ORGAAN DER NEDERLANDSC VEREENIGING RADIO-TELEGI

Transcriptie

1 v ORGAAN DER NEDERLANDSC VEREENIGING RADIO-TELEGI INHOUD: Bladz De electrsche Gramofoonopnemer.. Sterkteregelng met acoustsche compensate Vervormng en afgegeven vermogen bj endlampen Examen Radotechncus Vereengngsneuws

2 ! ' PHILIPS- AMAteur zehdlampek f m fslül..' PHILIPS SClERMROOSTER AMATEUR ZENDLAMP QC 05/5 Qroote emsse bj mnmum energeverbruk. - Mechansch sterk. Geschkt voor zeer korte golflengten (tot beneden 5 meter). Groot vermogen bj naar verhoudng lage anodespannng. va.soov Phlps Schermrooster zendlampen maken een ngrjpende * vereenvoudgng van de zenderconstructe en van de -bedenng mogeljk. Vraagt de neuwe amateur j zend lam pen-catalogus. a- PHILIPS qc05/s 0 r/ «ss l At- y -«O -50 -«-X -20 -a ÉT o 0 30 X MULIK+RADIO &

3 rrr No. 3 JULI 933 6DE JAARGANG o!c3<>-^fla^444x>. ORGAAN VAN DE NED. VER. Onder Redacte van J. CORVER, VOOR RADIO-TELEGRAFIE. Utgever. N. VEENSTRA, BURNIERSTRAAT 38, LAAN VAN MEERDERVOORT 30, DEN HAAG. DEN HAAG, TEL Abonnementsprjs voor nct-ledcn f 4. per jaargang van 4 nummers. Butenland f4.50. Leden der Vereengng (contrbute ƒ8. per joar) ontvangen dt blad grats. Sccrctars'Pcnnngmcester. B. Slkkerveer, Obrrchtstrrnt 04.6, Den Haag. De electrsche gramofoonopnemer. Door A. CRAMWINCKEL en P. R. DIJKSTERHUIS. Natuurkundg Laboratorum der N.V. PHILIPS Gloelampenfabreken Endhoven Holland. SUMMARY. In the frst part the propertes requred for a pck-up, especally as to qualty of reproducton, needle-scratch and recordwear, are dscussed n connecton wth theoretcal and practcal consderatons. oafter ths the propertes are mathematcally analysed and the expermental results compared wth the theory. In concluson the adaptaton of the needlepont to the sound-groove and some causes for a possble nconstancy of the ptch of the tone are dscussed. Tegenwoordg zal er wel nemand meer zjn, de net bekend s met de gramofoon, en met de mogeljkhed om wllekeurge muzek, n het algemeen elk gelud, op gramofoonplaten vast te leggen en weer te geven. Zulk een gramofoonplaat s voorzen van een fjne spraalvormge groef met zeer klene spoed. vareerende tusschen ± 0,2 en 0,4 mm. In deze groef zjn de geludstrllngen gewoonljk als slngerngen ter weerszjden van de spraalljn als mddenstand, vastgelegd. Fg. toont een vergrootng van een gedeelte van een gramofoonplaat, waarop deze slngerngen goed te zen zjn. Voor methoden waarmee deze gramofoonplaten opgenomen worden, wordt verwezen naar het lteratuuroverzcht aan het ende van dt artkel. Tot voor eenge jaren was de eeng brukbare wjze om door mddel van gramofoonplaten muzek enz. te reproduceeren, de acoustsche methode. Herbj drjft een n de slngerende groef van de gramofoonplaat loopende naald een membraan aan, dat rechtstreeks geludstrllngen voortbrengt. Door nauwgezette bestudeerng van de zch herbj voor-

4 doende mechansche en acoustsche problemen Is men er n geslaagd een drageljke reproducte te verkrjgen, welke reeds een belangrjk deel van het hoorbare geludsfrequentespectrum, gelegen tusschen ± 6 en 0 a trllngen Fg. per sec., afhankeljk van de ndvdueele gevoelghed van het oor, omvat. Een zeer groote stap voorut s echter mogeljk gemaakt door het toepassen van de resultaten van de radotechnek, waarbj men door mddel van versterkers en lud-. sprekers n staat s, een kwaltet van geludsweergave te verkrjgen, de de resultaten van de acoustsche methode verre overtreft. Om te komen tot het aanwenden van deze neuwe mogeljkheden, heeft men een verbndenden schakel moeten utwerken, waarmee men de n de gramofoonplaat vastgelegde slngerngen kan omzetten n electrsche wsselspannngen nplaats van n acoustsche trllngen, en de men dan wllekeurg kan versterken en met ludsprekers kan weergeven. Deze schakel s de electrsche gramofoonopnemer of pck-up, de dus n staat s de mechansche slngerngen van de gramofoonplaatgroeven om te zetten n electrsche wsselspannngen. We zullen her den gramofoonopnemer nader beschouwen, vooreerst wat betreft de eschen de men zal moeten stellen en 62 de verklarng van de werkng, en verder wat betreft de wjze waarop aan deze eschen wordt voldaan door den neuwen electrschen gramofoonopnemer, utgewerkt n het Natuurkundg Laboratorum der N.V. Phlps Gloelampenfabreken te Endhoven. In de gramofoonplaat heeft men mechansche slngerngen, de een mn of meer getrouw beeld vormen van de oorspronkeljke geludstrllngen, en wel n de mate, dat het aantal slngerngen van de groef per omwentelng overeenkomt met de toonhoogte, terwjl de grootte van de utwjkngen ut den mddenstand overeenkomt met de sterkte van het gelud. Beweegt de groef dus met de juste snelhed onder de naald door, dan zal deze n de juste frequente gaan trllen, terwjl de ampltude van de naaldpunt door de utwjkngen bepaald wordt. Nu s ons, nhaerent aan de opnametechnek) een verband gegeven tusschen ampltude en frequente: voor dezelfde geludsenerge s de ampltude net constant bj alle frequentes, maar omgekeerd evenredg met de frequente, m.a.w. het product van frequente en ampltude s constant. Dt product s evenredg met de snelhedsampltude, dt s de maxmale waarde van de snelhed n de rchtng loodrecht op d$ groef, dus de maxmale waarde van de snelhed van de naaldpunt. Is de utwjkng x van de naaldpunt een snusfuncte van den tjd met crkelfrequente oj en ampltude a, dus: x = a sn oj t, dan s de snelhed v: _dx v = a co cos oj t. dt Dt s een snusfuncte de 90 naar den tjd t.o.v. de utwjkng verschoven s met een ampltude 3) Ze lteratuuroverzcht. I l : f.

5 63 geljk aan a co = a X 2 n v, dus de snelhed heeft een ampltude geljk aan maal het product van de utwjkngsampltude a met de frequente v, m.a.w. de snelhedsampltude s evenredg met het product van ampltude en frequente van de slngerng. De deale ludspreker geeft nu bj verschllende frequentes geljke aco.ustsche energe af bj constante toegevoerde electrsche energe. Daar we bovenden den dealen ludspreker electrsch als een weerstand kunnen opvatten, moet dus hervoor de toegevoerde electrsche spannng constant zjn. De eerste esch den wc daarom aan een gramofoonopnemer moeten stellen, s, dat bj constante snelhedsampltude van de naaldpunt de opgewekte spannng over het te bestrjken frequentegebed constant s. Aan dezen esch moeten correctes worden toegevoegd n verband met het volgende: Daar men de groef moduleert met constante snelhedsampltude, wordt de utwjkngsampltude voor dezelfde energe bj lagere frequentes steeds grooter, maar hermee kan slechts worden doorgegaan totdat de ampltude geljk s aan de helft van den onderlngen afstand tusschen twee opvolgende groeven. Deze afstand s om practsche redenen (o.a. speelduur en grootte van de platen) aan vrj nauwe grenzen gebonden. Om nu, zonder dat de groeven elkaar zouden raken of zelfs door elkaar zouden loopen, toch nog lagere frequentes te kunnen regstreeren, neemt men genoegen met het constant houden van de utwjkngsampltude bj lagere frequentes dan 250 peroden per sec., waarbj dus de snelhedsampltude afneemt evenredg met het afnemen van de frequente. Dt tekort aan lage tonen moet men compenseeren door de spannngfrequentekarakterstek van den opnemer bj constante snelhedsampltude van de naaldpunt te laten stjgen naar de lage frequentes toe vanaf ± 250 peroden. Bj de hooge frequentes stut men op de moeljkhed, dat de steeds klener wordende ampltuden van de modulate van dezelfde grootte-orde worden als de korrelgrootte van het materaal waarut de gramofoonplaat bestaat, m.a.w. de hooge tonen,verdrnken n het naaldgerusch, dat door de structuur van het plaatmateraal en door verontrengngen n de groeven wordt veroorzaakt. Het s daarom wenscheljk om de \veergave boven 5 a 6000 peroden snel te laten vermnderen, temeer omdat de meeste gramofoonplaten ook weng meer gemoduleerd zjn boven deze frequente. Een tweede esch s de volgende: Wanneer de plaat met een enkele snusvormge trllng gemoduleerd s, mag de spannng van den gramofoonopnemer ook slechts deze eene frequente bevatten, dus geen hoogere harmonschen. Deze esch wat betreft z.g. net-lneare vervormng s vrj scherp, omdat het oor 5 % hoogere harmonschen reeds waarneemt. Dt n tegenstellng met den eersten esch wat betreft de z.g. lneare vervormng. Deze s veel mnder krtsch, daar het menscheljk oor logarthmsch hoort en een factor,5 n de geludsterkte (energe) onder omstandgheden nauweljks opmerkt. Een derde esch s het tot een toelaatbare waarde terugbrengen van het naaldgerusch, dat zooals we zagen, veroorzaakt wordt door de structuur van de gramofoonplaat. Dt gerusch beslaat een geheel frequentespectrum, van 500 per. af naar boven toe n ntenstet steeds toenemend.*) Het s dus gewenscht een zoodang comproms te treffen, dat de weergave van de hoogste tonen deze geven mmers de realtet *) Ze lteratuuroverzcht.

6 64! l! aan de muzek nog net te veel geschaad wordt, en het naaldgerusch bnnen redeljke perken bljft. Het naaldgerusch hangt echter net alleen af van de meer of mnder goede weergave van de hooge tonen, maar ook en n belangrjke mate van de scherpte en van de plaats n het frequentespectrum van de steeds aanwezge resonantepek. Deze pek s het gevolg van een mechansche resonante van het opnemersysteem, zooals herna verklaard zal worden. Is deze pek nu scherp, de resonante dus weng gedempt, dan zal het naaldgerusch, dat alle hoogere frequentes aanstoot, voortdurend uttrllen n deze frequente veroorzaken. Herdoor wordt verklaard, dat het naaldgerusch steeds klnkt als n hoofdzaak een enkele toon, de ruschtoon, de dus hooger lgt, naarmate de resonantefrequente hooger s. Hoe hooger de ruschtoon lgt, des te mnder hnderljk wordt deze, aangezen het gerusch dan steeds meer vrj komt te staan van de modulatefrequentes, waarvan de grondtonen boven 3400 per. (hoogste toon van de pano) nauweljks meer voorkomen. Door de resonante van het systeem n voldoende mate weg te dempen, berekt men dus een vermnderng van het naaldgerusch, en door het bewegend systeem zoodang te dmensoneeren, dat de resonantefrequente hoog lgt, boven =t 4000 peroden, wordt de overgebleven ruschtoon mnder hnderljk. Bovenden verkrjgt men zoo een geljkmatger karakterstek de eerste en derde esch gaan dus parallel. Lgt de resonantefrequente te laag, dan geeft de pck-up een nasaal, geknepen gelud hoe hooger de resonantefrequente lgt, des te meer open s de weergave, ook al omdat boven de resonantefrequente de weergave steeds snel afvalt. Als verde esch noemen we het gerng houden van de plaatsljtage. De plaatsljtage s n hoofdzaak een gevolg van de kracht, de de naaldpunt op de groef utoefent n zjdelngsche rchtng. Tengevolge van de elastsche nklemmng en de massa van het bewegende deel van de pck-up, waarn de naald bevestgd s, oefent de naaldpunt een reactekracht ut op den groefwand, evenredg met de utwjkng, waarut volgt, dat deze kracht het grootste s bj de lage tonen met hun groote ampltuden. Ut de theore volgt verder nog een maxmum van de kracht voor de resonantefrequente, grooter naarmate de dempng klener s. Om gernge plaatsljtage te verkrjgen bj de lage tonen, moeten de bewegende deelen dus soepel ngeklemd zjn en verder moet de dempng voldoende zjn, opdat geen sljtage bj de hooge tonen kan optreden. Het materaal van de naald s natuurljk ook van nvloed op de sljtage. De grootte van den vertcalen druk s van weng nvloed, wanneer deze tenmnste net zoo groot s, dat de oppervlaktelaag beschadgd wordt, of net zoo klen s, dat de pck-up bj groote ampltuden negng heeft ut de groef te sprngen. Practsch kan de vertcale druk op de naaldpunt tusschen 00 en 200 gram lggen. We zagen dat de naaldpunt door de gramofoonplaat n heen- en weergaande bewegng wordt gebracht, en we wllen nu deze wsselende bewegng omzetten n een electrsche wsselspannng. Dt kan gebeuren volgens het electromagnetsche prncpe, wanneer we de naaldpuntbewegng overbrengen op een anker, dat een Lchtspleet n het magnetsch crcut van een permanente magneet afwsselend grooter en klener maakt herdoor zullen n dat crcut magnetsche fluxvarates optreden. Leggen we een wkkelng om dt crcut, zoo, dat de fluxvarates er *! ' I

7 65 doorheen gaan, dan wordt n deze wkkelng een E.M.K. opgewekt. poolschoen naar de andere va de luchtspleten S4-4 en dwars door boven- en FIG. 2a n Z A f T N FIG 2b B [J7 B x I z Fg. 2a geeft den meest eenvoudgen vorm van het crcut aan het anker AB draat om zjn as O op het vlak van teekenng, zoodat de luchtspleten grooter en klener worden, waardoor de flux, de van A naar B vloet, van grootte wsselt. Deze vorm s echter, afgezen van de onsymmetrsche, dus vervormng gevende werkng, ook de mnst effecteve, aangezen de fluxvarates, de opgevat kunnen worden als een wsselflux gesuperponeerd op een geljkt lux, gaan door het staal van de magneet, dat een hoogen weerstand heeft voor de wsselende flux, en bovenden het ut den aard der zaak dunne anker moeten passeeren, waar reeds verzadgng door de geljkflux s opgetreden. Veel beter s het daarom, het anker, dat van klene afmetngen moet zjn, geen, of over zoo gerng mogeljke lengte, geljkflux te laten voeren. Dt kan verwezenljkt worden door het crcut den vorm van een magnetsche brugschakelng te geven, waarbj het anker den mddentak vormt, volgens fg. 2b. Het anker s weer draabaar om een as O op het vlak van teekenng en wordt nu n de lengterchtng net door een geljkflux doorloopen. De geljkflux van de permanente magneet gaat van de eene onderkant van het anker. Staat het anker n den mddenstand, dan zjn S4 en S2 even groot, evenals S3 en S4, het brugcrcut s n evenwcht en door den mddentak, gevormd door het anker n de lengterchtng, gaat geen flux. Beweegt het anker volgens de pjl naar lnks, dan worden Sx en S4 grooter en S2 en S3 klener, herdoor wordt het evenwcht verbroken en er loopt een flux van B naar A door het anker. Beweegt het anker naar rechts, dan worden S2 en S3 grooter,,en S4 en S4 klener, waardoor er een flux gaat loopen van A naar B. Deze flux n het anker wordt des te grooter naarmate de utwjkng van het anker grooter wordt. Voert de naaldpunt een snusvormge bewegng ut, dan gaat door het anker een snusvormge wsselflux. Leggen we nu om het anker een spoel, dan wordt daarn door deze wsselflux een electrsche wsselspannng geïnduceerd. We zullen nu nagaan n hoeverre de utwjkng van de naaldpunt overeenkomt met de utwjkng van het anker als functe van de frequente. In fguur 3 s schematsch het anker met naald voorgesteld, elastsch gelagerd n het magneetsysteem. Ter vereenvoudgng denken we het draapunt aan het onderend van het

8 66 anker n het resultaat maakt dt geen essenteel verschl. We beschouwen het doorbugen van de naald over radaal s een koppel S noodg, dus: m. \ Fg. 3 anker als volkomen stjf, de naald elastsch met een stjfhed van S dynecm per radaal doorbugng. Verder s het anker n Ox draabaar en elastsch ngeklemd met een nklemmngsstjfhed van S, dynecm per radaal ankerverdraang. De gang van zaken s als volgt: krjgt de naaldpunt een utwjkng, dan draat het anker, bugt de naald door en verplaatst het heele opnemersysteem, waarbj het draapunt van let anker verplaatst van O naar Oj. Is nu U de naaldpuntutwjkng en u de ankerendutwjkng, dt s de spleetvarate, waarmee de flux door het anker evenredg s dan geeft de verhoudng ~ als functe van de frequente een beeld van de weergavekromme van de pck-up. We noemen den hoek waarover het anker draat 0, en den hoek waarover de naald doorbugt y\ bede zjn klen, dus de snus ervan s geljk aan den hoek n radalen, en de cosnus ervan s. Is P de kracht op de naaldpunt door de groef utgeoefend, dan werkt op de naald een koppel P, dat de naald over een hoek cp doet doorbugen. Voor het P ln = Cp S () Het tegenwerkend koppel van de ankernklemmng bj draang van het anker over een hoek 0 bedraagt S, 0 verder geeft de aanwezge dempng D een tegenwerkend koppel evenredg met de hoeksnelhed 0 van het anker, dus dt bedraagt D 0. De bewegngsvergeljkng van het anker om de as s dus, als I het traaghedsmoment van het bewegend systeem t.o.v. de as Oj s (Koppel = traaghedsmoment X hoekversnelng): I 0 = P. S, 0 D 0 (2) De kracht P wordt va de ankernklemmng overgebracht op het magneetsysteem met massa m, dat daardoor een horzontale utwjkng krjgt, groot x, met een versnellng x, bepaald door de wet: Kracht = massa X versnellng: P = m x. (3) De totale utwjkng U van de naaldpunt veroorzaakt dus een draang 0 van het anker, een doorbugng (p van de naald, en een verplaatsng x van het magneetsysteem, dus van het draapunt van het anker: U=(0 + <p) + X.. (4) De utwjkng u van het ankerend ten opzchte van het draapunt bedraagt: u = l (5) Wj geven nu de utwjkng U als een snusfuncte van den tjd, met ampltude A en crkelfrequente co : U = A sn co t dan zjn, wegens de aangenomen lneartet van alle doorbugngen, enz. alle functes van den tjd ook snusfunctes daarvan, dus, volgens de complexe schrjfwjze: t I J»

9 <9 = j co O Ö a)2 O 67 a U = sn w t X = a)2 x dan s dus u het ook: De vergeljkngen (2) en (3) worden u = r la y - a sn. w t dus : In «co2 <9==PI s, o jwd0 (2') Drukken we nu de fluxvarate <2>w n p = CU2 m x.. (3') de mddentak van de magnetsche brugschakelng ut n de weerstandsvarate Ut deze 5 vergeljkngen vnden we van de varabele luchtspleten, de evenredg s met u, dan bljkt deze fluxvarate dan : U In lnear samen te hangen met de weerstandsvarate, behoudens een verwaar U In ƒ <«2rul 2) 2 \s I+S,+ loosbaar klenen quadratschen term, dus ln <Ik s evenredg met u: (a) + j <«D) + In = o f y - sn w t deze vergeljkng geeft de frequenteln w De opgewekte E.M.K. E n de spoel afhankeljkhed van de verhoudng^, en met n wndngen s dus: dus de frequenteafhankeljkhed van de opgewekte spannng, bj constante snelhedsampltude. In fguur 4 s deze verhoudng ** als functe van de frequente utgezet voor eenge waarden van de dempng D. E = ü) d (JK dt = c - yancoswt Herut bljkt dus dat de opgewekte E.M.K. E, behoudens y, nderdaad onafhankeljk van de frequente s, als de db *0 *x gvr 0 -to X -30 =3 S _ T X» tv 300 VOO 3000 Fg. 4 Ut de vergeljkng (a) zen we, dat de varate u van de luchtspleet evenredg s met de utwjkng U van de naaldpunt n de verhoudng *: In, behoudens de factor y, de het verband met de frequente aangeeft. Is de utwjkng U nu omgekeerd evenredg met de frequente: naaldpuntutwjkng omgekeerd evenredg s met de frequente. Voor de lage frequentes geldt: ^ «Sn dus: en w2 I << S w2mln2

10 L 68 f? - U la ü~ I Sn --- COto- I (S + j «D) + l s w2 mln2 wr2 = I j 0J m I 2 la co m ln2 SA., (0/ We vnden her een maxmum voor U wanneer de noemer een mnmum heeft, dus voor:.of C0r m lu- = S S Wrl = m 2 Is D = 0 dan wordt voor deze frequente de noemer 0 en ^ wordt oo, ojt]l s dus een resonantefrequente. Om deze resonante n de lage tonen bj zoo laag mogeljke frequente te houden, moet dus S klen zjn, m.a.w. de ankernklemmng moet soepel zjn, en m groot, d.w.z. relatef groote massa van het magneetsysteem (dt wl nog net zeggen groote druk op de plaat). dus: Voor de hooge frequentes geldt: ^» S w2 mln2 U _ l_a U In - (_,f,2i + S+jwD)+ S s We zen herut, dat de plaats van de resonante n de hooge tonen afhangt van de naaldstjfhed en van het traaghedsmoment van het anker. Daar we ut fg. 4 zen, dat boven de resonante n de hooge tonen de weergave snel afvalt, s het dudeljk, dat het gebruk van verschllende naaldsoorten met verschllende stjfhed dus een groot verschl n de weergave kan opleveren, hoe hardere, dus hoe stjvere naald, des te meer hooge tonen n de weergave. Ook verklaart dt, waarom de pck-up geen spannng meer geeft, wanneer de naaldpunt wordt aangedreven met frequentes boven de resonantefrequente. Ut de vergeljkngen () t/m. (o) kan men ook de kracht P op de naaldpunt berekenen deze kracht s een maat voor de plaatsljtage. Ut de utdrukkng voor P volgt, dat P grooter wordt bj stjvere naald, de plaatsljtage neemt dus toe bj dkkere naalden, wat de practjk ook utwjst. Men kan daarom maar net de naaldstjfhed opvoeren tot het verkrjgen van meer hooge tonen, maar men moet overgaan tot het verklenen van het traaghedsmoment van het anker. Deze methode heeft nog een ander voordeel, wat ut het volgende bljkt: Voor de resonantefrequente n de hooge tonen vonden we de betrekkng: LOL la wr2 = S + S \ ln I CO I---- (O ) Voeren we dt n, n de verhoudng **? We vnden her een maxmum voor U een resonante, wanneer: S *f Sn = CO ro I of, daar de naald veel stjver s dan de ankernklemmng, dus Sn >> St: dan vnden we de hoogte van de pek n de karakterstek: u la wr2 I Ü fn TD-V00rW = W- Voor het verkrjgen van een vlakke t

11 pek moet de verhoudng r?- weng pere pek, overeenkomend met scherp gelud, meer naaldgerusch en meer plaatsljtage n de hooge tonen. De karakterstek van den opnemer bljkt een vloeende kromme te zjn n de lteratuur vndt men veelal zeer hobbelge krommen deze oneffenheden zjn net reëel, doch worden veroorzaakt doordat de voor deze metngen vaak gebrukte constant-note platen noot volmaakt constante snelhedsampltude hebben, ook net bj opvolgende frequentes. De berekende karakterstek van fguur / door de verlezen n het jzer van het magnetsch crcut, waarvan de nvloed toeneemt bj hoogere frequentes. Door juste keuze van het materaal en door de dmensoneerng van het magnetsch crcut heeft men het n de hand dt oploopen van de karakterstek naar de lage frequentes n overeenstemmng te brengen met het reeds besproken tekort. aan lage tonen n de gramofoonplaten. Tevens kan men door de juste keuze van de mechansche dempng van de resonante n de hooge tonen een eventueel te weng aan hooge tonen compenseeren. Naar de her ontwkkelde nzchten zjn de Phlps gramofoonopnemers 4075, 4077 en 2980 ontworpen. In fguur 5 s de karakterstek van den opnemer 4077 gegeven, gemeten met een potentometer van Ohm en een H. M. V.-halftone naald. In de karakterstek s nog te zen een flauwe resonante tusschen 4000 en 5000 peroden, verder een oploopen naar de lage frequentes, terwjl bj de laagste frequentes een sterker oploopen veroorzaakt wordt door de 2e resonante n de heel lage tonen. Deze resonante lgt bj van de eenhed verschllen. Daar we CÜrO hoog wllen hebben, moet I klen gekozen worden, omdat we de dempng net boven een bepaald bedrag mogen opvoeren, daar deze dan groote sljtage n de lage tonen zou veroorzaken. Kezen we dus I klen tot het verkrjgen van een hooge cüro) dan bereken we daarmee meteen, dat de pek vlak bljft. Nemen we daarentegen S groot, dan s voor dezelfde cor2 de I grooter, met als gevolg wr2i grootere verhoudng dus scherde 5 xü: u- *to IOO 200 PHILIPS TYPE O00 Fg. 5 SS 4 komt ntusschen net geheel overeen met de gemeten karakterstek van fguur 5 van den gramofoonopnemer. Deze laatste vertoont over het geheele frequentegebed een oploopen naar den kant van de lage tonen n vergeljkng met de berekende karakterstek. Dt wordt veroorzaakt 8 peroden, en heeft practsch geen nvloed, omdat zoowel versterkers als ludsprekers deze zeer lage tonen mnder weergeven en bovenden het oor daarvoor veel mnder gevoelg s. Het zoo laag lggen van deze resonante wordt veroorzaakt door de groote soe-

12 70 Ij ' pelhed van de nklemmng van het anker, toegepast om gernge plaatsljtage te verkrjgen. De coördnaten van de karakterstek zjn logarthmsch weergegeven en wel om de volgende reden: Op de horzontale as zjn de frequentes logarthmsch utgezet opdat de octaven geljke afstanden worden, en op de vertcale as s de sterkte logarthmsch utgezet omdat het oor logarthmsch hoort. De ndeelng s gegeven n de steeds meer gebrukeljke decbels. De decbel of transmsson-unt s een energeverhoudng en ontstaan ut de telephoontechnek, als volgt gedefneerd: Geeft men de verhoudng van twee energehoeveelheden en W2 aan als n decbel, dan wl dt zeggen dat deze verhoudng geljk s aan het getal, waarvan de Brggsche logarthme n/0 s, of n formule: terstek. Door deze defnte van de decbel heeft men het voordeel, den nvloed van verschllende karaktersteken n decbels te kunnen optellen of aftrekken, onafhankeljk van de groothedeer, waarvan de karaktersteken gegeven zjn. De keuze van de grootte van den potentometer hangt samen met de zelfnducte van de pck-up, de ±,5 henry bedraagt. In fg. 6 s het vervangngsschema geteekend. De pck-up s op te vatten als een generator met E. M. K. E, met n sere geschakelde zelfnducte L en nwendgen weerstand R, en s aangesloten op den potentometer met weerstand R. De E. Al K. E verdeelt zch, wanneer de potentometer op maxmum L W= n 0Iog W2 0 Eén decbel s dus een energeverhoudng, en wordt verkregen door een factor 0 van een logarthmsche schaalverdelng, de de energe voorstelt, n 0 geljke stukken te verdeelen. Heeft men nu een stroom of een spannng voor te stellen, dan moet men deze eerst herleden tot een energehoeveelhed door aanname van een constanten weerstand waardoor deze stroom vloet of waarover deze spannng staat, voordat men van decbels kan spreken, en dt heeft tot gevolg, dat, daar de energe den stroom of de spannng n Het 'kwadraat bevat, een factor 0 n stroom of spannng voorgesteld 'wordt door 20 decbel. In fg. 5 stelt dan ook 20 decbel een factor 0 n de spannng voor, overeenkomende met een factor 00 n de energe. We vergeljken n deze fguur dus egenljk de weergave van den Phlps-opnemer met de van een denkbeeldgen opnemer met geheel rechte karak R R\ Fg. 6 staat, over de mpedante van de pckup en den weerstand R, zoodang, dat: R Ek = EX ]/(R, + R)2,+ w2 L2 Om nu Ek zooveel mogeljk geljk aan E te verkrjgen, en zooveel mogeljk onafhankeljk van de frequente, moet \ R > R, en R > co L zjn n 'het n aanmer- kng komende frequentegebed. R, = z+z 600 ohm, dus R = ohm > R, en voor 5000 per. s co L = 2 n X 5000 X,5 = ohm, waardoor de karakterstek van fg. 5 verkregen wordt. Draat men den potentometer terug, dan vndt verder alleen spannngsdeelng over den weerstand R plaats, onafhankeljk van de frequente. Men kan wel een kleneren potentometer dan ohm toepassen, maar dan krjgt men evenredg '

13 7 mnder hooge tonen, dus doffer gelud. Deze redeneerng geldt alleen, wanneer de potentometer s geschakeld tusschen rooster en gloedraad (met neg. roosterspannng) van een lamp. Voor de beste werkng kan men n het algemeen het best naalden nemen overeenkomende met de Hs Masters Voce- Halftone naalden neemt men zachtere naalden, dan wordt het gelud doffer, neemt men hardere naalden, dan wordt het gelud helderder, maar ook scherper, met grootere plaatsljtage. * * * Een punt dat n dt kader ook opgehelderd kan worden, s het aan passen van de naaldpunt aan den groefvorm. De groefvorm van alle bekende merken gramofoonplaten s een afgeronde V- vorn volgens fguur 7, alleen, de hellng en de mate van afrondng vareert eengszns, het karakter s steeds hetzelfde, scherpe hoek of trapezumvorm komt net voor. Fg. 7 Door de materaalkeuze van plaat en naald wordt nu berekt, dat de naald zch na het doorloopen van enkele omwentelngen reeds door afsljtng heeft aangepast aan den groefvorm, ze fg. 7, waar n de eerste groef een neuwe naald s gefotografeerd, ter vergeljkng met een naald n de zevende groef, de zeven omwentelngen doorloopen heeft. Gedurende het spelen gaat deze-afsljtng door, maar nog net zoover, dat het sljpvak breeder dan de groef zou worden, en de naald dus schoudertjes zou gaan vertoonen met het daarmee gepaard gaande beschadgen van de plaat. Er s dus geen sprake van een eventueel heen en weer slngeren van de naaldpunt op den groefbodem de naaldpunt wordt volkomen meegenomen. Fg. 8 geeft een mcrofoto van een neuwe naast een afgesleten naald, op de laatste s dudeljk 'het sljpvlak te zen. Daar tengevolge van de endge armlengte de hoek van de pck-up, dus van de naaldpunt, ten opzchte van de groef Fg. 8 een andere s aan het begn dan aan het end van een gramofoonplaat, geeft het meermalen spelen van een plaat met dezelfde naald aanledng tot ernstge sljtage, omdat het scherp begrensde sljpvlak van de naaldpunt dan als betel n de groef gaat werken. Het s daarom het behoud van de platen, elke naald slechts eenmaal te gebruken. Het afsljten van de naald heeft het bezwaar, dat het sljpvlak van dezelfde grootte-orde wordt als de golflengte der hooge frequentes, dt heeft tot gevolg, dat de naald, naarmate dt sljten voortgaat, steeds mnder goed de hooge frequentes (scherpere hoeken n de groef) 'kan volgen, waardoor de weergave der hooge tonen achterutgaat. Bovenden wordt de golflengte voor eenzelfde frequente steeds klener naar het mdden van de gramofoonplaat toe, het. zou daarom veel reëeler zjn, wanneer de gramofoonplaten van bnnen naar buten opgenomen werden, de weergave der hooge tonen zou daardoor meer constant

14 72, l worden gedurende het spelen van een plaat. Tenslotte wllen wj er nog op wjzen dat een bevredgende weergave van gramofoonplaten slechts dan te verkrjgen s, wanneer de groef met volkomen constante hoeksnelhed onder de naaldpunt door beweegt. Een snelhedsvarate van 3 /oo neemt het oor reeds waar als onzuverhed n de toonhoogte. De voornaamste oorzaken van afwjkngen n de snelhed zjn gelegen n den gramofoonmotor, de daarom van eerste kwaltet moet zjn, en n staat moet zjn netspannngsschommelngen (bj electrsche gramofoonmotoren) en belastngsvarates (door sterke en zwakke passages n de geregstreerde muzek) te kunnen verwerken zonder deze 3 /oo snelhedsvarate te overschrjden. Andere oorzaken van onzuverhed van toon lggen 'n het net volkomen centrsch lggen van de gramofoonplaat op de draatafel tengevolge van spelng van het centrale gat n de plaat om het pennetje (enkele tende mllmeters spelng geven reeds hoorbare zwevngen) en n een veelvuldg toegepaste fouteve ophangng van het opnemersysteem, waarbj het draapunt om de horzontale as te dcht bj den opnemer lgt. In dt laatste geval krjgt de naaldpunt bj de op- en neergaande bewegng tengevolge van net volkomen vlakke gramofoonplaten ook een bewegng voor- en achterut n de rchtng van de groef, waardoor dus de relateve snelhed net constant s. De centrale spelng van de platen moet daarom zoo gerng mogeljk zjn, en het bewuste draapunt moet zoo ver mogeljk van de punt van de naald af lggen, en eventueel n het vlak van de gramofoonplaat. Endhoven, 3 Me 933. LITERATUUROVERZICHT. J. P. Maxfeld and H. C. Harrson. Hgh qualty recordng and reproducng of musc and speech. Journ. A. I. E. E. 45, 926, 3, blz R. T. Wllams. Recent developments n the recordng and reproducton of sound. Journ. Frankl. Inst. 202, 926, 4, blz. 43. E. W. Kellogg. Electrcal reproducng of gramophone-records. Journ. A. I. E. E. 46, 927, 0, blz. 04. H. A. Frederc. Recent advanccs n wax-recordng. Bell Syst. Techn. Journ. 8, 929,, blz. 59. E. Meyer und P. Just. Frequenzkurven von elektrschen Tonabnehmern und mechanschen Grammophonen. E. N. T. 6, 929, 7, blz G. Buchmann und Erwn Meyer. Ene neue optsche Meszmethode für Grammophonplatten. E. N. T. 7, 930, 4, blz. 47. A. Forstmann. Zur Theore elektrscher Tonabnehmer. E. N. T. 7, 930,, blz G. W. Sutton. Some notes on the desgn of a gramophone-pck-up. Journ. I.E.E. 68, 930, 40, blz G. Buchmann und Erwn Meyer. Ueber den Frequenzberech des Nadelgerausches be Schallplatten. E. N. T. 8, 93, 5, blz. 28. A. Forstmann. Ueber elektrsche Schallplattenaufnahme und -wedergabe. E.T.Z. 52, 93, 34, 35 en 37.

15 73 Sterkteregelng met acoustsche compensate, door R. W. DIJKSTRA. Overzcht. Het nenscheljke oor reageert voor tonen van verschllende frequente ook verschllend op geljke ntenstetsverschllen. Dt s een physologsch fet, dat we hebben te aanvaarden. Het s echter dc vraag of bj de systemen van geludsreproducte, de tegenwoordg zoo talloos n gebruk zjn, voldoende rekenng wordt gehouden met de egenschappen van het menscheljk gehoor. In zekere opzchten wel, zj het dan ook mn of meer n negateven zn n andere opzchten heelemaal net. Het gevolg daarvan s,dat we alleen dan een goede geludsweergave kunnen krjgen als het gereproduceerde gelud dezelfde ntenstet heeft als waarmede de mcrofoon bj de opname werd geëxcteerd. Dt geldt zoowel voor de reproducte per rado, als voor gramofoon of sprekende flm. We zullen ons echter n hoofdzaak tot den radoomroep beperken. Daarbj zullen we dan aantoonen, dat een moderne radoontvanger behoort te worden utgerust met een of ander systeem van automatsche sterkteregelng (msschen s het beter en juster te spreken van automatsche gevoeüghedsregelng!), waardoor het mogeljk s elke utzendng op hetzelfde sterktenveau te ontvangen. Dt nveau worde dan zoo gelegd, dat voldaan wordt aan bovengenoemde voorwaarde voor goede weergave. Als regel zal dt nveau te hoog zjn voor de huskamer. Dan moeten we verder het volume regelen, zoodang dat door een of andere methode van acoustsche compensate rekenng wordt gehouden met de physologe van het menscheljke gehoor. Ut den aard der zaak hoort deze volumeregelng met acoustsche compensate thus n den laagfrequentversterker, zoodat ze ook bj weergave van gramofoonplaten kan worden gebrukt. Een mogeljkhed van regelng met accoustsche compensate zal worden besproken. De egenschappen van het menscheljke oor. Dat ons oor voor tonen van verschllende frequente zeer verschllend reageert, s een fet dat bekend mag worden verondersteld. Daartoe behoeven we slechts te memoreeren, dat er heel wat meer energe voor noodg s om b.v. de lage tonen te reproduceeren dan de van gemddelde frequente. De noodzaak van het gebruk van een krachtge endlamp n een radotoestel geldt hoofdzakeljk de reproducte van de lage tonen en net zoozeer de van gemddelde en hoogere frequente. Voor een goed begrp van een en ander zullen we de zaak even preces formuleeren. Wanneer we tonen van verschllende frequente, doch op het gehoor van geljke sterkte produceeren, dan vnden we dat de sterkte, physsch gesproken, zeer verschllend kan zjn. Dudeljkhedshalve zullen we n het vervolg van de ntenstet van het gelud spreken, wanneer we het physsche begrp bedoelen. In tegenstellng met geludssterkte of kortweg sterkte, wanneer we den gehoorndruk wllen aanduden. We kunnen dan als hoofdegenschap van de physologe van het gehoor de volgende paradoxaal klnkende defnte geven: tonen van geljke ntenstet behoeven net met geljke sterkte te worden waargenomen.

16 :.74 Het^medum waardoor het nenscheljke v frequentes formdabele ntenstet,sveroör n verbndng staat met de geluds- 'schllen noodg kunnen zjn, tenmnste n bron s n verreweg de meeste gevallen de buurt van de waarneembaarhedsgrens de lucht. Door een luchttrllng worden van het oor. Om b.v. voor 256 hertz de de utwendge gehoorsorganen geëxc- ' drempelwaarde van het gehoor te bereteerd en dt kan door ons als gelud ken, heeft men een honderdmaal grootere worden waargenomen. Maar wanneer de energe noodg dan voor 2048 hertz voor lucht, n trllng s, dan plant zch door 64 hertz ongeveer de voudge mddel van de trllende luchtdeeltjes een as voor 2048 hertz. Deze zeer groote zekere energe voort en dé grootte van ntenstetsverschllen voor tonen van de energe kan worden gebrukt om de geljke sterkte bestaan echter alleen n de ntenstet van het gelud aan te geven. buurt van de drempelwaarde van het ge- Onder de ntenstet van het gelud zullen hoor. Zooals expermenteel s aangetoond, we verstaan de energe de per cm.- lood- bestaan voor tonen van geljke sterkte recht.op de yoortplantngsrchtng pas- dogh grootere absolute sterkte, klenere seert. Omdat we met de eenhed watt het ntenstetsverschllen. Hern lgt just de beste vertrouwd zjn, zullen we de nten- noodzaak van acoustsclïe compensate, stet van het gelud, voor zoover we waarden noodg mochten hebben, defneeren n ^W/cms (mcrowatt per verkanten centmeter). De sterkte van het gelud s nu fre^ quente-afhankeljk. Dt bljkt b.v. al zeer sterk ut de vaststellng van de waarneembaarhedsgrens o de drempelwaarde van de gevoelghed van het oor, dat s de mnmumntenstet van het gelud om nog net waarnemng met het oor mogeljk te maken. Deze waarneembaarhedsgrens s al zeer sterk frequenteafhankeüjk. De mnmumntensteten voor verschllende toonfrequentes zjn ongeveer de volgende*): frequente 64' Hertz ntenstet 7,9 X 0-6 n W/cm2,2 X 0 5,4 X 0-8 4,7 X 0 9 X o X 0-0 X o X 0 8 Men zet dat voor het bereken van dezelfde geludssterkte bj verschllende *) Berekend naar gegevens gepublceerd' n Speech and Hearng door H. Fletcher. V) Inplaats van met de ntenstet van het gelud rekenen we heel vaak met den geludsdruk. Wanneer de lucht n trllng s, dan ut zch dat ook daardoor, dat er voortdurend en achtereenvolgens klene luchtverdunnngen en -verdchtngen optreden. Het verschjnsel s te vergeljken met dat n den plaatkrng van een versterkerlamp waarn op een constant gedachten anodestroom een wsselstroom wordt gesuperponeerd. Bj. de lucht van constanten druk wordt a.h.w. een hoeveelhed lucht van wsselenden druk ge-.voegd. Evenals we bj een lamp van de wsselstroomcomponente spreken, kunnen we n het geval van de, trllende lucht ook van een componente van wsselenden druk spreken. Maar dan kunnen we ook al weer ndentek met den wsselstroom n den plaatkrng van een lamp ook van de effecteve waarde van de wsselende luchtdrukcomponente spreken. Deze effecteve waarde bedoelen we dan wanneer we spreken van den geludsdruk.. De.eenhed van geludsdruk ïs de bar.of barye,.d.. een geludsdruk van 06 dyne per cm2 loodrecht op de voortplantngsrchtng. De vergeljkng met'de verschjnselen -!

17 75 n den.plaatkrng van een versterkerlamp geeft ons ook een gemakkeljken weg om het verband tusschen geludsdruk en -ntenstet af te leden. Immers de wsselstroomenerge n den plaatkrng s evenredg met het kwadraat van de stroomsterkte. Naar analoge hervan vnden we onmddelljk, dat de geludsntenstet (energe per cm?) evenredg moet zjn met het kwadraat van den geludsdruk. De analoge gaat zelfs nog verder. Bj wsselstroom s de energe geljk aan den stroom n het kwadraat maal weerstand. Zoo s ook het begrp acoustsche weerstand (mpedante) ontstaan door analoge met electrsche verschjnselen. Daar we dt begrp net noodg zullen hebben, wllen we het enkel bj het noemen laten. Eén dng wllen we echter nog naar voren brengen, want dat zullen we nog wel moeten gebruken. Dt volgt trouwens zonder meer ut het voorgaande. Wanneer we de acoustsche verschjnselen vergeljken met de geludsntenstet als bass, dan moeten we bj de versterkers energeverhoudngen als bass aannemén. Drukken we de geludsverschjnselen ut n de grootte van den geludsdruk, dan moeten we n den versterker stroom- of spannngsverhoudngen daarmede vergeljken. Nu s de volumeregelng n een versterker meestal een kweste van spannngsregeƒ03. loooo»ooo GEVOELSGREr S 'N. loo 20 s. v.- 0,,\ 0,02 0,00 >REMPEl WAARD T y HERTZ. ooool 32T 25 ts6 SIZ lölq Zon8 gogb6 tg Fg. ]

18 76, * I lng, zoodat we overeenkomstg daarmede de acoustsche verschjnselen n geludsdruk kunnen beschrjven. Als eenhed zullen we aannemen «B ( mcrobar = dyne/cm2). Met dezen geludsdruk als eenhed vnden we voor de waarneembaarhedsgrens van het oor (ze Fletcher, loc. ct.): frequente 64 hertz druk 0,78 /<bar. 0,026 0, ,0036 0, , , ,0036 Deze waarden zjn n de kromme gemerkt drempelwaarde van fg. utgezet. Bj deze fguur merken we op, dat de frequenteschaal, zoowel als de schaal voor den geludsdruk logarthmsch s, omdat het anders onmogeljk wordt de groote waardeverschllen n een grafek ut te zetten. Dus s op de horzontale schaal voor de frequentes een schaaldeel geljkwaardg met een octaaf (de verdeelng s dus net als bj het toetsenbord van een pano, waarbj elk octaaf ook denzelfden toetsenafstand heeft). In vertcale rchtng beteekent elk schaaldeel een drukverhoudng van op 0. Behalve de drempelwaarde voor den mnmalen geludsdruk om nog net hoorbaar te zjn heeft het oor nog een andere grens: de z.g. gevoelsgrens, dat s de waarde van den geludsdruk waarbj we de luchttrllng net meer als gelud waarnemen, doch waar een mn of meer pjnljk gevoel ontstaat. Ook deze gevoelsgrens s frequente-afhankeljk. Men vndt ze eveneens n fg. aangegeven. Wanneer dus de geludsdruk voor een bepaalde frequente een waarde heeft, de tusschen de drempelwaarde en de gevoelsgrens voor den toon valt, dan nemen we de trllng waar als gelud. Deze grenswaarden kunnen we beschouwen als ljnen voor den geludsdruk van tonen van geljke sterkte. De vraag doet zch nu vanzelf voor hoe bnnen het hoorbaarhedsgebed de drukljnen zullen verloopen, wanneer we de toonschaal doorloopen en voor verschllende tonen op het gehoor dezelfde sterkte waarnemen. Of om de vraag n anderen vorm te stellen: reageert het oor voor verschllende frequentes n dezelfde mate op relatef even groote drukveranderngen? Wel wanneer de drukveranderngen relatef zeer klen zjn, maar net wanneer ze belangrjke waarden aannemen. Verschllende onderzoekers hebben zch bezggehouden met dt probleem, zoowel theoretsch als expermenteel. Daar we ons net zullen bezghouden met een gedetalleerde besprekng van dt werk en ook net zoozeer getallenwaarden noodg hebben, zullen we slechts van een enkelen auteur op dt gebed de gegevens beschouwen. En wel de van B. A. Kngsbury, gepublceerd n het Aprlnummer 927 van Physcal Revew n een artkel getteld A drect comparson of the loudness of pure tones. In dt artkel geeft de schrjver een verslag van proefnemngen, de ten doel hadden vast te stellen hoe de drukverhoudngen van de trllende lucht moeten zjn om voor tonen van verschllende frequentes dezelfde geludssterkte waar te nemen. Dat net alleen, want de proeven werden ook nog herhaald bj onderlng evenveel. verschllende sterktenveaux. Het resultaat van deze proeven werd utgezet n een dagram, waarvan n fg. een cope s gegeven. De streep-stppelljnen n deze fguur stellen drukljnen voor voor het waarnemen van tonen van geljke sterkte doch verschllende frequente. De bovenste van deze ljnen, de gestppelde, s de mn of meer waarschjn- tl '

19 77 ljke voor dt sterktenveau, omdat de waarnemngen van Kngsbury zch net hebben utgestrekt tot een zoo hoog nveau. Het valt n fg. op, dat voor een bepaalde frequente de afstand tusschen de drukljnen voor geljke geludsterkte bj benaderng evengroot s. Wanneer we dus het nveauverschl tusschen de drempelwaarde en de gevoelsgrens n b.v. zes stappen van geljk sterkteverschl verdoelen (dus op het gehoor beoordeeld) dan vnden we n het drukdagram de zes waarden voor den geludsdruk door dén afstand tusschen de bede grenswaarden n zes geljke deelen te verdeden (bj benaderng tenmnste). Maar de schaal s logarthmsch, dus we moeten de juste concluse trekken ut de beteekens van de zes geljke deelen.. Zooals reeds gezegd, beteekenen n vertcale rchtng de schaaldeelen geljke drukverhoudngen. De zes geljke deelen moeten dus vertaald worden n 6 geljke verhoudngen. We zullen dt even door een voorbeeld toelchten. Voor toon 024 lgt de drempelwaarde bj 0,0006 (ook her moeten we met de onderverdeelng rekenng houden met de logarthmsche schaal!) de gevoelsgrens bj 800 ^B. De drukverhoudng voor de twee grenswaarden s dus 800 = 3 X 06. Deze moeten 0,0006 we nu onderverdeelen n 6 geljke verhoudngen p, dat wl dus zeggen: p6 moet geljk zjn aan 3 X 06, of p = \/~ 3 X 06 = 2. Dt komt n de fguur ook ongeveer ut, want de afstand tusschen twee drukljnen voor geljke sterkte s ongeveer schaaldeel en schaaldeel beteekent een verhoudng van 0 op n den geludsdruk. Met deze toelchtng zal het wel dudeljk zjn wat de consequente s van de opmerkng dat de drukljnen voor onderlng evenveel verschllende sterktenveaux t.o.v. de grenswaarden van het gehoor onderlng geljke afstanden hebben voor een bepaalde frequente. Voor een andere frequente geldt hetzelfde maar de grootte van de afstanden s natuurljk anders, dus ook de waarde van de drukverhoudng. Voor toon 64 b.v. lgt de drempelwaarde bj 0,2 /«B, de gevoelsgrens bj 80 «B. Elke van de zes geljke deelen komt dus overeen met een drukverhoudng p = G = 3,. In de fguur s dt on- 0,2 geveer ]/2 schaaldeel, wat een verhoudng van 3,6 beteekent, want 0,5 log 3,6. Wanneer we dus voor de frequenteschaal voor twee verschllende sterktenveaux de drukljnen kennen (dt kunnen eventueel de grenswaarden van het gehoor zjn) dan kunnen we ze voor andere nveaux berekenen of zelfs zeer gemakkeljk teekenen wanneer we maar een logarthmsche schaal voor den geludsdruk nemen. Deze methode s echter slechts bj benaderng just. Maar voor ons voorloopg voldoende, omdat we er net n de eerste plaats op ut zjn om getallengegevens te verzamelen, doch om een nzcht te krjgen n de tekortkomngen van onze volumecontröle en hoe de te ondervangen. Krtsche beschouwng over de toepassng van versterkng en volumeregelng n verband met de physologe van het hooren. Met de verschllende gevoelghed van het oor voor tonen van verschllende frequente werd van oudsher n de radotelegrafe reeds rekenng gehouden. De toon van een zender wordt bj voorkeur afgeregeld op een frequente om ende bj 000 en volgens fg. s dat het gebed waarn het-oor het meest gevoelg s. Er

20 s dan dus een grootere verzwakkng toelaatbaar voordat de berchten net meer betrouwbaar zjn te nemen. Of, wat hetzelfde beteekent, dat er, zonder verhoogng van energe, grootere afstanden worden gemaakt. Tegenwoordg gebrukt men voor telegrafe wel laagfrequentversterkers, de afgestemd zjn op toon 000 en voor den toon dus een grootere versterkng geven. Wat de radotelegrafe betreft, kunnen we dus gerust zeggen, dat deze voldoende rekenng heeft gehouden met de gevoelghed van het menscheljke oor. Dt n tegenstellng met de radotelefone, of, nauwer begrensd, den radoomroep. Het zendgedeelte geeft er zch wel rekenschap van, zj het ook n negateven zn, maar wat het ontvanggedeelte betreft, wordt er al heel weng rekenng gehouden met de bovenomschreven egenschappen van het menscheljk oor. Het s net overbodg dt eens nader onder de loupe te nemen. Laten we daartoe een geheele rado-utzendng eens volgen van mcrofoon tot ludspreker. In een zaal hangen een of meer mcrofoons, de tezamen een zeker geludsbeeld opnemen, dat, wllen we aannemen, een getrouwe cope s van wat n de zaal wordt gehoord. Dat geludsbeeld s dus gekarakterseerd door bepaalde sterkteverhoudngen, geïmplceerd door de relateve sterkte van verschllende tonen en tooncomplexen, de opstellng van nstrumenten enz. Vanaf de mcrofoon tot aan den zender worden de trllngen lnear versterkt, d.w.z. elke toon wordt n dezelfde mate versterkt, onafhankeljk van de relateve sterkte t.o.v. andere tonen. Ook n het modulatorgedeelte van den zender en de verdere versterkertrappen wordt de lneartet gehandhaafd, zoodat de modulate van de utgestraalde golf een- nauwkeurge afbeeldng s van de mcrofoonstroomen, 78 alleen op zeer veel vergroote schaal. Nemen we nu de voortplantngsverschjnselen en de werkng van den ontvanger ook als deaal aan, dan zou de ludsprekerstroom ook een getrouwe cope zjn van den mcrofoonstroom. Wanneer we nu ook de werkng van den ludspreker als perfect veronderstellen, dan staat dus de ntenstet van de geludstrllngen, opgewekt door den ludspreker, n een volkomen lnear verband tot de ntenstet van de luchttrllngen, de de mcrofoon aanstooten.- Hooren we dan echter ook preces het gelud zooals dat door de mcrofoon werd opgenomen? Alleen dan, wanneer we het sterktenveau van de ludsprekerweergave brengen op hetzelfde nveau als het gelud, dat de mcrofoon treft! Houden we bj de ludsprekerweer-. gave dt nveau net aan (en als regel zullen we dat net kunnen doen, omdat we dan ruze krjgen met husgenooten en buren) dan mogen we net lnear verzwakken, dus net alle tonen n dezelfde mate verzwakken, omdat dan bepaalde toongebeden op het gehoor te veel, andere weer te weng worden verzwakt. Het gehoorde gelud krjgt dan een heel ander karakter dan het orgneel. Dt s een bekend fet, dat eder krtsch aangelegde lusteraar wel ut egen ervarng kent. Wanneer men alle tonen, physsch gesproken, n dezelfde mate verzwakt, zal men voor de lage tonen b.v. betrekkeljk gauw de drempelwaarde van het gehoor bereken en deze tonen zjn dan net meer waarneembaar. Het gevolg s dan, dat de weergave gekenmerkt wordt door een gebrek aan lage tonen (en ook aan de zeer hooge tonen, wanneer de verzwakkng vrj groot s). Versterkt men daarentegen lnear boven het normale sterktenveau, dan loopt men al gauw gevaar, dat de weergave dof wordt omdat de ntenstet van de lage f r * f

21 79 tonen te groot wordt t.o.v. de tonen van gemddelde frequente. Msschen s dt een van de redenen waarom men bj weergave van sprekende flms soms zoo onbevredgende kwaltet krjgt, wanneer de sterkte te hoog wordt opgevoerd. Geljksoortge overwegngen gelden natuurljk ook voor andere geludsreproductesystemen als gramofoon en radocentrale. Dus alleen dan wanneer we bj de weergave hetzelfde sterktenveau kunnen handhaven als voor de mcrofoon bj de opname heerscht, zullen we perfecte weergave kunnen verwachten. Gaan we door verzwakken of versterken dt nveau verlaten, dan moeten we tegeljkertjd rekenng gaan houden met de egenschappen van het menscheljk oor. Om nog even terug te keeren tot het zendergedeeltc bj den rado-omroep en tot de opname-systemen voor gramofoonplaten en sprekende flm, wllen we even vastleggen, dat het daarbj volkomen just s, dat er lnear wordt versterkt of verzwakt. Want een zend- of opnamesysteem kan en mag geen rekenng houden met de ndvdueele eschen van de weergavesterkte. Een zend- of opnamesysteem houdt dus, zj het dan ook n negateven zn, volkomen rekenng met de physologe van het hooren. Maar dan rust op den lusteraar ook de taak om bj de volumeregelng van de weergave reker nng te houden met de egenschappen van het menschel j ke gehoor. Met andere woorden: de volumeregelng van onze ontvangtoestellen en gramofoonverstert kers behoort te worden utgerust met een z.g. acoustsche compensate, waardoor rekenng wordt gehouden met de egenschappen van het menscheljk gehoor. Voorzoover den schrjver bekend s, wordt tot nog toe bj de her op de markt zjnde toestellen net of slechts zeer weng rekenng gehouden met acoustsche compensate. Want zeer weng toèstellen zjn utgerust met een toonregelng en vóorzoover dt' wel het geval s, s het nog de vraag of deze n staat zjn een voldoende compensate te geven voor de genoemde acoustsche verschjnselen. Gezchtspunten over het ontwkkelen van een volumeregelng met acoustsche compensate. Zooals reeds werd afgeled, geeft een drukveranderng van l.op 3 bj toon 64 op het gehoor dezelfde sterkteveranderng als een drukveranderng van op 2 bj toon 024. In deze enkele waarden hebben we dus reeds een aanwjzng omtrent den weg, den we hebben te. volgen bj het ontwerpen van een volumeregelng met acoustsche compensate. Deze moet dus met betrekkng tot de genoemde frequentes zoodang zjn, dat een spannngsveranderng van op 3 voor frequente 64 tegeljkertjd gepaard gaat met een spannngsveranderng van op 2 voor de frequente 024. Voor de andere frequentes zjn de overeenkomstge spannngsverhoudngen utgezet n de volgende tabel, berekend naar de benaderngsmethode, de bj fg. werd besproken en toegelcht. Tabel I. Spannngsverhoudngen voor een volumeregelng met acoustsche compensate. frequente verhoudng 64 : 3, 28 : 5,5 256 : 8,8 52. :, 024 : 2, :, : 8,9 892 : 5,5 Hoewel deze waarden een vrj reëele bass geven, waarop verder kan worden

22 80 ontwkkeld, hebben we toch ook nog een ander utgangspunt n acht te nemen. En dat s dt. Wanneer de volumeregelng op mnmum staat, moeten voor de verschllende frequentes zekere mnmumspannngen optreden, waarvan de waarden (relatef gesproken) bepaald worden door de kromme voor de drempelwaarde (ze fg. ) of, wanneer we net heelemaal terugregelen op nul, door een van de andere krommen van geljke geludssterkte. Dt laatste geval zal n de practjk het meeste voorkomen, omdat het zeer zelden zal voorkomen dat we de geludssterkte preces op nul wllen regelen en dan nog de juste acoustsche compensate toepassen. We zullen de zaak ets eenvoudger aanpakken en veronderstellen, dat n het betreffende toestel een hoofdvolumeregelaar aanwezg s, waarmede de sterkte van de weergave op het juste nveau wordt gebracht terwjl de acoustscl gecompenseerde regelng op maxmum staat. Daarna gaan we het nveau verlagen met nachtname van de acoustsche compensate en houden daarbj dan dus rekenng met de relateve waarden van de verzwakkng, zooals aangegeven n tabel I. Wllen we op een hooger nveau komen dan de oorspronkeljke sterkte van de muzek, dan kunnen we de acoustsch gecompenseerde regelng op mnmum zetten, met de hoofdvolumecontröle nstellen en daarna het nveau verhoogen. Dt geval, dat we voor radoweergave buten beschouwng zullen laten, escht waarschjnljk een ander systeem van compensate (ze den vorm van de krommen van fg. ) dan noodg s voor het verlagen van het nveau. Ut tabel I zen we, dat de volumeregelng zoo moet worden ngercht, dat de verzwakkng voor een toon van 000 hertz relatef het grootst moet zjn. We moeten dus een frequenteafhankeljken potentometer ontwerpen, de aan deze voorwaarde voldoet. De meest voor de hand lggende vorm van dezen potentometer s geschetst n fg. 2. Wanneer de krng L, r, C wordt afgestemd op 000 hertz wordt voor deze frequente het deel Rx van den potentometer nagenoeg kortgesloten (geshunt door den spoelweerstand r) terwjl voor andere frequentes de afgestemde krng C R A ja ez Fg. 2 een grootere mpedante heeft dan r en het deel Rx dus meer tot zjn recht komt. Voor frequente 000 zal dus de verhoudng, d.. de verzwakkng door den e2 potentometer, zeker grooter zjn dan voor andere frequentes. De verschllende grootheden moeten nu zoo worden gekozen, dat de n tabel I gegeven verhoudngen zooveel mogeljk worden benaderd. Dt zullen we eens onderzoeken voor den mnmumstand van den potentometer, dus wanneer de aftakkng staat n het punt A. Ut de gegeven verhoudngen van de verzwakkngen voor verschllende frequentes kunnen we dan een stelsel vergeljkngen met 5 onbekenden opstellen, waarut de waarden R, Rv L, C en r kunnen worden bepaald. Dt s een zeer moezaam werk, dat we aan den lefhebber overlaten. De volgende benaderngsmethode s wel aan te bevelen en

23 2 de hebben we dan ook toegepast voor het vnden van de verderop te noemen waarden. In de eerste plaats zjn we er van utgegaan, dat voor R een potentometer van ohm zal worden genomen en dat we n stand A bj f = 000 een verzwakkng van ongeveer 80 wllen hebben. Daarmede s dan r ook bj benaderng bepaald, want dan s: r 80 = r wat geeft r 600 O. De waarde van 600 Q houden we nu aan voor dezen weerstand. Verder moet de keten L, r, C, resonante geven op f = 000, dus: = (2n X 03)3 = 4 X 07. L C Wanneer we nu b.v. C en Rj nog kunnen bepalen dan zjn we klaar. Daartoe hebben we de volgende redeneerng toegepast. Voor een frequente belangrjk lager dan de resonantefrequente zal de keten L-r-C zch bj benaderng gedragen alsof alleen C aanwezg ware. Denken we nu ook nog voor het oogenblk Rl weg, dan kunnen we voor de lage frequente (we hebben daarvoor f = 28 gekozen) de grootte van C bepalen omdat voor de frequente ook de relateve verzwakkng bekend s en de potentometer bestaat ut R en C n sere afgetakt op C. De verzwakkng s dus voor dt geval bj benaderng: I ej _R + /j c»* C = + j co CR Z = e2 /j w C De waarde voor f = 28 moeten we nu e2 nog berekenen. Volgens tabel I moet voor f = 28 een verzwakkng 5,5 worden toegepast, wanneer f = 024 een verzwak-. kng 2 ondergaat. We verzwakken f = Z = 000 echter 80, dat s (2),77. Voor f = 28 moet de overeenkomstge verwakkng dus zjn (5,5).77 = 20,5. We krjgen dus voor de bepalng van C: 8 = 20,5 = l+jwcrof = + <"2 C2 R2. ]/4Ï9_ 20,4 u R 2 T X28 X 5 X04 = 0,5 X 0-6 F = 0,5,«F. Afgerond hebben we voor C aangenomen een waarde van 0,5 ^F. Dt geeft voor L een waarde van ^H. Met betrekkng tot Rx werd nu de volgende redeneerng toegepast. Een condensator van f jxf heeft bj f = 28 een reactante van ongeveer 2500 Q. Daar we C hebben bepaald n de veronderstellng dat Rx er net was, mogen we Rx net zoo klen nemen, dat deze reactante parallel aan Rx belangrjk klener wordt. Daarom hebben we Rx aangenomen op Q en een nacalculate moet nu aan het lcht brengen hoe de juste toestand s. Is de net bevredgend, dan moeten enkele waarden anders worden gekozen en moet opneuw worden gecontroleerd of daardoor meer bevredgende utkomsten worden verkregen We rekenen dus de schakelng naar fg. 2 met de potentometeraftakkng n A door voor de volgende waarden: R = 5 X 0- ü Rx = 0-t Q L = /«H, C = 0,5 ju F, r = 600 Q. Noemen we Z = a + jb de mpedante tusschen de punten A en B dan s: R Rx +r "L-Tc) +j ( L - -o ' of wanneer we n den noemer r t.o.v. Rx verwaarloozen: R, -+j( O) L -- o) r- L B + j ( co L ) R, (r+j X) (R, j X) = R2! +X2

24 !, \ j! _R j R r + X2 + (R r) j X j waarn X = wl -. coc Wanneer we nu n den teller nogmaals r t.o.v. Rx verwaarloozen, vnden we voor Z = a + jb: rrr+r ( cul Y ü) Cf a = T \2 R 2+( w L ütc) R 2X( L-Vc)2 b =! + ( R ut L Dt geeft ons de volgende tabel: f «# 0 Jj ' a O) C b 82 f I R + rv + b2 e_j, a S ! moet zjn e3 e.,05 ( 3,).78= 7,50 9,80 ( 5,5).78 = 20, ( S,8)-78 =-8,90 65,S0 (,).78=7, j (2 )l.78=s4, (, l).7s =7,Oo 36.40! ( 8,9).78 = -9,0 9,30 ( 5,5).78= 20,8o We zen dus,'dat het ontwerp volgens bovenstaande gegevens nog net aan de eschen voldoet. De benaderngen zjn dus te ruw geweest. Maar en daarom s deze berekenng vrj utvoerg gegeven we kunnen toch zen waar we moeten veranderen. In de buurt van de resonantefrequente s de verzwakkng te klen. De resonantekromne s dus als het ware te veel afgeplat en dat kan een gevolg zjn van te groote dempng. De volgende stap zou dus nu kunnen zjn» een grootere waarde voor den dempngsweerstand R te nemen. Een klenere waarde voor r zou n dt geval geen doel hebben omdat buten resonante r zulk een klenen nvloed heeft en n resonante de verzwakkng just nog grooter zou worden. Wat wel van nvloed kan zjn, s het.grooter maken van de waarde C/L, waardoor de dempng ook grooter wordt. We zullen de berekenngen net voortzetten en aannemen, dat het met de verstrekte gegevens wel zal lukken n voorkomende gevallen de zaak ut te wecken. Tot beslut zou k er de aandacht op wllen vestgen, dat k n het voorgaande slechts de algemeene grondslagen van het probleem heb wllen aangeven, terwjl ook het ontwerp slechts een mogeljke oplossng s. Een mogeljkhed echter, de gereedeljk aanledng kan zjn om n de aangegeven rchtng te gaan expermenteeren want door utwsselng van gedachten en ervarngen kunnen we just verwachten het probleem bnnen afzenbaren tjd een bevredgende oplossng te geven l I S S00 4-4S S f De verzwakkng s nu gegeven door e _R + Z_R +_a + jjj e2 a + j b z of n absolute waarde: je, _ ]/(R + a)v+b2 e2 /a* + b2 Daar n verreweg de meeste van de gevallen b te verwaarloozen s t.o.v. (R 4- a), berekenen we de volgende tabel als: 6 e2 _ R + a I : -

25 83 Vervormng en af gegeven vermogen bj endlampen Door Ir.~A. J. HEINS VAN DER VEN.... Natuurkundg Laboratorum der N. V. Phlps Gloelampenfabreken Endhoven-Holland. SUMMARY. Frst the orgn s gven of the known nethod for determnng the output for 5 % dstorton wth trodes, by means of the rato 9/. Ths rato 9/ relates to those parts of the lne representng the load-resstance, whch are cut off by the» vn curves for vg = 0 vg = vso and vg = 2vg0. For penthodes ths nethod does not apply for the case of the most favourable load-resstance, however, a smlar method s derved n an analogous way. For more precse' graphcal neasurement a harmone analyss of the anode current s necessary, as s the case wth penthodes, for determnng the output and the dstorton for other values of the load-resstance. From a comparson of the results obtaned by means of dfferent methods of neasurement t appears that the smplest methods gve very devatng results, especally for the output, whch can be accounted for by the occurrence of odd harmones. The most favourable load-resstance for penthodes s ndcated as beng the D. C. anode voltage dvded by the D. C. anode current. The average effcency of the anode we fnd for trodes'at 5 % dstorton s 20 to 23 % for penthodes at 5 % dstorton 30 to 33 % and for penthodes af 0 % dstorton 44 to 48 %. Wth penthodes havng normally an auxlary-grd voltage smaller than the anode voltage t s possble to use the valve at a lower anode voltage for the same power wthout consderably dmnshng the effcency. Wth trodes ths possblty does not exst as a rule. Fnally, the nfluence of the feedng of the auxlary-grd on the output s dscussed. Om verschllende endlampen te kunnen vergeljken, s het van belang het afgegeven vermogen bj gegeven waarden van de vervormng te kunnen bepalen. Dt kan grafsch of door metng gescheden. In het volgende worden eenge methodes en haar egenschappen besproken. T r o d e n. Grafsche bepalng. De eenvoudgste en meest bekende grafsche methode voor troden s wel de met behulp van de verhoudng 9/ (de o.a. s vermeld n R.-E. 930 no ), welke als volgt s ontstaan. Men gaat ut van de a va krommen, welke voor een bepaalde lamp n fg. zjn geteekend. W s het normale werkpunt waardoor een rechte ljn s getrokken, overeenkomende met een belastngsweerstand (r = tga). Zet men de punten van deze ljn ut met als coördnaten a en Vg, dan «verkrjgt men de dynamsche karakterstek voor dezen bepaalden belastngsweerstand (fg. 2). Het s gebleken, dat bj vervormngen van 0 % en mnder n hoofdzaak de tweede harmonsche optreedt. In dt geval kan men de dynamsche karakterstek,

26 : j '.!» * : wanneer men den oorsprong verlegt naar het normale werkpunt vkof voorstellen door: «= o -f- avr + 0vB2... (O Voor een snusvormge spannng op het rooster s b.v. vb = vbiii cos cut, zoodat!: a- = o + avbm cos cut + /?v2r"» cos2 cut of a = o f fv~sm + avgm COS Cüt H è /?v2kn cos 2 cot rgwntosoojoxo Fg. 2 De tweede term (* 0v2Km) stelt de toename van den anodegeljkstroom voor de ampltude van de tweede harmonsche s è 0v2sm, zoodat de vervormng door de so» IS tweede harmonsche kan worden voorgesteld door d2 =!-* = \. ll «vgm. (2) Herut moeten «en (} geëlmneerd worden daartoe voert men n max = den anodestroom, welke optreedt voor + vrm> en nn = den anodestroom, welke optreedt voor vbi. Ut () volgt, dat m*x o f- avk, -f* ^5v2Bm en nln ---- o CtVBn» of ) avgm è ( mm u In) ^V2cm = ( + mln 20) zoodat!max + mln 20 D2 = max mln Dt kan ook als volgt worden geschreven I! : Omax Ïq) (o mln) D2 2 Omax ïo) (o 7 mln) en met behulp van fg.. of.- ï D. = It +! -.

27 ^. Dj, = y (3) + 7^ 2 De vervormng s dus gegeven door de. verhoudng ut fg. 3 kan voor elke waarde van deze verhoudng de vervormng drect worden afgelezen. js^j'er vormng \ rmgofs 2,5 W = 8 0 of \ w = & VJ 8 \ of 5 o j. CJ5 Of 0/ 0,8 0,9,0 l2 Fg. 8 Is de vervormng 5 %, dan s de verhoudng l = 9 9 waarop de volgende 2 bekende methode ter bepalng van den gunstgsten belastngsweerstand berust. Men gaat er van ut, dat geen roosterstroom mag optreden de ampltude van de roosterwsselspannng kan dus maxmaal ongeveer geljk aan de negateve voorspannng worden. Bj drect verhtte lampen, waarvan de gloedraad met geljkstroom wordt gevoed, s de toelaatbare ampltude ets grooter, voor met wsselstroom gevoede, drect verhtte lampen ets klener. Is de ampltudo = vso, dan vareert de roosterspannng van 0 tot 2vso. Men trekt nu door het werkpunt W een ljn, waarvan door de krommen vb = 0 en. vk = 2veo stukken worden afgesneden, \ w = 8 Penthoden. welke zch verhouden als :9, hetgeen zeer snel gaat, nden men zch bedent van een meetlatje met twee van het mdden utgaande verdeelngen, waarbj de 9 lengte van de rechter schaaldeelen van de van de schaaldeelen aan de lnkerzjde s. Ut de hellng van de ljn volgt de belastngsweerstand, terwjl 'het afgegeven ' vermogen bj groote benaderng wordt bepaald door (max raln)2r... (4) ~ (vm«vmn) (5) (m.x mn) (Vma Vm n) (6) De vervormng de bj penthoden optreedt s net n hoofdzaak de tweede harmonsche, zoodat vergl. () net geldt en bovenstaande methode 'hervoor net opgaat. Men kan echter voor penthoden wel ets dergeljks afleden. In fg. 4 zjn de * va karaktersteken voor een bepaalde penthode geteekend, waarn W het werkpunt s. Evenals bj troden kan men ook her door W een rechte ljn trekken, overeenkomende met een bepaalden belastngsweerstand en daarut een dynamsche karakterstek afleden (fg. 5). Nu s gebleken, dat bj penthoden, nden men den gunstgsten belastngsweerstand heeft en voor klene vervormng, hoofdzakeljk de derde harmonsche optreedt. Dt wl zeggen, dat de dynamsche karakterstek voor dezen weerstand nagenoeg symmetrsch s ten opzchte van 'het werkpunt. Men kan deze dynamsche karakterstek dus voorstellen door r

28 ! j!! Fg Vz(V) a -r ave 4- *a'k3...(7) s v* = v6m cos cot, dan wordt a = o + (ö Vgm + ~ 7 v3gm) cos w t + + j y v3gjn cos 3 0, zoodat de vervormng door de derde 4 y V 3Rm d3 =, 3 * + 4 y V 3gm Men voert nu n ma x voor vb == vbn '«vo r vk = è vb-m. Ut (7) volgt nx + avs, + yysem of ' = o -f è av,m' + - yy3sm 8 QVB = 3 (8, 7 ra ) I'2 4 7v3Rn. = o mnx)«voert men dt n de utdrukkng voor de vervormng, dan volgt na vereenvoudgng: _ ( 0) ( mnx D3 = T 2 (j j 4- ( max ) Het mn-teeken geeft aan, dat de am- pltude van de derde harmonsche tegengesteld aan de van de grondfrequente s (zoodat eën afplattng van de toppen ontstaat) en heeft geen.beteekens voor de absolute waarde van de vervormng. «I

29 '87 Met behulp-van fg. 4 Vndt men:' D3 =T ~ 2 \ -'-'(é) ~ 2 Het verschl met vergl. (3) voor trïo- den s alleen de factor 2 n den noemer. Vergl. (8) geldt alleen, nden de dynamsche karakterstek eeïï zuvere'dërdemachts kromme s er mag dus geen twee.de harmonsche zjn, d.w:z. dakpan de belastngsljn geljke stukken moeten worden afgesnedcn door de krpmmen voor vb = vbo vc, en voor vb" = VE0 J Vgm. Ook voor penthoden kan dus n dt meer bepaalde geval, dat geen tweede harmonsche optreedt, de vervormng worden afgeled ut de verhoudng van twee lengten. Ut fg. 6 kan voor elke waarde van ï 2 de vervormng drect worden afgelezen. Is de vervormng 5 %, 8 dan s ï welke verhoudng net 2 9 te verwarren s met - voor troden. 0 7,5 5 2^ O 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,0,0 l* Fg. 6 Het vnden van den gunstgsten belastngsweerstand s nu net zoo eenvoudg als bj troden. Met het oog op den roösterstroom zou de max. toelaatbare ampltude van de roosterwsselspannng = vk0 zjn. Men trekt nu door W een ljn, zoodang, dat hervan geljke stukken worden afgesneden door de krommen voor vs = 0 en vs = 2vgo, dan s de tweede harmonsche voor deze ampltude nul. Vervolgens bepaalt men de verhoudng van de stukken v60 tot è vco en è vk0 tot nul. Q Is de verhoudng dan s men klaar s de verhoudng dchter bj, dan s de vervormng klener dan 5 %. Een grootere ampltude zou de lamp n roosterstroom - doen -loopen, hetgeen drect groote vervormng geeft. In zeer vele gevallen kan men dan de schermroosterspannng ets hooger kezen. Om dezelfde waarde voor het vermogen n de anode te behouden, moet dan,vp0 ets grooter genomen worden. Ook de roosterwsselspannng kan nu grooter worden, waardoor het afgegeven vermogen zal toenemen. Is de verhou- Q dng klener dan hetgeen meestal het geval zal zjn, dan s de vervormng grooter dan 5 %. Men neemt dan een klenere roosterwsselspannng aan, trekt een neuwe belastngsljn, zoodat de tweede harmonsche nul s en bepaalt opneuw de verhoudng J-. Tenslotte vndt 2 8 men op deze wjze de juste waarde. Het s dudeljk, dat dt n vele gevallen een tjdroovend werk s, terwjl zooals zal bljken de nauwkeurghed slechts matg s. Bovenden s n de praktjk de belastng afhankeljk van de frequente, zoodat men ook graag de vervormng voor andere belastngsweerstanden kent. Daar voor deze andere weerstanden de tweede harmonsche net meer nul s, kan!

30 ' < ' n 'f I men daarom net volgens deze methode te werk gaan. Het vermogen kan ook her bj benaderng worden bepaald ut vergl. (4), (5) of (6). Meer nauwkeurge grafsche bepalng. Troden en penthoden. Door van meer dan 3 of 4 punten van de dynamsche karakterstek ut te gaan, kan men grafsch de vervormng nauwkeurger bepalen. Tevens s men dan bj penthoden net beperkt tot den gunstgsten belastngsweerstand, maar kan ook mln «o 55 so 'na' sta no m xa xto no wt Fg. 7 de vervormng voor andere belastngsweerstanden vnden. In fg. 7 s b.v. voor de penthode van fg. 4 en 5 de anodestroom utgezet als functe van den tjd, met behulp van fg. voor rb = 4000 Ohm en vgm,3 V2 Volt. Men kan deze kromme ontbnden n de grondfrequente en b.v. 5 harmonschen, door een perode n 2 geljke deelen te verdeelen en de ordnaten op te meten. Men kan den anodestroom n dt geval voorstellen door:. = g -f- j cos ot -J- I2 cos2 <yt + g cos ojt, waarn * den anodegeljkstroom voorstelt en tot en met 6 de ampltude van de grondfrequentes en de boventonen. De waarden hervan kunnen worden gevonden ut g tv { max + mn) + 2 (p + q) (r + s) + 2 0} { (*max mn) "I" ]/ 3 (p ----q) "f" + (r s)} 2 = ) (max + mn) + Op + q) Or + + s) 2 0 ^3---- TT { (max mn) ^ (r s) } 4 = { (max + mn) ~ Op + q) Or + + s) + 2 0} ö = { Omax mn) ]/ 3 Op - q) + + Or s)) e =tv j (max + mn) 2 (p + q) Or + s) 2 0 j waarn max = de stroom voor vg = vg0 -f- vgm VK---- VK0 VK, Vc = vgo -f l- V3 vgm vg = vg0 I V3 vgm Vg Vg0 -f- -J- vgm Vg Vgo -J- Vgm Vg ---- vgo welke waarden drect ut de va krommen op de belastngsljn of ut fg. 5 kunnen worden afgelezen. De vervormng door de tweede har- monsche s nu D 2 = ^ door de derde D3 = enz. De totale vervormng s D = / D% + D2S + D»4 + 5*7+ + D2 Men kan op analoge wjze te werk gaan door de halve perode n 4 geljke deelen te verdeelen. De nauwkeurghed s dan ets klener. Bepalng door metng. De meest nauwkeurge methode om de vervormng en het afgegeven vermogen te bepalen s wel door metng. Bovenden heeft deze methode het groote voordeel, 6! :! I - S! : = =

31 dat het belangrjk sneller gaat dan de grafsche bepalng, waarbj vooral het opnemen der karaktersteken een tjdroovend werk s. Het prncpe van een meetmethode, aangegeven door Ballantne en Cobb n Proc. of the Inst. of Rado Eng. 930, s als volgt (fg. 8). Op het rooster van de te onderzoeken lamp wordt een zuver snusvormge wsselspannng gezet. De anode van de lamp wordt gevoed door een groote smoorspoel en de belastngsweerstand aangesloten over een grooten condensator. Op een gedeelte van den belastngsweerstand ffltl - Sb ~U~ 5' * TK Flter verzterktr I [ TyT/ër [ 3? Fg. S zjn twee flters aangesloten. Het eene flter laat alleen de grondfrequente door, het andere alleen de hoogere harmonschen. Bede flters worden gevolgd door een versterker en een thermokoppel. De twee thermokoppels zjn secundar tegen elkaar geschakeld en de versterker achter het flter, dat de hoogere frequentes doorlaat, s regelbaar. Men stelt nu de versterkng zoo n, dat de utslag van den meter nul s. Dan s ut de versterkng de vervormng te berekenen. Versterkt 'b.v. de versterker voor de harmonschen 20 maal zooveel als de versterker voor de grondfrequente, dan s de vervormng 5 %. Alle hoogere harmonschen worden bj deze methode mede gemeten, zoodat hermede de meest juste utkomsten worden verkregen. Vergeljkng der verschllende methodes. 89 trent de nauwkeurghed der verschllende wjzen van bepalng van de vervormng en het afgegeven vermogen, zjn n een tabel eenge resultaten van de trode van fg. en 2 en de penthode van fg. 4 en 5 vereengd. In deze tabel beteekent I de bepalng met behulp van de verhoudng --ï II de analyse om de 45, III de analyse om de 30. Ut de tabel bljkt, dat methode I vooral voor penthoden slechts zeer globaal de vervormng en het vermogen geeft. De afwjkngen n de resultaten van de vervormng kunnen worden verklaard ut het fet, dat de dynamsche karakterstek hoot een zuvere tweede- of derde-machts kromme s. Dat het vermogen meestal te klen wordt gevonden komt doordat de vergl. (4), (5) of (6) het vermogen slechts bj benaderng geven. In het algemeen geven alle oneven harmonschen een onnauwkeurghed bj de berekenng van het vermogen ut nnx en nn» Is alleen de grondcomponente aanwezg, dan s,n0x- nu = 2 dt geldt ook nog, nden utslutend even harmonschen optreden, daar de momenteele waarde van een even harmonsche na 80 van de grondfrequente altjd geljk s aan de waarde bj 0. De oneven harmonschen hebben dan just de tegengestelde waarde (ze fg. 8), zoodat nx n,n = 2ï, f 25 enz. Herut volgt, dat het vermogen, dat men berekent ut, a* en mln, te groot of te klen wordt gevonden, naarmate de som der componenten der oneven harmonschen postef of negatef s. Verwaarloost men voor deze correcte de termen van hoogere orde dan de derde, dan s Om een dee te kunnen vormen.om- nox mln = 2Ï, + 23.

32 I! 90 TABEL : j Methode Roosterwsselsp. v Bm volts Belas- Afgegeven I tngsweerst. vermogen d «, r u Ohm j W Watt Vervormng n % D3 D D5. Dg D tot j : - Tro de va=400 V a 30mA, I 25 V 2 II 25 V 2 III 25 V 2 gemeten 25 V 2 I 25 V' ,5 6,7 d. II 25 V ,5 6,6 0 6,7 III 25 V ,65 6,5,8 0,3 0,4 0 6,8 gemeten 25 V ,65 6,8 Penthode I,3 V ,82 4,5 va=300v( II,3 V ,95 0,6 4,5 0,6 4,5 vg 200 Vl III,3 V ,95 4,8 0,6 0,6 0 5 a=20ma / gemeten,3/ ,95 5 I 5,5 V ,5 9,9 d. II 5,5 V ,9 0,5 8,8 5 0,5 -.8,8 III 5,5 / ,85 0 9,8 0,5 0 9,9 gemeten 5,5 V ,85 0 d. I 5 V ,32 II 5 V ,7 5,6 7 9 III 5 / ,7 5,8 7,8 0 0,6 9,8 gemeten 5 V ,7 0 Daar de ampltude van 3 bj penthoden tegengesteld s aan de van (de snus wordt door de krommngen aan bede enden van de dynamsche karakterstek afgeplat), vndt men op deze wjze het vermogen te klen. Bj troden overweegt n de meeste gevallen de tweede harmonsche, zoodat men daar mnder last van deze onnauwkeurghed' heeft. Hoewel methode I msschen n sommge gevallen kan denen voor vergeljkng van penthoden of troden onderlng, kan men op deze wjze geen vergeljkng tusschen troden en penthoden maken. Voor andere weerstanden dan de gunstgste belastngsweerstand laat bj penthoden methode I ons n den steek men moet dan overgaan tot II of III, , , , ,5 4,8 4,8,5 5, 4,7 0,6 0,4 0,4.0 4,8 4,8 waarbj III ut den aard der zaak de grootste nauwkeurghed geeft. Te verwachten rendement en gunstgste belastngsweerstand. Troden. De meeste troden worden ongeveer V gebrukt bj een anodestroom n = 4 R Bj dezen anodestroom wordt n het geïdealseerde geval van een rechte karakterstek voor een gegeven anodespannng va> het maxmaal af te geven vermogen behaald bj een belastngsweerstand Ru = 2R. Tracht men het toegevoerde vermogen bj dezelfde anodespannng grooter te maken door a grooter te nemen, dan wordt de roosterrumte en : : 5 j '

33 9 II geeft daarbj de roosterwsselspannng v,. Bj V = 25 Volt (punt A) begnt de roosterstroom, hetgeen drect groote verook het afgegeven vermogen klener, zoodat het geen zn heeft n > te nemen. 4 Rj Het theoretsch rendement, dat men n dt geval mag verwachten, s 25 %. Bj zeer groote endlampen, zooals de MC /50, s de anodespannng veelal hoog en a klener dan het rendement 4R kan dan grooter worden dan 25 %. Penthoden. De deale a va krommen voor een penthode zjn horzontale rechten (R, onendg groot), welke doorloopen tot de ljn va = 0. De anodespannng kan her dus, evenals de anodestroom, zwaaen van nu tot de dubbele waarde van den rusttoestand Wl men deze bede grenzen bereken, dan moet de belastngsweerstand ^ zjn: het theoretsch te vern wachten rendement van de anode s dan 50 %. Ter bestudeerng van het gedrag voor verschllende belastngsweerstanden kan men voor een endlamp eenge krommen opteekenen, hetgeen vooral door metng zeer vlot gaat. Troden. Zoo s b.v. n fg. 9 voor een trode het _y=voov: 'ft m 30ml. H -B Vtrnrmng./ Ë -X o 4-W ft H 230 zo aoo 3000 OOOO 0000 KJOOOOJL Fg. 9 vermogen W n kromme I utgezet als functe van den belastngsweerstand, voor constante vervormng 5 %\ kromme 20 0 w aoo?t 3X0 IOXO Fg. 0 ' x FFFEffl -ff som aoooo.x vormng zou geven. In dt punt wordt het maxmaal vermogen voor 5 % vervormng berekt. Bj grootere belastngsweerstanden wordt de vervormng mnder dan 5 %. In fg. 0 geven krommen III en IV het vermogen en de vervormng als functe van den belastngsweerstand voor een constante roosterwsselspannng, just tot aan de roosterstroomen. Ut deze krommen bljkt, dat het maxmaal vermogen voor 0 % vervormng (a) slechts weng grooter s dan voor 5 % vervormng (b). Dt gaat voor de meeste troden op, zoodat de algemeen toegepaste maatstaf voor troden het maxmaal vermogen bj 5 % vervormng s. Meet men van een groot aantal typen van troden het rendement bj 5 % vervormng, dan bljkt dt 20 a 23 % te zjn. Penthoden. Fg. geeft voor een penthode het - afgegeven vermogen en de roosterwsselspannng als functe van den belastngsweerstand bj constante vervormng van 5 % en 0 %. Daar bj penthoden de roosterwsselspannng n het algemeen eerder beperkt s door de vervormng dan door de roosterstroomen, vertoonen her bede krommen een maxmum, welke maxma ongeveer samenvallen. Verder valt op, dat her het vermogen bj 0 % vervormng belangrjk grooter

34 . 92 s dan bj 5 %, hetgeen n het algemeen voor penthoden geldt. Voor 0 % vervormng wordt het theoretsche rendement 50 % bjna berekt. Fg 2 geeft voor dezelfde penthode het afgegeven vermogen en de vervormng bj constante roosterwsselspannng. Ut deze krommen bljkt, dat de vervormng afneemt tot aan den gunstgsten belastngsweerstand en daarna weer stjgt. Dt wordt als volgt verklaard. K : 0 Ïzl^-V:::::: z I Mf af jju enf J5«f C3BT TSmm Fg. 2 Voor klene belastngsweerstanden verschlt de dynamsche karakterstek slechts weng van de statsche karakterstek en s aan de bovenzjde net gekromd de derde harmonsche s dan klen en neemt toe, naarmate de belastngsweerstand grooter wordt en de karakterstek aan de bovenzjde meer gekromd s. De tweede harmonsche s aanvankeljk groot en neemt af bj grootere belastngsweerstanden, doordat de krommng aan de bovenzjde van de dynamsche karakterstek den nvloed van de onderste krommng gaat compenseeren tot nul bj den gunstgsten belastngsweerstand, waar de dynamsche karakterstek symmetrsch s. Voor grootere weerstanden s de dynamsche krakterstek aan de bovenzjde sterker gekromd dan aan de onderzjde de tweede harmonsche treedt dan op met tegengesteld teeken. Daar de totale vervormng D0 = V D% + D»,+..., s het dudeljk, dat deze een mnmum kan vertoonen, nden D2 = 0 wordt. Meet men van een groot aantal typen penthoden het rendement van de anode, dan s dt voor 5 % vervormng 30 a 35 % en voor 0 % vervormng 44 a 48 %. Bj penthoden, welke normaal een schermroosterspannng hebben de lager s dan de anodespannng, bestaat de mogeljkhed, nden de gloedraad en het schermrooster het grootere vermogen toelaten, de lamp bj lagere anodespannngen toch nog voor hetzelfde vermogen te gebruken door de negateve roosterspannng klener te nemen, en, nden noodg, de schermroosterspannng zooveel hooger te kezen (maxmaal geljk aan de anodespannng), dat de roosterrumte nog voldoende s. De gunstgste belastrgsweer- stand verandert dan eveneens en wordt y weer ongeveer ~. Het rendement wordt a ets klener of bljft geljk. Zoo kan b.v. de E443H als volgt gebrukt worden: wa bj Wa bj va vg' a Ra 5% verv. 0% verv , Ohra 3, W 4,4 W Ohm 3,0 W 4,3 W Ohm 2,8 W 3, W Dat her bj 0 % vervormng Wa voor va = 250 V belangrjk klener s dan voor va = 300 V, wordt veroorzaakt doordat bj dt type lamp bj vn = 250 V de ampltude eerder door den roosterstroom dan door de vervormng wordt begrensd. Gaat men just tot aan roosterstroom, dan s '! '! L S = S =

35 93 b*j v = 250 V: Wn = 3, Watt en de vervormng net 0 % maar 6 %. Bj een trode bestaat de mogeljkhed om bj lagere spannng de lamp voor hetzelfde vermogen te gebruken net, omdat daar de roosterrumte alleen van de anodespannng afhangt. Het bovenstaande geldt voor voedng der lamp met constante spannngen. In de praktjk zal dt meestal net voorkomen. De anodespannng zal ets veranderen nden de anodestroom verandert, evenals de negateve roosterspannng, welke automatsch wordt verkregen met behulp van den anodestroom van de lamp. Bj troden neemt bj belastng de anodestroom ets toe, de anodespannng zal herdoor ets dalen en de negateve roosterspannng wordt ets grooter de roosterwsselspannng kan dus ets grooter zjn. Bj metng bljkt, dat het afgegeven vermogen practsch hetzelfde s als bj constante spannngen. Bj penthoden s de nvloed van de automatsche negateve roosterspannng eveneens zeer gerng. Her heeft de voedng van het schermrooster meer nvloed op het vermogen. Daar elke perode de anodespannng, nden de lamp vol belast s, momenteel onder de schermroosterspannng komt, neemt de gemddelde schermroosterstroom bj belastng toe. Wordt het schermrooster gevoed over een sereweerstand vanaf de anodespannng, dan kan de schermroosterspannng bj belastng aanmerkeljk dalen. De anodestroom neemt dus af en hoewel dt gedeelteljk gecompenseerd kan worden door de automatsche negateve roosterspannng, s het resultaat toch een klenere anodestroom en een klener afgegeven vermogen. Vooral bj grootere lampen en bj 0 % vervormng treedt dt verschjnsel op. Het rendement bljft echter nog belangrjk grooter dan* voor troden. Men kan het verschjnsel vermnderen door het schermrooster over een potentometer te voeden. De volgende tabel geeft eenge resultaten weer voor C443, E443N en F443 bj: lo. vaste schermroosterspannng, 2o. schermroosterspannng van een potentometer, waarvan de potentometerstroom geljk s aan den schermroosterstroom zonder sgnaal op de lamp, 3o. bj voedng van het schermrooster over een sereweerstand vanaf de andoespannng. Vervormng C 443 va = 300 V vc' = 200 V E 443 N va V ve' = 200 V F 443 va = 550 V vk' = 200 V poteuto- serevast meter weerstand 5 % 2 W 2 W 0 % 2,9 W 2,7 W 5 % 4 W 3,8 W 0 % 5,8 W 5,8 W 5 % S W 7,S W 0 %,6W 0,4W Voor de C443 s de nvloed bj 5 % nog zeer gerng, voor grootere vervormng en bj de lampen waar het verschl tusschen anodespannng en schermroosterspannng grooter s, wordt het echter merkbaar en men kan zeggen, dat wat afgegeven vermogen betreft de voedng van het schermrooster over een potentometer te verkezen s boven de voedng over een sereweerstand vanaf de anodespannng. Endhoven, 8 Aprl 933.,95 w 2.5 w 3,3 W 4.5 W 7.5 W 9,7 W

36 94 Examen Radotechncus. Besprekng van de opgaven en oplossng van de vraagstukken van let schrfteljk gedeelte van let examen voor I^ado-techncus, gehouden op 24 Maart 933. : : j { I Inledng. Het lgt net n de bedoelng de opgaven van het schrfteljk examen voor Radotechncus n extenso ut te werken. Integendeel, er zal worden volstaan met een korte besprekng, waarn de hoofdpunten van de betreffende opgaven zullen worden aangegeven met her en daar korte toelchtngen, de van denst kunnen zjn bj de stude. Complete utwerkng van de opgaven zou ook net gewenscht zjn, want vele van de opgaven zjn just gesteld met de bedoelng het persoonljk nzcht van den canddaat over een bepaald onderwerp te toetsen. Gedetalleerde besprekng van deze opgaven zou op den duur leden tot het ontstaan van een collecte modeloplossngen, waarachter de werkeljke kenns van den canddaat dan schul zou gaan. Ook zjn er opgaven, waarvan de oplossngen geheel n studeboeken zjn te vnden. Bj de opgaven zullen we alleen de plaatsen aangeven waar gegevens te vnden zjn. De vraagstukken daarentegen zullen volledg utgewerkt worden gegeven. Besprekng van de examenopgaven. Groep A.. Wat zjn de voordeelen van balansschakelng voor de endtrap van een radotoestel? Geef een schema met afzonderljke nstellng van de roosterspannng der lampen. Voor een utgebrede behandelng van deze opgave wordt verwezen naar de leerboeken. In het kort memoreeren we de volgende voordeelen: lo. de net-lneare vervormng door het optreden van even harmonschen wordt vrjwel geheel opgeheven de oneven harmonschen worden echter versterkt. 2o. het rendement van de lampen s grooter n balansschakelng, dan wanneer afzonderljk gebrukt 3o. de utgangstransformator heeft geen geljkstroomvoormagnetsate 4o. de plaatstroomveranderngen behoeven net te worden gesuppleerd door het afvlakflter van het p.s.a. Verder verwjzen we naar dverse publcates o.a. n Rado-Neuws Januar 932 en Aprl 932. In het laatstgenoemde artkel vndt men een methode besproken om bj toepassng van automatsche negateve roosterspannng deze voor elk van de lampen afzonderljk te kunnen nstellen. 2. Wat verstaat men onder sluereffect (fadng)? Hoe denkt U zch dat dt verschjnsel ontstaat? Welke mddelen kunnen aan de ontvangzjde aangewend worden om de nadeelge gevolgen op de ontvangst zooveel mogeljk te net te doen? A. door het aanwenden van bjzondere antennesystemen B. door het aanwenden van bjzondere schakelngen n den ontvanger. Onder slujereffect worden samengevat de sterkte- en kwaltetsveranderngen van het ontvangen sgnaal, de net hun oorzaak vnden n veranderngen n de zend- of ontvangapparatuur. De oorzaak van fadng moet dus worden verklaard ut veranderngen n den physschen toestand van het medum waarn de radogolven zch voortplanten. Ze herover de leerboeken o.a. Roorda, :! j

37 ! 95 de grootheden - en ^ de de kwaltet R O bepalen. Hoe grooter deze factoren, des te beter de spoel. Ook her moet de h.f. weerstand vanzelfsprekend bj dezelfde frequente worden bepaald. Op verschllende wjzen kunnen de grootheden L, C en R van een spoel worden bepaald. We zullen ons net verdepen' n een besprekng van de methoden, de n de leerboeken worden behandeld. In het geval van het onderzoek van een afgeschermde spoel doen zch eenge moeljkheden voor, omdat we de spoel net drect kunnen koppelen met een h.f. generator. Een goede methode van koppelen s het gebruken van een ndrecte galvansche koppelng met den trllngs- Handboek der Radotechnek (Hfdst. XV: Voortplantng van electromagnetsche trllngen door de rumte). Specaal wllen we de aandacht vestgen op twee verschllende vormen van fadng de bj radotelefone kunnen optreden, lo. De fadng waarbj het geheele complex van draaggolf en zjbanden n dezelfde mate door de voortplantngsegenschappen wordt aangetast. Dt ut zch gewoonljk aan de ontvangstzjde als onregelmatge sterkteveranderng van het sgnaal. 2o. de fadng waarbj 'slechts een gedeelte van het complex wordt aangetast door de voortplantngsverschjnselen. Deze z.g. selecteve stuerng wordt net drect waargenomen als sterkteveranderng, maar s van grooten nvloed op de kwaltet van de weergave. Gewoonljk treden de twee verschjnselen net afzonderljk op. Waarnemngen, gesteund door de theore, hebben aangetoond dat sluerngsverschjnselen op verschllende plaatsen net geljktjdg optreden. Door gebruk van verschllende antennes of verschllende ontvangtoestellen de met elkaar worden gekoppeld, kunnen de verschjnselen dus worden onderdrukt. Dt wordt b.v. toegepast bj de Holland-Indë verbndng door de P.T.T. Geeft sluerng enkel aanledng tot sterkteveranderngen, dan kan het verschjnsel mn of meer te net worden gedaan door het ontvangtoestel ut te rusten met een of ander systeem van automatsche sterkteregelng of gevoelghedsregelng. 3. Wat verstaat men onder het ontkoppelen n radotoestellen: welk doel heeft dt verklaar aan de hand van een door U zelf te kezen voorbeeld (lefst. met opgave der waarden van de n de practjk gebrukeljke onderdeden) hoe het gewenschte resultaat berekt wordt. Ontkoppelen heeft ten doel wsselstroomen zooveel mogeljk te blokkeeren ut de deelen van het ontvangtoestel waar ze net meer noodg zjn en waar ze ongewenschte effecten kunnen geven. Dt wordt berekt door n sere met de wsselstroomketen een mpedante op te nemen, de groot s voor den betreffenden wsselstroom en vóór de mpedante een element op te nemen, dat een weg van zeer lage reactante geeft naar een punt van constante potentaal (gewoonljk de aardledng). Groep B.. Men wl de kwaltet van verschllende hoogfrequent spoelen met elkaar vergeljken. Welke grootheden zjn hervoor maatgevend? Beschrjf op welke wjze men, bj een afgeschermde h.f. spoel, deze grootheden bepaalt? Wanneer de spoelen geljke zelfnducte hebben, zjn hoogfrequentweerstand en egencapactet maatgevend voor een vergeljkng. Hoe klener de weerstand en capactet des te beter de spoel. De h.f. weerstand moet herbj voor de verschllende spoelen natuurljk bj dezelfde frequente worden bepaald. Hebben de spoelen net dezelfde zelfnducte, dan zjn het

38 : 96 :! krng van den generator door mddel van zeer groote weerstanden (b.v. a 2 megohm). De gemakkeljkste methode van onderzoek s dan wellcht deze. Van de te onderzoeken spoel wordt de zelfnducte bepaald door de z.g. C methode. Daarna neemt men bj de frequente waarbj men R wl bepalen een resonantekromme op van de te onderzoeken spoel met afstem- en meetmddelen. Daarut zjn dan, omdat de zelfnducte bekend s, de weerstand en egencapactet af te leden. Natuurljk moet men de gevonden waarden corrgeeren voor weerstand en capactet, de eventueel door de meetnstrumenten worden geïntroduceerd. 2. Hoe zoudt U te werk gaan nden U werd verzocht een reeks grafeken op te nemen van een schermrooster h.f. lamp met veranderljke stelhed (z.g. vartetrode of selectode) tenende ut de grafeken de karaktersteke grootheden der lamp te leeren kennen, welke voor de werkng van de lamp van belang zjn? Welke schakelngen zoudt U daarbj toepassen en welke meetnstrumenten zoudt U daarbj noodg hebben? 3 A. U heeft noodg voor een door U- zelf aan te geven doel een geljkrchtcel. Geef de eschen aan waaraan dt onderdeel n het door U gedachte geval moet voldoen en geef aan op welke wjze U bovengenoemd onderdeel zoudt keuren? B. Beantwoord de bovenstaande vragen ook voor een tweelngcondensator. De opgaven 2 en 3 geven geen aanledng tot een verdere besprekng, daar de behandelng öf ut de leerboeken s te halen öf bljk moet geven van persoonljke opvattng of ervarng op dt gebed. Groep C.. De effecteve hoogte van een zendantenne s 60 m. De zender werkt op een golflengte van 300 m. Verder gegeven : Verlesweerstand antenneverlengspoel 30 ohm. Aardovergangsweerstand 5 ohm. De verlesweerstand van de antenne en overge verbndngsdraden 2 ohm. Gevraagd:. Stralngsenerge, als effecteve stroomsterkte n de stroombuk s 0 amp. 2. Het antennerendement. Oplossng: Ut de effecteve hoogte en de golflengte s de stralngsweerstand van de antenne te berekenen. Deze s: \ Rs = 584 xv olm, wat met de gegeven waarden geeft: 584. Rs = 584 /60V oo,o olm. \300/ Volgens defnte van effecteve hoogte s deze stralngsweerstand de waarde met betrekkng tot de stroomsterkte n den stroombuk van de antenne. Deze s gegeven, dus de utgestraalde energe te berekenen. Daarvoor vnden we: Ns = I2RS = 00 X 63,5 *= 6350 watt. De totale weerstand van antenne, afstemmddelen en aardng s geljk aan R, = R -f := 00,5 ohm. Daar de stroomsterkte n de afstemmddelen enz. overal evengroot en geljk aan de waarde n den stroombuk van de antenne mag worden aangenomen (het laatste s alleen just, wanneer de antenne op stroom wordt gevoed!!) s de totaal opgenomen energe dus: N, = I2Rt = 00 X 00,5 = 0050 watt. Van deze energe wordt 6350 watt utgestraald, zoodat het antennerendement geljk s aan: 6350 \/ n ~ 0050 A 00% = 63,2%. N.B. De opmerkng over de stroomverdeelng n acht nemende kunnen we het antennerendement ook berekenen als de verhoudng van stralngsweerstand en totaalweerstand van het antennesysteem.! I. ï : \ I t : - j! :

39 97 2. In den plaatkrng van een versterkerlamp s opgenomen een krng bestaande ut: een spoel L van 000 mcrohenry en een condensator C van 000 mcro-mcrofarad. De spoel heeft een weerstand van 0 ohm. Wat s de resonante-frequente en hoe groot s de mpedante n de plaatketen voor de frequente? Inden de lamp een stelhed heeft van ma/v. en een versterkngsfactor 00 hoe groot s dan de spannng op den condensator als men 0, V. wsselspannng tusschen rooster en gloedraad van de lamp zet? Oplossng. De resonantefrequente van den gegeven krng s bepaald door: R2 f,= 2 7 LC La waarn L n henry, C n farad en R n ohm. We moeten deze formule gebruken, omdat n de plaatkrng van de lamp net anders dan een trllngskrng met parallelresonante kan worden gebrukt. Bovenden moeten we, omdat L, C en R alle dre zjn gegeven, onderzoeken of R ook van nvloed s. Nu s = 02, L C 000 X 0*8 XÖ00 X0*2 R2 00 = 08, L2 06 X 0'2 R2 zoodat we t. o. v. kunnen ver- L2 LC waarloozen. We vnden dus voor de resonantefrequente: fr = ]/'l02 = hertz. Bj deze frequente s de mpedante van den krng te bepalen ut: Zr = -, waarn L n H., C n F. en CR R n _Q. Dus: 000 X ÏO'6 = 05 = 000 X 0'2 > 0 = ohm. Hoewel net utdrukkeljk gegeven, zullen we aannemen, dat de frequente van de roosterwsselspannng geljk s aan de resonantefrequente van den plaatkrng. De spannng over den condensator s geljk aan de spannng, de zch over de plaatkrngmpedante ontwkkelt. Wanneer Rt de nwendge lampweerstand s en g de versterkngsfactor, dan s de spannng over de utwendge plaatkrngmpedante n het geval van resonante geljk aan: - S/ Z 2 Va sxr+z2 X roosterwsselspannng. Dus n ons geval: Z2 Vc = Va = 0, g X volt. R,+ Z 2 Nu s R net gegeven, wel echter S en g. Maar: S. R. = g, wanneer S n A/V. en R, n ohm. De stelhed s gegeven ma/v, dus S = 0-3 A/V, waarut volgt: S R 0-s = 00 X 03 = ohm. We vnden dus met Zr = ohm voor de spannng over den condensator: u vc = 0, X 00 X V0u* 3. Op een glasplaat (schoongemaakte fotografeplaat) 9 X 2 cm. en,2 mm. dk wordt aan bede zjden tot cm. van den rand zlverpaper geplakt. Een lampeglas, 5 cm. mddelljn en 20 cm. lang, wordt n één laag volgewkkeld met koperdraad van 0,8 mm. Naast het koperdraad wordt een koordje van mm. mddelljn gewkkeld zoodat herdoor de afstand tusschen 2 opvolgende wndngen bepaald s. Aan bede enden bljft cm. van het glas onbewkkeld. Vraag. Welke capactet heeft boven-

40 genoemde condensator ongeveer, wanneer de delectrctetsconstante 6,46 bedraagt? Vraag 2. Welken weerstand heeft de spoel, als de specfeke weerstand van koper op Vco mag worden aangenomen? Wjkt de hoogfrequentweerstand hervan af? Waardoor? Is deze afwjkng groot? Vraag 3. Welke zelfnducte heeft de spoel benaderd? Vraag 4. Als deze condensator en spoel samengeschakeld worden welke egenfrequente zal de zoo gevormde krng dan ongeveer hebben? (bj de laatste berekenng mag de weerstand van de spoel verwaarloosd worden). Oplossng.. Wanneer O het werkzame oppervlak van elk van de condensatorplaten n cm2 s en d de afstand n cm. dan s, wanneer e de delectrsche constante van het solatemateraal s, de capactet n cm. geljk aan O C = cm. 4 n d Bedenkende dat een capactet van cm. geljkwaardg s met een capactet. 98 van wndng). Dus: = 5,08 n m = 5,95 m. De doorsnede s: 5 j d2 = ~ X (0,8)2 = 0,502 mm2. q = : De weerstand s dan: R = p, waarn : q q = specfeke weerstand. Dus: ^ 5,95 = 0,53 olm. 60 0,502 De hoogfrequentweerstand zal, als gevolg van de stroomverdrngng, grooter zjn dan de boven berekende weerstand. Of de afwjkng groot of klen s wordt bepaald door de frequente. De h.f. weerstand zal n het algemeen grooter worden, naarmate de frequente stjgt. 3. De zelfnducte s bj benaderng te berekenen ut: L = rty X O X 0's lenry, U lg waarn n = aantal wndngen, ls = bewkkelde lengte = spoellengte, O = oppervlak door wndng omvat, (maten resp. n cm en cm2.). Deze formule laat zch nog een weng omvormen, wanneer we aannemen, wat bj een eenlaagspoel toelaatbaar s, dat 0! van ~7\ t* F vnden we voor C: C = ^ V H F. we O kunnen berekenen ut den gemddelden dameter van wndng (D = 9 * 4 n d Nu s gegeven: 50,8 mm). Dus O = (9 2) X (2 2) = 70 cm2, V: : d =,2 mm = 0,2 cm, 0 = > e = 6,46, waarmede we vnden: zoodat we voor C vnden: T2 n2 D* P 0 w 6, p L 0 ls X 0'8 lenry. I ~ 9-X 4 r. X 07Ï2 333 "" F' \? J Elke wndng neemt een wkkelbreedte n van -f 0,8 mm =,8 mm. In totaal wordt een lengte van 20 2 = 8 cm bewkkeld, zoodat we op het lampeglas 00 wndngen hebben lggen. Voor het berekenen van den weerstand moeten we nu de lengte n m en de doorsnede n mm2 van den draad weten. De lengte van den draad s: = 00 X n X 50,8 mm. (50,8 s de gemddelde dameter Maar nu s n n D nets anders dan de totale draadlengte I, de op de spoel s gewkkeld. We vnden dus, wanneer we L tevens n mcrohenry schrjven: l2 l2 L = rx 0-3 f H = f H. Is 000 ls of: de zelfnducte n ^H s geljk aan het kwadraat van de draadlengte (n cm) gedeeld door duzendmaal de bewkkelde lengte van de spoel. : : : I

41 Dus: T _ (595)2 M M Ö00 X 8 ljl H* N.B. De zooeven genoemde regel geldt alleen voor benaderde berekenng van de zelfnducte. 4. Wanneer de weerstand mag worden verwaarloosd, s de resonantefrequente van het stelsel van spoel en condensator te berekenen ut: f= 2 n /L C waarn L n henry en C n farad zjn n te vullen. Nu s L = 5 X 0-c H. en C = 333 X IO-2 F. f = 2 n ]/5 X0" X 333 X 0:'2 09, ^ = hertz. 2 7t ]/5 X 333 Groep D.. Bj een sanatorum met een tental verspred lggende pavljoens s eder pavljoen door mddel van een extra zch n den telefoongrondkabel bevndend, net voor telefoon- of andere doelenden benoodgd aderpaar met het hoofdgebouw verbonden. De aderparen zjn net van stanol omhullng voorzen. In het hoofdgebouw wenscht men een centrale nstallate op te stellen, waarmede rado, alsmede gramofoonmuzek en de preek n de sanatorumkerk met behoorljke kamerludsprekersterkte n alle pavljoens kunnen-worden weergegeven onder gebrukmakng van de vrje aderparen, zonder dat bj de telefoongesprekken eenge hnder van overspreken door de aanwezghed van de radonstallate mag worden ondervonden. Gramofoonmuzek moet kunnen worden aangekondgd. Overal zjn wsselstroomstopcontacten aanwezg, terwjl n sommge pavljoens meerdere ludsprekers zjn op te stellen. De mcrofoon voor preekoverdracht 99 levert betrekkeljk gernge energe, zoodat een tweetrapsmcrofoonversterker noodg s. Men verlangt onmddelljk van rado- op gramofoon- of preekoverdracht te kunnen omschakelen. Gevraagd:. Compleet schema totale nstallate. 2. Korte omschrjvng der voordeelen van het door U gekozen systeem. 3. Welke typen lampen zoudt U n Uw schema toepassen. 4. Hoeveel Watt zal door de nstallate ongeveer worden verbrukt? Het zwaartepunt voor het ontwerp van de ludsprekernstallate voor dt sanatorum lgt n den esch, dat n de gebrukte telefoonkabel geen overspreken mag optreden. Daar het beschkbare aderpaar geen stanolomhullng heeft, zal de energe, de door mddel van dat aderpaar moet worden overgebracht, een bepaalde waarde net mogen overschrjden. Bj de genoemde telefoonkabel zal deze energe onder geen omstandgheden 6 mllwatt mogen overschrjden. Deze energe s te klen om behoorljke ludsprekerweergave te geven, vooral n de pavljoens waar meer dan één ludspreker moet worden gebrukt. We zjn dus genoodzaakt n elk pavljoen een versterker op te stellen, de de ludspreker(s) moet voeden en de zelf wordt geexcteerd door de energe de door de telefoonljn wordt toegevoerd. In groote ljnen wordt het ontwerp dus zoo: Het ontvangtoestel wordt utgerust met een utgangstransformator, de aanpassng geeft op de telefoonljnen en de sterkte zoo geregeld dat het energemaxmum op de ljn net wordt overschreden. Voor de spreekoverdracht en het aankondgen van gramofoonplaten wordt een drelampsmcrofoonversterker gebrukt, waarop twee mcrofoons kunnen worden

42 aangesloten. Deze versterker kan tevens zoo worden utgevoerd, dat ook de gramofoonopnemer kan worden aangesloten, waarbj dan een of twee lampen kunnen worden utgeschakeld. Dat ook de gramofoonmuzek va dezen versterker gaat, s zeer gewenscht met het oog op de aanpassng aan de telefoonljn. Elk pavljoen worde utgerust met een wsselstroomgevoeden versterker, de aanpassng geeft op de telefoonljn en de de ludspreker(s) van voldoende energe kan voorzen. 2. Ontwerp een laagfrequentversterker, de aan de volgende eschen voldoet: De ngang van den versterker moet aangesloten kunnen worden op een ljn (mpedante 600 ohm) of op een gramofoonopnemer. 00 De afgegeven laagfrequente energe moet maxmaal 20 watt kunnen bedragen. De laatste trap moet n balans utgevoerd zjn, en wordt aangesloten op een electrodynamschen ludspreker van lagen weerstand. Het toepassen van mddelen waardoor men de juste werkng van de dverse lampen kan controleeren wordt gewenscht geacht. Teeken een schema van den versterker met een bjbehoorend voedngsapparaat. Deze opgave geeft geen aanledng tot bjzondere opmerkngen. N.B. Net alle opgaven en vraagstukken behoefden op het examen te worden utgewerk. Van de groepen A, B en C moesten 2 van de 3 opgaven worden utgewerkt van groep D van de 2 opgaven.» :! = Vereengngsneuws : BIBLIOTHEEK : Ranonkelstraat 23, den Haag I Leestjd 4 dagen :: ' I? Neuwe aanwnsten: P. Hémardnquer, Les lampes de T.S.F. modernes et leur utlsaton, 932, 27 blz. ƒ. Hagenaar en ]. Roorda jr., Amateur zenders. Constr., werkng en bedenng van ultrakorte-golfzenders, 933, 232 blz. H. Barkhausen. Enführung n de Schwngungslehre nebst Anwendungen, 932, 28 blz. R. Stranger, The mathematcs of wreless, 932, 93 blz. ƒ. L. Snoek ]r., Begnselen der moderne zaalacoustek, 93, 92 blz. /. G. R. van Dyck, Proefondervndeljke televse, 933, 230 blz. N. Koomans, Vervormng bj radoomroep, 933, 20 blz. E. A. Parser, Rado nternatonal. 900 Radowörter Deutsch, Englsh, francas, espafol, talano, 933, 8 blz. ƒ. Hagenaar, Kortegolfontvanger, 933, 23 blz. en bouwschema. ƒ. Hagenaar, Draagbare ontvanger, 933, 5 blz. en bouwschema. ƒ. Hagenaar, Eenvoudge kortegolfzender, 933, 22 blz. en bouwschema.

43 GECO LAMPEN De lampen, de ook INDERDAAD datgene presteeren, wat men, op grond van de karaktersteken, ervan mag verwachten! De Heer OORVER schreef n Rado-Expres:... Wat dat betreft, zou er veel voor te zeggen zjn als algemeen de methode werd toegepast van den fabrkant der GECO-lampen, de net de uterste waarden opgeeft maar gemeten waarden bj een veel lagere anodespannng dan de maxmale en bj nul roosterspannng. Maxma zou men alleen oscllographscl kunnen bepalen wlde men net reeds bj de metng de lamp bederven. Opgaven als de der GECO-lampen daarentegen kan men zelf nameten en dan bljken ze ook te kloppen! N. V. Algemeene Rado Import Maatschappj ES Surnamestraat 5 DEN HAAG. VRAAGT UITVOERIGE PROSPECTUS MET KARAKTERISTIEKEN BIJ: LUXE BANDEN RADIO NIEUWS 932 voor hen, de hun losse ex* wllen laten nbnden Prjs f.40 af gehaald f.55 franco per post LEVERING UITSLUITEND NA INZENDING VAN HET BEDRAG AAN HET BUREAU VAN RADIONIEUWS LAAN VAN MEERDERVOORT 30 DEN HAAG

44 r : STANUSATORUWPEI VOOR CONSTANT HOUDEN VAN SPANNINGEN : ' r DE STABILISATOR-GLIMLAMP (systeem Körös) IS DE MEEST VOLMAAKTE SPANNINGSVERDEELER RADIO-ZENDERS l RADIO-ONTVANGERS VERSTERKERS ' voor MEETINSTALLATIES RELAIS-VOEDING EEN PLAATSTROOM-APPA- RAAT, VOORZIEN VAN EEN STABILISATOR LAMP LEVERT EVEN CONSTANTEN STROOM ALS EEN ACCU-BATTERIJ TYPE TRT 0, TRT 280/80, TRT 600/200, MET 4 BANEN, ELK 70 V. (TOTAAL 280 V.), 30 ma. I! II V, ( 280 V.), 40 ma. 45 V. (,, 580 V.), 200 ma. '! ' VRAAGT OFFERTE! LAAN VAN MEERDERVOORT 30 C.E.Ba TEL , TELEGR. CEB HAAG DEN HAAG!