Tranzistorski integrator: 3 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ta navodila vam pokažejo, kako načrtovati in izdelati analogni integrator tranzistorja.

Integrator omogoča kumulativno ojačanje majhnih vhodnih signalov.

To vezje je zastarelo in ga je mogoče izdelati z operacijskimi ojačevalniki.

Vendar pa ga lahko še vedno sestavite, če imate rezervne tranzistorje za splošno uporabo.

Rf upor je treba prilagoditi, ker ima vsak tranzistor drugačen tok.

Zaloge

Deli: matrična plošča, žice, splošni tranzistorji NPN - 10, tranzistor PNP za splošno uporabo - 3, 1 mm žica, 470 nF blazinasti kondenzatorji - 5, druge komponente, ki so prikazane v vezju.

Tudi: klešče, odstranjevalec žice.

Neobvezni deli: spajkanje.

Izbirna orodja: spajkalnik.

1. korak: Oblikujte vezje

Prva stopnja je stopnja ojačevalnika AC (izmenični tok).

Druga stopnja je trenutni integrator zrcalnega vira. Namesto enega tranzistorja sem uporabil trenutno ogledalo, ker želim imeti predvidljiv polnilni tok. Dobiček toka tranzistorja se lahko spreminja s temperaturo in kolektorskim tokom.

Napetost na kondenzatorju C2 sorazmerna z integralom toka. V zrcalnem viru tranzistorskega toka ostane napajalni tok enak ne glede na napetost obremenitve/kondenzatorja, razen če je kondenzator popolnoma napolnjen ali je tranzistor popolnoma nasičen. Zato:

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

C2 = C2a + C2b

Kjer: t = čas (sekunde), Ic2 = tok kondenzatorja C2 (amperi)

Kondenzatorji C2 se ne bodo popolnoma izpraznili, če je vhodni signal v vezje nič, ker se tranzistor Q3 izklopi, ko napetost Vbe3 pade pod približno 0,7 V. Vendar se bodo kondenzatorji C2 izpraznili dovolj, da bodo proizvedli tranzistorski izhod Q3.

Ker uporabljam trenutni zrcalni vir in sta dva tranzistorja v drugi polovici cikla IZKLOPLJENA, če je Vc1 sinusoida, je povprečje Ic2 = rms ((Vc1peak - 0,7 V) / (Rc2a + 1 / (j*2*pi *Cb2*f)))

Kjer: f = frekvenca (Hz), Vc1peak = Vc1 AC amplituda.

RMS pomeni osnovno povprečje na kvadrat.

Kliknite na to povezavo:

Zadnja in tretja stopnja je še en izmenični ojačevalnik.

Vezje deluje pri najmanj 3 V. Vendar pa lahko napajalno napetost znižate na samo 1,5 V, če zmanjšate vse vrednosti upora. Problem pa so nizke napetosti, ker mora vhodni signal tekmovati s hrupom.

2. korak: Naredite vezje

Spremenil sem vezje in tudi ta članek. Stare elektrolitske kondenzatorje sem zamenjal z blazinskimi. Vzporedno sem dodal tudi nekaj tranzistorjev.

Vidite, da spajkalnika nisem uporabil. Morda pa ga boste potrebovali.

3. korak: Testiranje

Prvi graf: Sinusni val

Drugi graf: Kvadratni val

Tretji graf: Trikotni val

Izhodna napetost vezja se počasi povečuje, ko se vhodna frekvenca dvigne na približno 50 Hz. Nato znižam frekvenco in vhodna napetost pade, kot vidite v mojih rezultatih testiranja. To je posledica visokofrekvenčnih lastnosti filtriranja tranzistorskega ojačevalnika Q1.

Vendar pa v mojih rezultatih preskusov ni očitno, da bo zaradi povečanja frekvence izhodna napetost padla zaradi nizkoprepustnih lastnosti filtriranja kondenzatorjev C2 (C2a in C2b). Preprosto sem se odločil, da se ne bom obremenjeval s snemanjem teh grafov. To je zato, ker kondenzatorji nimajo časa za polnjenje.