Download DISEÑO DE UN FORMADOR DE SEÑALES PARA

Revista
Mexicana
de Física
19 (1970)
FA144- FA149
FA 144
DISEÑO DE UN FORMADOR DE SEÑ ALES PARA
ESPECTROSCOPIA
MOSSBAUER
H. Arriola
Laboratorio
ABSTRACT:
Nucl~aT,
An elecuonic
Univ~rsidad
circuit
move with constant
on a conventlonal
using integrated
acceleration
loudspeaker.
nized with the sweeping
of a multichannel
Nacional
d~ México
circuits
a radioactive
This
of channels
is described
lO
source mounted
movement
is svnchro-
in the.' multiscaling
mode
analyser.
INTRODUCCION
Para poder efecmar estudios de espectroscopia
~tossbauer es nece ...
sario disponer de alguna técnica par.' poner en movimiento una fuente radiactiva, con lo que se modula la energía de la radiación emitida; este movimiento puede obtenerse colocando la fuente radiactiva sobre el núcleo de una bocina a la que se aplica una señal para que oscile.
Por esta razón existe
considerable interés en desarrollar un circuito electrónico adecuado para mover el núcleo de una bocina con velocidad variable en un cierto rango.
En la literatura se han descrito varios circuitos1.'2 • .3 • .( adecuados
para trabajar a bajas frecuencias,
lo cual significa bajas velocidades.
El
presente trabajo se basa en un circuito propuesto por P. Castro.1 que trabaja a una frecuencia de 2.5 Hz y usa una señal parabólica pura para mover la
bocina.
FA 145
Formado, d~ S~ñale~
En este
tegrados,
aumenta
caso
se usarán
lo que reduce
amplificadores
operacionales
usado y se trabaja
el espacio
con circuitos
in-
a 200 Hz, con lo que se
el rango disponible
de velocidades.
Se puede definir un parámetro a igual a la relación
de amplitudes
de
la señal parabólica
a la señal triangular.
Si las frecuencias
son de audio y
suponiendo que los desplazamientos
en una bocina son proporcionales
a la corriente que circula en la bocina, entonces el valor de a está dadol por la expresión
siguiente:
a =
en donde I es la frecuencia
valor Z, R es la resistencia
para la cual la impedancia de la bocina tiene el
de la bocina a corriente directa y T es el perío-
do de la señal de entrada.
Se encuentra también que la forma de onda que debe aplicarse
cina depende
si
del valor de a:
a> > 1 debe aplicarse
si a
si
a la bo-
<<
a......
una .señal parabólica
1 debe aplicarse
una señal
1 debe aplicarse
una combinación
las señales
triangular
pura
pura
lineal
de
anteriores.
DESCRIPCION
En la figura 1 se muestra el circuito diseñado para trabajar a una frecuencia de 200 Hz, que es la mayor frecuencia que puede obtenerse del registro de direcciones
de la memoria (noveno bit) del multicanal o multiescalador
de que se dispone (modelo 2200, Nuclear Data); esta señal es una onda cuadrada.
Para eliminar distorsión
en el movimiento de la bocina, debe utilizarse una combinación de las señales parabólica y triangular al trabajar esa frecuencia, por lo que la onda cuadrada debe integrarse dos veces; o sea, el circuito requiere de dos integradores,
un sumador y un amplificador de potencia.
Si la máxima deflexión en el movimiento del núcleo de la bocina es
. de 1.5 cm (de extremo a extremo), la velocidad máxima que puede obtenerse,
con la frecuencia indicada, es de 300 cm/seg.
En la práctica se presentan
diversas restricciones
al movimiento del núcleo de la bocina; mencionaremos
FIGURA
Entrada
(seguidor
emisor)
Primer
.":>-
1
integrador.
Segundo
:;
integrador
Amplificador
de potencia.
Sumador
de
'"
'2
R
l
= 33 K.íL
Rg = 0.49
Mrt
R2 = 180 Kn.
R10 = 680
R3 = 1.8
Rll
K,Q
"'" 0.5
Pot2
n.
= 68 n
V2 "" -
T2 "'" AD 149
(PNP)
el = 8
T3 = "C
(PNP)
C2 = .039
= 33 Kn
q6 = 390 Kn
R7
=
2.2
Kn.
Ra = .56 'in
D
=
Po""
128
~f
CI = RCA-CA3016A
R
5
0.1
VI = + 12 V
TI
(NPNl
Cs""
Po tI = 5 K .n.
R4=39Kn
= 2N 5183
MSl.
R12
12 V
"" 47 K n
P
f
OAZ 213
C3 "" 27 pf
0.5 M!l
~4=20rf
P
f
~
?:
•
FA 147
Formador de Señale$
"las siguientes:
potencia maXlma a que trabaja la boc.:ina, distorsión
que se
produce al trabajar a potencias cercanas a la máxima, necesidad de hacer correcciones por distancia cuando la de flexión del núcleo de la bocina es grande, etc.
En los integradores
se utiliza corno parte activa cualquier amplificador operacional (en este caso el CA3016) y un circuito Re de retroalimentación que ajusta la integral a 200 Hz; según el valor de la capacidad. se tendrá una maror o menor amplificación,
curo valor está dado por la expresión
El circuito
la amplificación
sumador se diseña
en la misma forma, pero en este caso
está dada por la expresión
R,
A
en donde R. es el valor de la resistencia
que viene del primero o del segun-
1
do integradores.
El potenciómetro
conectado
a la entrada del sumador se utiliza
para
variar la amplitud de la señal parabólica respecto a la de la señal triangular;
los condensadores
de 27 pf Y las resistencias
de 2.2 KO en los circuitos integrados
sirven para compensación
interna de fase.
La consuucción
de todo el circuito se hizo en forma tal que puede
montarse como módulo sencillo en una gaveta Nl\l convencional.
La velocidad del núcleo de la bocina puede variarse ajustando el potenciómetro de precisión que se encuentra a la entrada del amplificador
de
potencia; en esta forma la velocidad puede tomar cualquier valor desde O hasta el valor máximo disponible.
La bocina utilizada
es
un modelo
e 12
SW.
University.
A la entrada del circuito, se necesitó de un seguidor de emisor para
acoplar la impedancia de salida del multicanal con la del primer integrador;
este seguidor de emisor tiene una impedancia de entrada Z¡ = 90 Ka .
."
FIGURA
>
2
~
'"
SEÑAL
DE ENTRADA
SALIDA
PRIMER
INTEGRADOR
\~lnr\
! \
'\ I \
V
SALIDA
SEGUNDO
INTEGRADOR
V
SE~A L DE LA BOCINA
I
VJ
:;
o'
•
F A149
'Formador de Señales
RESULTADOS
En la figura 2 se muestran las .señales
del circuito;
la escala
obtenidas
en diferentes
puntos
en la realización
de es.
tiene unidades arbitrarias.
AGRADECIMIENTO
Se agradece
a A.
J iménez
R.. su colaboración
te trabajo.
REFERENCIAS
1. Pedro Castro Varela, Tesis Profesional, Fac. de Ciencias, UNA~l, 1969.
2. Gunrher K. Werreim, "Mossbauer Effecr", Academic Press, 1964.
3. V. l. Goldanskii y R. H. Herber, .Chemical Applications of Mossbauer
Spectroscopy",
Academic Press,
1968.
4. Vali V. y Nybakkev T. W., Rev. Sci. Insr. 35 (1964) 1085.
5. Application nore, RCA !CAN 5015.
6.
Transistor
Circuit Design,
Texas Inst. Inc. 1963.
RESUMEN
En este artículo se describe
un circuito electrónico
a base de circui.
tos iote grados para poner en movimiento con ace leración constante una fuen"
te radiactiva montada sobre el núcleo de una bocina convencional; este movimiento está en sincronía con el barrido de los canales de un multicanal que
opera como multiescalador.