Integrátor tranzistoru: 3 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Tento Instructable vám ukáže, jak navrhnout a vyrobit tranzistorový analogový integrátor.

Integrátor umožňuje kumulativní zesílení malých vstupních signálů.

Tento obvod je zastaralý a lze jej vytvořit pomocí operačních zesilovačů.

Pokud však máte náhradní univerzální tranzistory, můžete jej stále sestavit.

RF odpor je třeba upravit, protože každý tranzistor má jiný proudový zisk.

Zásoby

Díly: maticová deska, vodiče, NPN tranzistory pro všeobecné použití - 10, PNP tranzistor pro všeobecné použití - 3, 1 mm drát, 470 nF polštářové kondenzátory - 5, další součásti, které jsou zobrazeny v obvodu.

Toos: kleště, odizolovač drátu.

Volitelné části: pájka.

Volitelné nástroje: páječka.

Krok 1: Navrhněte obvod

Prvním stupněm je stupeň zesilovače AC (střídavý proud).

Druhou fází je aktuální integrátor zdrojů zrcadel. Místo jediného tranzistoru jsem použil proudové zrcadlo, protože chci mít předvídatelný nabíjecí proud. Zisk proudu tranzistoru se může měnit s teplotou a kolektorovým proudem.

Napětí na kondenzátoru C2 je úměrné integrálu proudu. Ve zdroji zrcadla s tranzistorovým proudem zůstává napájecí proud stejný bez ohledu na napětí zátěže/kondenzátoru, pokud není kondenzátor plně nabitý nebo je tranzistor plně nasycen. Proto:

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

C2 = C2a + C2b

Kde: t = čas (sekundy), Ic2 = proud kondenzátoru C2 (ampéry)

Kondenzátory C2 se plně nevybijí, pokud je vstupní signál do obvodu nulový, protože tranzistor Q3 se vypne, když napětí Vbe3 klesne pod přibližně 0,7 V. Kondenzátory C2 se však vybijí natolik, že vytvoří nulový výstup tranzistoru Q3.

Protože používám aktuální zrcadlový zdroj a dva tranzistory jsou ve druhé polovině cyklu VYPNUTY, je -li Vc1 sinusoida než průměr Ic2 = rms ((Vc1peak - 0,7 V) / (Rc2a + 1 / (j*2*pi *Cb2*f)))

Kde: f = frekvence (Hz), Vc1peak = Vc1 AC amplituda.

RMS je zkratka pro odmocninu na druhou.

Klikněte na tento odkaz:

Poslední a třetí stupeň je další AC zesilovač.

Obvod pracuje minimálně na 3 V. Pokud však snížíte všechny hodnoty odporu, možná budete moci snížit napájecí napětí na pouhých 1,5 V. Problém však spočívá v tom, že nízké napětí musí konkurovat šumu.

Krok 2: Vytvořte obvod

Upravil jsem obvod a také tento článek. Staré elektrolytické kondenzátory jsem vyměnil za polštářové. Také jsem paralelně přidal několik tranzistorů.

Vidíte, že jsem nepoužil páječku. Možná to však budete potřebovat.

Krok 3: Testování

První graf: Sinusová vlna

Druhý graf: Čtvercová vlna

Třetí graf: Trojúhelníková vlna

Když je vstupní frekvence zvýšena na přibližně 50 Hz, výstupní napětí obvodu se pomalu zvyšuje. Potom snížím frekvenci a vstupní napětí klesá, jak vidíte ve výsledcích testování. To je způsobeno vysokofrekvenčními filtračními vlastnostmi střídavého zesilovače tranzistoru Q1.

Z mých výsledků testování však není zřejmé, že zvýšením frekvence klesne výstupní napětí v důsledku nízkoprůchodových filtračních charakteristik kondenzátorů C2 (C2a a C2b). Jednoduše jsem se rozhodl, že se nebudu trápit se zaznamenáváním těchto grafů. Důvodem je, že kondenzátory nemají čas na nabíjení.