Projeto do receptor AC / DC - AC/DC receiver design
Um projeto de receptor AC / DC é um estilo de fonte de alimentação de receptores de rádio ou televisão de tubo a vácuo que eliminou o transformador de rede volumoso e caro. Um efeito colateral do design era que o receptor poderia, em princípio, operar com uma fonte CC, bem como uma fonte CA. Conseqüentemente, eles eram conhecidos como "receptores AC / DC".
Aplicabilidade ao rádio e televisão iniciais
Nos primórdios do rádio, a eletricidade da rede elétrica era fornecida em diferentes tensões em diferentes lugares, e tanto a corrente contínua (DC) quanto a corrente alternada (AC) eram fornecidas. Existem três maneiras de alimentar equipamentos eletrônicos. O equipamento apenas CA dependeria de um transformador para fornecer as tensões para o aquecedor e os circuitos da placa. O equipamento AC / DC conectaria todos os aquecedores de tubo em série para corresponder à tensão de alimentação; um retificador converteria CA para a corrente contínua necessária para a operação. Quando conectado a uma fonte de alimentação CC, o estágio retificador da fonte de alimentação não executou nenhuma função ativa. O equipamento somente CC funcionaria apenas com uma fonte CC e não incluía estágio retificador. DC quase nunca é mais usado na distribuição de energia elétrica.
Diferentes modelos de conjunto de rádio eram necessários para alimentação CA, CC e operação com bateria . Por exemplo, um rádio Murphy de 1933 com essencialmente o mesmo circuito tinha modelos diferentes para alimentação CA, alimentação CC e operação com bateria. A introdução de circuitos AC / DC permitiu que um único modelo fosse usado em redes AC ou DC como um ponto de venda, e alguns desses modelos adicionaram "Universal" ao seu nome (tais conjuntos geralmente tinham arranjos de derivação de tensão configuráveis pelo usuário para atender ampla gama de tensões).
O primeiro projeto de rádio AC / DC foi o All American Five . O único objetivo do projeto era eliminar o transformador da rede elétrica. O custo mais baixo dos projetos sem transformador continuou popular entre os fabricantes muito depois do desaparecimento da distribuição de energia CC. Vários modelos foram produzidos que dispensavam o transformador de potência, mas tinham recursos de circuito que só permitiam a operação em CA. Alguns modelos anteriores estavam disponíveis nas versões apenas CA e CA / CC, com as versões CA / CC às vezes um pouco mais caras.
Os receptores de televisão foram vendidos pela primeira vez na Inglaterra em 1936 para o novo 'Serviço de Televisão' transmitido pela British Broadcasting Corporation . Todos os aparelhos anteriores à Segunda Guerra Mundial usavam transformadores de rede e, conseqüentemente, eram apenas AC. Em 1948, Pye lançou o primeiro receptor de televisão, o B18T, para empregar o projeto AC / DC para eliminar o transformador de rede quando operado em 240 V da rede. Embora suficiente para o rádio, a tensão não era alta o suficiente para alimentar alguns circuitos de televisão, então a energia foi recuperada durante o período de flyback do primário do transformador de saída de linha para fornecer um suprimento de HT reforçado; isso não era possível com uma tensão de alimentação mais baixa - mesmo 220 V era insuficiente. O material de marketing de Pye não mencionou a capacidade do aparelho de operar com fornecimento de DC, possivelmente porque não havia suprimentos de DC dentro do alcance de recepção da estação de televisão Alexandra Palace , então o único transmissor operacional da Grã-Bretanha. Outros fabricantes adotaram o design; eles, e mais tarde também Pye, os venderam como conjuntos AC / DC; a técnica foi usada por muitas décadas.
Aquecedores de tubo série
O equipamento de tubo de vácuo usava vários tubos, cada um com um aquecedor que exigia uma certa quantidade de energia elétrica. Em equipamentos AC / DC, os aquecedores de todos os tubos são conectados em série . Todos os tubos são classificados com a mesma corrente (normalmente 100, 150, 300 ou 450 mA ), mas em tensões diferentes, de acordo com seus requisitos de energia de aquecimento. Se necessário, a resistência (que pode ser um tubo de lastro ( barreira ), um resistor de potência ou um cabo de alimentação resistivo são adicionados para que, quando a tensão de rede é aplicada através da cadeia, a corrente de aquecimento especificada flui. Alguns tipos de resistores de lastro eram construído em um envelope como um tubo que era facilmente substituível. Com tensões de rede em torno de 220 V, a potência dissipada pela resistência adicional e a queda de voltagem por ela podiam ser bastante altas, e era comum usar um cabo de força resistivo (rede cabo) de resistência definida, funcionando quente, em vez de colocar um resistor quente dentro da caixa. Se um cabo de alimentação resistivo foi usado, um reparador inexperiente pode substituí-lo por um cabo padrão ou usar o comprimento errado, danificando o equipamento e arriscando um incêndio.
Transformador
O equipamento CA / CC não exigia um transformador e, consequentemente, era mais barato, mais leve e menor do que o equipamento CA comparável. Esse tipo de equipamento continuou a ser produzido muito depois que o CA se tornou o padrão universal devido à sua vantagem de custo sobre apenas CA, e só foi descontinuado quando os tubos de vácuo foram substituídos por eletrônicos de estado sólido de baixa tensão.
Um retificador e um capacitor de filtro foram conectados diretamente à rede elétrica. Se a alimentação da rede elétrica era CA, o retificador a converteu em CC. Se fosse DC, o retificador atuava efetivamente como um condutor. Ao operar em CC, a tensão disponível foi reduzida pela queda de tensão no retificador. Como uma forma de onda CA tem um pico de tensão superior ao valor médio produzido pelo retificador, o mesmo conjunto operando na mesma tensão de alimentação CA quadrada média teria uma tensão efetiva mais alta após o estágio do retificador. Em áreas que usam 110–120 volts CA, um retificador simples de meia onda limitava a tensão máxima da placa que poderia ser desenvolvida; isso era adequado para equipamento de áudio de potência relativamente baixa, mas os receptores de televisão ou amplificadores de potência mais alta exigiam um retificador dobrador de voltagem mais complexo ou garantiam o uso de um transformador de potência com uma voltagem secundária convenientemente alta. Áreas com fontes de 220–240 volts CA podem desenvolver tensão de placa mais alta com um retificador simples. Fontes de alimentação sem transformador eram viáveis para receptores de televisão em áreas de 220–240 volts. Além disso, o uso de um transformador permitiu várias fontes de alimentação independentes de enrolamentos de transformador separados para diferentes estágios.
Em um projeto CA / CC, não havia transformador para isolar o equipamento da rede elétrica. Muitos equipamentos foram construídos em um chassi de metal conectado a um lado da rede elétrica. Como nenhum transformador de força foi usado, a construção de um "chassi quente" foi necessária: uma das linhas de força principal tornou-se o lado negativo da fonte de alimentação, conectado ao chassi, e todas as partes metálicas em contato metálico com ele, como "terra" comum . Com alimentação CA, a linha neutra, em vez de viva, deve ser conectada ao chassi; tocá-lo, embora altamente indesejável, geralmente é relativamente seguro - o condutor neutro está normalmente no ou próximo ao potencial de terra. Mas se usado com um plugue de alimentação de dois pinos (ou um de três pinos com fiação incorreta), qualquer metal que o usuário pudesse tocar representava risco de eletrocussão, conectado à rede elétrica. Conseqüentemente, o equipamento foi feito sem nenhum metal conectado ao chassi exposto, mesmo em situações anormais previsíveis, como quando um botão de plástico se soltou de um eixo de metal ou pequenos dedos enfiados nos orifícios de ventilação. O pessoal de serviço que trabalhava em equipamentos energizados precisava usar um transformador de isolamento para segurança ou estar ciente de que o chassi poderia estar energizado. O equipamento de tubo a vácuo somente CA usava um transformador volumoso, pesado e caro, mas o chassi não estava conectado aos condutores de alimentação e podia ser aterrado, tornando a operação segura.
Os televisores sem transformador de "chassi quente" continuaram a ser comumente fabricados muito depois que a transistorização tornou o design de chassi ao vivo obsoleto nos rádios. Na década de 1990, a inclusão de conectores de entrada de áudio e vídeo exigia a eliminação do solo flutuante, pois as TVs precisavam ser interconectáveis com videocassetes, consoles de jogos e reprodutores de disco de vídeo. A substituição generalizada de tubos de raios catódicos por telas de cristal líquido após a virada do milênio resultou em televisores usando principalmente voltagens baixas, obtidas por troca de fontes de alimentação . O "chassi flutuante" potencialmente perigoso não existia mais.
Variações regionais
No passado, 110–120 V não era alto o suficiente para aplicações de áudio e televisão de tubo de alta potência, e apenas adequado para operar equipamentos de rádio e áudio de baixa potência, como receptores de rádio. O equipamento de áudio ou televisão de 110–120 V de alta potência precisava de tensões mais altas, que foram obtidas usando uma fonte de alimentação com base em transformador elevador ou, às vezes, um dobrador de tensão CA , portanto operando apenas com CA.
Alguns equipamentos CA / CC foram projetados para serem comutáveis para operar em 110 V CA (possivelmente com um dobrador de voltagem) ou 220–240 V CA ou CC. Foram produzidos receptores de televisão que podiam funcionar com 240 V CA ou CC. A tensão não era alta o suficiente para alimentar alguns circuitos, então a energia foi recuperada durante o período de retorno do transformador de saída de linha principal para fornecer um fornecimento de HT (tubo de vácuo) (alta tensão) reforçado . Em um típico aparelho de TV a cores com tubo de vácuo, o estágio de saída de linha teve que aumentar seu próprio fornecimento de HT para entre 900 e 1200 volts (dependendo do tamanho da tela e design). Os estágios de saída da linha do transistor, embora não exijam tensões de alimentação acima da tensão da rede retificada, ainda desenvolveram tensão extra sobre o trilho de alimentação normal para evitar complicar o circuito de alimentação. Um estágio de transistor típico produziria entre 20 e 50 volts 'extras'. Alguns detalhes da maneira como o suprimento nominal de 190 volts HT foi aumentado para quase 500 volts no Bush TV22 de 1951 são descritos em uma publicação técnica. Os televisores AC / DC foram produzidos bem na era das cores e dos semicondutores (alguns conjuntos eram híbridos de tubo / semicondutor).
Rádios transistores
Com a ampla adoção do design de estado sólido na década de 1970, os requisitos de tensão e energia para receptores de rádio portáteis de mesa caíram significativamente. Uma abordagem comum era projetar um rádio alimentado por bateria (normalmente 6 volts DC de quatro células secas ), mas incluir um pequeno transformador e retificador embutido para permitir a eletricidade da rede (120 V ou 240 V AC, dependendo da região) como uma alternativa à operação alimentada por bateria.