Conectarea unui generator de impulsuri. Generator pe NE555 cu control al frecvenței. Model rectangular cu impulsuri cu regulator

Generatoarele de impulsuri sunt utilizate în multe dispozitive de inginerie radio (contoare electronice, relee de timp), sunt folosite la configurarea tehnologiei digitale. Gama de frecvență a unor astfel de generatoare poate fi de la câțiva herți la mulți megaherți. Iată circuite oscilatoare simple, inclusiv cele bazate pe elemente „logice” digitale, care sunt utilizate pe scară largă în circuite mai complexe ca noduri de setare a frecvenței, comutatoare, surse de semnale și sunete exemplare.

Pe fig. 1 prezintă o diagramă a unui oscilator care generează impulsuri dreptunghiulare simple atunci când este apăsat butonul S1 (adică nu este un autogenerator, ale cărui diagrame sunt prezentate mai jos). Un declanșator RS este asamblat pe elementele logice DD1.1 și DD1.2, care împiedică pătrunderea impulsurilor de respingere ale contactelor butonului în dispozitivul de numărare. În poziția contactelor butonului S1 prezentată în diagramă, ieșirea 1 va avea o tensiune de nivel înalt, ieșirea 2 va avea o tensiune de nivel scăzut; atunci când butonul este apăsat - invers. Acest generator este convenabil de utilizat atunci când se verifică performanța diferitelor contoare.

Pe fig. 2 prezintă o diagramă a celui mai simplu generator de impulsuri pe un releu electromagnetic. Când se aplică puterea, condensatorul C1 este încărcat prin rezistorul R1 și releul este activat, oprind alimentarea cu contactele K 1.1. Dar releul nu se eliberează imediat, deoarece de ceva timp curentul va curge prin înfășurarea sa din cauza energiei acumulate de condensatorul C1. Când contactele K 1.1 se închid din nou, condensatorul începe să se încarce din nou - ciclul se repetă.

Frecvența de comutare a releului electromagnetic depinde de parametrii acestuia, precum și de valorile condensatorului C1 și ale rezistenței R1. Când se utilizează releul RES-15 (pașaport RS4.591.004), comutarea are loc aproximativ o dată pe secundă. Un astfel de generator poate fi folosit, de exemplu, pentru a comuta ghirlande pe un pom de Crăciun, pentru a obține alte efecte de iluminare. Dezavantajul său este necesitatea de a folosi un condensator mare.

Pe fig. 3 prezintă o diagramă a unui alt generator pe un releu electromagnetic, al cărui principiu de funcționare este similar cu generatorul anterior, dar oferă o frecvență a impulsului de 1 Hz cu o capacitate a condensatorului de 10 ori mai mică. Când este aplicată puterea, condensatorul C1 este încărcat prin rezistorul R1. După ceva timp, dioda zener VD1 se va deschide și releul K1 va funcționa. Condensatorul va începe să se descarce prin rezistorul R2 și rezistența de intrare a tranzistorului compozit VT1VT2. În curând releul se va elibera și va începe un nou ciclu de generator. Includerea tranzistoarelor VT1 și VT2 conform circuitului unui tranzistor compozit crește impedanța de intrare a cascadei. Releul K 1 poate fi același ca la dispozitivul anterior. Dar puteți folosi RES-9 (pașaport RS4.524.201) sau orice alt releu care funcționează la o tensiune de 15 ... 17 V și un curent de 20 ... 50 mA.

În generatorul de impulsuri, al cărui circuit este prezentat în fig. 4, sunt utilizate elementele logice ale microcircuitului DD1 și tranzistorul cu efect de câmp VT1. La modificarea valorilor condensatorului C1 și ale rezistențelor R2 și R3, sunt generate impulsuri cu o frecvență de la 0,1 Hz la 1 MHz. O gamă atât de largă a fost obținută prin utilizarea unui tranzistor cu efect de câmp, care a făcut posibilă utilizarea rezistențelor R2 și R3 cu o rezistență de câțiva megaohmi. Folosind aceste rezistențe, puteți modifica ciclul de funcționare al impulsurilor: rezistența R2 setează durata tensiunii de nivel înalt la ieșirea generatorului, iar rezistența R3 stabilește durata tensiunii de nivel scăzut. Capacitatea maximă a condensatorului C1 depinde de propriul curent de scurgere. În acest caz, este de 1 ... 2 uF. Rezistența rezistențelor R2, R3 - 10 ... 15 MΩ. Tranzistorul VT1 poate fi oricare din seriile KP302, KP303. Microcircuitul este K155LA3, alimentarea sa este o tensiune stabilizată de 5V. Puteți utiliza microcircuite CMOS din seria K561, K564, K176, a căror sursă de alimentare se află în intervalul 3 ... 12 V, pinout-ul acestor microcircuite este diferit și este afișat la sfârșitul articolului.

Dacă aveți un cip CMOS (seria K176, K561), puteți asambla un generator de impulsuri cu gamă largă fără a utiliza un tranzistor cu efect de câmp. Schema este prezentată în fig. 5. Pentru confortul setării frecvenței, capacitatea condensatorului circuitului de temporizare este modificată de comutatorul S1. Gama de frecvență generată de generator este 1...10.000 Hz. Microcircuit - K561LN2.

Dacă aveți nevoie de o stabilitate ridicată a frecvenței generate, atunci un astfel de generator poate fi făcut „cuart” - porniți rezonatorul de cuarț la frecvența dorită. Mai jos este un exemplu de oscilator cu cristal de 4,3 MHz:

Pe fig. 6 prezintă o diagramă a unui generator de impulsuri cu un ciclu de lucru reglabil.

Ciclu de funcționare - raportul dintre perioada de repetare a impulsului (T) și durata lor (t):

Ciclul de lucru al impulsurilor de nivel înalt la ieșirea elementului logic DD1.3, rezistența R1 poate varia de la 1 la câteva mii. În acest caz, frecvența pulsului se modifică ușor. Tranzistorul VT1, care funcționează în modul cheie, amplifică impulsurile de putere.

Generatorul, al cărui circuit este prezentat în figura de mai jos, generează atât impulsuri dreptunghiulare, cât și impulsuri dinți de ferăstrău. Oscilatorul principal este realizat pe elementele logice DD 1.1-DD1.3. Un circuit de diferențiere este asamblat pe condensatorul C2 și rezistența R2, datorită cărora se formează impulsuri pozitive scurte (de aproximativ 1 μs lungime) la ieșirea elementului logic DD1.5. Un stabilizator de curent reglabil este realizat pe tranzistorul cu efect de câmp VT2 și un rezistor variabil R4. Acest curent încarcă condensatorul C3, iar tensiunea pe ea crește liniar. În momentul în care un impuls scurt pozitiv ajunge la baza tranzistorului VT1, tranzistorul VT1 se deschide, descarcând condensatorul C3. Se formează astfel o tensiune dinți de ferăstrău pe plăcile sale. Rezistorul R4 reglează curentul de încărcare al condensatorului și, în consecință, abruptul creșterii tensiunii din dinte de ferăstrău și amplitudinea acesteia. Condensatorii C1 și C3 sunt selectați în funcție de frecvența impulsului necesară. Microcircuit - K561LN2.

Microcircuitele digitale din generatoare sunt interschimbabile în majoritatea cazurilor și pot fi utilizate în același circuit ca și microcircuitele cu elemente NAND și NOR, sau pur și simplu invertoare. O variantă a unor astfel de înlocuiri este prezentată în exemplul din Figura 5, unde a fost utilizat un microcircuit cu invertoare K561LN2. Exact același circuit cu păstrarea tuturor parametrilor poate fi asamblat atât pe K561LA7, cât și pe K561LE5 (sau seriile K176, K564, K164), așa cum se arată mai jos. Este necesar doar să se observe pinout-ul microcircuitelor, care în multe cazuri chiar coincide.

Un simplu generator de impulsuri pe un LED care clipește, în unele cazuri, vă permite să asamblați un dispozitiv compact pentru încorporarea și controlul LED-urilor puternice sau surselor de sunet.

Generator de puls

Atenția dumneavoastră este invitată la cel mai simplu circuit electronic cu un oscilator principal pe un LED intermitent. În primul rând, o mică teorie despre LED-ul care clipește. Un LED care clipește este o simbioză între un circuit integrat și LED-ul în sine. Din punct de vedere al funcționalității, microcircuitul înlocuiește un temporizator cu condensatori electrolitici de mare capacitate și este un generator de înaltă frecvență și un divizor pe elemente logice la ieșirea cărora frecvența scade în funcție de tipul de LED intermitent de la unități la fracții de Hertz. .

Cum să faci un generator de impulsuri cu propriile mâini

Schema este prezentată în figură și este cât se poate de simplă. Tensiunea de alimentare este de 3 volți de la două baterii AA, dar circuitul va funcționa și de la o celulă cu litiu. Este posibil chiar să fie alimentat de o baterie solară, soluții similare au fost deja folosite în construcție și lumini de grădină. Sarcina LED-ului va fi un rezistor cu o valoare nominală de 1-3 kOhm, dacă valoarea rezistorului se modifică într-o gamă largă, puteți modifica ușor frecvența de clipire. Când apare un fulger, apare un impuls de curent, care poate fi amplificat, tranzistorul n-p-n joacă rolul unei chei. O sarcină sub formă de LED-uri puternice, un releu, un motor sau o sursă de sunet poate fi conectată la colectorul de tranzistori. Absența condensatoarelor electrolitice în întrerupător a făcut posibilă asamblarea unui circuit compact pe o placă mică cu propriile mâini și transformarea acestuia într-o jucărie robot. Celula rotundă de litiu se potrivește doar într-unul dintre capace. Când testați LED-ul de la baterii, asigurați-vă că includeți un rezistor de limitare a curentului în circuit. Pinout-ul pentru pornirea LED-ului este prezentat în fotografie. Urmărește videoclipul circuitului.

Circuitul generatorului Placa generatorului de impulsuri

Cipul de cronometru integrat 555 a fost dezvoltat acum 44 de ani în 1971 și este încă popular și astăzi. Poate că niciun microcircuit nu a servit oamenii atât de mult timp. Ce nu au adunat pe el, chiar spun că numărul 555 este numărul de opțiuni pentru aplicarea lui :) Una dintre aplicațiile clasice ale temporizatorului 555 este un generator de unde pătrate reglabil.
Această recenzie va descrie generatorul, aplicația specifică va fi data viitoare.

Placa a fost trimisă sigilată într-o pungă antistatică, dar microcircuitul este foarte stejar și nu este atât de ușor să-l omorâți cu statică.

Calitatea montării este normală, fluxul nu este spălat

Circuitul generatorului este standard pentru obținerea unui ciclu de lucru de impulsuri ≤2

LED-ul roșu este conectat la ieșirea generatorului și la o frecvență joasă de ieșire clipește.
Conform tradiției chineze, producătorul a uitat să pună o rezistență de limitare în serie cu trimmer-ul superior. Conform specificației, trebuie să fie de cel puțin 1 kOhm pentru a nu supraîncărca cheia internă a microcircuitului, cu toate acestea, în realitate, circuitul funcționează și cu rezistență mai mică - până la 200 Ohm, la care generarea este întreruptă. Este dificil să adăugați un rezistor de limitare pe placă din cauza aspectului plăcii de circuit imprimat.
Gama de frecvență de operare este selectată de jumper-ul instalat într-una din cele patru poziții
Vânzătorul a indicat greșit frecvențele.

Frecvențele generatorului cu adevărat măsurate cu o tensiune de alimentare de 12V
1 - de la 0,5 Hz la 50 Hz
2 - de la 35 Hz la 3,5 kHz
3 - de la 650Hz la 65kHz
4 - de la 50 kHz la 600 kHz

Rezistorul inferior (conform schemei) stabilește durata pauzei pulsului, rezistorul superior stabilește perioada de repetare a impulsului.
Tensiune de alimentare 4,5-16V, sarcină maximă de ieșire - 200mA

Stabilitatea impulsurilor de ieșire pe intervalele 2 și 3 este scăzută datorită utilizării condensatoarelor din ceramică feroelectrică de tip Y5V - frecvența se strecoară nu numai atunci când se schimbă temperatura, ci chiar și atunci când se schimbă tensiunea de alimentare (și la ori). Nu am desenat grafică, crede-mă doar pe cuvânt.
Pe alte intervale, stabilitatea pulsului este acceptabilă.

Asta dă pe 1 interval
La rezistența maximă a trimmerelor

În modul meandre (sus 300 ohmi, mai jos la maxim)

În modul de frecvență maximă (sus 300 ohmi, mai mic până la minim)

În modul ciclu de lucru minim (trimmer superior la maxim, trimmer inferior la minim)

Pentru producătorii chinezi: adăugați un rezistor de terminare de 300-390 ohmi, înlocuiți condensatorul ceramic de 6,8 uF cu un condensator electrolitic de 2,2 uF/50 V și înlocuiți condensatorul de 0,1 uF Y5V cu un condensator de 47 nF X5R (X7R) de mai bună calitate.
Iată schema finalizată

Nu am refăcut eu singur generatorul, pentru că. Aceste deficiențe nu sunt critice pentru aplicația mea.

Concluzie: utilitatea dispozitivului se descoperă atunci când oricare dintre produsele tale de casă necesită să-i aplici impulsuri :)
Va urma…

Intenționez să cumpăr +32 Adauga la favorite Mi-a placut recenzia +28 +58

Generatorul este un sistem auto-oscilant care generează impulsuri de curent electric, în care tranzistorul joacă rolul unui element de comutare. Inițial, încă de la invenție, tranzistorul a fost poziționat ca element de amplificare. Prezentarea primului tranzistor a avut loc în 1947. Prezentarea tranzistorului cu efect de câmp a avut loc puțin mai târziu - în 1953. În generatoarele de impulsuri, acesta joacă rolul unui comutator și numai în generatoarele de curent alternativ își realizează proprietățile de amplificare, participând simultan la crearea de pozitive. feedback pentru a sprijini procesul oscilator.

O ilustrare vizuală a diviziunii intervalului de frecvență

Clasificare

Generatoarele de tranzistori au mai multe clasificări:

prin intervalul de frecvență al semnalului de ieșire;
după tipul semnalului de ieșire;
conform principiului acţiunii.

Gama de frecvență este o valoare subiectivă, dar pentru standardizare este acceptată următoarea împărțire a intervalului de frecvență:

30 Hz până la 300 kHz - frecvență joasă (LF);
de la 300 kHz la 3 MHz - frecvență medie (MF);
3 MHz până la 300 MHz - frecvență înaltă (HF);
peste 300 MHz - frecvență ultra înaltă (SHF).

Aceasta este împărțirea intervalului de frecvență în domeniul undelor radio. Există o gamă de frecvență audio (AF) - de la 16 Hz la 22 kHz. Astfel, dorind să sublinieze gama de frecvență a generatorului, acesta se numește, de exemplu, un generator de înaltă sau de joasă frecvență. Frecvențele gamei de sunet, la rândul lor, sunt de asemenea împărțite în HF, MF și LF.

În funcție de tipul de semnal de ieșire, generatoarele pot fi:

sinusoidal - pentru generarea de semnale sinusoidale;
funcțional - pentru auto-oscilația semnalelor de o formă specială. Un caz special este un generator de impulsuri dreptunghiulare;
generatoare de zgomot - generatoare cu un spectru larg de frecvență, în care, într-un interval de frecvență dat, spectrul semnalului este uniform din partea inferioară spre cea superioară a răspunsului în frecvență.

Conform principiului de funcționare a generatoarelor:

generatoare RC;
generatoare LC;
Generatoare de blocare - modelator de impuls scurt.

Datorită limitărilor fundamentale, oscilatoarele RC sunt utilizate de obicei în intervalele joase și audio, iar oscilatorii LC în domeniul de frecvență HF.

Circuitul generatorului

Generatoare de undă sinusoidală RC și LC

Generatorul de pe un tranzistor este cel mai simplu implementat într-un circuit capacitiv în trei puncte - generatorul Kolpitz (Fig. de mai jos).

Circuit oscilator tranzistor (generator Colpitz)

În circuitul Kolpitz, elementele (C1), (C2), (L) sunt setate de frecvență. Elementele rămase sunt o conductă standard de tranzistor pentru a asigura funcționarea necesară în curent continuu. Același circuit simplu are un generator asamblat conform circuitului inductiv în trei puncte - generatorul Hartley (Fig. de mai jos).

Diagrama unui generator în trei puncte cu cuplaj inductiv (generator Hartley)

În acest circuit, frecvența oscilatorului este determinată de un circuit paralel, care include elementele (C), (La), (Lb). Condensatorul (C) este necesar pentru a forma un feedback pozitiv asupra curentului alternativ.

Implementarea practică a unui astfel de generator este mai dificilă, deoarece necesită un inductor cu robinet.

Ambele generatoare de auto-oscilație sunt utilizate în principal în gamele MF și HF ca generatoare de frecvență purtătoare, în circuitele oscilatoare locale cu setare a frecvenței și așa mai departe. Regeneratoarele radio se bazează și pe oscilatoare. Această aplicație necesită stabilitate de înaltă frecvență, astfel încât circuitul este aproape întotdeauna completat cu un rezonator cu oscilație cu cuarț.

Generatorul de curent principal bazat pe un rezonator de cuarț are auto-oscilații cu o precizie foarte mare în setarea valorii frecvenței generatorului RF. Miliardele de procente sunt departe de limită. Regeneratoarele radio folosesc doar stabilizarea frecvenței cu cuarț.

Funcționarea generatoarelor în regiunea curentului de joasă frecvență și a frecvenței audio este asociată cu dificultăți în realizarea unor valori ridicate ale inductanței. Pentru a fi mai precis, în dimensiunile inductorului necesar.

Circuitul oscilator Pierce este o modificare a circuitului Kolpitz, implementată fără utilizarea inductanței (Fig. de mai jos).

Perforați circuitul generatorului fără utilizarea inductanței

În circuitul lui Pierce, inductanța este înlocuită cu un rezonator de cuarț, care a făcut posibilă scăparea de inductorul laborios și voluminos și, în același timp, a limitat domeniul de oscilație superior.

Condensatorul (C3) nu transmite componenta DC a polarizării de bază a tranzistorului către rezonatorul de cuarț. Un astfel de generator poate genera oscilații de până la 25 MHz, inclusiv frecvența audio.

Funcționarea tuturor generatoarelor de mai sus se bazează pe proprietățile rezonante ale unui sistem oscilator compus din capacitate și inductanță. În consecință, frecvența de oscilație este determinată de valorile acestor elemente.

Generatoarele de curent RC utilizează principiul defazării într-un circuit RC. Cel mai frecvent utilizat circuit cu un lanț de defazare (Fig. de mai jos).

Schema unui oscilator RC cu un lanț cu defazare

Elementele (R1), (R2), (C1), (C2), (C3) efectuează o schimbare de fază pentru a obține feedback-ul pozitiv necesar pentru apariția auto-oscilațiilor. Generarea are loc la frecvențe pentru care schimbarea de fază este optimă (180 de grade). Circuitul de defazare introduce o atenuare puternică a semnalului, prin urmare, un astfel de circuit are cerințe crescute pentru câștigul tranzistorului. Circuitul podului Wien este mai puțin solicitant cu privire la parametrii tranzistorului (Fig. de mai jos).

Diagrama unui generator RC cu un pod Wien

Podul dublu T Wien constă din elemente (C1), (C2), (R3) și (R1), (R2), (C3) și este un filtru notch cu bandă îngustă reglat la frecvența de generare. Pentru toate celelalte frecvențe, tranzistorul este acoperit de o conexiune negativă profundă.

Generatoare de curent functionale

Generatoarele de funcții sunt proiectate pentru a genera o secvență de impulsuri de o anumită formă (o formă descrie o anumită funcție - de unde și numele). Cele mai comune generatoare sunt dreptunghiulare (dacă raportul dintre durata impulsului și perioada de oscilație este ½, atunci o astfel de secvență se numește „meadru”), impulsuri triunghiulare și dinți de ferăstrău. Cel mai simplu generator de impulsuri dreptunghiulare - un multivibrator, este servit ca primul circuit pentru amatorii de radio începători care trebuie să îl asambla cu propriile mâini (Fig. de mai jos).

Schema unui multivibrator - un generator de impulsuri dreptunghiulare

O caracteristică a multivibratorului este că aproape orice tranzistor poate fi utilizat în el. Durata impulsurilor și pauzelor dintre ele este determinată de valorile condensatoarelor și rezistențelor din circuitele de bază ale tranzistoarelor (Rb1), Cb1) și (Rb2), (Cb2).

Frecvența auto-oscilației curente poate varia de la unități de herți la zeci de kiloherți. Este imposibil să implementați auto-oscilații HF pe un multivibrator.

Generatoarele de impulsuri triunghiulare (dinți de ferăstrău) sunt de obicei construite pe baza generatoarelor de impulsuri dreptunghiulare (oscilator principal) prin adăugarea unui lanț corector (Fig. de mai jos).

Circuit generator de impulsuri triunghiulare

Forma impulsurilor, apropiată de triunghiulară, este determinată de tensiunea de încărcare-descărcare de pe plăcile condensatorului C.

Generator de blocare

Scopul blocării generatoarelor este de a genera impulsuri de curent puternice cu fronturi abrupte și ciclu de lucru redus. Durata pauzelor dintre impulsuri este mult mai mare decât durata impulsurilor în sine. Oscilatorii de blocare sunt utilizați în modele de impulsuri, comparatoare, dar principalul domeniu de aplicare este oscilatorul principal cu scanare linie în dispozitivele de afișare a informațiilor bazate pe tuburi catodice. Generatoarele de blocare sunt folosite cu succes și în dispozitivele de conversie a puterii.

Generatoare FET

O caracteristică a tranzistoarelor cu efect de câmp este o rezistență de intrare foarte mare, a cărei ordine este proporțională cu rezistența tuburilor electronice. Soluțiile de circuit enumerate mai sus sunt universale, sunt pur și simplu adaptate la utilizarea diferitelor tipuri de elemente active. Colpitz, Hartley și alte generatoare realizate pe un tranzistor cu efect de câmp diferă doar în evaluările elementelor.

Circuitele de setare a frecvenței au aceleași rapoarte. Pentru a genera oscilații de înaltă frecvență, este oarecum de preferat un generator simplu realizat pe un tranzistor cu efect de câmp conform unui circuit inductiv în trei puncte. Faptul este că tranzistorul cu efect de câmp, având o rezistență mare de intrare, practic nu are un efect de manevră asupra inductanței și, prin urmare, generatorul de înaltă frecvență va funcționa mai stabil.

Generatoare de zgomot

O caracteristică a generatoarelor de zgomot este uniformitatea răspunsului în frecvență într-un anumit interval, adică amplitudinea oscilațiilor tuturor frecvențelor dintr-un interval dat este aceeași. Generatoarele de zgomot sunt utilizate în echipamentele de măsurare pentru a evalua caracteristicile de frecvență ale traseului testat. Generatoarele de zgomot în bandă audio sunt adesea completate cu un egalizator de răspuns în frecvență pentru a se adapta la zgomotul subiectiv la auzul uman. Un astfel de zgomot se numește „gri”.

Video

Până acum, există mai multe domenii în care utilizarea tranzistoarelor este dificilă. Acestea sunt generatoare puternice de rază de microunde în radar și unde este necesar să primească impulsuri deosebit de puternice de înaltă frecvență. Până acum, tranzistoarele puternice cu microunde nu au fost dezvoltate. În toate celelalte domenii, marea majoritate a generatoarelor sunt realizate exclusiv pe tranzistoare. Există mai multe motive pentru aceasta. În primul rând, dimensiunile. În al doilea rând, consumul de energie. În al treilea rând, fiabilitatea. În plus, tranzistorii, datorită particularităților structurii lor, sunt foarte ușor de miniaturizat.

Radioamatorii trebuie să primească diverse semnale radio. Acest lucru necesită prezența unui generator LF și HF. Adesea, acest tip de dispozitiv este numit generator de tranzistori pentru caracteristica sa de proiectare.

Informații suplimentare. Un generator de curent este un dispozitiv auto-oscilant conceput și utilizat pentru apariția energiei electrice într-o rețea sau pentru transformarea unui tip de energie în altul cu o eficiență dată.

Dispozitive cu tranzistori auto-oscilante

Generatorul de tranzistori este împărțit în mai multe tipuri:

prin intervalul de frecvență al semnalului de ieșire;
în funcție de tipul semnalului emis;
conform algoritmului de acţiune.

Gama de frecvență este de obicei împărțită în următoarele grupuri:

30 Hz-300 kHz - gama joasă, indicată prin LF;
300 kHz-3 MHz - interval mediu, notat mediu;
3-300 MHz - interval înalt, notat cu HF;
mai mult de 300 MHz - interval ultra-înalt, indicat de cuptorul cu microunde.

Așa sunt împărțite benzile de radio amatori. Pentru frecvențele audio se folosește o gamă de 16 Hz-22 kHz și, de asemenea, este împărțit în grupuri joase, medii și înalte. Aceste frecvențe sunt prezente în orice receptor de sunet de uz casnic.

Următoarea împărțire se bazează pe tipul de semnal emis:

sinusoidal - un semnal este scos de-a lungul unei sinusoide;
funcțional - la ieșire, semnalele au o formă special specificată, de exemplu, dreptunghiulară sau triunghiulară;
generator de zgomot - se observă o gamă uniformă de frecvență la ieșire; intervalele pot fi diferite, în funcție de nevoile consumatorului.

Amplificatoarele cu tranzistori diferă în ceea ce privește algoritmul de acțiune:

RC - zona principală de aplicare - gama joasă și frecvențele audio;
LC - principala zonă de aplicare - frecvențe înalte;
Generator de blocare - folosit pentru a produce semnale de impuls cu un ciclu de lucru mare.

Imagine pe schemele electrice

Pentru început, luați în considerare obținerea unui semnal de tip sinusoidal. Cel mai faimos oscilator tranzistor de acest tip este oscilatorul Kolpitz. Acesta este un oscilator principal cu o inductanță și doi condensatori conectați în serie. Cu acesta, sunt generate frecvențele necesare. Elementele rămase asigură modul de funcționare necesar al tranzistorului la curent continuu.

Informații suplimentare. Edwin Henry Colpitz era șeful inovației la Western Electric la începutul secolului trecut. A fost un pionier în dezvoltarea amplificatoarelor de semnal. A fost primul care a produs un radiotelefon care vă permite să vorbiți peste Atlantic.

Oscilatorul principal Hartley este, de asemenea, cunoscut pe scară largă. El, ca și circuitul Kolpitz, este destul de simplu de asamblat, totuși, este necesară o inductanță cu robinet. În circuitul Hartley, un condensator și două inductoare conectate în serie produc generare. De asemenea, în circuit există o capacitate suplimentară pentru feedback pozitiv.

Scopul principal al dispozitivelor de mai sus este frecvențele medii și înalte. Ele sunt folosite pentru a obține frecvențe purtătoare, precum și pentru a genera oscilații electrice de mică putere. Receptoarele radio de acasă folosesc și oscilatoare.

Toate aceste domenii de aplicare nu tolerează recepția instabilă. Pentru a face acest lucru, un alt element este introdus în circuit - un rezonator cu auto-oscilație de cuarț. În acest caz, precizia generatorului de înaltă frecvență devine practic o referință. Ajunge la milioane de procente. În dispozitivele de recepție ale receptoarelor radio, numai cuarțul este utilizat pentru a stabiliza recepția.

În ceea ce privește generatoarele de joasă frecvență și sunet, aici există o problemă foarte serioasă. Pentru a crește precizia de reglare, este necesară o creștere a inductanței. Dar o creștere a inductanței duce la o creștere a dimensiunii bobinei, care afectează foarte mult dimensiunile receptorului. Prin urmare, a fost dezvoltat un circuit alternativ al generatorului Colpitz - generatorul de joasă frecvență Pierce. Nu există inductanță în el, iar în locul său este folosit un rezonator cu auto-oscilație de cuarț. În plus, rezonatorul de cuarț vă permite să tăiați limita superioară a oscilațiilor.

Într-un astfel de circuit, capacitatea nu permite ca componenta constantă a polarizării bazei tranzistorului să ajungă la rezonator. Semnale de până la 20-25 MHz, inclusiv sunetul, pot fi formate aici.

Performanța tuturor dispozitivelor considerate depinde de proprietățile rezonante ale unui sistem format din capacități și inductanțe. Rezultă că frecvența va fi determinată de caracteristicile din fabrică ale condensatoarelor și bobinelor.

Important! Un tranzistor este un element format dintr-un semiconductor. Are trei ieșiri și este capabil să controleze un curent mare de ieșire de la un semnal mic de intrare. Puterea elementelor este diferită. Folosit pentru amplificarea și comutarea semnalelor electrice.

Informații suplimentare. Prezentarea primului tranzistor a avut loc în 1947. Derivatul său, un tranzistor cu efect de câmp, a apărut în 1953. În 1956 Premiul Nobel pentru fizică a fost acordat pentru inventarea tranzistorului bipolar. Până în anii 80 ai secolului trecut, tuburile cu vid au fost complet înlocuite de electronicele radio.

Functie generator de tranzistori

Generatoarele de funcții bazate pe tranzistoare cu auto-oscilație au fost inventate pentru producerea de semnale de impulsuri repetate metodic de o formă dată. Forma lor este dată de o funcție (în urma acesteia a apărut numele întregului grup de generatoare similare).

Există trei tipuri principale de impulsuri:

dreptunghiular;
triunghiular;
dinți de ferăstrău.

Un multivibrator este adesea citat ca exemplu de cel mai simplu producător de semnale dreptunghiulare de frecvență joasă. Are cea mai simplă schemă de asamblare cu propriile mâini. Adesea, inginerii radio-electronici încep cu implementarea acestuia. Caracteristica principală este absența cerințelor stricte pentru evaluările și forma tranzistoarelor. Acest lucru se datorează faptului că ciclul de lucru în multivibrator este determinat de capacitățile și rezistențele din circuitul electric al tranzistorilor. Frecvența multivibratorului este în intervalul de la 1 Hz la câteva zeci de kHz. Este imposibil de organizat aici oscilații de înaltă frecvență.

Semnalele dinți de ferăstrău și triunghiulare sunt obținute prin adăugarea unui lanț suplimentar la un circuit tipic cu impulsuri dreptunghiulare la ieșire. În funcție de caracteristicile acestui lanț suplimentar, impulsurile dreptunghiulare sunt convertite în triunghiulare sau dinți de ferăstrău.

Generator de blocare

La baza sa, este un amplificator asamblat pe baza de tranzistori dispusi intr-o cascada. Domeniul de aplicare este îngust - o sursă de semnale de impuls impresionante, dar trecătoare în timp (durată de la miimi la câteva zeci de microsecunde) cu un feedback pozitiv inductiv mare. Ciclul de funcționare este mai mare de 10 și poate ajunge la câteva zeci de mii în termeni relativi. Există o claritate serioasă a fronturilor, care practic nu diferă ca formă de dreptunghiuri regulate geometric. Sunt utilizate pe ecranele dispozitivelor cu raze catodice (kinescop, osciloscop).

Generatoare de impulsuri FET

Principala diferență dintre tranzistoarele cu efect de câmp este că rezistența de intrare este proporțională cu rezistența tuburilor electronice. Circuitele Colpitz și Hartley pot fi asamblate și pe tranzistoare cu efect de câmp, trebuie selectate numai bobine și condensatoare cu caracteristicile tehnice adecvate. În caz contrar, generatoarele de tranzistori cu efect de câmp nu vor funcționa.

Circuitele care stabilesc frecvența respectă aceleași legi. Pentru producerea de impulsuri de înaltă frecvență, un dispozitiv convențional asamblat folosind tranzistori cu efect de câmp este mai potrivit. FET-ul nu deturnează inductanța în circuite, astfel încât generatoarele de semnal RF funcționează mai stabil.

Regeneratoare

Circuitul LC al generatorului poate fi înlocuit prin adăugarea unui rezistor activ și negativ. Aceasta este o modalitate regenerativă de a obține un amplificator. Acest circuit are feedback pozitiv. Din acest motiv, pierderile din circuitul oscilator sunt compensate. Conturul descris se numește regenerat.

Generator de zgomot

Principala diferență este caracteristica uniformă a frecvențelor joase și înalte în domeniul necesar. Aceasta înseamnă că răspunsul de amplitudine al tuturor frecvențelor din acest interval nu va diferi. Ele sunt utilizate în principal în echipamentele de măsurare și în industria militară (în special știința avioanelor și a rachetelor). În plus, așa-numitul zgomot „gri” este folosit pentru a percepe sunetul de către urechea umană.

Un simplu generator de sunet DIY

Luați în considerare cel mai simplu exemplu - urlator. Sunt necesare doar patru elemente: un condensator de film, 2 tranzistoare bipolare și un rezistor de reglare. Sarcina va fi un emițător electromagnetic. O baterie simplă de 9V este suficientă pentru a alimenta dispozitivul. Funcționarea circuitului este simplă: rezistorul stabilește polarizarea la baza tranzistorului. Feedback-ul are loc prin condensator. Rezistorul de reglare modifică frecvența. Sarcina trebuie să fie de mare rezistență.

Cu toată varietatea de tipuri, dimensiuni și forme de execuție a elementelor considerate ale tranzistoarelor puternice pentru frecvențe de microunde, nu a fost încă inventat. Prin urmare, generatoarele bazate pe tranzistoare cu auto-oscilație sunt utilizate în principal pentru gamele de frecvență joasă și înaltă.