Mezzo Secolo Di Elettronica - Elettronica Consumer (1 Di 6)

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Rifacciamoci allinizio del1900 per tener conto dellacronologia degli avveni-

menti e dellimportanza di questosecolo, nei cui inizi avvennero lescoperte pi rivoluzionarie. Primaancora di Einstein con lenunciato

sulla teoria della relativit (1905)fu Guglielmo Marconi la figuraemblematica del 1900 per aver datoil via alle radiocomunicazioni.

Di lui ricorso il 12 dicembre2001 il centenario della sua primatrasmissione radio transatlantica daPoldhu (Cornovaglia) a S.Giovannidi Terranova n Canada. Dopola superba riuscita delle sue espe-rienze, Marconi fond la WirelessTelegraph Company in Inghilterra,commercializzando le possibilitderivanti dallapplicazione praticadei fenomeni elettromagnetici radioper luso sulle navi passeggeri omercantili con limitate applicazioninelle navi da guerra. Su questeultime il primo conflitto mondialene intensific limpiego.

Per commemorare limpresa, ilgiorno 12 dicembre 2001, in mat-tinata, lIstituto di Radioastronomiadel Cnr di Bologna unitamente allaFondazione Marconi, ha diffusola voce registrata dello scienziatoutilizzando la superficie della Lunacome riflettore di segnali trasmessidalla Terra.

Vittorio Castellotti

I tubi termoionici

Nel 1904 avviene linvenzione del diodo;primo tubo elettronico perfezionato successivamentenel triodo. Ne esaminiamo le caratteristiche tecniche

e le modalit dimpiego

Nasce la valvola e lelettronica consumer

Lesperimento ha impiegato ilgrande paraboloide di 32 metridel radiotelescopio del Cnr sito aMedicina (BO).

In questo giorno la Luna sortaalle ore 5 locali, tramontando alle15. La banda prescelta stata quella

amatoriale dei 23 cm con frequenzadi lavoro a 1296,1 MHz.

Fig. 1a - Marconi allepoca

degli esperimentitransoceanici: aveva 28 anni

Fig. 1b - Marconi nel laboratorio a bordo dellElettra


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GLI IMPIANTI PER LIMPRESA TRANSOCEANICA

La stazione trasmittente a Poldhu aveva un apparato di alimentazione costituito daun alternatore monofase di 25 kW e lantenna da una serie di cavi appesi a 20 pali dilegno alti 60 metri. Un impianto simile fu relizzato anche a Terranova dallinventore,ma lantenna fu abbattuta dal vento. Marconi, senza perdersi danimo, sfruttil vento della zona realizzando un nuovo sistema radiante con un lungo cavosollevato fino a 100 metri di altezza da un aquilone.Nel 1931 cos scriveva Gabriele DAnnunzio a Marconi: Mio carissimo Guglielmo,io vivo di giorno e di notte nel tuo genio etereo e per tua virt condensogli spazi nel mio cervello.

Esigenza

di perfezionamenti

Il problema che nacque comeconseguenza dei primi esperimenticondotti con la famosa trasmissionedella lettera s in caratteri Morse,fu quello di riuscire a passareda un collegamento univoco aquello multiplo fra corrispondentiposti in localit diverse, magarilontanissime tra loro, non soloutilizzando i segnali telegrafici maanche la voce umana.

Si trattava di inventare dei dispo-

sitivi che modulassero unondaportante continua convogliandolaa un sistema radiante.

Solo lapparizione dei tubitermoionici rese possibile laradiotelefonia. I tubi divenneroperci arbitri delle telecomunica-zioni via radio allincirca sinoagli anni 50 del secolo scorso,quando fu iniziato limpiego deisemiconduttori.

Tuttavia ancora oggi persiste lusodei tubi termoionici nei trasmettitoridi potenza per le radioaudizioni

circolari, per la televisione enellambito dellHi-Fi.Aggiungiamo che limpiego

dei tubi permise di facilitarein medicina la diagnos t ica(raggi X per radiograf ie ) ecerti particolari metodi di cura(marconiterapia).

Linizio dellera termoionica fuindubbiamente esaltante sotto ognipunto di vista.

Appaiono i primiesemplari di valvole

Nel 1904 linglese Fleming,utilizzando le ricerche di Edison,realizz un tubo elettronico a cuidiede il nome di diodo, costituitoda due elettrodi, un filamento chefungeva da catodo e una placcacome anodo. A ragion veduta,oggi, siamo propensi a valutaremaggiormente lapparizione deldiodo come base dei procedimenticondotti con lutilizzazione dellarete alternata per alimentare iricevitori.

Fig. 2 - Lo yacht Elettra. Da qui Marconi effettuava gli esperimentisulla propagazione delle onde corte. La nave ebbe un triste destino: siluratada un sommergibile inglese nelle acque di Zara l8 gennaio del 1944, col a picco.Ricuperata per intervento del maresciallo Tito, fu riconsegnata allItalia affinchfosse ricostruita. Ma nulla fu fatto: ci che avvenne fu solo il suo smembramento:la prora rimase a Trieste unitamente allalbero maestro, le apparecchiatureelettriche andarono (per fortuna) al Museo della Scienza e della Tecnica a Milano,altri pezzi furono sparsi in varie citt dItalia con la parte centrale dello scafoa Bologna e la poppa presso la centrale del Fucino di Telespazio ad Avezzano.


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Fig. 3 - Caratteristiche dellarettificazione di una tensione alternatamediante diodo per lalimentazionein continua dei ricevitori

UNA PRECISAZIONE LESSICALE

Pi comunemente viene usato il termine valvola al posto di tubo termoionico.

Questa semplificazione ci pare pi giusta in quanto nel dire tubo si impiega la

traduzione dellinglese tube come concetto unicamente estetico, mentre la parola

valvola esprime la vera funzione dellampolla termoionica che, analogamente alla

valvola meccanica, regola o interdice un flusso elettronico.

Funzionamento

dei primi tipi di valvole

IL DIODO

Se alla valvola a due elettrodidenominata diodo, viene applica-to un potenziale positivo allaplacca nasce un flusso di elettronidal catodo verso la placca conritorno al catodo attraverso ilcircuito comprendente la sorgentealimentante.

Se invece si applica un po-tenziale alternato alla placca,

questa alternativamente po-larizzata nei due sensi conproduzione di corrente anodicanei semiperiodi posit ivi. In

questo caso viene averificarsi un flussodi corrente in unasola direzione conun effetto chiamatorettificazione a se-mionda.

Se la valvola co-struita con due plac-che e con uno o due

catodi la rettificazio-ne si attua a ondaintera. La 80 e la5Y3 erano esemplaridi valvole usate perottenere il flusso aonda intera.

Un altro metodoper aumentare lef-ficienza della rettifi-cazione consiste nelracchiudere nellam-polla qualche gocciadi mercurio generan-do la vaporizzazionedei suoi atomi manmano che la valvolasi riscalda.

Questi atomi ven-gono bombardati dalflusso di elettroni edivengono ionizza-ti producendo unincremento nella cor-rente anodica. La 81e la 83 sono stati iprimi tipi di valvolaa vapori di mercuriodegli anni 30.

Tuttavia, pur essendo il diodoil primo gradino della scala perottenere i futuri tubi elettronici,non si era ancora giunti ad attuare

un dispositivo che consentisseoperazioni pi complesse quali ilcontrollo del flusso, la modulazionedi unonda portante, lamplifica-

zione e la demodulazione delsegnale.

Ci pens lamericano De Forestnel 1906 introducendo un elettro-

do supplementare nel diodo tracatodo e anodo, chiamandologriglia e triodo il nuovo tipodi tubo.


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Un circuito particolare, da con-

siderarsi un escamotage, statala duplicazione della tensioneottenibile dalla rettificazionemediante una valvola biplaccache poneva in serie due raddriz-zamenti separati, sommando letensioni ottenute. Lo si usato neiprimi piccoli ricevitori portatiliper eliminare il trasformatore dialimentazione.

IL TRIODO

Con lintroduzione di un terzo

elettrodo nel diodo venne ideato iltriodo mediante una spirale di filoa maglie allargate per consentire ilpassaggio del flusso degli elettroni,posizionandola a breve distanzadal catodo.

Nelluso come triodo amplifica-tore, alla griglia viene applicatoun potenziale negativo; in questecondizioni la griglia non attira unacorrente apprezzabile.

Lintensit del flusso elettronicoche perviene alla placca dipendedagli effetti combinati nelle polariz-

zazioni.Quando la placca positiva ela tensione applicata alla grigliadiviene sempre pi negativa,la corrente anodica diminuisceproporzionalmente.

Al contrario quando la grigliaassume valori positivi. Perci,quando sulla griglia varia linten-sit dei segnali in arrivo, ugual-mente avviene per la correntedi placca. Come conseguenza,un piccolo segnale applicatoalla griglia generer comparati-vamente una pi forte variazionedella corrente anodica e il segnalesar amplificato.

Triodi usualmente impiegatierano la 6C4, la 6J5, la 45 e la 2A3per luso, rispettivamente, comeamplificatrici-rivelatrici, comedriver e come finali in B.F.

Aggiungiamo un cenno sul fun-zionamento del triodo per le capa-cit interlettrodiche che vengonoa formarsi tra griglia e placca e tracatodo e placca.

La pi rilevante quella tra grigliae placca che pu produrre effetti

indesiderati con accoppiamentinei circuiti in ingresso e in uscitacausando instabilit e prestazionipoco soddisfacenti, eliminabili osemplicemente riducendole conopportune neutralizzazioni.

Altro parametro che si riflettemaggiormente sul rendimento

il carico di placca (generalmenteinduttivo negli stadi finali) il cuivalore resistivo deve avvicinarsiil pi possibile a quello internodella valvola per ottenere ilmassimo guadagno con minoreincidenza nella distorsione deisegnali.

Fig. 4 - In alto, costituzione del triodo, sotto, il suo circuito base

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