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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Diseños de I. Bakomchev. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Radioaficionado principiante Amplificador AF de una sola etapa (Fig. 1)
Este es el diseño más simple que le permite demostrar las capacidades de amplificación de un transistor. Es cierto que la ganancia de voltaje es pequeña: no supera los 6, por lo que el alcance de dicho dispositivo es limitado. Sin embargo, se puede conectar, por ejemplo, a un receptor de radio detector (debe estar cargado con una resistencia de 10 kΩ) y, utilizando los auriculares BF1, escuchar la transmisión de una estación de radio local. La señal amplificada se alimenta a los enchufes de entrada X1, X2 y la tensión de alimentación (como en todos los otros diseños de este autor, es de 6 V, cuatro celdas galvánicas con un voltaje de 1,5 V conectadas en serie) se alimenta a los enchufes X3, X4. El divisor R1 R2 establece el voltaje de polarización en la base del transistor, y la resistencia R3 proporciona retroalimentación de corriente, lo que contribuye a la estabilización de la temperatura del amplificador. ¿Cómo se lleva a cabo la estabilización? Suponga que bajo la influencia de la temperatura, la corriente del colector del transistor ha aumentado. En consecuencia, aumentará la caída de voltaje a través de la resistencia R3. Como resultado, la corriente del emisor disminuirá y, por lo tanto, la corriente del colector, alcanzará su valor original. La carga de la etapa amplificadora es un auricular con una resistencia de 60 ... 100 ohmios. No es difícil verificar el funcionamiento del amplificador, debe tocar el conector de entrada X1, por ejemplo, con pinzas; se debe escuchar un ligero zumbido en el teléfono como resultado de la interferencia de CA. La corriente de colector del transistor es de unos 3 mA. Amplificador AF de dos etapas en transistores de diferentes estructuras (Fig. 2)
Está diseñado con conexión directa entre las etapas y retroalimentación de CC negativa profunda, lo que hace que su modo sea independiente de la temperatura ambiente. La base de la estabilización de temperatura es la resistencia R4, que "funciona" de manera similar a la resistencia R3 en el diseño anterior. El amplificador es más "sensible" en comparación con uno de una sola etapa: la ganancia de voltaje alcanza 20. Se puede aplicar un voltaje alterno con una amplitud de no más de 30 mV a las tomas de entrada; de lo contrario, se producirá una distorsión que se escuchará en el auricular. Verifican el amplificador tocando el conector de entrada X1 con pinzas (o solo con un dedo); se escuchará un sonido fuerte en el teléfono. El amplificador consume una corriente de unos 8 mA. Este diseño se puede utilizar para amplificar señales débiles, como las de un micrófono. Y por supuesto, amplificará significativamente la señal AF tomada de la carga del receptor del detector. Amplificador AF de dos etapas en transistores de la misma estructura (Fig. 3)
Aquí también se utiliza una conexión directa entre las cascadas, pero la estabilización del modo operativo es algo diferente de los diseños anteriores. Suponga que la corriente de colector del transistor VT1 ha disminuido. La caída de tensión en este transistor aumentará, lo que aumentará la tensión en la resistencia R3 incluida en el circuito emisor del transistor VT2. Debido a la conexión de los transistores a través de la resistencia R2, la corriente de base del transistor de entrada aumentará, lo que conducirá a un aumento en su corriente de colector. Como resultado, se compensará el cambio inicial en la corriente del colector de este transistor. La sensibilidad del amplificador es muy alta: la ganancia llega a 100. La ganancia depende en gran medida de la capacitancia del condensador C2; si lo apaga, la ganancia disminuirá. El voltaje de entrada no debe ser superior a 2 mV. El amplificador funciona bien con un receptor detector, un micrófono electret y otras fuentes de señal débil. La corriente consumida por el amplificador es de unos 2 mA. Amplificador de potencia push-pull AF (Fig. 4)
Está hecho de transistores de diferentes estructuras y tiene una ganancia de voltaje de aproximadamente 10. El voltaje de entrada más alto puede ser de 0,1 V. El amplificador es de dos etapas: el primero se ensambla en un transistor VT1, el segundo, en VT2 y VT3 de diferentes estructuras. La primera etapa amplifica la señal de voltaje AF y ambas medias ondas son iguales. El segundo amplifica la señal actual, pero la cascada en el transistor VT2 "funciona" con semiondas positivas, y en el transistor VT3, con negativas. El modo CC se elige de forma que la tensión en el punto de unión de los emisores de los transistores de la segunda etapa sea aproximadamente la mitad de la tensión de la fuente de alimentación. Esto se logra al incluir una resistencia de retroalimentación R2. La corriente de colector del transistor de entrada, que fluye a través del diodo VD1, provoca una caída de voltaje en él, que es el voltaje de polarización en las bases de los transistores de salida (en relación con sus emisores), lo que reduce la distorsión de la señal amplificada. La carga (varios auriculares conectados en paralelo o un cabezal dinámico) se conecta al amplificador a través de un condensador de óxido C2. Si el amplificador funcionará en un cabezal dinámico (con una resistencia de 8 ... 10 ohmios), la capacitancia de este capacitor debe ser al menos el doble. Preste atención a la conexión de la carga de la primera etapa: la resistencia R4. Su salida superior según el diagrama no está conectada al plus de potencia, como suele hacerse, sino a la salida de carga inferior. Este es el llamado circuito de refuerzo de voltaje, en el que se suministra un pequeño voltaje de retroalimentación positiva al circuito base de los transistores de salida, lo que iguala las condiciones de operación de los transistores. Indicador de voltaje de dos niveles (Fig. 5)
Tal dispositivo puede usarse, por ejemplo, para indicar el "agotamiento" de la batería o para indicar el nivel de la señal reproducida en una grabadora doméstica. El diseño del indicador le permitirá demostrar el principio de su funcionamiento. En la posición inferior del motor de resistencia variable R1 según el diagrama, ambos transistores están cerrados, los LED HL1, HL2 están apagados. Cuando mueve el control deslizante de resistencia hacia arriba, el voltaje a través de él aumenta. Cuando alcance el voltaje de apertura del transistor VT1, el LED HL1 parpadeará. Si continúa moviendo el motor, llegará un momento en que, siguiendo al diodo VD1, se abre el transistor VT2. El LED HL2 también parpadeará. En otras palabras, un voltaje bajo en la entrada del indicador hace que solo brille el LED HL1, y uno más grande hace que brillen ambos LED. Al reducir suavemente el voltaje de entrada con una resistencia variable, notamos que el LED HL2 se apaga primero y luego HL1. El brillo de los LED depende de las resistencias limitadoras R3 y R6: a medida que aumentan sus resistencias, el brillo disminuye. Para conectar el indicador a un dispositivo real, debe desconectar la terminal superior de la resistencia variable del cable positivo de la fuente de alimentación y aplicar un voltaje controlado a las terminales extremas de esta resistencia. Al mover su motor, se selecciona el umbral de la "operación" del indicador. Cuando se monitorea solo el voltaje de la fuente de alimentación, se permite instalar un LED verde (AL2G) en lugar de HL307. Indicador de voltaje de tres niveles (Fig. 6)
Emite señales luminosas según el principio menos que la norma - la norma - más que la norma. Para ello, el indicador utiliza dos LED rojos y un LED verde. A un cierto voltaje en el motor de la resistencia variable R1 ("el voltaje es normal"), ambos transistores están cerrados y solo "funciona" el LED verde HL3. Mover el control deslizante de resistencia hacia arriba en el circuito conduce a un aumento en el voltaje ("más de lo normal") en él. El transistor VT1 se abre. El LED HL3 se apaga y HL1 se enciende. Si el motor se mueve hacia abajo y, por lo tanto, se reduce el voltaje ("menos de lo normal"), el transistor VT1 se cerrará y VT2 se abrirá. Se observará el siguiente cuadro: primero se apagará el LED HL1, luego se encenderá y luego se apagará HL3, y finalmente HL2 parpadeará. Debido a la baja sensibilidad del indicador, se obtiene una transición suave desde la extinción de un LED hasta el encendido de otro: aún no se ha apagado por completo, por ejemplo, HL1, pero HL3 ya está encendido. Gatillo Schmitt (Fig. 7)
Como sabe, este dispositivo generalmente se usa para convertir un voltaje que cambia lentamente en una señal de onda cuadrada. Cuando el motor de la resistencia variable R1 está en la posición inferior según el diagrama, el transistor VT1 está cerrado. El voltaje en su colector es alto. Como resultado, el transistor VT2 está abierto, lo que significa que el LED HL1 está encendido. Se forma una caída de voltaje a través de la resistencia R3. Al mover lentamente el control deslizante de resistencia variable hacia arriba en el circuito, será posible llegar al momento en que el transistor VT1 se abre repentinamente y VT2 se cierra. Esto sucederá cuando el voltaje en la base de VT1 exceda la caída de voltaje en la resistencia R3. El LED se apagará. Si luego mueve el control deslizante hacia abajo, el gatillo volverá a su posición original; el LED parpadeará. Esto sucederá cuando el voltaje en el motor sea menor que el voltaje de apagado del LED. Multivibrador de reserva (Fig. 8)
Tal dispositivo tiene un estado estable y cambia a otro solo cuando se aplica una señal de entrada. En este caso, el multivibrador genera un pulso de "su" duración, independientemente de la duración de la entrada. Verificaremos esto realizando un experimento con el diseño del dispositivo propuesto. En el estado inicial, el transistor VT2 está abierto, el LED HL1 está encendido. Ahora es suficiente cerrar brevemente los enchufes X1 y X2 para que el pulso de corriente a través del capacitor C1 abra el transistor VT1. El voltaje en su colector disminuirá y el capacitor C2 se conectará a la base del transistor VT2 en tal polaridad que se cerrará. El LED se apagará. El capacitor comenzará a descargarse, la corriente de descarga fluirá a través de la resistencia R5, manteniendo cerrado el transistor VT2. Tan pronto como se descargue el condensador, el transistor VT2 se abrirá de nuevo y el multivibrador volverá al modo de "espera". La duración del pulso generado por el multivibrador (la duración de estar en un estado inestable) no depende de la duración del disparo, sino que está determinada por la resistencia de la resistencia R5 y la capacitancia del capacitor C2. Si conecta un condensador de la misma capacidad en paralelo con C2, el LED permanecerá apagado el doble de tiempo. Dispositivo de señalización de sobrecorriente (Fig. 1)
Sucede que necesita monitorear la corriente consumida por la carga y, si se excede, apague la fuente de alimentación a tiempo para que la carga o la fuente no fallen. Para realizar una tarea similar, se utilizan dispositivos de señalización que notifican si se excede la norma de la corriente consumida. Dichos dispositivos juegan un papel especial en caso de cortocircuito en el circuito de carga. ¿Cuál es el principio de funcionamiento del dispositivo de señalización? Comprenderlo permitirá el diseño propuesto del dispositivo, realizado en dos transistores. Si la resistencia R1 está desconectada de los enchufes X1, X2, la carga para la fuente de alimentación (está conectada a los enchufes X3, X4) será un circuito de la resistencia R2 y el LED HL1: se enciende, informando sobre el presencia de tensión en las tomas X1 y X2. En este caso, la corriente fluye a través del sensor de alarma: resistencia R6. Pero la caída de voltaje a través de él es pequeña, por lo que el transistor VT1 está cerrado. En consecuencia, el transistor VT2 también está cerrado, el LED HL2 está apagado. Vale la pena conectar una carga adicional en forma de resistencia R1 a los enchufes X2, X1 y, por lo tanto, aumentar la corriente total, ya que aumentará la caída de voltaje en la resistencia R6. Con la posición adecuada del control deslizante de resistencia variable R7, que establece el umbral de alarma, se abrirán los transistores VT1 y VT2. El LED HL2 parpadeará y señalará una situación crítica. El LED HL1 sigue encendido, indicando la presencia de tensión en la carga. ¿Qué sucede si hay un cortocircuito en el circuito de carga? Para hacer esto, basta con cerrar (por un corto tiempo) los enchufes X1 y X2. El LED HL2 volverá a parpadear y HL1 se apagará. El control deslizante de resistencia variable se puede configurar en una posición tal que el dispositivo de señalización no responda a la conexión de una resistencia R1 de 1 kΩ, pero "funcionará" cuando se coloque una resistencia de, digamos, 300 Ω en lugar de la carga adicional. (está incluido en el set). Prefijo "Sonido coloreado" (Fig. 2)
Uno de los diseños populares de radioaficionados es la instalación dinámica de luz (SDU). También se le llama "prefijo color-música". Cuando conecta un decodificador de este tipo a una fuente de sonido, aparecen los destellos de colores más extraños en su pantalla. Otro diseño del kit es el dispositivo más simple que le permite familiarizarse con el principio de obtener "sonido de color". En la entrada del decodificador hay dos filtros de frecuencia: C1 R4 y R3C2. El primero de ellos pasa las frecuencias más altas y el segundo, las más bajas. Las señales seleccionadas por los filtros se alimentan a las etapas amplificadoras, cuyas cargas son los LED. Además, en el canal de alta frecuencia hay un LED verde HL1 y en el canal de baja frecuencia, rojo (HL2). La fuente de la señal de frecuencia de audio puede ser, por ejemplo, un receptor de radio o una grabadora. Para el cabezal dinámico de uno de ellos, debe conectar dos cables de forma aislada y conectarlos a los conectores de entrada X1 y X2 del decodificador. Mientras escucha la melodía que se está reproduciendo, observará destellos de LED. Además, es fácil distinguir la "reacción" de los LED a los sonidos de una u otra tecla. Por ejemplo, los sonidos de batería harán que el LED rojo parpadee y los sonidos de violín harán que el LED verde parpadee. El brillo de los LED se establece mediante el control de volumen de la fuente de sonido. Indicador de temperatura (Fig. 3)
Todo el mundo conoce el termómetro de mercurio habitual, cuya columna se eleva con el aumento de la temperatura corporal. En este caso, el sensor es mercurio, que se expande con el calor. Hay muchos componentes electrónicos que también son sensibles a la temperatura. A veces se convierten en sensores en dispositivos diseñados para medir la temperatura de, digamos, el ambiente, o indicar que se ha superado un determinado índice. Como tal elemento sensible a la temperatura en el diseño propuesto, se utiliza un diodo de silicio VD1. Está incluido en el circuito emisor del transistor VT1. La corriente inicial a través del diodo se establece (con una resistencia variable R1) para que el LED HL1 apenas brille. Si ahora toca el diodo con el dedo o algún objeto caliente, su resistencia disminuirá, lo que significa que la caída de voltaje a través de él también disminuirá. Como resultado, aumentará la corriente de colector del transistor VT1 y la caída de voltaje en la resistencia R3. El transistor VT2 comenzará a cerrarse y VT3, por el contrario, se abrirá. El brillo del LED aumentará. Después de enfriar el diodo, el brillo del LED alcanzará su valor original. Se pueden obtener resultados similares si se calienta el transistor VT1. Pero el calentamiento del transistor VT2, y más aún VT3, prácticamente no afectará el brillo del LED; hay muy poco cambio en la corriente a través de ellos. Estos experimentos muestran que los parámetros de los dispositivos semiconductores (diodos y transistores) dependen de la temperatura ambiente. Publicación: cxem.net
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Comentarios sobre el artículo: Nicholas [arriba] ![[!]](https://diagram.com.ua/comments/smilies/excl.gif){kind=small} Un artículo muy útil, por ejemplo, realmente me ayudó, y lo más importante para los radioaficionados rurales es la simplicidad de los diseños y la prevalencia de las piezas. ¡Gracias al autor!
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