też  będą
mieć „rozsądne” wartości. Nie należy bez po−
trzeby zwiększać pojemności, bo wejście fil−
tru  będzie  stanowić  niepotrzebnie  duże  ob−
ciążenie  pojemnościowe  dla  poprzedniego
stopnia – kondensator C1 jest w istocie dołą−
czony do punktu wirtualnej masy. Przy dobo−
rze  wzmocnienia  G i dobroci  Q należy  się
kierować wskazówkami podanymi we wstęp−
nych odcinkach cyklu.

Piotr Górecki

29

Listy od Piotra

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rys. 22

a)

b)

Rys. 23

Rys. 24

a)

b)

G

Q (2G+1)

C1

G

30

Układy

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

W nadsyłanych  do  Redakcji  formula−
rzach Miniankiety oraz pytaniach skiero−
wanych  do  Skrzynki  porad  stosunkowo
często pojawiają się prośby o artykuł wy−
jaśniający  zasady  doboru  transformato−
rów,  prostowników  i kondensatorów
w zasilaczach.

Tylko  początkującym  wydaje  się,  że

zadanie jest łatwe i wystarczy poznać kil−
ka prostych wzorów czy zasad.

Okazuje się, że precyzyjne zaprojekto−

wanie zasilacza o zadanych parametrach
wcale nie jest zadaniem łatwym.

Do  mniej  odpowiedzialnych  zastoso−

wań można zastosować prostą procedurę:
mając  dane  wymagane  napięcie  i prąd
wyjściowy, najpierw należy obliczyć moc
wyjściową,  mnożąc  prąd  i napięcie  wyj−
ściowe. Jeśli w zasilaczu będzie pracował
stabilizator,  należy  zastosować  transfor−
mator o mocy  1,6...2,5  razy  większej,  niż
obliczona  moc  wyjściowa.  Do  zasilacza
niestabilizowanego wybierzemy transfor−
mator o mocy  1,4...2  razy  większej.
W układach ze stabilizatorem katalogowe
zmienne  napięcie  wyjściowe  transforma−
tora  powinno  być  równe  lub  trochę  wy−
ższe od potrzebnego stałego napięcia wyj−
ściowego. W zasilaczu niestabilizowanym
może wynosić 80...100% potrzebnego sta−
łego napięcia wyjściowego.

Zastosowany  kondensator filtrujący

musi mieć odpowiednio duże napięcie no−
minalne,  żeby  nie  uległ  przebiciu,  gdy
przy  małych  prądach  obciążenia,  przy
nominalnym  napięciu  sieci,  napięcie  na
nim będzie dużo wyższe od katalogowego
napięcia transformatora.

Nie  sposób  podać  tu  dokładniejszych

wskazówek,  bo  wiele  zależy  od  parame−
trów  zastosowanego  transformatora  i od
zakresu  napięć  sieci,  przy  których  zasi−
lacz  ma  dostarczyć  wymagane  napięcia
i prądy.

Niestety, często okazuje się, że tego ty−

pu  szacunkowe  obliczenia  zawodzą.  Ni−
niejszy  artykuł  prezentuje  od  strony
praktycznej najważniejsze problemy, do−
tyczące tego zagadnienia.

Transformator

Typowy  fabryczny  transformator  sieciowy
ma  oznaczenie  TSxx/yy,  gdzie  TS  −  trans−
formator  sieciowy,  xx  to  liczba  określająca
moc  tego  transformatora,  natomiast  yy  to
numer  porządkowy.  W oznaczeniu  zawarta
jest więc informacja o mocy transformatora,

nie ma natomiast żadnych danych na temat
prądu  i napięcia.  Takich  informacji  trzeba
szukać w katalogu.

W skróconych katalogach podane są za−

zwyczaj dwa główne parametry transforma−
tora: napięcie i prąd. Są to napięcia i prądy
zmienne, mierzone przy nominalnym napię−
ciu  sieci  i przy  obciążeniu  rezystancją,  np.
zestawem  oporników  lub  żarówką  −  patrz
rysunek 1. Pomnożenie napięcia i wielkości
prądu  daje  moc  −  moc  czynną,  jaką  można
pobrać z transformatora w określonych wa−
runkach  pracy  (gdy  obciążeniem  jest  rezy−
stancja).  Warto  zauważyć,  że  tak  obliczona
moc zazwyczaj nieco różni się od mocy (po−
zornej,  wyrażanej  w woltoamperach,  a nie
w watach) transformatora, o której informu−
je pierwsza liczba oznaczenia (xx). Ten fakt
nie  ma  jednak  większego  znaczenia  prak−
tycznego.

Trzeba jednak zawsze pamiętać, że poda−

ny  w katalogu  prąd,  napięcie  i moc  można
uzyskać  przy  nominalnym  napięciu  sieci.
Tymczasem w wielu regionach kraju napię−
cie  sieci  często  spada  poniżej  dopuszczal−
nych norm i bywa mniejsze niż 200V. Przy
obniżonym napięciu sieci nie da się „wydu−
sić” z transformatora katalogowych parame−
trów. I to jest czynnik, który zawsze trzeba
uwzględniać  przy  projektowaniu  zasilaczy.
Nie sposób podać dokładnych recept − trze−
ba  po  prostu  zastosować  transformator
o większej  mocy,  o napięciach  i prądach
wyższych  niż  wynikałoby  z najprostszych
oszacowań.

Podane  w katalogu  napięcie  to  napięcie

zmienne  przy  obciążeniu  znamionowym.
Przy braku obciążenia napięcie transforma−
tora  jest  wyższe.  Nie  ma  sposobu  na  obli−
czenie, o ile wyższe. Poszczególne transfor−
matory  istotnie  różnią  się  pod  tym  wzglę−
dem. Na rysunku 2 pokazane są dwie przy−
kładowe  charakterystyki.  Na  osiach  zazna−
czono  nie  bezwzględne,  tylko  procentowe
wartości prądu i napięcia, odniesione do ka−
talogowych  wartości  nominalnych  UN,  IN.
Krzywa  A dotyczy  jednego  transformatora,
Krzywa  B −  innego.  Napięcie  wyjściowe

pierwszego  transformatora  znacznie  zmie−
nia się przy zmianach prądu obciążenia. Po−
tocznie mówimy, że transformator o charak−
terystyce A jest miękki, a o charakterystyce
B − twardy lub sztywny. Przebieg zmian na−
pięcia  zależy  głównie  od  rezystancji  obu
uzwojeń (a ta związana jest ze średnicą dru−
tu,  liczbą  zwojów,  ale  to  wyższa  szkoła  ja−
zdy). W uproszczeniu pokazuje to rysunek
3  −  oba  uzwojenia  mają  jakąś  rezystancję
i przepływ prądu przez te rezystancje powo−
duje  zmniejszanie  napięcia  wyjściowego.
Jednocześnie w rezystancjach tych wydzie−
la się moc strat w postaci ciepła − transfor−
mator grzeje się.

Na pierwszy rzut oka zdecydowanie lep−

szy wydaje się być „sztywny” transformator
o charakterystyce B, mający mniejsze rezy−
stancje uzwojeń. Nie zawsze tak jest. Wiele
transformatorów  o małej  mocy  specjalnie
konstruuje  się  tak,  by  były  bardzo  „mięk−
kie”. Rezystancja ich uzwojeń jest tak duża,
że  nawet  przy  zwarciu  prąd  i moc  strat  nie
są  wielkie.  W rezultacie  nawet  po  zwarciu
uzwojenia  wtórnego  uzwojenie  transforma−
tora nie podgrzeje się więcej niż o 130 stop−
ni. Takie transformatory nazywany zwarcio−
bezpiecznymi, bo nawet zwarcie uzwojenia
wtórnego nie spowoduje uszkodzenia trans−
formatora.

Prostowniki i filtry

Prostowniki i filtry

Rys. 1

Rys. 2

Rys. 3

31

Układy

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Powyższe rozważania oraz rysunki 2 i 3

sugerują, że moc użyteczna, prąd i napięcie
nominalne nie są dla danego transformatora
ściśle  określonymi  punktami  granicznymi,
których  przekroczenie  od  razu  grozi  kata−
strofą. Są to wartości wynikające głównie ze
spodziewanego wzrostu temperatury w nor−
malnych  warunkach  pracy.  Oznacza  to,  że
z transformatora,  zwłaszcza  „sztywnego”,
można  przez  krótki  czas  pobrać  znacznie
więcej mocy, niż wynika z jego danych kata−
logowych. Przy pracy w niskiej temperaturze
można  z danego  transformatora  „wydusić”
trochę więcej prądu. Z kolei jeśli transforma−
tor ma pracować w szczelnej obudowie, sła−
bo oddającej ciepło, już obciążenie go mocą
nominalną  spowoduje  nadmierny  wzrost
temperatury uzwojeń, co może skończyć się
awarią. Dla bezpieczeństwa trzeba wtedy za−
stosować nieco większy transformator.

Napięcia

Powróćmy  jeszcze  raz  do  napięć.  Schemat
prostego  zasilacza  niestabilizowanego  oraz
przebiegi napięć są pokazane na rysunku 4. 

Wiadomo, że amplituda napięcia sinuso−

idalnego (UA) jest 

2

czyli  około  1,41  razy  większa  od  wartości
skutecznej  (Usk),  którą  mierzymy  wolto−
mierzem. 

Teoretycznie przy napięciu na uzwojeniu

równym 12V (Usk) po wyprostowaniu uzy−
skuje się na kondensatorze napięcie 12* 2  
pomniejszone o spadek napięcia na diodzie
prostowniczej, czyli około:
12*1,41−0,6V=16,4V

Przy  zastosowaniu  prostownika  pełno−

okresowego według rysunku 5 napięcie bę−
dzie  pomniejszone  o spadek  napięcia  na
dwóch diodach, czyli wyniesie około 15,8V.

Omawiana  prosta  zasada  pozwala  łatwo

obliczyć,  jakie  będzie  napięcie  wyjściowe
w sytuacji bez obciążenia. Wystarczy zmie−
rzyć napięcie zmienne transformatora w sta−
nie  jałowym  (które  na  pewno  jest  większe
od nominalnego, podanego w katalogu), po−
mnożyć  przez  pierwiastek  z dwóch  (około
1,4)  i odjąć  1V,  jako  spadek  napięcia  na
dwóch diodach przy znikomym prądzie.

Przy  większych  prądach  sytuacja  się

komplikuje.  Czy  w układzie  z rysunku  5

z transformatora  o katalogowym  napięciu
nominalnym  12V uda  się  uzyskać  stałe  na−
pięcie wyjściowe równe 15,8V przy prądzie
obciążenia I

L

równym katalogowemu prądo−

wi nominalnemu I

N

?

Nie!

I to z kilku powodów. Kluczowe znacze−

nie  ma  tu  okoliczność,  że  prąd  uzwojenia
wtórnego  transformatora  płynie  tylko
w krótkich  chwilach,  ale  za  to  ma  wtedy
wartość dużo większą, niż przebieg sinusoi−

dalny  w układzie  z rysunku  1.  Przy  tak
dużej  chwilowej  wartości  prądu,  spadki
napięcia  na  rezystancjach  uzwojeń  i na
diodach są dużo większe, niż w „spokoj−
nym”  układzie  z rysunku  1.  W praktyce
oznacza to po prostu, że napięcie wypro−
stowane  przy  większych  prądach  jest
dużo niższe, niż  wynikałoby z przemno−
żenia katalogowego napięcia nominalne−
go  transformatora  przez  pierwiastek
z dwóch. 

Na rysunku 6 pokazano w dużym upro−

szczeniu porównanie spadków napięć na re−
zystancjach  uzwojenia  w dwóch  układach,
zawierających  ten  sam  „sztywny”  transfor−
mator toroidalny o katalogowej mocy nomi−
nalnej  150W,  napięciu  12V i prądzie  13A.
Porównanie  napięć  i prądów  wskazuje,  że
w układzie zasilacza sytuacja jest dużo gor−

sza,  niż  w układzie  z obciąże−
niem rezystancyjnym. Gwałtow−
ny  impuls  prądu  ładujący  kon−
densator  powoduje  duże  spadki
napięć na rezystancjach uzwojeń
transformatora.  Wielkość  spad−
ków  napięć  zależy  oczywiście
od  tych  rezystancji,  czyli  od
„sztywności” 

transformatora,

niemniej  nawet  w przypadku
bardzo „sztywnych” transforma−
torów, jakimi są na przykład  to−

roidalne,  omawiane  spadki  napięcia  są  za−
skakująco duże. To kolejny powód, by w za−
silaczach  stosować  transformatory  o mocy
nominalnej  dużo  większej  (na  przykład
dwukrotnie większej), niż wynikałoby z po−
równania potrzebnej mocy wyjściowej i ka−
talogowej mocy transformatora.

Diody prostownicze

W prostownikach  omawianych  tu  klasycz−
nych  zasilaczy  można  stosować  dowolne
diody  lub  mostki  prostownicze.  Warto  pa−
miętać,  że  mostek  złożony  z pojedynczych
diod  może  prostować  prąd  o wartości  dwa
razy większej, niż prąd jednej diody. Ilustru−
je to rysunek 7. Mostek z popularnych diod

1N4001...1N4007
może 

pracować

przy prądach do 2A.

Ponieważ  w za−

silaczu  przez  diody
płynie  prąd  impul−
sowy o dużej warto−
ści, spadek napięcia
w stanie  przewo−
dzenia jest większy,
niż  „standardowe”
0,6...0,7V. Rysunek
8 pokazuje  charak−
terystykę diody pro−
stowniczej, 

która

ma katalogowy prąd
wyprostowany rów−
ny  1A,  przy  czym
dopuszczalna  war−
tość prądu w impul−
sie  może  dochodzić
do  20A.  Jak  widać,
już  przy  prądzie
1A spadek  napięcia
może  wynosić  po−
nad  1V,  natomiast
w układzie prostow−
nika  z filtrem  im−
puls  prądu  będzie

Rys. 4

Rys. 6

Rys. 5

większy  i chwilowy  spadek  napięcia  może
sięgnąć nawet 1,5V, czyli 3V na dwóch dio−
dach mostka! Fakt ten trzeba brać pod uwa−
gę w zasilaczach o niskim napięciu.

Aby znacząco zmniejszyć takie straty, war−

to  w prostownikach  stosować  diody  Schott−
ky'ego,  które  mają  spadek  napięcia  i straty
mocy co najmniej dwukrotnie mniejsze.

Trzeba  też  pamiętać,  że  w pierwszej

chwili po włączeniu zasilania, gdy konden−
sator filtru jest zupełnie pusty, prąd ładowa−
nia jest bardzo duży, praktycznie równy prą−
dowi  zwarcia  zastosowanego  transformato−
ra.  W dużych  zasilaczach,  zawierających
„sztywne”  transformatory,  ten  prąd  może
mieć wartość dziesiątków i setek amperów.
Choć płynie on krótko, chwilę po włączeniu
zasilania, może uszkodzić diody prostowni−
cze. Dlatego w wielu zasilaczach dużej mo−
cy  dodaje  się  niewielki  szeregowy  rezystor,
który ograniczy prąd szczytowy do wartości
bezpiecznej dla diod. Przykład pokazany jest
na  rysunku  9  −  jest  to  fragment  schematu
wzmacniacza mocy audio.

Problemu  tego  nie  należy  mylić  z potęż−

nym  impulsem  prądu,  jaki  często  występuje
podczas  włączania  do  sieci  w  dużych  trans−
formatorach toroidalnych − tam przyczyny są
zupełnie inne.

Kondensator filtrujący

Pojemność filtrująca decyduje o wielkości tęt−
nień  napięcia  wyjściowego.  Ogólna  zasada
jest prosta − czym większa pojemność konden−

satora filtrującego, tym lepiej − tętnienia bę−
dą mniejsze. Czym większy prąd pobierany,
tym większa pojemność jest potrzebna.

W filtrze należy zastosować kondensator

o odpowiednio dużym napięciu pracy. Naj−
wyższe  napięcie  wystąpi  na  kondensatorze
przy  braku  obciążenia.  Zwłaszcza  przy
transformatorach „miękkich” w stanie jało−
wym  napięcie  stałe  na  kondensatorze  jest
większe nie 1,4x, tylko 2...2,5x od podane−
go  w katalogu  zmiennego  napięcia

nominalnego.  W praktyce  należałoby
sprawdzić  napięcie  na  kondensatorze
przy  napięciu  230V,  bo  takie  jest  obe−
cnie  nominalne  napięcie  sieci  energe−
tycznej.

Kondensator  filtrujący  jest  łado−

wany w szczytach przebiegu sinusoidy.
Gdy  wypadkowa  rezystancja  transfor−
matora jest mała (sztywny transforma−
tor), kondensator jest ładowany dużym
prądem w ciągu krótkiego czasu − patrz
rysunek  10a.  W transformatorze
„miękkim”,  gdzie  wypadkowa  rezy−
stancja transformatora jest znaczna (do−
tyczy  głownie  transformatorów  małej
mocy),  kondensator  jest  ładowany
mniejszym prądem przez dłuższy czas −
patrz  rysunek  10b.  Jeszcze  wyraźniej
pokazuje to rysunek 11. W pierwszym
przypadku  czas  ładowania  zaznaczony
kolorem  różowym  jest  krótki,  około
1,7ms,  natomiast  zaznaczony  niebie−
skim  kolorem  czas  rozładowania  jest
długi, niewiele krótszy od połowy okre−
su (dotyczy prostownika dwupołówko−
wego). W drugim przypadku czas roz−
ładowania będzie zauważalnie krótszy,
co  jest  korzystniejsze  w aspekcie  po−
jemności filtrującej i tętnień. W prakty−
ce nie trzeba wgłębiać się w szczegóły,
tylko przeprowadzić obliczenia dla naj−

gorszego  przypadku,  czyli  bardzo

krótkich impulsów ładujących i czasu rozłado−
wania równego 10ms bądź 20ms.

Pojemność  filtru  dobieramy  biorąc  pod

uwagę dwa główne czynniki: maksymalny po−
bór prądu i dopuszczalne napięcie tętnień. Ko−
rzystamy z prostej zależności:

C*

∆

U = I*t

gdzie C − pojemność filtrująca, 

∆

U − między−

szczytowa amplituda tętnień, I − maksymalny
prąd obciążenia, t − okres 20ms dla prostowni−
ka półokresowego, 10ms dla prostownika mo−
stkowego.

Skąd po przekształceniu mamy wzór:

C = I*t / 

∆

U

Przykład 1. Maksymalny pobór prądu z za−

silacza  z prostownikiem  mostkowym  wynie−
sie 0,1A. Dopuszczamy, by międzyszczytowa
amplituda tętnień wynosiła 1V. Pojemność fil−
tru nie może być mniejsza niż:
C = 0,1A * 10ms / 1V = 1mF = 1000

µ

F

32

Układy

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rys. 8

Rys. 9

Rys. 10

Rys. 11

a)

b)

Rys. 7

Przykład  2. W zasilaczu  stabilizowanym

o napięciu  wyjściowym  5V i prądzie  2A na−
pięcie  przed  stabilizatorem  nie  powinno  za−
wierać tętnień większych niż 0,5V.
C = 2A * 10ms / 0,5V = 40mF = 40000

µ

F

Wymagana  pojemność  jest  niepraktycznie

duża,  w układzie  zastosujemy  kondensator
o pojemności 10000

µ

F, z konieczności godząc

się na większe tętnienia (2V).

Stabilizator

Gdy w zasilaczu będzie pracował stabilizator
(zazwyczaj w postaci układu scalonego), trze−
ba uwzględnić, że do poprawnej pracy każde−
go  stabilizatora  wymagany  jest  jakiś  spadek
napięcia  na  tym  stabilizatorze.  W katalogach
napięcie to oznaczane jest drop out.  Dla popu−
larnych  stabilizatorów  serii  78xx,  79xx,
LM317,  LM337  napięcie  to  wynosi  1,5...2V,
zależnie  od  prądu  pracy.  Dostępne  są  także
stabilizatory typu Low Drop Out (LDO), pra−
cujące poprawnie już przy różnicy napięć we−
wy  rzędu  1V lub  nawet  mniej.  Szczegółów
trzeba szukać w katalogach. Temat stabilizato−
rów był omawiany szerzej w EdW 9−10/96.

Ogólnie biorąc, najniższe chwilowe napię−

cie  na  wejściu  stabilizatora  musi  być  wyższe
o te  1,5...2V od  wymaganego  napięcia  wyj−
ściowego. Problem ilustruje rysunek 12.

Przy  większych  prądach  stabilizator  musi

być  umieszczony  na  stosowanym  radiatorze,
by  temperatura  struktury  nie  przekroczyła
+150

o

C.  Zazwyczaj  radiator  nie  musi  być

wielki. Sytuacja jest tu w miarę korzystna, po−
nieważ  gdy  zwiększa  się  pobór  prądu,  spada
napięcie przed stabilizatorem i straty mocy nie

rosną proporcjonalnie do wartości prądu. Nie
sposób  podać  tu  szczegółowych  wskazówek
ani  wzorów,  bo  wiele  zależy  od  sztywności
transformatora i napięcia tętnień.

Wnioski

Jak wspomniano na wstępie, zaprojektowanie
zasilacza  wcale  nie  jest  zadaniem  łatwym.
O ile dobranie diod prostowniczych, konden−
satora  filtru  i stabilizatora  jest  stosunkowo
proste,  o tyle  dobór  transformatora  jest  tru−
dniejszy.  Przy  dokładnej  analizie  należałoby
uwzględnić  wiele  czynników,  co  zwykle  jest
niemożliwe. W ogromnej większości przypad−
ków  wykorzystuje  się  bowiem  gotowe,  fa−
bryczne transformatory. W skróconym katalo−
gu podane są tylko prąd i napięcie nominalne,
skąd  można  obli−
czyć  moc.  Nie  ma
tam  natomiast  żad−
nych 

informacji

o rezystancjach  we−
wnętrznych,  czyli
„sztywności”  trans−
formatora,  a zapre−

zentowane rozważania wskazują, jak wiele za−
leży od tej „sztywności”. Kolejnym decydują−
cym  czynnikiem  jest  zakres  dopuszczalnych
napięć  sieci,  przy  których  zasilacz  ma  za−
gwarantować  wymagane  napięcia  i prądy
wyjściowe.

Rysunek  13 pokazuje  obrazowo  wpływ

niekorzystnych  zjawisk,  które  ograniczają
możliwości  zasilacza.  Jeśli  przy  wymaga−
nym prądzie na wyjściu ma występować do−
brze stabilizowane napięcie, i to nawet przy
obniżonym  napięciu  sieci,  trzeba  dobrać
transformator  ze  znacznym  zapasem,  jak
podano na wstępie.

Piotr Górecki

33

Układy

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rys. 13

Rys. 12

36

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rozwiązanie zadania powinno zawierać schemat elektryczny i zwięzły opis działania. 

Model  i schematy  montażowe  nie  są  wymagane,  ale  przysłanie  działającego  modelu  lub  jego 

fotografii zwiększa szansę na nagrodę.

Ponieważ  rozwiązania  nadsyłają  Czytelnicy  o różnym  stopniu  zaawansowania,  mile  widziane

jest podanie swego wieku.

Ewentualne listy do redakcji czy spostrzeżenia do erraty powinny być umieszczone na oddzielnych

kartkach, również opatrzonych nazwiskiem i pełnym adresem. Prace należy nadsyłać w terminie

45 dni od ukazania się numeru EdW (w przypadku prenumeratorów – od otrzymania pisma pocztą).

S

S

S

S

zz

zz

k

k

k

k

o

o

o

o

łł

łł

a

a

a

a

K

K

K

K

o

o

o

o

n

n

n

n

ss

ss

tt

tt

rr

rr

u

u

u

u

k

k

k

k

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

Temat  bieżącego  zadania  ma  ścisły  związek
z zadaniem  65,  które  dotyczyło  wskaźnika
wody w zbiorniku znajdującym się na dział−
ce. Po raz kolejny okazało się, że elektronika
może pomóc także działkowcom i że istnieje
znaczne zapotrzebowanie na różne nietypowe
rozwiązania.  W naszej  Szkole  mieliśmy  już
kilka  zadań  dotyczących  ogrodów  i działek.
W tym  miesiącu  proponuję  temat  bardziej
ogólny.  Wiem,  że  wielu  Czytelników  ma
ogródki  przydomowe  lub  działki  pracowni−
cze.  Na  podstawie  własnych  doświadczeń
i potrzeb  zaprojektujcie  dowolne  urządzenie
elektroniczne,  przydatne  w ogródku  lub  na
działce.  Rozwiązanie  tego  zadania  ukaże  się
w czerwcu i to jest dobry termin, żeby skorzy−
stać z nadesłanych propozycji i pomysłów.

Oto oficjalny temat:

Zaprojektować  urządzenie  elektro−

niczne,  przydatne  w ogródku  lub  na
działce.

Celem  zadania  jest  najpierw  znalezienie

i określenie problemu, a następnie rozwiąza−
nie  go.  Jeśli  nie  macie  doświadczenia,  nie
znacie potrzeb w tym zakresie, zapytajcie ro−
dzinę  i znajomych.  Hasło  „elektronika  na
działce” daje Wam ogromne pole do popisu.
Tematem  rozwiązania  mogą  być  rozmaite
urządzenia  alarmowe,  sygnalizacyjne,  po−
miarowe (temperatura), odstraszające i jakie−
kolwiek inne.

Zadanie  obejmuje  nie  tylko  zagadnienia

związane z uprawą roślin, ale także na przy−
kład  problem  zabezpieczenia  domku  na
działce  i jego  zawartości,  powiadomienia
o włamaniu  czy  zdalnego  sterowania  przez
radio czy przez telefon.

Bardzo  proszę,  żebyście  przysyłali  także

doniesienia o wykonanych wcześniej rozwią−
zaniach, własnych albo cudzych.

Osoby,  które  nie  czują  się  na  siłach  za−

projektować układ, a znają jakiś problem do
rozwiązania,  proszę  także  o listy  z opisem
tego  problemu.  Niewykluczone,  że  stanie
się  to  tematem  kolejnego  zadania,  a pomy−
słodawca  otrzyma  nagrodę  za  propozycję
zadania.

Nie zlekceważcie zaproponowanego te−

matu. Żywe reakcje po wcześniejszych za−
daniach  tego  typu  upewniają  mnie,  że  na−
prawdę  istnieje  duże  zainteresowanie
„elektroniką  na  działce”.  Zachęcam  więc
do  udziału  w bieżącym  zadaniu  nie  tylko
bardziej  zaawansowanych  uczestników
Szkoły,  ale  też  osoby,  które  zechcą  zapre−
zentować  tylko  ogólne  idee  albo  problem
do rozwiązania.

Temat  zadania  68  brzmiał:  zaprojektować
przyrząd  sprawdzający  częstotliwość
drgań ręki masażysty.

Zadanie było trudne, tym bardziej cieszę

się  więc  ze  wszystkich  nadesłanych  prac
w tym  kilku  modeli.  Zaproponowaliście
różne  sposoby  realizacji  postawionego  za−
dania.  Głównym  problemem  było  uzyska−
nie  „czystej”  informacji  o drganiach,  czyli
wytworzenie impulsów prostokątnych o po−
ziomach  logicznych.  Zliczenie  i zobrazo−
wanie  tych  impulsów  było  zdecydowanie
łatwiejsze.

Rozwiązania teoretyczne

Niektórzy  Koledzy  chcą  wykorzystać  rezy−
stancję ciała masażysty i pacjenta. Propozycje

takie nadesłali Marcin Grzegorzek z Rybni−
ka,  Piotr Szumiłło z Wieprza,  Łukasz
Szczęsny z Wybcza  i Karol  Szymański
z Gdańska. Idea jest prosta − podczas uderza−
nia powinna zmieniać się rezystancja między
ciałem  pacjenta  a masażysty.  Sposób  ten,
choć  bardzo  prosty,  ma  pewne  wady.  Rzecz
w tym,  że  masażysta  często  używa  olejku,
zwykłego lub eterycznego, który jest dobrym
izolatorem. W efekcie zmiany rezystancji bę−
dą zależeć od warunków i mogą zmieniać się
w szerokim zakresie, co nie jest czynnikiem
sprzyjającym.

W układzie  Marcina  (Grzegorzek.gif)

pracuje licznik 4017 i negatory 4069. 14−let−
ni  Łukasz  chciałby  wykorzystać  mikropro−
cesor  AT89C2051  i wyświetlacz  LCD
(Szczesny.gif),  kluczowa  część  programu
w BASCOM−ie ma postać:

Cls

Lcd „FRQ=:“; Frequency; „Hz“
Frequency = 0, Counter=0
Start Counter0
Wait1
Stop Counter0
Frequency=Counter0

Loop

Spora  grupa  uczestników  chce  wykorzy−

stać  dźwięk.  Rozwiązania  zawierają  mikro−
fon,  wzmacniacz,  układ  formujący  impulsy
i licznik, ewentualnie inny układ obrazujący
wynik.  Większość  nadesłanych  propozycji
tej  grupy  zawiera  tylko  schematy  blokowe,
podobne  do  tego  z rysunku  1.  Większość
rozwiązań z innymi czujnikami też opiera się
na  podobnym  schemacie  blokowym.  Zapro−
ponowaliście  różne  liczniki  i wyświetlacze,
ale zazwyczaj były to: licznik 4017 i wyświe−

Rozwiązanie zadania nr 68

Zadanie nr 72

37

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

tlacz w postaci dziesięciu diod LED. 15−letni
Piotr Romysz z Koszalina  przysłał  rozwią−
zanie e−mailem z załącznikiem w postaci pli−
ku Worda. Choć pliku nie dało się otworzyć
w normalny  sposób,  odczytany  innymi  spo−
sobami  tekst  wskazuje,  że  Piotr  oprócz  mi−
krofonu  i układu  formującego  wykorzystał
dwa liczniki 4029, dekodery 4543 i wyświe−
tlacze  7−segmentowe,  przez  co  układ  może
mierzyć częstotliwość powyżej 10Hz.

Inna  grupa  osób  chce  wykorzystać  zwy−

kły styk mechaniczny (przycisk), na przykład
microswitch. Ta koncepcja może być dobra,
zwłaszcza jeśli chodzi o trening „na sucho”,
gdy masażysta wykorzystuje do treningu ro−
dzaj  poduszki  z wbudowanym  stykiem.
W warunkach  naturalnych  (masażysta  +  pa−
cjent)  sposób  z przyciskiem  jest  trudniejszy
do realizacji, choć ze względu na prostotę na−
prawdę  warto  rozważyć  takie  koncepcje.
Rozwiązania  z przyciskiem  zaproponowali
między innymi Robert Jaworowski z Augu−
stowa, Szymon Stachurski z Mielęcina i Ja−
rosław Stefaniak z Rzeszowa.

Pokrewnym sposobem jest użycie magne−

su i kontaktronu, mające swoje zalety i wady.

Tylko  kilka  osób  zastanawiało  się  nad

sensem  wykorzystania  czujników  fotoop−
tycznych. Bariera laserowa albo zwykła dio−
da  LED  czy  IRED,  a do  tego  fotoelement
mogą  spełnić  swoje  zadanie,  ale  praktyczna
realizacja  i regulacja  systemu  byłaby  utru−
dniona.

Piotr Bechcicki z Sochaczewa  podzielił

się  ogólnymi  przemyśleniami  na  temat  czuj−
ników  i sposobów  uzyskiwania  informacji
o drganiach  ręki.  Wspomniał  o możliwości
wykorzystania (kosztownego) czujnika przy−
spieszenia z rodziny ADXL. Jacek Koniecz−
ny z Poznania w dwóch listach przysłał kilka
ogólnych propozycji, w tym dość skompliko−
wane  systemy  mechaniczne,  fotoelektryczne
oraz  rozbudowane  układy  elektroniczne.
Przedstawione koncepcje nie są z gruntu złe,
jednak ich realizacja byłaby zbyt skompliko−
wana, zwłaszcza, że pomysłodawca nie spre−
cyzował szczegółów. Zachęcam Autora, żeby
zamiast  proponować  innym  swoje  skądinąd
interesujące  pomysły,  choć  raz  spróbował
wykonać  działające  urządzenie  według  swej
koncepcji,  wtedy  na  pewno  zrozumie,  że
układy trzeba upraszczać, a nie komplikować.

Marcin  Ma−

lich z Wodzisła−
wia Śl. przysłał 8−
stronicową  bro−
szurkę  w postaci
pdf−a

(Ma−

lich.zip).  Warto
ściągnąć  z naszej
strony  interneto−
wej  tę  broszurkę
i

ją  dokładnie

przejrzeć.  Marcin
ostatecznie  zde−
cydował  się  na
czujnik  akustycz−
ny 

(mikrofon),

niemniej przeana−
lizował też szereg
innych 

rozwią−

zań.  Wspomniał
o możliwości wy−
korzystania  prze−
twornika  często−
tliwość/napięcie
typu  LM331  (RC4151)  oraz  analogowych
woltomierzy LM3914 i ICL7107. Zapropono−
wał kilka układów czyszczenia impulsów, uni−
wibratorów, liczników i wyświetlaczy. Bardzo
ciekawą koncepcję pokazuje zamieszczony na
końcu  broszurki  prosty  układ  z kostką
NE(LM)567  i brzęczykiem,  którego  schemat
można zobaczyć na rysunku 2. Detektor tonu
567  wykrywa  obecność  przebiegów  o usta−

wionej  częstotliwości
Fo±5%. Wyskalowany
potencjometr  pozwala
ustawić  zakres  często−
tliwości,  które  spowo−
dują  włączenie  brzę−
czyka 

w

zakresie

6...16Hz.  W praktyce
wykorzystanie  przy−
rządu  polegałoby  na
ustawianiu  potencjo−

metrem  P1  coraz  wyższej  częstotliwości
i sprawdzanie, czy drgania ręki masażysty po−
wodują włączenie brzęczyka. Za ten oryginal−
ny pomysł i za staranność przygotowania bro−
szurki  Marcin  otrzymuje  pięć  punktów  i na−
grodę, choć nie wykonał modelu.

Do  grupy  rozwiązań  teoretycznych  zali−

czyłem  też  sposób  zaproponowany  przez
Mariusza Chilmona z Augustowa. Oto frag−
ment e−maila: Rozwiązanie zadania nr 68 by−
ło dla mnie zdecydowanie zbyt trudne. Posta−
nowiłem, więc pójść nieco inną drogą. Napi−
sałem  skrypt  w języku  JavaScript  mierzący
częstotliwość  klikania  myszką.  Co  prawda,
ma  on  wątpliwą  przydatność  dla  masażysty
(który  rozniósłby  delikatną  myszkę  :),  ale
przyda się nałogowym komputerowcom. Do−
łączam go do listu w postaci gotowej strony
www (klikacz.html).

Fragment  ekranu  ściągnięty  podczas  ko−

rzystania  z „klikacza”  pokazany  jest  na 

rysunku 3. Sam program można ściągnąć ze
strony  internetowej  (Chilmon.html).  Przy
okazji  wyjaśniam  Mariuszowi  i wszystkim
zainteresowanym:

1.  Autor  propozycji  zadania  w Szkole

śmiało może przysłać rozwiązanie „swojego“
problemu i ma taką samą szansę na nagrody,
jak wszyscy inni uczestnicy,

2.  O szczegóły  dotyczące  prenumeraty

i spraw z tym związanych trzeba zwracać się
do Działu Prenumeraty AVT
(prenumerata@avt.com.pl).

Rozwiązania praktyczne

Na fotografii  1  pokazany  jest  model  Ale−
ksandra  Draba ze  Zdziechowic.  Schemat
można  znaleźć  na  stronie  internetowej
(Drab.gif).  Przycisk  S1  to  czujnik,  S2  służy
do zerowania licznika.

15−letni Paweł Broda z Rzeszowa przed−

stawił kilka możliwych rozwiązań czujników
i wykonał  układ  pokazany  na  fotografii  2.
W modelu  wykorzystał  czujnik  rezystancyj−
ny i zlicza impulsy w dwóch licznikach 4017
w ciągu 10 sekund. Układ jest dość skompli−
kowany  (Broda.gif)  i można  go  znacznie

Rys. 1

Rys. 2

Rys. 3

Fot. 1 Prototyp Aleksandra Draba

38

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

uprościć,  niemniej  młodziutkiego  konstruk−
tora jest też za co pochwalić.

Fotografia  3 pokazuje  model  Marcina

Wiązani z Gacek.  Czujnikiem  jest  mecha−
niczny  styk  −  przełącznik.  Przetwornik
LM2917N i wskaźnik LM3914 umożliwiają
zobrazowanie  wyniku  na  wyświetlaczu  dio−
dowym. Marcin przysłał też schemat innego
testera,  wykorzystującego  rejestr  przesuwny
− schemat pokazany jest na rysunku 4.

Na fotografii  4  można  zobaczyć  ele−

gancki  model  Romana  Biadalskiego
z Zielonej Góry. Czujnikiem jest tu mikro−
fon, a układ jest tak rozwiązany, że włoże−
nie  wtyku  mikrofonu  włącza  też  zasilanie
układu.

Dwa  ostatnie  modele  przekazuję  do  Pra−

cowni Konstrukcyjnej, skąd po sprawdzeniu,

mam nadzieję, trafią do działu E−2000 lub do
Forum Czytelników, a ich Autorzy otrzyma−
ją  honoraria.  Na  razie  dostaną  drobne  upo−
minki w postaci kitów startowych.

Uwagi końcowe

Gratuluję  wszystkim,  którzy  zmierzyli  się
z tym  trudnym  zadaniem.  Duży  plus  mogą
sobie  postawić  Koledzy,  którzy  wspomnieli
lub  choćby  pomyśleli  o problemie  bezpie−
czeństwa i obudowy.

Jeśli ktoś dopiero teraz chciałby zaprojek−

tować  odpowiedni  układ,  powinien  przede
wszystkim zwrócić uwagę na łatwość obsługi.
W przedstawionych  propozycjach  bywało
z tym różnie. Wygląda na to, że najmniej krę−
pujący jest sposób z czujnikiem dźwiękowym.
Warto wtedy zastanowić się, czy nie zastoso−
wać  skutecznego  filtru  dolnoprzepustowego,

żeby  odciąć  wszelkie  niepożądane  dźwięki
o wyższych częstotliwościach.

10 uderzeń na sekundę to naprawdę rewe−

lacyjny wynik. Czy trzeba mierzyć częstotli−
wości  powyżej  10Hz?  Niekoniecznie  −  jeśli
już ktoś chce, wystarczy informacja, że czę−
stotliwość  jest  większa  niż  10Hz.  Szczerze
mówiąc, zakres pomiarowy mógłby wynosić
5...10Hz z dodatkową sygnalizacją częstotli−
wości poniżej 5Hz i powyżej 10Hz. Łatwo to

zrealizować  w przypadku  przetwornika
F/U i linijki LM3914.

Nagrody i upominki otrzymują: Marcin Ma−

lich, Roman Biadalski, Marcin Wiązania, Pa−
weł Broda, Aleksander Drab i Mariusz Chil−
mon. Aktualna punktacja podana jest w tabeli.

Zachęcam serdecznie do udziału w bieżą−

cym i następnych zadaniach.

Wasz Instruktor

Piotr Górecki

Fot. 2 Układ Pawła Brody

Fot. 3 Model Marcina Wiązani

Rys. 4

Fot. 4 Model Romana Biadalskiego

Marcin Wiązania . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gacki 65
Krzysztof Kraska . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Przemyśl 37
Mariusz Chilmon . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Augustów 35
Dariusz Drelicharz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Przemyśl 30
Bartłomiej Radzik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Ostrowiec Św. 30
Marcin Malich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wodzisław Śl. 23
Dariusz Knull . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zabrze 22
Jarosław Chudoba . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gorzów Wlkp. 21
Piotr  Wójtowicz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wólka Bodzechowska 21
Roman Biadalski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zielona Góra 20
Mariusz Ciołek. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Kownaciska 20
Jakub Kallas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gdynia 20
Filip Rus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zawiercie 20
Rafał Stępień . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rudy 20
Michał Pasiecznik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zawiszów 18
Jacek Konieczny . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Poznań 17
Radosław Koppel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gliwice 17
Piotr Romysz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Koszalin 17
Łukasz Cyga . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chełmek 16
Radosław Ciosk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Trzebnica 15
Maciej Jurzak. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rabka 15
Ryszard Milewicz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Wrocław 15
Emil Ulanowski. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Skierniewice 15
Artur Filip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Legionowo 14
Aleksander Drab. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Zdziechowice 13
Jarosław Tarnawa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Godziszka 13
Arkadiusz Zieliński . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Częstochowa 12
Piotr Dereszowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Chrzanów 11
Szymon Janek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Lublin 11
Wojciech Macek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Nowy Sącz 11
Sebastian Mankiewicz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Poznań 11
Maciej Ciechowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gdynia 9
Mariusz Ciszewski. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Polanica Zdr. 9
Filip Karbowski . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Warszawa 9
Witold Krzak . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Żywiec 9
Piotr Kuśmierczuk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Gościno 9
Michał Waśkiewicz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Białystok 9
Piotr Wilk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Suchedniów 9

Punktacja Szkoły Konstruktorów

39

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rozwiązanie zadania 68

W EdW 10/2001 zamieszczony był fragment
schematu  układu,  który  według  pomysło−
dawcy działa następująco: (...) pojawienie się
stanu wysokiego na wyjściu bramki A powo−
duje  zaświecenie  diody  LED1.  Tranzystor
pełni rolę inwertera. Stan wysoki na wyjściu
bramki  A spowoduje  więc  zgaszenie  diody
LED2  i wyłączenie  generatora,  zbudowane−
go na bramce B. (...)

Tym  razem  otrzymałem  wyjątkowo  dużo

odpowiedzi.  Wytropiliście  usterki,  niemniej
pojawiło  się  sporo  stwierdzeń  ewidentnie
błędnych. Nie jest to jednak problem. Druga
klasa  Szkoły  konstruktorów  mająca  postać
rubryki Co tu nie gra? przeznaczona jest nie
tylko  dla  mniej  doświadczonych  elektroni−
ków, a jej celem jest zwrócenie uwagi na po−
wtarzające  się  błędy.  Błądzić  jest  rzeczą
ludzką  (errare  humanum  est),  więc  nie  jest
żadnym  powodem  do  wstydu  znalezienie
w tej  rubryce  swojego  schematu,  albo  też
nadesłanie  nietrafnej  odpowiedzi.  Wszyscy
się stale uczymy i stale popełniamy większe
i mniejsze błędy. Dlatego uczestnicy, którzy
nie  trafili  w sedno,  nie  muszą  się  wstydzić,
a raczej  powinni  starannie  przeanalizować
poniższe rozważania.

Co ciekawe, ogólna idea bloku z rysunku A

nie jest z gruntu zła i w pewnych warunkach
i przy  określonych  wartościach  elementów
układ mógłby pełnić opisane funkcje. Zakła−
damy przy tym, że bramki są zasilane napię−
ciem 12V, podobnie jak tranzystor. Nie zna−
czy to, że wszystko jest w porządku − układ
koniecznie  trzeba  zmienić.  Zanim  to  zrobi−
my, przeanalizujmy szczegóły.

Dla niektórych uczestników zaskoczeniem

może być informacja, że układ mógłby praco−
wać,  gdyby  zamiast  zwykłej  diody  zastoso−
wać  diodę  Schottky'ego  i gdyby  odłączyć
diodę LED1 według rysunku B. Jak wiado−
mo,  napięcie  na  nieobciążonym  wyjściu
CMOS  jest  dokładnie  równe  zeru  lub  napię−
ciu zasilania. Przy napięciu zasilania równym

12V rezystancja  wyjściowa  bramki  będzie
rzędu  100

Ω

lub  mniej.  W stanie  wysokim

wyjścia  bramki  A obciążenie  tego  wyjścia
opornością  100k

Ω

zmieni  napięcie  wyjścio−

we o kilka... kilkanaście miliwoltów. Przy tak
małych  prądach  spadek  napięcia  na  diodzie
Schottky'ego wyniesie 0,3...0,4V. Oznacza to,
że przy stanie wysokim na wyjściu bramki A
napięcie  baza−emiter  tranzystora  będzie
mniejsze niż 500mV, co zapewni zablokowa−
nie tranzystora. Gdy na wyjściu bramki A po−
jawi się stan niski, dioda D1 zostanie spolary−
zowana zaporowo, a tranzystor będzie otwar−
ty dzięki prądowi bazy płynącemu przez R2.
Prąd ten przy wartościach podanych na rysun−
ku  B wyniesie  więcej  niż  0,1mA,  co  przy
spodziewanym  wzmocnieniu  tranzystora  po−
wyżej 100, zapewni na kolektorze napięcie bli−
skie 12V, czyli „czysty“ stan wysoki.

Gdy  jednak  dioda  D1  nie  jest  diodą

Schottky'ego,  tylko  zwykłą  diodą,  spadek
napięcia na niej jest porównywalny z napię−
ciem  baza−emiter  otwartego  tranzystora
(ok.  0,6V)  i nie  sposób  przewidzieć,  czy

przy stanie wysokim na wyj−
ściu bramki A uda się zatkać
tranzystor. O sukcesie lub po−
rażce  zadecydują  pojedyncze
miliwolty.  Efekt  może  zale−
żeć od temperatury oraz typu
tranzystora  i diody.  To  byłby
klasyczny przykład rozwiąza−
nia,  gdzie  działanie  układu
jest niepewne i zależy od pa−
rametrów  użytych  egzempla−
rzy  diody  i tranzystora.  Obe−
cność diody LED1 i rezystora

R1  przecina  wątpliwości.  Aby  dioda
LED1  świeciła  w sensowny  sposób,  jej
prąd musi być większy niż 1mA. Taki prąd
spowoduje spadek napięcia około 0,1V na
wewnętrznej rezystancji wyjściowej bram−
ki. Przy stanie wysokim na wyjściu bram−
ki A tranzystor na pewno nie zostanie za−
tkany.

Choć więc tranzystor może pełnić rolę in−

wertera, a układ połączeń D1, R2 nie jest sam
w sobie błędny, zaproponowane rozwiązanie
nie zda egzaminu.

Sporo osób stwierdziło, że dioda D1 powin−

na  być  włączona  odwrotnie.  Niektórzy  chcą
tylko  odwrócić  diodę  według  rysunku  C, 
co  jest  błędem,  bo  spowoduje  przepływ  du−
żego  prądu  bazy,  gdy  na  wyjściu  bramki  A
pojawi  się  stan  niski.  Odwrotne  włączenie
diody wymagałoby włączenia w szereg z nią
rezystora według rysunku D. W takim przy−
padku pozostawienie obwodu LED1, R1 nie
byłoby już wprawdzie groźne, ale nadal nie−
zbyt eleganckie.

Jeśli diodę LED2 można dołączyć do plu−

sa zasilania, można wykorzystać układ z ry−
sunku E. Jeśli jednak chodzi o dwie struktu−
ry  diody  dwukolorowej  ze  wspólną  katodą,

warto  poszukać  innego  rozwią−
zania.

Może  dodać  jedną  diodę

(zwykłą  lub  LED−a)  w obwód
emitera  tranzystora  według  ry−
sunku F, jak proponuje  Dawid
Kozioł z Elbląga? A może upro−
ścić  układ  według  propozycji
Piotra  Pociechy ze  Świebo−
dzic, pokazanej na rysunku G?
Inne,  nieco  mniej udane propo−
zycje  poprawy  pokazane  są  na
rysunku H.

I jeszcze jedna sprawa. Kilka osób napisa−

ło,  że  koniecznie  trzeba  włączyć  rezystor
między  kolektor  tranzystora  a masę.  Jeden

C

C

C

C

o

o

o

o

 

 

tt

tt

u

u

u

u

 

 

n

n

n

n

ii

ii

e

e

e

e

 

 

g

g

g

g

rr

rr

a

a

a

a

?

?

?

?

− S

Szzkkoołłaa K

Koonnssttrruukkttoorróów

w kkllaassaa IIII

A

C

D

B

40

Szkoła Konstruktorów

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

z Kolegów stwierdził: ponieważ przez dio−
dę  LED2  nie  płynie  żaden  prąd,  jej  rezy−
stancja  przy  zatkaniu  tranzystora  będzie
rzędu setek megaomów. Przez to zjawisko
o napięciu na wejściu bramki B będą decy−
dować upływności płytki drukowanej.

Aż tak źle nie będzie − brak rezystora

nie jest ewidentnym błędem, a co najwy−
żej niedoróbką. Dodanie rezystora ściąga−
jącego  do  masy  jest  dobrą  i zalecaną
praktyką, niemniej i bez tego układ powi−
nien  pracować.  Po  zatkaniu  tranzystora
na  jego  kolektorze  napięcie  spadnie  do
wartości  co  najwyżej  1,6...1,8V,  co  po−
winno być potraktowane przez tę bramkę
z wejściem  Schmitta  jako  stan  niski.  Te
1,6...1,8V to  napięcie  progowe  zielonej
diody  LED,  czyli  napięcie  przewodzenia
przy  znikomych  prądach  poniżej  1

µ

A.

Napięcia tego nie można dokładnie zmie−
rzyć woltomierzem − przybliżoną wartość
obliczymy  odejmując  od  wartości  napię−
cia  zasilania  napięcie  wskazywane  przez
woltomierz cyfrowy o rezystancji 10M

Ω

,

włączony  między  plus  zasilania  a kolek−
tor  tranzystora  (włączenie  woltomierza
między kolektor a masę da zawsze napię−
cie równe zeru). 

Gratuluję  wszystkim  uczestnikom,

którzy  zwrócili  uwagę  na  wymienione
kwestie.  Nagrody  otrzymują:  Rafał
Węgierkiewicz z Czarnej,  Dawid  Ko−
zioł z Elbląga  i Piotr Pociecha ze
Świebodzic.

Zadanie 72

Na rysunku J pokazany jest fragment rozwią−
zania  samochodowego  regulatora  głośności.
Układ scalony CMOS oznaczony U3 daje stan
wysoki  tylko  na  jednym  z wyjść  Q0...Q9
i otwiera  tylko  jeden  z tranzystorów.  Autor
propozycji zastosował drabinkę dobranych re−
zystorów o wartościach 10M

Ω

...330

Ω

, by re−

gulować głośność w sposób logarytmiczny. 

Jak zwykle pytanie brzmi:

Co tu nie gra?

Wyjaśnienia nie muszą być obszerne − cał−

kowicie wystarczą dwa lub trzy zdania. Od−
powiedzi  opatrzcie  dopiskiem  NieGra72
i nadeślijcie  w terminie  45  dni  od  ukazania
się tego numeru EdW. Nagrodami będą drob−
ne kity AVT.

F

G

J

H

E

47

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Do czego to służy?

Opublikowany  w EdW 9,  10,  11/1998  opis
wykonania minitransceivera Antek na pasmo
80m (3,5−3,8MHz) wywołał duże zaintereso−
wanie  Czytelników.  Analizując  sprzedaż  ki−
tów AVT−2310 łatwo zauważyć, że nadal nie
maleje zaintersowanie tym prostym urządze−
niem dla krótkofalowców. Na ten fakt składa
się kilka powodów: jednym z nich jest cena.
Za  nieduże  pieniądze  można  niewielkim  na−
kładem  pracy  wykonać  urządzenie  umożli−
wiające przeprowadzenie dwustronnych łącz−
ności emisją SSB w popularnym pasmie 80m.

Niezła  propagacja  w minionym  roku

związana z większą aktywnością Słońca spo−
wodowała  zaintersowanie  pracą  QRP także
na wyższych pasmach KF. Również i w tym
roku, szczególnie dobre warunki pracy w pa−
smie  40m powodują,  że  słychać  na  tym  pa−
smie wiele stacji polskojęzycznych.

Wychodząc  naprzeciw  zapytaniom  Czy−

telników:  „Jak  przerobić  Antka  na  pasmo
40m“,  publikujemy  kilka  rad  i wskazówek
które mogą być pomocne przy łatwych prze−
róbkach Antka także na pasmo 160m.

Z porad tych, mogą skorzystać Czytelnicy

którzy zakupili już kit w wersji podstawowej,
czyli  z elementami  dobranymi  do  zakresu
80m i poprzez wymianę wskazanych wartości
mogą  uzyskać  pasmo  40m bądź  160m.  Ina−
czej mówiąc jeżeli komuś znudziło się pasmo
80  może  sobie  przerobić  minitranseiver  na
inne  równie  atrakcyjne  pasmo  i z odpowie−
dnią anteną popróbować tam sił pracy QRP.

Oczywiście  istnieje  także  możliwość  za−

stosowania  przełącznika  zakresów  i uzyska−
nia urządzenia wielopasmowego lecz na pod−
stawie długoletnich doświadczeń autor w tym
przypadku nie poleca takiego rozwiązania.

Trzeba  przypomnieć,  że  praca  w pasmie

amatorskim  może  być  prowadzona  tylko

przez  osoby  uprawnione,  dlatego  warto  na
początek wykonać układ ograniczony do czę−
ści odbiorczej, a dopiero po osłuchaniu się na
pasmie i zdobyciu licencji − uzupełnienie ele−
mentów wchodzących w skład części nadaw−
czej. Wiele niezbędnych informacji jak uzy−
skać  uprawnienia  (gdzie  zdać  egzamin)  jest
publikowanych  m.in.  w miesięczniku  Świat
Radio. 

Jak to działa?

Dokładny  opis  zasady  działania  minitrans−
ceivera Antek (AVT 2310) był publikowany
w EdW 10/98 str. 12−15 zaś sposób wykona−
nia i uruchomienia w EdW 11/98 str. 11−14.

Z tego też powodu poniższy opis zostanie

ograniczony tylko do niezbędnych informacji.

Schemat  elektryczny  minitransceivera

Antek  z naniesionymi  wartościami  elemen−
tów  dla  pasma  40m (odmiennym  kolorem)
jest zamieszczony na rysunku 1.

Ważną właściwością urządzenia jest użycie

układów  scalonych  NE612  (NE602)  pełnią−
cych  różne  funkcje  podczas  pracy,  filtru  dra−
binkowego 4MHz oraz dwóch przekaźników.

Urządzenie może być zasilane z akumula−

tora 12V bądź zasilacza stabilizowanego 12−
13,8V/1A.

Do  zasilania  układów  scalonych  US2

i US3 wykorzystano napięcie 5V pochodzące
ze stabilizarora US6, zaś do zasilania genera−
torów − napięcie 9V otrzymane z układu sca−
lonego US7. Dodatkowy stabilizator napięcia
5V (opcja US8) jest zaplanowany jako zasi−
lacz  programowanej  skali  cyfrowej  AVT−
2318  opublikowanej  w EdW 12/98  umożli−
wiającej  wyświetlenie  wartości  częstotliwo−
ści pracy minitransceivera.

Przekaźniki  PZ1  i PZ2  przełączają  urzą−

dzenie z odbioru na nadawanie z chwilą naci−
śnięcia  przycisku  PTT przy  mikrofonie  (po−

danie napięcia 12V na cewki przekaźników).
PZ1/A służy  do  przełączania  anteny  z filtru
dwuobwodowego na stopień końcowy w.cz.,
zaś PZ1/B − do podawania napięcia na ukła−
dy  odbiornika  i nadajnika.  Obydwie  sekcje
PZ2 są wykorzystane do przełączania sygna−
łów  VFO  i BFO  (zamieniają  je  miejscami,
doprowadzając do nóżek 6 układów NE612).
Użyto tutaj dwóch przekaźników na 12V ty−
pu RA12WN−K.

Częstotliwość generatora VFO dla plano−

wanego  zakresu  pasma  40m (7,0−7,1MHz)
powinna  mieścić  się  w zakresie  11,0−
11,1MHz. 

W naszym  urządzeniu  jest  uproszczony

układ  VFO  wykonany  na  dwóch  tranzysto−
rach T1, T2 (2xBC547; tranzystor T1 pracu−
je w układzie generatora Seilera, zaś T2 to ty−
powy wtórnik emiterowy spełniający rolę se−
paratora). Cewka L7 − indukcyjność genera−
tora − to pierwotne uzwojenie filtru 7x7 o nu−
merze  204,  które  ma  wartość  indukcyjności
około  1

µ

H.  Z jedną  sekcją  kondensatora

zmiennego typu ELTRA o pojemności około
14pF  i wartościami  innych  kondensatorów
podanych  na  schemacie,  VFO  pokrywa  wy−
magany zakres 11,0−11,1MHz jeszcze z nie−
wielkim  zapasem.  Ponieważ  przekładnia  na
osi kondensatora o przełożeniu wynoszącym
3:1  jest  nieco  za  mała  do  precyzyjnego
wstrojenia  się  na  odbieraną  stację,  można
zrezygnować  z dolnej  części  pasma,  jeżeli
nie planuje się pracy emisją CW. W tym celu
należy  zmniejszyć  pojemność  obwodu  LC
generatora  tak,  aby  ograniczyć  zakres  pracy
do  7045−7100kHz,  czyli  do  części  SSB  pa−
sma. Operacji zmniejszenia pojemności moż−
na dokonać rozginając delikatnie wkrętakiem
płytki  rotora  kondensatora  C10  zwiększając
tym samym odstęp między płytkami. Jedno−
cześnie zmniejszamy wypadkową pojemność

##

##

M

M

M

M

ii

ii

n

n

n

n

ii

ii

tt

tt

rr

rr

a

a

a

a

n

n

n

n

ss

ss

c

c

c

c

e

e

e

e

ii

ii

vv

vv

e

e

e

e

rr

rr

A

A

A

A

N

N

N

N

TT

TT

E

E

E

E

K

K

K

K

n

n

n

n

a

a

a

a

 

 

p

p

p

p

a

a

a

a

ss

ss

m

m

m

m

o

o

o

o

 

 

4

4

4

4

0

0

0

0

m

m

m

m

48

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

obwodu  LC.  W takim  przypadku  jednemu
obrotowi  osi  kondensatora  będzie  odpowia−
dała  zmiana  częstotliwości  20kHz,  tak  więc
trzy obroty dadzą 60kHz.

Generator BFO jest także podwójnie wy−

korzystywany:  do  odbioru  jako  dodatkowy
układ do demodulacji sygnału SSB i jako ge−
nerator  fali  nośnej  podczas  nadawania.
W tym przypadku wystarczył układ z jednym
tranzystorem T3 − BC547, w którego w pętlę
dodatniego  sprzężenia  zwrotnego  włączono
piąty  rezonator  kwarcowy  X5  o identycznej
częstotliwości,  jak  w filtrze  drabinkowym.
Poprzez  włączenie  w szereg  z rezonatorem
cewki  L8  (w rozwiązaniu  modelowym  jest
nią dławik o indukcyjności 10

µ

H) uzyskano

obniżenie częstotliwości rezonatora o 200Hz,
czyli  w konsekwencji  uzyskano  częstotli−
wość BFO o wartości 3,9998MHz. Chodziło
tutaj o przesunięcie częstotliwości nośnej na
lewe  dolne  zbocze  charakterystyki  filtru
kwarcowego w celu uzyskania górnej wstęgi
bocznej  (USB).  Chcąc  przesunąć  częstotli−
wość  BFO  na  górne  zbocze  charakterystyki
filtru,  w celu  uzyskania  dolnej  wstęgi  bocz−
nej,  należy  w miejsce  dławika  wstawić  try−
mer o pojemności około 20pF.

Jak  już  wspomniano  przełącznik  w.cz.  −

(przekaźnik  PZ2)  służy  do  zamiany  dopro−
wadzeń  sygnałów  generatorów.  Dzięki  nie−
mu podczas odbioru do układu US1 dochodzi
sygnał VFO, zaś do US2 sygnał BFO, a pod−

czas nadawania − odwrotnie (do US1 docho−
dził BFO a do US2−VFO). Do styków przełą−
czających przekaźnika są doprowadzone sy−
gnały z generatorów poprzez dzielniki rezy−
storowe zapewniające poziomy napięć w.cz.
w granicach  300mV,  jako  wejściowe  warto−
ści optymalne układów NE612.

Odbiór

Przy odbiorze (styki przekaźników w funkcji
spoczynkowej) odfiltrowany sygnał z anteny
za  pośrednictwem  trójsekcyjnego  filtru  dol−
noprzepustowego  L1...L3  oraz  dwuobwodo−
wego  filtru  pasmowoprzepustowego  L4...L6
zestrojonych na pasmo 40m jest podawany na
pierwsze  wejście  mieszacza  US2−NE612.
Filtr  dolnoprzepustowy,  wykorzystywany
dwustronnie  zmniejsza  także  poziom  sygna−
łów  wejściowych  odbiornika  o częstotliwo−
ściach powyżej 40m. Na drugie wejście mie−
szacza jest kierowany sygnał z przestrajanego
generatora  VFO  o częstotliwości  w zakresie
11,0−11,1MHz.  Sygnał  wyjściowy  z układu
scalonego,  będący  różnicą  obydwu  składo−
wych,  poprzez  filtr  SSB  o częstotliwości
środkowej około 4MHz, jest podany na kolej−
ny  układ  NE612,  pracujący  podczas  odbioru
jako  wzmacniacz  p.cz.  i detektor  SSB.  Filtr
kwarcowy SSB jest w układzie drabinkowym
zestawionym  z rezonatorów  o częstotliwości
4MHz. Pasmo przenoszenia takiego filtru wy−
nosi około 2kHz (przy −3dB). 

Na drugie wejście detektora US3 jest po−

dawany sygnał z generatora BFO o częstotli−
wości 3,9998MHz. Sygnał wyjściowy, będą−
cy  różnicą  doprowadzonych  częstotliwości
składowych,  jest  podawany  na  przedwzmac−
niacz małej częstotliwości US4 − 741 i dalej,
poprzez  potencjometr  siły  głosu  R29,  do
wzmacniacza  końcowego  LM386,  a następ−
nie do głośnika lub słuchawek. Kształtowanie
charakterystyki sygnału m.cz. w zakresie 0,3−
3kHz  zapewniają  elementy  RC  na  wejściu
układu wzmacniacza operacyjnego (R23 C54
C55 R24) oraz w pętli sprzężenia zwrotnego
(R27  C58).  Kondensator  C60  dołączony  do
układu  LM386  ustala  maksymalne  wzmoc−
nienie m.cz. i powinien być dobrany indywi−
dualnie  podczas  uruchamiania  urządzenia
w taki sposób, aby nie następowało sprzęże−
nie m.cz. podczas ustawienia pokrętła regula−
cji siły głosu w skrajne prawe położenie.

Nadawanie

Podczas  nadawania  sygnał  ze  wzmacniacza
mikrofonowego US1 jest podawany poprzez
dwójnik C7 R7 na pierwsze wejście modula−
tora  US1,  zaś  sygnał  generatora  fali  nośnej
BFO  −  na  drugie  wejście  tego  układu.
Wzmacniacz mikrofonowy jest zrealizowany
na  układzie  operacyjnym  741  w identyczny
sposób,  jak  przedwzmacniacz  odbiornika.

Rys. 1

Również i w tym przypadku dwójnik R4 C9
służy  do  obniżenia  wzmocnienia  powyżej
3kHz. Poziom sygnału m.cz. jest regulowany
za  pośrednictwem  potencjometru  montażo−
wego  R1.  W momencie  pojawienia  się  sy−
gnału  akustycznego  na  wyjściu  modulatora
(nóżka 5) pojawia się fala nośna. Do równo−
ważenia  modulatora  przewidziano  potencjo−
metr  montażowy  R10  włączony  w szereg
z rezystorami  ograniczającymi  R8  R11.  Re−
zystor  R9  służy  do  zachwiania  równowagi
modulatora  z chwilą  zwarcia  jego  wolnej
końcówki do masy. W konsekwencji wywo−
łuje to pojawienie się fali nośnej na wyjściu
modulatora.  Fakt  ten  jest  wykorzystywany
podczas strojenia nadajnika oraz do pracy te−
legrafią (CW).

Kierunek  przebiegu  sygnału  w.cz.  nadaj−

nika jest taki sam, jak przy odbiorze. Sygnał
DSB  z wyjścia  modulatora  jest  podany  na
filtr  kwarcowy,  na  wyjściu  którego  pojawia
się  górna  wstęga  boczna  (przy  założonym
mieszaniu różnicowym). 

Oczywiście  na  wyjściu  US3  występuje

suma  i różnica  częstotliwości  składowych
doprowadzonych  do  jego  wejść,  jak  w każ−
dym  mieszaczu.  Po  wzmocnieniu  sygnału
w układzie z tranzystorem T4 znajdujący się
w obwodzie  kolektora  filtr  dwuobwodowy
L11...L9  zestrojony  na  wymagane  pasmo
7,0−7,1MHz  (identyczny  jak  w odbiorniku)
ustala właściwy zakres pracy i wstęgę.

Tranzystor T5 pełni funkcję drivera i przy

zastosowaniu popularnego tranzystora BC211
zapewnia  około  200mW mocy.  Rezystory
R38  i R36  wprowadzają  niewielkie  ujemne
sprzężenie  zwrotne  wpływające  pozytywnie
na  liniowość  układu.  Dopasowanie  drivera
do  wzmacniacza  mocy  zrealizowano  za  po−
średnictwem transformatora bifilarnego TR2.

W stopniu końcowym mocy użyto tranzy−

stora MOSFET typu IRF520, który, choć by−
wa stosowany w przetwornicach i wzmacnia−
czach m.cz., tutaj spełnił doskonale swoją ro−
lę  zapewniając  moc  wyjściową  nadajnika
około  2W praktycznie  bez  zniekształceń.
Oczywiście poprawną pracę układu osiągnię−
to  poprzez  ustawienie  właściwego  punktu
pracy stopnia za pośrednictwem potencjome−
tru  montażowego  R33.  Dopasowanie  obwo−
du drenu tranzystora do dolnoprzepustowego
filtru  antenowego  zapewniono  poprzez  bifi−
lrany transformator TR1, który ma co praw−
da  taką  samą  konstrukcję,  jak  TR2,  jednak
jest  włączony  w przeciwnym  kierunku,  to
znaczy wpływa na podwyższenie impedancji
wyjściowej. 
Podstawowe  parametry  minitransceivera
ANTEK/40m:
− częstotliwość pracy: 7,0 − 7,1MHz
− emisja: SSB (LSB)
− czułość odbiornika: 0,5

µ

V (przy 10dB S+N:N)

− moc wyjściowa nadajnika: 2W
− tłumienie niepożądanej wstęgi bocznej: >40dB
− tłumienie fali nośnej: >40dB 

− napięcie zasilania: 12V (13,8V)
− wymiary obudowy: 140x140x40mm

Montaż i uruchomienie

Cały  układ  minitransceivera  zmontowano  na
płytce  drukowanej  o wymiarach  135x135mm
dostępnej w sieci handlowej jako AVT−2310/A.

Montując układ nie należy przeoczyć wie−

lu zworek oraz poprowadzenia dodatkowym
przewodem ekranowanym sygnałów do gnia−
zdek:  głośnikowego  oraz  mikrofonowego,
których zastosowanie wynikło z chęci wyeli−
minowania płytki dwustronnej.

Bardzo  ważnym  elementem  konstrukcji

jest obudowa, która pełni kilka funkcji, m.in.,
oprócz ekranu od pól w.cz. (eliminuje możli−
wość  zakłóceń  odbioru  oraz  nadawania),
usztywnia całą konstrukcję zmniejszając nie−
stabilność VFO oraz umożliwia przykręcenie
do  tylnej  ścianki  −  za  pośrednictwem  pod−
kładki mikowej − tranzystora T6. 

Wykorzystananie  fabrycznej  obudowy

metalowej  o oznaczeniu  T31,  charakteryzu−
jącej się wymaganymi wymiarami zewnętrz−
nymi  140x140x40mm,  wymaga  nieco  prze−
róbek.  Polegają  one  m.in.  na  obcięciu  we−
wnętrznych zagięć montażowych, wywierce−
niu w przedniej płytce otworu na oś konden−
satora  zmiennego  o średnicy  około  15mm
oraz drugiego otworu o średnicy 6mm na oś
potencjometru  siły  głosu.  Tylna  płytka  obu−
dowy  została  wymieniona  na  aluminiową
(przez  wygięcie  kawałka  blachy  o grubości
2mm),  która  łatwiej  odprowadza  ciepło
z tranzystora  końcowego  niż  pierwotna  bla−
cha  z niepotrzebnym  otworem  i w dodatku
malowana farbą. Sposób wykonania niezbęd−
nych  otworów  do  zamocowania  tranzystora
T6 oraz pod gniazda (antenowe, mikrofono−
we,  zasilania  i głośnikowe)  był  zamiesz−
czony w EdW 11/98.

Zamiast  cewek  filtrów  7x7  o numerach

127 można dobrać inne typy filtrów o induk−
cyjności w granicach 10

µ

H i skorygować po−

jemności kondensatorów, bądź przewinąć in−
ne filtry 7x7 nawijając uzwojenia cewek L5,
L6, L11, L10 po 34 zwoje DNE 0,1, zaś L4
i L9  po  4  zwoje  takiego  samego  przewodu.
Podobnie można postąpić z cewką L7 o sym−
bolu 204 (indukcyjność około 1,4

µ

H) lub na−

winąć  na  innym  korpusie  filtru  7x7  około 
10 zwojów DNE 0,2. 

Indukcyjność cewki L8 powinna być taka,

aby powodowała obniżenie częstotliwości re−
zonatora  kwarcowego  BFO  o około  200Hz.
W rozwiązaniu modelowym był zastosowany
typowy dławik o indukcyjności 10

µ

H. 

Samo  uruchomienie  układu  nie  odbiega

od  sposobu  uruchomienia  innych  opisywa−
nych  transceiverów  SSB.  Choć  urządzenie
zostało  tak  zaprojektowane,  aby  po 
wstawieniu  wszystkich  elementów  wzasa−
dzie  nie  trzeba  było  dokonywać  skompli−
kowanych czynności strojeniowych, to jed−
nak  przedstawione  w dalszej  części  opisu

czynności są niezbędne do prawidłowej pra−
cy układu.

Jak zwykle w pierwszej kolejności należy

sprawdzić  wartości  napięć  zasilających,  po−
ziomy sygnałów i wartości częstotliwości ge−
neratorów.  Do  tego  celu  m.in.  zastosowano
kondensatory  C18  oraz  C67  z opisanymi
punktami VFO i BFO. 

Do punktów tych można podłączyć oscy−

loskop (do obserwacji, czy kształt wyjściowy
sygnału jest jak najbardziej zbliżony do sinu−
soidy) oraz cyfrowy miernik częstotliwości.

Poziomy  sygnałów  doprowadzonych  do

nóżek  6  układów  scalonych  US2  i US3  po−
winny  być  zbliżone  do  zalecanych  wartości
aplikacyjnych 300mV (ew. regulacja poprzez
korekcję dzielników rezystorowych R17/R18
i R19/R20). Układ BFO powinien pracować
od  razu  poprawnie  zapewniając  częstotli−
wość  BFO  o

wartości  zbliżonej  do

3,9998MHz. Trochę czasu wymaga ustawie−
nie  częstotliwości  VFO.  Przy  wykręconym
rotorze  kondensatora  zmiennego  C10  usta−
wiamy rdzeń w cewce L7 w taki sposób, aby
miernik częstotliwości wskazał częstotliwość
zbliżoną do 11MHz. Następnie, przy wkręco−
nym rotorze, częstotliwość powinna obniżyć
się  i osiągnąć  w skrajnym  położeniu
11,1MHz.

Korekcję tę przeprowadza się poprzez do−

branie wartości C13 i C14 oraz przez rozgi−
nanie bądź doginanie płytek rotora kondensa−
tora  zmiennego.  Poprzez  kilkukrotną  korek−
cję L7 oraz kondensatorów z pewnością na−
stąpi taki moment, kiedy w dwóch skrajnych
położeniach gałki strojenia osiągniemy krań−
cowe  wartości  częstotliwości  11MHz  oraz
11,1MHz,  co  kończy  wstępną  pracę  z VFO
(pozostanie  jeszcze  ewentualne  dobieranie
kondensatorów pod względem współczynni−
ków  temperaturowych  w przypadku  zauwa−
żenia  zbyt  dużego  płynięcia  częstotliwości).
Warto  wspomnieć,  że  zamiast  obecnie  trud−
nego  do  zdobycia  kondensatora  zmiennego
można  użyć  popularnej  diody  pojemnościo−
wej BB105 i przestrajać przy pomocy poten−
cjometru  (ta  modyfikacja  jest  pokazana  na
schemacie innym kolorem).  

Po dołączeniu do wejścia antenowego ge−

neratora na zakres 7MHz (lub już konkretnej
anteny  np.  W3DZZ)  pozostanie  dostrojenie
obwodów  wejściowych  (ustawienie  rdzeni
w cewkach  L5  i L6)  na  najsilniejszy  sygnał
w głośniku. 

Prądy spoczynkowe tranzystorów T4 − T6

można zmierzyć za pomocą woltomierza do−
łączanego  do  rezystorów  (orientacyjne  war−
tości na rezystorach: R41 − 0,9V, R36 − 1,4V,
R31 − 0,15V).

Po  uruchomieniu  nadajnika  przyciskiem

PTT i skontrolowaniu przełączania sygnałów
VFO i BFO oraz ewentualnym skorygowaniu
punktów  pracy,  należy  zestroić  filtr  dwu−
obwodowy. 

Ciąg dalszy na stronie 71.

49

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

50

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Ciąg dalszy ze strony 71.

W tym celu ustawiamy suwak potencjome−

tru  R10  w skrajne  położenie  i tak  ustawiamy
rdzenie w cewkach L10 i L11, aby uzyskać na
sztucznym obciążeniu 50

Ω

maksymalny sygnał

wejściowy. Jeżeli będziemy wykorzystywali do
tego oscyloskop, to od razu skontrolujemy, czy
sygnał jest jak najbardziej zbliżony do sinusoi−
dy. Dołączony miernik częstotliwości powinien
wskazać  wartość  z przedziału  7  do  7,1MHz.
Można  przy  okazji  skorygować  zestrojenie
VFO  (rdzeniem  L7)  i nanieść  obok  pokrętła
strojenia  co  najmniej  dwa  znaczniki  częstotli−
wości. Jako sztuczne obciążenie można wyko−
rzystać rezystor 51

Ω

/2W (lub kilka równolegle

połączonych, np. 2 sztuki po 100

Ω

/1W).

Następnie  równoważymy  modulator  po−

przez  sprowadzenie  suwaka  potencjometru
w takie  położenie  (okolice  środka  zakresu),
aby na wyjściu uzyskać jak najmniejszy po−
ziom sygnału (ideałem byłoby zero). W przy−
padku zwarcia punktu CW do masy znów po−
winna pojawić się fala nośna. 

Jeżeli  opisane  powyżej  czynności  wypa−

dły pomyślnie, pozostaje jeszcze dobrać po−
ziom sygnału z mikrofonu za pośrednictwem
potencjometru  R1  tak,  aby  uzyskać  maksy−
malny poziom SSB bez zniekształceń wyni−
kających  z przesterowania  modulatora.  Ja−
kość sygnału można łatwo skontrolować po−
przez  odbiornik  z krótką  anteną  (np.  kilka−
dziesiąt cm przewodu) ustawiony w pobliżu
wyjścia antenowego minitransceivera.

Po  upewnieniu  się,  że  na  wyjściu  otrzy−

maliśmy prawidłowy sygnał SSB, czyli czy−
telny z naksymalnie wytłumioną nośną i gór−
ną wstęgą boczną, dopiero teraz możemy do−
łączyć antenę i jeszcze raz skontrolować, czy
jakość  sygnału  nie  uległa  pogorszeniu  i czy
przypadkiem  nie  nastąpiło  wzbudzenie
wzmacniacza nadajnika.

Wypada sprawdzić temperaturę tranzysto−

rów i jeżeli będzie zbyt wysoka, prowadząca
nieuchronnie  do  zniszczenia  podczas  dłuż−
szej  pracy,  to  jest  to  kolejnym  sygnałem,  że
należy sprawdzić ustawienie prądu spoczyn−
kowego,  a następnie  zapewnić  lepsze  chło−
dzenie poprzez dodatkowy radiator.

Inne możliwości przeróbek

Jak  już  wspomniano  na  wstępie,  w bardzo
prosty sposób można przystosować minitran−
sceiver  do  pracy  w zakresie  160m (1810−
1980kHz). Dla tego zakresu filtry dwuobwo−
dowe z zastosowaniem obwodów 127 wyma−
gają wymiany kondensatorów C20, C22, C48
i C49 na 470pF (można do istniejących kon−
densatorów 100pF dolutować od strony dru−
ku kondensatory po 150−180pF). Wymagany
zakres pracy VFO 7810−7980kHz (dla orygi−
nalnego  filtru  6MHz)  można  uzyskać  po−
przez głębsze wkręcenie rdzenia w cewce L7
(ew. dobraniu większej wartości kondensato−
ra C13). Podczas prób i zestrojenia w pasmie
160m można zrezygnować z filtru dolnoprze−
pustowego.  Podczas  normalnej  pracy  lepiej

jednak  zastosować  taki  filtr  (L1,  L2,  L3:
4,7

µ

H; C1, C4: 2,2nF; C2, C3: 4,7nF).     

Ze względu na wykorzystane układy sca−

lone NE612 urządzenie można przystosować
praktycznie do wszystkich podzakresów KF,
łącznie  z pasmem  CB  (a nawet  VHF/SSB
w części pasm 6m i 2m). 

Pasmo 6m (50−52MHz; na początek wystar−

czy  wycinek  np.  50,100−50,400MHz)  można
uzyskać  na  dwa  sposoby.  Najprościej  będzie
zastosować  rezonatory  o wartości  około
40MHz (po zmniejszeniu wartości współpracu−
jących  kondensatorów  w filtrze  do  15pF  oraz
zmodyfikowaniu układu BFO) i podwyższeniu
częstotliwości VFO na wartość ponad 10MHz.

Innym sposobem będzie pozostawienie ory−

ginalnego filtru 6MHz i użycie układu VXO na
wartość ponad 44MHz (np. zastosowanie rezo−
natora  piezoceramicznego  o wartości  około
14,67MHz + potrajacz częstotliwości). 

Podstawowym mankamentem w realizacji

minitransceivera (nie tylko na bazie opisywa−
nego kitu) jest mała stabilność generatora LC
co  wymaga  pieczołowitego  doboru  konden−
satorów  w układzie  VFO.  Najlepszym  roz−
wiązaniem  byłoby  zastosowanie  pętli  PLL
ale cena takiego układu przewyższa cenę ca−
łego minitransceivera. Z tego też względu au−
tor  poleca  użycie  układu  VXO.  Przydatna
może być tutaj płytka AVT 2438 − generator
VXO/2m lub 6m (opis w EdW 7/2000).

Andrzej Janeczek 

sp5aht@swiatradio.com.pl

50

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Do czego to służy?

Opisany  układ  może  być  interesującą  cieka−
wostką do zabawy. Na pewno znajdzie zasto−
sowanie w układach sygnalizacyjnych i alar−
mowych.  Autor  artykułu  był  kiedyś  świad−
kiem  zabawnej  sceny:  pies  zauważył,  że
odzywa  się  do  niego...  samochód.  Auto  wy−
posażone było w obwody, które po wykryciu
głośniejszego  dźwięku  włączały  na  chwilę

kierunkowskazy i brzęczyk. Gdy pies szczek−
nął, układ samochodu „odszczekiwał” krótko;
cała  zabawa  i zdziwienie  psa  powtarzały  się
przez  jakiś  czas.  Opisany  układ  może  pełnić
i taką funkcję dodatkowego sygnalizatora do
samochodu, mieszkania czy domu.

Generalna  zasada  działania  jest  bezna−

dziejnie  prosta:  po  wykryciu  odpowiednio
głośnego  dźwięku  układ  na  określony  czas

włącza  generator  oraz  syrenę  alarmową.
Nowością  jest  to,  że  przyrząd  nie  ma  od−
dzielnego  mikrofonu.  Jeden  jedyny  głośnik
pełni zarówno rolę mikrofonu jak i sygnali−
zatora. Dodatkową zaletą jest fakt, że moż−
na  dowolnie  regulować  czułość  oraz  czasy
działania i częstotliwość sygnalizatora.

#

#

Rys. 1 Schemat ideowy

S

S

S

S

yy

yy

rr

rr

e

e

e

e

n

n

n

n

a

a

a

a

ss

ss

tt

tt

e

e

e

e

rr

rr

o

o

o

o

w

w

w

w

a

a

a

a

n

n

n

n

a

a

a

a

g

g

g

g

łł

łł

o

o

o

o

ss

ss

e

e

e

e

m

m

m

m

2

2

2

2

6

6

6

6

1

1

1

1

1

1

1

1

51

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Jak to działa?

Schemat  ideowy  układu  pokazany  jest  na
rysunku  1.  W trybie  czuwania  tranzystor
T1  jest  zatkany  i głośnik  G1  pracuje  jako
mikrofon.  Niewielki  sygnał  z głośnika  jest
silnie wzmacniany przez wzmacniacz U1B.
Jego  wzmocnienie,  przynajmniej  przy
mniejszych  częstotliwościach,  wynosi  po−
nad 200x (R7, R8). Układ U1Ajest kompa−
ratorem.  W

spoczynku  na  wyjściu

U1B (nóżka  7)  nie  występuje  przebieg
zmienny,  a napięcie  stałe  jest  takie  same,
jak  w punkcie  połączenia  R2,  R3.  Z kolei
napięcie  stałe  na  nóżce  2  kostki  U1Ajest
nieco niższe od napięcia stałego na nóżce 7
U1B.  Potencjometr  PR1  wyznacza  spo−
czynkową różnicę napięć na obu wejściach
U1A,  a tym  samym  czułość  układu.  Rezy−
story R1, R5 zapewniają niewielką histere−
zę  i względnie  „czyste”  stany  logiczne  na
wyjściu  U1A.  W spoczynku  na  wyjściu
komparatora U1A, czyli na nóżce 1, napię−
cie jest  bliskie dodatniemu napięciu zasila−
nia.  Na  wyjściu  inwertera  U2C utrzymuje
się stan wysoki i dwa generatory z bramka−
mi U2D, U2E nie pracują. Negator U2F po−
woduje, że tranzystor T1 („darlington” mo−
cy) jest wyłączony.

Jednocześnie  stan  wysoki  z wyjścia

U2C wymusza  stan  niski  na  wyjściu  U2A.
Obecność diod D1, D2 zapewnia, że w tym
stanie  na  wejście  U2B podawany  jest  bez
przeszkód stan wysoki z wyjścia komparato−
ra U1A.

Pojawienie się na nóżce 7 U1B wzmoc−

nionego  przebiegu  zmiennego  spowoduje
wystąpienie się na nóżce 1 napięcia bliskie−
go zeru. Inwerter U2B zmieni stan. Dodat−
nie zbocze na jego wyjściu spowoduje poja−
wienie  się  stanu  niskiego  na  wyjściu  U2C.
Ten stan niski dzięki diodzie D2 „przytrzy−
ma”  wejście  U2B w stanie  niskim,  nieza−
leżnie  od  stanu  wyjścia  komparatora.
W efekcie na wyjściu U2C pojawi się ujem−
ny  impuls  o czasie  trwania  wyznaczonym
przez R12C7. Impuls ten włączy generato−
ry.  Z głośnika  popłynie  sygnał  o częstotli−
wości  wyznaczonej  przez  R14C9,  przery−
wany  w rytmie  określonym  przez  R13C8.
Ujemny  impuls  na  wyjściu  U2C nie  tylko
włączy  generator,  ale  też  szybko  rozładuje
C6  przez  D5  i R11  i wymusi  na  wyjściu
U2Astan wysoki.

Gdy  ujemny  impuls  na  wyjściu

U2C skończy  się,  układ  nie  wróci  od  razu
do stanu czuwania. Kondensator C6 będzie
się pomału ładował przez R11 i na czas wy−
znaczony  przez  R11C6  na  rezystorze  R10
i na wejściu U2B zostanie wymuszony stan
wysoki. Generator nie będzie pracował, ale
układ  będzie  nieczuły  na  jakiekolwiek
dźwięki,  ponieważ  stan  wysoki  z wyjścia
U2Apodany  przez  diodę  D1  wymusi  prze−
rwę w działaniu układu. Jeśli po naładowa−
niu C6 i zmianie stanu U2Agłośnik zareje−

struje  dźwięki,  generator  znów  się  włączy
na czas zależny od R12C7.

Oznacza  to,  że  w hałaśliwym  otoczeniu

układ  będzie  cyklicznie  włączany  (czas
R12C7) i wyłączany (czas R11C6).

Kondensator  C7  w spoczynku  pozostaje

bez napięcia, więc powinien być kondensa−
torem tantalowym, ceramicznym albo folio−
wym.  Nie  powinien  to  być  zwykły  alumi−
niowy  „elektrolit”,  bo  uległby  szybkiemu
rozformowaniu,  uniemożliwiając  pracę
układu. Kondensatory C1, C4 zostały niety−
powo włączone do plusa zasilania ze wzglę−
du  na  fakt,  że  głośnik  ma  jedną  końcówkę
też dołączoną do plusa zasilania, a więc ob−
wód  ten  pełni  rolę  lokalnej  masy  dla  prze−
biegów zmiennych z głośnika.

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na niewielkiej płyt−
ce  drukowanej,  pokazanej  na  rysunku  2.
Montaż jest klasyczny i nie powinien sprawić
trudności  nawet  mniej  zaawansowanym.
W razie potrzeby tranzystor T1 należy wypo−
sażyć w niewielki radiator. Zazwyczaj nie bę−
dzie  to  potrzebne,  bo  pracuje  on  przecież
z przebiegiem prostokątnym i jest albo w peł−
ni nasycony, albo zatkany.

Układ może współpracować z dowolnym

głośnikiem. Należy jednak wziąć pod uwa−
gę, że przy napięciu zasilania 12V moc do−
starczona  do  4

Ω

głośnika  przez  jednokie−

runkowy  przebieg  będzie  wynosić  około
7,5W, a do 8−omowego prawie 4W. Zapew−
ni  to  dużą  głośność,  wymaga  jednak  zasto−
sowania głośnika o odpowiednio dużej mo−
cy: minimum 10W przy 4

Ω

i min. 5W przy

8

Ω

. Jeszcze lepsze wyniki, ściślej znacznie

większą  głośność  można  uzyskać  stosując
tubowy  głośnik  od  samochodowej  syreny
alarmowej  (głośnik  dynamiczny,  nie  prze−
twornik piezo).

Z rezystorami  R7,  R8  o wartościach

220k

Ω

,  1k

Ω

czułość  układu  jest  duża.  Kto

chciałby ją zwiększyć jeszcze bardziej, może
zwiększyć R7 do 1M

Ω

− wtedy układ zarea−

guje już na naprawdę ciche dźwięki.

Można  dowolnie  zmieniać  wartości  sta−

łych  czasowych,  na  przykład  zmniejszyć
R12C7,  zwiększyć  R11C6,  zewrzeć  D3,
usunąć  C8,  R13,  by  po  wykryciu  hałasu

uzyskać  tylko  jeden  krótki  sygnał  ostrze−
gawczy.

Jeśli  układ  miałby  być  automatyczną  sy−

reną  alarmową,  koniecznie  trzeba  postarać
się o głośnik tubowy, który zapewni napraw−
dę  głośny  dźwięk.  Dowolny  inny  głośnik
może  być  zastosowany,  jeśli  układ  będzie
pracował tylko jako sygnalizator. Można też
włączyć  w szereg  z głośnikiem  rezystor
(4,7...47

Ω

), co zmniejszy głośność i pozwoli

zastosować nawet mały głośniczek.

Piotr Górecki

Rys. 2 Schemat montażowy

Wykaz elementów

Rezystory

R

R11,,R

R1100  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

M

Ω

Ω

R

R22,,R

R66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1155kk

Ω

Ω

R

R33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..3333

Ω

Ω

R

R44,,R

R99,,R

R1144  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R55  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

R

R77  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200kk

Ω

Ω

R

R88  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

Ω

R

R1111  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100M

M

Ω

Ω

R

R1122  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700kk

Ω

Ω

R

R1133  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477kk

Ω

Ω

R

R1155  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700

Ω

Ω

P

PR

R11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

Ω

Kondensatory

C

C11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000µµFF//1166V

V

C

C22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

miicczznnyy

C

C33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11000000µµFF//1166V

V

C

C44,,C

C88  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//1166V

V

C

C55  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C

C66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11µµFF//1166V

V

C

C77  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100µµFF//1166V

V ttaannttaalloow

wyy

C

C99 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..** 44,,77nnFF

Półprzewodniki

D

D11−D

D55  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

TT11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BD

D664499

U

U11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL006622

U

U22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4400110066 

Inne

G

G11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..G

Głłoośśnniikk

Komplet podzespołów z płytką jest 

dostępny w sieci handlowej AVT jako

kit szkolny AVT−2611

52

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Do czego to służy?

Do czego służy bezpiecznik, wie każdy − ma
on  przerwać  obwód,  jeśli  prąd  przekroczy
dopuszczalną wartość. Popularne bezpieczni−
ki topikowe mają swoje zalety, ale też liczne
wady.  Większość  bezpieczników  wcale  nie
chroni  układu  elektronicznego  przed  uszko−
dzeniem, a jedynie zapobiega zwarciu i poża−
rowi  w przypadku,  gdy  chroniony  układ
elektroniczny  ulega  awarii.  Niekorzystne
właściwości  bezpieczników  topikowych  są
przyczyną,  że  są  one  rzadko  stosowane  po
stronie  wtórnej  transformatora  sieciowego.
Są  umieszczane  jedynie  w obwodzie  sieci
energetycznej,  gdzie  chronią  nie  tyle  trans−
formator  i układ,  co  przewody  i inne  bez−
pieczniki w obwodach sieci.

Wydawałoby  się,  że  po  stronie  wtórnej

transformatora  można  zastosować  układy
elektroniczne, które będą pełnić funkcje bez−
pieczników. Jednak zaprojektowanie i wyko−
nanie  dobrego bezpiecznika  elektronicznego
nie  jest  wcale  łatwe,  o czym  przekonało  się
już  wielu  elektroników.  Trzeba  bowiem  po−
godzić różne, częściowo wzajemnie sprzecz−
ne, wymagania na przykład:
− niewielki spadek napięcia,
− szybkość dostosowaną do potrzeb
− regulowany próg zadziałania

Jak to działa?

W bezpiecznikach  elektronicznych  z reguły
sprawdza  się  spadek  napięcia  na  rezystorze
pomiarowym  o niewielkiej  wartości.  W pre−
zentowanych rozwiązaniach takiego rezystora

pomiarowego  nie  ma.  Pomiar  zrealizowano
w niecodzienny  sposób.  Idea  przedstawiona
jest  w uproszczeniu  na rysunku  1.  Podczas
normalnej  pracy  MOSFET jest  w pełni
otwarty, to znaczy, że na jego bramce napię−
cie,  że  jest  rzędu  8V lub  więcej.  Otwarty
MOSFET przedstawia  sobą  niewielką  rezy−
stancję. Wartość tej rezystancji to oczywiście
podawany w katalogach parametr R

DSon

.

Właśnie  rezystancja  otwartego  MO−

SFET−a pełni  rolę  rezystora  pomiarowego.
Prąd  płynący  przez  tę  rezystancję  wywołuje
niewielki  spadek  napięcia,  rzędu  setek  lub
dziesiątek miliwoltów. Napięcie to jest dopro−
wadzone  przez  rezystor  Rb  do  wejścia
wzmacniacza operacyjnego, który tu pełni ro−
lę  komparatora.  Komparator  porównuje  ten
spadek napięcia z niewielkim napięciem z po−
tencjometru  P.  Nadmierny  prąd  spowoduje
wystąpienie  na  rezystancji  MOSFET−a spad−
ku  napięcia  większego  niż  napięcie  z poten−
cjometru, a to spowoduje reakcję komparato−
ra i wyłączenie MOSFET−a. Napięcie na wej−
ściu odwracajacym komparatora wzrośnie je−
szcze bardziej i układ się zatrzaśnie. Tranzy−
stor  zostanie  na  trwałe  odcięty,  a powrót  do
normalnej pracy może nastąpić dopiero wsku−
tek świadomej ingerencji człowieka.

Przedstawiona  idea  została  zrealizowana.

Powstał i został starannie przebadany model,
pokazany  na  fotografii  1.  Układ  pracował
w różnych warunkach, przy czym zależnie od
warunków  i potrzeb  był  w istotny  sposób 
modyfikowany.  Wyniki  pomiarów  okazały
się więcej niż obiecujące i okazało się, iż war−
to zaprojektować dwa oddzielne układy: „do−
datni“ i „ujemny”. Ich działanie jest w sumie
jednakowe,  a różnica  polega  na  tym,  która

szyna zasilania jest przerywana. Sposób włą−
czenia  i uproszczony  schemat  wewnętrzny
obu wersji jest pokazany na rysunku 2.

Pełny  schemat  ideowy  wersji  „ujemnej”

jest pokazany na rysunku 3. Stabilizator U1
zasila układ sterujący napięciem stabilizowa−
nym o wartości 9V. Kondensatory C1, C2 są
potrzebne,  by  wyeliminować  jakiekolwiek
ryzyko  samowzbudzenia  stabilizatora,  co
mogłoby nastąpić w niesprzyjających warun−

E

E

E

E

ll

ll

e

e

e

e

k

k

k

k

tt

tt

rr

rr

o

o

o

o

n

n

n

n

ii

ii

c

c

c

c

zz

zz

n

n

n

n

yy

yy

b

b

b

b

e

e

e

e

zz

zz

p

p

p

p

ii

ii

e

e

e

e

c

c

c

c

zz

zz

n

n

n

n

ii

ii

k

k

k

k

2

2

2

2

6

6

6

6

1

1

1

1

7

7

7

7

#

#

#

Rys. 1 Zasada działania

Fot. 1

Rys. 2 Wykorzystanie

kach  pracy.  Dzięki  stabilizatorowi  U1  układ
bezpiecznika może poprawnie pracować przy
napięciu wejściowym 10...35V.

Należy  zwrócić  uwagę,  że  do  poprawnej

pracy  układu  konieczne  jest  napięcie,  które
w pełni  otworzy  MOSFET−a.  Do  pełnego
otwarcia  typowego  MOSFET−a mocy  wyma−
gane jest napięcie co najmniej 8V. Właśnie dla−
tego  w układzie  zastosowano  stabilizator  9−
woltowy. Tylko tak zwane logiczne MOSFET−
y mocy,  zwykle  mające  w oznaczeniu  literkę
L,  mające  obniżone  napięcie  progowe,  oraz
MOSFET−y małej  mocy,  otworzą  się  w pełni
przy napięciu bramka−źródło równym 4,5...5V.

Oznacza to, że układ będzie pracował pra−

widłowo przy napięciach zasilania wynoszą−
cych co najmniej 10V. Jeśli konieczna byłaby
praca przy napięciu niższym, obwód stabili−
zatora  należy  zasilać  z oddzielnego  źródła
napięciem większym niż 10V.

Kluczową  rolę  w układzie  pełni  wzmac−

niacz operacyjny U2, który porównuje napię−
cia na obu swych wejściach. Napięcie na wej−
ściu nieodwracającym pochodzi z suwaka po−
tencjometru  PR1  i może  być  regulowane
w granicach mniej więcej 3,6mV...360mV (co
teoretycznie  daje  zakres  regulacji  „prądu  za−
działania” w granicach 0,1A...10A). Napięcie
to jest porównywane z napięciem na rezystan−
cji otwartego MOSFET−a, które jest podawane
na wejście odwracające przez sieć rezystorów
R10,  R9,  R6.  Rezystor  R9  jest  potrzebny, 

żeby niezawodnie „ściągnąć do dołu” napięcie
na wejściu  odwracającym  w sytuacji,  gdy  na
przykład obciążenie nie jest podłączone. War−
tość  R9  nie  jest  krytyczna.  Warto  zauważyć,
że  przy  podanych  na  schemacie  wartościach
R9, R10, na wejście przekazywane jest prawie
całe napięcie z tranzystora T2. Wbrew pozo−
rom, w czasie normalnej pracy dioda LED D1
i brzęczyk piezo Y1 nie wpływają na działanie
układu, bowiem spadek napięcia na tranzysto−
rze T2 podczas pracy nie przekracza 400mV,
a przy  takich  napięciach  ani  dioda  LED,  ani
brzęczyk praktycznie nie przewodzą prądu.

Oba te elementy pełnią w układzie ważną

rolę.  Brzęczyk  sygnalizuje  dźwiękiem  fakt

zadziałania  bezpiecznika,  co  pozwoli  unik−
nąć niepotrzebnego szukania przyczyny bra−
ku reakcji zasilanego układu. Dioda LED też
może  pełnić  funkcje  sygnalizatora  świetlne−
go, jednak jej główne zadanie jest inne. Nie−
zależnie  od  wartości  napięcia  zasilającego
układ,  nie  dopuszcza  do  niekontrolowanego
wzrostu  napięcia  na  wejściu  wzmacniacza
operacyjnego,  co  pozwala  uniknąć  trwałego
zatrzaśnięcia lub innych kłopotów, np. z tzw.
inwersją.

W układzie pracuje wzmacniacz operacyj−

ny  TLC271  w trybie high  bias,  co  uzyskuje
się dołączając nóżkę 8 do ujemnej szyny za−
silania.  Właśnie  ten  tryb  pracy  jest  w tym
wypadku  optymalny,  ale  nie  ze  względu  na
szerokie pasmo przenoszenia i dużą szybkość
zmian napięcia wyjściowego (slew rate), tyl−
ko  z uwagi  na  korzystne  parametry  wejścia
i

możliwość  pełnej  korekcji  napięcia 

niezrównoważenia  za  pomocą  potencjometru
PR2 (do czego potrzebny jest dzielnik R7, R8).

Bardzo ważną rolę odgrywają w układzie

kondensator  C4  i obwód  jego  rozładowania
z tranzystorem T1. Od stałej czasowej R6C4
zależy  szybkość  zadziałania  bezpiecznika
w przypadku  gwałtownego  wzrostu  prądu.
Czas  zadziałania  w większości  przypadków
nie powinien być bliski zeru. W proponowa−
nej wersji czas zadziałania wynosi kilkadzie−
siąt milisekund lub mniej, zależnie od warto−
ści prądu udarowego. 

Kondensator  C4  zapobiega  też  zadziała−

niu bezpiecznika przy włączeniu napięcia za−
silającego  oraz  po  dołączeniu  obciążenia  −
rozładowany  kondensator  C4  przez  krótki
czas utrzymuje na wejściu odwracającym na−
pięcie  niższe,  niż  na  wejściu  nieodwracają−
cym,  przez  co  wymusza  „stan  wysoki”  na
wyjściu wzmacniacza, a tym samym zapew−
nia niezawodne otwarcie tranzystora T2.

Obwód  z tranzystorem  T1  i przyciskiem

S1  jest  potrzebny,  by  ręcznie  „wyzerować”
układ po zadziałaniu bezpiecznika, gdy tran−
zystor  T2  zostanie  zatkany.  Tranzystor  T1
szybko rozładuje kondensator C4 i zwierając
nóżkę  2  wzmacniacza  U2  do  masy  wymusi
na jego wyjściu stan wysoki, który otworzy
tranzystor. Na pierwszy rzut oka wydaje się,
że  przycisk  S1  mógłby  być  włączony  za−
miast tranzystora T1. Należy jednak pamię−
tać, że w tym czasie, gdy przewodzi tranzy−
stor T1, wymuszone jest otwarcie także tran−
zystora T2 nawet wtedy, gdy przez obciąże−
nie płynie nadmiernie duży prąd. Jeśli więc
przycisk S1 byłby włączony zamiast tranzy−
stora  T1,  bezpiecznik  zupełnie  nie  pełniłby
swojej  roli  przy  ciągłym  naciskaniu  przyci−
sku.  Żeby  wyeliminować  ryzyko  uszkodze−
nia  obciążenia,  zastosowano  obwód  z kon−
densatorem  C3.  Stała  czasowa  R4C3  okre−
śla, na jak długo zostaną włączone tranzysto−
ry T1 i T2 przy dowolnie długim naciśnięciu
przycisku S1.

Pełny schemat wersji „dodatniej” pokaza−

ny jest na rysunku 4. Jest to niemal identycz−
ny układ, tylko w pewnym sensie odwrotny,
co  wynika  z konieczności  zastosowania  tu
tranzystora  MOSFET z kanałem  P.  Dlatego
zastosowano  stabilizator  79L09  i wzmac−
niacz operacyjny TL081. Z łatwością można
zidentyfikować poszczególne obwody, zwła−
szcza  że  numeracja  elementów  jest  analo−
giczna jak w wersji „ujemnej”. Różnica pole−
ga  na  uproszczonym  obwodzie  korekcji  na−
pięcia  niezrównoważenia  −  suwak  PR2  jest
dołączony wprost do szyny zasilania i nie ma
rezystorów  R7,  R8.  Dodatkowo  przewidzia−
no  też  możliwość  zastąpienia  stabilizatora
79L09  „programowaną  dioda  Zenera”,  czyli
układem TLC431, co wymaga dodatkowych
rezystorów  R11...R13.  W wersji  podstawo−
wej wykorzystany będzie stabilizator 79L09,
a wspominane opcjonalne elementy nie będą
stosowane.

53

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Rys. 3 Schemat ideowy wersji „ujemnej”

*)

*)

*)

Rys. 4 Schemat ideowy wersji „dodatniej“

Montaż i uruchomienie

Wersję „ujemną” można zmontować na płytce
pokazanej  na  rysunku  5.  Montaż  nie  sprawi
trudności.  Układ  scalony  należy  włożyć  do
podstawki na końcu, po zmontowaniu wszyst−
kich  elementów.  W układzie  podstawowym
nie trzeba montować rezystorów R7, R8 i po−
tencjometru PR2. Są one potrzebne, jeśli uży−
ty egzemplarz wzmacniacza operacyjnego ma
znaczne  napięcie  niezrównoważenia,  a układ
ma działać także przy małych prądach.

Wersję  „dodatnią”  można  zmontować  na

płytce  pokazanej  na  rysunku  6. Elementy
R11,  R12,  R13  i U3  nie  będą  montowane.
W układzie  podstawowym  nie  trzeba  też
montować potencjometru PR2.

Układy zmontowane prawidłowo ze spraw−

nych elementów będą pracować od razu. Trze−
ba tylko za pomocą P1 ustawić pożądany prąd
zadziałania.  W przypadku  wersji  „ujemnej
z tranzystorem BUZ11 zakres regulacji powi−
nien wynosić mniej więcej 0,1...10A. W wersji
„dodatniej” z tranzystorem IRF9540 zakres re−
gulacji  wyniesie  mniej  więcej  30mA...3A.
Wartości te będą różne, zależnie od rezystancji
danego egzemplarza tranzystora i od napięcia
niezrównoważenia  egzemplarza  wzmacniacza
operacyjnego. Jeśliby okazało się, że nie moż−
na uzyskać małych prądów zadziałania nawet
w skrajnej pozycji suwaka PR1, należy wluto−
wać elementy do korekcji napięcia niezrówno−
ważenia (potencjometr PR2, R7, R8).

Jeśli  bezpiecznik  będzie  pracował  przy

dużych prądach, rzędu amperów, należy klu−

czowe obwody wykonać grubymi przewoda−
mi o przekroju co najmniej 1,5mm

2

, a moduł

bezpiecznika  włączyć  według  rysunku  7,
a nie tak, jak pokazuje rysunek 2.

Możliwości zmian

Jak podano, zakres regulacji prądu zadziała−
nia bezpiecznika można zmieniać za pomocą
PR1  w bardzo  szerokich  granicach,  mniej
więcej  stukrotnie.  Dokładne  wartości  naj−
mniejszego i największego prądu zadziałania
zależą  nie  tylko  od  napięcia  na  suwaku  po−
tencjometru, ale też od rezystancji otwartego
MOSFET−a. W układach modelowych wyko−
rzystano  MOSFET−y mocy  o bardzo  małej
rezystancji  R

DSon

,  przez  co  zakres  regulacji

sięga co najmniej kilku amperów. Kto chciał−
by zbudować bezpiecznik o mniejszych prą−
dach nominalnych, powinien po prostu zasto−
sować  MOSFET−y o większej  rezystancji 
R

DSon

, nawet małe BS170 czy BS107.

Warto pamiętać, że generalnie rezystancja

w stanie  otwarcia  tranzystorów  MOSFET
z kanałem P jest dwukrotnie większa, niż od−
powiadających  im  tranzystorów  z kanałem
N. Przykładowo dla tranzystorów z kanałem
N maksymalna wartość R

DSon

w temperaturze

pokojowej wynosi:

BUZ10 − 0,07

Ω

BUZ11 −  0,04

Ω

BUZ11A −  0,055

Ω

IRF540 − 0,052

Ω

IRF530 − 0,16

Ω

BS170 − 5

Ω

BS107 − 26

Ω

.

Dla  tranzystorów
z kanałem P:
IRF9540 −  0,117

Ω

BUZ271 −  0,15

Ω

BUZ171 −  0,3

Ω

Podane  wartości

dotyczą  temperatu−
ry  pokojowej.  Przy
wzroście temperatu−
ry  złącza  rezystan−
cja  zauważalnie  ro−
śnie.  W katalogach

można znaleźć zależność R

DSon

od temperatu−

ry.  Rysunek  8 pokazuje,  że  rezystancja  ta
wzrasta  mniej  więcej  dwukrotnie  przy  wzro−
ście temperatury do górnej dopuszczalnej gra−
nicy +150

o

C.

Radiator dla MOSFET−a nie jest potrzeb−

ny  jeśli  moc  strat  przy  temperaturze  złącza
nie  wyższej  od  +150

o

C  nie  przekroczy  1W.

Przy  tranzystorze  BUZ11  oznacza  to  mozli−
wość pracy bez radiatora z prądami rzędu kil−
ku amperów. Aby jednak uniezależnić się od
omówionych  zmian  termicznych  warto  za−
stosować niewielki radiator. 

Wartości elementów podane na schemacie

i w wykazie okażą się odpowiednie do wielu
zastosowań.  Kto  chciałby  jednak  wykonać
bezpiecznik  o innej  charakterystyce  czaso−
wo−prądowej,  może  śmiało  zmieniać  warto−
ści  kondensatorów  C4  w szerokim  zakresie
od  zera  do  1

µ

F  oraz  C3  w zakresie

1nF...220nF.  Wartość  C3  powinna  być  pro−
porcjonalna do wartości C4 − przy maleńkiej
wartości C3 i wielokrotnie większej C4 czas
otwarcia T1 może okazać się za mały do roz−
ładowania C4. W razie wątpliwości trzeba to
sprawdzić za pomocą oscyloskopu.

Jeśli ktoś w wersji „dodatniej” zechce wy−

korzystać  stabilizator  U3  zamiast  U1  powi−
nien dobrać wartość R11 w zależności od na−
pięcia  zasilającego,  by  prąd  płynący  przez
kostkę TLC431 nie spadał poniżej 1mA.

Leszek Potocki

54

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Wykaz elementów

R

R11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2244kk

Ω

Ω

R

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100

Ω

Ω

R

R33,,R

R66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

M

Ω

Ω

R

R44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R55  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000kk

Ω

Ω

R

R99  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100kk

Ω

Ω

R

R1100,,R

R1133  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

Ω

R

R1111  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..**
R

R1122  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..22,,22kk

Ω

Ω

P

PR

R11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11kk

Ω

Ω

m

miinniiaattuurroow

wyy 

P

PR

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..2222kk

Ω

Ω

m

miinniiaattuurroow

wyy

C

C11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100

µµ

FF//5500V

V

C

C22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..1100

µµ

FF//1166V

V

C

C33,,C

C44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

D

D11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D żżóółłttaa

TT11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..B

BC

C554488

TT22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..IIR

RFF99554400

U

U11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..7799LL0099
U

U22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLL008811
U

U33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..TTLLC

C443311

S

S11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..m

mssw

wiittcchh

Y

Y11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ppiieezzoo zz ggeenneerraattoorreem

m

Wersja „ujemna”

R

R77,,R

R88  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..nniiee m

moonnttoow

waaćć

w

w uukkłłaaddzziiee ppooddssttaaw

woow

wyym

m

P

PR

R22  .. .. ..nniiee m

moonnttoow

waaćć w

w uukkłłaaddzziiee ppooddssttaaw

woow

wyym

m

Wersja „dodatnia”

P

PR

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..nniiee m

moonnttoow

waaćć

w

w uukkłłaaddzziiee ppooddssttaaw

woow

wyym

m

R

R1111,,R

R1122,,R

R1133  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..nniiee m

moonnttoow

waaćć 

w

w uukkłłaaddzziiee ppooddssttaaw

woow

wyym

m

U

U33  .. ..nniiee m

moonnttoow

waaćć w

w uukkłłaaddzziiee ppooddssttaaw

woow

wyym

m

W skład zestawu AVT−2617 wchodzą płytki i elementy 

dla wersji „ujemnej” i „dodatniej”.

Rys. 5 Schemat montażowy wersji „ujemnej“

Rys. 6 Schemat montażowy wersji „dodatniej“

Rys. 7 Praca przy dużych prądach

Rys. 8 Charakterystyka cieplna R

DSon

56

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Przeglądając  archiwalne  numery  EdW nie
znalazłem  ani  jednego  projektu  przeznaczo−
nego dla naszych czworonożnych przyjaciół.
Wiele  jest  natomiast  projektów  różnorakich
układów dla akwarystów. Jest to jawna dys−
kryminacja nas − właścicieli psów. 

Każdy właściciel psa wie jak ważne jest,

aby pies miał zawsze dostęp do świeżej wo−
dy.  Często  jest  tak,  że  zmieniamy  psu  wodę
raz na jakiś określony czas, np. raz na dzień.
Tymczasem  pies  wypija  różne  ilości  wody,
zależnie  od  ochoty  czy  pory  roku.  Czasami
pełna  miska  wody  stoi  przez  cały  dzień,
a czasami staje się pusta po kilku godzinach.
Inteligentna  psia  miska  będzie  pilnować  za
nas, czy trzeba już napełnić ją świeżą wodą. 

Z takiej  inteligentnej  miski  mój  pies  pije

już  od  2  lat  i do  tej  pory  nie  zawiodła.
A z mojej obserwacji wynika, że mój pies ma
teraz o wiele częściej zmienianą wodę.

Opis układu

Schemat ideowy przedstawiony został na ry−

sunku  1.  Podstawowym  elementem  „Psiej
miski“  jest  układ  scalony  4093.  Na  bramce
U1B zbudowany jest generator, którego czę−

stotliwość  wyznaczają  elementy  R1,  C1.
Częstotliwość ta ma kilkaset kHz i nie powo−
duje  zjawiska  elektrolizy.  Sygnał  ten  prze−
chodzi przez kondensator C4, wodę, konden−
sator C5 i trafia na diody D1 i D2. Diody te
sprawiają, że na wejście 1 bramki U1A poda−
wany jest stan niski. Gdy nie ma w misce wo−
dy − na wejście 1 bramki U1A podawana jest
przez rezystor R4 logiczna jedynka. Bramka
U1A pełni  funkcję  generatora  o nierównym
współczynniku  wypełnienia.  Do  jej  wyjścia
dołączona  jest  czerwona  dioda  świecąca  D5
o podwyższonej jasności świecenia. Genera−
tor włącza się, gdy w misce zabraknie wody.
Sygnalizowane jest to miganiem diody LED
i przerywanym sygnałem akustycznym. 
W nocy sygnał akustyczny nie jest generowany.
Na bramce U1D zbudowany jest detektor pory
dnia.  Dzięki  fotorezystorowi  R2  można  okre−
ślić czy jest dzień, czy noc i wyłączyć akustycz−
ny sygnał braku wody w misce w ciągu nocy. 

Montaż i uruchomienie

Układ nie wymaga uruchomienia i działa od
razu, pod warunkiem, że został zmontowany
ze sprawnych elementów. 

Teraz nadszedł czas, aby układ zainstalo−

wać w misce. Miska ta musi być plastikowa.
Na środku jej dna wiercimy otwór o średnicy
5mm, w który wkładamy diodę świecącą D5.
Na  bokach  miski  około  1cm  powyżej  dna,
wiercimy dwa przeciwległe otwory o średni−
cy  1mm.  Następnie  wkładamy  w nie  sondy.
Sondy w modelu zostały wykonane ze szpi−
lek  złącza  krawędziowego  typu  jumper.
Dwuletnia praca takich sond w misce mode−
lowej wykazała, że są one odporne na koro−
zję. Fotorezystor umieszczamy na zewnętrz−
nym boku miski w takim miejscu, aby nie był
zasłonięty np. ścianą lub drugą miską. 

Ciąg dalszy na stronie 57.

II

II

n

n

n

n

tt

tt

e

e

e

e

ll

ll

ii

ii

g

g

g

g

e

e

e

e

n

n

n

n

tt

tt

n

n

n

n

a

a

a

a

p

p

p

p

ss

ss

ii

ii

a

a

a

a

 

 

m

m

m

m

ii

ii

ss

ss

k

k

k

k

a

a

a

a

Rys. 1 

Wykaz elementów:

Rezystory
R

R11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200kk

Ω

Ω

R

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ffoottoorreezzyyssttoorr
R

R33,,R

R44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11M

M

Ω

Ω

R

R55  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..333300kk

Ω

Ω

R

R66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..33,,99M

M

Ω

Ω

R

R77  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700

Ω

Ω

Kondensatory
C

C11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44,,77nnFF
C

C22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..4477

µµ

FF//1166V

V

C

C33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

miicczznnyy

C

C44,,C

C55  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF

C

C66  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..222200nnFF
C

C77  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..447700nnFF

Półprzewodniki
D

D11−D

D44  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..11N

N44114488

D

D55  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D

U

U11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44009933

Inne

Q

Q11 .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..ppiieezzoo zz ggeenneerraattoorreem

m

M

Miisskkaa
P

Piieess

FF

FF

o

o

o

o

rr

rr

u

u

u

u

m

m

m

m

 

 

C

C

C

C

zz

zz

yy

yy

tt

tt

e

e

e

e

ll

ll

n

n

n

n

ii

ii

k

k

k

k

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

57

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Ciąg dalszy ze strony 56.

W modelu fotorezystor umieszczony zo−

stał we fabrycznym uchu miski, ale można
wywiercić dla niego osobny otwór. Na ko−
niec od spodu miski zalewamy diodę, sondy
i fotorezystor klejem tak, aby dobrze się
trzymały. W modelu użyty został klej
w "pałce" nakładany na gorąco za pomocą

pistoletu.

Układ zasilany jest dwiema bateriami ty−

pu  CR2032.  Jeżeli  ktoś  zechciałby  zastoso−
wać  bardziej  oszczędny  sposób  zasilania,
może  zasilić  układ  z baterii  "płaskiej"  4,5V.
Problemem  może  się  wówczas  okazać  za−
montowanie baterii w misce. Jeżeli jest to du−
ża miska, to można ją jakoś upchać. Ja pora−
dziłem  sobie  w inny  sposób.  Skleiłem  dwie
małe  miski  dnami,  a w dolnej  misce,  w ko−

morze  przeznaczonej  na  wodę  przykleiłem
baterię. Miska przez to stała się dwa razy wy−
ższa,  ale  i bardziej  stabilna  dzięki  ciężkiej
4,5V baterii. Układ zasilany z płaskiej baterii
4,5V pozwala na ciągłą pracę układu przez 2
lata.  Przy  zasilaniu  z baterii  4,5V należy
zmienić rezystor R7 na rezystor 390

Ω

.

Dariusz Drelicharz

Forum Czytelników

57

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

Układ  naśladuje  pracę  policyjnych  lamp
stroboskopowych.  Lampy  te  migają  na
przemian − dwa razy jedna i dwa razy druga.
Układ taki może znaleźć zastosowanie np. w
robotyce.  Nasz  pojazd  poruszając  się  po
mieszkaniu będzie bardziej zwracał na siebie
uwagę  efektownym  „kogutem”,  co  może
uchronić  go  od  rozdeptania  przez  domow−
ników.  Może  również  być  uzupełnieniem
jednego z licznie prezentowanych na łamach
Elektroniki dla Wszystkich „Raabowozów”,
czy  też  zabawki  naszego  rodzeństwa  lub
naszych dzieci.

Opis układu

Schemat  ideowy  przedstawia rysunek  1.  Jak
widać,  „Policyjny  kogut”  zbudowany  został
na  popularnych  układach  scalonych  (4001 
i 4017). Na bramkach U1C i U1D zrealizowano
generator  astabilny.  Generowany  przez  niego
sygnał steruje pracą licznika U2. Bramki U1A
i U1B podłączone są do licznika w taki sposób,
że diody świecące D1 i D2 migają na przemian
po  dwa  razy.  Aby  nasz  „kogut”  wyglądał  jak
prawdziwy,  jedna  dioda  powinna  być  czer−
wona,  a  druga  niebieska.  W modelu  zas−
tosowane  zostały  diody  o  podwyższonej  jas−

ności,  i  co  z  tym  się  łączy,  wąskim  kątem
świecenia.  Jednak  uzyskany  efekt  jest  bardzo
dobry, zwłaszcza gdy jest ciemno.

Montaż i uruchomienie

Układ  zmontować  można  w  pająku  lub  na
płytce uniwersalnej. Nie wymaga uruchamiania.
Po podłączeniu zasilania działa od razu. Model
zasilany  jest z 12V.  W przypadku  zasilania  go
innym napięciem (w granicach 3−15V), należy
zmienić wartość rezystora R3, ograniczającego
prąd płynący przez diody LED.

Dariusz Drelicharz

P

P

P

P

o

o

o

o

ll

ll

ii

ii

c

c

c

c

yy

yy

jj

jj

n

n

n

n

yy

yy

k

k

k

k

o

o

o

o

g

g

g

g

u

u

u

u

tt

tt

Rys. 1 

Wykaz elementów:

R

R11,,R

R22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..112200kk

Ω

Ω

R

R33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..668800

Ω

Ω

C

C11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..333300nnFF
C

C22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000nnFF cceerraam

miicczznnyy

C

C33  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..110000

µµ

FF//1166V

V

D

D11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D cczzeerrw

woonnaa

D

D22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..LLEED

D nniieebbiieesskkaa

U

U11  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44000011
U

U22  .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. ..44001177

FF

FF

o

o

o

o

rr

rr

u

u

u

u

m

m

m

m

 

 

C

C

C

C

zz

zz

yy

yy

tt

tt

e

e

e

e

ll

ll

n

n

n

n

ii

ii

k

k

k

k

ó

ó

ó

ó

w

w

w

w

58

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

G

e

n

i

a

l

n

e

s

c

h

e

m

a

t

y,

czyli co by było, gdyby...

W tej  rubryce  prezentujemy  schematy
nadesłane  przez  Czytelników.  Są  to  za−
równo  własne  (genialne)  rozwiązania
układowe, jak i ciekawsze schematy z li−
teratury,  godne  Waszym  zdaniem  pu−
blicznej prezentacji bądź przypomnienia.
Są  to  tylko  schematy  ideowe,  nieko−
niecznie  sprawdzone  w praktyce,  stąd

podtytuł „co by było, gdyby...” Redakcja
EdW nie gwarantuje, że schematy są bez−
błędne  i

należy  je  traktować  przede

wszystkim  jako  źródło  inspiracji  przy
tworzeniu własnych układów.
Przysyłajcie  do  tej  rubryki  przede  wszy−
stkim  schematy,  które  powstały  jedynie
na papierze, natomiast układy, które zre−

alizowaliście  w

praktyce,  nadsyłajcie

wraz z modelami do Forum Czytelników
i do działu E−2000. Nadsyłając godne za−
interesowania schematy z literatury, po−
dawajcie  źródło.  Osoby,  które  nadeślą
najciekawsze schematy oprócz satysfak−
cji z ujrzenia swego nazwiska na łamach
EdW, otrzymają drobne upominki.

Miernik współczynnika mocy

Jak wiadomo, współczynnik mocy związany jest z tak zwanym kosinu−
sem fi, czyli przesunięciem fazowym prądu i napięcia w sieci energetycz−
nej. Przeciętny użytkownik nie zastanawia się nad współczynnikiem mo−
cy urządzeń zainstalowanych w gospodarstwie domowym. Płaci za po−
braną energię czynną, niezależnie od współczynnika mocy. Kiedyś spra−
wą  współczynnika  mocy  zainteresowani  byli  tylko  dyspozytorzy  i kie−
rownicy  zakładów  przemysłowych.  Dziś  problem  jest  bardziej  znany
i muszą go uwzględniać konstruktorzy sprzętu powszechnego użytku.

Zamieszczony schemat pokazuje sposób pomiaru przesunięcia mię−

dzy prądem i napięciem. Wykorzystuje się tu układ mnożący − jest nim
woltomierz ICL710X. Napięciem odniesienia jest drobny ułamek na−
pięcia sieci. Na wejście pomiarowe podawane jest napięcie z prostow−
nika synchronicznego z dwoma kluczami analogowymi 4066. Klucze
są sterowane na przemian w takt zmian biegunowości prądu.

Nadesłał Witold Szymański

Wzmacniacz

Warto przypomnieć układy scalone wzmacniaczy mocy, które można cza−
sem tanio kupić. Na przykład BA5406. Jest to wzmacniacz stereofoniczny,
dający moc 5W. Może byćużyty jako wzmacniacz samodzielny albo jako
dopałka, gdy trzeba zastąpić zepsuty wzmacniacz innego typu.

Od Redakcji. 
Wzmacniacz BA może pracować w zakresie napięć zasilania 5...18V. Przy
napięciu  12V z głośnikami  4

Ω

daje  typowo  2x4,2W mocy.  Przy  mocach

wyjściowych powyżej 2x1W niezbędny jest radiator.

Nietypowy

multiwibrator

Pokazany  schemat  ideowy  zawiera  nietypo−
we połączenie trzech generatorów. 

Częstotliwość i czas trwania błysków
można zmieniać przez zmianę warto−
ści kondensatorów.

nadesłał Piotr Podczarski

60

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

M

E

U

Chcemy  czy  nie,  telewizja  odgrywa  w na−
szym  życiu  coraz  większą  rolę.  Niektórzy
wpadają z tego powodu w euforię. Bo prze−
cież  zapewnia  błyskawiczną  komunikację,
pozwala śledzić ważne wydarzenia na świe−
cie,  niewątpliwie  zbliża  ludzi,    spełnia
ogromne zadanie edukacyjne, a także dostar−
cza rozrywki. Z drugiej zaś strony telewizja
może być niestety narzędziem manipulacji ze
strony  możnych  tego  świata.  Często  treści
w niej  pokazywane  mają  demoralizujący
wpływ na widzów. Wielu ludzi właśnie z te−
lewizji czerpie całą swoją wiedzę o świecie,
w związku z tym żyją w rzeczywistości wy−
kreowanej przez producentów telewizyjnych.
Coraz  częściej  też,  niestety,  telewizja  zastę−
puje nam kontakty z innymi. Trzeba więc du−
żo  zdrowego  rozsądku  i silnej  woli,  by  nie
spędzić przed szklanym ekranem połowy ży−
cia i po prostu umieć spod lawiny tandetnych
najczęściej  „tok  i reality  szołów”,  idiotycz−
nych  reklam,  tasiemcowych  seriali,  trzecio−
rzędnych  filmów  i innego  śmiecia  wyłowić
wartościowe  propozycje.  Ale  to  już  zmar−

twienie  każdego  z nas.  Zmartwienie  bardzo
realne  zwłaszcza  biorąc  pod  uwagę  to,  co
w niedalekiej przyszłości przyniesie nam po−
stęp  techniczny,  który  jak  zwykle  związany

jest z techniką cyfrową. Mądre głowy mówią
o przechodzeniu od epoki cywilizacji przemy−
słowej,  która  rozpoczęła  się  w XVIII  wieku,
do epoki cywilizacji informacyjnej, która ma

dodatek 

do

miesięcznika

To warto wiedzieć

P

o

z

n

a

ć

 

i

 

z

r

o

z

u

m

i

e

ć

 

s

p

r

z

ę

t

a g a z y n

l e k t r o n i k i

ż y t k o w e j

M

U

TT

TT

e

e

e

e

ll

ll

e

e

e

e

w

w

w

w

ii

ii

zz

zz

jj

jj

a

a

a

a

 

 

c

c

c

c

yy

yy

ff

ff

rr

rr

o

o

o

o

w

w

w

w

a

a

a

a

,,

,,

 

 

czyli

c

c

c

c

zz

zz

a

a

a

a

ss

ss

 

 

rr

rr

o

o

o

o

zz

zz

e

e

e

e

jj

jj

rr

rr

zz

zz

e

e

e

e

ć

ć

ć

ć

 

 

ss

ss

ii

ii

ę

ę

ę

ę

 

 

zz

zz

a

a

a

a

 

 

d

d

d

d

o

o

o

o

b

b

b

b

rr

rr

yy

yy

m

m

m

m

p

p

p

p

ss

ss

yy

yy

c

c

c

c

h

h

h

h

o

o

o

o

a

a

a

a

n

n

n

n

a

a

a

a

ll

ll

ii

ii

tt

tt

yy

yy

k

k

k

k

ii

ii

e

e

e

e

m

m

m

m

zapanować  w wieku  XXI.  Uważa  się,  że
przemysł  usług  informacyjnych  będzie  siłą
napędową  rozwoju  gospodarczego.  Do  two−
rzenia  społeczeństwa  informacyjnego  (przy−
znaję, że to określenie wydaje mi się zanadto
odczłowieczone)  potrzebne  są  infostrady,
czyli  globalna  infrastruktura  informacyjna
w postaci  szerokopasmowych  sieci  umożli−
wiających  przekazywanie  różnego  rodzaju
informacji  i dostęp  do  baz  danych  w syste−
mach  interaktywnych.  Obecnie  prekursorem
przyszłych  infostrad  jest  poczciwy  Internet,
ale  prawdopodobnie  już  niedługo  setki  pro−
gramów telewizyjnych, radiowych i informa−
cyjnych  docierać  będą  do  każdego  domu  za
pośrednictwem:

Telewizyjnych przekazów 
cyfrowych: satelitarnych,
a także kablowych 
i naziemnych

Na początek jak zwykle trochę historii. Nie bę−
dzie to historia zbyt odległa, bo choć dziś nie
wyobrażamy sobie świata bez telewizji musi−
my pamiętać, że narodziła się ona na przełomie
lat  dwudziestych  i trzydziestych  XX  wieku.
Była  to  oczywiście  telewizja  czarno−biała.
Eksperymentalne badania nad  telewizją kolo−
rową rozpoczęły się po drugiej wojnie świato−
wej. W wyniku tych prac w USA powstał sy−
stem NTSC (National Television System Com−
mitee). System ten został przyjęty w 1953 roku
jako amerykański standard telewizyjny. Funk−
cjonuje on również w Kanadzie i Japonii. Jakiś
czas później we Francji została opatentowana
inna zasada przesyłania sygnałów telewizji ko−
lorowej znana pod nazwą SECAM (sequentiel
a memoire − kolejnoliniowy z pamięcią). W ro−
ku 1962 firma Telefunken zaprezentowała je−
szcze  inny  system  telewizji  kolorowej  zwany
systemem  PAL (Phase  Alternation  Line).
Wszystkie wymienione wyżej systemy używa−
ne  obecnie  w różnych  krajach  są  systemami
analogowymi.  Sygnał  telewizyjny  składa  się
ogólnie mówiąc z połączonych sygnałów wizji
i fonii,  które  są  ciągłą  funkcją  czasu.  Ten
pierwszy  musi  zawierać  w sobie  przesyłaną
z odpowiednio  dużą  częstotliwością  informa−
cję  o luminancji  (jasności)  każdego  punktu
obrazu  oraz  jego  chrominancji,  czyli  kolorze.
W telewizji analogowej odpowiednio „sprepa−
rowane”  sygnały  luminancji  i chrominancji
tworzą  razem  z impulsami  synchronizacji
i wygaszania tak zwany całkowity sygnał wi−
zyjny.  Moduluje  on  amplitudowo  falę  nośną
o częstotliwości w zakresie od 48,25 MHz do
783,25 MHz (dla standardu CCIR obowiązują−
cego w Europie zachodniej). Do tego dodawa−
ny  jest  sygnał  fonii  modulujący  częstotliwo−
ściowo  falę  nośną  „odległą”  od  nośnej  wizji
najczęściej o 4,5; 5,5 lub 6,5MHz (Polska i Eu−
ropa  wschodnia),  w zależności  od  przyjętego
w danym kraju standardu. Jakość obrazu tele−
wizyjnego  determinuje  ilość  wybieranych
w danym  systemie  poziomych  linii,  które  go

tworzą.  I tak  w amerykańskim  NTSC  jest  to
525 linii, a w europejskim PAL−u 625. Szero−
kość kanału telewizyjnego, czyli pasma często−
tliwości zajmowanego przez sygnał telewizyj−
ny  (obraz  i dźwięk),  wynosi  odpowiednio
6MHz dla NTSC i 7 lub 8 MHz dla systemu
PAL.  Wszystkie  częstotliwości  przeznaczone
dla telewizji programowej (naziemnej) zostały
podzielone na 5 zakresów (pasm), a zakresy na
kanały. W zakresie I−III znajduje się 12 kana−
łów − jest to tzw. zakres fal metrowych. W za−
kresie  IV−V znajduje  się  19  kanałów,  których
numery zaczynają się od 21 − jest to tzw. zakres
fal  decymetrowych.  W latach  osiemdziesią−
tych  w USA i Japonii  rozpoczęto  próby  no−
wych  systemów  przekazu  telewizyjnego
umożliwiającego dokonanie znacznego skoku
jakościowego. Chodzi o nowy standard dużej
rozdzielczości obrazu HDTV (High Definition
Television)  umożliwiający  odtwarzanie  na
ekranie  o formacie  16:9  (stosunek  szerokości
do wysokości ekranu) 2−krotnie większej licz−
by linii wybierania niż w systemach konwen−
cjonalnych. Ze względu jednak na konieczność
przesyłania w jednostce czasu znacznie więk−
szej ilości informacji o obrazie, analogowe sy−
stemy HDTV mogą funkcjonować tylko w te−
lewizyjnych przekazach satelitarnych, pracują−
cych  na  częstotliwościach  nośnych  rzędu  kil−
kunastu    GHz, gdzie szerokość kanału telewi−
zyjnego jest odpowiednio większa (standardo−
wo 27 MHz). I tak oto doszliśmy do ważnego
dla naszych rozważań zagadnienia jakim są:

Wady i ograniczenia 
systemów telewizji 
analogowej

Długi  czas,  jaki  był  potrzebny  dla  wprowa−
dzenia  telewizji  kolorowej  w różnych  kra−
jach, a także konieczność zachowania kompa−
tybilności z istniejącymi wówczas systemami
monochromatycznymi sprawiły, że nie udało
się  przyjąć  jednego,  wspólnego  dla  wszyst−
kich systemu telewizji kolorowej. W efekcie
powstały  ogromne  problemy  dla  nadawców,
producentów sprzętu i dla odbiorców progra−
mów  telewizyjnych.  Obrazy  rejestrowane
w USA nie mogą być bezpośrednio wykorzy−
stane w Europie, ale muszą być poddane pro−
cesowi  zamiany  standardów  i na  odwrót.
Odbiornik  produkowany  na  rynek  brytyjski
nie może być wykorzystywany we Francji itd.
Przez wiele lat telewidzowie na całym świe−
cie płacili wysoką cenę za różnorodność ana−
logowych  systemów  emisyjnych.  Kolejny
problem wynika z tego, że jak już mówiliśmy
całkowity analogowy sygnał wizyjny zawiera
sygnały  luminancji,  chrominancji  i synchro−
nizacji niejako zmieszane ze sobą. Mogą więc
one  wpływać  na  siebie  generując  szkodliwe
produkty  mieszania.  Częstotliwości  sygnału
chrominancji znajdują się w zakresie często−
tliwości sygnału luminancji, co może wywo−
ływać na ekranie kropki interferencyjne i fał−
szywe zakolorowania. Transmisja analogowa

ma  również  tę  wadę,  że  poziom  szumu,  za−
kłócającego  sygnał  użyteczny,  rośnie  wraz
z długością drogi przekazu. Zarówno tłumie−
nie przewodu koncentrycznego, rosnące z od−
ległością, jak i zwiększenie odległości od an−
teny naziemnej przyczyniają się do pogorsze−
nia  stosunku  sygnał/szum.  Jeszcze  inny  pro−
blem związany tym razem z naziemną trans−
misją analogową, to wzajemne zakłócanie się
nadajników  i przekaźników  pracujących
w różnych częściach kraju. Ale najważniejszy
mankament telewizji analogowej to brak wol−
nych kanałów w wykorzystywanym zakresie
częstotliwości.  Posługując  się  technologią
analogową nie można w pojedynczym kanale
o szerokości  6−8  MHz  upakować  więcej  in−
formacji.  Ogranicza  to  działalność  nowych
nadawców,  a także  praktycznie  (jeśli  chodzi
o telewizję naziemną) uniemożliwia wprowa−
dzenie  w tej  technologii  systemów  telewizji
wysokiej  rozdzielczości.  Większość  wymie−
nionych wyżej problemów rozwiązuje wpro−
wadzana właśnie telewizja cyfrowa.

Co to jest 
telewizja cyfrowa?

Technologia cyfrowa, prowadząca nas w XXI
wiek, zmieniła całkowicie tradycyjną koncep−
cję  emisji  programów  telewizyjnych.  Krótko
mówiąc w telewizji cyfrowej obraz i towarzy−
szący mu dźwięk są w procesie odpowiedniej
„obróbki”  elektronicznej  zamieniane  na  ciąg
cyfr binarnych czyli zer i jedynek. (Uff! Udało
mi  się  uniknąć  nieludzko  brzmiącej  „digitali−
zacji”). Sygnał telewizyjny transmitowany jest
więc  jako  strumień  bitów  opisujących,  w na−
stępujących  po  sobie  momentach  czasowych,
obraz i dźwięk. Genialnie proste! Pozostał je−
dynie drobny szczegół − opracowanie standar−
du  dla  cyfrowych  transmisji  telewizyjnych
umożliwiających  wprowadzenie  systemu
w życie.  Zacznijmy  od  Starego  Kontynentu.
Od początku lat dziewięćdziesiątych podejmo−
wane były w Europie działania mające na celu
utworzenie  ogólnoeuropejskiej  platformy
(prawda, że to kolejne karkołomne zastosowa−
nie  tego  słowa?)  dla  rozwoju  telewizji  cyfro−
wej.  Nadawcy,  operatorzy  sieci  kablowych,
producenci sprzętu oraz przedstawiciele orga−
nów regulacyjnych utworzyli European Laun−
ching  Group  (ELG),  która  w1993  roku  prze−
kształciła  się  w grupę  DVB  (Digital  Video
Broadcasting).  Należy  do  niej  obecnie  220
organizacji z 30 państw świata. Problem, przed
którym stanęła grupa DVB polegał na stworze−
niu ogólnych zasad dla cyfrowej transmisji ru−
chomych obrazów telewizyjnych. Czy uda się
zmieścić  dużo  więcej  informacji  w tej  samej
przestrzeni  dostępnych  kanałów  telewizyj−
nych?  Obraz  telewizyjny  w systemie  PAL
w formacie 4:3 (tradycyjna proporcja ekranu)
składa  się  z 414720  punktów  (wg  standardu
CCIR 720 x 576). Każdy z punktów charakte−
ryzuje informacja o jego jasności i kolorze. Za−
łóżmy,  że  informacja  o jasności  zawarta  jest

61

To warto wiedzieć

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

M

E

U

w czterech bitach (2

4

= 16 poziomów szarości).

Ponieważ  w ciągu  jednej  sekundy  przesyła−
nych jest 25 obrazów, dla cyfrowej transmisji
czarno−białej należałoby przesłać 25 x 414720
x 4  bitów  na  sekundę,  tj.  41,472Mbit/s.  Jeśli
ma to być obraz kolorowy, musimy jeszcze do−
datkowo przesłać 6 bitów dla każdego punktu,
informujących  o kolorze  (dla  rozróżnienia  64
kolorów).  Wymaga  to  transmisji  dalszych
62,208 megabitów w ciągu sekundy. Z powyż−
szych  rozważań  wynika  konieczność  przesła−
nia w sumie 103,68Mbit/s. To dużo jak na sze−
rokość  dostępnych  kanałów  telewizyjnych,
a przede wszystkim możliwości obróbki takie−
go strumienia danych.

O sztuce kompresowania,
czyli znęcanie się 
nad bitami

Dla zrealizowania koncepcji przesyłania da−
nych  o sygnale  telewizyjnym  w postaci  cy−
frowej  konieczne  było  opracowanie  metod
skutecznej ich kompresji. Informacja musia−
ła  być  znacznie  odchudzona,  a jednocześnie
przekazywana  w sposób  eliminujący  błędy.
Na szczęście gigantyczny ciąg zer i jedynek
opisujący  obraz  telewizyjny  daje  się  znako−
micie  kompresować.  Żeby  zrozumieć  jak  to
możliwe,  trzeba  uświadomić  sobie  fakt,  że
bardzo  często  w następujących  po  sobie
obrazach telewizyjnych występują fragmenty
podobne  do  siebie  a nawet  takie  same.  Sy−
gnał  wizji  zawiera  więc  informację  nadmia−
rową  tzw.  redundancję.  Drugi  składnik  sy−
gnału  wizji  to  informacja  niemożliwa  do
przewidzenia lub nowa treść zawarta w obra−
zie  −  tzw.  entropia.  Pierwotny  strumień  da−
nych opisujących sygnał wizji jest sumą tych
dwóch  rodzajów  informacji  −  entropii  i re−
dundancji. Kompresja polega między innymi
na pozbywaniu się w różnym stopniu redun−
dancji. Innymi słowy „na bieżąco” przesyłać
musimy jedynie informacje o tych fragmen−
tach  obrazu,  które  podlegają  ciągłym  zmia−
nom.  Elementy  niezmienne  mogą  zostać
przesłane  tylko  raz.  Przykładem  może  być
ruch  bohatera  statycznej  sceny    w jakimś
wnętrzu.  Tło,  na  którym  rozgrywa  się  akcja
nie zmienia się i dlatego może być przekaza−
ne jednorazowo. Następne przekazy dotyczą
tylko  ruchu  postaci.  Jak  łatwo  się  zoriento−
wać,  ten  rodzaj  kompresji  to  nic  innego  jak
delikatne oszukiwanie wzroku widza. Nazy−
wa  się  to  z angielska  „predictive  coding”
czyli  kodowanie  z przewidywaniem.  Drugi
rodzaj  możliwej  do  zastosowania  kompresji
polega  na  jak  najkrótszym  zapisaniu  takich
samych  bitów,  występujących  obok  siebie.
Gdy  pewna  informacja  cyfrowa  ma  np.  po−
stać długiego szeregu  zer, zamiast wysyłać je
wszystkie można nadać im formę określającą
rodzaj bitów i ich ilość. Czyli zamiast piętna−
stu zer wystarczy zapisać 15 razy 0, co w za−
pisie dwójkowym wygląda 1111 razy 0. Wi−
dać  tu  możliwość  istotnej  redukcji  ilości

przekazywanych informacji oraz bardzo pro−
sty sposób odzyskania kompletnych danych.
Trzeba jeszcze wspomnieć o tzw. redukcji bi−
tów metodą DCT. Skrót ten oznacza „discre−
te cosine transform” czyli dyskretną transfor−
mację cosinusową. Już sama nazwa budzi re−
spekt, ale w gruncie rzeczy sprawa jest pro−
sta.  Cały  obraz  dzielony  jest  na  pola  o wy−
miarach 8 x 8 pikseli. Obraz każdego piksela
określa  pewna  częstotliwość.  W związku
z tym każde pole charakteryzuje 68 częstotli−
wości.  Przypisuje  się  im  współczynniki
oznaczające jak często każda z nich występu−
je  w sygnale.  Po  przeanalizowaniu  wszyst−
kich składowych ustala się, które z częstotli−
wości pojawiają się najrzadziej. Związanych
z nimi  danych  po  prostu  nie  przesyła  się.
Opisane  powyżej  tryby  kompresji  sygnału
wizyjnego wykorzystane zostały w systemie
kodowania opracowanym przez międzynaro−
dową  grupę  specjalistów  zajmujących  się
analizą obrazu i transmisją cyfrową − MPEG
(Moving Picture Experts Group). System ten
określany jest symbolem MPEG−2 i znajduje
zastosowanie nie tylko w telewizji cyfrowej.
W tym formacie zapisuje się też filmy na pły−
tach  DVD.  Algorytmy  stosowane  podczas
kodowania MPEG−2 są skomplikowane i wy−
magają  sprawnej  obróbki  danych,  ale  efekt
jest  imponujący.  MPEG−2  umożliwia 
50 krotne zmniejszenie ilości bitów nadawa−
nych w jednostce czasu. Dane po kompresji
uszeregowane są w bloki po 188 bajtów. Na
początku każdego umieszczany jest bajt syn−
chronizacji. Takiego sygnału nie strawi oczy−
wiście żaden odbiornik telewizyjny. Odbior−
ca  musi  zaopatrzyć  się  w odpowiedni  deko−
der,  mniej  więcej  taki,  jak  na  fotografii
wstępnej. Bardzo ważną sprawą przy każdej
kompresji danych jest korekcja błędów trans−
misji. Umożliwia to nadzorowanie prawidło−
wego  odtwarzania  przesyłanej  informacji.
Zakłócenia  atmosferyczne,  odbicia  sygnału
na  drodze  nadajnik  −  odbiornik  występujące
np.  w miejscach  połączeń  przewodu  w.cz.
(każda  nieciągłość  połączenia  w.cz.  jest
szczególnie  groźna  dla  przebiegów  o stro−
mych  zboczach,  a takimi  są  sygnały  cyfro−
we),  są  źródłem  błędnych  odczytów  danych
po  stronie  odbiornika.  W celu  odtworzenia
źle odebranych lub zagubionych danych sto−
suje się tzw. protokół Reeda − Salomona. Jest
to  sposób  kodowania  wyprzedzający  błędy
w odczycie.  Nosi  on  nazwę  FEC  (Forward
Error Correction) i polega na wprowadzeniu
dodatkowych dwudziestu bajtów parzystości
do  każdego  bloku  danych.  Są  one  matema−
tycznym  odwzorowaniem  jego  zawartości.
Na  ich  podstawie,  po  stronie  odbiorczej  jest
możliwe  odtworzenie  zagubionej  informacji.
W praktyce, zasadę metody Reeda − Solomo−
na  można  przybliżyć  stosując  analogię  do
transmisji sygnału analogowego, modulujące−
go amplitudowo falę nośną.  Jeżeli dodatko−
wo  prześlemy  obwiednię,  czyli  zewnętrzny

kształt  sygnału,  będziemy  mogli  po  stronie
odbiorczej „wypełnić” ją brakującymi ampli−
tudami,  które  np.  zostaną  zagubione.
W transmisji  cyfrowej  funkcję  obwiedni
spełnia  właśnie  grupa  dodatkowych  bajtów.
Kolejnym sposobem „uodpornienia” sygnału
na zakłócenia jest zastosowanie w transmisji
cyfrowej  technologii  widma  rozproszonego,
omawianej  już  na  łamach  EdW (patrz  EdW
z listopada 2000, artykuł „Sinozęby łączy bez
kabla”). Umieszczanie fragmentów informa−
cji pochodzących z kolejnych bloków danych
w pewnej kolejności powoduje, że bajty z po−
szczególnych  bloków  są  ze  sobą  wymiesza−
ne.  Chwilowy  zanik  sygnału  nie  powoduje
więc  dużego  braku  danych  w jednym  bloku
a jedynie niewielkie ubytki w kilku blokach
danych. Takie rozproszone braki bitów z re−
guły  nie  są  nawet  dostrzegalne  przez  widza
patrzącego  na  ekran.  Kończąc  ten  nudnawy
wywód  o kompresji  musimy  zapamiętać
ważną myśl: kompresja ma podstawowe zna−
czenie  dla  ekonomicznego  wykorzystania
dostępnego  pasma  częstotliwości,  umożli−
wiając  zwielokrotnienie  liczby  usług  (np.
różnych programów telewizyjnych) przesyła−
nych  w jednym  kanale  zajmowanym  dotąd
przez jedną tylko usługę analogową. Dotyczy
to  wszystkich  systemów  transmisji  sygna−
łów: naziemnych, kablowych i satelitarnych.

Obszerność  strumienia  bitów  skompreso−

wanych przy użyciu MPEG−2 zależy oczywi−
ście również od tego jakiej jakości obraz chce−
my przesyłać. Obrazuje to poniższa tabela.

Z powyższej tabeli wynika bardzo ważny

dla  naszych  dalszych  rozważań  wniosek,  że
dodatkową  pojemność  kanałów  przesyło−
wych,  jaką  daje  wprowadzenie  technologii
cyfrowej można wykorzystać w dwojaki spo−
sób. Albo zwiększyć liczbę nadawanych pro−
gramów,  albo  postawić  na  poprawę  jakości,
decydując się na wprowadzenie telewizji wy−
sokiej rozdzielczości HDTV.

Co Europa to nie 
Ameryka, czyli znowu 
różne standardy

Choć  technologia  cyfrowa  w telewizji  wy−
znacza  nową  jakość  i rozwiązuje  większość
problemów, z którymi nie mogła sobie pora−
dzić poczciwa transmisja analogowa, to jed−
nak nie spełniły się wielkie nadzieje na opra−
cowanie  jednego,  ogólnoświatowego    syste−
mu telewizji cyfrowej. Wdrażanie systemów
telewizji cyfrowej w Stanach Zjednoczonych
i Europie  przebiega  według  nieco  różnych

62

To warto wiedzieć

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

M

E

U

oznaczenie  

sygnału cyfrowego 

równoważna jakość  

sygnału analogowego 

strumień  

bitów 

LDTV  

(TV niskiej jakości) 

VHS 

ok. 1,5 Mb/s 

SDTV 

(TV standardowa) 

PAL/SECAM 625 linii, 

format 4:3 lub 16:9 

4,5 – 6 Mb/s 

EDTV 

(TV „ulepszona”) 

studyjna, 625 linii, 

 format 16:9 

ok. 9 Mb/s 

HDTV  

TV wysokiej rozdz.) 

HDTV 1250 linii/50Hz  24 – 32 Mb/s 

63

To warto wiedzieć

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

M

E

U

scenariuszy,  które  mają  oczywiście  wiele
punktów wspólnych. Na naszym kontynencie
projekty  specyfikacji  dla  wszystkich  syste−
mów  przesyłania  cyfrowych  sygnałów  tele−
wizyjnych  stworzone  przez  grupę  DVB,  za−
twierdzała  organizacja  normalizacyjna  ETSI
(European  Telekommunications  Standards
Institute).  Kanały  przesyłowe  w systemach
naziemnych,  satelitarnych  i kablowych  róż−
nią się szerokością pasma. W filozofii przyję−
tej przez DVB każdy kanał jest swego rodza−
ju  „kontenerem”,  którego  pojemność  zależy
od  pasma  tego  kanału.  „Kontenery”  mogą
być  dzielone  na  różne  liczby  podkanałów,
które  przenoszą  strumienie  bitów  odpowia−
dające wymaganej jakości przekazu. W kana−
łach telewizji naziemnej o szerokości pasma
7 lub 8 MHz można zmieścić ok. 20 Mb/s in−
formacji.  Kanały  satelitarne  o szerokości  27
MHz mają pojemność ok. 40 Mb/s. W konse−
kwencji  trzeba  było  przyjąć  dla  tych  syste−
mów przesyłowych różne metody modulacji
cyfrowej  i tzw.  kodowania  wewnętrznego
(czyli drugiego poziomu zabezpieczenia  sy−
gnału  przed  błędami).  W praktyce  grupa
DVB opracowała cztery standardy nadawcze
telewizji  cyfrowej,  które  następnie  zostały
zatwierdzone przez ETSI. Są to:
− DVB−T z kanałami przesyłowymi o szero−
kości 7 lub 8 MHz dla TV naziemnej
−  DVB−S w paśmie  11/12  GHz,  z kanałami
30−40 MHz dla TV satelitarnej
− DVB−C kompatybilnego z DVB−S, ale wyko−
rzystującego kanały 8 MHz dla TV kablowej
−  MMDS DVB−MS dla  systemu  anten  zbio−
rowego  odbioru  satelitarnego,  wykorzysty−
wany  głównie  jako  łącza  między  ośrodkami
nadawczymi,  niedostępny  dla  zwykłego
odbiorcy.

Dla  wszystkich  wymienionych  standar−

dów DVB wspólny jest system MPEG−2 ko−
dowania  sygnałów  źródłowych  oraz  pierw−
szy  poziom  zabezpieczenia  sygnału  przed
błędami  (omówiony  wcześniej  kod  korek−
cyjny  Reeda−Solomona).  W cyfrowych  ka−
nałach  −  naziemnych,  satelitarnych  i kablo−
wych  −  można  przesłać  już  nie  jeden,  jak
w technice analogowej, ale kilka programów
telewizyjnych  i sygnałów  dodatkowych.
Prowadzi  to  (a przynajmniej  powinno)  do
obniżenia  kosztów  transmisji  pakietu  pro−
gramów  telewizyjnych.  DVB  przewiduje
dwa rodzaje transmisji: SCPC (Single Chan−
nel Per Carrier) oraz MCPC (Multi Channel
Per Carrier). W pierwszym z nich fala nośna
modulowana jest sygnałem tylko jednej sta−
cji  telewizyjnej.  Kanał  np.  transpondera  sa−
telitarnego  jest  dzielony  wówczas  na  kilka
wąskich pasm częstotliwości i osobne pasmo
przydziela  się  każdej  stacji  telewizyjnej.
W MCPC  fala  nośna  jest  modulowana  sy−
gnałem  wielu  (do  10)  stacji  telewizyjnych
uzyskanym  przez  ich  multipleksowanie.
W jednostce czasu nadawane są kolejno pa−
kiety  bitów  różnych  stacji  telewizyjnych.

Aby  je  poskładać  w jednolity  sygnał  danej
stacji  każdy  pakiet  ma  identyfikator  zwany
PID  (Package  Identification).  Według  PID−
ów  składa  się  w całość  sygnał  wizyjny
i dźwiękowy stacji nadawczej. Osobnym te−
matem,  którym  również  zajęła  się  grupa
DVB  było  stworzenie  systemu  warunkowe−
go dostępu (CA − Conditional Access) do po−
szczególnych  usług.  Ma  on  zapewnić,  że
nadawane  programy  będą  odbierane  tylko
przez  uprawnione  do  tego  osoby  to  znaczy
te,  które  wniosły  odpowiednie  opłaty.  Pro−
blem  okazał  się  dosyć  trudny  nie  tyle  od
strony  technicznej,  ile  ze  względu  na
sprzeczne interesy różnych grup nadawców.
Za  standaryzacją  CA opowiadali  się  przede
wszystkim nadawcy publiczni, przeciwnika−
mi  tej  koncepcji  byli  nadawcy  pay−TV,
w której  można  zamawiać  konkretne  pozy−
cje  programowe.  Ostatecznie  ustalono,  że
pewne  rozwiązania  technologiczne  elemen−
tów  dostępu  warunkowego  w systemach
DVB  mogą  stanowić  własność  operatorów,
a więc na rynku funkcjonować będzie coraz
więcej  różnych  rodzajów  CA.  Opracowana
została  też  specyfikacja  uniwersalnego
odbiornika telewizji cyfrowej. Ma mieć sze−
roki ekran 16:9, możliwość odbioru progra−
mów  naziemnych,  kablowych  i satelitar−
nych, a także dzięki zastosowaniu interfejsu
API  (Applications  Programme  Interface)
możliwość  wykorzystania  różnego  typu
oprogramowania  np.  usług  interaktywnych.
W Ameryce stworzenie standardów telewizji
cyfrowej  nie  przebiegało  tak  łatwo  i porzą−
dnie.  Tu,  obok  gwałtownego  postępu  tech−
nicznego,  dała  znać  o sobie  szalona  konku−
rencja.  Amerykanie  byli  spragnieni  przeka−
zów  telewizyjnych  lepszej  jakości,  wszak
ich poczciwy NTSC był pierwszym na świe−
cie i co za tym idzie najmniej nowoczesnym
analogowym systemem telewizji kolorowej.
Któryż  to  raz  okazało  się,  że  ci,  którzy
pierwsi  wprowadzają  nowinki  techniczne
płacą  największą  cenę  i najgorzej  na  tym
wychodzą. Początkowo, jeszcze w latach 80.
opracowano w USA we współpracy z japoń−
ską  firmą  SONY analogowy  standard  1125
linii/60Hz  o nazwie  Hi−Vision,  który  miał
stać  się  światowym  systemem  telewizji  du−
żej  rozdzielczości  HDTV.  Został  jednak
w 1986  roku  odrzucony  przez  Międzynaro−
dowy Komitet Konsultacyjny Radiokomuni−
kacji  CCIR  i wtedy  Amerykanie  przyjęli
własną,  zupełnie  nową  strategię  opartą  na
najnowszych  osiągnięciach  techniki  cyfro−
wej. W 1987 r. Federalna Komisja Łączności
FCC  podjęła  działania  w celu  opracowania
nowego systemu telewizyjnego, który zastą−
piłby system NTSC, wykorzystując standar−
dowe, naziemne kanały przesyłowe o szero−
kości 6 MHz. W 1990 r. FCC ogłosiła kon−
kurs  na  amerykański  system  HDTV.  Zgło−
szono  pięć  projektów,  ale  po  kilku  latach
prób stwierdzono jednak, że żaden z nich nie

zasługuje na rekomendację jako system ogól−
noamerykański.  Konkurujące  ze  sobą  firmy
utworzyły  więc  tzw.  Wielkie  Przymierze
(Grand Alliance). W efekcie ich współpracy
i połączenia najlepszych elementów zgłoszo−
nych wcześniej indywidualnie propozycji po−
wstał  nowy  projekt  amerykańskiej  telewizji
cyfrowej zaakceptowany w końcu przez FCC
w roku 1996 i przyjęty przez ATSC (Advan−
ced  Television  Standards  Commitee)  jako
standard w USA. Umożliwia on przesyłanie
sygnałów w różnych formatach, co pozwala
nadawcom  na  wybór  dostosowany  do  mate−
riału  programowego  −  od  HDTV do  progra−
mów o mniejszej rozdzielczości. Wprawdzie
amerykański  standard  naziemnej  telewizji  cy−
frowej  ATSC  i europejski  standard  DVB−T
różnią  się  szeregiem  parametrów  technicz−
nych, przede wszystkim: systemem dźwięku
(MPEG−1 w DVB−T; Dolby AC−3 w ATSC)
i systemem modulacji, ale zasadnicza różnica
między telewizją cyfrową w Europie i Ame−
ryce polega na tym, w jaki sposób nadawcy
zamierzają  wykorzystać  dodatkową  pojem−
ność  kanałów  przesyłowych.  W Stanach
Zjednoczonych  hasło  „naziemna  telewizja
cyfrowa”  oznacza  przede  wszystkim  HDTV
z szerokim  formatem  obrazu  i rozdzielczo−
ścią  1080  linii,  gdyż  amerykanie  są  przeko−
nani,  że  to  właśnie  HDTV jest  przyszłością
telewizji.  Według  nich  kto  raz  obejrzy  pro−
gram w systemie HDTV już nigdy nie będzie
chciał oglądać przekazów LDTV czy SDTV,
tak  jak  swego czasu  każdy  chciał  przesiąść
się  z telewizji  czarno−białej  na  kolorową.
Program  wprowadzania  telewizji  cyfrowej
w USA był inicjatywą firm prywatnych pod
nadzorem  FCC.  O powodzeniu  przedsię−
wzięcia  ma  zadecydować  rynek,  na  którym
ogromną  konkurencję  dla  telewizji  naziem−
nej  stanowią  cyfrowe,  satelitarne  systemy
bezpośredniego  odbioru,  a także  telewizja
kablowa. Telewizja satelitarna to najszybciej
dziś rozwijający się w USA (i nie tylko) seg−
ment  rynku  telekomunikacyjnego.  W ostat−
nich  latach  na  orbicie  okołoziemskiej  umie−
szczono  rekordową  liczbę  satelitów.  Na  po−
nad 160 komercyjnych satelitach funkcjonu−
je  dziś  ok.  3,5  tysiąca  transponderów,  a na
kolejne 80 satelitów już złożono zamówienia
(fotografia 1).  Wprowadzenie  technologii
cyfrowej do przekazów satelitarnych spowo−
dowało w USA od roku 1994 prawdziwą eks−
plozję.  W ciągu  pierwszych  10  miesięcy  od
wprowadzenia na rynek sprzedano 1mln an−
ten. Dla porównania pierwszy milion magne−
towidów sprzedano po trzech, a pierwszy mi−
lion  kolorowych  telewizorów  po  ośmiu  la−
tach od ukazania się tych urządzeń w sprze−
daży.  Satelitarna  telewizja  cyfrowa  dała
nadawcom  nowe  możliwości  sięgnięcia  do
kieszeni  odbiorców.  Wielkim  powodzeniem
cieszą się w Stanach  pakiety transmisji spo−
rtowych, dostarczane na zasadzie subskrypcji
lub w systemie pay−per−view (płacisz za to co

oglądasz, czyli za konkretne zamówione po−
zycje  programowe).  Największy  sukces  od−
niósł  pakiet  przygotowany  przez  NFL (Na−
tional Football League). Za roczną opłatą 159

USD  jego  odbiorcy
mogą  oglądać  przez
ponad 17 tygodni ok.
200  transmisji  z me−
czów  zawodowych
drużyn  futbolu  ame−
rykańskiego.  Cyfro−
we  platformy  sateli−
tarne bardzo korzyst−
nie 

wpłynęły 

na

opłacalność  filmo−
wego  systemu  pay−
per−view.  Wpływy
z programów  na  ży−
czenie,  są  wielokrot−
nie wyższe niż w sie−
ciach kablowych mi−
mo,  że  mają  one  jak
na  razie  dużo  więk−
szą  liczbę  abonen−
tów. Na tym przykła−
dzie  dynamiczny  ry−
nek 

amerykański

najlepiej  pokazuje
ogromną  przewagę
telewizji 

cyfrowej

nad  analogową.  (sie−
ci  kablowe  pracowa−
ły jeszcze do niedaw−
na  niemal  wyłącznie
w technologii  analo−
gowej).  Decyzje  za−
padają  więc  coraz
szybciej. FCC planu−
je,  że  w roku  2006
zakończona  zostanie

całkowicie w USA emisja programów w sy−
stemie NTSC. Podsumowując trzeba powie−
dzieć,  że  w Stanach  Zjednoczonych  siłą  na−
pędową  przy  wdrażaniu  telewizji  cyfrowej
jest dążenie do jak najszybszego rozpoczęcia
emisji HDTV. Amerykanie lubią luksus i jak
pokazują badania są gotowi chętnie za niego
zapłacić.  Wzrasta  tam  popyt  na  telewizory
40−55  calowe  w tym  ekrany  plazmowe,  jak
na  przykład  pokazany  na fotografii  2,  pla−
zmowy  PDP−503  firmy  Pioneer.  Na  tak  du−
żych ekranach programy w NTSC, delikatnie
mówiąc,  nie  wyglądają  zbyt  dobrze.  Poza
tym  większość  materiałów  pokazywanych
w stacjach  amerykańskich,  realizowanych
jest na taśmie filmowej 35 mm, a więc w for−
macie o dużej rozdzielczości. Jest to amery−
kańską specjalnością: niemal na całym świe−
cie  film  35  mm  oznacza  kino,  natomiast
w USA − przede wszystkim telewizję. Zupeł−
nie inną filozofię przyjęto na Starym Konty−
nencie.  Otóż  żaden  z europejskich  nadaw−
ców nie wyraził dotychczas większego zain−
teresowania emisją programów HDTV. Naj−
bliższe plany wiążą wciąż z 625 liniową te−
lewizją  cyfrową  SDTV.  Choć  wszystkie
standardy DVB − satelitarny, naziemny i ka−
blowy  −  umożliwiają  przesyłanie  sygnałów
HDTV to jednak uważa się za bardziej celo−
we  wykorzystanie  zwiększonej  pojemności
systemów  przesyłowych  raczej  dla  zwięk−
szenia liczby programów niż dla poprawy ja−
kości obrazu. W czasie pokazów HDTV wi−
dzowie pytani dlaczego podoba im się obraz
w nowym systemie odpowiadają na ogół, że
ze  względu  na  szeroki  format  16:9.  Argu−
ment większej rozdzielczości nie wydaje się
specjalnie  interesujący  dla  europejskich
odbiorców  przyzwyczajonym  do  oglądania
kaset VHS o jakości gorszej od programów
625  liniowej  SDTV.  Być  może  pojawienie
się na rynku telewizorów z naprawdę duży−
mi ekranami i o przystępnej cenie może spo−
wodować  w Europie  zapotrzebowanie  na
HDTV. Fotografia  3 pokazuje  największy
europejski telewizor z lampą kineskopową −
produkt firmy LOEWE. Trudno jednak wy−
obrazić  sobie,  że  Europa  zignoruje  HDTV,
zwłaszcza jeśli na dobre opanuje ona Ame−
rykę. Póki co telewizja cyfrowa ma zastąpić

64

To warto wiedzieć

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

M

E

U

Fot. 1 Na orbicie okołoziemskiej coraz

większy tłok

Fot. 2 Coraz więcej amerykanów 

wybiera luksus − na zdjęciu 

ekran plazmowy firmy Pioneer.

Fot. 3 Największy europejski telewizor

z ekranem kineskopowym − 

produkt firmy Loewe.

\

analogowy  system  PAL.  Wyrok  na  systemy
analogowe  i to  zarówno  w przekazach  na−
ziemnych jak i satelitarnych został więc wyda−
ny i tylko kwestią czasu jest jego wykonanie. 

A co u nas?

W Polsce  obserwujemy  na  razie  znaczny
wzrost  liczby  abonentów  satelitarnych  plat−
form  cyfrowych,  które  zaczęły  emisję
w 1998 roku. Są to: Cyfra+ i WizjaTV (dą−
żące  ostatnio  do  połączenia  się)  oraz  Polsat
Cyfrowy  (patrz  fotografia  4).  Trwa  walka
o klienta. Propozycje programowe są podob−
ne choć oczywiście w Cyfrze+ nie ma Polsa−
tu,  a w Polsacie  Canalu+.  Większość  abo−
nentów  znad  Wisły  nie  wie  oczywiście  do−
kładnie  o co  z tą  całą  transmisją  cyfrową
chodzi.  Ich  oczekiwania,  zgodnie  z założe−
niami DVB, dotyczą raczej zwiększenia ilo−
ści programów. Wielu myli telewizję cyfro−
wą  z HDTV,  za  co  sporą  odpowiedzialność
ponoszą  sprzedawcy  sprzętu  opowiadający
różne  absurdy  zdezorientowanym  klientom.
Tacy,  po  zakupie  anteny  i dekodera,  mogą
przeżyć  rozczarowanie  spodziewając  się  ja−
kiegoś  znacznego  skoku  jakościowego,
którego  z omówionych  wyżej  przyczyn  na
razie  w Europie,  a zwłaszcza  w jej  wscho−
dniej części, nie będzie. Warto niestety pod−
kreślić,  że  transmisja  cyfrowa  nie  polepsza
jakości sygnału początkowego np. słabej ko−
pii  filmowej,  którą  nadawca  po  zdigitalizo−
waniu  (a jednak!)  wysłał  w eter.  Cyfrowa
przemiana sygnału i jego droga przez sateli−
tę  raczej  nie  poprawia  jakości.  Poza  tym
kompresja  zawsze  pozostawia  jakieś  ślady.
Niestety polscy nadawcy dość nonszalancko
traktują klientów nie zawsze dbając o wyso−
ką jakość sygnału wejściowego. Prawdą jest
też, że wiele dodatkowych usług, które mo−
głyby  być  dostępne  takich  jak  chociażby
EPG  (Electronic  Programme  Guide  −  infor−
macja  o programie)  często  pozostaje  na  pa−
pierze,  w reklamach  i szumnych  zapowie−
dziach albo nie działają jak należy. Nadawcy
zachowują się tak, jakby sam fakt nadawania
w systemie cyfrowym nobilitował ich do te−
go  stopnia,  że  nie  muszą  już  dbać  o szcze−
góły. Można mieć nadzieję, że ostra konku−
rencja  wymusi  z czasem  wysoką  jakość

usług. Ostatnio gorącym tematem jest wyku−
pienie przez Polsat praw do transmisji przy−
szłorocznych mistrzostw świata w piłce noż−
nej, w których po raz pierwszy od 16 lat za−
gra  nasza  dzielna  reprezentacja.  Zapowiedź
pokazywania  meczów  w zakodowanym  sy−
stemie  cyfrowym,  o ile  nie  wywoła  kolej−
nych  blokad  dróg,  strajków  okupacyjnych
i wojny  domowej,  może  być  największym
jak  dotąd  impulsem  do  przesiadki  wielu
odbiorców  na  satelitarną  telewizję  cyfrową,
zwłaszcza,  że  konkurencja  nadawców  wy−
wołuje spadek cen anten i dekoderów. Uwa−
ża  się  jednak,  że  telewizja  naziemna  ze
względu  na  swoje  unikatowe  cechy  (jak
możliwość  zapewnienia  warunków  po−
wszechnego dostępu niemal wszystkim mie−
szkańcom  kraju,  możliwość  emisji  progra−
mów  regionalnych  oraz  możliwość  odbioru
przy pomocy urządzeń przenośnych) będzie
nadal  miała  kluczowe  znaczenie  dla  przy−
szłości telewizji. Po przejściu na technologię

cyfrową  (o czym  zaczyna  się  już  mówić
w naszym kraju) otworzą się przed telewizją
naziemną dużo większe możliwości, których
mówiliśmy wcześniej. 

Na koniec 
trochę futurystyki

Coraz bliżej więc nam do zrealizowania idei
domowej  platformy  multimedialnej  MPH
(Multimedia Home Platform), która pojawi−
ła  się  w projektach  grupy  DVB  jako  przy−
szłościowa  koncepcja  telewizji.  Satelitarny
system odbiorczy zostanie sprzężony z kom−
puterem  i telewizorem  tworząc  jedną  sieć
nadawczo−odbiorczą − fotografia 5 pokazuje
takie  urządzenie  firmy  Nokia.  Oprócz
ogromnej liczby audycji, będą dostępne (nie−
które  już  są)  interaktywne  programy,
w których  widz  może  wpływać  np.  na  roz−
wój akcji filmu, wybierać różne ujęcia tej sa−
mej sceny lub nawiązywać dialog z twórca−
mi audycji. System będzie zapewniał dostęp
do Internetu i to dostęp o nieznanym dotych−
czas  komforcie.  Dość  powiedzieć,  że  trans−
misja  satelitarna  umożliwia  przesyłanie  da−
nych z szybkością 38Mb/s. Wszystkiego co−
raz  więcej  i w  coraz  krótszym  czasie.  Bez
odpowiedzi pozostają tylko prozaiczne pyta−
nia. Czy wystarczy nam czasu, sił i wyobra−
źni do przyjęcia i przetworzenia tak olbrzy−
mich ilości informacji? Czy znajdziemy wte−
dy  choć  trochę  czasu  na  własne  przemyśle−
nia i kontakty z drugimi? Wydaje się prawie
pewne,  że  idą  złote  czasy  dla  psychologów
i psychiatrów. 

Wojciech Turemka

65

To warto wiedzieć

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

Luty 2002

M

E

U

Fot. 4 Dekoder DSX6010 produkowany

przez firmę Philips. Odbiór pakietu

WizjaTV (27 programów w tym

24 w polskiej wersji językowej)

z satelity Astra (system MPEG−2)

Fot. 5 Zaprezentowany przez firmę Nokia na wystawie IFA 2001 w Berlinie ter−

minal multimedialny łączący w sobie Internet, telewizję programową i inne

media.  Oprócz  typowych  funkcji  nowy  terminal  umożliwia  oglądanie  po−

wtórek  w trakcie  transmisji  telewizyjnych,  a także  jednoczesne  oglądanie

programów  telewizyjnych  i korzystanie  z Internetu  oraz  zapisywanie  na

twardym dysku filmów i audycji. Ponadto możliwe jest zamawianie filmów

na życzenie, odtwarzanie i zapisywanie muzyki w formacie MP3, korzysta−

nie  z poczty  elektronicznej  oraz  ściąganie  i zapisywanie  trójwymiarowych

gier komputerowych.

Nie  ulega  wątpliwości,  że  jedną  z najpręż−
niej rozwijających się gałęzi elektroniki jest
telekomunikacja.  Fakt  ten  specjalnie  nas
nie  dziwi,  w końcu  od  samych  początków
rozwoju  elektroniki  właśnie  telekomunika−
cja  daje  najszersze  pole  zastosowań  dla  jej
najnowszych osiągnięć. Aby się o tym prze−
konać,  wystarczy  przyjrzeć  się  niedalekiej
historii  tej  dziedziny.  Za  początek  rozwoju
telekomunikacji  przyjąć  można  wynalezie−
nie  telegrafu  elektromagnetycznego  Mor−
se'a, którego następcą był telegraf elektrycz−
ny.  Ten  ostatni  zapoczątkował  dziedzinę  te−
lekomunikacji  wykorzystującej  do  transmi−
sji  kable,  które  następnie  wykorzystane  zo−
stały przez szczególnie rewolucyjny wynala−
zek − aparat telefoniczny Bella. Odkrycie to
pociągnęło  za  sobą  wiele  nowych  wynalaz−
ków, jak choćby łącznice, czyli pierwsze cen−
trale (bynajmniej nie automatyczne). Telefo−
ny  doczekały  się  mnóstwa  udoskonaleń
i mutacji,  a łącza  telefoniczne  zostały
później wykorzystane również do innych ce−
lów  −  chociażby  do  przesyłania  danych  cy−
frowych  przez  modemy  analogowe  i faksy
w początkach  lat  sześćdziesiątych.  Tak  wy−
gląda  w wielkim  skrócie  historia  „miedzia−
nej”  telekomunikacji,  która  trwa  po  dzień
dzisiejszy i wygląda na to, że ma przed sobą
całkiem pewną przyszłość.

Dlaczego właśnie 

„miedź”?

Mogłoby  się  wydawać,  że  technologie  teleko−
munikacyjne  wykorzystujące  do  transmisji
zwykłe kable miedziane są na wymarciu. Zastę−
powane  są  one  przecież  światłowodami
o ogromnych przepustowościach (ostatni rekord
ustanowiła  firma  NEC  i wynosi  on  10,9Tb/s).
Szerokie zastosowanie mają też techniki trans−
misji  radiowej  (np.  GSM  i przyszły  UMTS)
oraz  satelitarnej.  Na  szczęście  nie  oznacza  to
wcale końca „ery miedzi”. Dlaczego? Jest ku te−
mu całe mnóstwo powodów, z których może nie
całkiem zdajemy sobie sprawę.

Najważniejszym  argumentem  za  stosowa−

niem  starej  technologii  wydaje  się  być  jej
przystępność.  Ogromna  większość  cywilizo−
wanych terenów posiada gotową sieć przewo−
dów, które używane są najczęściej jako zwy−
kłe linie telefoniczne. Firmy telekomunikacyj−
ne  zainwestowały  krocie,  aby  zbudować  od−
powiednio  gęstą  infrastrukturę  przewodów,
a zastąpienie jej w całości przez światłowody
wiązałoby się z astronomicznymi kwotami.

W tym miejscu pojawia się następny argu−

ment, a mianowicie cena. Linie światłowodo−
we mimo swych wszystkich zalet mają jedną
dotkliwą  wadę  −  są  bardzo  drogie.  Pod  tym
względem  stosowanie  zwykłych  linii  kablo−
wych jest o wiele korzystniejsze.

Powyższe  argumenty  może  nie  są  w zu−

pełności przekonujące, tym bardziej że świat
w tak zaskakującym tempie rozwija się głów−
nie  dzięki  radykalnym  zmianom,  ale  zazna−
czyć należy, że przeciętny odbiorca usług te−
lekomunikacyjnych  nie  jest  w stanie  wyko−
rzystać możliwości, jakie daje mu połączenie
światłowodowe. W związku z tym można by

pokusić  się  o twierdzenie,  że  w zupełności
powinny wystarczyć nam korzyści z eksplo−
atowania  nowych  technologii  wykorzystują−
cych stare media transmisyjne.

Komu to potrzebne?

No właśnie, w zasadzie w Polsce, jak dotąd, li−
nie  telefoniczne  wykorzystywane  są  głównie
w celu  prowadzenia  najzwyklejszych,  analo−
gowych  rozmów  telefonicznych.  Są  jednak
i tacy  (głównie  przedsiębiorstwa,  a ostatnio
również amatorskie i profesjonalne sieci kom−
puterowe),  którzy  potrzebują  dodatkowych
usług  telekomunikacyjnych  w postaci  szyb−
kiego  łącza  do  Internetu,  czy  obsługi  cyfro−
wych video konferencji. Media pozostają sta−
re  (kable  miedziane),  ale  zastosowanie  no−
wych  technik  i sposobów  pozwoli  przesyłać
przez linię abonencką nieprawdopodobnie du−
że ilości danych cyfrowych zamiast, czy obok
rozmowy telefonicznej. Potrzebne są do tego
dodatkowe urządzenia − modemy, umieszczo−
ne po obu stronach linii: w centrali i u abonen−
ta. Nie są to jednak zwyczajne modemy, z po−
mocą których łączymy się z Internetem.

Zpomocą  przychodzą  technologie  DSL

i odpowiednie modemy.

DSL, czyli Digital Subscriber Line (cy−

frowe  łącze  abonenckie),  to  technologia  cy−
frowa, która pozwala w dużo większym stop−
niu wykorzystać możliwości przesyłowe linii
kablowej  niż  zwykły,  analogowy  modem 
telefoniczny.  To  właśnie  dzięki  tej  technice
gałąź  telekomunikacji  wykorzystująca  do
transmisji  przewody  miedziane  tak  prężnie
się rozwija.

Technologie  xDSL podzielić  można  na

dwie grupy. Pierwszą z nich stanowi techni−

66

E l e k t r o n i k a   d l a   W s z y s t k i c h

M

E

U

dodatek 

do

miesięcznika

To warto wiedzieć

P

o

z

n

a

ć

 

i

 

z

r

o

z

u

m

i

e

ć

 

s

p

r

z

ę

t

a g a z y n

l e k t r o n i k i

ż y t k o w e j

M

U

TT

TT

e

e

e

e

c

c

c

c

h

h

h

h

n

n

n

n

o

o

o

o

ll

ll

o

o

o

o

g

g

g

g

ii

ii

e

e

e

e

 

 

x

x

x

x

D

D

D

D

S

S

S

S

LL

LL