Электроника:Эксперименты/Дискретные полупроводниковые схемы/Аудио осциллограф: различия между версиями
Valemak (обсуждение | вклад) (Новая страница: «{{Панель управления/Электроника}} {{Перевод от valemak}} {{Myagkij-редактор}} =Аудио осциллограф<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-5/audio-oscillator/ - Audio Oscillator]</ref>= == Оборудование и материалы == *Две 6-вольтовые батареи *Три NPN-транзистора – рекомендуемые модели 2N2222 или 2...») |
Нет описания правки |
||
| (не показаны 4 промежуточные версии 2 участников) | |||
| Строка 3: | Строка 3: | ||
{{Myagkij-редактор}} | {{Myagkij-редактор}} | ||
=Аудио осциллограф<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-5/audio-oscillator/ - Audio Oscillator]</ref>= | =Аудио осциллограф<ref>[https://www.allaboutcircuits.com/textbook/experiments/chpt-5/audio-oscillator/ www.allaboutcircuits.com - Audio Oscillator]</ref>= | ||
== Оборудование и материалы == | == Оборудование и материалы == | ||
*Две 6-вольтовые батареи | *Две 6-вольтовые батареи | ||
*Три NPN- | *Три [[NPN-транзистор]]а – рекомендуемые модели [[2N2222]] или [[2N3403]] (каталог Radio Shack №276-1617 – это набор из пятнадцати [[NPN-транзистор]]ов, идеально подходящий для этого и других экспериментов) | ||
*Два | *Два [[конденсатор]]а по [[0,1 мкФ]] (каталог Radio Shack №272-135 или аналог) | ||
*Один резистор 1 МОм | *Один [[резистор]] [[1 МОм]] | ||
*Два | *Два [[резистор]]а по [[100 кОм]] | ||
*Один резистор 1 кОм | *Один [[резистор]] [[1 кОм]] | ||
*Ассортимент пар | *Ассортимент пар [[резистор]]ов менее [[100 кОм]] (например: два по [[10 кОм]], два по [[5 кОм]], два по [[1 кОм]]) | ||
*Один светодиод (каталог Radio Shack №276-026 или аналог) | *Один [[светодиод]] (каталог Radio Shack №276-026 или аналог) | ||
*Аудио детектор с | *[[Аудио детектор]] с [[наушник]]ами | ||
== Ссылки по теме == | == Ссылки по теме == | ||
| Строка 36: | Строка 36: | ||
== Ход эксперимента == | == Ход эксперимента == | ||
Правильное название этой схемы – ''нестабильный мультивибратор''. Это простая, автономная схема генератора, синхронизированная размерами | Правильное название этой схемы – ''[[нестабильный мультивибратор]]''. Это простая, автономная схема генератора, синхронизированная размерами [[резистор]]ов, [[конденсатор]]ов и напряжением питания. | ||
К сожалению, его выходной сигнал очень искажён, он ни синусоидальный, ни прямоугольный. Однако для простой цели создания звукового тона искажение не имеет большого значения. | К сожалению, его выходной сигнал очень искажён, он ни [[синусоидальный]], ни прямоугольный. Однако для простой цели создания звукового тона искажение не имеет большого значения. | ||
При напряжении питания 12 В, | При напряжении питания 12 В, [[резистор]]ах [[100 кОм]] и [[конденсатор]]ах [[0,1 мкФ]] частота колебаний будет находиться в низкочастотном звуковом диапазоне. Вы можете прослушивать этот сигнал, подключив [[аудио детектор]] одним щупом к «земле», а другим – к одному из выводов [[коллектор]]а [[транзистор]]а. | ||
Я рекомендую подключить резистор 1 МОм последовательно с аудио | Я рекомендую подключить [[резистор]] [[1 МОм]] последовательно с [[аудио детектор]]ом, чтобы свести к минимуму как эффекты нагрузки схемы, так и громкость [[наушник]]ов: | ||
[[File:VI-5_18_3.png|400px|center|thumb|'''Рис. 3.''' Последовательное подключение резистора на 1Мом позволяет свести к минимуму нежелательные эффекты.|alt=Рис. 3. Последовательное подключение резистора на 1Мом позволяет свести к минимуму нежелательные эффекты.]] | [[File:VI-5_18_3.png|400px|center|thumb|'''Рис. 3.''' Последовательное подключение резистора на 1Мом позволяет свести к минимуму нежелательные эффекты.|alt=Рис. 3. Последовательное подключение резистора на 1Мом позволяет свести к минимуму нежелательные эффекты.]] | ||
Сам мультивибратор состоит всего из двух | Сам [[мультивибратор]] состоит всего из двух [[транзистор]]ов, двух [[резистор]]ов и двух поперечных [[конденсатор]]ов. Третий [[транзистор]], показанный на схеме и иллюстрации, предназначен для управления [[светодиод]]ом, который будет использоваться в качестве визуального индикатора действия генератора. | ||
Используйте провод | Используйте провод [[датчик]]а, подключённый к базе этого усилителя с общим [[эмиттер]]ом, для определения напряжения в различных частях цепи по отношению к «земле». Учитывая низкую частоту колебаний этой схемы [[мультивибратор]]а, вы должны увидеть быстрое мигание [[светодиод]]а, когда провод [[датчик]]а подключён к клемме коллектора любого [[транзистор]]а [[мультивибратор]]а. | ||
Вы можете заметить, что светодиод не мигает, когда его провод касается базы любого | Вы можете заметить, что [[светодиод]] не мигает, когда его провод касается базы любого [[транзистор]]а [[мультивибратор]]а, но [[аудио детектор]] сообщает вам, что там есть колебательное напряжение. С чего бы это вдруг? [[Транзисторный усилитель]] с общим [[коллектор]]ом [[светодиод]]а является повторителем напряжения, что означает, что он не усиливает напряжение. | ||
Таким образом, если тестируемое напряжение меньше минимально необходимого для того, чтобы светодиод загорелся, он не будет светиться. Поскольку на переходе база/эмиттер активного | Таким образом, если тестируемое напряжение меньше минимально необходимого для того, чтобы [[светодиод]] загорелся, он не будет светиться. Поскольку на переходе [[база]]/[[эмиттер]] активного [[транзистор]]а с прямым смещением падает всего около 0,7 В, на базе любого [[транзистор]]а недостаточно напряжения для питания [[светодиод]]а. | ||
Однако аудио детектор, будучи необычайно чувствительным, легко обнаруживает этот низковольтный сигнал. Не стесняйтесь заменять | Однако [[аудио детектор]], будучи необычайно чувствительным, легко обнаруживает этот низковольтный сигнал. Не стесняйтесь заменять [[резистор]]ы с меньшим значением вместо двух показанных блоков на [[100 кОм]]. Что происходит с частотой колебаний при этом? | ||
Я рекомендую использовать | Я рекомендую использовать [[резистор]]ы размером не менее [[1 кОм]], чтобы предотвратить чрезмерный ток [[транзистор]]а. Одним из недостатков многих [[схем генератора]] является их зависимость от минимального напряжения питания. Слишком малое напряжение, и колебаний в схеме нет. | ||
Эта схема не исключение. Возможно, вы захотите поэкспериментировать с более низкими напряжениями питания и определить минимальное напряжение, необходимое для генерации, а также испытать влияние изменения напряжения питания на частоту колебаний. | Эта схема не исключение. Возможно, вы захотите поэкспериментировать с более низкими напряжениями питания и определить минимальное напряжение, необходимое для генерации, а также испытать влияние изменения напряжения питания на частоту колебаний. | ||
Одним из недостатков этой схемы является зависимость от несогласованных | Одним из недостатков этой схемы является зависимость от несогласованных [[компонент]]ов для успешного запуска. Чтобы цепь начала колебаться, один [[транзистор]] должен открыться раньше другого. | ||
Обычно для этого достаточно несоответствия в значениях различных | Обычно для этого достаточно несоответствия в значениях различных [[компонент]]ов, но схема может «зависнуть» и перестать генерировать при включении питания. В этом случае попробуйте использовать в схеме другие [[компоненты]] (те же значения, но в других единицах измерения). | ||
=См.также= | =См.также= | ||
=Внешние ссылки= | =Внешние ссылки= | ||
| Строка 72: | Строка 72: | ||
<references /> | <references /> | ||
{{Навигационная таблица/Электроника}} | {{Навигационная таблица/Портал/Электроника}} | ||
[[Категория: | [[Категория:Эксперименты]] | ||
[[Категория:Дискретные полупроводниковые схемы]] | |||
[[Категория:Аудио осциллограф]] | |||
Текущая версия от 21:54, 22 мая 2023
Аудио осциллограф[1]
Оборудование и материалы
- Две 6-вольтовые батареи
- Три NPN-транзистора – рекомендуемые модели 2N2222 или 2N3403 (каталог Radio Shack №276-1617 – это набор из пятнадцати NPN-транзисторов, идеально подходящий для этого и других экспериментов)
- Два конденсатора по 0,1 мкФ (каталог Radio Shack №272-135 или аналог)
- Один резистор 1 МОм
- Два резистора по 100 кОм
- Один резистор 1 кОм
- Ассортимент пар резисторов менее 100 кОм (например: два по 10 кОм, два по 5 кОм, два по 1 кОм)
- Один светодиод (каталог Radio Shack №276-026 или аналог)
- Аудио детектор с наушниками
Ссылки по теме
- «Уроки по электрическим цепям», том 3 «Полупроводники», глава 4: «Биполярные транзисторы»
- «Уроки по электрическим цепям», том 4 «Цифровая электроника», глава 10: «Мультивибраторы»
Цели эксперимента
- Собрать схему нестабильного мультивибратора на дискретных транзисторах
Принципиальная схема
Иллюстрации
Ход эксперимента
Правильное название этой схемы – нестабильный мультивибратор. Это простая, автономная схема генератора, синхронизированная размерами резисторов, конденсаторов и напряжением питания.
К сожалению, его выходной сигнал очень искажён, он ни синусоидальный, ни прямоугольный. Однако для простой цели создания звукового тона искажение не имеет большого значения.
При напряжении питания 12 В, резисторах 100 кОм и конденсаторах 0,1 мкФ частота колебаний будет находиться в низкочастотном звуковом диапазоне. Вы можете прослушивать этот сигнал, подключив аудио детектор одним щупом к «земле», а другим – к одному из выводов коллектора транзистора.
Я рекомендую подключить резистор 1 МОм последовательно с аудио детектором, чтобы свести к минимуму как эффекты нагрузки схемы, так и громкость наушников:
Сам мультивибратор состоит всего из двух транзисторов, двух резисторов и двух поперечных конденсаторов. Третий транзистор, показанный на схеме и иллюстрации, предназначен для управления светодиодом, который будет использоваться в качестве визуального индикатора действия генератора.
Используйте провод датчика, подключённый к базе этого усилителя с общим эмиттером, для определения напряжения в различных частях цепи по отношению к «земле». Учитывая низкую частоту колебаний этой схемы мультивибратора, вы должны увидеть быстрое мигание светодиода, когда провод датчика подключён к клемме коллектора любого транзистора мультивибратора.
Вы можете заметить, что светодиод не мигает, когда его провод касается базы любого транзистора мультивибратора, но аудио детектор сообщает вам, что там есть колебательное напряжение. С чего бы это вдруг? Транзисторный усилитель с общим коллектором светодиода является повторителем напряжения, что означает, что он не усиливает напряжение.
Таким образом, если тестируемое напряжение меньше минимально необходимого для того, чтобы светодиод загорелся, он не будет светиться. Поскольку на переходе база/эмиттер активного транзистора с прямым смещением падает всего около 0,7 В, на базе любого транзистора недостаточно напряжения для питания светодиода.
Однако аудио детектор, будучи необычайно чувствительным, легко обнаруживает этот низковольтный сигнал. Не стесняйтесь заменять резисторы с меньшим значением вместо двух показанных блоков на 100 кОм. Что происходит с частотой колебаний при этом?
Я рекомендую использовать резисторы размером не менее 1 кОм, чтобы предотвратить чрезмерный ток транзистора. Одним из недостатков многих схем генератора является их зависимость от минимального напряжения питания. Слишком малое напряжение, и колебаний в схеме нет.
Эта схема не исключение. Возможно, вы захотите поэкспериментировать с более низкими напряжениями питания и определить минимальное напряжение, необходимое для генерации, а также испытать влияние изменения напряжения питания на частоту колебаний.
Одним из недостатков этой схемы является зависимость от несогласованных компонентов для успешного запуска. Чтобы цепь начала колебаться, один транзистор должен открыться раньше другого.
Обычно для этого достаточно несоответствия в значениях различных компонентов, но схема может «зависнуть» и перестать генерировать при включении питания. В этом случае попробуйте использовать в схеме другие компоненты (те же значения, но в других единицах измерения).
См.также
Внешние ссылки
