001 - Nova Eletronica - Fev1977

5/16/2018 001 - Nova Eletronica - Fev1977

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NOVA Et,;ETRONICA~ u.mapub\ica~ao depropriedade de

EDrrElE, - Editora TecnicaEle.tronica Ltda,

OJrll(or Respons;i.vel:! l. Eq .NARO 'O BELLDNZ Io iretor . S~peri '!t" ndente:r .:E"O 'NARPO .BEJ .LONZICO,,~de""dbrTeen iCo :ENGP :. JUL IANO BARSALI

Coorden.d'aofde Produ~. io:A LE ~.o.N D,R E V . MA RT IN S

Art".e Fot


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ant l u m d t o s ~ . o } U ) { , . ! o ) C 1 ' Y Y, naspagma.s nosss Revista, curso s : I

"idic/amos. 0 -de . '1>ragrama9ao 'd e I Icu iso s . . S(Fliffiitatif6) a p e n a s , "freff{}jad;fha~ma's' I--;--j'-li-~--,jild i:rm~~n_~~aV,gJ-tm;iti!'ri::Jl-tl~n,' ir.;ps e m P - rf t e r .~ . ( t ? J : P ' , . . ..a(t~1p!~t~.e{J,_-~.q ! ! { l ! I ! _ 1 < ! f . ~~m.--j-c.a~a!.:. de todo s as "k,ts" de eomponentes e mater:.lals-r1 ,

capr/!( iaLme n t o -prit lqo_i I ' ~- - .-;-!:tt -~a piJb/ica98o de ca'racterfstleasi teeno/aU/aIP JI' '.. III I 'dill. j+-+JJ .....''8P'/ ie,l lc)esdt~.Li3~/if1tJjonIMites. comuns] e as r n81S ;recen tes lan (:8 (lJS no ,me rqap1o _- .1--'-.' ! . ' j T ~ t J ! , 1

-1----h~o,~tIU(/,[j-ra.1 'e n 'lm i- -c (J lm - uma~apkesenta r;{jo - g r< if/c a in ig ua la ve l- na .A me rlc -a " ~. . . . . . ." .". . . - .d que . . ' ieamprovddo I j a neste 'primeiro numero. I' i i l ,;::~lerrtpre_salq u _ e " (Hstr ibue t a o . n o s s t r ! I t ! e v . i - s t ~ ; ~ s 6 ' ' s e g - r 9 m f !q ' i~&nSa-- ( ]1 ' :J8IQUerllcamentar ioJ Sua Grgan iza 't ;: io ir flpeCBVe l e emelhor: gatan-tia-df7que-a-- - .- : -d istdbtJ it ;aOJ par .todo 0 Territoik: Waciahal' jam ais ae ixara T ~ij 'STJ'ekofes ar -duvidlrna 4e tm tinU id dd e d a+ -aq 'Uls/'r'-ao de nossosr-nUrfleros. I~' r ,~


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A p r c a c i i e 9 dIIA tecnologia dos semicondutores de oxidernetalico - MaS, ate ao presente consideradaaplicavel apenas em dispositivos para pequenossinais e baixas potencies, esta pronta para trabalharp o e -D C I 9 =!~.~:tE:~~~::~~;~.l~ii~~~::~~~custo em 16gica e mem6rias. Agora, uma novaversae, V-MaS, ou seja semicondutores de 6xidoe e v ' I ' ' 9 ~~;i~;:ii;~~:~~~;~~~sse::Se:::m;: ::::e::. potencia V-MaS, com capacidade de manipulacsode correntes da ordem de 10 Amperes, tensao deI

rupture (breakdown) superior a 200 Volts eV M O l resistencias de fracoes de Ohm, com.scam a sur.gir.Efetivamente, MOS:FET de potencia que podem_, operar acima de 25 Watts e comutar 2 Amperes,sao dispon iveis em encapsu lamentos TO-3, TO-39, ou cersrnicos tipo filmgeado para aplieacoes emfreqilencias elevadas. Sao fabricados para tens5esde ruptura tlpicas de 35 V com urnresistencia de1,4n, 60 V com 2,2 n e 90 V com 3,4 n .Avanc;:ando nesta tecnologia, logo existirao dispo-sitivos para 400 V com muito mais potencia dedissipac;:ao.Os V-MOS fornecem alta densidade de correntee caracteristicas de transferencla linear sabre u r n a -ampla gama de correntes, alta capacidade derupture fonte-dreno e baixa capacitancia residual'

A estrutura do sulco em Vproporciona urna 1amilia detransistores de efeito decampo para funcionar acima de

25 W com saida lineare alta impedancia.

SUPR.IDOURO(SOURCE)

S;02PORTA(GATE)

n - EPITAX IA LCANAL

n+SUBSTRATO

D R E N O(DRAIN)

SUPRlDOURO(SOURCE) PORTA(GATE) DRENO(DRAIN)

S .l O 2 , \ ALUMINIO~ I rl n+ ) t l n+ J

CANAL

p --

FIGURA INOVA ELETR0NICA S


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porta (gate) - dreno (drain) ~ caracteristicassirnplesmente nao obtfveis nos convencionais tran-sistores MOS.

VANTAGENS ADIC10NAlSTransistores blpolares, controlados por corren-

tes de portadores minorltarios, tem sido os unicosdispositlvos em estado s6lido linear disponfveispara eltas. potencias_ a s transistores de efeito decampo V-MaS, que sao disposltjvos controladospor tensao de portadores majoritarios, oferecemrnuitas vantagens. Possuem rnals alta impedanciade entrada devido a carenc ia de condueao entre aporta (gate) e ocanal lcnannet), alta velocidade deeomu.tacao devido a . aussncla de armazenamentode portadores minor-itihios e ausencia de rupturesecundaria Iseeond breakdown) porque sea coefici-ente negativo de temperatura limita um a e xe assiv acorrenta de dreno, Alem disso, suas earacterjstlcasde transferencia sio lineares de 400 miliamperes amais de 2 Amperes - essencial em apl,ificad()reslineares de potsnela. A tecnologia V-MaS combinaestas vantaqens em disposltivos praticos de poten-cia e isto abre urn novo campo de facilidades Paraos anqenheiros proietistas,

A tecnologia V-MOS resulta do conhecimentodos semicondutores de oxido metallco e doprecessemento bipolar, a prhneiro passe e difun-dir as regio.es do canal (channel) e sup r ldouro(source) de r na n air a se rn e lh an ts a s difu soes de basee emissor nO.5 transistores bipolares.Entao urnsulco em forma de V e t ra e ado a traves das regioesdo canal e supridouro, usando.-se umanisotr6picoou trecedor preterencis! para assegurar dirnensfiesprecisas, Estas dimensoes .sao determ inadas apenaspela profundidade (espessura) da "janela" de6xido e estrutura eristalina do silfcio. a processo ecompletado pelo erescimsnto de dioxido de siliciosabre 0 sulco em V da regiao porta e, enta~,aplica-se a rnetalizacao,

-~ONDUC;AO VERTICALA corrente jlue vertical mente no crista I (chip)

semicondurer; por isso 0 "V" no V-MOS. A secr;aoilustrada na fig. 1 mostra-nos as quatro camadas (n+,p, n- e n") cujas dimensCies crlticas sao precisa-mente controladas por processos de difusao. Ostransistores MOS convencionais possuem estru-turas laterais com dimensCies menos bem contro-

... ladas, proveniente do processo foto-litogrMicousado, Alem dlsso, tais estruturas apresentamapenas tres regioes aIn". pe n+). A fabricar;ao em

'1.5

Vo -10V.: 9VI V 8V1...V ; 6 vv 5...I 4V'I' 3V2.VIV

~~- ! 1 ; 2i li i O J< .>I'e

o o 10 20 3ll 40V'" -l.n ... d.... - supfldQur. tV) 50

FIGURA 2quano camadas e 0 asnecto vertical do V-MOSpossibilitam transistores de potencia com estreitastoleraneias necessarjas para dispositivos de poten-cia de alto desempenho,

A alta densidade do V-MOS resulta parclal- :mente do eurto espacarnento d9 canal, que e daorClem de 1,5 microns , .comparado com 0 espaca-rnento dos atuais transistores que e de cerca d,e '5microns. Acreseente-se qeacada face dosulco daporta aurrientaa densldade da corrente, pois quesao possiveis dais "eaminhos" de corrente paraurna (mica porta. Tambsmoutro fator a adlclonara capacidade de alta corrente e a tccallzacso dodreno par detras do cristal (chip) onde pratlca-mente ele na~ ocupa area de silfcio,

A alta tensao de ruptura e a baixa capacltanclaresidual do V-MOS provern da regiao n extra. Arelativamente baixa concentra;ao de irnpurezasdetal regiao permite a regiao de deplexao dreno-cana lespalhar-ss para .0 dreno, reduzindo 0 pice decampo eletrlco atraves da juneao e com issoaumentando a capacidade da tensao de ru p tu re , Acapacitancia dreno-porta do V-MOS e reciuzidapelo efeito armazenador (buffering) da regiao dedeplexao,

Ainda outra caracterlstlca lrnpertante doV-MaS e a relaeao linear da corrente de dreno etensiio de porta numa ampla gama de correntes dedreno. as convenclonais translstores MOS siodispositivos quadratlcos (square-low) nos quais acorrente de dreno e proporcional ao quadrado datensao de porta. No V-MOS,contudo, um estreitocanal provoca 0 efeito de velocidade de saturacaode portador.es que, POT outro,lado causa uma

6 NOVA ELEl'RONICA.'


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relaeao linear entre a, corrente de dreno e a tenSiode porta aclrna de aproximadamente 400 millam-peres (fig. 2).Com umaestrutura vertical semelhante aot ransistor bipolar, 0 V-MOS oferece vantagens dealta tensao de rupture, alta capac idade de correntee alta hequencia de trabalho sem as desvantagensdodesempenho dos bipolares.

MELHOR COMUTACAO.o MOS FET de potencia apresenta diversas~ignificantes vantagens para alta potencta e cornu-tacao emestado solido. Urn tlpico dispositivo

-oomo 0 VMP1 pode comutarl A em 4 nanosegun-dos, 200 vezes mais rapidamente que urn conven-donal transistor bipolar Darlington de tamanhoequivalente. E com uma reslstsnela de entrada de100tl M!l 0 V-MQS FET nao necessita de clrcui-tos de excitacao de-alta corrente ou amplificadorespara acopla-lo com circuitos excitadores de porta!ogica complementar MOS (C-MOS).

+2SV

IfthIIriA

+ 1 1 1

a~ +25i. .s

0B

16 0

~ .J...f\-) II~I- \o 40 80 120te m po ( ns )

+24V+ 5V

10kn

cFIGURA 3

Como ele e urn dispositivo tipo enriquecimento(ennencernentl, uma tensso de entrada de 0 Vprovocara 0 corte (a corrente de fuga sera menorque 0,5 J,lA). Com uma tensfo de porta de 10 V,suporta uma garantida minima corrente drene-supridouro (drain-to-source) Ids de 1 A com umareslstencla de 2n rds' Para comutar urn transistorbipolar em menos de 1 /.Is e necesseno, pelomenos, 200 mA e para corta-lo rapldarnente eprecise uma tensao negativa. Mas a FET depotencia com uma alta impedncia de entrada naonecessita, praticamente, de corrente para tal.Alguns microamperes de corrente de excitacao saoneeessar los para alterar a 'capacitancia de entradade quase 40 pF para rnudat seu estado em menosde 1 u s ;A slrnplfcldade dos projetos comutadores dealta eorrante 16gioooompatfveis (fig. 3) usando

V -MOS FET elimina a necess idade de resistoresexternos usual mente requeridos para a limitacaoda corrente de entrada, adaptar a. ten sao ouprotBlfao contra fugas. 0 pulso de entrada para aporta logica produz um pulso n a saida em 20 ns(figura 3 B). Se uma porta. C.MOS simples como 0tipo 4011 for empregada no lugar de quatro, 0atrazo (delay) aumen t a r s para proximo de 50 n sdevido ao baixo "drive" disponivel para carreqar acapacitancia de entrada de 40 para 60 pF doVMP1 .o circuito TTL de coletoraberto pode serusado de muitas forrnas para excitar 0 FET, comono circuito "drive" da lampada esquematizado na

f ig . 3 C. Diminuindo 0 valor do resistor de 10 kQdo TTL adaptador sera aumentada a velocidade docircuito, No entanto, para' aplicacoes em'lmpadascomo a do exemplo, qualquer valor pode setadequado se a potimcianecessaria for dlsponfvet,Um resistor de 1 k.Q drenara 1 rnA; urn resistor de100 kn drenara 50 /.IA.A substituicao de transistores bipolares porMOS FET de potencia pode reduzir enorrnementeos componentes necessarlos 0 que aumentaraaconfiabilidade. Consideremos 0 circuito da fig. 4Que emprega uma gestao da interface para perife-rico proqrarnavel da serle 8000 projstado para 0micro-processador tipo 8080 para _ecrrtrotar Im-pressoras, selen6ides, ,.displays", atu-;n:Iores, etc.Setenta e dois resistores e quarenta e oltotransistores bipolares podem ser substitufdos por24 dispositlvos V-MOS!,A rnuito maior hnpedancia de entrada de1000 M.Q do FETreduz 0 censurno dc'clrculto dealimentaeao. Cada par Darlington de transistoresbipolares precisa de 2 mA de corrente de excita-Cao. Com uma tonte de alimentacao de 5 V, 0circuito bipolar drenara 240 mW de . potencla,

NOVA ELETRONICA 7


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B f p O L A R n U E R FA C E v - M O S INTERF A C EV + v < 'R t

~5V +5VQ2

=G. . W i d. Gestio d.I nl l. IIOI I PO " Inhorljca pl rJIP. ri l~i~ P"i l a ' . i eo

D A T A Preg. . mM I Progra""wl

IIIIIIII V4 -IIII,

terra 1!!'IlI'F -

9 . . . . -

FIGURA 4Considerando que h a rna i s de t o nA de perda decorrente em cada um dos FET, 0circuito totaldrenara 240 nA a5 V. ou apenas, 1.,2 J iW .

MANIPULANDO CGRRENTESMAIS ELEVADAS

Ondee necessaria a oornutacso de rnals de 2 A,dcirsau mais FET podemser ligados em paralelo. ~tao fadl como conectar .as portas de urn C-MOSem paralelo para maior capacidade de excitaQao.Sobretudo, preeaucbss especlats sao desnecessariaspara assegul[ar a distribuiQao da car:ga de correnteentre os disposltlvos, 0 coeficiente positivo detemperatura da resistencla dreno-supridouro limitacorrentes excessivas por qualquer tim dos disposi-tivos. 0 coeflciente negativo de temperatura dosdispositivos bipolares tends justame_nte ao oposto,Aumenta 0 fluxo de oorrente nos dispositivosmulto quentes devido a queda de reslsteneia dostransistores bipolares com 0 .eurnento da tempera-tura. IS50 provoca uma condicao de fuga termica,8 NOVA ELETRONI(;'A

que causa a rapida destruic;:ao do -dispositivo (efeitode avalanche).o clrculto apresentado na fig. 5.A ilustra asimplicidade da ligac;:aoem paralelo de tres VMP1,FET de poteneia rie 2 A para tormar urn cornu-tador de 6 A sem nenhum outre cornponente.externo. Esse clrcuito au uma ligac;:ao de seisdispositivos com capacidade de comutar 12 A,pode ser excltado por uma (mica porta CMOSserie 4000, apenas sacrificando a velocidade decomutacso.Em aplicac;:oes necessitando operar com tensaomais elevada que urn simples FEr de potenclapode manipular, varlos disposltlvos podem serligadosemserie (fig. 5 8). Na condic;:3o deconducfo a porta (gate) de Q1 est~ a + 15 V com atensdo do dreno (drain) a. cerca de 1 V devido Iiqueda ID S x rD S do -dreno para 0- supridouro(source) de 0:'. 0 transistor Q2 tarnbern estaconduzindo devido a tensso positive em sua porta.o divisor de tensao, resistcres R1 e R2. apllea 55%da alimenta~o do' + 16 V Ii porta de 02 e,considerando 0 dreno a I J " 2 V com 1 V no


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sup r idou ro, p rodu z um multo adequ ado en riq u e -ci m en ta (en han cemen t) de + 8,15 V pa ra 02 ~le va n do -o r ap id am e nte a conducfo, N a condicaode n aa conducao, a porta de 01 e posts a te r rap e la p orta 16 g 1ca do CoM aS e m enos de 1 J.1A decorre nte 'flu e p or 01.

a divisor de te n 5 ao resistive agora "ve" 85 V dedH ere n c;:a en tre a fon te de a lta . tensso e a fon te16g i c a. . 1$10 coloca a porta de 02 a carca de 53 V.Q2 en tao a tu a como um seg u idor de sup ridou ra(sou rce ) su porta ndo apan as m icroampe re s deoorre n te e n tre dren a e su p ridou ro. E n taa a su ate n sao en tre ' por ta e su p r idou roe e ssen cia lm en te0; a q ue cau sa uma queda a t r aves de 01,T~m an escen do uma queda de 47 V atraves de 02.1$10 distr ibu e de uma form a r .a za ave lm en te ig u a l aalta tensso en tre am bos os FET.Para g a ran tir q u e esta dlvisao de te l15 aO se jam an tida sob condic;:5 es tran sien te s, a va lor doscap acltores C l e C 2 e e scolhido p a ra fa ze r a scon stan te s de tem po R 1C 1 e R2C2 co n stan tes. Eos va lore s desses cap a citores sao su flcien tem en tee levados p a ra ba lan ce a r a cap ae ita ncia de en tra dadeQ2.A cap acidade em rn an lp u lacao de corren te decon trole de um motor tr ifa sico pode se r exte n d idasim p lesmen te p e la adicfo de um FET d e p ote nclaem p a ra le lo com os orig in a is. D e sde qu e e ste scomu tadore s de poten cia sao dire tam en te 16 g ico-compa tive ise H im a lta imp edane ia de en trada , e

6 AJ .

HOOYltonll d. I1II Ian... )

@

+15Y--~f----'I l o n l 1 Ohigioa)Venl l ,

FIGURA 5

bem possive l te r 2-, 4-, 6-, au 8-A dernodulacao de la rg u ra de pulses em con trole s demotores com torq u e con stan te ope ran do com umasim p le s porta C oM aS da se r le 4000 exc i t andocada te rm ina l. E os requisites de ba ixa excita cdode cornutacjio tem adiciona is ben e ffcios de p e r-m itir q u e os te rm in a is suosrlores se jam excitadoscom op to-isoladores de menor potencia melhorq u e com volumosos tra n sforrn adores de p u lsos.

APLICACOES LlNEARESPar a circuitos anal6g icos , 0 v MaS FET te m

dive rsa s van ta g en s. S eu ganho de corrents eesse n cia lm en te e qu iva len te ao de um disposltivobip ola r com be ta In fin ito , devido a irnpedancia deen trada de ap roxim adam en te 1 000 MQ Tem umganho un ita r io de fre qu encia de resposta de600 MH z devido ao modo de operacao pa r e fe itode campo de portadore s ma jodta r ios. A m ais a ltacaracterfstica de g anho lin ea r p a ra a correntedrano-supr ldou ro de 400 rnA a 2 A torna-o util emap llcacoe s de poten cia lin ea r .

T a lvez a rn a is sim p les a p llca cao an a l6 g ica doFET V -M OS e como eorn u tadora . U rn comu tadora na l6 g ico de ba ixa reslsten cla te rn de 1,5 a 3ndere siste n e ia de condu cao, dep endendo do tipo ded i sp o s i t tvo, p a ra s in a is de 0 a 10 V . A corren te defu g a de deslig amen to e menor do q ue 0,5 J.1A .Como 0 corp o de u rn en cap su lam en to de pote nciacom 3 te rm ina ls deve se r lig ado ao su p ridou ro doF ET , . a corre n te an a 16 g i08 deve se rn p re se r fe itaflu ir do dre n o p a ra osu p ridou ro. 0 flu xo .decorren te in ve rsa va I e n co n tr a r 0 diode p n .e x i ste nteFIGURA 6

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NOVA ELE'IRONICA 9


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FIGVRA7.10 N_OViA E ; l:.E TRON_ ICA


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FIGURAS

entre ocorpoe 0 dreno diretamente polarizado.Q circuito de prova e resposta de freqlienciailustrado na fig. 6 mostra a simplicidade necessariapara urn arnpllflcadcr de banda larga de CC a10 MHz. 0 VMP1 sob prova possue uma trans-con.dutiincia, gm, de aproximadamente 0,27 mhose, com uma carga de 24 n fornece um ganho docircuito (gm x resistencia de carga Rl) de 6,5 ..AdiStorqao harmonica total para este circuito varia

de 0,075% a 1 Vrms de safda ate 0,8% a 10 Vrms'estes dispositivos fazem estagios aUdio-ampliflcadorss de alta qualidade. Urn amplificadorestereo de .80 W (urn dos canals e esquematizadona fig. 7) usa seisFET de potencia em arranjo"push-pull" .. A diston;:ao harmonica e inferior a0,04% usando. pequeno "feedback" negativo parauma resposta de freqliencia dentro de 3 dB de1 Hz a 800 kHz. S6 22 dB de "feedback" foramnecessaries com os FET, onde sao usualmente-empregados 40 dB com e5tagl05 a transistorestfipolares.A diston,ao, que depende da p_otencia de safda,e mostrada para varias combina~oes de operacaoem "loop" absrto e fechado, com e sem flltro de

R F . . Um "bonus" extra quando se usa F I;T nestasafda de amplificador e inerentemente a protecaocontra curto-clrcultos, a ruptura secundliria (secon-drary breakdown) e a fuga tsrrntce.

USOS E M ALTAS FREQU:NCIASA mesma geometria de cristal (chip) e conse-guida numa familia de RF, a VMP4; usa atecnologia da montagem de flange em llnha

Emprega, ainda, bestante elevada reslstencla deentrada .e baixa 'qapacitancia de entrada; compara-do com um transistor bipolar equivalente, torna-outil em amplificadores de potencia VHF de bandalarga.Porexemplo,' urn. simples FET de potencia,usado no circuits da fig. 8 tern urn ganho depotencia plana dentro dil15'db para 'cerea de 1 db de 40 a 180 MHz - nao facllmente obtidocom transistores bipolares equivalentss. 0 circuitopode farnecer 10 a 12 W a urna carga de 50 n,dependendo da entrada (fig. 9). Uma caractar ls-tica-chave e a habilidade do circuito para resistir acargas infinitas de rela~oes de tensdes de ondasestaejonerlas sem nenhum circuito de potenciaespecial.Estes dispositivos V-MOS sao os primeiros anascer de uma famflia de MOSFET que provocarasua. extrema utilidade em cornutacao de potenciade estado solido eaplicacces em potencies lineares.Encontrarao usosem ambas as novas aplica~oes ecomo eventuais substitutes dos a:ntigos.

OBSERVACOES:as clrcuitos enresentedos neste artigo sao meramenteHustratlvos, nao se desrinando, portanto, a aptlccadesprMicas imediatas. as V-MaS estafaO, dentro de algumtempo, a disposi~ao no mercado brasilei.ro;. os leitoresaguardem nossa comunica~ao quando isso ocorrer.

V, :26VID=UAI -I&OMIt,

1 ; 1 1

FIGURA 9NOVA ELETRONICA 11


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o QUE E A BIO-ENGENHARIA

tico, bem como permitirem a quantiflcacdode parametres norma is e patol6gicos paraos seres- vivos. Vale salientar ao leitor que abio-engenharia envolve, alern da eletronica,os setores de hidraulica, ffsica, tfslcanuclear, qufmica, cibernetlca, rnatematlca,materials, etc.Antes do advento da bio-engenhariacomo especialidade, 0 desenvolvimento dosequipamentos era feito pelos pr6prios pes-quisadores de blo-ciencias, em seus labora-torios,o avanco da in stru me nta ca o bio-rn edicaacompanhou de uma forma notavel 0desenvolvimento da tecnologia eletronica e,como seria de se esperar, cornecou atornar-se altamente sofisticada e diffcil dese r desenvolvida por um pesquisador dedi-cado mais as bio-ciencias. Em meio a, umaconfusa e nem sempre tranquila sirnbiosede engenheiros e pesquisadores de bio-ciencias, h8 umas duas decadas atras, surgiuo bio-engenheiro, individuo altamente espe-cializado tendo como caracteristica 0 co-nhecimento de, pelo, menos, uma especia-lidade em engenharia e uma em bio-ciencia,

Sob 0 titulo de bio-engenharia, en-genharia biornedica, bionics, etc., aflora,aparentemente, uma nova especia l izacaoprofissional. Tal fato, porem, nao e total-mente correto. Embora os nomes sejamrealmente fruto do nosso seculo, a bio-enqenharia acornparrha nossa especie desdeo su rgimento como" Homo sapiens". Cabe,entretanto, destacar os experimentos doanatom ista GaIvani (1791) e do f(sicaVolta (1 800), talvez como a primeira.tentativa de se quantificar instrumental-mente urn pararnetro fisiol6gico.Assim como para urn engenheiro diag-nosticar em um equipamento eletronico seudefeito, ou para urn medico diagnosticaruma doenca qualquer, ambos utilizamsinais-pista detectados pelos seus sentidosbasicos, Urn ou outre. no' entanto, seressentem da insensibilidade e subjetividadedesses sentidos basicos (visao, audic;:ao,tato, etc.).Paralelamente ao desenvolvimento tecno-16gico da eletronica, surge a oportunidadede se construirem aparelhos eletronicoscapazes .de auxiliarem 0 medico no diagn6s-1 2 N .OV A EtETRONICA


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alem de possuir uma linguagem que 0 tornacapaz de se cornunicar satlstatoriamentecom as dais grupos de pesquisadores.Iniciando uma serle de artigos que terncpmointeny8o a divulgac;ao da bio-enqe-nharia em nosso meio, desenvolvemos pe-quenos projetos que, lange de serem equi-parnentos sofisticados de laboratorio, fun-eionam a contento do experimentador,sendouteis para professores ealunosdemonstrarem, seja em aula ou em exposl-t;:oes de ciencias, diversos e importantesfenornenos biol6gicos, alern de terem urncusto muito acessfvel.

BIO~REA'-:IMENTACAOAntes de abordarmos 0 projeto propria-mente: dito, curnpre-nos ressaltar com ve-ernencia dais fatos:1? - este projeto, bern como as futu-ros, tern carater ilustratlvo, nao d e v ondo ,portanto, ser utilizado para fins terapeu-t tcos:2? - urn dos princlpios basicos em

bio-engenharia, consiste em se proteger 0indivfduo, que interage C0m 0 equipamen-to, de eventuais danos fisicos; todo 0equipamento eletrlco que sntrar em contac-to com 0 corpohumano deve ser construfdode forma a evitar possfveis choques eletr i-cos; em vista de serem as f6ntes dealirnentacao convencionais as principalscausadoras desse tipo de acidente e como amontagem de tais fontes, a partir da redeelstrica domiciliar, que preencha aquelsprtnclplo basico e razaavelmente complexa,alsm de ser muito cara, nassos projetosserao todos alimentadas par baterias; emhip6tese alguma deveriio ser utilizeae:Fontes tipo transfarmador + , r.etificador O Udivisores resist/vas.E : oportqno alertar ao leiter que sedecidir rnontar e experimenter algum denossos circuitos faze-to seguindo rigorosa-mente nossas instrw;:oes,evitando introdu-zir rnodificacoes ou adaptacces .. 0 materialque empregamos e de facJi aquisicso e nadatern de especial: portanto, nao procureequ ivaIentes.A b io - rea Iimentacso consisteem se rea Ii

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mentar instrumentalmehte nurn indivfduoo estado atual de urn pararnetro fisiol6giconormal, sobre a qual 0 indivfduo nao terninfor rnacao ao nlvel coincidente.Varios sao as parametres fisiol6gicos quepodem ser realimentados, assim como va-rios sao as meios dessa reallmentacso,Nossa projeto consiste nurn circuito eletro-nieo cspaz de medir a resistencla da pele econtinuamente informar ao indlviduo, atra-ves da varia9aO de frequuencia de urn tomaud ivel, as variac;:5es dessa resistencia,A escolha da reatimentacso auditivaprende-se ao fate deser 0 ouvido humanemu ito sens tvel a var lacoes de frequencia, 9que simplifiea, sobre maneira, 0 projetobio-reallrnentador, Para esta r eahmen taceonao e necessarloconheeer 0 valor absoluteda resistencla da pele, mas sim seus valoresrelativos.o que se pretendecom a realirnentacso evariar "eonscientemente" a resistencla dapele, para 0 que sera necessar io urn certotreinamento. A maior ou a menor facili-dade de se conseguir este intento prsnde-sea capacidade de cada urn em se concentrare se controlar.'\ Para a realizacac da bio-realimentacaodevemos permaneeer em repouso, urna vezque a atividade flsica, assim como asvariacfies do estado emocional; sao acornpa-nhadas de veriacoes da resistencia da pele,independente de nossa vontade ou dequalquer realiemntacao externa.Os eletrodos deverao ser fixados aosdedos anular e indicador, par meio de fitayamada ou esparadrapa, devendo a maopara tal finalidade usada, ficar tarnbern emrepouso e nurna pasi9ao contortavel.

FUNCIONAMENTOA "alma" do nosso bio-reaiirnantador e

urn circuito integrado tipo NE 555 (fig. 1)co nectado cQma- r ( H i Itivibrad or astave I. Afrequencia de' dScilac;ao depende direta-mente dos valores de Cl e da corrente decoletor de 01, ligado como gerador decorrente; f,l1 e R2 ligados a sua baseformam urn divisor resistivo que, junta-14 NQV:A ELETRONICA

RELACAO DE COMPONENTESRl - 47 kSV" 1/4 WR2 - 680 kfW, 1/4 WR3, R4, R6 - 1 kDlu 1/4 WR5 22 k.n(a 1/4 WR7R8

. R9

10 k . r 2 1 1/4 W50 kr2 (pot. lin.)10 kr2 (trimpot)

Cl ~ 100 nF (poliester lC2 - 10 nF (poliester)Cll - NE 5 5 5 ou equivalenteQ1 BC 178 (au equ ivalente P N P IQ2 - BC 5 49 (ou equivalente NPN )Q3 - 2N3055 (au equivalents NPN)Placa de fia


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FlGURA 1 CH I~ ~~~ __~ ~ ~ __D~ ..+9V

G

--~EIRpele E2 P2 P46,...------c::~:::>--- - .,.~j

PI P3~

ESPESSURA tlm m

F I E

Devern ser tornados os cu idados dep raxe , como: a tencao na soldaqem docirculto integrado, 0 qual nao adrniteexcesso de calor e [arnais pode ser ligadoinvertido; a rnes rna recornendaeao . e validapara os transistores.o alto-falante podeser de qualquer tipo ..Pa ra u rn a ma ie r durabiHdade da bateriareeornendarnos que sua impedancla sejasl:Jperiora 8Ohms.Quando 0 bio-realimentador for ligadope la primeira vez,logicamente apos cuida-d'Qsa verlflcacso das Hgac5es, coloque oscursores de R8 e R9 no centro de suasrespeetivas plstas, Uma vez alirnentado oeifcuito ouvir-se-a, no alto-falante, umaoscllacao. Sem que os eletrodos ten-hamsido conectados a entrada, a freqi..iencia daoscilacso deve ser ajustada para alguns Hzvar iando-se R9. Se, durante 0 usa do.blo-realirnentador, desejarrnos variar essafrequencia de seu fundonamento, bastaraurn reajuste de A9.Os eletrodos sao feitos de chumbo. Sua

confeccao nao oferece difieuldade Jfig. 2) .Corn urn vazador cor tamos, de um p adaeode chumbo com cerca de 1 min de espessu-ra, dois discos com 0diametrci aproxirnadode 10 mm ; para i sso empregamos lencol de:chumbo utilizado p e lo s e n ca n a do re s, NU'madas superf ic ies de cada um dos discossoldamos os condutores formados por fioflexfvel # 20 ou # 22; essasolda deve serconvenientemente protegida par cola epo-xy, 0 queevitara sua oxidacao e Iheconterira maior rigidez mecanica.Sempre que 0 bio-realimentador forusado, deve-se limpar, cuidadosamente, assuperficies dos eletrodos que irao entrar emcontacto com a pele, pois que devido aosuor eaos ac idos presentes na superffcie dapela normal, eles pcderaose oxidar, provo-cando conducao deficients. P ar a. isso serveuma lixa de agua, bem flna, ou raspar comu r n a lamina.

NOVA ELEIR0NICA IS


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() curse de Programat;;iio de Microcomputadores que iniciemos neste numeroe inedito e sem simi/ares, mesmo em revistas es t renqeires .a Ie/tor pode, realmente, encontrar algo,reletivo so sssunto, em. artigos espersos, mas jamais sob a formac j e um curso.Em virtude de ser uma materia bastante atual e palpitante, quem se decidira seguir nosses 1/90eSira adquirir inestimevets conhecimentoseuma serie de conceitos sul-generis.o sssunto ira ex/gir conceitos bas/cos que a leitor fa devere possuir; no entente,a mediae que e/es se tomarem necosserios, os recordaremossumerismente, se posstvel.A primeir vista pode parecer um curso de nivel muitaelevado.Na reeiidede a termina/ogia e um pouco diterente, seremos obr/gados a usarpalavras e frases em Ingles as quais, traduz/das, jamais teriem a verdadelro significado.A/em do mais esse terminotoqle tornou-se mund/a/mente usada e 0Ieitor precisers compreende-le e sbsorve-Ie. .Convem esclsrecer que este nao e urn curso par correspondencie.)tis li90es devem ser estudadas com rnuite atem;aadesdea primeire pois que,sendo umas sequencia 16gica das outrss, nao havendo urnm e todo, surgira uma contusiio diffclf de ser resolvida.

, 'Osexerc!cios que se propuserem teriio sues respostas e expticsciies na lit;ao segulnte .. " Assim, os ieitores niio nos deveriio enviar as mesmos, resotvldos, para queprocedamos as correciies.a nosso cursoebordere os seguintes e principais top/cos:

lntrodudio aos Microcomputadores.1-_Estrutura do Processador 8080~ Programas .Programas A vencsdos:0 curso terminere com pormenorizados dedos, elementos e instrucbe para queo leitor, se assim a desejer, possa montar um microcomputedor cuja ,aqu;sI980 ser.

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_-+ ...-{UN(;OES LOelCASBASrCAS

~.~~ABC

srNAIS DE, SELEGAO_EPRE- DISPOSICAO

3-BARRAS alDIRECIONAISFIGURA 1Os rnicrocomputadores estao se difun-dindo cada vez mais; sao utilizados comocontroladores de sistemas complexes, parasubstituir conjuntos 16gicos discretos, etc.Seu preeo, cada vez mais baixo, permite 0que antes era lrnpossfvel: urn amador podernontar urn cornoutador completo em suapropria casa; um empresarlo pade especifi-car urn sistema de cornputacao exatamenteadaptado, em custo e tamanho, as suas ne-cessidades. 0 acesso a um computador era,ha alguns anos atras, caro e diffcil. Sua 10-calizaciio exiqia espaco, instalacoes espe -dais; pesseal treinado. Hoje, um microcom-putador de capacidade equivalente a urncomputador medic de h a cinco anos passa-

dos, pode ser instalado sobre uma mesa,ocupando pouco mais que urn amplificador.- ;' Mas nada: va Ie esta faci I idade se nao-.sabemos usar nosso microcomputador. Sa-ber usa-lo e saber programar. Esta e aprimeira li


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r!I

o MICROCOMPUTADORU r n rrricroprocessador e urn dispositivoeompos to de urn pequeno numero de

"chips" LSI, que:- opera sob controle de urn programa;- pode efetuar operacoes sobre dados,tais como, operacoes logicas, opera-;:oesarltrneticas, "input/output" (en-t rada/safda) de dados, controle do"input/output", decis5es sabre a exe-cu;:ao do proqra rna em funCao dosdados, etc.Urn microcomputedor e urn dispositivecomposto de:- urn tnicroprocessador- mem6ria- circulto de "input/output"Para a proqrarnacao nao e necessanoconhecer 0 funcionamento interno domlcrocomputacor, nem seus circuitos. Bas-ta ter urn modelo claro de suaestrutura. 0modele classico esta representado na fig. 2.

FIGURA 2Nab varnos entrar nos detalhes de funciona-menta de cada uma das partes; para nosbasta entender sua fum;:ao como urn bloco,sern nos preocuparmos com a reallzacaoeletronica. Assim como existiua rnaquinade .calcular rnecanica, existiu 0 camputadormecanicoe ate mesmo 0 computadorhidraulico, onde a corrente eletrica erasubstituida pelo escoamento de um flu idol .Os principios de funcionamento sao sempreos mesmos. As unidedes de "input" forne-cern dados ao sistema. Exemplos: chaves,teclados, converser analoqico/diqital, leitord):!fita de papel,leitor de "cassette". Asunidedes de "output" recebem resultadosdo sistema. Exemplos: LEDs, Video, im-pressa ra, gravador de /,cassette". Fazendouma analogia com uma calculadora debolso, 0 teclado serla a unldade de "input"

e 0 "display" a unidade de "output",Normalmente, em um microcomputador,pode haver varias unidades de "input" evarias de "output". A escolha de u rnaunidade de "input" ou "output" dependeda finalldade do sistema. Se for controlarurn processo industrial, nosso microcom-putador precisara, provavelmente, de cha-ves e converso res anaI6gico/digitais. Se forusado para emitir faturas, prec isara de umaimpressora .. De qualquer forma, as unidadesde "input/output" _breviado I/O) saoessenciais para cormrnicacao com 0 sistema.Sem elas,0 sistema se tornara inutil.

o processedor e a alma do microcom-putador. Gera os sinais que controlam osoutros dispositivos, executando 0 progra-rna. Veremosadiante, em detalhe, como 0processador executa urn programa.A memoria e um dlspositivo que arrna-zena dados. E urn conjunto de registra-dares, numerados de zero ate a capacidadetotal da rnaqulna, Chama-se a este nurnerode endereco do registrador. 0 registradorpode conter urn dado . Este dado e umrnirnero binario, A capacidade dos reqistra-dores (rnais conhecidos como posiciie dememoria) varia de computador para com-putador e e lima caracterfstica da rnaquina.Nos microcomputadores mais usados, amemoria tern posicoss de oito "bits". Cadaposicao pode armazenar urn nurnero quevai de 0 a 256. Veremas adiante 0 que e"bit" e como se usa nurneracso binaria, 0numero armazenado em urna posi;:ao dememoria e 0 seu conteado. Na flgura 3estarepresentada uma mem6ria de 32 posicoes;"0 1 2 34 5 6 78 9 10 111 2 13 14 1 51 6 1 7 72 19 1 92 0 2 1 22 232 4 2 5 2 6 2728 2 9 30 31FIGURA J

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Para que nosso microcomputador possarealizar um trabalho util, ele deve ser"instru fdo". Suponhamos que ele temcomo dispositivo de "input" urn conversorquerecebe dados de uma balance. Como"output", temos urn video. Queremos queo peso do objeto que esta na balance FIGURA 4apareca no video, ate um certo limite. 0 computador usa os algarismos "0" eAcima deste peso, queremos que apareca a "1" para representar numeros de qualquerindi~ac;:ao "excesso" .. Nosso programa sera grandeza. Para sabermos como isso e feitouma serie de ordens dadas pelo processador vamos, primeiro, entender 0 funciona-aos dispositivos "input/output", como se 0 mento de nossa nurneracao decimal.processador fosse urn superior controlando 0 que representa 0 nurnero 83? Oltovaries funcionarios: dezenas e tres unidades: 83 = 8 x 10+ 3. 0numero 2347 = 2 x 1000 + 3 x 100+ 4 x. 1. obter 0 valor do peso, pelo converser; x 10+ 7.2. comparar este valor com 0 limite, que Cada algarismo e multiplicado por umaesta na memoria; potencia de 10. Lendo 0 nurnero-da direita3. se for mai~r, emitir no video a palavra para a esquerda tsrernos: unidades, dezenas"excesso": (10),' centenas (10 x 10 = 100), milhares4. caso contrario, emitir 0 valor no (10 x 10 x 10 =1 000) e assim por diante.v'fdeo;- 0 numero 10 e a base do sistema de -5. parar, '. r ~ numeredio decimal.- - ~ ~ - - - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - - - - - ~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A posicao de memoria endereco 17 conterno numero 72. 0 conteudo de cada enderecopode mudar sob comando do processador.o processador pode, por exemplo, transfe-rir 0 conteudo da pcslcao 17 para a posic;:ao23, ou samar 0 corrteudo da posic;:ao 12com 0 conteudo da posic;:ao 8. De formageral, 0 processador pode ler ou gravar namem6ria. Ler: dar um endereco e obter emresposta 0 conteudo, Gravar: dar urnendereco a um dado. Este dado e armaze-nado no endereco fornecido,~ pratico fazer a analogia da memoria-como sendo urn conjunto de caixas posta is,cada uma com seu nurnero (endereco) econtsndo cartas (conteudol que 0 proces-sador pode manipular como se fosse 0carteiro.Uma pergunta que surge freqUentementee: qual a -diferenca entre um microcom-putador e urn computador? Resposta:nenhuma. 0 esquema que apresentamos ' evalido para qualquer .computador, maxi,mini ou micro. A diterenca entre eles e taosomente uma diferenca de porte, capaci-dade e velocidade. Em estrutura, sao iguais.

o PROGRAMA

20 NOVA EL&TRONICA

Cada uma destas ordens e charnadainstrudia. Um programa e uma sequenciade instrucoes que realizarn determinadafunc;:ao. No ca so , nosso programa faria domicrocomputador urn controlador de ba-lance, 0 prograrria deve especificar, passoapasso, tudo a que 0 processador deverafazer. Nenhum detalhe pode ser deixadoem aberto,Devemos imaginar 0 processador comouma pessoa que esta lendo 0 prograrna eexecutando obedientemente as instruc;:5esuma apos aoutra, ate achar, uma.lnstrucsode parada ou uma instrucao que mandevoltar a algurna anterior.

NUMERACAO BINARIA, OCTALE HEXADECIMALTodos os computadores, micro, mini oumaxi, estiio baseados no mesm.o conceitofundamental: 0 dfgito bineno (bit). Urndfgito binario e urn nurnero que so pode ter2 valores: "0" ou "1 ", Urn "bit" pode ser

representado por qualquer dispositivo quetenha dois estados (ver 119,4),


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Da mesma form a , 0 namero 2 e a baseoos/stema de numerat;ao binerie. NaRumer -acao bimJria temos os a lg a rismos de, r O ' 1 a "1". Por esta razao, a n u meracaobinaria e adotada em compu tadores. Suare pre se nta ca o p or circuitos e m uito tacil. 0mirn e rol011 em binario representa :1011 = 1 x (2 x 2 x 2) + 0 x (2 x

x 2) + 1 x 2 + 1 == 1x8+0x4+1x2+1== 8+2+ 1=11

Con ta r de 0 a 20 em bin a rio e fadl, umavez que so existem 2 a lg a rismos (bits) . 0eq u iva le n te bin a rio do decima l 0 e O . 0eq u iV a len te de 1 e 1 . Como esgotamostodos os a lg a rismos bln a rios, corn ece rn osROVa. coluna pa ra 0 2. 0 resultado e 10 (qu enan te rn n ada a ve r com 010 decima l: 10r!Je_cima/nao e 10 b insr io !J.O eq u iva len te bin a rio de 3 e 11. D e novoe~otamos os a lg a rismos e , portan to, come-eamos a te rce ira ca lu n a pa ra oequ iva le n tede 4 (100). N a tig u ra 5 estao a s nu m erosbiiir 'ios de 0 a 20. Pa ra conve rte r u rn

10 I 0 1 0 101 0 ! 0 I 01 1 1 0101 1 1 1 I~04B 1024 5'~ .256 128 64 '2 16 8 4 2 IFIGURA 6nurnero binario a decim al, desenvolve-se anurnero, da dire ita p a ra a esque rda , multi-plicando cada a lg a rismo p a r urna potenciade2:10011 = 1 x 24 + 0 X 23 + 0 x 2~ +

+ 1 x 2 + 1 =- 1 x (2 x 2 x 2 x 2) + 0 x

x (2 x 2 x 2) + 0 x (2 x 2)+ 1 x 2 + 1 =

- 1 x 16 + 0 x 8 + 0 x 4 ++ 0 x 2 + 1 x 2 + 1 =

= 16 + 2 + 1 = 19Pa ra facilita r e sta eonve rsao, p ode -se u

sar 0 e squema da fig . 6 .A conve rsso inve rsa , de decima l a bin a rioe fe ita divid in do su ce ssiva me nte 0 nurne rodecima l p or 2, anota ndo a s restos. V amosconve rte r em bln a rio 0 decima l 19; obse r-vemos a T abe la I.

TABELA I19 = 9 + 12

.:. 9 = 4 + 12

4 = 2 + 02.2 .- 1 + 0

2 . .1 . . .0 + 1 .=

~2 c . .1 0 0 1 ~ 1

~NOVA EcLETRON lGA 21


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Portanto, 191 0 =10011-2Os Indices 10e 2 identificam a nume-rac;:liodecimal e binaria, respectivamente.Numeros binaries tendem a ficar muito

lonqos. Par isso, as "bits" saoagrupadoscom conjuntos de3 au 4. Temos, entao,numeros de base 8 (octal) ou base 16(hexadecima I).Considere 0 nurnero bjnarie110111101100. Agrupado os "bits" de3em 3, 0. numero e convertido para anumeracao octal:

110 111, ,6 7 101 100 = 67548,, ,5 4A base 8 (octal) s6 lnctul os algarismos:0,1,2,3,4,.5,6, 7.Agrupando os "bits" de 4em 4, 0.

numero e convertido para a base 16.

.1101 1110 1100 D EC16, , ,0 E C

A base 16 (hexadecimal) inclui os a,lga-rismos:0, 1,2,3,4,'5,6, 7,8,9, A, S; C, D, E .A tabela II rnostra as equivalencies entre::- as 4 base estudadas.

ExercfciosOs -exercrcios' sao impertantes para do-rnihar os conceitos que serao apresentadosdurante 0 Curso, Na proxima lic;:ae, dare-

rnos a soluc;:ao"dos exercfcios propostos; 0.leiter nao deyer;lj mandar os exerclclosresolvitfos para" serem corrigidos: aguarde 0pr6x imd f I I J l'T1~ro!"l2- N O V A ELETRONICA

1 - Converter de binario a decimal asnurnaros:1100101; 10101010; 1111111; 1000002 - Converter de decimal a binario:17;30;32;1;33 - Dar 0 equivalente octale hexade-cimal de nurnero binarlo:100101"101011

ResumoUm rnicrocornputador tem um proces-sador que controla dlsposltlvos de "input"

e "output" e pode obter e gravar dados damem6ria. 0 processador opera sob controlede. urn programa. 0 p rog rama : e urnasequencia de lnstrucoes que detalham afunC;ao a ser realizada. 0 cornputador u s anumeracso binaria, com os-alqarisrnos 1 eO.

a 0 0 0 0 0 01 1 0 0 0 1

2 2 2 0 0 1 03 3 3 0011 '4 4 4 01005 5 5 0 1 0 16 ~6 6 0 1 1 07 , 7 ,7 0 1 1 18 8 1 0 1 0 0 09 9 11 1 0 0 1A 1 0 . 12 1 0 1 0.B 11 13 1 0 1 1C .1 2 1 4 1100D 13 15 11011.E 1 4 1 6 1 1 1 0F 15 17 l1n


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COMO ECONOMIZAR COMBUSTIVEL?USANDO 0 MOTOR DOVefCULO CENTRO CAS ROTAc6esEM QUE ELE MAIS RENDE -~EMENDS CONSOME..ESTE MOOERNO TACOMETROLHE POSSIBILITARAUMA INDICACAO SEGURA E PREC.SADA RPM D O MOTORDO_~EUCAB:~O .....

.. . . .

NOVA ELETRONICl :A 23


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U m T A C i i M E J R O d i g i t a l d e p r e c i s i oo tac6metro ou conta-giros, como vulgarmentetambern se chama, e urn dos rnais uteis-acess6riosem um au tomove t , motor madtimo au motorestaclonarfo, Ele permite, ao motorista, dirigir seuveiculo - onde e largamente ernpregado ~ demodo mais sequro, seguindo melhor as especifi-ca~5es do fabricante do motor no que dizrespelto a sua rotacao, 0 que ira setraduzir emmelhor aproveitamento de seu torque e faixa deeconomia de cornbustfvel,Para nada vale saber-se, pelo manual de

caraeterfstlcas, que 0 motor de determimidoautom6vel atinge su a maxima potencia, a 4000rotacoes por minuto, que seu torque mall-imo equando funciona a 2000 rpm ou que sua maiereconomia de combustivel se d a com a funclona-mento entre 2 600 a 3 000 rpm sem que sedisponha de urn instrumento pelo qual seiap ossfv el a va lla r quantitativamente tais rotacoes.Nenhum motorista, par melhor que seja,rnesrno urn piloto de provas, pade afirmar, deouvido, que "peres be" as diferentes rota(:oes.Nore=se que, nas maquinas de competicdo, urndosinstrumentos principals e 0 tacometro, peloqual 0 piloto pade anal izar 0 desempenho de seumotor e dele conseguir 0 maior rendimento.o motor, quando utilizado fora -de rotacdescertas, tem seu tempo de vida encurtado, gastamais cornbustfvel, "queima" ,6leo, sofre danosossobre-aquecimentos e nao rende como devla.Alemdo mais , comoacertarse corretamente sua"marcha lenta", que e urna das especificacoesprimordial mente fornecidas pelos fabricantes 7Nao 5 6 as vefculos de passeio como as de cargae ate locomotives neeessitam de um tacometro.Com um eonta-giros a motorista dirige semriseos de prejudlcar a motor, uma vex que assirnpoderespeitar os limites maximos e rnfnlrnos desua rotacaci e eeonomizar cornbustfvel, desde queuse a faixa economtca de funcionamento ideal, de~ordo comespecificacee.s de seu fabrieante.Alguns dirao: mas 0 manual de instrucoes deurn carro, diz que ale e economieo ate eertavelocidade em km/h.: Muito bern! Suponharnos urn

vefeulo de quatro marchas. 0 .Ieitor experimente:facilmente atingira, na 3a. marcha, a faixa develocidade maxima que segundo 0 'fabricante, eeconornlca no que diz respeito a combusttvel, Noentanto .. haja gasolina! ... A rotacao do motorassim utili~ado e tal. que parece que se vai"desbielar' tade! ... Seu aquecimento ,. assusta-dar! ... Que aco,mece com sua lubrificat;:ao ? ...,24 NO:V~ ELETRONlCA

",

Mas, vamos ao que interessa, pois a nossafinalidade nao e ensinar a dirigir e nem dar aulas demeesnlca de motores.

VANTAGENS DO TACDMETRO DIGITALo movimento anal6gico do ponteiro de urngalvanometro,. que tern side 0 tradicional indicadorusado nos tacometros automotivos, apresenta

diversas desvantagens. E inerentemente impreciso,devido a mercia de sua agulha indicadora,impedindo indica,,6es nipidas. Possue altas perdas,que s a C ) ocasionadas pela transtormacao eletra-mecsnlca em que se fundamenta seu princfplo defunclonamento, Por ser formado por partes m6veisque; evidentemente, te rn de se apoiar em mancals ,seus desgastes eausam consider ave is perdas defunc6es demedit;:ao e leitura. Par maior que sejasuaescala, num retance de olhos nao se pode ver,com facilidade, a divisiio que traduz a leituracorreta, lsto sem se falar no erro provocado pelaparalaxe e na imprescindfvel atencao que 0rnotorista deve prestar ao trMego congestionado,tornando-se diffeil uma imediata interpretacao daleltura; ela esubconscientemente feita e, algumtempo depots, quando a situacao ja e diverse, e queele se apercebe das rpm do motor.A indica9ao digital supre todas essas desvan-tagens. As rotecces do motor sao claramenteindicadas rpm "em" numeras" e com alto grau deprecisao. Em virtude de as numeros no display naonecessitarem de lnterpretacdo, sobretudo pelo fatede nao haver urn ponteiro constantemente"daneando" sobre uma escala, instantaneamente epassivel saber-se as rpm do motor, para a que umainfima frac;:ao da atent;:ao do motorlsta 6 desvladado triifego ou da estrada .._ Tivemos c)Cl:Isiaode prover diversos dos muitostacornetros que se encontrarns venda e pudemosconstatar seus altos Cndieesde imprecisio. Algunsindicavam rotacoes absurdamente diferentes da-quelas em que funcionava 0 motor.Por outre lado, obsarvarnos que a maior parteoos motoristas lnstala urn taco metro em seu carro,ao lado de "urn monte de reloginhos"s~m saber averdadeira utilidade daquele e nem destes! t maisurn enfeite no painel! Talvez par esse motive e queos fabrlcantes, naeionais ou estrangeiros, procuramdar "aquele' aspecto para tomar rnais bonito eatratlvo seu conta-giros, pouco se importandocom a sua precisso, Nem 6 born talar na instalacao


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t(lcnicamente deploravel (elee colocado onds 0dono do carro acha que fica mais bonito, mesmogu.e isso signifique dirninuicao de visibHidade,importando que chamea atencao!l.o taco metro digital. que descrevemos pode serusado em motores de dois a dezesseis cilindros,s e j a m tipos de dois ou quatro tempos.

o sistema TTL requer paraalirnentacao 12 ou24 Ve negativo no chassis do vefculo.

DESCRU ;::AO DO C IRCU ITOo diagrama. esquematico do tacometro~jgital evisto na fig. 1. Basicamente e um freqGencimetro

FIG UR A I

>f'!+s/>n a 0.8

NOVA ELETllONI~A 2S


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U m ' T A C D M I T R O d i i l a l d e r e c i s 3 0modificado para ser usado como tacemetro. Saoutilizados apenas dois "displays": DS1 indicacentenas e DS2 indica milhares de rpm. "Displays"para dezenas e unidades nao foram inclu(dosporque iriam variar muito rap idamente, perdendosua utilidade. Ah!imdisso, indica.;:oes da ordem dedezenas e unidades de rpm nao sao muitosignificativ8s no desempenho do motor.Examinandose 0 circuito, ve-se que a tensaodo platinado e aplicada a um divisor formado pelosresistores R 1 e R2, para ser reduzida a uma tensaocompatfvel com os circuitos TTL empregados notacornetro,o platinado, como todos os contaetos,apresenta muitas vibracoes durante 0 funciona-mento, provocando oscilacpes parasitas na tensao.Tais oscilacoes pod em causar falsas leituras se foreminterpretadas pelo clreulto e, portanto, precisamse r eliminadas, Istoe efetuado pelo diodo ZenerDl, que estabiliza a amostra da tensao em 5,6 ou6,8 V, pelo capacitor Gl, que absorve transientesde curta durac;;ao e por Gil, que "quadra"perfeitamente 0 sinal. Este integrado contem dois"Schmitt triggers", que foram ligados em serlepara um melher efelto.o sinal e, entao, enviado a um circuitomon oe sta ve l G 1 2, formado por u rn temporizador.Ele gera pulsos de dura.;:1io bem definida, a urnpulso na entrada e nao e mais influenciado peladurac;:ao do cicio. Esta e a sua dupla finalidade:entregar aos circuitos contadores pulses bemdefinidos e diminuir a possibilidade de entrada defalsos pulses. Seu tempo foi calculado de umamaneira tal que, acima de 6 000 rpm (rotac;:aomaxima da maioria dos motores) faz com que 0tacometro nao aeeite mais os pulses vindos doplatinado, assim tamb6m diminuindo a proba-bilidade da entrada de falsas informac;;oes..Agora, passemos a analise do clrculto que'real mente interprets 0 siT'alenos fornece a leitura.a) D6cadas ContadorasUma para as centenas e outra para os milhares(CHi), ligadas de maneira a_fornecerem contagemdecimal sob -a forma binaria; isto significa que < Icada pulso na entrada ccrrespoade ern passe nocontador e que a contagem, inielada "emzero, voltaa ele depois do numero nove e 6 reiri'iciada.Estes eontadores possuem duas entradas.Ipinos 2 e3) qUEl, ~b um rn(vel alto, "zeram" as saidas.Aplicand~N;~ um nivel baixo a pelo menos uma16 NOVA ELETRONICA

b) Decodificadores "drivers"

del as, temos a contagem normal. Outeasentradas (pinos 6 e 7) permitem que se f i 1 9 imesma coisa, mas "jogando" nassajdas 0nove, tendo sido aterradas porque naoutilizadas.Uma das saidas da primeira decada fO'i l.igOOaientrada da segunda, de maneira que esta 5 6 comecea contar ap6s a chegada do decimo pulso iprimeir-a (note-se que estes contadores reagemdegraus negativos dos pulsos; assim, a 2a. dkadas6 ira in iciar seu cliclo quando a saida da primeira,pine i, voltar a zero, no decimo pulse reeeblde) ,C4;Jnsegue-se' assim a 'con taq em de oen tsnas Imilhares de rpm.

Dais (C16 e CI71 , com "latches" fnternos. q u edecodificam os nurneros da forma -'bimkiapara ossete segmentos de cada "display:'. Estes CIs timuma caracterCsticas especial que e a da entrada E L(pine 3), ativadora dos "latches". Com um njvelbaixo aplicado a esta entrada, 0 decodi1icadoropera normal mente. Por6m, a urn n(vel alto, a lafaz com que 0 circuito arrnarene a ultimainformac;ao presente em suas entradas e a estabilizenas saidas (func;:ao executada pelos "latches"internos).cl TemporizadorC112, funcionando como a .base de tempo dosistema. No case, esta ligado como urn multivibrador astciyel de preclsao, atraves da rede externaR7, R8, C7 eRg. A saida de puIsos foi conectadaaos terminais de "zeramento" dos contadores e a sentradas EL ("latches") dos decodificadores.Como- ja vimos, 0 nivel baixonao afeta taisentradas, mas quando os pulses passam pelo n(velalto, ocorrem duas coisas:1. as decodificadores ficam com suas saidasestabilizadas, isto e , mantem nos "displays" aultima informacao recebida, enquanto durar 0nlvel alto;2. com urn pequeno atraso, feito par C8 e R6,oseontadores sao zerados e ficam prontos parareceberem novas lntorrnacoes no proximo n(velbaixo vindo do rnultjvibrador ( 0 atraso tnecessario, para evitar que os contadores sejam"zsrados" antes de poderem enviar a ultima leituraaos decodificadores).


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Neste ponto pode-se pereeber a operaC;8o detode.o conjunto: vemos que Q5 contadores contamsempre urn numero variavel de pulsos (vindos doplatinado) durante urn esoaeo fixo de tempo(control ado pelo multivlbrador). Em outraspalavras, temos 0 numera de rotacces do motor,por minuto.Como s6 sao usados "displays" para milhares ecen~enas de rpm, desprezando as dezenas e asuniClades, podarfamos ter 0 problema de umaoVariat;:aomuito lenta da rotacfo nos "displays" to sextremes lidos pelo ta 00metro sao 100 e6000 rpm). lsto e compensado fazendo com que 0moltivibraQor tenha urn cicio de apenas 150 ms.Teremos, enta~, nos "displays"uma renovacao defeitura de aproximadamente 7 vezes por segundo.o multivibrador precisa ser ajustado para 0 tipo~e motor em que vai ser usado 0 tac6metro [pols,!)ara uma mesma rota980 do motor, a freqiJenciaI I d e funcionamento do platinado varia deacordoI I C O m 0 nLlmero de clflndros e tempos); e o unicoajuste necessarlo neste circuito, que veremos noproximo numero.Os "displays" utitizados sao FN0500 de setesegme'ntos. 0 transistor Q1 e 0 responsavel pelaregulagem da Intensldade luminosa dos "displays"Clevido a alta corrente drenada por eles. Esta

varia;ao e multo 6tH., sobretudo quando 0 veiculoe dirigido a noite e na estrada.Os capacitores C6, C9 e Cl0 absorvem possfveistransientes. Como regra, geral, C9 e Cl0 saomontados junto a CIA e C15. davido ao ambientesaturado deinterferencia's, como, soe aeonteeernom autom6vel.Em paralelo a alimen~ao geral foi lig;ldo urnconjunto diodo-capacitor (02 s Cll). ocapacitor. como nos outros cases, absorveeventuais variat;:oes bruscas de tensab; 0 dlodoprotege todo 0 circuito no c a s e de' uma inversaode polaridade.o estagio reguJador da alimentaQao e consti-tufdo por D3, C12, C13 e Cll0. Este integrado eum estabilizador de tensao, tipo 7805~ C13 foicolocado em par.alelo com C12, por se r efetivopara transientes mais rapidos.o prototipo, desenvolvido em nosso Tabora-t6rio, foi arduamente provado, inclusive sob aspiores condicdes, instalado em vefeulos de diversasmarcas, j nclusive importados; seu desernpenho. eprecisao sao assombrosos.No pr6ximo numero forneceremos todos 'osdetalhes de montagem, calibraQao e instalac;ao, estaexigindocertos cuidados.

(Conclui no pr6ximo munero)~l i l a N O P R O X I M O N O M f R o

t ~ r - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ - - - - - -Entre outros assuntos, voce podera le-r no proximo

numero de NOVA ELETRONrCA:

CURSO DE AUDIOiI PLENO PROBE (0 medldor de n{yeis 16gicos que yale por 16)LUZES -PSICODt:LlCAS

AMPUFICADOR DE POTENCIA DE AUDIO C a l V I CI TBA 810DAS

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M

C L,I\U D lQ C ES t\R .D lA S B ATIS TA.'


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FIGURAclfrente (dista~cU:f entre a frente do conjuntomusical eo fundo da sala), 0 contrale sabrea dispersfo sonora feito por suas caixasaeustlcas e deficiente, modificando-se aresposta, a clareza, a inteligibilidade.o angulo coberto pelo sam dessesamplificadores e bern grande, principal-mente nas baixas frequencias e e .util atedistanclas ao redor de 9 metros do palco aEscolhendo a epoca dos sucessos em LP plateia, ap6s 0 que as reflexoes nas parades,do conjunto musical norteamericano "The no chao e a diretividade diferente nasVentu res" , au dos brasi Ieiros "The Jet diversas frequencias tornarn a qu aIidadeBlacks", formemos urn quadro da sltuacso sonora lncontrolavel oelo musico (fig. 1)_da malaria dos conjuntos musicals eletri- Como as apresentacoes na epoca eram,ficados (lnlclo da decade de 60). geralmente, para audit6rios pequenos, clu-Nao havia, ou quase nao havia, a bes, bailes, etc., tudo ia as mil maravilhas.execucao vocal. Os solos musicais, assim Surgiram as Beatles. Com eles e outros, acomo todo 0 acornpanharnento, eram quase som vocal foi extremamente valorizado; daisernpre realizados pela guitarra eletrtca. a necessidade de aparelhagem para aFora :a bateria tais solos e acompanha- arnpltficacdo das vozes, tarnbern sentida nosmentes eram produzidos por .instrumentos grupos musicais brasileiros que, de certamusicals amplificados por urn tipo basi- forma, refletem as variacoes dos estran-carnente idantlco de arnpllficador: 0 geiros_"Fender Showman" I a exernplo classlco, Por causa do fenbmeno da microfonia oude onde se originaram os Tremsndoes e reallrnentacao acustlca.vas calxas para vozes

outros naeienais, deveriam ser, obrigatoriamente, eolocadas,A caracterfstlca essencial desses arnpli- entre a publico e os rruisicos, voltadas paraficadores e seu curto aleance sonoro: e 0 0 publico e longe dos microfones. HGje emque denominatnos"'sh"rt throw ....Isto quer dia cornecam a ser tentadas, em rnaiordlzer que mantsm a mesma caracterjstlca sscata, tecnlcas deanulal;ao da reall-de resposta defrequencias.e timbre ate uma rnentaeao, com oemprego de dais micro-curta distancia e que, a . rnedida que nos fanes dlstanctados, direcionais e fora deafastamos deles, para as lades e para a fase.~ ~ - - - - - - ~ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ~ ~

PlGURA Inentes indicados, tudo funcionara dentrodas especlficacbes de cada aparelho em Slou dentro do conjunto que ele forrnara oupodera format.

A EVOLUCAo DO SISTEMADE SOM DOS CONJUNTOS MUSICAlS

3 0' N OV A . ELETRONICA


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A posic;:aoideal, para 0 sistema rnonofo-nico, seriaa colocacao dats) eatxats) dev o z e s - no teto e no centro, mas aimpossibilidade disso ser feito com sistemasJ)O[tateis obrigou 0 use de urn par decolunas sonoras, uma em cada lado dopalco, como se fosse urn sistema estereo-fonico (fig. 2).Devido a ser, as colunas sonoras, pornatureza. umsistema de grande alcance -"long throw" - principalmente quandoutilizadas cornetas acusticas e devido aoefeito Haas (para maiores detalhes a esteres:peito, consu Ite 0 livro" Estereofon iaPnatica" - Saul Sorin - Ed. Radiorama 8,l:Iue;,pode ser enccntrado nasi ivrariasespeciallzadas em livros tecnicos), que seresume em existir uma area forada qual ail'lteligibilidade do sam e deterioradaquando a mesmo provern de duas fontessonoras, a reg180 da plateia atingida comelijreza pelo sam das vozes amplificadas naoa era pelo som dos ampl ificadores dosinstrumentos musicais e vice-versa.o sam dos ampllficadores de instru-mentas chegava ja rnisturado, com suapr6pria retlexso nas paredes,a regiao ondese ouviam bern as vozes e a som das vozeschegava excessivamente retardada, vindo dacalxa rnais distante, a quem quer que naoestivesse na linha central entre as duas"caixas de vozes", causando perda deinteligihilidade destas na zona onde seo~viam bern os instrumentos.A regiao coberta pelo sistema de"reamplificac;:ao de vozes" abarcava umpQblico bastante mais numeroso e maisdistante do palco, permitindo, pratica-mente, que as distancias e a plateia atigivel

s e tornassem ilimitadas, enquarito que afalta de resistsnela dos rnusicos a altosnfveis sonoros, aliada ao problema do"vazamento" via rnicrofones e a necessl-dade de que urn rnusico ouvisse as demais,n a 0 perrnitia que todo a som viesse pardetras destes.Surgiu a ideia, logo posta em pratica, des e reamplificar, tambem, as instrumentosmusicals pelas "caixas de vozes", usando-secaixas e amplificadores mais potentes esofi!rt.icados. 0 resultado satisfez ao pu-

blico, que passou a ouvir melhor osinstrumentos via reampliflcacao - desdeque os ampliflcadores dos Instrumentosindividuals no palco tossem mantidosaniveis mals beixos, 8 oonto de naointerferlrem com seu proprio sam vindo dopublico pelas calxas de reempttticecso.Os mUSICOS, no entanto, recebiam,inevitavelmente, a ref.lexao do sam de suasvozes e dos instrumentos, via eaixas derearnplificacao, paredes, chao e teto doaudit6rio .. Esta reflexso, as vezes de alton [vel sonora e semprecom atraso emrelacao ao sam original, "embaralhava asam" ouvldo pelo musico, a ponto de umnao escutar com inteligibilidade a voz dooutro.

r>I \,I ,

I \I \I \I \I \I \I \: \I I, I, Ir ,, I' - - - - - - - - - - - - '

FIGURA 3A sclucao foi a eolaboracao de pequenascalxes de retorno, ou "rnonitores" de voz,no chao do palco, a frente dos rnusicos e

par tras dos microfones unidirecionais (fig.3). .Passando a ouvb- bern as vozes, massornando-se a elas 0 som do retorno, a desua' propria voz.; 0 da bateria-e as dosamplificadores _de l'aJqo, um rhusi,G(i)deixoude ouvir, com clareza,o som do arnplifi-

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cador do outro, principalmente quando taisrnusicos estivessem situ ados em extremosopostos do palco, devido as caracterfsticasde "short throw" e a impossibilidade de seexagerar 0 nfvel de volume desses ampli-ficadores, como ja anteriormente se disse.Foi assim que veio a ldeia reamplifi-carem-se os pr6prios instrumentos musicais,via monitores, para os rnusicos em conjunto- usando-se amplificadores e eaixas demaior potencla, Todos, muslcos e publico,passaram a ouvir tudo muito bem, fossemquais fossem as dlrnensoes do palco e doaudit6rio, tratando-se, agora, de daisambientes eompletamente separados doponto de vista do controle do som. Paratanto, foi necessaria a construcao de mesaou mesas de som que possibilitassem amistura e 0 envio do programa, de rnaneiraadequada, aos ambientes plateia e palco;tornou-se irnprescindtvel 0 emprego detecnicos para 0 contrale de sam, apare-lhaqern eara e sofistieada e de orqanizacaoa nlvel empresarial do eonjunto devido amultiplicidade de pequenos novos proble-mas surgidos.Nota-se que 0 uso de amplificadoresindividuais aparentemente ficou desne-cessario, ja que todo 0 sam esta presentenos monitores. A maioria dos musicos tem,entretanto, seu pr6prio amplificador, como qual estuda, convive, ao qual dirige suasernanacoes espirituais e dele recebe umaresposta sutilmente personalizada; dificil-mente 0 rnusico abandonara 0 usa dessearnpllficador, Da-'se, tambern, 0 fato de queesses arnpliflcadores, geralmente valvulados,sorn transformadores d' sa fda muito_simples e alto-falantes m:, liplos, possuem. J .u:n. !imbre, .u~a colorar;:~: urna distorcao.murto.especra!s e caractersstlcos, bern comoprol.ongam au sustentarn os. "envelopes"senoras, 0 que absolutarnente - nao deveacontecer com 0 sistema de som dos

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monitores e 0 da reamplificacao para 0publico. Essa cotoracso. cuja pesquisa foinosso objetivo por longo tempo, e diflcil,mas posslvel de obter com pequenosmod ificadores transistorizados, distor-cedores e afins, que permitem a quemreal mente deseja livrar-se dos problernaticosamplificadores a valvula, faze-lo sem medo,como aconteceu com varies grupos mu-sicais sob nossa orientacso (Grupo 17,etc.). Seja como for, correndo as palcos damaioria dos g~andes e .avancados gruposmusicais, 0 leitor la encontrara os taoamados Fender Twin Amp, Gibson, Tre-rnendoes, Palmers e outros representantesdo "estate gasoso" a retribuir calorosa-mente as vlbracoes dos seus rnusicos esenhores.Com 0 desenvolvimento dos diferentesaspectos dos problemas ate este momentaresumidos e das solucoes praticas everdadeiramente funcionais para os mes-mas, serao fornecidos circuitos de exce-lentes amplificadores valvulados para ins-tru mentos mus lea IS, proposi tada mentelonge do que se possa chamar de altafidelidade. Serao, tarnbern, apresentadosamplificadores e preampl ificadores tran-sistorizados de altlssima fidelidade. Nossaopmrao particular e que as unidadesmodificadoras de sam devem ter 0 menortamanho ffsico possfvel e serem localizadasem sistemas de pedais colocados em"suportes pedaleiras", sendo que 0 sinaleli~trico devera estar pronto dar em diantepara ser reproduzido em alta fidelidade porum sistema capaz de atender ao conjuntotodo dos musicos e do publico. Em algunscasos - e quando a "grana" der - deveraoser usados amplificadores valvulados pe-quenos, como modificadores e geradores detimbre caracterlstico, por exemplo, 0 TwimAmp au equivalente de fabrlcacao nacional.Dutra possibilidade para os amplifica-dares valvulados de instrumentos musicais eo usa em pequenos grupos de amadores auprofissionais que nao desejem ou. naopossam se expandir para ambientes grandes,com publico realmente numeroso, desis-tindo, entso, do usa de pedais e modifi-cadores de sam com resultados previsfveis,


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_ t i E D E~ S ISTEMA DE ALiM ENTAC iio C ,A

si ntetiaodcr porn qu i torrcsV Pecuenos 0 rops, Yolvulod


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FlGURA5

a fig. 5 e ate a rnovimentacjlo no espaeo, doambiente complete ou plataforma de cadarnusico, Tal coisa, que saibamos,ainda naofoi executada, aqui fic_ando a ideia ...Os equiparnentos que daqui para diantepassaremos a descrever, dando os maisminuciosos -detalhes para as suas rnonta-gens, empregam componentes e materiaisacess6rios encontraveis com facilidade nocornerclo especializado da Capital de SaoPaulo. Voce devera analisar, antes dedecidir-se por sua montagem, se servira ou-nao para 0 seu uso; iernais.devera introduzir.. modificacoes, a na~ ser- que tenha bonsconhecimentos para 0- fazer as especi--Ficacoes des diversos equipamentos, uma'vez confeccionados com as materiais eseguidas as instrucoes, serao identicas asdos prot6tipos exaustlvamente provadossob as mais diversas condicbes, ,As modi-ficacoes que pretender introduzir devem serbern estudadas e experimentadas pelopr6prio idealizador da!' mesmas, 0 mesmovalendc para outras adaptacoes quenso aspor nos indicadas.

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SINTETIZADORES, PEDALEIRASE. MODI FICADORESComec;:aremos a serle de artiqos focall-

zando um setor importante do sistema geralde somdos conjuntos musicais. E 0 "somde palco". No palco .e'que estao localizadosos grandes segredos, os modificadores desom, os pedals, os diStorcedores, "wah-wahs", "phasers", "flangers", as carna ras de000, os reverberadores, os sintetizadores, osinstrurnentos musicals eletronicos e eletri-ficados, os microtones, os amplificadorespara instrumentos musicais e toda a"tranqueira" que os rnusicos dos conjuntosmuitas vezes carregam com eles mesmos ecujos clrcultos fabricantes guardam a "setechaves" em pastas assinaladas com "Top'Secret".Especificamente, dos mais secretos e"bolados" circuitos, escolhemos os pedais emodificadores de som; mais tarde vira 0resto.Possuimos um sistema pr6prio de inter-ligacao dos pedais e outros modificadoresque culmina, passando pela ja ' maisconhecida e urlllzada "pedaleira", numverdadeiro. e inedlto sintetizador- parainstrumentos musicais e.....i'ozes.o sistema complete ~ bastante recente eestara em breve sendo apresentado nos"shows" e discos d/QS MUTANTES pornosso irmao Sergio. Dele consta os maisdiversos pedais, alguns antigos, mas ate hojenao superados, hli muito usados empedaleiras pel'OS MUTANTES, ate outrosnov tsslrnos, como dobradores (BONS) defreqiiencias e Uring modulators", quesergio apenas experimentou em nossolaborat6rio, na Serra da Cantareira,Voce podera montar, isoladamente,qualquer um dos circuitos que acharinteressante ou Ihe convier para seu pr6priosistema de som, ou podera acopla-lo, em

um sistema modular, ate formar urnsintetizador para instrumentos musicals ouvozes. A este sistema podern ser acopladosquaisquer pedais existentes no mercado.Os principais circuitos que nos permi-tirao chegar ao sintetizador, nao necessa-riamente nesta ordem, serao:


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Modulo de entradao grande segredo do sintetizador semteclado.Susteinero melhor circuito de susteiner exis-tente, sem distorejo, usando Op Amp.servlra como compressor t a rnbern paramesas de som (limitador ou compressorinfinito).DjstorcedoresUns 9 ou rnais tipos diferentes para voceobter (rnesrno) desde 0 macio "sorn doyes" e "overload ing" dos amp Iificadoresvalvulados ate os "fuzzes" maissuj6sposslveis; havera, tambem, distorcedoresespeciais sextuples a serern usados umem cada corda de gu itarra ou contra-baixo para eliminar 0 "ernbrulhamento"dos acordes e obter 'sons continuos emuito ricos em harrnonicos (captadoresespeciais sextuplos a serem usados urnem cada corda, apenas 'nests modele,sendo os demais distorcedores paratrabalharem com qualquer guitarra).Contour Generators (CG)lnd ispensavel nos sintetiza nao produzqualquer som, mas servem para con-trolar 0 tempo de ataque, "sustain" e"decay" (envelope) dos veo, VCF, etc.,que voce usara , permitindo que efeitoshoje em dia realizados por menlputacsode potehciornetros de volume nas gui-tarras ou em pedais de volurnes : e"wah-whas" sejam estendidos a "stepbeyond" ( Of several. .. ).

Osciladores de ControleDepois explicaremos.Geradores de Ru idoPara efeitos de chuva, tempestade, silvos,etc:

VCF, VCOExplicaremos a seguir.Dobrador de Freqjjencias .Nosso circuito: principaimente nas notasaguadas, da a oitava acima limpa enftida.

Ring Modulator.Nosso circuito; para aparelho bastante

(John)sado pelo Mahavishnugravacoes mais recentes.PhaserVoce ja conhece; as novidades explica-remos mais tarde. ---..,

FlaligerUm super Phaser, para efeitos tao bonsquanto os original mente consegu idos emestudlos, com gravadores sincronizados,

nas

Delayers e Reverberadores EletronicosFica para 0momento oportuno.

Noise SourceGerador de ru fdo.

Modulation MixNao produz sorn, mas combina os sinaisde Noise Source e do Oscilador paracontrolar VC F.

BalanceadorPerrnite combinar os sons sintetizadoscom os sons normais (nao confundir como balanceador de canais usados nossistemas de som estereofonico),Funk MachineSera futuramente detalhado.

Fonte de Alimentalf80Fonte estabilizada regu lavel, multiple,que perrnitira alimentar os diversosm6dulos do sintetizador e t a rnbern ospedais modificadore.s que voce ja possua,eliminando as caras e problernaticasbaterias.AlphatronControle de sintetizador utilizando on-das alfa; varlas pessoas em conjunto cornapenas um sintetizador; resultados deexperiencias e ideias oriqinais,Ainda bem mais .para a frente ternosprogramada a publlcacao deum teclado eosciladores COOl os quais voce possa

montar, junto 'Com os modules anteriores,um sintetizador de tee/ado com maispossibilidades que 0 conhecido Mini-Mooge com a mesma qualidade e confiabilidade.


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exp en en cia , cada mon ta g em qu e e le rea liza , n omom en to q u e aneta, n o e m ara nh ad o dos calculose circu itos in icia is, . em letras, como um g rito devitorla: "DEU CERTO ! .. . FUNC IONA ! .. , ."

Espe r amos alcancar 0 objetivo de propiciar-lhe 0mesmo sen tim en to q u e tornou 0 a u tor q u an dop e la p r im eira . ve z assistiua demonstracao do scmeste reofbn ico, em casa de u rn am ig o de seu p a l,cu jo nom e [a rn a is e sq u eceu e em hom en ag em aoqu a l dedica seu trabalho: A rm ando S a le s. S e e stase r ie de a r tig os p rodu zlr a o le ito r 0 mesmo qu ep rodu ziu n o au tor , u rn m a ior re la cion am en to como U n ive rso por m e io do Som ,sen tir n osem osp !e nam en te re com p en sa dos.o le itor q u e e sp e ra r a kia e .m p< ifia da sp u blica90e s te cn ica s conven cion a is corredoisr iscos. 0 p rim eiro de "cha te a r-se " extrem am en tecom um ce rto desp e rdicio de p a lavra s e dedivaga90es anti-cierrtlficas, 0 seg urido, a o de sistirda mon tag em pe lo p rim e iro motivo, de ixa r dere a liza r , p or u rn p eq u eno cu sto, u rn a p a re lho deg r ande conftabtridade.o aclam ado scm d'O S M U IANTES a f e sta p a rag a ra n tir a e fica cla , e ficie n cia e viabilidade doscircu itos e dos p roje tos q u e se rao de scr itos. T a iscircu itos fo ram exau stivam en te provsdos naprsttc, em usa pro fissional , 0 q u e Jhe s con fe rse levada m a rg em de con fiab ilidade , n orm a lm en teirn p ossfve l de se r a tin qida p or em prssa s com ercia isdevidoa s exig e n cia s de p rodu cao em se rle .o n { ve l de q u a l idade obtido dos sistem as q u ese rao p ublicados e sta ra n o m esmo p lan o dosm elhore s existe n te s n o Exte r ior e n o B rasil.A s solu cce s te 6 r ica s n em se rn p re se rao a s idea is,p odendo su ra ir sim p liflcacoe s, m e lhor u tiH zacaodos a pa re l hos e circu itos p rop ostos,o q u e , n a re e tidade , n os p roporn os a fa ze r comesta se r ie de a r tig os e um trabalhoserio, passandodo sim p le s am adorism o p a ra u rn ve rdade lrop ro fis sio na i ism o .

NOTA DA REDACADPode ra p a re ce r -lhe e stra n ha um a abe r tu ra como

a deste a r tig o - auto-prornocao de seu au tor . N odecorre r do texto, com a form a de apresentacaodos diversos cir cu itos e os resu Ita dos q u e 0 le itorobtera, esp e ram os q u e a credite se r ta o necessariocom o n os p en sa mos.o autorlnlciou-se em Eletrontca ao contrario da

m a ior ia ; jam a is fre q ile n tou , re g u la rm en te , u rne e rso e sp ecia llzado , N asceu em fam ilia de rn u sicos:p a i, ca n tor ; m ae con oe rtlsts de p ia n o ; irm aos, osa tu a is com pon en te s do famoso con ju n to asM UTA NTES . S eu in te re sse p ra tlco p e la E le tron icadeu -se com a con stru cao ca se ira e a r te sa n a l dequitarraselstrlcas ~ se u s in stru rn e n tos cheg a ram ate r g ra n de va lor en tr e os rn u sieos, a ssim como osam p lificadore s, os mod ificadore s de som , ossistem as P .A . ou de reamplttlcaeao, o s e st ud lo sd ascm , os sistem as re siden cia is de a lto de sem penho,os sin te tizadore s, os " the rem in s" , a s ca lxa sa cu stle a s, a s corn e ta s e toda um a in tin dave la p a re Jhag em com a qu a l se e n volveu e p rodu ziude sde q u e enve redou p e lo m a ravilhoso m undo dosorr. C orn a cou , p orta n to, da p ra tica em dire r ;:a o a "te or ia , H oje POSSU! um a irn e n sa e in ve java lbibliog ra fia form ada por llvros, re vista s e a n e ta -coe s de su a s p r6 pr ia s p esq u lsa s;

C u rsou a E scola de A drn in i stra (!a o 'de Emprasasde S ao P au lo - F u ndacao G e tu lio:V a rg as, te n do,~ t ao . 58 con cie n tizado da n ece ssidade de "fe cha ru rn o ircu lto de reatimentacsc" en tre a p ra tie a e ateor ia p a ra q u e assirn um a de sse se n tido e rsa ju stea outra,

Torn a -sa u til e sta ap re se n ta cao p a ra q u e 0 le i te rse a mbie n teaoe stilo dos a r tiq os .do au to r , m a rsp a recidos com oon tos ou rom an ces lite ra r los, doq u e com a habrtba l. m an e ira fr ia- de exp or todas a steor ia s e p r in c.ip ios de fu n clon am an to. M as am a te ria , te m osa bs.Q lu ta certeza, in \ satistaze-locom a m .e sm a fn te n sidade com e le tr iza cada

3 Ne\jA ELETRONICA


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Urna con stan te troca de correspondencia ent r e 0a u tor, em p re sa s n orte am e rican a s e i nq lesas , comoJ a m e s BuH oughs, A ltec, C e rwin -V eg a , G au ss,E lectrQ -V oice , Shu re B rothe rs, R .T . R ., e tc., ain c31 i1save l a sslsten cia teor ica e ma te r ia l deeml'iresas n acion a is, como F ilcre s, N ovik e outras,bem como a assis tsncia da p esqu isa pu ra son orae t~ tu ada p elos as MUTANTES , p a r A rn a lda D .Bap tista , p e la s F acu ldadesln teg rada s A lcan ta raMachado , tudo sa som an do ao seu trabalho dep e:sq uisa - p ara 0qu a l m u ito tem con tribu fdo su aespcsa, Ana M aria - 0 qu a l vem sendo re a liza dodesde ' 1963, possibil ita rao a apresentaeso dee q ui pam en to s fu n cio na is, conf iaveis e ,em mu itos! ;a sos, como um orig in a l sin te tizador p a ra g u ita r rae v oze s, a bso lu ta rn e nte insdltos. ja rn ais ha ve ndop ybljca ! (ao seme lhan te n o B ra sil n em no exte rior .ID sartigos conterfio, sem p re qu e n ecessa ria , um al r isa 'O gera l , cornentarlos, filosofia "da coisa",li istlria da evolU t;;ao do eq uip am en to , em segu idaao que virao os circuitos, mate r ia is, "lay-ou ts" edemais lntormacbss de ta lhadas p a ra q u e 0 leitorpO ls,a 'te r su bsfdios p ara a elaboraeao d e e xc el en te soon ju ,n tos q u e , m on tados seg u in do todas a sin stru ! (oe s e u san do os m ate ria is in dicados,fu nckin ara o p erfe ita me nte e atenderao suasn ecessidades. S era , p a is, 0 "prate" esp i r i t ua l daba lam ; :a , p e r fe i tamen t e equllibrada pe lo "prate"mater ia l .Q au tor reconhe ce qu e os dife ren te s le i tore s

G isp6 em de m a ior au m enor tem po, e n ca randoma is subje tiva ou obje tivamen te a m a te r ia ex posta ..Pa ra ten ta r a tende r a todos, su g e re -se aos q u elen ham pou co tempo a p e rde r ou qu e p re firam u rn

en foqu e p u ramen te obje t ivo , le remap en as a sp a r te s ma is im porta n te s q u e se rao desta e adas .. Noentan to , echarnos qu e um a TC lp ida le itu ra de tudopoden \ e scla recsr rn e lhor e evita ra ce r ta s du vida s,

Par a rnelhor e sC ia rece r e ca racte riza r q u emeserevera esta se r ie de a r tig os especrficos, curnpre-nos dize r q u e 0 autor, especificame-rte e m a udio, eespecializado em :

- in stru me ntos musicals aletroniccs e alatri-fica dos - sin te tizadore s e ou tros;

- amp lificadore s p a ra in strum en tos m usica ls;- modlficadores de som p a ra in strum en tos

musica is ;- reamplificacfio de con ju n tos m usica ls e

orq u e stra s - P .A . Sys tems;- ca ixa s acu stlca s p a ra in strum en tos m usica is;- ca ixa s acu stica s p a ra re am p lificacao - c'or-netas e a lto-fa la nte s;- m esa s de con tra Ie p a ra P :A .;- m esa s de con tra le p a ra estudios d e 9 ra va lfa O e

labora t6 rios de som ;- sistem as completes para estudios de sorn

p rofission ais e a ma dore s;- sistem as de sam residen cia is;- a rn a sica em sl:- con ju n tos m usica ls. orq an iza ca o e rn pre sa ria l

de g ran des g ru pos;- e tc .Somos os p ion e iros n este tip o de pu blica9aoesp e cffica . N a re a lida de , sobre ta is a ssu n tos, m u ito

ja se e screveu , m as jam a is a ssu n tos e sp edficos,bern p ra t icos, exau stiva e p rofission a lm en teprovados e aprovados.


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Claudio Cesar Dias Baptista

(CO. " , . .

aU'fAIN

VDLUME,COM LUME ISEN P

I

NOTAS PRELIMINARESPara chegarmos ao primeiro m6dulo do

sintetizador e indispensiivel uma recordacso sobreaquila que seja, exatamente, um sintetizador desom e 0 que dele se pode esperar. Vejamos, pois.

Os sintetlzadores de som oriqinaram-se empesquisas (1) dirigidas a facilitar 0 trabalho decomposicao ou sintese de som dos instrumentosmusicais existentes e de sons totalmente novos,realizada em laboratorlos de empresas ligadas aosam, "buscadores" e rnuslcos individuais.

Aquelas empresas e estes pobres "cientistasloucos" eram obrigados a cortar e ernendarpedacinhos de fita de audio gravada paracomporem uma slntese sonora qualquar . Outrosusavam desenhos e material cinematogrcifico paraobter 0 rnesmo resultado. E evidente 0 trabalhonecessario: quando os jovens pesquisadoreste rm tnava rn uma nova rnu sica , estava na hora decuidar da apesentadoria e, se de cunhopopular, arnuslca ja saia classica,

(1) - CURSO "ESSE" DE,ALTA F IDELI DADE - Fundamentos Psico-Acus.ticos - Engenheiros Paulo e Hello Taques, MOSICA, DE LA ERA TECNICA - Fred Prieberg - EUOEBA38 NOVA. EUETRONICA .


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A grande ideia foi controlar as diversosaparelhos geradores de som ao inves de, usando"botdes", par meio de tensdes eletricas muito maisrapidas e mult iples que as maos.$urgiram os VCA, -VCF, VCO e outros VCgualquer coisa. VC quer dizer "VoltageControlled" (control ado por tonsao]: da Lser:'l/CA- Voltage Controlled Amplifier - urna es-pecie de pedal de volume eletronico:IJCF - Voltage Controlled Filter - algo bemsuperior, mas que podemos imaginarcomo um "Wah-Wha" eletronico, commuito mais possibilidades do quesirnplesrnente ficar repetindo "Wah-Wha"a ritmo constante, como um tremolo ou

vibrato;V C , O Voltage Controlled Oscillator Urn

gerador de audio de alta precisao,controlado por tensso,Cornecou a interessar, nao? !. ..As grandes diferencas entre 0 6rgao eletrico eosintetizador sao: 0 6rgao produz as notas musicaisa partir de geradores de frequencias fixas, com

forma de onda mall ou menos pura (senoidal);exlstern varies geradores em qualquer 6rgaoeletronlco, .cada qual gerando uma das notasmusicaiss ssus semi-to-ns, num total de doze; asnotas mais agudas (altas) sao diretamente geradas,enquanto que as mais graves (baixasl sao divis5es'pot dois das fraqiiencias das doze notas originais.Pode-se irnaginar a complexidade de urn sistemade duplo teclado e com "mil" recursos como osHammond, Yamaha ou Wurlitzer profissionais. Osdiversos timbres e ruios sao acrescentados,miturados ou filtrados usando-se equipamentoextra 1


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A ideia do sintetizador, portanto, econtrolar-se, independentemente e ssmpre pormeio de tensilo, cada pararnetro que defina 0sorn,sua intensi.dade, seu teor harmonico, seu envelope\ harmon icc e "intens ifico" (_... ), etc., usando-se 0menor numero possivel de unidades geradoras econtroladoras,Um sintetizador possui, por consequinte, doissetores principals:Gerador - onde estao os VCO e as teclados.Controlador - onde sao modificados os sinaisgerados.Pode ser acrescentado, a parte, um misturadorde controls, que seleciona os diversos sinais aserem ouvidos,~ Q sintetizador e urn aparelho muito maissimples e barato que 0 6rgao eletronico e muitonos admira nao haver ainda fabr icacao nacional,

em grande escala e a prsco razoavel, princi-palmente devido ao incentivo dado pelasdificuldades irnpostas a irnportacfo, Se for pordesconhecimento dos circuitos ideais e confiaveis,isto nao sera mals desculpa apes estes a.rtigos, paishavera material suficiente para qualquer umdesenvolver a producac de sintetizadores deteclado, simples ou complexes e ate uma novidade:o sintetizador para guitarras, que nao possuiteclado. 'I

SINTETIZADOR PARA GUITARRAS.OUTROSINSTR UMENTOSMUSICAlS E VOlES. Recordando 0 exposto anteriormente vemosque um dos "drawbacks" do slntetlzador comum eser mon6dico. .Desde multo antes da existencia do mercado desintetizadores comsrclals, como 0 Mini-Moog, 0Moog Satelite au os AAP, preocupamo-nos com apossibilidade de acoplar, a ' umsistema sinteti-zador, urna quitarra eletrica, para formar uma"guitarra-sintetizador". Isto foi no tempo em queos animals falavam, quer dizer, no tempo em que

construiamos guitarras especiais, artesanalmente emuito poucoentendia de circuitos eletrlcos, pelomenos um poueo menos que 0nada que entendohoje! .. ,De posse 'de circuitos comercia.is desintetizadores nerta-amerfcanos e com alguma dosede pacieneia, consiguimos, via diHceis raciocfnios

tipo 2 + 2 = 4, urn circuito bastante complicado epoueo racional que "percebia" cada palhetada,mesmo a mais rapkia, de uma guitarra e com issodisparava os CG ou Geradores do Contorno que,por sua vel, controlariam, como nos sintetizadoresconvencionais, 0$ VCF, VCQ, etc., permitindo quetanto 0 som normal, puro e polif6nico daguitarra,quanto sews tons sustentados com ou semdlstoreao e outros ainda, onde a guitarra interverncomo mera fonte de informa.;:ao e os sinais saototalmente independentes, sejam emitidos com ascaracterfstlcas normais dos sintetizadoresnion6dioos de teclado,Nao apenas a guitarra; tarnbern vozes, outresintetizador, 6rgao ouqualquer sinal, eletronicoserao adrnitidos esintetizados nests aparelho,eliminando 0 uso obrigatcirio do teclado. E clareque serve tambsm para isso que voceestapsnsartdo: contrabalxo, bateria, com microfonesou captadores, etc., todos sereo multo bemaceitos.Vftima do que sempre acontece quando"lnventarnos" algo, tivemos noticla de que coisasemelhante foi tentada e realizada no exterior. Dequelquer maneira, os aparelhos comerciais agoraexistentes sao pequenos pedais que, ligados ilgu itarra, produzem sons parec idos com aIgun sdeterminados sons do sintetizador, como 0"Sintetizador" da ludwig au 0 "Funk Machine",Nosso slntetizader supera todos estes pelapossibilidade de controle total do sinal com maisrscursos que as pr6prios sintetizadores: epo.lifonico, podendo, inclusive, completer ossintetizadores existentes. Dutra vantagem e 0sistema modular: voce usa as partes que desejar,chega e gasta ondeequanto quiser ..Nao desdenhe! Tarnbern no Brasil seinventam

coisasl Santos Dumont est~ voando por af paraconfirmar! Pela simples analise do clrcuito deentrada e detecceo de transientes do sintetizadorvoce vera que nada tao "estramb6Iico" poderia virde circuitos comerciais estrangeiros. Mas ele daconta do recado, e usavei em shows eqravaedes e eo que interessa no memento, Futuramenteprocuraremos racionaliza-lc, usando integrados,e!iminando 0 transformador, simpUficando, etc.Como temos pressa de ir para a frente aqui noBrasil, hao deixarernos de publicar 0 que j < i temos:pode rir 0 quanto quisar do clrcuito original. ..Qutros clrcuitos muitos deles, serao adaptaedss aomaterial existente, dos rnelhores circuitos demodificadores estrangeiros e funcionam tao bem

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Oil rnelhor do que eles. Se assim nao fosse, osMUTANTESsimplesmente usariam osimportadose ,oaoestes, pols dinheiro nao deve ser impecilho~o trabalho serio, nem estes modlttcadoressso aparte pesada no orearnanto dosgrandes gruposmusicais.Um exemplo daqualidade sera nosso primeiroqircuito- 0 Sustainer - que voce pod era lr usandocomo pedal, com baterias, se quiser espsrar pelapublicac;:aoda Fonte de Allmentacsc Estabilizada- ou ate acoplado a mesas de som (existentes oup6rfazer) como limitador, sam distorcfo, desihais,nas entradas ou safdas.

OSUSTAINER,sergio, d'Os Mutantes., nao usava sustainersexistentes no Mercado por realmente nao

pres tarern, Distorciam, prolangavam pOUCO , etc.U_savaurn compiicado compressor de nossa"invenyao" .Um dia, viajando pelas USA, encontrou "a"sllstainer,' Era mslhor, mais simples, mais baratoque nossoscompressores e perfeito para suasnecessidades. Usando um circuita operacional cam

o nome apagado pelo fabricante, 0 sustainardelxou-nos malucosl Montamos urn semelhante,mas todas os "op amp" que nele colocavamososcilava, ia ao maximo ganho e nao eracontrolado pelo Sinal rstiflcsdo, Durante umasemana quebramos a cabeca, atras de especifica-coes, ate que 0 Jose, da F ilcres, com sua me-moria de cornputador, lembrou-nos de um in-tegrado que era controlavel em ganho, pelo pino5, exatamente como 0 original. Tinha que servir!Corremos para a Serra, soldamos e ligamos!Funcionou! Melhor alnda que 0 originalAmericano, com muita rnais dB de cornpressfopossfvel e sem 0 achatamento que 0 circuitooriginal produzia, a s vazes, em algumas situaccesque gerassem oscilacao, Era 0 CA 3080 (thetransconductance amplifierl. Nao 0 esqueea rnais!Serve para "mil" novas aplicacoes, desdecompressores, expansores ate "ring-modulators"como 0 que "bolamos" integralmente e usandointegra/dos.Funcionando 0 sustalnsr, obtivemos osresultados constantes na Tabela I (rnedlcbes a100 Hz, com Gerador Heathkit modelo IG-72,com safda a "600 Ohms").

: SUSTAINER IMPORTADO' NOSSO SUSTAINER

Maxima tensao deentrada = 120 mV RMS


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Ten sso maxim a de sa ida no plcoin ic1a l ate com e oa r a com pre ssao(com diston ;;ao a ssim e tr ica ) ::= 1600 mV RM S

Idem (sem pnH com clistorca osimetrioa

Ten sao mb:im a de sa tda , du ran tea com pre S$u = 200 mV RM Sicom d isto rt ;a o a ce ita ve lp ar a "scmpuro" emguitarras

230 mV HM S (sem pre)

NSf) pessul PRe - AMPUFICADOR

Nso possui Headroom = + 18 dB sabre 05600 mV RM S de safda, Te_nsaode safda cor r espondente aos230 mV RMS de sa fda doSus ta ine r , sobre ca rg a de10 kil= 6DO mV RM S

A distorcdo, para 0 impor tado ou para 0 n o s s o;aumen t a it medida q u e aum en ta a freqG encia , 0va lor de 200 mV RM S de maxim a en trada p a ra ad i ston ;;ao ace ita ve l a 100 H z, e sta imp re sso aba ixoda cu rva de re sposta a freq u en cia s, O s va lore s 15 0 ,-80 e 60 in dicam , r esp e cti vam en te , 0 mesmo niv

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001 - Nova Eletronica - Fev1977