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1.0 - A PRÉ-HISTÓRIA DA ELETRÔNICA Para efeitos de alocação histórica, a idade da Eletrônica teve início em 1837 com a invenção do telégrafo por Samuel Morse nos EUA. Em 1888, Heirich Hertz nota o fenômeno de produção de corrente alternada de alta freqüência que denominou ondas eletromagnéticas, mais tarde, ondas Hertzianas. Na mesma época o pesquisador francês Edouard Branly inventou um dispositivo denominado coesor, capaz de detectar as ondas Hertzianas. Em 1896, Guglielmo Marconi, um cientista italiano, usando um transmissor de centelha usado por Hertz agora acoplado a uma antena transmitiu ondas eletromagnéticas a uma distância de 3600 m cuja detecção foi feita empregando-se de um dispositivo coesor . Em, 1906 nos EUA, H. A. Dundwoody e G.H.Pickard trabalhando simultaneamente na obtenção de um detector de ondas eletromagnéticas mais eficiente, descobriram a propriedade que certos cristais, como a galena, tinham em detectar as ondas Hertzianas desenvolvendo o famoso receptor conhecido como radio galena. Detector de Carburundun 1904 2.0 - A VÁLVULA TERMIÔNICA Em 1879, Thomaz Alva Edison fazendo experiências com diversos tipos de filamentos para obtenção de uma lâmpada elétrica incandescente prática nota um fenômeno denominado de "Efeito Edison" Esquemático do Efeito Edison Réplica de uma das primeiras lâmpadas incandescente feitas por Edison. 2.1 - O DIODO DE FLEMING Ilustração de uma válvula de Fleming 2.2 - O TRIODO Dr. DeForest em 1905 O Audion de Lee De Forest de 1907, apenas com uma placa (single win) e com filamento de tântalo. Por volta de 1907, o inventor americano Lee DeForest acrescentou um terceiro elemento ao dispositivo de Fleming. Era a grade que patenteou sob o nome de Audion, mais conhecido como válvula triodo. Entretanto, apesar do enorme potencial tecnológico da válvula Audion, sua aplicação não foi imediata. Inicialmente foi usada mais como detecção de ondas Hertzianas do que como um elemento de amplificação. A experiência de De Forest: 1º - A idéia original do Audion usando a condutividade dos gases. Os dois eletrodos em uma chama foi o primeiro detector de ondas hertzianas. Daí o termo termiônica. 2º - A primeira válvula Audion consistia de dois eletrodos em um meio gasoso. 3º - A primeira válvula Audion. - Radio News 2.2.1 – A FABRICAÇÃO DE UMA VÁVULA TRIODO O AUDION ou a válvula de três elementos - triodo - inventados por Lee de Forest em 1907 se torna o elemento mais flexível da eletrônica até a invenção do transistor em 1948. A fabricação de uma válvula termiônica requer o emprego de uma gama de materiais além de envolver diversos estágios de fabricação baseados em uma tecnologia desenvolvidas em pesquisas iniciadas a partir de 1913. Assim, CLAUDE PAILLARD, rádio amador de origem francesa, operando com o prefixo F2FO e profundo estudioso da termiônica, gentilmente brinda o visitante deste portal com um elucidativo vídeo feito em seu laboratório particular, mostrando de forma didática e objetiva as diversas fases da fabricação de uma válvula de três elementos ou triodo. O triodo tipo E feito pela Philips em 1917, semelhante em aspecto ao congênere francês TM cuja estrutura interna é descrita no vídeo. Fabricação de uma Válvula Por Claude Paillard AQUI VAI O VÍDEO DO YOUTUBE Como orientação ao visitante, o vídeo sobre a fabricação caseira de uma válvula triodo consiste de uma série de estágios em seqüência compreendendo: 1- A FABRICAÇÃO DOS ELETRODOS, grade, placa e filamento ou catodo. 2- FABRICAÇÃO DA HASTE DE VIDRO COMO SUPORTE DOS ELEMENTOS INTERNOS DA VÁLVULA 3 - A MONTAGEM DOS TERMINAIS NA HASTE DE VIDRO 4 - O BULBO DE VIDRO 4.1 - O TUBO PARA EXAUSTÃO DO AR OU RAREFAÇÃO 5 - A FIXAÇÃO DOS ELETRODOS: 5.1 - O FILAMENTO 5.2 - A PLACA E GRADE 6 – O PROCESSO QUÍMICO LIMPEZA PARA DESCONTAMINAÇÃO DOS ELEMENTOS INTERNOS DA VÁLVULA ANTES DA RAREFAÇÃO OU EXTRAÇÃO DO AR 7 - A MONTAGEM FINAL DO BULBO 8 - INICIANDO A QUEIMA DA VÁLVULA - GETTER 9 - A MONTAGEM DO SOQUETE 10 - O PRIMEIRO TESTE PARA VERIFICAR O COMPORTAMENTO ELÉTRICO DA VÁLVULA 11- A APLICAÇÃO 11.1 - UM RECEPTOR MONO VÁLVULA 11.2 - UM TRANSMISSOR 12 - CLAUDE PAILLARD EM SEU LABORATÓRIO CASEIRO MOSTRANDO: 12.1 - O PROCESSO DE EXAUSTÃO DO AR OU RAREFAÇÃO USADO NA FABRICAÇÃO DE UMA VÁLVULA0 O VÁCUO NA FABRICAÇÃO DE VÁLVULAS A BOMBA DE MERCÚRIO DE GAEDE Aos e estudar a evolução da válvula termiônica se nota a interdependência que existe entre os campos da eletricidade, calor e vácuo. Os estudos sobre o vácuo começaram com as experiências de Otto von Guericke na Alemanha seguido de vários outros estudiosos como Robert Boyle, Denis Papin, Swedenborg, Geissler, etc. Entretanto, a invenção da bomba de mercúrio de Gaede historicamente é um das inovações mais importante, uma vez que foi a primeira bomba de alto vácuo de ação rápida existente e desde então através do seu uso os físicos e engenheiros conseguiram fazer importantes descobertas dentre as quais se destaca o avanço na fabricação das primeiras válvulas. A bomba de vácuo de Gaede ou por mercúrio rotativo permitiu que a rarefação dos bulbos ou ampolas das válvulas fosse consideravelmente melhorada. Basicamente este tipo de aparelho consiste de um tambor de porcelana ou ferro de geometria complexa montado de forma a girar dentro de um cilindro. A bomba de Gaede é ilustrada no esquemático abaixo. Á direita, esquemático da bomba de Gaede, onde: B- mancal de mercúrio C- câmera com mercúrio D- carcaça H – orifício R- ampola ou bulbo a ser evacuado S- eixo provido com manivela de acionamento À direita, o principio de funcionamento de forma que quando o mercúrio é girado na câmera C, pressiona o ar retirando-o através de um tubo espiralado para a sua exaustão pela abertura (E) onde esta ligada uma bomba rotativa. A BOMBA PELO PRINCÍPIO DE CONDENSAÇÃO POR ATOMIZAÇÃO DE MERCÚRIO Outro tipo de bomba de vácuo usada originalmente por Irving Langmuir cujo principio de operação é conhecido como condensação por atomização de mercúrio, onde: A – reservatório de mercúrio B – tubulação pra passagem do vapor de mercúrio C- torre de condensação do vapor E – Tomada para acoplamento de bomba rotativa. R – ampola ou bulbo a ser evacuado. O TUBO GEISSLER USADO COMO UM TIPO DE MANÔMETRO IÔNICO. O tubo de descarga Geissler é usado como um tipo de manômetro eletrônico pois, através da passagem de uma corrente elétrica permite mostrar os diversos níveis de rarefação. O tubo Geissler Ilustração mostrando o aspecto da descarga elétrica em diferentes níveis de rarefação onde: A - descarga em forma espiralada entre os eletrodos B - descarga contínua com coloração intensa C - aparecimento de espaços escuros e diminuição da intensidade da coloração D - expansão total dos espaços escuros e diminuição da intensidade de coloração E - expansão total dos espaços escuros dentro do tubo. F - ausência de coloração no interior do tubo apresentando apenas uma auréola esverdeada. 2.3 - A EVOLUÇÃO DA TERMIÔNICA Foi somente mais tarde e baseado nos trabalhos de pesquisadores como Fritz Lowestein, John Stones Stones e do Dr. H. D. Harold que o Audion pode ser usado como um elemento amplificador confiável. Assim, de 1913 à 1935 tem-se a idade do triodo. Baseado em inúmeras inovações tecnológicas, em 1926, B. Tellegen, trabalhando nos laboratórios da Philips na Holanda inventa o pentodo cuja principal característica era a introdução de uma grade a qual era montada entre a grade e o anodo, a qual foi denominadade supressor ou grade supressora. O pentodo foi uma solução prática para as dificuldades encontradas nos primeiros tetrodos operando como uma válvula amplificadora de resistência negativa causada pela emissão secundária do anodo, como os elétrons sendo atraídos pela grade positiva. No final dos anos trinta outras válvulas aparecem como por exemplo: as válvulas de feixe dirigido, tubos de raios catódicos, o tubo de sintonia ou olho mágico, as válvulas metálicas e as válvulas miniaturas (vide índice para informações complementares) (quando colocar o mouse sobre a imagem, ela será aumentada) Dr. Lee de Forest e a sua invenção a válvula Audion que revolucionou a eletrônica. Fotografia datada de maio de 1930 e publicada na revista americana "Radio News". VÁLVULAS DE ORIGEM AMERICANA E EUROPÉIA LEGENDA ORIGEM TIPO FABRICANTE DATA 1 EUA DV-3 DEFOREST 1923 2 EUA 101D W.ELECTRIC 1924 3 EUA 24-A RCA 1929 4 FRANÇA E SFR 1922 5 INGLATERRA AC2/HL MAZDA VALVE 1928 6 HOLANDA C-509 PHILIPS 1925 7 HOLANDA KK2 PHILIPS 1933 8 EUA UX 280 RCA 1927 9 EUA UX-201-A RCA 1921 Ilustração dos primeiros tipos de triodos comercializados nos EUA por volta dos anos vinte, da esquerda para a direita: Triodo de DeForest tipo DV5 Triodo tipo 205D fabricado pela W. Electric Soquete para fixação da válvula. Válvulas de origem européia e americanas. 2.3.1 - UM CARIOCA POR TRAZ DA EVOLUÇÃO DA VÁLVULA TERMIÔNICA Arthur Rudolph Berthold Wehnelt nasceu no Rio de Janeiro, Brasil, em 4 de abril de 1871. Seu pai Berthold Wehnelt, um engenheiro naval, veio ao Brasil para auxiliar o desenvolvimento da navegação. Arthur Wehnelt voltou cedo para a Alemanha onde estudou física na universidade de Berlim e seguida na universidade de Erlangen quando recebeu seu doutorado permanecendo até 1906 onde publicou o seu famoso trabalho intitulado: "On the emission of negative ions from glowing metal compounds and related-phenomena", sobre a invenção do catodo revestido com óxido. Em 1906 passou a lecionar na universidade de Berlim. Em 1926, torna-se diretor do Instituto de Física. Wehnelt se dedicou a vários estudos. Dentre eles se destacam: descargas em gases rarefeitos, raios catódicos, raios-X, emissão foto elétrica bem como a termo condutividade de metais. Em 1903 durante uma experiência sobre a emissão de elétrons em corpos quentes, notou que ao aquecer um fio de platina, repentinamente à medida que os raios catódicos eram projetados de certa pequena seção do mesmo surgia um intenso brilho azul. A principio concluiu que isto poderia estar ligado a impurezas como óxidos metálicos oriundos do sistema de vácuo usado na rarefação dos tubos experimentais. Partindo desta histórica experiência, como um arguto e prático pesquisador, Wehnelt usando várias substâncias finalmente concluiu que óxidos de metais alcalinos terrosos eram aqueles que conseguiam emitir maior quantidade de elétrons. Surge assim um dos mais importantes aperfeiçoamentos da válvula termiônica, o catodo revestido com óxidos de bário, estrôncio e cálcio, um prático e copioso emissor de elétrons, mais conhecido como catodo de Wehnelt, que por mais de 75 anos foi universalmente empregado na fabricação de válvulas. Arthur Wehnelt faleceu em 15 de fevereiro de 1944 em Berlim, Alemanha. Sua invenção, o catodo de Wehnelt como é conhecido, foi um enorme legado à evolução da termiônica. CONSIDERAÇÕES SOBRE O DESENVOLVIMENTO DO CATODO O catodo é uma parte essencial da válvula termiônica, pois fornece os elétrons necessários ao seu funcionamento. Quando lhe é aplicado o calor como forma de energia ocorre a emissão de elétrons. O método de aquecimento do catodo serve para caracterizar as suas duas formas, ou seja, o catodo por aquecimento direto, ou filamento-catodo consistindo de um fio condutor aquecido pela passagem da corrente elétrica; o catodo por aquecimento indireto, isto é, o catodo-calefador, aquecido por radiação ou condução onde o filamento é introduzido num pequeno cilindro metálico cuja superfície externa é revestida por um material adequado para produzir a emissão de elétrons. FORMA MATERIAL EMISSOR DE ELÉTRONS VANTAGENS DESVANTAGENS OBS. Filamento - catodo Tungstênio trefilado puro ou tântalo. - Boa estabilidade na emissão de elétrons - O metal sendo puro evita a contaminação de outras partes da válvula - Baixa eficiência na emissão de elétrons. -requer uma aprimorada montagem mecânica por trabalhar em temperaturas elevadas, acima de 1700ºC, branco- brilhante - Uma das formas mais antigas de catodo. - Por requere drenagem mínima de corrente são usados em válvulas alimentadas por baterias. (Fig 1) Filamento - catodo Tungstênio-toriado - eficiência na emissão de elétrons entre aquela do - relativo nível de contaminação uma vez que em certas - o fio metálico de tungstênio é submetido a um tratamento Arthur Wehnelt inventor do catodo revestido com óxidos catodo de tungstênio puro e com camada. menor temperatura de aquecimento 1700ºC - amarelo vivo. condições o tório pode ativar outras partes da válvula, como a grade. - a emissão dos elétrons depende da conformação da camada de tório. especial, com de óxido de tório, o qual é então, reduzido a tório puro, formando uma camada mono molecular na superfície do metal base. (Fig. 2) Catodo filamento revestido Níquel puro ou liga de níquel - menor temperatura de aquecimento entre 700 - 750ºC - vermelho tênue. - Maior eficiência na emissão de elétrons no vácuo podendo atingir 100 mA/W - tende a gerar grande quantidade de gás. - Pode gerar contaminação de outras partes da válvula. - No catodo por aquecimento indireto é formado por um cilindro revestido com óxidos de terras raras, em cujo interior existe um filamento de tungstênio ou liga de tungstênio- molibdednio. O cilindro é aquecido por condução e radiação pelo filamento. (Fig 3) - Originalmente a platina foi usada como metal base. - carbonatos de cálcio, bário ou estrôncio são reduzidos durante o processo de rarefação a óxidos e metal puro formando uma espessa camada sobre o metal base. (Fig 4) Fig 1 - Ilustração de um catodo de fase múltipla em tungstênio puro usada na fabricação de válvula de transmissão para operação em alta tensão. Fig 2 - Ilustração de um típico catodo em tungstênio- toriado usado na fabricação de válvulas de transmissão. Fig. 3 - Ilustração de um catodo aquecido indiretamente. O filamento espiralado é circundado por finas telas recobertas com óxidos; para minimizar as perdas do aquecimento por radiação se emprega um sanduíche de grades de metal. Fig. 4 - Ilustração do catodo com filamentos revestido com óxidos provido com blindagem a qual permite aumentar a eficiência de emissão. Fig. 5 - A primeira válvula fabricada na Alemanha em 1911 usando o catodo recoberto por óxido para operação como um repetidor telefônico foi desenvolvido em conjunto por Robert Von Lieben, Eugene Reisz e Sigmund Strauss, daí originando a sua denominação como repetidor LSR. Logo em seguida as empresas AEG, Siemens e Halske, Felton & Guilleaume Carlswerk, A. G. e a Telefunken criaram um laboratório para a fabricação da válvula, conhecida como o “Lieben Konsortium”. Na ilustração à esquerda: o repetidor LSR e a direita o contratoonde foi estabelecido o referido consórcio. Cortesia da "Siemens Corporate Archives, Munich". 3.0 - A RÁDIO DIFUSÃO 3.1 - O TRANSMISSOR Nos primórdios, a radio-telegrafia usava os chamados transmissores de centelha, originalmente baseados na chamada de bobina de indução de Ruhmkorf. Com o rápido desenvolvimento da termoiônica, as primeiras válvulas de transmissão surgiram no mercado e, logo os transmissores se modernizaram, tornando possível a radiodifusão tal qual conhecemos hoje em dia. A bobina de Ruhmkorff fabricada no final do século XIX. O esquema da bobina de Ruhmkorff 3.1.1 – INVENTORES E INOVADORES DA TRANSMISSÃO E RECEPÇÃO DAS ONDAS ELETROMAGNÉTICAS A partir dos trabalhos de pesquisadores pioneiros como: Oersted, Henry, Faraday, Amperé, em 1864 J.C. Maxwell publica o seu trabalho: “Dynamical Theory of the Electro-Magnetic Field” demonstrando matematicamente a existência das ondas eletromagnéticas. (Fig. 1) Fig. 1 - Conjunto de equações diferenciais desenvolvidas por Maxwell baseado nos trabalhos de Ampère, Henry, Faraday bem como outros pesquisadores, que o levaram a prever as propriedades das ondas eletromagnéticas muito antes delas terem sido descobertas. (Technology Review) Logo em seguida, através dos seus estudos sobre o eletromagnetismo realizado na universidade de Kiel e de Bonn na Alemanha, Hertz consegue pela primeira vez provar experimentalmente a existência das ondas eletromagnéticas. Ilustração dos tipos de ressoadores originalmente usados por Hertz para demonstrar a existência das ondas eletromagnéticas. (Electronics) Heinrich Hertz Assim, desde estas históricas pesquisas foi aberto um novo horizonte para as telecomunicações donde participaram inúmeros inventores e inovadores. Dentre eles se destacam: Oliver Lodge Físico da universidade de Liverpool na Inglaterra, projetou em 1894 um sistema efetivo de recepção das ondas eletromagnéticas cuja principal inovação foi o emprego do coesor, originalmente inventado por E. Branly, no lugar da antena de Herts. (Fig. 3) Fig. 3 Esquemático mostrando do principio de transmissão e recepção das ondas eletromagnéticas a longa distância no início do século XX. A bobina de indução é intermitentemente ligada e desligada pelo acionamento do manipulador telegráfico. As correntes oscilatórias produzidas pelo fagulhador excitam o coesor ou detector o tornando condutivo. Se o coesor for colocado em série com a bateria e um receptor telefônico este por sua vez reproduzira em sincronia a intermitência da corrente produzida pelo manipulador. a) Manipulador telegráfico b) O conjunto composto da bobina de indução e o fagulhador c) O coesor originalmente inventado por E. Branly d) O receptor telegráfico e) O telefone ou fone Clique aqui para ouvir a transmissão de um sinal SOS! Fig 4 - Réplica do fagulhador Fig 5 Diagrama da estação de recepção de ondas eletromagnéticas desenvolvidas por Oliver Lodge em 1894 onde: a) Coesor ou detector b) Dispositivo para causar a de-coesão por percussão c) Bateria d) Relé e) Registrador Fig. 6 - Réplica do coesor originalmente inventado por E. Branly. Guglielmo Marconi Educado na Itália por tutores desde cedo desenvolveu um grande interesse pela Física e Química. No inicio da sua carreira melhorou o oscilador Hertziano construindo um aparelho de transmissão no qual através de uma antena elevada, o sinal era descarregado por um fagulhador ligado a terra. Logo em seguida introduziu diversas inovações no coesor usado por Lodge pelo encapsulamento em vácuo o seu particulado metálico bem como melhorando os respectivos terminais de contato. Em 1896 mudou-se para a Inglaterra quando deu inicio as suas atividades técnicas e comerciais no que tange as transmissões das ondas eletromagnéticas a longa distância. Em 12 de dezembro de 1901, em sua estação situada em Newfoundland, Marconi conseguiu receber o histórico tênue sinal da letra “S” transmitido em código Morse oriundo do transmissor localizado há cerca de 1700 km na Inglaterra. Ernst F. W. Alexanderson Natural da Suécia se graduou como engenheiro mecânico e eletricista pela universidade real de Estocolmo. Mais tarde estudou com o professor Slabi em Berlim, quando logo em seguida decidiu emigrar para a América. Na qualidade de funcionário dos laboratórios da empresa General Electric, trabalhou sob a supervisão de Steimetz. Em 1904, foi designado pela companhia para supervisionar a fabricação de um grande alternador capaz de gerar freqüências à ordem de 100.000 ciclos feita por Reginald Fessenden, quando introduziu significativas modificações. Durante este estágio de desenvolvimento do alternador de alta freqüência, um dos seus principais trabalhos de Alexanderson foi desenvolver métodos para melhorar a modulação entre as elevadas correntes geradas no aparelho, com a diminuta energia requerida pela voz. Alexanderson é ainda responsável pela invenção do amplificador magnético e da antena de sintonia múltipla que aumentou consideravelmente a eficiência do seu padrão de radiação. Ilustração de uma estação de transmissão de radio freqüência usando alternador por volta do final da década de 1910. Alexanderson, trabalhando nos laboratórios da empresa General Electric, EUA, efetuou várias modificações para torná-lo cada vez mais funcional. Uma delas foi substituir a armadura de madeira por estrutura de ferro. Ilustração do rotor usado num alternador para geração de ondas eletromagnéticas nos meados da década de 1910. Curso para formação de telegrafistas no final da década de 1910. Reginald Fessenden Atuando como professor da universidade de Pittsburgh, em 1900 fez uma das primeiras demonstrações praticas sobre a transmissão da voz humana por meio das ondas eletromagnéticas a uma distância de 1600 metros usando duas antenas de 15 metros de altura cada. Partindo dos trabalhos pioneiros de Nikola Tesla sobre o alternador de alta freqüência, Fessenden acreditava que por meio deste aparelho podia transmitir sinais em código Morse através do Atlântico. O seu primeiro alternador de alta freqüência com capacidade de 10.000 ciclos foi fabricado sob suas especificações por Steimetz na companhia General Electric, em 1903. Neste mesmo ano desenvolve o detector eletrolítico de ondas eletromagnéticas, um dispositivo muito mais sensível do que o coesor de Branly. Em 1906 Fessenden transmitiu um programa de música usando um alternador de 80.000 ciclos cuja recepção foi confirmada por muitos operadores. Entretanto, foi somente muitos anos mais tarde que a sua teoria do emprego da transmissão de sinais por meio de onda contínua se tornou possível com o advento dos aperfeiçoamentos do alternador introduzidos por E. Alexanderson tornando, assim, sobremaneira superior ao primitivo sistema de fagulhamento. Vista interna da estação transmissora receptora desenvolvida por Fessenden. A estação receptora e transmissora de Fessenden em operação. H.J. Round Para melhorar a seletividade dos tênues sinais de radio freqüência, em 1911, inventou o circuito balanceado usando detector mineral. Na realidade consistia de dois detectores trabalhando em oposição de tal forma ajustada que enquanto um deles era sensível ao sinal o outro somente operava quando os distúrbios atmosféricos excediam o valor para o qual fora anteriormente ajustado. A.S.Popoff Como professor da universidade de Kronstadt na Rússia, em 1895 aperfeiçoou o sistema de recepção de ondas eletromagnéticasinventado por Oliver Lodge. No sistema de Popoff o coesor ou detector de radio freqüência era protegido no rele de contato por bobinas de choque em todo circuito onde as ondas eram geradas pelo fagulhamento do transmissor. No lugar da Antena de Hertz Popoff usou um longo fio vertical isolado na sua parte superior e conectado a terra através do coesor na parte inferior. Alexander S. Popoff 3.2 - O RECEPTOR O avanço do rádio deu-se logo com as primeiras transmissões radiofônicas ocorridas no início da década de 1920 nos EUA. Nesta época centenas de ouvintes, muitas vezes incentivados pelas emissoras construíam os seus próprios receptores. A maioria destes primitivos receptores era do tipo a cristal, empregando como detector o sulfeto de chumbo ou galena. Com o advento da termoiônica começaram a surgir os receptores de uma só válvula, porém ainda precários, pois necessitavam, também, de fones de ouvido para a escuta. Quando, então, uma ou mais válvulas amplificadas foram usadas logo após o detector das ondas Hertzianas, determinando-se os chamados estágios do receptor, surgiram as mais diversas topologias de circuitos Esquemático mostrando um receptor de construção caseira 3.3 - OS CIRCUITOS BÁSICOS Tanto o receptor a cristal como de uma só válvula não eram muito sensíveis para a detecção de sinais emitidos de longa distância. Desta maneira, logo surgiram no mercado os receptores de múltiplos estágios, usando de vários circuitos amplificadores com rádio freqüência sintonizada, conhecido como receptores RFS ou com rádio freqüência sintonizada. Apesar da sua melhor sensibilidade para detectar ondas de rádio, ainda apresentavam certas desvantagens principalmente quando do processo de sintonia de faixas de freqüência originando silvos e chiados indesejáveis. Em 1912, Edwin Howard Armstrong inventou um novo tipo de circuito denominado de circuito regenerativo ou de alimentação, no qual o Audion de DeForest revelou-se como um poderoso amplificador como, também, de um gerador de ondas eletromagnéticas. Estudando criteriosamente comportamento, Armstrong concluiu que parte da corrente de saída da placa da válvula podia ser alimentada de volta e sintonizada na sua grade e, desta maneira reforçando Ilustração do circuíto regenerativo inventado por Edwin Howard Armstrong sobremaneira a intensidade dos sinais captados indo para a grade. Os circuitos RFS e regenerativos foram um grande avanço efetuados na topologia de circuitos do receptor de rádio, geralmente operando na sintonia de freqüências baixas. Com o aumento das estações de rádio transmissoras, operando em freqüências acima de 10 MHz, estes aparelhos não tinha condições de capta-las e sintoniza-las com precisão. No final da década de 1910, novamente Armstrong inventa um novo circuito agora denominado de superheterodino o qual era muito mais sensível que os anteriormente vistos e, sua finalidade básica era de amplificar e fornecer uma pré-seleção ao sinal captado. Muito mais seletivo como estável, o circuito superheterodino tornou-se desde então, a base para a fabricação de todos os tipos de receptores. A partir de 1930, a fabricação de receptores teve um rápido desenvolvimento. Em 1933 aparece no mercado um novo tipo de circuito denominado de modulação por freqüência ou FM como é mais conhecido. Inventado, também, pelo já então famoso Armstrong, a modulação por freqüência era um novo processo de eliminar o fenômeno da estática encontrado na transmissão convencional ou AM, modulação em amplitude. Ilustração do circuíto superheterodino inventado por Edwin Howard Armstrong em 1920, onde: A - Sinal B - Oscilador C - Misturador D - Amplificador de frequência intermediria. E - Detector F - Amplificador de audio Esquemático ilustrando o circuíto de modulação em frequência ou FM o inventado por Edwin Howard Armstrong em 1933, onde: A = Sinal B = Oscilador C = Misturador D = Amplificador de frequencia intermediária E = Limitador F = Discriminador G = Detector 3.4 - ARQUITETOS DO RÁDIO MODERNO Dentre os principais nomes que se destacaram no primoramento do moderno receptor tem-se: - Earnest Humphrey Scott Pioneiro na fabricação de receptores "state of art". - Edwin Howard Armstrong Inventor dos três principais tipos de circuitos, regenerativo, superheterodino e FM. Edwin Howard Armstrong Louis Alan Hazeltine Professor do Steven Institute of Technology, EUA, desenvolveu o circuito conhecido como neutrodino. Hazeltine desenvolveu o circuito partindo de uma premissa puramente matemática considerando a válvula termiônica como um componente cujo desempenho deveria ser calculado e não simplesmente usado de forma experimental. No circuito neutrodino tanto a seção de rádio freqüência sintonizada como na amplificação do áudio possuía filtros anti-ruídos ou estabilizadores, conhecidos como “neutrodos”, os quais neutralizavam os indesejáveis ruídos ou silvos causados pela oscilação da válvula no circuito. Numa época em que a ciência do rádio estava ainda na sua infância o receptor usando o circuito neutrodino foi um enorme sucesso e, Hazeltine é considerado como um inventor cujas únicas ferramentas usadas foram o lápis e a régua de cálculo, permitindo assim que o receptor tornar-se imune aos indesejáveis silvos e ruídos. O termo "Neutrodino" foi originalmente cunhado por Willis H. Taylor, Jr. um participante do escritório Pennie - Davis - Marvin - Edmond advogados associados especializado em patentes. Originalmente o termo foi usado para que as chamados grupo independente de fabricantes de radio receptores, contornasse o problema surgido com litígio de patentes surgido com o trabalho de Hazeltine. No início, o grupo independente consistia basicamente os seguintes fabricantes: F.A.D Andrea (FADA), Freed- Eisemann and Garod. O termo "Neutrodino", foi inserido como "trademark" tão logo os primeiros receptores foram lançado no mercado pela FADA em 1923. 3.5 - A EVOLUÇÃO ILUSTRADA DO RECEPTOR A partir de 1920 o rádiorreceptor sofre uma rápida evolução tanto técnica, em função do aparecimento de novos circuitos elétricos, pois de um simples aparelho artesanal, montado com os mais rústicos tipos de componentes se torna agora um desejado eletrodoméstico, de forma que para produzi-lo, a indústria passa a empregar uma enorme gama de materiais além de desenvolver novos conceitos de fabricação. 3.5.1 - OS PRIMEIROS RECEPTORES A CRISTAL Ilustração de um rádio operando com detector a cristal, o chamado rádio galena. Aparelho fabricado pela NORA na Alemanha por volta de 1920. Sua caixa de madeira era revestida em galalite um tipo primitivo de plástico. A bobina tipo plug in está à mostra Ilustração de um rádio a cristal tipo Novelty usando diodo de germânio como detector 3.5.2 - OS RECEPTORES DO PERÍODO 1920 - 1924 Rádio receptor regenerativo, de origem alemã feito pela companhia NORA, em 1923 Detalhe de um rádio de fabricação caseira com circuito tipo rádio freqüência sintonizada . Um rádio receptor com circuito "Neutrodino" por volta de 1924. 3.5.3 - OS RECEPTORES DO PERÍODO 1924 - 1930 Receptor modelo OE 333 fabricado em 1926 pela companhia alemã LOWE operando com apenas uma válvula tipo 3NF. Esta válvula considerada o primeiro tipo de circuito integrado continha no seu invólucro três triodos, dois resistores de anodo, dois resistores de grade e dois capacitores de acoplamento. Este tipo de receptor usava apenas uma válvulapara diminuir os impostos cobrado pelo governo alemão logo apos a primeira guerra mundial. Receptor modelo 9W fabricado pela Telefunken em 1927 na Alemanha usando circuito tipo Neutrodino com 6 válvulas operando nas faixas de frequências de 150 a 1500 khz. Rádio receptor modelo 40W, fabricando pela Cia Telefunken em 1929. Operando em corrente alternada de 115 V. nas freqüências de 140- 1400 kHz. Operava com o seguinte complemento de válvulas: RGN 1154 - RENS 1204 - REN 1004 - REN 1159. 3.5.4 - RECEPTORES DO PERÍODO 1930 - 1940 Receptor marca Philco de origem americana fabricado em 1932, modelo 89, operando em corrente alternada. Seu gabinete feito em madeira envernizada representa o querido e amado rádio capelinha. Receptor alemão feito em grande escala no período de 1933 a 1938 e conhecido como Deutecher Kleinempfanger ou receptor alemão tipo pequeno. Fabricado por diversas companias, era usado pelo governo alemão para difundir a propaganda Nazista. Por este motivo era chamado de Volksempfanger ou rádio do povo. Receptor modelo VU6, feito pela Philips na Holanda, entre 1934 a 1936. 3.5.5 - RECEPTORES DO PERÍODO 1940 - 1950 Receptor modelo Philharmonic AM - FM operando com cerca de 33 válvulas, fabricado pela Scott nos EUA em 1940. Possuia grandes avanços tecnologicos incluindo faixa de frequência em FM de 88 - 108 MHz. O modelo Philharmonic é atualmente considerado um rádio classico não sómente pelas suas qualidades tecnológicas como também de estética e acabamento. Receptor modêlo consolete fabricado pela Philips, Holanda no início dos anos 50. Rádio de cabeceira modelo Olympic fabricado nos EUA por volta de 1949 para operação a rede elétrica. Receptor modelo 800B, marca Scott de origem americana, fabricado entre 1946 a 1949. Consistia de três partes básicas, o tuner, a seção amplificadora e o conjunto de alto falantes. A seção de áudio com amplificador de alta fidelidade com saída de 20W em push pull usando tetrodo de potência tipo 6L6. Sonofletor de 15 polegadas tipo triaxial provido com o respectivo divisor de freqüências. 4.0 - A EVOLUÇÃO DOS COMPONENTES ELETRÔNICOS Os equipamentos eletrônicos são construídos de componentes os quais são interligados formando os circuitos. Para efeitos descritivos os componentes podem ser subdivididos em: Passivos, eletrodinâmicos e ativos. 4.1 - COMPONENTES PASSIVOS Neste grupo incluem-se os chamados componentes básicos como resistores e, os capacitores, os quais são definidos somente por alguns parâmetros elétricos como resistência, capacitância, tensão máxima e corrente. 4.1.1 - O CAPACITOR O capacitor é um armazenador de energia de um circuito elétrico. Desde a sua gênese pode ser classificado em dois grupos ou seja o capacitor do tipo físico-químico e o eletromecânico. No primeiro grupo tem-se o capacitor de folha, de placa, eletrolítico e o de tântalo. No segundo têm-se capacitores variáveis. Ilustração de diversos tipos de condensadores eletrolíticos. Evolução ilustrada do capacitor variável A = Condensador variável de placa circular B = Capacitor variável ortométrico 1926. C = Capacitor variável de placa circular 1924 D = moderno capacitor variável com várias seções. 4.1.2 - O RESISTOR A evolução tecnológica do componente de caráter resistivo pode ser analisada considerando-se o resistor de valor fixo e o variável. Os primeiros resistores usados em eletrônica eram conhecidos como resistores de fio os quais consistiam de um enrolamento geralmente feito de materiais como o constantânio, ligas de cobre o qual era alojado sobre uma base de cerâmica. Por sua vez o resistor variável, também denominado de potenciômetro, uma vez que sua função era a divisão de tensão como por exemplo, o controle de volume de um rádio receptor. Diversos tipos de resistores fabricados de 1920 até 1945 Ilustração de diversos tipos de potenciômetros usados nas mais diversas aplicações eletrônicas. Em 1827 o Dr. George Simon Ohm demonstrou matematicamente a relação existente entre a resistência, a tensão e a corrente em circuitos elétricos. A lei de Ohm é fundamental em todos os cálculos de resistência. As pesquisas de Ohm foram publicadas na Alemanha em 1827. Em 1860 o seu livro foi vertido para o francês por J.M. Gaugain com o título: Théorie Mathématique des Courants Électriques. A reprodução das páginas frontais e o prefácio do autor da edição francesa deste marco da história da ciência podem ser vista na seção Bibliografia Selecionada. 4.2 - OS COMPONENTES ELETRODINÂMICOS Neste grupo tem-se o alto-falante e o transformador. Propaganda de um alto-falante em 1928 4.2.1 - O TRANSFORMADOR No início os transformadores eram simples dispositivos eletromagnéticos, geralmente apresentando um baixo desempenho. O seu núcleo era feito de ferro doce, material este que permitia um elevado grau de magnetização ou indutância, empilhado em finas placas isoladas uma das outras para reduzir perdas. Estas perdas eram também conhecidas como correntes parasitas causadas pela corrente perpendicular ao campo magnético alternado no núcleo. A constante melhoria dos circuitos elétricos usados nos vários campos da Eletrônica como televisão , radiodifusão, áudio, etc. geralmente operando em altas freqüências exigiam cada vez mais melhores tipos de transformadores. Desta maneira um dos aspectos fundamentais para os eu desenvolvimento foi o aparecimento de novos materiais magnéticos como por exemplo a Ferrita, o Permalloy, o Alnico e o Ferroxcube. Matéria prima para fabricação de um transformador de saída de alta qualidade: fio de cobre para o enrolamento e a chapa de ferro silício grão orientado. 4.2.2 - O ALTO-FALANTE Na sua infância era apenas um auricular ou fone de ouvido, vindo do telefone porem a necessidade de um dispositivo mais eficaz para a transformação da energia elétrica em acústica, reproduzindo fielmente os sons gravados ou amplificados, rapidamente levou ao desenvolvimento do alto-falante. Alto falante de tromba EUA 1926 Esquema de alto-falante com armação Um primitivo tipo de auricular, ou fone de ouvido com impedância de 2000 Ohm de procedencia alemã. Alto falante Philips modelo 2007 armação balanceado feito em baquelite Alto falante de armação Alto falante Sferavox, EUA 1926 Um dos primeiros tipos de alto falante dinâmico fabricado em 1931 pela Companhia Stewart Warner Alto falante de armação balanceada fabricado nos EUA por volta de 1927 pela Crosley 4.3 - OS COMPONENTES ATIVOS Apesar da válvula termiônica já ter sido comentada anteriormente no que tange a sua gênese a seguir serão comentados aspectos considerando-se a válvula como um componente ativo usado nos processos de transmissão e retificação. 4.3.1 - A VÁLVULA DE TRANSMISSÃO Dentre os seus principais grupos, a válvula de recepção e a de transmissão, basicamente diferem quanto a sua operação posto que para a primeira o fator mais importante é a amplificação sem distorsão, enquanto que para a segunda, a sua potencia de saída. Desta maneira, a válvula de transmissão nada mais é do que uma válvula de recepção adaptada para manusear grandes potências e, portanto operando com elevada tensão de placa. Ilustração de algunstipos de válvulas usadas em transmissão: A = válvula 801A, triodo de potência tipo filamento de tungstênio toriado usada como amplificadora de alta frequência, osciladora, amplificadora de potência para rádio frequência. B = valvula tipo VT 154 4.3.2 - A VÁLVULA RETIFICADORA Desde a sua invenção em 1904, a válvula de dois elementos ou diodo, para detectar sinais de rádio, logo, verificou- se, também, a sua habilidade em retificar a corrente alternada. Na realidade o diodo é em essência um retificador. Entretanto, esta aplicação tanto de ordem prática como do próprio termo - diodo retificador - somente começou a ser usado em larga escala a partir de 1926, quando os primeiros rádio-receptores alimentados por corrente alternada substituíram aqueles operados por bateria. A = Válvula Tungar ou retificadora com gás argônio e catodo aquecido, com anodo de grafite, para operação em corrente de 5 A. B = Reguladora de tensão ou lâmpada de resistência operando com tensão entre 80 a 200 V e corrente de 220mA. Diversos tipos de válvulas retificadoras A = válvula 80 originalmente designada por UX280 foi uma das primeiras válvulas em usar filamento recoberto com óxidos. B = válvula 886A uma retificadora de meia onda a vapor de mercúrio. C = válvula 5Z3 lançada no mercado em 1933 para atender a demanda de uma retificadora mais potente, no caso operando com corrente de saída de 225mA para uma tensão de placa de 450V A esquerda Ilustração de um primitivo carregador de bateria operando com válvula retificadora a gás tipo Tungar para corrente de 2A fabricado pela GE nos EUA por volta de 1923. 5.0 - A INTEGRAÇÃO DOS COMPONENTES - O CIRCUITO O desenvolvimento da Eletrônica somente foi possível devido a contínua interação entre os diversos componentes passivos como ativos, originando os chamados circuitos eletrônicos. Na topologia eletrônica, ou a técnica dos circuitos, estes são representados na forma de diagramas ou esquemas, nos quais os componentes passivos como ativos são identificados por convenções. 5.1 - A ORIGEM DOS CIRCUITOS O atual e avançado estado tecnológico dos circuitos usados nas mais diversas aplicações como rádio, TV e os sistemas de processamento de dados, sem dúvida alguma teve a sua origem de poucas, porém, decisivas topologias, os chamados circuitos clássicos. 5.2- OS CIRCUITOS CLÁSSICOS Por sua vez podem ser subdivididos como circuitos retificadores, osciladores, moduladores, amplificadores e controladores. 5.2.1 - O CIRCUITO RETIFICADOR Para que se possa entender a importância do circuito retificador, torna-se necessário um rápido retrospecto sobre um dos primeiros processos de geração da energia elétrica, seja, aquele usando de reações químicas onde se tem as pilhas, os acumuladores e as baterias. O aproveitamento do processo de geração da energia elétrica em corrente contínua surgiu Entretanto, as pilhas e, posteriormente os acumuladores bem como as baterias, apesar de uma contínua evolução tecnológica, apresentavam ainda vários problemas técno- operacionais como a Circuíto retificador de meia onda no qual o capacitor é carregado para o pico máximo da tensão de linha. Neste circuíto a ondulação é grande . Uma ves que é usada apenas a parte positiva da senóide. Este circuíto é usado para os receptores para operação tanto em corrente alternada como contínua. Circuíto reftificador de onda completa, onde tanto a parte positiva como negativa da senóide são utilizadas. polarização e, mesmo a manutenção dos seus elementos constituintes, agora, também denominados de placas. Desta maneira, como era imperativo que tanto a válvula termiônica como posteriormente o transistor, para que pudessem operar como elementos amplificadores devessem ser alimentados em corrente contínua, surge, então no final dos anos 20 os chamados circuitos retificadores permitindo que a corrente alternada fosse transformada em corrente contínua. Desde então os aparelhos eletrônicos passam a ter um novo estágio compreendido pelo circuito de retificação, agora, denominado de fonte de alimentação. Nestes primeiros circuitos, usavam-se válvulas retificadores de alto vácuo ou a gás sendo que mais tarde forma substituídas pelos diodos semi-condutores. Ilustração da bateria secundária ou acumulador de M. Planté fabricada na França em 1860 5.2.2 - O CIRCUITO OSCILADOR USANDO TRIODO Circuítos osciladores com tríodos desenvolvidos por: 1 - E.H. Armstrong 2 - Edwin Colpitts No início da década de 1910, vários engenheiros como Reginald Fessenden, H.J.Proud, desenvolveram o primeiro circuito oscilador usando a então incipiente válvula termiônica, o triodo. Desta forma aplicando-se uma realimentação positiva, com um triodo atuando como um gerador de energia, obtinha-se um sinal na freqüência de ressonância do seu circuito sintonizado, permitindo a emissão de ondas contínuas e, por conseguinte a comunicação em um único canal. Este tipo de circuito foi longamente aperfeiçoado por outros pesquisadores como E.H. Armstrong e E. Colpitts e R.V.L. Hartley. 5.2.3 - O CIRCUITO MODULADOR DE CORRENTE CONSTANTE Circuíto modulador de corrente constante Inventado e, 1912 por R. A Heising. Conforme o esquemático o indutor L impede qualquer mudança de corrente nas placas das válvulas V1 e V2; o sinal modulado é aplicado para a placa do circuito oscilador de rádio freqüência, de forma que as variações de áudio-frequência na saída do modulador tendem a produzir variações semelhantes na corrente de placa do oscilador. 5.2.4 - O CIRCUITO DE CONTROLE DE VOLUME AUTOMATICO Circuíto de controle automático de volume Mais conhecido no jargão eletrônico também, como AGC, este circuito originalmente desenvolvido pelo engenheiro americano Harold A. Wheeler, sendo um dos primeiros a usar das propriedades da realimentação negativa no controle automático do ganho de receptores de rádio. Este circuito, permite portanto, manter o volume de saída de áudio constante, independentemente da grande gama de níveis de sinais de rádio-frequência captados pelo receptor. 5.2.5 - O CIRCUITO DE REALIMENTAÇÃO NEGATIVA Circuíto amplificador com realimentação negativa Mais conhecido no jargão eletrônico também, como AGC, este circuito originalmente desenvolvido pelo engenheiro americano Harold A. Wheeler, sendo um dos primeiros a usar das propriedades da realimentação negativa no controle automático do ganho de receptores de rádio. Este circuito, permite portanto, manter o volume de saída de áudio constante, independentemente da grande gama de níveis de sinais de rádio-frequência captados pelo receptor. 5.2.6 - O CIRCUITO DE CONTROLE DE FREQUÊNCIA AUTOMÁTICO Desenvolvido em 1935 através das pesquisas de Charles Trevis e S.W. Seeley tornou possível a fácil sintonia dos sinais de FM captados e, assim, criando condições para a popularização do rádio em FM. 5.3 - APLICAÇÕES ILUSTRADAS DOS CIRCUITOS CLÁSSICOS O complemento de válvulas do receptor modelo 2515 com a seta indicando a retificadora de alto vácuo tipo 506 cujas principais características eram: tensão de filamento de 4 volts, 1A; tensão de placa 300 volt e corrente de saída 0,75A Um dos primeiros rádios receptores para operação a rede elétrica de 110 ou 220V, CA, modelo 2515, fabricado em 1930, pela Philips na Holanda. O aparelho com três válvulas empregava uma das primeiras retificadoras de alto vácuo tipo 506 indicada como a seta. Rádio receptor de coberturageral, modêlo GR-78 fabricado pela Heath Co. em 1961 nos EUA. a seta do painel do receptor mostra o controle automático de volume Diagrama do amplificador modêlo 80AZ mostrado na linha pontilhada o enlace de realimentação negativa usada na topologia do circuíto O receptor portátil modelo Royal 3000-1, com 9 faixas de onda fabricado pela Zenith, EUA em 1963. O aparelho ja possuia uma faixa de onda para FM de 88 a 108MHz, e, provido também, com contrôle automático de frequência Detalhe do painel frontal do radio receptor modelo Royal 3001-1 mostrando o controle automático de freqüência. Acima, amplificador de alta fidelidade, modelo 80AZ, fabricado em 1957 pela Fischer Company, EUA Diagrama de bloco do rádio receptor modelo GR-78 mostrando no quadrado pontilhado o circuito de controle automático de volume. 6 - ASPECTOS PICTÓRICOS DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO EM ELETRICIDADE E ELETRÔNICA Quer em Eletricidade como em Eletrônica, as medidas quantitativas são fundamentais, como também essencial a sua precisão. Assim, considerando-se estes aspectos, os instrumentos de medidas elétricas foram desenvolvido ao longo dos anos para atender uma enorme gama de aplicações e, portanto, tornando-se sobremaneira importante o conhecimento da sua evolução tecnológica. Galvanoscópio vertical 6.1 - A GÊNESE DOS INSTRUMENTOS Voltímetro de fabricação americana conhecido como relógio de bolso, para medir tensões em baterias usadas nos primeiros receptores de rádio por volta de 1926 Miliamperímetro tipo "Cardan" fabricado na França no final de 1890 Na realidade instrumento de medição elétrica tal se conhece atualmente sempre acompanhou o desenvolvimento científico. Desta maneira, o conceito da medição elétrica originou-se primeiramente com os trabalhos do físico Charles Coloumb que através do seu instrumento conhecido como balança de Coloumb estabelece as leis fundamentais da Eletricidade que posteriormente serviriam de base para aumentar o conhecimento sobre a relação entre a Eletricidade e o magnetismo a qual foi somente demonstrada em 1820 através das experiências do físico dinamarquês Oersted. As conseqüências da experiência de Oersted foram imediatas, pois desta forma ainda em 1820, Ampére mostra que em dois condutores paralelos quando percorridos por um corrente e, estando próximo um do outro, exercem entre si ações de repulsão e atração, de acordo com o sentido recíproco das duas correntes. Logo em seguida, Arago inventa o eletroímã fazendo passar uma corrente em um condutor enrolado em torno de um pequeno pedaço de ferro doce, bem como Faraday estuda os campos magnéticos produzidos por circuitos de diferentes formas. Por volta de 1823, Ampére construí o primeiro galvanômetro, termo este originado do nome do físico italiano Luigi Galvani. Com este aparelho pode-se então medir a intensidade da corrente Entretanto, é interessante notar que se os instrumentos de medição oriundos da evolução do eletromagnetismo foram importantes, o posterior desenvolvimento do osciloscópio, sem dúvida alguma foi a maior contribuição da Eletrônica no campo da medição dos parâmetros elétricos. O feixe eletrônico gerado no tubo de raios catódicos pode ser comparado ao ponteiro de um instrumento de medição clássico, porém agora, atuando como um indicador que segue as variações das quantidades medidas em velocidade quase que infinitas, além do que pode ser usado como um registrador. O moderno osciloscópio usado atualmente em pesquisa e desenvolvimento em todos os campos da eletrônica é uma evolução tecnológica oriunda do tubo de Braun, mais tarde chamado de tubos de raios catódicos existente de de 1897, muito antes do aparecimento da válvula termiônica. O tubo de Braun foi, também a origem do atual cinescópio, usado nos modernos televisores. 6.2 - A EVOLUÇÃO PICTÓRICA DOS INSTRUMENTOS DE MEDIÇÃO A esquerda: Tubo de Crookes inventado pelo físico inglês William Crooks em 1870, permitia detectar a presença de eletrons rápidos. Este fluxo de elétrons originário do catodo mais tarde foi denominado de raios catódicos. A direita: Tubo de raios catódicos provido de sistema de deflexão eletrostática, fabricado nos USA no ínicio da década de 1940. Primitivo provador de válvula fabricado por volta de 1925. Ponte para a medição de indutância, resistência e capacitância fabricada na Checoslováquia em 1930 o primeiro osciloscópio comercial, introduzido pelos empresa Allen B. DuMont em 1930. As conexões para deflexão do feixe eletrônico eram feitas diretamente no tubo de raios catódicos. O consolo lateral atuava somente como uma fonte de alimentação de alta tensão. 7.0 - A ORIGEM DA REPRODUÇÃO SONORA Desde a invenção do fonógrafo de Edison, a reprodução do som natural foi uma perene busca para os engenheiros. No início da eletrônica, as tênues modulações eram ouvidas através dos fones de ouvido. Com o advento da válvula, tinha-se então, um dispositivo para a amplificação das tênues correntes elétricas. A partir de 1920, a capacidade de amplificação dos sinais pela válvula foi aliada ao microfone, advindo da telefonia, e, portanto, originando os primeiros sistemas de reprodução sonora baseada no então incipiente cinema falado. O lançamento em 1928, pela Warner Brothers, EUA do primeiro filme sonoro, O cantor de Jazz A válvula amplificadora quando aliada ao microfone revolucionou a reprodução dos sons naturais. 7.1 - O MICROFONE O microfone é uma palavra de etimologia grega significando: micro = pequeno e, fone = som. O microfone surgiu do transmissor telegráfico inventado simultaneamente por Elisha Gray e Alexander Graham Bell em 1876. Esquemático mostrando o transmissor telefônico inventado por Bell. O primeiro transmissor telefônico tipo magnético inventado por Bell, apresentado pelo inventor no instituto Essex , em fevereiro de 1877. Ilustração de um transmissor telefônico empregando eletro-imã inventado por Bell em 1876. 7.1.1 - A EVOLUÇÃO ILUSTRADA DO MICROFONE O microfone de M Boudet de origem francesa tipo resistência variável. Microfone de uso militar tipo T-32, fabricado para as forças armadas americanas por volta de 1943. O microfone modelo 520, conhecido como green bullet, fabricado pela Shure, EUA no início de 1950. Um moderno microfone tipo condensador com padrão de resposta tipo cardióide fabricado pela AKG, Áustria. Microfone de alta impedância, série 710, fabricado pela Shure Brothers, EUA, em 1953. O microfone de Paul Bert e D'Arsonval de origem francesa o receptor telefônico de Ader do tipo magneto-elétrico. A direita, corte esquemático do aparelho mostrando as bobinas e os bornes de ligação O microfone de velocidade, modelo V- 1, fabricado pela Electro Voice, EUA em 1953. Corte esquemático de um dos últimos tipos de transmissor telefônico 7.2 - A VÁLVULA COMO ELEMENTO AMPLIFICADOR Originalmente desenvolvida para uso por radio-amadores em 1920, a válvula triodo denominada de Audion RAC3, fabricada pelo engenheiro americano Elman B. Mayers, mostrando os contatos de metal para sua fixação no circuito. Notar que esta válvula também leva o nome de Audion. No inicio da termiônica nos EUA, muitos foram os fabricantes de válvulas que importunaram DeForest com sua patente de 1907. Mayersfoi um deles e desenvolveu esta válvula para fins mais do rádio amadorismo do que para transmissão. Acontece que por volta de 1920 a toda poderosa RCA tomou conta deste mercado. O poderoso Sarnoff, diretor da RCA, através da justiça, mandou prender todos aqueles que não pagam licença para fabricar válvulas. Não deu outra, Mayers um ativo engenheiro montou sua fabrica cerca de 15 km da fronteira americana, no Canadá, e começou a vender suas válvulas por encomenda. Muitos seguiram os passos de Mayers, usando a mesma estratégia e foram denominados na história da termiônica como fabricantes independentes. Reprodução da página frontal do manual de instruções e montagem da válvula RAC3 Elman B. Mayers inventor da válvula Audion RCA3, demonstra a sua lâmpada especial de quartzo-mercúrio, tipo luz fria com cerca de 3000 cp para aplicações em televisão por volta de 1932. Electronics 7.2.1 - A AMPLIFICAÇÃO COM TRIODO A partir de 1913, a válvula sofre contínuas modificações. Novos materiais são usados na fabricação dos seus elementos estruturais. Assim têm-se catodos revestidos com óxidos, técnica esta desenvolvida por Wehnelt. O tungstênio e o óxido de bário são empregados nos filamentos culminado com o aparecimento do filamento de liga de tungstênio tório inventado por Langmuir em 1921. Surgia assim o triodo uma válvula com três elementos estruturais, ou seja, o catodo, a placa e, o terceiro eletrodo ou grade de controle ou simplesmente grade, responsável pelas suas propriedades de aplicação. Na amplificação com triodo, se aplica na grade uma alta tensão CC a qual não consome corrente apreciável. Os elétrons atraídos pela placa dependem agora do efeito combinado das polaridades da grade e da placa. Quando esta última é positiva, a tensão de grade se torna progressivamente mais negativa e, portanto, a placa se mostra menos receptiva em atrair elétrons; assim, a corrente de placa diminui. Entretanto, a medida que a grade se torna menos negativa, a placa atrai rapidamente os elétrons, aumentando a corrente anódina. Por conseguinte, quando a tensão de grade varia de acordo com um sinal, a corrente de placa também varia com o mesmo. Como uma pequena tensão aplicada à grade é capaz de controlar uma corrente de placa comparativamente elevada, o sinal é então amplificado pela válvula.Nesta fase de conhecimento do comportamento elétrico do triodo tem-se então o desenvolvimento dos primeiros circuitos amplificadores, como por exemplo o circuito de polarização negativa de grade, do conceito de transcondutância proposto pro van der Bilj, bem como dos gráficos ou curvas com as características anódinas ou de placa. O triodo foi usado largamente nos sistemas de reprodução sonora até os meados da década de 1930. Estrutura da válvula triodo Corte esquemático de uma válvula triodo mostrando os seus elementos estruturais. Ilustração de uma curva com as características anódinas ou de placa de um triodo onde: Ia = corrente de anodo Va = tensão de anodo Vg tensão do catodo Vários tipos de triodos primitivos de origem americana: a)Tipo 205D fabricado pela WE em 1924 b)Tipo UV 201-A usando filamento de tungstênio puro c)Tipo UX-201-A com filamento recoberto por óxido Vários tipos de triodos de origem européia, fabricados entre 1920-1930: a) Tipo E424N, Philips usado como detector e amplificador b) Tipo REN 904, Telefunken semelhante ao tipo E424N c) Tipo A131, Philips usado em estágios de rádio-freqüência 7.2.2 - AMPLIFICAÇÃO COM TETRODO O tetrodo ou válvula de 4 elementos, foi inventado para compensar um fenômeno inerente ao triodo conhecido como capacitância inter-eletródica. Este quarto elemento, denominado de grade secundária, era montado na estrutura da válvula entre a grade e a placa atuando como uma blindagem eletrostática entre ambos, bem como reduzindo a sua capacitância inter- eletródica. Entretanto, esta configuração estrutural do tetrodo mudou o comportamento das características do anodo devido o efeito da emissão secundária que na realidade é causada pelo bombardeamento da grade pelos elétrons vindo do catodo. A proximidade deste eletrodo com a placa cria uma forte atração sobre os elétrons secundários, mormente se a tensão de placa for menor que aquela da grade. Este efeito diminui a corrente de placa limitando as variações das tensões anódicas permitidas ao tetrodo e assim, causando distorsões no sinal de saída. O tetrodo logo foi substituído por válvulas mais aprimoradas como o pentodo. Diversos tipos de tetrodos de origem americana, fabricados entre 1925-1933: a) Tipo 124 b) Tipo 35 c) Tipo 36 Tetrodo de origem européia tipo A442 usado em estágios de RF, fabricado pela Philips em 1928 7.2.3 - AMPLIFICAÇÃO COM PENTODO Em 1926, B. Tellegan, trabalhando nos laboratórios da Philips, na Holanda inventa o pentodo, ou seja, uma válvula com um quinto eletrodo o qual era colocado entre a grade e a placa. Assim, denominado de grade supressora. Este novo arranjo estrutural permitiu atenuar os efeitos da emissão secundária encontrada no tetrodo, pois agrade supressora geralmente ligada ao catodo, devido ao seu potencial negativo com relação à placa retarda a velocidade dos elétrons fazendo que os retornem a placa e, portanto não mais influindo em suas características. Nos pentodos de potência, a supressora torna possível ainda se obter maior amplificação de saída com menor tensão excitadora de grade bem como de placa. Estas excepcionais características são devidas ao grande ciclo de tensão de placa, pois esta poderá ser tão reduzida ou mesmo menor ainda do que a tensão do "screen" sem contudo representar perda considerável sobre o rendimento ou ganho do sinal. Válvulas tipo pentodo de origem européia fabricadas pela Philips entre 1928-1935: a)tipo B433 primeira válvula tipo pentodo fabricada no mundo b)tipo AF-3 pentodo de um variável para RF com soquete tipo P Válvulas Pentodo fabricadas nos EUA entre 1928- 1935: a)type 51 b)type 2 A5 7.2.4 - A AMPLIFICAÇÃO DE POTÊNCIA COM VÁLVULAS DE FEIXE DE ELÉTRONS Nos primórdios da Eletrônica, inventores, engenheiros, cientistas e mesmos fabricantes se envolveram em constantes e longos processos jurídicos relativos a violação de direitos de fabricação como de patentes cobrindo não somente aparelhos, componentes, bem como circuitos eletrônicos. Assim, no campo da Termiônica não fugiu a regra e, por volta de 1939, no intuito de evitar a violação de patentes que protegiam a válvula pentodo, fez com que alguns fabricantes após intensas pesquisas de laboratório lançassem no mercado a primeira válvula de potência por feixe de elétrons, mais conhecido como tetrodo por feixe dirigido. Na realidade, este tipo de válvula pode ter tanto a configuração estrutural de um tetrodo como de um pentodo e recebeu essa denominação por ser construída de forma que os elétrons circulem em feixes concentrados do catado através das grades até a placa. Assim, as principais diferenças entre esta válvula, quando comparada aos tetrodos e pentodos convencionais, residem no fato que nela os espaços entre as espiras das grades são alinhados, possui duas placas formadores de feixes e, geralmente o espaço entre a grade de blindagem e a placa maior. Como os espaços entre as grades encontram-se alinhados, poucos elétrons que colidem contra a grade de blindagem e, por conseguinte, a corrente anódina é maior que quando comparada aos pentodos. Neste tipo de válvula a emissão secundária é reduzida devido à carga espacial entre a grade de blindagem ea placa. A carga espacial é um fenômeno resultante da frenagem dos elétrons quando passam das grades de blindagem de elevado potencial para as placas onde o mesmo é menor. Assim, a carga espacial formada na frente da placa é suficiente para expulsar os elétrons secundários da mesma, emitidos como resultado da colisão dos elétrons primários. Ilustração das diversas variações da válvula de potência por feixe de elétrons tipo 6L6 de fabricação americana onde se tem da esquerda para direita: com bulbos de vidro tipo GC, G e metálico Ilustração da configuração estrutural de uma válvula de potência por feixe de elétrons Famosa válvula por feixe de elétrons tipo KT-66 fabricada na Inglaterra pela MO-Valve. 7.3 - OS CIRCUITOS DE AMPLIFICAÇÃO Com a válvula atuando como um elemento de amplificação confiável o desenvolvimento de novos tipos de circuitos foi uma tarefa permanente para os engenheiros. Ao longo dos anos muitos foram os circuitos de amplificação que apareceram na literatura técnica dentre os quais os quais os mais representativos são: 1913 - Circuito push-pull: Concebido por E. Colpitts, o qual basicamente é um circuito balanceado onde duas válvulas operaram em diversas classes de amplificação, por exemplo A, AB ou B, fornecendo grande potência de saída e, ao mesmo tempo, cancelando sobremaneira a distorsão. Esquema simplificado do circuito de saída de um amplificador convencional operando em push-pull. 1927 - Circuito de realimentação negativa: Desenvolvido originalmente por H.S. Black, vide seção "os circuitos clássicos". 1947 - Circuito ultralinear: D.T.N. Williamson, na Inglaterra, projetou este circuito para operação ultra- linear. Esquema do circuito Williamson, usado em amplificadores de alta qualidade. 1949 - O circuito push-pull simétrico: F.C. McIntosh patenteia um eficiente circuito de amplificação. Este circuito consiste basicamente de tetrodos de feixe dirigido operando em conjunto com um transformador de saída provido de enrolamento tipo bifilar onde as placas das válvulas estão em ligação cruzadas. O circuito desenvolvido por F.C.McIntosh. 1950 - O circuito Hafler-Keroes: David Hafler e Herbert I. Keroes, desenvolveram uma configuração de amplificador ultralinear, no qual, o sinal da grade da válvula retorna para o transformador de saída em um ponto representado em 18,5% da impedância do enrolamento do primário. Este circuito representa um modo de operação intermediário, dando ao amplificador a potência de uma válvula pentodo e, a baixa impedância de saída de um triodo. Esquema ilustrando as ligações no transformador no circuito Hafler- Keroes 7.4 - OS HOMENS POR TRAZ DOS CIRCUITOS Muitos foram os inventores, engenheiros e cientistas que atuaram no desenvolvimento tecnológico da válvula não somente como elemento de amplificação bem como na própria topologia de circuitos. Dentre os quais e destacam: - Lee DeForest: Pai do rádio; inventou a válvula Audion, a base da Termiônica. - John Stone Stone: Físico americano, interessado em Eletrônica, foi um dos pioneiros dos primeiros receptores. Em 1912 ajudou a demonstrar a operação da válvula Audion como um elemento de amplificação para os engenheiros da American Telephone and Telegraph Company. - Irving Langmuir: Foi considerado o "Homem dos Materiais", um cientista altamente especializado na pesquisa de novos materiais. Em 1915, trabalhando nos laboratórios General Electric, desenvolveu o filamento de tungstênio toriado. Uma liga de tungstênio com 3% de tório que possui maior eficiência que o tungstênio puro. Este novo tipo de material foi usado para a fabricação de lâmpadas e válvulas. - Hendrik Johannes Van Der Bijl: Físico renomado, também conhecido como o mago da Termiônica. Suas pesquisas sobre a emissão de elétrons permitiram o desenvolvimento das características matemáticas da válvula. 7.5 - A EMISSÃO FOTO-ELÉTRICA NA REPRODUÇÃO SONORA A emissão Termiônica é o processo empregado pelas válvulas, no qual os elétrons alcançam energia suficiente para liberarem da superfície do emissor por meio do calor. Da mesma forma, quando a luz atinge a superfície de certos materiais pode, também, ocorrer à emissão de elétrons, efeito este denominado de emissão fotoelétrica. O efeito fotoelétrico foi observado pela primeira vez em 1839, na França , por Alexander Edmond Becquerel, quando ao iluminar a junção de um eletrólito, notou que havia geração de uma pequena corrente elétrica. Entretanto, , este fenômeno foi realmente compreendido bem mais tarde. Por volta de 1920, a tecnologia de fabricação de válvulas estava bem mais avançada e, este conhecimento ajudou sobremaneira na elaboração de dispositivos usando o efeito fotoelétrico.Primeiramente foram desenvolvidos para a captação de sinais contidos nos fotogramas dos primeiros filmes falados, originando o que se conhece hoje em dia com trilha sonora. Estes dispositivos consistiam basicamente de uma placa metálica, ou catodo, e um segundo eletrodo, ambos montados no interior de um tubo de vidro revestido com material fotossensível. Quando este último for atingido por um feixe luminoso, os elétrons são deslocados e, ao mesmo tempo atraídos pelo segundo eletrodo ou anodo, devido o seu potencial positivo gerando, portanto, uma pequena corrente, proporcional ao nível de luz que atinge o foto-catodo. Devido a esta configuração, os primeiros dispositivos de emissão fotoelétrica foram chamados de foto-tubos e, como material foto sensível era usado o hidreto de potássio. Curiosamente, no cinema falado, onde o incipiente foto tubo foi usado primeiramente para a sincronização da imagem com o som pela leitura da chamada trilha sonora ótica, logo foi suplantado pela trilha sonora magnética devido a praticidade e qualidade desta ultima advinda da evolução da gravação magnética. a) No projetor uma fonte luminosa é aplicada sobre a trilha de som. As modulações são coletadas pela foto- célula, cujos os sinais são amplificados e finalmente reproduzidos pelo alto- falante. Ilustração do principio de operação usado nos primeiros filmes falados: b) A trilha sonora No projetor a fonte luminosa é focalizada sobre a trilha sonora, cujas modulações excitam uma fotocélula de forma que os sinais gerados são amplificados e reproduzidos pelo alto-falante Diversos tipos de fotocélulas e foto-tubos de origem americana: a) Tipo 9A com dois anodos e sensibilidade de 10 micro Ampère/lumen b) Tipo 919, geralmente usado em fotômetros c) Tipo 918, foto-tubo a gás usado em projetores com sensibilidade de 10 micro Ampere/lumen d) Tipo CE-A26, foto-tubo a gás usado para equipamentos de reprodução sonora 7.6 - A EVOLUÇÃO DA GRAVAÇÃO MAGNÉTICA A técnica para registrar, armazenar e reproduzir magneticamente os sons foi inventada em 1898 pelo dinamarquês Valdemar Poulsen denominado de telegrafone. O aparelho usava como meio de gravação um fio de aço. No início de 1920, Oberlim Smith desenvolve um processo que usava como material magnetizável limalha de ferro aplicada sobre uma base flexível. Logo em seguida E.Fritz Pfleumer obteve patente sob nº 500900, do Instituto Alemão de Patentes, para o processo de fabricação da fita magnética, que consistia em impregnar-se uma fita de papel com pó de ferro magnetizável dando origem ao Blaterfone. Entretanto, a fita magnética usando papel era bastante quebradiça de forma que em 1933, as primeiras tentativas para usar um meio flexível capaz de suportar as tensões inerentes ao processo de gravação começam ser feita na Alemanha pela BASF. Baseadonestes desenvolvimentos, em 1935 surge o magnetofone originalmente fabricado pela AEG Telefunken onde o conjunto gravador fita consistia basicamente da cabeça magnética, tipo anular, que imprimia a orientação das partículas magnéticas fixadas em um suporte de material plástico, utilizando uma corrente de polarização. Entretanto, o preço do magnetofone era ainda alto de forma que foi somente após a segunda guerra mundial quando em 1946, A M. Poniatoff funda nos EUA a empresa AMPEX iniciando assim uma das primeiras linhas de produção em série de gravadores de fita. Nos anos subseqüentes a tecnologia da gravação magnética sofre grandes inovações culminando com o aparecimento do sistema cassete desenvolvido pela Philips na Holanda em 1965. Compacto de fácil manuseio o sistema cassete culminou com a popularização da gravação magnética. A partir de 1970 surgem diversos tipos de circuitos supressores e, novos materiais magnéticos, como o oxido de cromo, permitindo registros de níveis de sinais elevados com baixíssimas distorções e ruídos. Cronologia da evolução da fita magnética Ano Evento 1932 Primeiras experiências para se desenvolver a produção industrial de fitas magnéticas. 1934 As primeiras fitas magnéticas são apresentadas na exposição de rádio de Berlim. 1936 Orquestra sinfônica de Londres regida pelo maestro Sir Thomaz Beecham grava o primeiro concerto em fita magnética. 1940 Braunmühl e Weber aprimoram a faixa dinâmica. 1944 As primeiras fitas utilizando folha de PVC rígida denominado de Luvitherm. 1950 Popularização do processo de gravação. Fotomicrografia mostrando a distribuição das partículas magnéticas usadas em uma moderna fita cassete. O principio da gravação magnética mostrando a ação das cabeças gravadoras e reprodutoras atuando sobre a fita Corte esquemático de uma fita magnética Esquemático mostrando o mecanismo de transporte de um gravador com as respectivas cabeças desmagnetizadoras, gravação e reprodução. Por volta de 1930 Eduard Schüller inventa a cabeça magnética anular Ilustração da evolução dos meios de gravação por processo magnético: a)arame ou fio metálico magnetizável b)fita magnética usando suporte de papel c)primeira fita magnética usando suporte de plástico d)fita magnética para reprodução monofônica e)idem porem em formato de 3 polegadas f)fita magnética estereofônica em 4 pistas Gravador de fio modelo 268-1 fabricado em 1948 pela Webster, Chicago, EUA. Ilustração da fita cassete, fabricada em 1965, pela Philips. Ilustração da evolução dos meios de gravação por processo magnético: A) Arame ou fio metálico magnetizável B) Fita magnética usando suporte de papel C) Primeira fita magnética usando suporte de plástico D) Fita magnética para reprodução monofônica E) Idem porem em formato de 3 polegadas F) Fita magnética estereofônica em 4 pistas 7.7 - O DIFUSOR ACÚSTICO O som gravado e amplificado é, então reproduzido pelo alto-falante. Para melhorar o seu desempenho acústico foi desenvolvido o difusor, ou seja onde o alto-falante é agora acondicionado num invólucro mais conhecido como caixa acústica que obedecendo a parâmetros eletro-acústicos definidos. O difusor acústico (em corte), modelo Klipschorn desenvolvido nos EUA pelo engenheiro Paul Wilbur Klipsch por volta de 1940 e, fabricado até hoje. 7.7.1 - A RESPOSTA DE FREQÜÊNCIA E OS TIPOS DE ALTO- FALANTES Para a correta transferência das ondas sonoras no ambiente torna-se necessário conhecer a resposta de freqüência do alto falante. A resposta de freqüência é determinada aplicando-se ao alto-falante uma corrente alternada constante de freqüência variável e em seguida, medindo-se a tensão gerada num microfone posicionado a uma certa distância do mesmo. Desta forma obtém-se as chamadas curvas de resposta de freqüência geralmente feitas em salas anecóicas ou seja, uma câmara inerte, isenta de reflexões sonoras. A: Alto-falante para reprodução das baixas freqüências (woofer) e a sua respectiva curva de resposta de freqüência. B: Alto-falante para reprodução das médias freqüências (squawker) e a sua respectiva curva de resposta de freqüência. C: Alto-falante para reprodução das altas freqüências (tweeter) e a sua respectiva curva de resposta de freqüência. 7.7.2 - A EVOLUÇÃO DO DIFUSOR ACÚSTICO A finalidade da caixa acústica além de suportar os alto-falantes tem a função de mantê-los em fase, ou seja, acusticamente alinhados de tal forma a permitir uma transição linear entre as diversas gamas de freqüência. Na realidade, estas são porções definidas do espectro de áudio, basicamente compreendendo as gamas de : 30- 100Hz, 500-5000 Hz e 5000-20000 Hz respectivamente para as faixas de baixa, média e alta freqüência as quais são ajustadas eletricamente por filtros de caráter passivo como ativo. Com o lançamento do primeiro filme sonoro, "O cantor de Jazz", pela Warner Brothers, EUA, em 1928, estabelece- se os padrões técnicos básicos para a reprodução sonora em cinemas e auditórios, mais tarde estendendo-se para aplicações domésticas. Difusor acústico para reprodução de baixas freqüências tio corneta de acoplamento direto Para reprodução de baixas freqüência uma corneta deveria ter um comprimento de 10 metros. Este inconveniente foi contornado pelos engenheiros dobrando-se a sua estrutura no O difusor acústico escantilhado é uma derivação mais compacta da corneta dobrada pois utiliza os cantos do ambiente para aumentar o tamanho efetivo da corneta. interior do difusor acústico de maneira a torna-la compacta. Ilustração do: A esquerda: - difusor acústico tipo plano infinito A direita: - difusor acústico tipo suspensão acústica Variações do difusor acústico tipo bass reflex mostrando o pórtico ou duto de sintonia. A - a corneta tipo direto B - a corneta radial setorial C - pequena corneta exponencial D - a corneta cônica E - a corneta radial multi-celular F - a corneta dobrada Ilustração do alto falante coaxial lançado no mercado americano em 1943 pela firma Altec-Lansing 7.7.3 - ASPECTOS ILUSTRADOS DO DIFUSOR ACÚSTICO Desde a sua origem, nos primeiros sistemas de reprodução sonora, usados em cinemas e auditórios, o difusor acústico sofreu rápidas e contínuas modificações conceituais, quer de caráter elétrico, acústico bem como estético. O difusor acústico tipo Hartsfield fabricado nos EUA na década de 1950 pela firma JBL. Desenvolvido da experiência adquirida pela empresa na sonorização de grandes ambientes. Difusor de grande eficiência, consistindo de alto-falante difusor de altas freqüências tipo corneta com padrão de dispersão horizontal e vertical de ordem de 140º x 45º e um transdutor para baixas freqüências de 15 polegadas. Ambos montados em gabinete escantilhado. Em 1954, o engenheiro americano Edgard Villchur desenvolve um novo tipo de difusor acústico operando pelo princípio de suspensão acústica. O modelo AR- 1 consistia de um alto-falante de 12 polegadas para reprodução das baixas freqüências, acondicionado em uma caixa acústica perfeitamente selada e, geralmente usando em separado um corneta tipo eletrostática para a reprodução das médias e altas freqüências. Ilustração do difusor experimental operando pelo principio de suspensão acústica desenvolvido pelo engenheiro Edgard Villchur, por volta de 1954.
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