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Caballo de fuerza 200A

Panel frontal HP 200A
Interior de la Hewlett-Packard HP 200A. La bombilla reutilizada como resistencia de coeficiente de temperatura positivo se encuentra a la derecha de la sección superior del condensador variable, que es la estructura grande del centro.

La HP 200A , construida por primera vez en 1938, fue el primer producto [1] fabricado por Hewlett-Packard y se fabricó en el garaje de David Packard en Palo Alto, California .

Se trataba de un oscilador de audio de baja distorsión utilizado para probar equipos de sonido. Utilizaba el circuito oscilador de puente de Wien , que había sido objeto de la tesis de maestría de Bill Hewlett . También fue el primer oscilador comercial de este tipo en utilizar una simple bombilla como resistencia dependiente de la temperatura en su red de retroalimentación. [2] La bombilla era un control de ganancia automático económico y eficaz que no solo mantenía constante la amplitud de salida del oscilador, sino que también mantenía la ganancia de bucle del oscilador cerca de la unidad. Esta última es una técnica clave para lograr un oscilador de baja distorsión. Anteriormente, Larned Meacham había utilizado bombillas en circuitos de puente para estabilizar y linealizar osciladores en 1938. [3]

El código del producto fue elegido para dar la impresión de que HP era una empresa establecida. [4] Una variación, la HP 200B, fue personalizada para Walt Disney , que compró ocho unidades para usar en la producción de Fantasía . [5]

El diagrama del circuito se muestra en la patente de Hewlett de 1939. [6] [7] [8]

Desarrollo

A lo largo de los años 1940 y 1950, las versiones posteriores del 200A cubrieron rangos de frecuencia diferentes y más amplios. La última versión fue el 200CD. [10] Cubría desde el subaudio de 5  Hz hasta el extremo inferior (onda larga) de la banda de radio AM a 600 kilohertz. El 200CD se convirtió en un generador de audio omnipresente en los laboratorios de ingeniería de todo el mundo desde los años 1950 hasta los años 1990. [11] [12]

Operación

Esquema simplificado de un oscilador de puente de Wien de la patente estadounidense 2.268.872 de Hewlett. Los condensadores sin marcar tienen suficiente capacidad para ser considerados cortocircuitos a la frecuencia de la señal. Las resistencias sin marcar se consideran valores apropiados para polarizar y cargar los tubos de vacío. Las etiquetas de nodo y los designadores de referencia en esta figura no son los mismos que se utilizan en la patente. Los tubos de vacío indicados en la patente de Hewlett eran pentodos en lugar de los triodos que se muestran aquí.

El oscilador de puente de Wien de William R. Hewlett puede considerarse como una combinación de un amplificador diferencial y un puente de Wien , conectados en un bucle de retroalimentación positiva entre la salida del amplificador y las entradas diferenciales. En la frecuencia de oscilación, el puente está casi equilibrado y tiene una relación de transferencia muy pequeña. La ganancia del bucle es un producto de la ganancia muy alta del amplificador y la relación de puente muy baja. [13] En el circuito de Hewlett, el amplificador se implementa mediante dos tubos de vacío.

La entrada inversora del amplificador es el cátodo del tubo V 1 y la entrada no inversora es la rejilla de control del tubo V 2 . Para simplificar el análisis, todos los componentes excepto R 1 , R 2 , C 1 y C 2 se pueden modelar como un amplificador no inversor con una ganancia de 1+R f /R b y con una alta impedancia de entrada. R 1 , R 2 , C 1 y C 2 forman un filtro de paso de banda que está conectado para proporcionar retroalimentación positiva a la frecuencia de oscilación. R b se calienta por sí solo y aumenta la retroalimentación negativa , lo que reduce la ganancia del amplificador hasta que se alcanza el punto en el que hay suficiente ganancia para sostener la oscilación sinusoidal sin sobrecargar el amplificador.

Si R 1 = R 2 y C 1 = C 2, entonces en equilibrio R f /R b = 2 y la ganancia del amplificador es 3. Cuando el circuito se energiza por primera vez, la lámpara está fría y la ganancia del circuito es mayor que 3, lo que garantiza el arranque. La corriente de polarización de CC del tubo de vacío V1 también fluye a través de la lámpara. Esto no cambia los principios de funcionamiento del circuito, pero sí reduce la amplitud de la salida en equilibrio porque la corriente de polarización proporciona parte del calentamiento de la lámpara.

Referencias

  1. ^ "El primer producto de Hewlett-Packard: el 200A - Historia de HP".
  2. ^ Gordon Laing (2004), Retrospectiva digital, The Ilex Press Ltd, ISBN 9781904705390
  3. ^ Meacham, LA (octubre de 1938), "El oscilador estabilizado por puente" (PDF) , Bell System Technical Journal , 17 (4): 574–591, doi :10.1002/j.1538-7305.1938.tb00799.x, archivado desde el original (PDF) el 2014-04-14Estabilización de frecuencia y amplitud de un oscilador sin sobrecarga de válvulas. Utiliza lámpara de tungsteno para equilibrar el puente.
  4. ^ Pasiuk, Laurie (2006). Guía de Vault sobre los mejores empleadores tecnológicos. Vault Inc., pág. 111. ISBN 978-1-58131-339-0. Recuperado el 10 de mayo de 2010 .
  5. ^ "El oscilador 200B y Disney Fantasound - Historia de HP".
  6. ^ US 2268872, Hewlett, William R. , "Generador de oscilación de frecuencia variable", publicado el 11 de julio de 1939, emitido el 6 de enero de 1942 
  7. ^ "Generador de oscilación de frecuencia variable, patente estadounidense 2.268.872" (PDF) .
  8. ^ "Oscilador de audio modelo 200A, 1939".
  9. ^ "Manual de usuario del oscilador de audio modelo 200A, serie 30223 y superiores" (PDF) . 9 de julio de 1951.
  10. ^ "El 200AB y el 200CD: Siempre mejorando - Historia de HP".
  11. ^ "Generador de audio Hewlett-Packard HP-200CD".
  12. ^ "Datación de instrumentos HP antiguos".
  13. ^ Schilling, Donald; Belove, Charles (1968), Circuitos electrónicos: discretos e integrados , McGraw-Hill, págs. 612-614

Enlaces externos