wtorek, 23 sierpnia 2022

O rety stagflacja

 O rety stagflacja
https://biznes.interia.pl/gospodarka/news-felieton-gwiazdowskiego-,nId,6228468
"Ma być w Polsce stagflacja. To takie zjawisko makroekonomniczne (a jakże) polegające na jednoczesnym występowaniu w gospodarce zarówno wysokiej inflacji jak i stagnacji gospodarczej.
Czy to aby nie jest sprzeczne z teorią samego Johna Keynesa? Przecież podaż pieniądza miała wzrost gospodarczy pobudzać? I co? Nie pobudziła? Ale makroekonomiści ze szkoły Keynesa już dawno sprzecznościami między teorią Mistrza a praktyką przestali się przejmować. Bo by powariowali. Przyczyn stagflacji upatrują w negatywnym szoku... podażowym! Ale jak to? Czyżby podaż miała w gospodarce większe znaczenie niż popyt, który można pobudzić przy pomocy drukowania pieniędzy? Toż to jakieś "austriackie gadanie"! Wiadomym jest przecież wszystkim absolwentom kursów Keynesizmu-Kaleckianizmu, że sir John obalił nie tylko prawo rynków Saya, ale ostentacyjnie zignorował twierdzenia Szkoły Austriackiej (Menger, Mises, Hayek). Bo były one niegodne tego, by on swój wielki umysł miał sobie nimi zaprzątać.
Korelacja powinna być ujemna

Co prawda już w 1978 roku w Stanach Zjednoczonych ostatecznie "wyrąbała się" tak krzywa narysowana dwadzieścia lat wcześniej przez Albana Philipsa. Wzrosła równocześnie i inflacja i bezrobocie. A zgodnie z teorią, korelacja między nimi powinna być ujemna. Jak dziesięć lat wcześniej Milton Friedman i Edmund Phelps zaczęli kwestionować (na razie teoretycznie) pogląd, który ilustrowała Krzywa Philipsa to chodzili za "oszołomów". Ale dziesięć lat później to już praktyka pokazała, że mieli rację. Jak w marcu 1975 r. produkcja przemysłowa spadła o prawie 13 proc., przy jednoczesnym rocznym wzroście indeksu cen towarów i usług konsumpcyjnych (CPI) o około 12 proc., to w 1976 roku Friedman dostał Nobla (Phelps w 2006 roku). Ale jeszcze produkcja przemysłowa rosła. Jak u nas obecnie. Keynesiści więc się jakoś trzymali. Jak u nas obecnie. Ostatecznie teoria Keynesa został  sfalsyfikowana w roku 1979. Roczny wzrost produkcji przemysłowej spadł do zera, a indeks CPI wyniósł 13 proc.. Wtedy się okazało, że trzeba jeszcze więcej Keynesa. Bo to przecież to przez szok podażowy wywołany kryzysem naftowym teoria się nie sprawdziła, a teoria nie zakłada zdarzeń nadzwyczajnych.

Źle interpretują sprzedaż towarów

Przypomnijmy więc, że Keynes obalił "Prawo Saya" bo je najpierw lekko zdeformował.  W XV rozdziale Traktatu o ekonomii politycznej, zatytułowanym "Rynki zbytu", Say skrytykował przedsiębiorców (tak, tak, krytyka interwencjonistycznych przekonań  przedsiębiorców była i jest dość częsta wśród liberałów) upatrujących swych problemów w braku dostatecznego popytu na ich towary. Say dowodził, że źle interpretują oni sprzedaż towarów. Jest to bowiem de facto wymiana produktów na pieniądz, który następnie jest wymieniany na inne produkty. Pieniądz jest tylko pośrednikiem w wymianie, a w rzeczywistości za produkt płaci się produktem. Wynika z tego, że towar wymienia się na towar.

Nota bene myśl prawie identyczną sformułował wcześniej inny francuski fizjokrata Guillaume F. Le Trosne, na co zwrócił uwagę nie kto inny tylko Karol Marks w Kapitale, od którego ja też się o tym dowiedziałem.

Żeby to prawo łatwiej obalić, Keynes napisał, że brzmi ono niby tak: "podaż tworzy popyt". U Keynesa "popyt tworzył podaż", więc się ładnie dwustronnie bilansowało. Wersja popytowa jest łatwiejsza do zrozumienia. Proszę bardzo - przychodzą ludzie z pieniędzmi się sprzedaje, można dalej produkować, żeby dalej sprzedawać, jak przyjdą ludzie z pieniędzmi. A skąd te pieniądze? Odkąd Guttenberg wynalazł druk nie było z tym problemu. A odkąd wynaleziono komputery to jest jeszcze łatwiej. A złowić rybę, żeby ją wymienić na zająca, upolować zająca, żeby go wymienić na rybę albo na jajka, to już trudniej. Nie mówić już o wyprodukowaniu komputera, procesora do komputera i monokryształu krzemu do procesora.
Szok podażowy

Tu się mogą pojawić Trosne i Say. No i kolejny... "szok podażowy". Z tym, że  zamiast państw arabskich i ograniczonej podaży ropy naftowej, w roli sprawcy szoku występuje Rosja i... ropa naftowa. I inne węglowodory. I jeszcze krzem do procesorów. A po zatruciu Odry to może jeszcze i ryby.
Wyjątkowo zaskoczyło naszych makroekonomistów, którzy jeszcze półtora roku temu martwili się deflacją, że tu stagflacja u bram, a bezrobocie nie rośnie tylko nawet maleje. Stopa bezrobocia na konie drugiego kwartału 2022 roku spadła do 4,9 proc. (z 5,1 proc. w maju)  - podał Główny Urząd Statystyczny. Liczba bezrobotnych zarejestrowanych w urzędach pracy wyniosła w czerwcu 818,0 tys. wobec 850,2 tys. osób w maju. Taki szkopuł, że równocześnie nie rośnie liczba pracujących, a rośnie liczba emerytów. Emeryt to brzmi dumnie w odróżnieniu od bezrobotnego. Wiedział to już Jacek Kuroń, który zaproponował posyłanie tracących pracę w 1990 roku ludzi na wcześniejsze emerytury.
Generują popyt

A emeryci też przecież generują popyt. Tylko, że mogą go generować bo ktoś łowi ryby, łapie zające, produkuje komputery i płaci z tego powodu składki oraz podatki, dzięki czemu  właśnie emeryci dostają z ZUS pieniądze na ryby, zające i czasem nawet na komputery.

Stagflacja nie jest niczym nadzwyczajnym. Jest prostą konsekwencją sprzężeń zwrotnych powstających w gospodarce na skutek stosowania w niej instrumentów wziętych z teorii Keynesa. A niestety, pieniądze nie tworzą ryb.  Bez względu na to ile ich wydrukujemy i do Odry wrzucimy. Czołem."

Patent (1983): Volume - Loudness z Tone Control bezpieczny dla głosnikow

 Patent (1983): Volume - Loudness z Tone Control bezpieczny dla głosnikow
 Wzrok i słuch są najważniejszymi zmysłami człowieka. Ponad 95% informacji człowiek odbiera wzrokiem ale słuch jest kanałem porozumiewanie się ludzi słowem a więc bardzo ważnym.
Kino i telewizja ( także magnetowidy i płyty Video Laserdisc ) oferują obraz i dźwięk. Sam dźwięk to telefon, radio, gramofon, magnetofony szpulowy i kasetowy i w końcu płyta CD.
O ile standard CD prawie przewyższa możliwości percepcyjne słuchu to jakość standardów telewizyjnych jest słaba jak na możliwości oczu i słaba przy jakości kina. Co gorsza dołożenie sygnału koloru mocno ograniczyło pasmo Luminancji. Pasmo jej w magnetowodach jest poniżej 2.5 MHz.
Obecnie odbiorniki TVC są coraz lepszej jakości i funkcjonalności. Słabymi ogniwami jest standard kodowania sygnału NTSC – PAL – Secam i kolorowy kineskop maskowy. Pobór prądu anodowego (czyli mocy ) przez CRT jest proporcjonalny do powierzchni ekranu. Wzrasta też energia do odchylania poziomego. Tak więc pobór mocy odbiornika TVC trzeba widzieć w kontekście wielkości jego ekranu.
Wysoka jakość dźwięku  w torze radiowym w dobrych odbiornikach TVC jest trudna do osiągnięcia i kosztowna. Natomiast implementacja średniej jakości jest tania i prosta. Ogranicza ją już standard  kodowania. Użyto w TVC dedykowanych, dobrej jakości głośników, które swoim polem magnetycznym rozproszenia i drganiami nie zakłócają pracy kineskopu maskowego.  
Analogowe metody zapisu – odczytu oraz transmisji radiowej osiągnęły  już kres możliwości. Płyty CD otwierają nowy cyfrowy rozdział w procesowaniu dźwięku.  

Zrozumiałość mowy maleje zarówno przy ograniczaniu pasma częstotliwości od dołu jak i od góry i przy ograniczeniu od dołu i od góry.
Spadkowi zrozumiałości mowy towarzyszy też nieprzyjemność w jej odbiorze i konieczność skupienia uwagi dla jej zrozumienia. Historyczny zakres pasma telefonicznego 300-3400 Hz został niestety usankcjonowany normami telefonii PCM z częstotliwością próbkowania 8 KHz wyznaczającą teoretyczny koniec pasma na 4 KHz a praktycznie na 3.4 KHz z uwagi na osiąganą selektywność dolnoprzepustowych filtrów antyaliasingowych.
Gdy audycje słowną (muzyczną z jakiegokolwiek źródła ) z odbiornika UKF FM przepuścimy przez regulowany (podwójny potencjometr Stereo w jednym filtrze ) filtr dolnoprzepustowy II rzędu i filtr górnoprzepustowy sami lub z pomocnikami – słuchaczami  możemy ocenić spadek zrozumiałości mowy  i spadek przyjemności z odbioru muzyki, która wymaga szerszego pasma niż mowa.
Ukształtowana ewolucyjnie optymalna  sprawność dekodowania mowy przez ludzki słuch i mózg jest przy  przy poziomie circa 60 dB.  Odbiór muzyki jest najlepszy przy poziomie ponad 70 dB ale w obecności postronnym szumów przy większym poziomie.  
Na rysunku pokazano widmo różnych instrumentów muzycznych. Sięga ono przy gęstości widma - 40 dB maksymalnie 8-10 kHz. Szersze widmo mają sygnały z elektronicznych syntezatorów i instrumentów z przetwornikami i elektronicznymi przystawkami.

  Dominujący obecnie głośnik dynamiczny z Voice Coil skonstruowano dopiero w 1925 roku  i później opatentowano.
Głośniki wstęgowe, wysokotonowe głośniki piezoelektryczne i głośniki elektrostatyczne stanowią mniej niż 0.1% rynkowy margines.   
Z braku magnesów stałych użyto wtedy elektromagnesu. Był on elementem filtru LC zasilacza wzmacniacza lub radioodbiornika jako że pojemność kondensatorów filtru zasilacza była mała dla koniecznej filtracji . Z powodu tętnień prądu dźwięk był trochę modulowany z podwójną ( prostownik dwupulsowy) częstotliwością sieciową 100/120 Hz .
Niepraktyczny, masywny stalowy magnes stały pioniersko użyto dopiero w 1930 roku.
W 1937 roku  Metro-Goldwyn-Mayerthe ( później pominięto końcowe the ) wypuścił pierwszy masowy system nagłośnienia do kin "The Shearer Horn System for Theatres". Użyto czterech głośników 15 calowych i jeden głośnik tubowy.  Częstotliwość podziału zwrotnicy wynosiła 375 Hz.
Konstrukcje głośników cały czas doskonalono. W latach siedemdziesiątych do optymalizacji użyto programów komputerowych i metod elementów skończonych FEM dla analizy i syntezy membrany .
Film "Gone with the Wind" z 1939 roku jako pierwszy kolorowy film dostał nagrodę "Best Picture". Film zdobył rekordową ilość nagród. Trwając 221 minut był wtedy najdłuższym filmem dźwiękowym. Dźwięk był dobrej jakości. Dźwięk Stereo w filie – kinie zastosowano już przed wojną. W Hollywood powstał prawdziwy przemysł filmowy zaopatrujący cały świat a część filmów zarabiała krocie. „Przemysł rozrywkowy” ma bardzo dobre rokowania na przyszłość. Prawidłowość ta dotyczy także Polski.
Muzyki z płyty i taśmy, radia i TV najczęściej słucha się nie za głośno i przy takim poziomie przekaz winien być jak najlepszy.

Po wojnie elektromagnesy głośników zostały stopniowo zastąpione przez magnesy Alnico. W małej szczelinie zapewniają wysoką indukcje ( „najnowszy” Alnico 5 do 1.28 T ) ale są podatne na przypadkowe rozmagnesowanie. Stąd zostały wyparte przez tańsze i niezawodne magnesy ferrytowe. W masowo produkowanych głośnikach nie są jeszcze używane silne magnesy z metalami ziem rzadkich. Materiał na membranę winien być sztywny, lekki i mieć duże tłumienie wewnętrzne. Tradycyjną celulozę ( ma on całkiem niezłe parametry ) czyli papier wzbogaca się dla polepszenia własności włóknami szklanymi, węglowymi, roślinnymi oraz impregnatami. W celach reklamowych zbudowano z papieru most !
Karkas cewki ( Voice Coil to też nazwa serwomechanizmu do pozycjonowani głowic w twardym dysku ) wykonany jest z materiału tolerującego podwyższoną temperaturę. Wysoką temperaturę ma wytrzymać też samospiekający lakier drutu cewki. Współcześnie kosz głośnika wykonany jest na prasie z blachy stalowej a kosze aluminiowe są rzadziej spotykane. Przetłoczenia nadają koszowi  odpowiednią sztywność. W głośnikach szerokopasmowych długość cewki jest tylko trochę większa niż wysokość nabiegunnika. Stąd maksymalna amplituda ruchu membrany bez wielkich zniekształceń jest niewielka. Głośnik ma wysoką skuteczność m.in. z racji wykorzystania do powstawania siły prawie całej cewki. W głośnikach niskotonowych o dużym skoku długość cewki jest 2-3 większa niż  wysokość nabiegunnika i stąd znacznie niższa ich efektywność. Niemiecka norma DIN45500 dotycząca sprzętu wysokiej wierności odtwarzania Hi-Fi jest pozornie liberalna jeśli chodzi o zniekształcenia głośników. Producenci rzadko podają zniekształcenia nieliniowe głośników a przy niskich i średnich częstotliwościach są one potężne. Modelowanie głośnika jest bardzo trudne. Wymagany jest między innymi model 2D membrany oraz model ( jest prosty ) generowanej siły w funkcji wysunięcia cewki z nabiegunników. Fale obecne w obudowie głośnika oddziaływują na membranę od tyłu jako mikrofon i wzbudzają zniekształcenia. I tak dalej. Znanych jest wiele źródeł zniekształceń nieliniowych – intermodulacyjnych głośników.
Koncern Philips nie jest światowym liderem w dziedzinie głośników ale jego produkty są miarodajne dla średnio, dobrego poziomu wyrobów „zachodu”. W 8 calowym głośniku niskotonowym AD80601/W ( gumowe otoczenie czyli „resor” membrany ) i AD80602/W ( poliestrowe otoczenie ) Philips z membraną papierową, indukcja w szczelinie wynosi 0.94 T a więc jest niemała. Energia pola magnetycznego w szczelinie wynosi 140 mJ. Normatywna moc głośnika wynosi 50 W a maksymalna 100 W. Producent nie podaje efektywności ale z wykresu można ją ocenić na 88 dB. Przy wysokości nabiegunnika 5 mm długość cewki wynosi 10 mm a jej średnica 25 mm.
Charakterystykę częstotliwościową oraz pomiar zniekształceń 2 i 3 harmonicznej wykonano przy mocy zasilania 5W czyli 10% mocy nominalnej  w obudowie zamkniętej pojemności 25L napełnionej kilogramem tłumiącej waty szklanej.  

Przy małych częstotliwościach spada efektywność głośnika a szybko rosną zniekształcenia głośnika.
NB. Próba podniesienia basów przy większej mocy głównie powoduje podniesienie średnio-niskich tonów oraz powiększenie zniekształceń i niewiele dobrego daje. 
W przedziale częstotliwości 1-2 KHz zniekształcenia d2 są rzędu 2-3% czyli ten głośnik trzeba zastosować w kolumnie trójdrożnej z pierwszą częstotliwością podziału circa 600 Hz. Pamiętać należy że pokazany głośnik operuje w pomiarach zaledwie z 10% nominalnej mocy !
Dźwięk liniowo zniekształcają zwrotnice głośnikowe. Głośnik wysokotonowy jest delikatny i mocno zniekształca niższe -  średnie częstotliwości. Z tego względu górnoprzepustowa zwrotnica głośnikowa winna być drugiego rzędu.  Impedancja wejściowa zwrotnicy winna być jak najbardziej rezystancyjna bowiem tranzystory mocy wzmacniacza mają bardzo ograniczony obszar bezpiecznej pracy SOA i są bardzo wrażliwe na obciążenia reaktancyjne.
Mniejsze zniekształcenia niż głośniki niskotonowe mają głośniki średnio i wysokotonowe ( kopułkowe lub z dodaną tubą ) ale w swoim prawidłowym zakresie pracy. Zdania na temat najlepszego materiału na kopułkę tych głośników są podzielone. Philips stosuje impregnowany żywicą „textile” czyli prawdopodobnie tkaninę jedwabną o nieznanej nazwie handlowej.  Według modnego nazewnictwa jest to materiał kompozytowy.
Efektywność spotykanych głośników mieści się w granicach 84-102 db. Większą efektywność mają głośniki tubowe. Rozpiętość sprawności jest więc ogromna.  Pamiętać należy że 10 dB w skali mocy to aż 10 razy. W domowych kolumnach głośnikowych Hi-Fi zależy producentom na płaskiej charakterystyce częstotliwościowej i szerokim paśmie. W zestawach estradowych liczy się głównie efektywność !
Gdy producent oferuje kompletny zestaw elektroniczno – akustyczny, a tak powinno być, istnieje wymienność mocy wzmacniacza na skuteczność głośników. Głośnik z większym magnesem o większej średnicy czyli droższym  jest skuteczniejszy ale droższy. W materiałach reklamowych zwraca się uwagę na moc wzmacniacza i klienci pozytywnie kojarzą ten parametr. Efektywność głośnika nie jest eksponowana i klienci słabo ją kojarzą. Stąd w zestawach domowych efektywność głośników nie jest duża w przeciwieństwie do zestawów estradowych.

 Mając dostęp do sygnałów wychodzących ze zwrotnicy głośnikowej do głośników ( o znanych częstotliwościach F podziału ) oraz Woltomierz wartości skutecznej RMS można monitorować poziom sygnałów dla głośników nisko, średnio i wysokotonowego. Można ocenić czy podany testowy szum jest różowy. Dla szumu różowego wartość RMS w stosunku do wartości średniej sygnału jest tym większa im jest on bardziej szerokopasmowy.

Potencjometrami Bass – Treble (podniesione Bas i opuszczone Treble ) można odfiltrować szum z niedostrojonego tunera UKF FM (nie może on odbierać nawet śladu żadnego sygnału stacji ) na spektrum sygnału bliskie szumu różowego.
Budowa odpowiedniego generatora szumu różowego jest jednak bardzo prosta. Wykorzystuje się szum generowany przez diodę Zenera o napięciu >10 V  lub  złącze B-E tranzystora zaporowo spolaryzowane bardzo małym prądem. Szum jest następnie wzmacniany i słabo filtrowany z opadającym nachyleniem 3 dB /Octawę.
Trudność pomiar wartości skutecznej RMS jest „proporcjonalna” do szerokopasmowości sygnału związanej ze Współczynnikiem Szczytu czyli Crest Factor.
Dla nietrudnych sygnałów wystarczy jako przetwornik RMS prostownik quasi – szczytowy.
Generalnie przetwarzanie – przesyłanie  szerokopasmowych sygnałów o dużych wartościach CF jest bardzo trudne. Takimi sygnałami jest sygnał Telefonii Nośnej dużej pojemności i sygnał Telewizji Kablowej CATV o dużej ilości kanałów.
 
 Moc znamionowa głośników jest określona w międzynarodowej normie IEC-268 podającej sposób testowania parametrów głośników. Zasilany filtrowanym szumem różowym ( odcięcie infradźwięków i ultradźwięków ) o CF ograniczonym / obciętym  do 2 głośnik z jego "maksymalną mocą" ( Wynika ona z kwadratu wartości napięcia RMS sygnału testowego i podzielonego przez nominalną oporności głośnika. W rzeczywistości dostarczana do głośnika moc jest mniejsza dlatego że impedancja w szerokim zakresie częstotliwości  jest większa niż oporność i ma współczynnik mocy cos phi <1   ) powinien bez nadmiernych zmian parametrów wytrzymać 1000 godzin testu.
W szumie różowym 1/F moc w każdej oktawie czy  dekadzie jest taka sama.
Głośnik średnio i wysokotonowy w zestawie  jest zasilany tym szumem różowym poprzez podane przez producenta filtry LC średnio i górnoprzepustowe. Mają one podaną moc w zestawie głośnikowym gdzie pracują jako głośniki średnio i wysokotonowe z odpowiednimi zwrotnicami LC pokazanymi w dokumentacji ! Zauważmy że przy podaniu do typowego głośnika niskotonowego sygnału sinusoidalnego 50 Hz dopuszczalny skok membrany jest przekroczony już przy części „mocy” ( w rozumieniu IEC-268 ) znamionowej. Stąd wniosek że mocne podniesienie silnych w materiale muzycznym basów przy dużej mocy stopniowo jednak degraduje głośnik niskotonowy.
Typowy 12 cm średniotonowy  głośnik  toleruje moc ciągłą 5 W i może pracować w zestawie głośnikowym 60 W przy częstotliwościach podziału podanej zwrotnicy LC 550-5000 Hz. Jest to szeregowy obwód LC ( 0.35 mH i 24 uF) o nominalnej dobroci z rezystorem 8 Ohm ( ale cewka głośnika ma też niewielką  indukcyjność ) Q=0.48 KHz i F=1.73 KHz. Częstotliwość ta jest bliska średniej geometrycznej obu częstotliwości podziału.
Typowy wysokotonowy kopułkowy głośnik „1 calowy” toleruje moc ciągłą 2-3 W i może pracować w zestawie głośnikowym 50 W  przy częstotliwości podziału 4 KHz podanej zwrotnicy LC  lub w zestawie mocy 20 W przy częstotliwości podziału 2 KHz.

Są też bardziej liberalne niż IEC normy anglosaskie. Wymagają one aby głośnik po 2 godzinnym teście odfiltrowanym szumem różowym pełną mocą nie zmienił parametrów bardziej niż o 10%.
Sygnały mowy i muzyki cechuje wysoki współczynnik szczytu ( Crest Factor ) czyli stosunek mocy maksymalnej do średniej RMS. Zależy on od rodzaju materiału dźwiękowego. Nieprzesterowany wzmacniacz o mocy maksymalnej takiej jaką ma głośnik odtwarzając mowę czy muzykę nie uszkodzi głośnika basowego i szerokopasmowego. Po maksymalnym podniesieniu tonów wysokich przy odtwarzaniu rocka i jazzu może być przeciążony głośnik wysokotonowy zestawu. Przy przesterowaniu wzmacniacza parametry mocno przeciążonych głośników mogą dość szybko ulec pogorszeniu a nawet głośniki mogą zostać szybko uszkodzone ! Toteż wysokiej jakości, drogie kolumny głośnikowe mają czasem wbudowane przekaźnikowe zabezpieczenia głośników powodujące przy przeciążeniu ich odłączenie. Jedno z przeprowadzonych badań pokazało że już po 2 latach używania przez młodych miłośników rocka, około 70% kolumn głośnikowych ma uszkodzony głośnik wysokotonowy i zdegradowany niskotonowy !
Cewka głośnika jest delikatna. Cewka innego przykładowego 4 Ohm - owego głośnika niskotonowego o średnicy 170 mm i mocy ciągłej 50 W ma średnicę 40 mm. Uzwojenie cewki wykonanej drutem AWG 30 ( American Wire Gauge ) czyli o średnicy miedzi 0.255 mm, ma 85 zwoi. Jego oporność DC wynosi 3.8 Ohma. Miedź ma masę tylko 5.5 grama.
Za źródłem - Po podaniu do cewki tego głośnika napięcia 15.2 Vdc prąd z początkowych 4A spada do 3A już po 19 sekundach. 
Uzwojenie głośnika średniotonowego czy wysokotonowego jest o wiele bardziej delikatne.
Miedź uzwojenia głośnika średniotonowego do zestawu z opisanym wyżej głośnikiem niskotonowym waży 0.5 - 1 grama.
Dużo więcej miedzi niż cewki głośników mają cewki filtrów LC - zwrotnic w kolumnie głośnikowej. Ilość miedzi można ograniczyć stosując rdzeń w cewkach ale dla zestawów wysokiej jakości wprowadzane zniekształcenia są niedopuszczalne. Zamiast kondensatorów foliowych można w zwrotnicy zastosować mniejsze i tańsze  bipolarne kondensatory elektrolityczne ale znów kosztem powiększenia zniekształceń nieliniowych.
Aby sprawdzić reakcje głośnika niskotonowego na napięcie stałe należy dołączyć głośnik do  stabilizowanego zasilacza. Od razu zauważymy stopniowy spadek pobieranego prądu jako że uzwojenie się dość szybko nagrzewa a miedź ma znaczny temperaturowy współczynnik oporności. Nie należy zbyt mocno nagrzewać uzwojenia. Klasyczny głośnik wytrzymuje temperaturę miedzi cewki circa 150C ale wytrzymałość nowoczesnych głośników jest większa. Membrana zasilanego muzyką głośnika niskotonowego poruszając się wentyluje cewkę i odprowadzenie ciepła jest trochę skuteczniejsze niż przy prądzie stałym.
Skutkiem nagrzania i wzrostu oporności cewki maleje skuteczność przeciążonego głośnika. Jeśli nie przekroczymy granicznej temperatury powodującej degradacje korpusu cewki spadek efektywności głośnika jest po ostygnięciu odwracalny ale zmęczeniu i degradacji ulega tez materiał membrany.
Przykładowa ochrona wbudowana w kolumnę głośnikową najwyższej klasy  toleruje pełną nominalną moc przy częstotliwości sygnału 300 Hz i poniżej, przez 6 sekund a przy pełnej mocy przy dużej częstotliwości działa momentalnie.

 Polska w 1972 roku kupiła licencje dla fabryki Tonsil ( wdrożona tam w 1973-1974 ) na 18 typów głośników od silnego japońskiego koncernu Pioneer. Firma ta jest w czołówce firm wprowadzających innowacje na rynki zachodu i świata. W dacie zakupu licencji głośniki były nowoczesne ale z powodu braku modernizacji produkcji obecnie kolumny głośnikowe z nimi już nie nadają się na rentowny eksport.
W niemieckiej firmie MB Haun kupiono wtedy  licencje  na 11 typów mikrofonów i 2 typy słuchawek. Identycznie jak z głośnikami były to wyroby nowoczesne ale bez modernizacji są obecnie nie eksportowalne.
Generalnie ten patologiczny brak modernizacji produkcji powtórzył się przy wszystkich licencjach, sprowadzając Polskę na samo dno.

 Wykonanie układu zapobiegającego przesterowaniu wzmacniacza jest proste i tanie ale producenci zdają sobie sprawę że użytkownicy oceniają głośność przesterowanych wzmacniaczy i funkcji nie wbudowują. Funkcjonalność ogranicznika wzmocnienia w przypadku użycia procesora DSP sprowadzi się do kilkunastu instrukcji programu.
Układ zapobiegający przeciążeniom czyli zapewniający trwałość głośników pozwala długo cieszyć się dobrym ich brzmieniem. Przeciążanie stopniowo deformuje charakterystyki częstotliwościowe głośników ale też obniża efektywność głośników. Tak więc długo, dobrze i w miarę głośno można pograć tylko bez mocnego przesterowania wzmacniacza i przeciążania głośników.
Rozłączenie przekaźnikiem bipolarnym w układzie zabezpieczającym kolumny głośnikowej brutalnie przerywa jednak odsłuch.

Współczynnik szczytu sygnału ( Crest Factor CF ) jest tym większy im sygnał jest bardziej szerokopasmowy. Dla szumu białego jest on nieskończony.
Nadmierne podnoszenie wysokich tonów przy głośnym odsłuchu powoduje pogorszenie parametrów głośnika wysokotonowego a następnie jego uszkodzenie.
Realizator nagrania stara się zapewnić jak najlepsze brzmienie utworowi muzycznemu. Regulacja tonów teoretycznie winna tylko pokryć złe własności pomieszczenia i głośników ale tego nie potrafi. Przy cichym słuchaniu niskie tony winny być stosownie podniesione regulacją fizjologiczną.
NB. Japońscy producenci sprzętu najwyższej klasy słusznie ograniczają głębokość regulacji tonów nawet do +-6 dB.
Dotychczas cyfrowe przetwarzanie sygnałów DSP dotyczyło wąskich zastosowań egzotycznych. Metodami DSP przetwarzano na okrętach podwodnych USA sygnały z hydrofonów celem ustalenia położenia i rodzaju okrętu wroga. Filtracje Kalmana stosowano w USA do sygnałów z radarów systemów obrony strategicznej USA.
Koncern ITT w 1982 roku wypuścił pionierski zestaw układów scalonych do DSP sygnałów Video i Audio w odbiorniku telewizyjnym TVC. Japoński koncern NEC wypuścił pierwszy komercyjny ( pierwszy DSP wyłącznie dla siebie wyprodukował Bell czyli jego WE ) procesor DSP ogólnego zastosowania.
Procesor ITT DSP Audio jest stałoprzecinkowy i w związku z tym konieczne jest skalowanie / zmniejszenie sygnałów przed ich selektywnym podniesieniem regulacją Bass / Treble co zawsze prowadzi do wzrostu szumów obliczeń. To zmniejszenie jest finalnie odwracane aby zachowanie regulacji z punktu widzenia użytkownika było poprawne  Konstruktorzy doszli też chyba do wniosku że podnoszenie tonów przy wysokim ustawieniu głośności jest niepotrzebne ale też szkodliwe:
„If the required volume compensation by means of Volume 2 is not in the available Volume 2 range, the choosen tone setting is not permitted. Hence , at full Volume 2 setting, a bass and treble boosting is not possible.”
Zatem gdy mocno zwiększamy głośność podniesienie Bass i Treble zostanie zmniejszone a przy mocy maksymalnej zmniejszone całkowicie. Akcja jest odwracalna.
Do takiego samego wniosku doszedł Autor - Przy dużych mocach nie powinno być możliwe podnoszenie ani Basów ani Sopranów.
Basy są rzadko zmniejszane przez użytkowników i normą jest ich podnoszenie.    

 Moc wyjściowa akustycznych wzmacniaczy lampowych była niewielka. Legendarny wzmacniacz Philips Mullard z 1955 roku miał moc wyjściowa 20 W pobierając stale z sieci moc około 140 Wat
i jeszcze więcej VA. Uznane lampowe estradowe wzmacniacze  Marshall  rzadko mają moc większą od 100 Wat. Zasilają one głośniki o dużej efektywności. W głośnikach tych uzwojenie cewki jest tylko trochę dłuższe  niż szczelina magnesu i nawet po wychyleniu cewki z membraną cały czas pozostaje w szczelinie magnesu stała długość cewki. Magnesy Alnico zapewniały znaczną indukcyjność w szczelinie ale pole powściągające dla nich jest dość małe. Czyli magnes musi być duży, ciężki i drogi. Głośnik o relatywnie do rozmiarów niewielkiej mocy ( rozmagnesowanie ) może mieć efektywność ponad 100 dB/Wat.  Charakterystyka częstotliwościowa tych głośników jest marna i basy odtwarzają nie za dobrze.

Problem z przeciążanymi głośnikami powstał wraz upowszechnieniem się silnych tranzystorów mocy o szerokim obszarze SOAR, głównie produkcji japońskiej.
Po przesterowaniu wzmacniacza uszkodzenie głośnika wysokotonowego jest tylko kwestą czasu. Przy otwartym obwodzie ( przerwane uzwojenie głośnika ) zwrotnica LC głośnika wysokotonowego wokół częstotliwości rezonansowej bardzo mocno obciążą wzmacniacz i uszkodzenie jego tranzystorów jest tylko kwestią czasu.

NOWATORSKI układ Volume - Loudness – Tone Control
Bierny a następnie aktywny układ „Tone Control” z niezależnym regulacjami Bass – Treble w górę i w dół wynalazł James Baxandall ( Baxandall, P.J. “Negative feedback tone control – independent variation of bass and treble without switches” Wireless World 58.10 Oct. 1952, 402  ) a do tego czasu były tylko znane prymitywne rozwiązania.
Potrzeba „Tone Control” pojawiła się wraz z płytami gramofonowymi ( najważniejsza jest w świecie amerykańska krzywa korekcji RIAA ) i niedługo znikła ale istniał powód własności fizjologicznych słuchu bowiem spadkowi natężenia dźwięku przy niskich częstotliwościach towarzyszy spadek czułości słuchu. To drugie zadanie wykonuje jednak o wiele lepiej fizjologiczna regulacja głośności Loudness.
Regulacje Tone Control szybko stały się atutem reklamowym i producenci po wpływem mody i terroru rynku masowo je zastosowali. Niedługo stała się ona szkodliwym absurdem.
Z „Pustego i Salomon nie naleje”. W Polsce sygnał dla radiofonii UKF FM nadal przesyłany jest dwoma kanałami systemu telefonii nośnej z pasmem co najwyżej 7 KHz. Gdy więc podniesiemy Soprany to dodamy głównie szumy psując jakość. Aby coś „odebrać” to wcześniej trzeba to „nadać” !
Gdy odbieramy audycje FM Stereo a odbiornik ma słaby filtr LC MPX za stereodekoderem to maksymalne podniesienie Sopranów skutkuje obciążenie podnośną MPX głośnika wysokotonowego i wzmacniacza oraz generacją intermodulacji co nadaje specyficzne, podłe brzmienie temu bigosowi. 
Gdy sygnał dobrej jakości z dużą ilością wysokich tonów podniesiemy soprany to przy dużej mocy szybko uszkodzimy głośnik wysokotonowy.
Podniesione basy głośnik słabo je odtwarzający jako tako je odtworzy tylko przy małym poziomie a przy dużym zmienia się to w charkot.
Dodanie etatowego systemu  głębokiej regulacji  Tone Control skutkuje mocnym podniesienie poziomu szumów wzmacniacza i irytującymi szumami spoczynkowymi i czasem znacznym podniesieniem poziomu zniekształceń nieliniowych THD. Część mądrych producentów z całego świata (w Polsce niestety połowicznie) w zachowała potencjometry Bass – Treble ale stosowała płytką regulacje. Część płytką regulację przeniosła w  sprzężenie zwrotne – tanio uzyskuje się najlepszy efekt !

Od połowy lat siedemdziesiątych koncerny japońskie ośmieszają w dziedzinie RTVC firmy zachodu.
Patologiczna głębokość regulacji Tone Control sięgała na końcach pasma akustycznego 20 Hz – 20 kHz +-20 dB a niewspółbieżność regulacji tonów kanałów Stereo w układzie biernym sięgała wtedy punktowo 4 dB !
Koncerny Japonii zmniejszyły zakres regulacji Tone Control do +-6 … 10 dB.
Następnie zastosowały swoje Innowacje:
-Podwójną regulacje Bass - Treble z 4 potencjometrami !
-Przełączane częstotliwości odcięcia Bass - Treble
-Tone Control o małych przesunięciach fazy
-Przycisk Direct powodujący ominięcie układu Tone Control
Gdy funkcje przełączania sygnałów realizowane są zdalnie pilotem konieczne było czasem przy najwyższej jakości  użycie miniaturowych przekaźniczków ze złoconymi stykami.  

 Natomiast w układzie fizjologicznej regulacji głośności Loudness zastosowano dodatkowy potencjometr regulujący głębokość tej korekcji.

Sprawa regulacji fizjologicznej jest złożona.
Może ona działać poprawnie tylko przy właściwym poziomie sygnału wejściowego  w stosunku do nominalnego. Gdy sygnał jest za duży ( to najczęstszy przypadek ) niepotrzebnie podniesie nam ona basy i uczyni głos nieprzyjemnym w odbiorze. Gdy sygnał jest za mały, podniesienie niskich tonów jest za małe.
Przy małych częstotliwościach spadek czułości ucha przy małych sygnałach jest szybszy niż 6 db /oct jaki maksymalnie jest w typowej regulacji Loudness.
Ewolucja sprawiła że ucho nie zużyte najlepiej analizuje sygnał mowy przy poziomie około 60 dB. Zarówno przy poziomie mniejszym jak i większym zrozumiałość mowy spada. Natomiast najlepszy odbiór muzyku jest przy wyższym poziomie dźwięku. Zarówno w przypadku mowy jak i muzyki zakłócenia otoczenia podnoszą wymagany poziom audycji. 
 
W PROPONOWANYM  i sprawdzonym zintegrowanym układzie Loudness / Tone Control:
-Tylko dla zestawów przenoszących faktycznie niskie częstotliwości.
Dla zwiększenia szybkości narastania wzmocnienia przy malejących, niskich częstotliwościach ( i małych sygnałach ) w dolne wyprowadzenie potencjometru Loudness zwykle dołączone do GND dano kondensator Cb. Jest on zwierany dla dezaktywacji funkcji. Wielkość pojemności tego kondensatora optymalizujemy dla szczytowego poziomu odbioru około 60 dB przy częstotliwości ca 40 Hz. Ponieważ kondensator foliowy wymaganej pojemności jest duży i drogi można i należy  tu zastosować kondensatory elektrolityczne. Ponieważ pracują przy bardzo małym napięciu zmiennym wnoszone zniekształcenia nieliniowe są z pewnością niemierzalne.
Mankamentem tego rozwiązania jest to że przy ustawionej głośności Loudness na Zero napięcie zmienne ( DC jest zerowe) z tego kondensatora jest podane do wzmacniacza i w głośniku w cichym pomieszczeniu cicho słychać bardzo niskie bum, bum z sygnału.
Oprócz dezaktywacji wartość pojemności może tez być przełączana ( Cb1, Cb2 – b jak bass ) tak jak to w Tone Control czynią koncerny Japonii.  Subiektywna ocena tej funkcjonalności jest bardzo dobra.
Zatem niskie basy są podnoszone tylko gdy to jest potrzebne i nie ma szansy szybkiego zużycia głośnika niskotonowego. Przy normalnym słuchaniu mocno mogą być podniesione najmniejsze częstotliwości i muzyka brzmi znakomicie nawet przy poziomie ca 60 dB. Głos nie jest przy tym nieprzyjemnie buczący.

-Zastosowano regulacje Treble z biernej „Tone Control” Baxandall-a  ( czyli potencjometr charakterystyki C z dwoma kondensatorami Ct1 i Ct2, t od treble ) z której wyjście dano do odczepu potencjometru Loudness. Regulacja Treble działa  zatem w pełni tylko do poziomu sygnału z odczepu potencjometru a przy ustawieniu potencjometru Volume ( z funkcją Loudness ) ma Max w ogóle nie działa. I przecież dokładnie o to chodzi w kontekście korygowanie wad przekazu i nieprzeciążania głośnika wysokotonowego.
Wartość górnej pojemności Ct1 od Treble także może być przełączna tak jak to w Tone Control czynią koncerny Japonii.

-Zastosowano tylko podnoszącą regulacje Bass. W typowym szeregowym dwójniku ( l jak Loudness )  RlCl od odczepu Loudness do GND dodano do kondensatora Cl równolegle potencjometr  regulacji Bass. Podnoszenie basów w pełni tylko do poziomu sygnału z odczepu a przy ustawieniu potencjometru ma Max w ogóle przestaje działać. I przecież dokładnie o to chodzi w kontekście korygowanie wad przekazu i nieprzeciążania głośnika niskotonowego.
Wszystkie potencjometry mają charakterystykę C.
Dla uzyskania pożądanej głębokości regulacji Bass wzmacniacz mocy za potencjometrem musi mieć dużą impedancje wejściową i w tym celu na jego wejściu zastosowano specyficzny „Bootstrap” bez żadnych dodatkowych elementów ! Nietypową Transmitancje i impedancje wejściową takiego darmowego „filtru” górnoprzepustowego przeanalizowano w innym miejscu.  
Subiektywna ocena tej funkcjonalności jest bardzo dobra. Wartość pojemności Bass także może być przełączna tak jak to w Tone Control czynią koncerny Japonii.
Optymalne wartości  pojemności Cb i Cl ( stałe czasowe z nimi ) zależą od dolnego krańca poprawnie przenoszonych przez głośniki basów.
-Zwierany szeregowy kondensator Cv ( Vibration ) na wejściu to prosty  filtr dolnoprzepustowy zapobiegający wzbudzania się systemu z gramofonem poruszanym głośnikami.
Gdy system ma zdalne sterowanie jednocześnie kluczami ma być rozwarty Cv i zwarte Cb i Cl.  
-Oprócz regulacji głośności Volume - Loudness możliwa jest też niepokazana dodatkowa dla każdego wejścia – urządzenia regulacja poziomu Adj osłabiająca sygnał do -12 dB tak aby za silny sygnał wejściowy stłumić do normalnego poziomu co pozwala optymalnie i wygodnie pracować regulacji Loudness - Tone Control. Możliwe są tez dwa przełączniki osłabiające sygnał po -6 dB czyli maksymalnie 12 dB.
Indywidualne dla wejść potencjometry i przełączniki mogą być umieszczone na płycie tylnej wzmacniacza przy gniazdach.
 
Przy funkcjonalnych logarytmicznych wskaźnikach pokazujących ( mierniki wskazówkowe na czole wzmacniacza lub wyświetlacz „paskowe” fluorescencyjne lub pasek diod LED )  poziom sygnału akustycznego w granicach 30-110 dB, normalny akustyczny poziom 70 dB winien wystąpić przy ustawieniu potencjometru Volume - Loudness przed połową co korygujemy właśnie przyrządami Adj.

Oczywiście funkcje  Volume - Loudness – Tone Control  mogą być dezaktywowane przełącznikami mechanicznymi lub kluczami elektronicznymi przez mikrokontroler odbierający sygnały z pilota zdalnego sterowania. Dość złożony ( gdy wymagana jest dokładność, pasmo i małe zniekształcenia nieliniowe THD ) temat sygnałowych kluczy elektronicznych wyczerpująco omówiono w innym miejscu.
-Przełącznik równoległy do Cb wyłącza podniesienie super basów. Można tu użyć inversyjnie włączonego tranzystora bipolarnego.
-Przełącznik równoległy do Cl ( czyli potencjometru Bass ) wyłącza regulacje basów. Można tu użyć inversyjnie włączonego tranzystora bipolarnego.
-Przełącznik na wyjściu potencjometru Treble wyłącza regulacje tych tonów. Miejsce operacji jest trudne a wręcz krytyczne ale można zastosować rozwiązanie niekrytyczne ale z większą ilością tanich elementów.
-Przełącznik zwiera wejściowy kondensator Cv filtru antywibracyjnego dla gramofonu. Można tu użyć inversyjnie włączonego tranzystora bipolarnego ale tylko gdy sygnał wejściowy jest z bufora do którego może bezzakłóceniowo wpływać prąd bazy klucza. 

Funkcjonalności te można też łatwo wykonać programowo na procesorze DSP tak jak uczyniło to już ITT. 
Korekcja poziomu Adj może być przypisana do wybieranego wejścia sygnału tak aby głośność była niezależna od źródła sygnału. Korekcja ta winna być automatyczna !
Wraz z postępem standaryzacji winna ona być zbędna czyli sens jest stosowania jest dyskusyjny.

poniedziałek, 22 sierpnia 2022

Syrena elektroniczna (1976)

 Syrena elektroniczna (1976)

  Elektromechaniczne syreny używane są do powiadamiania ludności miast o stanach alarmowych. Natężenie emitowanego dźwięku w odległości 1m dochodzi do  130 dB. To dużo ale niewiele przy ryku silnika odrzutowego lub rakiety.
Słabsze syreny mają wozy pogotowia ratunkowego, strażackie, milicji i innych służb.

Alarm w bloku mieszkalnym może był wywołany – systemem Domofonu zintegrowanym z Alarmami  ( przycisk Napad ), czujnikiem włamania, sensorem gazu, czujką  pożarową ( zwłaszcza dymową), windą w stanie niebezpiecznej awarii.
 
 Największy zasięg do eksperymentalnego ustalenia (szybkość modulacji i zakresy częstotliwości) musi uwzględniać cechy słuchu ( krzywe głośności ), psychologie odbioru sygnałów, maskujący hałas postronny, tłumienie powietrza, własności głośników.
Literatura nie podaje jakiego rodzaju sygnały są najlepiej zauważalne przez zmysł słuchu.  
Najważniejszym zmysłem człowieka jest oko. Przykładowo ono najczulej rejestruje zmiany poziomu oświetlenia czyli mruganie światła z częstotliwością około 8 Hz.
Okazuje się że repertuar „głośnych” sygnałów alarmowych jest bardzo szeroki.
Do testu syreny użyto głośników Tonsil – GD12/5, 4 Ohm i głośnika tubowego także mocy 5 W z transformatorem, który albo jest pomijany albo jego uzwojenie wtórne służy jako dławik w rozwiązaniu C.

 Układ elektroniczny syreny składa się z dwóch generatorów które mogą być manipulowane ( dla różnych sygnałów akustycznych i zablokowania ) „logicznymi” sygnałami zewnętrznymi. Powolny generator zmienia częstotliwość drugiego akustycznego generatora, sygnał quasi - prostokątny z którego podano alternatywnie do:
A.Scalonego wzmacniacza w najprostszej konfiguracji z głośnikiem przyłączonym do zasilania Vc i bez filtracji zasilania. Jest troszkę przesterowany symetrycznym sygnałem prostokątnym. Zaletą jest możliwość odtwarzania mowy i każdego sygnału.
B.Poprzez wtórnik emiterowy do Bazy tranzystora – klucza . W kolektorze umieszczono głośnik dołączony do Vc a do EC tranzystora dano kondensator  aby ograniczyć przepięcia i zwiększyć głośność. Składowa stała niestety wysuwa cewkę z pola magnetycznego  magnesu co jest połączone z niewielką utratą efektywności. Efekt ten jest niesymetryczny i biegunowość załączenia głośnika ma znaczenie. Lepsze jest wypełnienie sygnału prostokątnego mniejsze od 50%.  Pobór prądu ( także wysunięcie cewki ) spada wraz z częstotliwością ( nie powinna być za mała ) co spowodowane jest przez indukcyjność głośnika.
C.Poprzez wtórnik emiterowy do Bazy tranzystora – klucza. W kolektorze umieszczono głośnik równoległy z dławikiem ( to uzwojenie wtórne transformatora głośnika tubowego ) dołączone do Vc a do EC tranzystora dano kondensator  aby ograniczyć przepięcia i zwiększyć głośność. Pobór prądu  spada wraz z częstotliwością co spowodowane jest przez indukcyjność głośnika z dławikiem .

Zdecydowanie najgłośniejsze jest rozwiązanie C i oba głośniki już przy zasilaniu napięciem 12 Vdc wydają się  przeciążone.
Najcichsze jest rozwiązanie B ale o dziwo wiele nie ustępuje rozwiązaniu A.
Przy umieszczeniu głośnika GD 12/5 ( efektywność 94 dB ) w otwartym oknie mieszkania na 3 piętrze długiego bloku przy uczęszczanej alei w porze ruchu optymalny sygnał rozwiązania A jest słyszalny z odległości 150 m co jest wynikiem znacznie lepszym niż oczekiwano. Z oczywistych powodów nie testowano w taki sposób głośnika tubowego o efektywności 105 dB ponieważ z pewnością spowodowałoby to interwencje.

 Głośniki tubowe służą jako megafony, także przenośne. Kształt charakterystyki częstotliwościowej mikrofonu, głośnika  i ( trochę momentami przesterowanego ) wzmacniacza ma znaczny wpływ na osiąganą głośność i zrozumiałość mowy.
 Podając sygnał mowy z audycji radiowej do wzmacniacza poprzez filtr górnoprzepustowy RC ( R to potencjometr ) stwierdzamy że największa ( subiektywna) głośność jest przy częstotliwości tego filtru powyżej 1.5 KHz (!), szczególnie z głośnikiem tubowym, zwłaszcza przy niewielkim przesterowaniu wzmacniacza.
Wzmacniacz do mowy musi być jednak mocniejszy niż obecny.
W czasie eksperymentów konieczne jest użycie zatyczek do uszu.  
Sygnał głosowy dla głośnika może pochodzić z domofonu po naciśnięciu przycisku ( jednorazowego przycisku , po naciśnięciu jest do wymiany ) Napad. Z braku sygnału mowy napadniętego podany jest sygnał Syreny.
Sygnał mowy może pochodzić z mikrofonu windy w stanie stwierdzonej awarii.
Sygnał głosowy dla głośnika może pochodzić z linii telefonicznej ( obrona cywilna ) normalnie używanej przez abonenta. Gdy abonent nie odbierze wywołania, urządzenie po 5 dzwonku obciąży linie telefoniczną ( odbierze połączenie ) i jeśli pojawi się tam pełny sygnał pilota 3 KHz ( szansa że pojawi się taki sygnał w czasie rozmowy jest zerowa ) wzmocni na głośnik sygnał z linii. Rozłączy się po zaniku transmitowanego sygnału mowy.
Równie dobrze może to być sygnał z odbiornika AM lub FM z takim chwilowym pilotem 3 (10) KHz.  
Temat źródła sygnałów tylko zasygnalizowano.

Oczywiście miejsce zamocowania obudowanego głośnika syreny / megafonu  zależy od przeznaczenia systemu i adresatów.

Patent (1982) : Optymalizacja Zwrotnicy i jej automatyzacja.

 Patent (1982) : Optymalizacja Zwrotnicy i jej automatyzacja.

 Filtry LC dostarczały selektywności w urządzeniach radiowych i w systemach telefonii nośnej. Aż do opracowania nowoczesnych metod syntezy przez Sydneya Darlingtona ( oczywiście z Bell Laboratories ) stosowano bardzo niedoskonałe metody przybliżonej syntezy filtrów LC algorytmami m i k stworzonymi zresztą tez u Bella.
Darlington podzielił zadanie na aproksymacje matematyczną ( była już dawno wykonana ) i na realizacje tej aproxymacji konkretnym układem fizycznym.
W zastosowaniach kolorowej telewizji TVC o wiele lepsze filtry z falą powierzchniową SAW wyparły skomplikowane filtry LC. W odbiornikach UKF FM filtry ceramiczne wyparły filtry LC.
W TVC i radiofonii FM istotna jest nie tylko selektywność filtru  ale też charakterystyka fazowa !
Nieliniowa faza filtru IF w TVC powoduje prześwity kolorów i zniekształcenia kolorów. Filtry IF LC miały korektory fazy i były bardzo rozbudowane. Wybawieniem są filtry SAW
W radiofonii FM nieliniowa faza filtru IF daje zniekształcenia nieliniowe rosnące z częstotliwością.
Niestety w dziedzinie zwrotnic głośnikowych ( też są to tradycyjnie filtry LC ) jesteśmy na etapie prymitywizmu m i k oraz różnych magicznych zaklęć.
Dla kolumny głośnikowej najważniejsza jest amplitudowa charakterystyka częstotliwościowa ale ostatnie badania wskazują ze jednak charakterystyka fazowa ma wpływ na percepcje dźwięku.
Prezentowane są nawet odpowiedzi czasowe optymalizowanych kolumn na sygnał prostokątny ! Odpowiedzi te często są po prostu paskudne.
Tradycyjnie zwrotnica wbudowana w kolumnę głośnikową jest specyficznym filtrem LC. W kolumnach aktywnych ( ze wzmacniaczami ) użyte są aktywne filtry RC.
W 1982 roku japoński NEC wypuścił pierwszy w świecie procesor sygnałowy DSP. Jednocześnie ITT w zestawie układów do cyfrowego odbiornika TVC dał procesor DSP dźwięku z przetwornikami ADC i DAC. Zastosowanie procesora DSP z odpowiednim programem jako wyrafinowanego filtru w zwrotnicy otwiera drogę do wyżyłowanych parametrów doskonałych kolumn aktywnych.   
 
 Głośnik jest zdecydowanie najsłabszym elementem toru elektroakustycznego. Już przed wojną w kinowych zestawach głośnikowych dobrej jakości w USA zastosowano podział pasma sygnału akustycznego zwrotnicami LC dla głośników nisko, średnio i wysokotonowych.

Transmitancja filtru dolnoprzepustowego II rzędu jest zdefiniowana przez pulsacje Wo ( jej sens wyjaśniono dalej ) i dobroć Q. Na wykresie pokazano charakterystykę częstotliwościową filtru dolnoprzepustowego o dobrociach od 0.5 do 2.5 dla zakresu W/Wo od 0.1 do 5.  Pokazano asymptotyczną charakterystykę amplitudową.
Dla Q>0.5 bieguny są zespolone i odpowiedź czasowa przestaje być monotoniczna.  Dla Q=0.707... charakterystyka jest maksymalnie płaska i przy rosnącym Q przestaje być monotoniczna i występuje ekstremum. Wzory na częstotliwość i wielkość tego ekstremum są znane. W aproxymacji filtrów ważny jest spadek charakterystyki poniżej -3 dB. Dla ( zawsze Wo=1)  dobroci Q=0.5 spadek o 3 dB mamy przy W circa 0.61 a dla Q=2.5 przy ca 1.6. Jak widać Q bardzo mocno wpływa na stosunek F-3dB do Wo.
Asymptotycznie charakterystyka ta opada z nachyleniem 12 dB /Octavę ale przy małych Q początkowo to opadanie jest o wiele słabsze.
Po transformacji otrzymujemy z filtru dolnoprzepustowego filtr środkowoprzepustowy i dolnoprzepustowy.

Dla filtrów o tym samym Wo i Q słuszne są tożsamości:
I rzędu:   1= LP(s) + HP(s)
II rzędu:  1= LP(s) + BP(s) + HP(s)
                Notch = LP(s) + HP(s)
III rzędu: 1= LP(s) + BP1(s) + BP2(s) + HP(s)
W zwrotnicy – filtrze I rzędu z reguły wykorzystuje się spadek charakterystyki głośnika LP ( nie stosuje się szeregowej indukcyjności ) a w szereg z głośnikiem HP dany jest kondensator.
Rodzi się pytanie – Jak działa zwrotnica II rzędu bez toru średniotonowego BP skoro suma LP(s) + HP(s) daje filtr środkowozaporowy?
Tylko dla dobroci filtru Q=0.707.. zachodzi tożsamość: 1 =  | LP(s) – HP(s) | Czyli głośnik wysokotonowy ma mieć odwróconą polaryzacje w stosunku do niskotonowego. Zachodzi też w pasmie przejściowym dość ostra zmiana fazy sygnału między głośnikami. Może i stąd pochodzi opinia że rozwiązanie to jest nadzwyczaj marne.
W filtrze II rzędu wyjście BP to całka z HP (we właściwej skali ) a wyjście LP to całka z BP. Pamiętać  należy o tym ( faza sygnału z filtru KHN ) że wzmacniacz operacyjny z elementami RC to odwracający integrator !
W filtrze II rzędu przy określonej częstotliwości Wo szerokość pasma filtru BP na poziomie – 3 db rośnie wraz z maleniem dobroci Q. Wraz z maleniem Q spada też selektywność filtrów LP i BP.
Asymptotycznie poza pasmem filtry LP i HP mają spadek 12 dB / oct ale filtr BP tylko 6 dB / oct.

Zadanie do wykonania dla zwrotnicy jest skomplikowane bowiem trzeba wziąć pod uwagę charakterystyki amplitudowe i fazowe emisyjne głośników. Głośniki mają też zmienną w funkcji częstotliwości impedancje. 
Typowy głośnik wysokotonowy „8 Ohm”ma oporność DC około 6.5 OHm i indukcyjność 100 uH.
Typowy głośnik niskokotonowy „8 Ohm”ma oporność DC około 6.5 OHm i indukcyjność 1 mH.
Na schemacie pokazano ( wartości LC dla wersji 8 Ohm ) trójdrożną zwrotnicę II rzędu firmy Philips o deklarowanych częstotliwościach podziału 600 i 5000 Hz. Dla głośnika LP dano tylko indukcyjność L1=2.1 mH ( bez kondensatora ) bowiem charakterystyka emisyjna samego głośnika spada wystarczająco szybko.
Z wartości elementów L2=0.35 mH, C1=24  uF wynika że dla toru BP Wo=1.73 KHz a Q=0.48.
Z wartości elementów L3=0.5   mH, C2=3.3 uF wynika że dla toru HP Wo=3.91 KHz a Q=0.65.
W rzeczywistości dobroć Q toru BP jest troszkę większa a częstotliwość trochę mniejsza z powodu indukcyjności cewki głośnika szeregowej z indukcyjnością zwrotnicy.
Wydaje się to trochę dziwne ( szczególnie częstotliwość Wo toru BP  Teoretycznie Wo i Q dla wszystkich torów LP, BP i HP mają być takie same) ale takie są własności ( matematyczne ! ) tych trzech filtrów LP, BP i HP. Niniejszy papier nie jest poświęcony podstawom filtracji i w razie braków w wiedzy należy jest uzupełnić literaturą podstawową.
Filtry nie są selektywne co jest zaletą tego rozwiązania bowiem nie zachodzi gwałtowna zmiana miejsca emisji sygnału ze zmianą częstotliwości. W ocenach subiektywnych rozwiązania takie otrzymują bardzo dobre notowania. Mankamentem jest obciążenie  głośnika średniotonowego cząstką sygnałów o małej częstotliwości i mniej wysokotonowego sygnałami o średniej częstotliwości.  Na rysunku pokazano ich charakterystyki częstotliwościowe przecinające się (nieortodoksyjnie ) przy circa -4.5 dB. 

Zwrotnica głośnikowa LC zbudowana jest z reguły z kondensatorów foliowych i cewek powietrznych.
Pomiar charakterystyki częstotliwościowej ( ale też od niedawna  odpowiedzi czasowej ) kolumny głośnikowej z tworzoną zwrotnicą LC odbywa się w komorze bezechowej. Trzeba użyć dekad pojemnościowych i indukcyjnych. Są one generalnie drogie. O ile dekady pojemnościowe znoszą napięcia występujące w tym przypadku to typowe dekady indukcyjności z indukcyjnościami sporządzonymi na kubkach ferrytowych ( uzwojenie na jednym kubku ma odczepy dające indukcyjności 1,2,3,4,5,6,7,8,9 ) ze szczelinami i rdzeniach permalojowych ze szczelinami powietrznymi. Dekady te nie znoszą  prądów występujących w takim zastosowaniu. Są specjalne dekady L znoszące oczekiwane tu prądy ale są one bardzo, paranoicznie drogie.

Na rysunku pokazano zmienne stanu  filtru II rzędu.

Wprost wynika z niego filtr Kerwina – Huelsmana – Newcomba KHN. Jego realizacyjną wadą jest użycie aż trzech wzmacniaczy operacyjnych i stąd w zadaniach filtracji antyaliansingowych nie jest stosowany.  Zaletami jego są bardzo niskie wrażliwości, niezależność regulacji Wo i Q oraz trzy wyjścia filtrów HP, BP i LP o dokładnie o tych samych Wo i Q oraz to że prawe końcówki rezystorów R są na poziomie GND (Virtual GND) co znakomicie upraszcza sprawy w systemach pomiarowych gdzie R czyli Wo trzeba przestrajać napięciem stałym lub cyfrowo przetwornikiem DAC. Q zmieniane jest rezystorem R3. Ponieważ regulacja ta jednocześnie zmienia wzmocnienie co jest niepożądane sygnał wejściowy ( ze źródła o małej impedancji ) podaje się poprzez opornik do ujemnego wejścia lewego wzmacniacza sumującego. 
Za takim filtrem dano ( za potencjometrami PR do korekcji efektywności głośników)  proste wzmacniacze mocy sterujące głośniki LP, BP i HP w kolumnie głośnikowej. Dwa rezystory R zmieniające Wo to potencjometr stereofoniczny. Dla polepszenia współbieżności regulacji dano rezystor w szereg z potencjometrem który ma mniejszą rezystancje przy nastawieniu malej rezystancji i równoległy opornik do potencjometru który ma większa rezystancje przy nastawieniu dużej rezystancji. Po dobraniu kondensatorów C zsumowany dokładnymi rezystorami sygnał LP+BP+HP nie zmienia się w zakresie w zakresie częstotliwości  100 Hz – 10 KHz więcej niż o 1 % ( to jest błąd ) co jest rezultatem znakomitym. Sygnał prostokątny  nie jest zniekształcony. W przypadku trzech niezależnych filtrów LP, BP i HP błąd ten może być rzędu 20% a sygnał prostokątny jest koszmarnie zniekształcony.  Konfiguracja filtru jest trochę inna niż pokazana aby regulacja dobroci Q nie zmieniała wzmocnienia. Można użyć wzmacniaczy operacyjnych Tesla MAA502 ( = uA709, tanio sprzedaje je Bomis )  lub sporządzić prymitywne na trzech tranzystorach ( para różnicowa plus stopień wyjściowy, grupy wzmocnienia C  ) każdy.  
Autor nie posiada komory bezechowej.
-W pierwszym eksperymencie użyto tylko torów LP i HP oczywiście z odwrócona biegunowością głośnika HP. Brzmienie jest zdecydowanie najlepsze przy Q circa 0.7. Wo taka jaką zastosowano w dwudrożnej kolumnie głośnikowej gwarantuje pracę głośnika HP bez zniekształceń przy dużych mocach. Natomiast przy małych mocach lepsze brzmienie jest przy mniejszej Wo. Od razu widać nieoptymalność tego zestawu głośników. „Z pustego i Salomon nie naleje” Ten zestaw głośników nie nadaje się do dobrej jakości kolumny głośnikowej.
-W drugim eksperymencie użyto krajowej kolumny trójdrożnej znów z pominięciem jej zwrotnicy. Po dobraniu optymalnych Wo i Q i wzmocnień brzmienie tego jest nieporównanie lepsze od tego co zapewnia zwrotnica LC w kolumnie.  

Na dwóch układach ICL8038 wykonano prosty „akustyczny wobuloskop”. Powolny symetryczny sygnał trójkątny z pierwszego generatora przestraja ( granice częstotliwości ustalane są dwoma potencjometrami , układ pośredniczący daje przestrajanie eksponencjalne ) drugi generator akustyczny z którego wzięto sygnał sinusoidalny.
Przestrajający powolny symetryczny sygnał trójkątny pozwala ustalić różnice jaka jest przy zmianie częstotliwości w górę i w dół. Różnice te są powodowane także sygnałami odbitymi.  Im wolniejsza jest wobulacja tym mniejsza jest ta różnica co łatwo pozwala ustalić największą szybkość wobulacji.
Wyprostowany sygnał z mikrofonu z wobulacji można obserwować miernikiem wskazówkowym, oscyloskopem z lampą z długą poświatą i zapisać na papierze rejestratorem.
Bez komory bezechowej sens ma tylko ustawienie mikrofonu pomiarowego ( pojemnościowego ) blisko głośnika średnio lub wysokotonowego na jego osi aby odbierana była bezpośrednia fala emitowana z minimalnych wpływem fal odbitych.

 W zachodnim źródle podano że człowiek w komorze bezechowej z systemem pomiarowym  operujący dekadami L,C i R potrzebuje na optymalizacje zwrotnicy zestawu trzydrożnego trzech tygodni czasu ! Głośników nie można używać z dużym poziomem mocy bo w tym czasie się zużywają i zmieni się im charakterystyka ! To może się wydać Science Fiction tylko komuś kto nie zetknął się z optymalizacją.
 Czy dysponując komorą bezechowa można zautomatyzować wybór Wo i Q oraz korekcji efektywności głośników ?
-Jako zmienne rezystory R dajemy parę zlinearyzowanych rezystorami tranzystorów JFet ( 2N3819 z Bomisu to w przybliżeniu BF245 ). Bardzo prosty układ może być użyty z racji zerowego napięcia na wejściu ujemnym wzmacniaczy operacyjnych czyli Virtual Ground. Przestrajające napięcie stałe DC dla bramek JFetów pochodzi z integratora. Doprowadzając prąd  do wejścia tego integratora zmienia się Rdson obu tranzystorów czyli przestraja się Wo filtru ! W roli zmiennych rezystorów znacznie lepsze są jednak tranzystory P – JFet jak  radziecka seria KP.  Sprawdzono działanie takiego przestrajanego napięciem stałym filtru. Jest bez zarzutu ale napięcie na wyjściach wzmacniaczy musi być niewielkie aby JFety pracowały liniowo.
Zlinearyzowany tranzystor JFet jako kontrolowany napięciem opornik ma najlepsze własności przy średnich ( w stronę małych) rezystancjach co rzutuje na pojemność kondensatorów C. JFetowi jako sterowanemu opornikowi bardzo dużo brakuje do ideału.  
-Regulacja Q zmianą napięcia DC zlinearyzowaną rezystancją Rdson JFeta wymaga dodania jednego OPA aby uzyskać Virtual Ground.
-Podczas kolejnego skanu - wobulacji podaje się ( to tylko spekulacja, nie ma komory bezechowej i nic nie można zrobić bez niej ) do integratora błędu różnicę między już ustaloną wartością średnia a mierzonymi sygnałami. Poprzedni pomiar jest zapamiętany w kondensatorze układu S-H.  
-Wzmocnienie toru głośnika o najmniejszej efektywności ( z reguły niskotonowy ) jest ustawione ma maksimum czyli 1.
-Układ logiczny ( nie wykonano ) może realizować algorytm poszukiwani ekstremum ( jakości – płaskości charakterystyki ) Gaussa. Algorytm ten jest jednak słabo zbieżny. Zastosowanie lepszych algorytmów wymaga użycia komputera z przetwornikami DAC i ADC i I/O binarnym.

Aktywny filtr KHN nie jest jedynym który można zastosować do optymalizacji.
Gdy chcemy trochę zmniejszyć moc sygnałów dla głośników średniotonowego i wysokotonowego ( czyli  uzyskać kolumnę o większej mocy z tymi samymi głośnikami ) trzeba zastosować „ostrzejsze” filtry co jednak może mieć negatywny efekt w jakości a zwłaszcza w odpowiedzi czasowej.

Filtr aktywny KHN przestrajany potencjometrem przez człowieka lub elektronicznie systemem automatycznym jest niesamowicie wprost wygodny i efektywny.
Ale głośniki mają w interesującym nas zakresie częstotliwości szeregową indukcyjność która oczywiście musi być wzięta pod uwagę. 
-W przypadku głośnika średniotonowego z podanym schematem zwrotnicy należy indukcyjność projektowej cewki szeregowego dwójnika LC zmniejszyć o indukcyjność cewki głośnika jako że połączone są szeregowo.
-W przypadku głośnika wysokotonowego ( przykładowy  8 Ohm, szeregowa 100 uH  i dla DC 6.5 Ohm ) w pobliżu częstotliwości podziału należy stransformować szeregowy dwójnik RL czyli głośnik  na dwójnik równoległy RL i ten użyć do obliczenia parametrów filtru LC absorbując L z równoważnego równoległego dwójnika 
-Najtrudniejsza jest sytuacja z głośnikiem niskotonowym 8 Ohm o indukcyjności circa 1 mH, którego Z wzrasta do nawet 100 Ohm przy 20 kHz. Stosując ortodoksyjny filtr LP LC równolegle do głośnika dajemy szeregowy dwójnik RC który połączony z dwójnikiem głośnika RL daje z punktu widzenia zwrotnicy czystą rezystancje.
Stosowanie filtru LC i korekcyjnego dwójnika RC w torze niskotonowym LP jest z reguły niecelowe ponieważ z samym L rezultat jest z reguły lepszy jako że charakterystyka głośnika szybko opada ze wzrostem częstotliwości.

 Po obliczeniu wartości elementów LC zwrotnicy i jej zbudowaniu zdejmujemy charakterystyki częstotliwościowe trzech filtrów zwrotnicy dla głośników i sprawdzamy czy są takie same jak w optymalnie ustawionym filtrze KHN.

Zwrotnica LC ma znacznie więcej stopni swobody niż opisany filtr co może mieć znaczenie gdy chcemy aby częstotliwości podziału par głośników ( każdy ma własną ) były odrobinę różne i z różnymi Q – dla pokrycia nieidealności głośników! Czy jest możliwa symulacja takiej zwrotnicy bez użycia kłopotliwych dekad L,C i R. Oczywiście ! Na rysunku pokazano układy symulujące L i C we wzmacniaczach mocy - filtrach niby LC  sterujących głośniki.
Mankamentem jest to że tu nie można wprost użyć zmienianej napięciem stałym oporności Rdson JFetów ponieważ napięcia zmienne na regulowanych Rdson są za duże a jedna strona „Rezystora” nie jest na poziomie Virtual GND.

W optymalizacji ilość wyliczeń funkcji celu rośnie wraz z ilością zmiennych funkcji. Przy tak dużej ilości L i C ( oraz tłumienie rezystorami ) automatyzacja poszukiwań musi być zaawansowana. 

Wspomniana idea filtru drugiego rzędu  o Q=0.707.. tylko z torami LP i HP ( bez BP ) z odwróconą faza HP jest kolejno dwukrotnie użyta w pokazanym filtrze o większej selektywności, szczególnie dla toru BP.  Niech głośnik niskotonowy ma biegunowość „+”. Głośnik średniotonowy ma biegunowość „-” a wysokotonowy znów „+”
Rynek światowy wysoko ceni towary wysokiej jakości. Licencja Pioneer na głośniki dla Tonsil w dacie zakupu była dobra ale głośniki wymagają już poważnej modernizacji. Oczywiście kolumna głośnikowa z nimi musi mieć współczesną estetykę no i wysoką jakość czyli też odpowiednią zwrotnice. Drewna na obudowy kolumn jest w Polsce dostatek.

Sygnały akustyczne mają dość duży współczynnik szczytu Crest Factor. Mimo umiarkowanej mocy wzmacniaczy w układzie  jest on wystarczająco głośny a to dlatego że przesterowaniu toru LP nie towarzyszą jeszcze zniekształcenia w torach BP i HP. To plus dla rozwiązań kolumn aktywnych.

Przy przesterowaniu wzmacniacza z podniesionymi wysokimi tonami łatwo jest uszkodzić delikatny głośnik wysokotonowy a nawet głośnik średniotonowy. W drogich kolumnach głośnikowych stosowane są w module zwrotnicy bierne i elektroniczne zabezpieczenia z wykonawczym przekaźnikiem bistabilnym. Kolumna zostanie odłączona gdy sygnał pełnej mocy o częstotliwości do 300 Hz trwa ponad 6 sekund a przy przesterowaniu po 1 sekundzie  i natychmiast przy wyższych częstotliwościach.
Na wejściu  zwrotnicy HP można szeregowo dać ochronną żarówkę samochodową.  Dla ośmioomowego głośnika wysokotonowego w zestawie 250 W, z  L=0.5 mH, C=3.3 uF dano żarówkę 21 W – 12W. Zimna żarówka ma oporność około 12 razy mniejszą niż w pełni świecąca i nie wprowadza zniekształceń dźwięku. Przy przesterowaniu toru średnio i wysokotonowego żarówka zaświeci co oznacza niebezpieczeństwo dla głośników. Przepalona żarówka ochroni tylko głośnik wysokotonowy. Może być ona umieszczona na froncie kolumny. 

Indukcyjności L w zwrotnicy angażują o wiele więcej miedzi niż cewki głośników.
Dla ekonomii należy stosować Optymalny kształt indukcyjności co nie zawsze jest przestrzegane. Najcięższa jest indukcyjność dla głośnika niskotonowego.  Gdy głośnik średniotonowy ma za dużą efektywność to dajemy cieńszy drut na L jego filtru a nie rezystory uzyskując podwójną korzyść.
Użycie za cienkiego drutu na L filtru dla głośnika wysokotonowego powoduje słabe tłumienie mniejszych częstotliwości co daje przeciążenie głośnika.

 Do testu trwałości głośników stosuje się szum różowy o podobnym spektrum mocy jak realne sygnały akustyczne.  Jego energia w każdej dekadzie lub oktawie częstotliwości jest taka sama.  Stąd energia docierająca do głośnika średniotonowego jest znacznie mniejsza niż do niskotonowego a zupełnie mała dociera do delikatnego głośnika wysokotonowego.

niedziela, 21 sierpnia 2022

Selekcja negatywna wsrod agentur

 Selekcja negatywna wsrod agentur

 Opublikowano kolejne e-maile, pochodzące ze zhakowanej skrzynki ministra Michała Dworczyka. Z ujawnionej korespondencji wynika, że szef KPRM w wiadomości do premiera Morawieckiego ostro skrytykował ministra infrastruktury Andrzeja Adamczyka. "Takiej tępoty, połączonej z niekompetencją, bezinteresownym szkodnictwem lub zawiścią, zakłamaniem i zwykłym łajdactwem dawno nie widziałem. Jeżeli polityka ma wyglądać tak, że ludzie wyłącznie ze względu na małostkowość, dla własnej ambicji itp. narażają państwo na miliardowe straty i w taki sposób decydują o sprawach strategicznych z punktu widzenia kraju, to oznacza, że nie jesteśmy lepsi od PO".
"Jeżeli premier nie wyda polecenia, że wpis do rozporządzenia ma być dokonany, nic z tego nie będzie. Ani na niedzielę (...), ani wcale" - zakończył swoją wiadomość Dworczyk i dodał "wybaczcie emocje, ale do teraz nie mogę ochłonąć".

Zbrodniarze odpowiedzialni za tragedie Odry powinni zgnić w więzieniu.
Tak się musiało to skończyć, gdy za kierowanie państwem wzięła się banda czeladników piekarskich, perukarzy, grabarzy, niedorobionych magistrów, "studiujących" 10 lat  czy po prostu wtórnych analfabetów bez żadnych kwalifikacji. A rządzi Polską ogarnięty żądzą władzy paranoik z demencją. Głupota, prostactwo, chamstwo, bezmyślność, nieuctwo  to ich cechy.
Gdy jest katastrofa i są szkody, to wszystkie drogi prowadzą prosto do kaczystów.

Na pałac rosyjskiego kupca Skworcowa jest 2,5 mld złotych.
Ile można za to wybudować oczyszczalni ścieków? To najlepiej pokazuje idiotyczne "priorytety" kaczystów. Zabawa w rozkradanie publicznych pieniędzy trwa w najlepsze.

Tak agentura prowadzi politykę zagraniczną !
Prezydent Turcji w drodze na rozmowy we Lwowie wylądował w Rzeszowie.
Całą delegację, z prezydentem Erdoganem na czele, na miejscu przywitał... wicewojewoda podkarpacki Radosław Wiatr.
Podkarpacki urząd przekonuje, że wojewoda Ewa Leniart miała w tym czasie inne ważniejsze obowiązki.
To już nawet nie jest kompromitacja, to jest dywersja sabotaż. W momencie, gdy Turcja jest jednym z głównych graczy, my tracimy okazję do choćby krótkiego spotkania i ostencyjnie obrażamy gości.

Ukraińscy dziennikarze znaleźli w Monako wille deputowanych Rady Najwyższej i należące do miliarderów zacumowane jachty, z pokładu których ich żony przesyłają walczącym i cierpiącym rodakom serduszka poparcia w ukraińskich barwach poprzez Instagram - doniosła Rzeczpospolita

Wieloletni proboszcz miał być patronem ulicy w Poznaniu. IPN: Był zarejestrowany przez SB jako wieloletni Tajny Współpracownik. 

PiS lubi PZPR i SB.

czwartek, 18 sierpnia 2022

Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 58

 Laboratorium zaawansowanej elektroniki i automatyki 58

 System  HIMARS to wielokrotnie mocno zmodernizowana kołowa wersja dla kierowanych rakiet GLMRS ( od 2005 roku ) gąsienicowego zimnowojennego systemu M270 MLRS niekierowanych rakiet M26 ( opracowanie Boeing, produkcja od 1980, dostarczony i gotowy od 1983 roku ) Multiple Launch Rocket System.
Elektronikę obecnych rakiet GMLRS ( dla USA 160 tysięcy dolarów sztuka, głowica bojowa ma ca 23 kg materiału wybuchowego ) zmodernizowano w 2011 roku. Zbudowana jest wokół jednopłytowego komputerka General Electric  PowerXtreme PPC7EP  z procesorem Motoroli MPC7448 PowerPC z zegarem 1 GHZ  w technologii 90 nm. Współcześnie ten tani procesor oferowany jest przez NXP z zegarem do 1.5 GHz.  
System  kontrolny rakiety HG1700 wielkości grejpfruta zawiera odbiornik GPS NavStrike ( stosuje on tajny GPS M-code odporny na zakłócenie przez wroga ), Honeywell Inertial Measurement Unit ( GG1308 - Ring Laser Gyros mierzy rotacje wokół trzech osi a 3 ortogonalne akcelerometry (Honeywell RBA-500 Vibrating Beam Force Transducer Accelerometers ) mierzą przyśpieszenia, rozmiar modułu 0.8 cala  ), płytkę CPU i płytę zasilacza. Waży 4 kg i pobiera <25 W mocy. Dane z odbiornika GPS, Ring Laser Gyros i akcelerometrów są integrowane filtrem Kalmana. Sens integracji danych jest tu oczywisty. Rozprzężone regulatory sterujące lotkami rakiety muszą dla stabilności lotu mieć dość szerokie pasmo. W tej roli najlepszymi sensorami są do zamknięcia pętli regulacji akcelerometry i  Ring Laser Gyros. Gyro ma jednak niemały dryft i celność rakiety byłaby tragiczna przy dalekim celu. Dokładnych ale powolnych i niekompletnych ( do sterowanie trzema osiami rakiety ) danych dostarcza GPS.
Praktycznych zastosowań filtru Kalmana do integracji danych z różnych sensorów jest całkiem sporo i dostępne jest opracowanie autora w temacie. Choć stare jest w części matematycznej całkiem „jare”. Filtr Kalmana to żaden cud. W opracowaniu pokazano że niektóre, proste intuicyjne rozwiązania integracji danych są gorsze niż filtr Kalmana ale naprawdę niewiele gorsze.
Energi systemom rakiety dostarcza termiczna bateria litowa z elektrolitem stałym, która jest nieaktywna i się nie starzeje. Przed startem ( uzbrojenie ) materiał pirotechniczny zmiękcza elektrolit i gorąca bateria szybko dostarcza moc systemowi.


Eksplozja głowicy bojowej inicjowana jest przyłożeniem do paska cienkiej folii napięcia 1250 V z kondensatora co powoduje wybuchowe odparowanie folii co inicjuje drugi stopień zapalnika. Podobny „zapalnik plazmowy” stosowany jest też w głowicach termojądrowych.  „Electronic Safe and Arm Device” wywołuje detonacje przy celu. Jedna FPGA  weryfikuje  komendy z systemu nawigacyjnego a druga FPGA sprawdza sprawność akcelerometru i razie wad systemu głowica bojowa nie jest detonowana.




 Program jest ładowany do HIMARS z Ruggedized Memory Unit. Jest to obudowany wojskowo USB stick 1 Gb. Budowa rakiety jest dość prosta.
Elektronikę oryginalnej wyrzutni  MLRS zbudowano wokół 3 procesorów Z8001 (6 MHz) i procesora  Z80 (2 MHz) co pokazano na rysunku. N.B. Procesory rodziny Z8000 zastosowano także z innych broniach ( także w rakietach ) w USA.

 Przestarzałą elektronikę wyrzutni MLRS zmodernizowano do  Improved Fire Control System (1992). Program sporządzono już w języku Ada. System używał  8 procesorów Intel 486DX - 33 MHz. Ponieważ Intel porzucił ich produkcje i nie udzielał wsparcia w 1997 roku w kolejnej modernizacji zastosowano procesor Motorola PowerPC 603e  MPC8260 ( 200 MHz ) z 16 MB pamięci  Flash  i 32 MB pamięci RAM. Apple, Motorola i IBM stworzyło  rodzinę RISC PowerPC w 1991. Komputer ponad tuzinem interfejsów szeregowych komunikuje się z rakietami a Ethernetem z systemami całej wyrzutni.
Wyrzutnie miały i mają radiostacje do kodowanej komunikacji głosowej i kodowanego przesyłu danych. Ale nawet te ostatnie na tle systemów 5G a nawet wcześniejszych  są niezwykle prymitywne.  
Przedstawione informacje są w zasadzie  jawne i znane od dawna.
N.B.Stosowane w konstrukcji FPGA są z reguły z funkcjonalnego punktu widzenia całkowicie zbędne. Uniemożliwiają one zarówno skopiowanie sprzętu jak i czynią oprogramowanie bezużyteczny. Na FPGA wykonany jest ściśle tajny, prosty koprocesor. Niemniej po analizie programu domyślenie się jakie ma on rozkazy i co ma robię nie jest czasem wcale trudne.
Odpalane przez HIMARS rakiety w pierwszej fazie lotu lecą w bok w stosunku do celu  po to aby nadlatujące nad wroga pociski nie niosły informacji o położeniu wyrzutni HIMARS, które momentalnie ustaliłyby radary artyleryjskie, automatycznie kierujące ogniem kontrbateryjnym.  
W obecnej wojnie na Ukrainie działa holowane z pociskami niekierowanymi są narażone na ogień kontrbateryjny wroga i są mało użyteczne  z tego powodu. Stad działo musi być samobieżne i zmieniać ciągle położenie lub pociski kalibru 155 mm Excalibur z GPS muszą zmieniać tor lotu aby namierzenie radarem artyleryjskim działa było niemożliwe.

Elektronika wojskowa jest obecnie mocno spóźniona za cywilną. Jest też strasznie droga i każdy szanujący się kraj produkuje własną elektronikę.  
Peryferyjny Kapitalizm Zależny, dostępny w Google Books:
„Stopień złożoności urządzeń z procesorami wbudowanymi, inteligencja wbudowana (embeeded) szybko rośnie. Już teraz urządzenia te charakteryzują się znakomita funkcjonalnością, ale pomysłowość ludzka nie zna granic i wbudowana inteligencja będzie się powiększać. Wedle rożnych szacunków w ciągu 10 lat wartość oprogramowania do tych urządzeń będzie stanowić aż 80–90% całego rynku oprogramowania. A jest to rynek rozwijający się. Nokia, mająca bardzo silna pozycje na rynku wysokiej jakości telefonów i smartfonów w przyszłości będzie robić gigantyczne i rentowne interesy. Do klasy urządzeń embeeded nalezą także wszelkie urządzenia wojskowe wyposażone we wbudowane mikroprocesory – mikrokontrolery czy tez komputery. Na początku lat 90 zauważono, ze wojskowa elektronika, w tym komputery, jest niewiarygodnie droga i. . .
kiepska. Wojskowy komputer porównywalny do popularnych wówczas komputerów osobistych PC AT kosztował wówczas blisko 50 tysięcy dolarów, czyli 50 razy więcej niż komputer cywilny. Przy czym komputery wojskowe były znacznie bardziej. . . zawodne. Chociaż twórcom wojskowych norm przyświecała właśnie niezawodność, to wyścig technologiczny, jaki zaczął się na rynku cywilnym doprowadził do ośmieszenia elektroniki wojskowej, chociaż to właśnie tam zaczęto w latach 60. stosować pionierska mikroelektronikę. Od tego czasu w armii USA powszechnie stosuje się cywilny sprzęt, ale przeznaczony do ekstremalnych zastosowań. Popularne są laptopy w obudowach gwarantujących przetrwanie komputera w każdych warunkach, łącznie z zabłoceniem, zalaniem i udarami mechanicznymi.
Brutalny wyścig, jaki trwa na przepastnym rynku mobilnej komunikacji z kolejnymi generacjami urządzeń oraz nowe zastosowania wbudowanej inteligencji sprawiają, ze elektronika wojskowa wydaje się wprost żenująca i prymitywna. Obecnie komputer wbudowany w przeciętny telefon komórkowy bije sprzętowo na głowę wszystkie komputery stanowiące wyposażenie najnowszych samolotów F-16. Także stopień komplikacji oprogramowania cywilnego i jego wszechstronność przewyższa oprogramowanie wojskowe. Zastój w opracowaniach wojskowych wynika z zakończenia zimnej wojny. Oczywiście nie ma żadnej poważnej różnicy konstrukcyjnej miedzy elektronika wojskowa a cywilna. Gigant na rynku telekomunikacyjnym, Ericsson, produkuje także elektronikę wojskowa, a sprzęt i oprogramowanie wojskowe i cywilne tworzą te same zespoły inżynierów, których przecież skład nie jest stały.
Ci sami naukowcy i inżynierowie z Izraela zajmują się elektroniką wojskową i cywilną.”

 Centrum cywilizacji naukowo technicznej w latach osiemdziesiątych XIX wieku przeniosło się z Europy Zachodniej do USA. Z powodu obfitości i taniości kapitału i drogiej pracy rozwijano tam mechanizacje a potem automatyzacje. Bardzo mocno prace nad mechanizacją i automatyzacją na długo powstrzymał Wielki Kryzys. Mechanizacja i automatyzacja oraz modernizacja technologii czyli zmiana technologiczna zabiera zadania dotąd wykonywane przez ludzi. Może się wydawać ze skutkiem tego bezrobocie powinno mocno rosnąć ale wraz ze zmianą technologii pojawiają się nowe zawody.
W USA w 2020 roku ponad 60% prac (licząc udziałem w zatrudnieniu) nie istniało w 1940 roku. Jeżeli tempo automatyzacji przewyższa tempo kreacji nowych zadań, to popyt na pracę spada. Tak było się w latach 1987-2017 co jest spójne ze spadkiem udziału płac w PKB.
Przypadek USA nie jest miarodajny dla świata z racji głębokiej dezindustrializacji kraju i zalewania całego świata drukowanymi dolarami.
PKB jako optymalizowana funkcja celu.
Stworzony w latach II Wojny Światowej wskaźnik PKB był użyteczny. Szybko zauważono że ma on makabryczne wady.
-Nie uwzględnia w pieniądzu monstrualnych szkód powodowanych przez firmy środowisku naturalnemu i ludziom, którego właścicielem jest całe społeczeństwo. Wadę ta eliminowano wprowadzając opłaty emisyjne, karne - zrzutowe, od hałd. W USA koszt pozwolenia na emisje kilograma rtęci jest taki że nikt nie buduje tam elektrowni węglowych mimo iż węgiel jest tam bardzo tani. Ale i tak państwo stosuje przymus w stosunku do właścicieli ziemi gdzie tanio ( w stosunku do żądania właścicieli ziemi ) stawiane są linie przesyłowe zmniejszając wartość gleby nieomal do zera.
-Efekty pracy instytucji państwowych rozliczne są po kosztach jako że produkty są nierynkowe co z reguły prowadzi do mocnego zawyżenia PKB.
-Nierynkowe jest też uzbrojenie i inne przedmioty produkowane dla rządu po makabrycznie zawyżonych cenach.
-Choć pracownik jest najważniejszy w gospodarce to super ważną pracę gospodarstwa domowego wychowującego tego pracownika pomijano i to w sytuacji gdy wychowanie znacznie gorszego pracownika w państwowych domach dziecka kosztuje krocie. Wadę ta eliminuje się programami socjalnymi skierowanymi dla dzieci. Prace domową nad dziećmi trzeba wliczać do PKB i wynagradzać.
-Do PKB wliczane jest przestępczość: prostytucja, handel narkotykami, bronią i ludźmi. To głupota bo wliczane powinno być ale ze znakiem ujemnym !

Tak więc użyteczność wskaźnika PKB można powiększyć zmniejszając korupcje rządu jako reprezentującego interes wszystkich a nie na przykład firmy która niszczy środowisko a rząd za łapówkę przymyka na to oko.
Zatem konieczne jest uczciwe dysponowanie wszelkim dobrem wspólnym i troska o nie.
W PRL eksport miedzi przez KGHM był nierentowny a obecnie jest rentowny dlatego że zakład dewastuje środowisko praktycznie za darmo. Przy okazji katastrofy ekologicznej Odry wyszło na jaw że Zakład Hydrotechniczny KGHM zrzucał do Odry miliony ton słonej i brudnej wody: "Między 29 lipca a 10 sierpnia [2022]ogromne ilości słonej wody z flotacji rud i kopalni trafiły do Odry w okolicach Głogowa ze zbiornika Żelazny Most Zakładu Hydrotechnicznego KGHM" Synekuralne „Wody Polskie” ( 6000 „zatrudnionych” ) nie sprzeciwiły się temu.
KGHM rozdają kasę na lewo i prawo ale ochroną środowiska leży odłogiem.
Zakład "Bumar-Łabędy" wlał do kanału gliwickiego [uchodzi do Odry ] ropopochodne. Na zdjęciach zamieszczonych przez mieszkańców Łabęd widać wielobarwne plamy, prawdopodobnie ropopochodne. W samym dorzeczu Odry naliczono w 2022 roku prawie 6 tysięcy urządzeń, które wylewały ścieki do rzeki nielegalnie. Rzeki trute na potęgę. Odra jest bezkarnie zanieczyszczana regularnie. W Polsce nie ma systemu monitoringu wód rzek i jezior. Nieużywane przyrządy analityczne kupione za dziesiątki milionów Euro z pomocy EU przykryte są szmatkami aby się nie kurzyły. 

Przy opłatach środowiskowych stosowanych na Zachodzie żadna z kopalni i zakładów surowcowych w Afryce nie są opłacalne.
Oszukańczo mieszany jest  porządek terminologiczny ze wzrostem PKB i rozwojem. Jeffrey Sachs zaproponował w połowie lat 90 XX wieku, żeby pojęcie „rozwój” stosować wyłącznie do sytuacji, gdy ma miejsce postęp w każdym wymiarze -  w wymiarze gospodarczym, społecznym i ekologicznym. Jeśli wzrostowi gospodarczemu (wzrostowi PKB) nie towarzyszy postęp społeczny i ekologiczny, to jest to „dziki wzrost gospodarczy”.

 W Polsce próby automatyzacji zadań państwa i dużych firm nazywano komputeryzacją, której towarzyszył wzrost liczby urzędników zamiast ich zamierzonego i pożądanego spadku. Podobnie było w innych krajach peryferyjnych. Obecna komputeryzacja polskiego para - państwa przybrała postać karykaturalną.
Urzędnicy lub komputery przetwarzają dane. Jeśli dane ( bazy danych, mapy ) są w postaci papierowej to udział człowieka w procesie „biurokratycznym” jest konieczny. Czyli automatyzacja biurokracji państwa i firm nabiera sensu gdy coraz więcej danych jest w postaci elektronicznej na dyskach a dawniej taśmach magnetycznych
W latach 1920-1980 popularne były w świecie karty perforowane. Stanowisko do dziurkowania kart off - line było tanie a stanowisko on – line z monitorem i klawiaturą bardzo drogie,
Na zdjęciu z  1965  biura Social Security w Baltimore widać rzędy kobiet przy maszynach do dziurkowania part perforowanych danymi pracowników. Następnie pakiety kart wczytywał szybkim czytnikiem działający wsadowo program jednego komputera.


 Jak wspomniano w systemach militarnych stosuje się od dekad kodowanie i zabezpieczanie przesyłanych  danych przed „podsłuchaniem” i zakłóceniem.
Waga danych w systemach automatyzacji zadań państwa jest różna. W erze przed elektronicznej dowód osobisty był trudnym do podrobienia drukiem z trwałym numerem i ze znakiem wodnym. Wpisy w nim dokonywane były ręcznie z podpisem i z pieczątka. Drugi egzemplarz DO był przechowywany w urzędzie. Wszystko to pozwalało łatwo wykryć fałszerstwo. Toteż dowody osobiste rzadko fałszowano tym bardziej ze zagrożenie karne za fałszerstwo było bardzo wysokie.
Identycznie Świadectwo Urodzenia wystawiano ( z kopiami ) na formularzu ze znakiem wodnym z pieczęciami i podpisami. Identyczne dane umieszczano w lokalnej księdze - papierowym rejestrze i dodatkowo gromadzono je centralnie.
Od sześćdziesięciu lat powstają coraz to lepsze sposoby kodowania i dekodowania informacji zapewniające ochronę przed podsłuchem i zniekształceniem.  

Zatem im więcej jest elektronicznych baz danych tym więcej procesów „biurokratycznych” można zautomatyzować.
Najtrudniejszym zadaniem Banku jest ocena wypłacalności osoby która zabiega o kredyt.
-Pesel zawiera dane o osobach pozostających na utrzymaniu (!) potencjalnego kredytobiorcy.  
-Dane o jej wynagrodzeniach i zgromadzonym kapitale  ma ZUS.
-W rejestrach są też dane o posiadanych nieruchomościach i samochodach.
-Są też dane o spłaconych, lub niespłaconych kredytach oraz egzekucjach komorniczych.
 Zatem Bank na płatne zapytanie otrzyma potrzebne mu krótkie, treściwe informacje od Pesel, ZUS, Katastru, CEPiK i innych baz danych. Prosta funkcja ( w żadnym wypadku człowiek ! ) oceni prawdopodobieństwo spłaty określonego kredytu. Uzyskane dane dostaje też aplikujący o kredyt i może wnieść o sprostowanie fałszywych informacji.  
Umowa kredytu może też zawierać mechanizmy zapobiegające wyłudzeniom - oszustwom jak zakaz wypłat gotówki, dzienny limit wydatków i brak przelewów zagranicznych.
W podobny sposób można sprawdzić wiarygodność żyranta.
Ocena wiarygodności kredytowej działającej od lat firmy też nie jest trudna. Natomiast trudna jest ta ocena w odniesieniu do nowych firm. Trzeba tu wyraźnie odróżnić normalne niepowodzenie w interesach od zamierzonego oszustwa czyli wyłudzenia kredytu. Tu na razie automatyzacja może tylko pomóc człowiekowi ale go nie zastąpi bo do tego potrzebna jest sztuczna inteligencja AI.

Polska jest bardzo dziwnym krajem:
-Funkcjonariuszy publicznych w Polsce nie da się skompromitować bo oni nie mają honoru i są bezkarni
-W publicznej Polsce nikt za nic nie ponosi odpowiedzialności, ale każdy ją  przenieść na innych.
-Polskie państwo niewiele wie i niewiele potrafi, ale wszystko chce zrobić.

G. Hartkopf: Menedżerowie mają rozwiązanie dla każdego problemu. Urzędnik ma problem z każdym rozwiązaniem.
C. N. Parkinson: Biurokracja to dobrze zorganizowana zaraza.

W Polsce automatyzowane są tylko najprostsze, trywialne procesy urzędnicze.
Obszary gdzie zastosowanie „inteligentnych” algorytmów mogących dać istotne korzyści leżą i kwiczą. To jest obszerny, samodzielny temat.

Koszty energii dla przetwórstwa przemysłowego mają w Polsce 2.1% udział w pełnych kosztach firm. Generalnie im wyżej rozwinięta jest gospodarka kraju tym udział ten jest niższy. Ceny energii nie mają więc znaczenia dla produktywności przemysłu przetwórczego i jego konkurencyjności ale w poszczególnych energożernych niszach może być inaczej.
W 2020 roku 22 % energii w Unii pochodziło z OZE. W 2030 źródła odnawialne mają dawać 32% energii. Europa produkuje mniej niż 1 % światowych ogniw litowo-jonowych. Chiny wytwarzają zaś 66 %. Marnie to wygląda.

„Open Circuits. The Inner Beauty of Electronic Components”, Windell Oskay and Eric Schlaepfer, 2022, ISBN-13: 9781718502345, zawiera zdjęcia różnej elektroniki i przekroje 130 wszelkich elementów elektronicznych. Laikowi nie przychodzi nawet do głowy jak skomplikowana jest współczesna technologia i elektronika. Jest przy tym w swojej precyzji zaskakująco piękna.

Stan Wojenny i długotrwały kryzys oraz stagnacja straszliwie zaszkodziły Polsce cofając ją w rozwoju.  „Nadzieja umiera ostatnia” Autor łudząc się, studiując w 1980 roku  wymyślał i sprawdzał takie coś jak poniżej.
Płytka z dyskretnym  wzmacniaczem „741” 12 lat temu jeszcze działał budząc jednocześnie podziw, niedowierzanie i śmiech. Płytkę z demodulatorem FM – PLL ( do scalenia ) nie działa bowiem użytym maleńkim NRD-owskim tranzystorom SC... skorodowały niektóre wyprowadzenia.

1980: „Patenty:  Prawdziwe Szkolenie Kadr dla rozwoju.
 Absolwenci politechnik o kierunku elektrotechnika, elektronika, telekomunikacja i podobnych winni mieć wiedzę i umiejętności pozwalające im na prace w dziedzinowych:
-Badaniach i Rozwoju 
-Projektowaniu
-Asymilacji rozwiązań licencyjnych
-Rozwoju rozwiązań licencyjnych
-Handlu.
Ale niestety ich nie mieli i nie mają. W rezultacie jesteśmy skazani na import Zachodniej technologi a z braku twardych dewiz na stagnacje czyli w końcu na bankructwo i upadek.
Polska jest zapóźniona cywilizacyjnie od prawie 500 lat i dość naiwna była wiara że uda się samym zakupem licencji, metodą magiczną, przeskoczyć stulecia zacofania. 
Kupowane licencje były w części mało trafione i przestarzałe. Licencja na centrale E-10 były nietrafiona a rozwiązania francuskie na tle rozwiązań Bella żałosne. Wierze w nasze możliwości twórcze miało służyć ukrywanie zakupów zachodnich licencji.
Tymczasem rola  elektroniki i mikroelektroniki rośnie w świecie we wszystkich dziedzinach.
Nowoczesny czołg ma impulsowy dalmierz laserowy i elektroniczno - optyczny system kierowania armata z serwomechanizmem  tak aby wroga trafić z dużej odległości. Rakiety i pociski mają zdolność samokierowania i finalnego naprowadzania na cel.
W Wojnie Wietnamskiej aby zabić jednego żołnierza Wietkongu armia USA zużywała równowartość 40 tysięcy naboi karabinowych. Ale snajperowi na zabitego starcza 1.2 naboja.
Pod koniec II Wojny USA wprowadziły do pocisków przeciwlotniczych FUSE czyli elektroniczny przełącznik zbliżeniowy. Efektywność amunicji wzrosła ponad 10 razy. FUSE zastosowano w pociskach artyleryjskich które eksplodując na Ziemią szrapnelami siały spustoszenie wśród Niemców i Japończyków.
Elektroniki jest coraz więcej w samochodach osobowych. Znakomite są rokowania dla telekomunikacji.
Coraz ważniejsza jest elektronika przemysłowa a w niej m.in. automatyka, maszyny CNC i roboty. 

 W świecie oferowane są zestawy proste i złożone do samodzielnego montażu urządzeń elektronicznych dla majsterkowiczów - amatorów. Wielu z nich kończy później technika i studia związane z elektrotechniką i elektroniką. Składnica Harcerska sprzedawała radzieckie zestawy ale niestety były dość prymitywne.
Brytyjska firm Sinclair Radionics w 1968 roku oferowała do złożenia Kit System – 2000 jakości rzekomo Hi-Fi zawierający stereofoniczny tuner i kompletny wzmacniacz, także z przedwzmacniaczem do gramofonu magnetycznego.  Znacznie ulepszone sprzedawano jako System 3000 (1972) a później ulepszone jako System 4000. W 1972 roku firma jako pierwsza w świecie wypuściła mały gabarytami ręczny kalkulator. Sprzedawany od 1977 roku za 39.95 funta  MK14 ( Microcomputer Kit 14 )  miał ograniczone możliwości ale był szokująco tani. Zastosowano w nim tani procesor SC/MP National Semiconductor. Następcą tego mikrokomputera jest ZX80 bazujący na procesorze Z80A z telewizorem jako monitorem. 

Pomysłów na kity jest mnóstwo i oryginalne idee ma tez autor.

 Proces profesjonalnego projektowania urządzeń elektronicznych analogowych, cyfrowych i mieszanych jest wieloetapowy. Zaprojektowanie płyty drukowanej jest tylko jednym z końcowych, finalnych etapów procesu. Według żródeł zachodnich ten końcowy projekt PCB to tylko 2% wszystkich kosztów. Należy następnie bezbłędnie (!) obsadzić elementy, starannie polutować je i uruchomić system co jest z reguły trudne lub bardzo trudne. Z reguły projekt nie działa co na jego autora działa deprymująco odstraszając go od podejmowania skomplikowanych działań. W części projektów błędy prowadzą do destrukcji urządzenia i proces uruchamiania go jest szczególnie trudny.
Tymczasem elektronika ma dobrą przyszłość i potrzebujemy sprawnych teoretycznie ale też  wyćwiczonych praktycznie techników i  inżynierów. Na tle światowej czołówki polskie szkoły wyższe są bardzo słabe i propaganda nie zmieni tego stanu rzeczy.
Wszystko co nowoczesne w Polsce produkowane jest na licencji. Prozaiczne magnetofony szpulowe (Grundig) i kasetowe (Thomson), radiomagnetofony Grundig, odbiorniki telewizyjne Telefunken, amplituner Elizabeth Sanyo, wzmacniacze i tunery Thomson, odbiornik TVC Thomson, telewizyjne głowice ZTGxx Thomson, odbiornik TVC Rubin (!) itd.
Kupienie ( tanie i dobrej ) licencji nie jest niczym złym pod warunkiem dalszego jej rozwijania. Tymczasem w Polsce nie są one rozwijane i starzejący się produkt staje się niemożliwy do rentownego eksportu czyli spłacenia licencji. Dotyczy to wszystkich branż a nie tylko elektroniki i elektrotechniki. Starzenie to jest szczególnie widoczne w dziedzinach gdzie rozwój jest bardzo szybki jak w mikroelektronice.
Dziwny jest też polski handel zagraniczny. Nie są eksportowane dobre towary na których prywatni handlarze mają gigantyczne ”przebitki” jako choćby ładne i całkiem dobre  radiomagnetofony na licencji Grundig czy lekarstwa. Przecież należało z pełną determinacją uruchomić produkcje chodliwych radiomagnetofonów i produkować oraz eksportować je milionami. Przecież licencje kupiliśmy chyba po to aby zarabiać a nie nie tracić pieniądze !  

Zakup licencji zwykle inicjuje w świecie długofalową współpracę. Po czasie dokupuje się tanio kolejne licencje lub rozwija się rożna współpraca korzystna dla obu stron.
Ford postawił w stalinowskim ZSRR wielki  kompleks fabryk przemysłu samochodowego w Gorki. Ford przymykał oczy na to że później kopiowano bez licencji inne modele jego samochodów.
W Polsce licencyjna produkcja uruchamiana jest powoli lub wcale a pamiętać należy że często licencje były już nienowoczesne.
W relacjach z uruchamiania licencyjnej produkcji powtarza się głębokie rozczarowanie Zachodu  bezradnością polskiej kadry inżynieryjnej i zarządczej która nic nie potrafi ! Stąd też pewnie bierze się niechęć zachodnich koncernów do dalszej współpracy. Firmy te nastawione są na zarabianie pieniędzy i ciągłą modernizacje a na nie na kłopotliwe relacje.
Niski poziom polskich uczelni jest faktem ale znacznie gorsze jest to że część studentów idzie tam tylko i wyłącznie po to aby dostać papier – dyplom. 

 Nie ma wśród zestawów do montażu odbiorników superheterodynowych dlatego że trudne jest zestrojeni ich filtrów LC.
Już przez wojną odbiorniki superheterodynowe wyparły prostsze odbiorniki reakcyjne i superreakcyjne o niskiej jakości.
W odbiorniku superheterodynowym gro wzmocnienia i filtracji sygnału ma miejsce we wzmacniaczu częstotliwości pośredniej dla AM wynoszącej standardowo 465 KHz i dla UKF FM 10.7 MHz. Jest ona niższa niż częstotliwość odbieranej fali radiowej. Wyjątkiem są fale długie.
Wzmocnienie mocy tranzystorów we wzmacniaczu IF jest duże i nie potrzeba wielu stopni wzmocnienia.
W Polskim bateryjnym odbiorniku „Minor” był tylko jeden stopnień wzmacniacza IF.
Produkowany od 1954 roku, mieszczący się w dłoni superheterodynowy odbiornik Regency TR-1 miał tylko 4 tranzystory. Był to pierwszy w świecie odbiornik tranzystorowy. Użyto krzemowych (ale o marnych parametrach !) tranzystorów Texas Instruments.  Rynek USA i Zachodu opanowali jednak producenci z Japonii. Sony w 1955 roku wystartował z modelem na pięciu swojej produkcji tranzystorach. Sony jest czołowym producentem wyrobów rynkowych ale też mikroelektroniki. Jego potęga wzrastała latami.
Radiofoniczny odbiornik AM był i teraz jest nierzadko prosty. Zwykle pierwszy stopień odbiornika ( początkowo tylko fale średnie ) był oscylatorem i mieszaczem. Nie tłumi on wcale sygnału IF i tłumienie musi zapewnić strojony wejściowy obwód LC z anteną ferrytową
Wzmacniacz IF miał dwa tranzystorowe stopnie a czasem tylko jeden. Użycie filtru ceramicznego poprawia selektywność i zmniejsza wymaganą ilość obwodów LC filtru IF.

Znacznie mniejsze intermodulacje niż w prymitywnym mieszaczu addytywnym, zwłaszcza samodrgającym, uzyskuje się w scalonym układzie mnożącym Gilberta zastosowanym na przykład w scalonym odbiorniku AM TDA1046 Siemensa z 1975 roku. Para tranzystorów sterująca kolektorami układ Gilberta od strony emiterów może pracować jako symetryczny generator Clappa co jest wygodne i daje dobre rezultaty. Do przestrajania wejściowego filtru i heterodyny zastosowano tu specjalne diody pojemnościowe o bardzo dużej pojemności w stosunku do diod używanych na zakresach VHF i UHF
Selektywność dostarcza dwuelementowy filtr ceramiczny a cewka L15-16 służy bardziej do dopasowania. Układ wypracowuje prąd do miernika wychyłowego siły odbieranego sygnału co jest jego zaletą.
Wzmacniacz IF w układach scalonych jest prawie zawsze symetryczny co ma wiele zalet. Łatwo można wykonać regulacje wzmocnienia AGC czy ARW. Schematy wewnętrzne układów są często publikowane. Koncern Philip publikuje schematy układów do circa 100 tranzystorów, które mieszczą się na dwóch stronach katalogu. 
 Wybór częstotliwości pośredniej 465 KHz jest na pewno bliski optymalnemu dla fal długich i średnich. Natomiast niewielka selektywność wejściowego filtru na wyższych zakresach fal krótkich powoduje ze tłumienie sygnału lustrzanego z IF = 465 KHz jest znikome. Na falach krótkich nadają radiostacje dywersyjne i w sumie dobrze że w układzie z pojedynczą przemianą częstotliwości parametry odbiornika są nędzne.
Jaki taki poziom jakości nadajniki AM reprezentują na Zachodzie ale i tam nikt w nie nie inwestuje.  

Prawidłowe zestrojenie obwodów LC odbiornika superheterodynowego z reguły wymagało użycia wobuloskopu i innych przyrządów pomiarowych których amator oczywiście nie ma.
     
Kierunkowa antena ferrytowa odbierająca pole magnetyczne fali na zakresach długo i średniofalowym jest o wiele lepsza od anteny w postaci przewodu odbierającego pole elektryczne. Poziom zakłóceń odbioru jest typowo znacznie ( na falach średnich ponad 20 dB ) mniejszy.

Tolerancja rynkowych rezystorów wynosi 0.01 %, 0.1%, 1%, 5%, 10 % i 20%. Dokładne ( i stabilne długoczasowo ) rezystory są jednak bardzo drogie.
Tolerancja wartości produkowanych elementów RLC zależy od projektu, jakości technologi i jakości użytych materiałów. Często elementy po produkcji są selekcjonowane.
Para przypadkowych tranzystorów z partii produkcyjnej wysokiej jakości  ma różnice napięć Ube ( w tej samej temperaturze ) przy tym samym prądzie kolektora Ic do 1 mV a od producenta kiepskiej nawet ponad 10 mV !
Rezonatory kwarcowe SC – Stres Compensated używane w bardzo dokładnych zegarach trzymają częstotliwość z ogromna dokładnością. Czasem są synchronizowane mikrofalowymi  rezonatorami „atomowymi”.

 Trymery i trymery pojemnościowe są stosowane w niemal każdym urządzeniu elektronicznym. Zdumiewająco dużo jest ich w dobrej klasie oscyloskopie w torze wzmacniacza Y. Toteż zastosowanie monolitycznych wzmacniaczy szerokopasmowych mocno uprasza budowę oscyloskopu. Prostszy i lepszy scalony oscyloskop jest tez tańszy.
Regulacje trymerami są z reguły zależne co wybitnie utrudnia regulacje. Stosuje się opracowane doświadczalnie, „optymalne” algorytmy regulacji oszczędzające czas operacji.
Regulacje liniowości odchylania pionowego w TVC plus przesuw rastru są wszystkie zależne. Toteż w fabryce dla ułatwienia stosuje się sprzężenie zwrotne i potencjometry oraz trymery ( także rdzenie cewek ) na wstępie ustala się w ich typowym położeniu po regulacji.
Równie trudna jest regulacja wzmocnień i składowych stałych torów RGB przed kineskopem z racji silnej nieliniowości sterowania katodami CRT. W polskich odbiornikach TVC notorycznie źle jest ustawiony Balans Bieli co negatywnie wpływa na jakość obrazu. Szkolenie regulującego trwa 2 tygodnie a wprawę uzyskuje on po kilku miesiącach  
W sprawnym procesie produkcji elektroniki jest wiele sprzężeń zwrotnych. Gdy technicy na linii produkcyjnej naprawiający niesprawne zmontowane płyty drukowane zgłaszają zwarcia po lutowaniu na PCB w stałym miejscu to trzeba szybko poprawić projekt PCB a do tego czasu kontrolować wzrokiem (+ lupa i omomierz )  płyty po lutowaniu. Sprawdzić trzeba sprawność procesu lutowani na fali. I tak dalej.
Szczególnie trudne jest strojenie obwodów LC w wysokiej jakości telewizyjnych głowicach VHF-UHF.  Licencyjne od Thomsona głowice ZTGxx stały się już anachroniczne.
Ponieważ szybkość pracy maszyn sterowanych komputerowo CNC automatycznie obsadzających na Zachodzie elementy elektroniczne na płytach drukowanych PCB rośnie, koszt ludzkiej pracy na regulacje staje się istotny.
 
W radiowych torach pośredniej częstotliwości AM i FM filtry z obwodami LC są wypierane przez filtry ceramiczne. W filtrach o wysokiej selektywności  stosuje się rezonatory kwarcowe, których masowa, tania produkcja stała się możliwa po zastosowaniu … fotolitografii.  

Licencje na produkcje „radiowych” indukcyjności w obudowach o podstawie 7x7 nabyto przy okazji licencji na amplituner Elizabeth od koncernu Sanyo.  
Seria 100 jest przeznaczona do torów pośredniej częstotliwości AM  IF=465 KHz.
Seria 200 do torów FM IF=10.7 MHz. O ile większość obwodów serii 200 ma wbudowany kondensator to w serii 100 jest on niestety rzadkością. Seria 300 jest do heterodyny radia AM na fale długie i średnie. Seria 400 jest do heterodyny na fale krótkie.
Współczynniki temperaturowe indukcyjności i pojemności powinny się wzajemnie znosić !

PROPONOWANE, sprawdzone ( celowo rozstrojony fabryczny odbiorniki bez problemu szybko poprawnie zestrojono ) urządzenie do strojenia superheterodyny AM wypożyczane „majsterkowiczom” jest nierozbieralne. Zawiera jednotranzystorowy generator częstotliwości 400-2000 Hz modulujący amplitudowo generator IF=465 KHz z otwartym „nadawczym” obwodem magnetycznym. Sygnał akustyczny może być dodatkowo  wyprowadzony poprzez „izolujący” obwód RC dający przyrządowi niezniszczalność.
W drugiej wersji dołożony jest modulowany FM generator częstotliwości IF  = 10.7 MHz z bezpiecznie  wyprowadzonym słabiutkim sygnałem.

Procedura strojenia
1.Upewnij się że działa wzmacniacz akustyczny radioodbiornika. Użyteczny jest Generator, gramofon, magnetofon, odbiornik radiowy lub telewizor, mikrofon, palec dostarcza przydźwięk przy użyciu gdziekolwiek zasilacza sieciowego.
2.Kondensator strojący (i przełącznik zakresu jeśli jest ) ustawić na początek zakresu średniofalowego. Trymer pojemnościowy do anteny ferrytowej ( jeśli jest ) ustawić na maksimum pojemności. Głośność ustawić ma maksimum.
Generator zbliżać do anteny ferrytowej strojonego odbiornika w oznaczonym na obudowie położeniu dającym maksymalne sprzężenie. Po włączeniu generatora w głośniku winien być słyszany sygnał słaby lub silny. Gdy sygnał jest silny odstawiamy generator tak aby był słaby. Chodzi o to aby pętla regulacji ARW odbiornika nie działała. Stroimy obwody LC IF na słyszane maksimum sygnału odstawiając coraz dalej generator. Po wykonanym strojeniu IF wycinamy (* Uwagi) rezystor obniżający Q obwodu pasmowego IF.
3.Wyłączamy generator IF. Trymer pojemnościowy anteny ustawiamy w środkowe położenie. Nastrajamy się na lokalną stacje radiofoniczną o znanej częstotliwości (Szczecin 1310 KHz) i następnie obwód LC heterodyny ustawiamy tak aby częstotliwość na skali odbiornika była taka jak odbieranej stacji. Następnie dostrajamy trymer anteny ferrytowej na najsilniejszy odbiór  ustawiając odbiornik (kierunkowość anteny ferrytowej ) w położeniu na najsłabiej (minimalizacja akcji ARW) odbierany sygnał.    

Uwagi.
-Wstępnie obwody L / LC są ustawione w fabryce aby szczątkowy odbiór generatora IF był pewny. Zadanie to jest względnie proste.
-Opornik tłumi obwód filtru pasmowego składającego się z 2,3 obwodów LC aby możliwe było łatwe zestrojenie na maksimum. Po wycięciu opornika filtr ma projektowe szersze i bardziej prostokątne, selektywne  pasmo.  
-Współbieżność strojenia heterodyny i wejściowego filtru z anteną ferrytową jest zagwarantowana projektem.
-Przy stosowaniu wyłącznie pojedynczych obwodów LC właściwą charakterystykę całego filtru IF da lekkie odstrojenie jednego z obwodów czyli zestrojenie asynchroniczne. Instrukcja w tej mierze musi precyzyjnie podać o ile stopni należy przekręcić po strojeniu  rdzeń obwodu LC

Radiofonia AM jest już przeżytkiem. Potężne centralne radiostacje długo falowe i średniofalowe mają rzekomo do odegrania ważną role w momencie wybuchu wojny. Dumni jesteśmy z tego ze „nasza” ( wyposażenie kupiono w BBC ) radiostacja na 227 KHz słyszalna jest na Bliskim Wschodzie i w Północnej Afryce. Biorąc pod uwagę celność pocisków samosterujących, zniszczenie wielkiego masztu anteny nastąpi już na samym początku wojny. Na falach krótkich AM, z pogwałceniem prawa międzynarodowego,  nadają radiostacje dywersyjne.

Odchyłka częstotliwości rezonansowej  obwodu LC wynika z odchyłki indukcyjności dL i pojemności dC. Regulacją indukcyjności L rdzenikiem ferrytowym możemy uzyskać pożądaną częstotliwość rezonansowa ale zmieni się rezystancja falowa obwodu co ma znaczenie w filtrze pasmowym. Zatem technologia produkcji „zintegrowanego” w obwodzie LC kondensatora C powinna dawać dobrą tolerancje pojemności lub kondensatory trzeba selekcjonować.
Na częstotliwość rezonansową  obwodów LC IF w układzie wpływają impedancje wejściowe i wyjściowe współpracujących tranzystorów RF i układów scalonych. Zatem obwód LC IF przygotowany do odbiornika do samodzielnego montażu ma mieć częstotliwość rezonansową IF w układzie pracy IF. Generator testowy z tym obwodem LC powinien mieć efektywnie taką samą pojemność.
Gdy ta pojemność jest mała bardzo dobrą konfiguracją dla generatora pomiarowego jest para różnicowa jak w generatorach w układach scalonych. De facto tranzystory pary pracują w niej w układzie WC i WB a efektywna pojemność w niej tranzystorów jest mała.
Sygnał można podać do częstotliwościomierza cyfrowego i do przetwornika F/V a analogowy sygnał z regulatorem PI użyć do regulacji silniczkiem położenia rdzenia w obwodzie LC. Strojenie to jest bardzo proste na tle zestrajania obwodów LC filtrów czyli trudnego poszukiwania ekstremum.  
N.B. Idee poszukiwania ekstremum sensownie omówiono w „Podstawy automatyki, S. Węgrzyn, PWN 1978” w rozdziale 12 – Regulacja ekstremalna. Możliwa jest automatyzacja trudnego procesu strojenia filtrów pasmowych ale są one szczęśliwie wypierane przez filtry ceramiczne i SAW z falą powierzchniową.
Dyspersje częstotliwości filtru krajowego filtru 7X7 LC zbadano na dostępnym typie „121” z wbudowaną pojemnością przeznaczonym do detektora AM. Odchyłki F przekraczają nawet 8% co jest wartością nędzną czyli produkcja jest nędzna.
Jednak słyszalny odbiór sygnału z omawianego generatora IF=465 KHz powinien być możliwy nawet bez wstępnego zestrojenia obwodów LC do kita.

 Współcześnie selektywności w torze IF FM odbiornika UKF dostarczają filtry ceramiczne.  Przy użyciu gotowej głowicy UKF – FM do zestrojenia jest tylko jeden obwód LC scalonego demodulatora koincydencyjnego lub dwa gdy wymagane są niskie zniekształcenia nieliniowe. Także dwa obwody LC ma detektor stosunkowy który stosowany jest na wyjściu starszego scalonego wzmacniacza IF.    
Sygnał wyjściowy IF z głowicy wzmacnia tranzystor z obciążeniem rezystancyjnym dla dopasowania falowego z filtrem ceramicznym. Rodzaj użytego tranzystora RF i jego punkt pracy mają duży wpływ na uzyskane w tym stopniu wzmocnienie. Dwa filtry ceramiczne mogą być połączone kaskadowo ale zwykle do ich wspólnego punktu dodany jest kondensator 20-30 pF do GND dla poprawy liniowości fazy filtru przekładającej się na zniekształcenia harmoniczne przy modulacji FM.
Zatem do zestrojenia obwodu / obwodów LC wystarczy generator 10.7 MHz modulowany sygnałem 400 Hz lub innym i Woltomierz. Ceramiczne filtry mogą mieć faktyczną częstotliwość pracy oznaczoną barwną kropką na obudowie. Odchyłka od częstotliwości nominalnej 10.7 MHz wynosi +-30 lub 50 kHz

W części produkowanych odbiorników UKF – FM  ( na przykład licencyjny amplituner Elizabeth ) głowica nie jest osobnym wydzielonym blokiem a jej elementy są zamontowane na płycie drukowanej PCB odbiornika. Strojenie odbiornika rozpoczyna się od filtru  LC - IF na wyjściu mieszacza czyli jeszcze w „głowicy”. Sygnał IF=10.7 MHz z generatorka należy jednak podać do bazy mieszacza aby nie odstroić obwodu LC w kolektorze. Reguła jest szeregowy obwód LC między B-E tranzystora mieszacza do zmniejszenia szumów. Podanie tam sygnału generatora IF przez mały kondensatorek lub opornik w ogóle nie odstraja wyjściowego ( głowicy ) filtru LC.  Poziom sygnału wskazuje miernik samego odbiornika.
Przy typowym wstępnym ustawieniu cewek i trymerów w „głowicy” będzie odebrany silny sygnał radiostacji lokalnej lub generatora UKF. Dla zbieżności procesu strojenia częstotliwości rezonansowe obwodów LC na początku zakresu koryguje się zmieniając L a na końcu zakresu korygując C.
   

Zadania i lekcje:
1.Na fabrycznej PCB odbiornika radiowego AM-FM złożyć i uruchomić zasilacz sieciowy i wzmacniacz akustyczny.
Tematy.
-BHP. Użycie laboratoryjnego zasilacza krzyżowego lub baterii  zamiast wbudowanego zasilacza sieciowego. Autotransformator do delikatnego uruchamiania. Transformator izolujący 220 : 220 V.  
-Wygląd elementów elektronicznych. Kod paskowy. Użycie omomierza i multimetru do sprawdzeń elementów.
-Metodyczne Poszukiwanie błędów. Błędnej obsady elementów i ich uszkodzenia oraz zwarć i zimnych lutów.  
-Historia i technologia produkcji płyt drukowanych PCB. Zwarcia i zimne luty.
-Transformator. Bezpiecznik. Bezpieczeństwo porażeniowe i pożarowe. Elementy rodzaju X i Y.
-Prostownik pojemnościowy. Nie analityczne - przestępne, uwikłane  zależności  na napięcie wyjściowe i tętnienia w funkcji obciążenia. Przybliżenia  i obliczenia numeryczne. Optymalizacja prostownika.
-Wzmacniacz operacyjny. Wzmacniacz operacyjny mocy. Wariacja OPA dla wzmacniacza mocy Audio z niesymetrycznym zasilaniem.

2.Na fabrycznej PCB złożyć i uruchomić – zestroić  odbiornik AM
Tematy:
-Superheterodyna. Przemiana w dól i w górę ( Up / Down converter ). Kanał lustrzany. Siatka luster przy podwójnej i wielokrotnej przemianie. Optymalna częstotliwość pośrednia. Optymalny wybór częstotliwości pośrednich przy wielokrotnej przemianie
-Mieszacz addytywny i multiplikatywny.  
-Podstawowe układy generatorów LC w zakresie od LW do mikrofal. Szumy fazowe generatorów i ich minimalizacja.
-Układy dyskretne i scalone mieszaczy superheterodynowych od zakresu LW do mikrofal na tranzystor bipolarny i parze oraz układ scalony Gilberta, tranzystor JFet i parze, Mosfecie z podwójna bramką addytywnym i multiplikatywnym  i diodach Schottky w zakresie mikrofalowym
-Modulacja i demodulacja AM, VSB, SSB. Modulatory i demodulatory  
-Matematyczne aproksymacje idealnych filtrów. Filtr dolnoprzepustowy LC i jego transformacje w filtr środkoprzepustowy.
-Maksymalne wzmocnienie mocy tranzystora RF z obwodami LC na wejściu i wyjściu bez neutralizacji i maksymalne wzmocnienie z neutralizacją.
-Rola współczynnika S Stearnsa we wzmacniaczach z filtrami LC.
-Dla danego schematu i tranzystorów radiowych BF  ( szczegółowe dane wybranego typu z katalogu ) oblicz (a) nowe, optymalne wartości elementów odbiornika z zastosowaniem istniejących obwodów LC i (b) lepsze wartości indukcyjności LC.
-Schematy wewnętrzne typowych układów scalonych do odbioru AM

3.Na fabrycznej PCB złożyć i uruchomić – zestroić część FM fabrycznego odbiornika.
Tematy:
-Teoria modulacji. Widmo sygnału z modulacją częstotliwości. Własności funkcji Bessela i ich zastosowania .
-Tworzenie zniekształceń nieliniowych skutkiem filtracji o nieliniowej fazie
-Sumowanie się szumów stopni wzmocnienia i przemiany sygnału
-Intermodulacje i trade off  (coś za coś ) szumów i intermodulacji.
-Budowa i własności filtrów ceramicznych
-Różne demodulatory FM: detektor fazowy, stosunkowy, koincydencyjny, opóżnieniowy , PLL. Strojenie detektora fazowego, stosunkowego, koincydencyjnego.
-Schematy wewnętrzne typowych układów scalonych do odbioru FM
 
5.Ze „sparowanych” dyskretnych tranzystorów plastikowych TO92 ( łebki do dołu a sztywność mechaniczną dają kondensatory blokujące zasilanie i bardzo krótkie wyprowadzenia ) na niewytrawionej PCB  ciasno zmontowano układ według schematu wzmacniacza operacyjnego LM741. Łebki par i zestawów tranzystorów są okręcone drutem miedzianym dla zmniejszenia różnic temperatur.
Układy te produkowane są stara technologią i tranzystory PNP mają w niej strasznie marne parametry. Ich Ft jest rzędu 2 MHz ale Uceo wynosi 50 V podczas gdy tranzystorów dyskretnych wynosi 6-7 V.  Można stosować powolne krzemowe stopowe tranzystory warstwowe Si ZSRR ale i tak jest problem z Uebo lub dwa tranzystory  ( wyjściowy i antynasyceniowy ) zastąpić diodami. Z typowymi tranzystorami PNP układ jest za szybki o czym trzeba pamiętać.
Oczywiście w tym układzie tranzystory nie mają pasożytniczych złącz do podłoża IC bo go nie ma.
Kondensator kompensacji częstotliwościowej ( scalony w IC wynosi 30 pF ) jest w podstawce.
Dryft napięcia niezrównoważenie obserwuje się miernikiem ( konfiguracja o wzmocnieniu 1000 x ) delikatnie podgrzewając pary tranzystorów lutownicą
Błędy i dryfy spowodowane wejściowym napięciem i prądem niezrównoważenia obserwuje się multimetrem.
Wzmacniacz 1000 x wzmacnia sygnał z mikrofonu i podaje do słuchawki poprzez opornik. Ze „scalonym” kondensatorem kompensacji częstotliwościowej 30 pF pasmo jest nędzne ale poszerza się po mocnym zmniejszeniu tej pojemności.
Wzmacniacz ( kształtowana przez RC charakterystyka częstotliwościowa ) wzmacnia sygnał zmienny ze spolaryzowanej małym prądem  Diody Zenera lub złącza B-E. Słuchowe cechy szumu 1/F z tego generatora.   
Tematy:
-Technologia monolityczna i jej ewolucja. Rodzaje scalonych tranzystorów PNP i ograniczenia w ich zastosowaniu. Im szybszy IC tym niższe napięcie zasilania.
-Para różnicowa. Jej wszechstronność  i mnogość jej zastosowań.
-Źródła prądowe i lustra prądowe.
-Zalety współczesnego wzmacniacza operacyjnego w konfiguracji: wejściowa para różnicowa, stopień napięciowy i komplementarny emiterowy wtórnik wyjściowy.
-Źródła dryftów w OPA i ich minimalizacja. Wpływ regulacji niezrównoważania na dryfty. Regulacja zmniejszająca dryfty.
-”Kryterium modułu” i decydujące „małe stałe czasowa” w projektowaniu pętli sprzężenia zwrotnego w autoamtyce i … elektronice. Małe stałe czasowe wewnątrz OPA i ich zmniejszenie.
Zalety i wady scalonej kompensacji jednobiegunowej.
-Atrakcyjność idei OPA. Totalna uniwersalność jako powód złożoności scalonych OPA. Ekstremalnie uproszczone OPA jako „building block”  w złożonych wielofunkcyjnych IC. Kryteria ( m.in. od strony wejścia i wyjścia ) decydujące o możliwości stosowania prostych i bardzo prostych  konfiguracji OPA.
-IC w których OPA jest jednym z  „building block”
-Szumy napięciowe i prądowe OPA. Szum typu 1/F. Granica częstotliwości między szumem a dryftem. Koszty i Ograniczenia spowodowane przez różne szumy.
-Zastosowanie standardowych OPA ( materiały National Semiconductor, Analog Devices, Burr Brown ). Zastosowanie układów o małym dryfcie napięcia wejściowego. Zastosowanie układów o sub pA  prądzie wejściowym. Zastosowanie układów  szybkich.
-Przykłady zastosowanie OPA jako powolnego komparatora m.in. w każdej automatyce . Scalone komparatory i ich zastosowanie.  

6....
15...

Tematy badawcze:
…..
5. Awangardowe PLL.
Tranzystory bipolarny i Mosfet a po nich analogowe i cyfrowe układy scalone IC narodziły się w USA. Produkowane tam układy scalone stają się standardami przemysłowymi i są „kopiowane” na Zachodzie ( łącznie z Japonia ) i w krajach RWPG. Zachód jednak ma inne normy i część układów sam projektuje i produkuje. Prawo USA zabrania kopiowania masek IC ale nie zabrania użycia schematu a tym bardziej jego zmodyfikowania.  Technologiczne opóźnienie RWPG w stosunku do Zachodu w dziedzinie układów scalonych przekracza 8 lat. Polska produkując tylko prymitywne tranzystory germanowe technologie tranzystorów krzemowych i IC dla Cemi kupiła w Francji. Cemi i współpracownicy nie potrafią tej technologi modyfikować. Tranzystory i monolityczne IC produkowane są w Cemi tylko zakupionymi/odtworzonymi  maskami.
Elektronika ma coraz większe znaczenie gospodarcze
Pętla synchronizacji fazowej PLL znana jest od dawna a jeszcze wcześniej znano zjawisko synchronizowania generatora LC wstrzykiwanie sygnału. Są to jednak dwie zupełnie różne rzeczy.
Systemy PLL stosowane są w:
-Regenerowaniu sygnału taktowania PCM w traktach cyfrowych przewodowych i radiowych
-Regenerowaniu sygnału taktowania sygnałów cyfrowych z odbieranego kodu kanałowego w komputerowych dyskach i taśmach magnetycznych
-Układzie odchylania poziomego TV i TVC
-Układach regeneracji podnośnej koloru w systemie kodowania PAL i NTSC
-W Stereodekoderach MPX
-W syntezatorach częstotliwości odbiorników i nadajników na zakresy od fal długich LW do mikrofal
-W systemach automatyki ( sama idea) do synchronizacji bloków elektrowni i agregatów
-UPS
Z przeglądu wiodących czasopism jak BSTJ i IEEE wynika że badane jest użycie PLL do:
A.Demodulacji wysokiej jakości sygnału telewizyjnego z modulacją VSB
B.Demodulacji wysokiej jakości sygnału z modulacją FM – zarówno wąsko jak i szerokopasmową
C.Demodulacji sygnałów cyfrowych z modulacja kwadraturową.  

A.Detektor diodowy telewizyjnego sygnału VSB powoduje zniekształcenia kolorów a dźwięk jest niskiej jakości. Pewną poprawę uzyskuje się stosując osobną filtracje i dwa osobne detektory diodowe Wizji i Podnośnej fonii FM. Znaczną poprawę jakości obrazu i dźwięku dało zastosowanie scalonych demodulatorów mnożących w procesorach IF. Jednak zastosowanie do odtworzenia nośnej układu PLL daje znacznie lepszą demodulacje.
Jakość kineskopów kolorowych jest coraz lepsza. Coraz lepsze są też w TVC głośniki  i ich wzmacniacze Audio. Polska kupiła bardzo drogą licencje na kineskopy kolorowe PIL i powinna masowo eksportować odbiorniki TVC gdzie tylko się da. Motywacja do pracy jest oczywista.
B.Jako demodulatory sygnału FM stosowane są detektory fazy LC i detektory stosunkowe LC, scalone demodulatory koincydencyjne z obwodem LC i filtrem ceramicznym, demodulatory opóźnieniowe i ostatnio układy PLL. Wadą wszystkich rozwiązań stosujących obwody LC jest konieczność ich strojenia i ich niestabilność długoczasowa. Filtr ceramiczny niestety dają tu duże zniekształcenia nieliniowe.
Próby zastosowania PLL do demodulacji radiowego sygnału  UKF FM 10.7 i sygnału dźwięku telewizyjnego FM 5.5/6/6.5 MHz trwają od pierwszych lat siedemdziesiątych. Dwa schematy takich scalonych rozwiązań ( odpowiednio 14 i 16 tranzystorów ) podaje też naśladowczo literatura radziecka. Problemem jest poziom szumów bowiem stosowana jest mała relatywnie dewiacja. Także mała jest dewiacja w radiotelefonach.
Autorowi udało się w wymyślonym prototypie IC ( zmodyfikowane i uproszczone rozwiązania ECL i znanych układów analogowych ) z elementów dyskretnych znacznie obniżyć poziom szumów ale nadal jest on za wysoki do wysokiej jakości odbioru UKF-FM. Demodulator PLL znakomicie nadaje się do eksportowego wielosystemowego odbiornika TVC i we wspomnianym aspekcie eksportowym jest cennym atutem.
Ponieważ scalone tranzystory są coraz mniejsza już obecnie wstępnie badana jest możliwość scalenia wszystkich funkcji odbiorczych TVC ( poza głowicą ) w jednym układzie scalonym.
Z kolei wielka dewiacje mają podnośne koloru Secam  z modulacja FM i sygnał Video z modulacją FM w magnetowidach. Zatem wielosystemowy jednoukładowy odbiornik TVC jest możliwy bo łatwo można dekodować sygnał Secam i PAL.
C.Generator w PLL może pracować z dowolną częstotliwością. Przerzutnikami można uzyskać dwie nośne / podnośne przesunięte dokładnie o 90 deg co trywializuje cyfrowe modulacje i demodulacje kwadraturowe.      

Przyjmuje się że w analogowym przetwarzaniu częstotliwość sygnału powinna być co najmniej 20 krotnie mniejsza od Ft tranzystorów. Tranzystory scalone NPN w podstawowych, historycznych już  układach TTL i prostej technologi analogowej mają Ft około 500 MHz a wykonane trochę ulepszonymi technologiami ponad 1 GHz. Tranzystory w nowszych technologiach ECL mają Ft ca 5 GHz.
W technologii ECL oprócz układów logicznych produkowane są m.in. generatory, komparatory preskalery oraz najszybsze przetworniki ADC i DAC.
Zatem w tej technologi można wykonać kompletny scalony regenerator sygnału PCM o szybkości do 250 Mbits/sec a stosując rozwiązania specjalne ( jak w preskalerach ) ponad 500 Mbits/sec.

6....
12...”

Sprawdzenie
1.W układach o wielu wejściach i wyjściach MIMO występują silne interakcje w sterowaniu. Omówiono już kilka przykładów rozprzęgania obiektów wielowymiarowych. Interakcje występują też przy sterowaniu trzema osiami samolotu i rakiety.  Temat rozprzężonego sterowania jest w przykładach do Matlaba i innych programów.
W dokumentacji (pdf) doskonałej rakiety Pershing II  ( Ona wygrała Zimną Wojnę ! ) pokazano zastosowane rozprzężone komputerowe sterowanie płaszczyznami kontrolnymi.
-Udowodnij ( w dowolny sposób ) że to sterowanie poprawnie działa.

2.Na rysunku pokazano Suszarkę Półkową.
-Wyjaśnij jaki jest cel wejściowego opcjonalnego osuszenia powietrza
-Wyjaśnij jaki jest cel opcjonalnej recyrkulacji oznaczonej przerywaną linią

3.Niektóre elementy elektroniczne są zdumiewająco długowieczne. Na wykresach (1972) pokazano parametry przełączania dla tranzystora 2N4401 w obudowie TO92. Dalej jest produkowany ale głównie w obudowie SMD.
-Wyjaśnij jaki jest przybliżony związek między czasami przełączania przy różnych Ic/Ib i pojemnościami a ładunkami Qt i Qa na wykresach.

4.Gdy do  linii sieci RS485 przyłączonych jest kilka-kilkanaście transceiverów uszkodzenie jednego procesora sterującego transceiver może obezwładnić całą sieć.
Sygnał do transceivera podano z mikrokontrolera do transceivera ( pdf ) przez pojemność.
-Czy i dlaczego przy podanej wartości C i  R system będzie poprawnie działał z podaną szybkością transmisji ?