Integrátor tranzistora: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:56

Tento návod vám ukáže, ako navrhnúť a vytvoriť analógový integrátor tranzistora.

Integrátor umožňuje kumulatívne zosilnenie malých vstupných signálov.

Tento obvod je zastaraný a je možné ho vytvoriť s operačnými zosilňovačmi.

Zostaviť ho však môžete aj naďalej, ak máte náhradné tranzistory na všeobecné účely.

RF odpor je potrebné nastaviť, pretože každý tranzistor má iný prúdový zisk.

Zásoby

Časti: maticová doska, vodiče, tranzistory NPN na všeobecné použitie - 10, tranzistor PNP na všeobecné použitie - 3, drôt 1 mm, vankúšové kondenzátory 470 nF - 5, ďalšie komponenty, ktoré sú zobrazené v obvode.

Toos: kliešte, odstraňovač drôtov.

Voliteľné časti: spájka.

Voliteľné nástroje: spájkovačka.

Krok 1: Navrhnite obvod

Prvým stupňom je stupeň zosilňovača AC (striedavý prúd).

Druhou fázou je súčasný integrátor zrkadlového zdroja. Namiesto jedného tranzistora som použil prúdové zrkadlo, pretože chcem mať predvídateľný nabíjací prúd. Zosilnenie prúdu tranzistora sa môže meniť s teplotou a kolektorovým prúdom.

Napätie na kondenzátore C2 je úmerné integrálu prúdu. V zdroji zrkadla s tranzistorovým prúdom zostáva napájací prúd rovnaký bez ohľadu na napätie záťaže/kondenzátora, pokiaľ nie je kondenzátor úplne nabitý alebo nie je tranzistor úplne nasýtený. Preto:

Vc2 = (1/C2)*(Ic2*t/2)

C2 = C2a + C2b

Kde: t = čas (sekundy), Ic2 = prúd kondenzátora C2 (ampéry)

Kondenzátory C2 sa úplne nevybijú, ak je vstupný signál do obvodu nulový, pretože tranzistor Q3 sa vypne, keď napätie Vbe3 klesne pod približne 0,7 V. Kondenzátory C2 sa však vybijú dostatočne na to, aby vytvorili nulový výstup tranzistora Q3.

Pretože používam zdroj súčasného zrkadla a dva tranzistory sú v druhej polovici cyklu vypnuté, ak je Vc1 sínusoid ako priemer Ic2 = rms ((Vc1peak - 0,7 V) / (Rc2a + 1 / (j*2*pi *Cb2*f)))

Kde: f = frekvencia (Hz), Vc1peak = Vc1 AC amplitúda.

RMS je skratka pre stredný priemer na druhú.

Kliknite na tento odkaz:

Posledným a tretím stupňom je ďalší zosilňovač striedavého prúdu.

Obvod pracuje s minimálnym napätím 3 V. Ak však znížite všetky hodnoty odporu, možno budete môcť znížiť napájacie napätie iba na 1,5 V. Problémom však je, že nízke napätie je v tom, že vstupný signál musí konkurovať šumu.

Krok 2: Vytvorte obvod

Upravil som obvod a tiež tento článok. Staré elektrolytické kondenzátory som vymenil za vankúšové. Tiež som paralelne pridal niekoľko tranzistorov.

Vidíte, že som nepoužil spájkovačku. Možno to však budete potrebovať.

Krok 3: Testovanie

Prvý graf: Sínusová vlna

Druhý graf: Štvorcová vlna

Tretí graf: Trojuholníková vlna

Keď sa vstupná frekvencia zvýši na približne 50 Hz, výstupné napätie obvodu sa pomaly zvyšuje. Potom znížim frekvenciu a vstupné napätie klesne, ako vidíte na mojich výsledkoch testovania. Je to spôsobené vysokofrekvenčnými filtračnými vlastnosťami tranzistorového striedavého zosilňovača Q1.

Z mojich výsledkov testovania však nie je zrejmé, že zvýšením frekvencie bude výstupné napätie klesať v dôsledku nízkopriepustných filtračných charakteristík kondenzátorov C2 (C2a a C2b). Jednoducho som sa rozhodol, že sa nebudem trápiť so zaznamenávaním týchto grafov. Je to spôsobené tým, že kondenzátory nemajú čas na nabíjanie.