10 lihtsat ühetransistori (UJT) vooluahelat

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Varasemas postituses õppisime põhjalikult kuidas ühesuunaline transistor töötab , selles postituses käsitleme mõnda huvitavat rakenduseahelat, kasutades seda hämmastavat seadet nimega UJT.

Artiklis selgitatud UJT-d kasutavad rakendusahelad on järgmised:



  1. Pulsigeneraator
  2. Saehamba generaator
  3. Vabalt töötav multivibraator
  4. Monostabiilne multivibraator
  5. Üldotstarbeline ostsillaator
  6. Lihtne kristall-ostsillaator
  7. Saatja RF tugevuse detektor
  8. Metronom
  9. Uksekell 4 sissepääsu jaoks
  10. LED vilkur

1) nelinurkse impulsi generaator

Esimene allpool toodud disain demonstreerib lihtsat impulssgeneraatori vooluringi, mis koosneb UJT ostsillaatorist (näiteks 2N2420, Q1) ja räni bipolaarne väljundtransistor (näiteks BC547, Q2).

UJT väljundpinge, mis on saadud üle 47-oomise takisti R3, lülitab bipolaarse transistori paari künnise vahel: küllastus ja väljalõige, tekitades horisontaalse ülaosaga väljundimpulsse.



Sõltuvalt impulsi väljalülitusajast (t) võib väljundlaine mõnikord olla kitsas ristkülikukujuline impulss või (nagu on näidatud väljundklemmidel joonisel 7-2) ruutlaine. Väljundsignaali maksimaalne amplituud võib olla kuni toitetasemeni, see tähendab +15 volti.

Sagedus ehk tsüklisagedus määratakse 50 k poti takistuse ja kondensaatori väärtuse C1 reguleerimisega. Kui takistus on maksimaalne, R1 + R2 = 51,6 k ja C1 = 0,5 uF, on sagedus f = 47,2 Hz ja puhkeaeg (t) = 21,2 ms.

Kui takistuse seade on minimaalne, on tõenäoliselt ainult R1 1,6 k juures sagedus f = 1522 Hz ja t = 0,66 ms.

Täiendavate sagedusvahemike saamiseks võib R1, R2 või C1 või kõiki neist muuta ja sagedust arvutada järgmise valemi abil:

t = 0,821 (R1 + R2) C1

Kui t on sekundites, R1 ja R2 oomides ja Cl fadaadides ning f = 1 / t

Vooluring töötab 15 Vdc allikast vaid 20 mA-ga, ehkki see UJT-de ja bipolaaride puhul võib see vahemik olla erinev. Alalisvoolu väljundi sidestust saab skemaatiliselt näha, kuid vahelduvvoolu sidestust saab konfigureerida, asetades kondensaatori C2 suure väljundjuhtme sisse, nagu on näidatud punktiirjoonel.

Selle seadme mahtuvus peab olema ligikaudu vahemikus 0,1 uF kuni 1 uF, kõige tõhusam suurus võib olla see, mis põhjustab minimaalse väljundlaine kuju moonutamise, kui generaator töötab läbi kindla ideaalse koormussüsteemi.

2) täpne saehamba generaator

Põhiline teravate naeltega saehamba generaator on kasulik paljudes rakendustes, mis on seotud ajastus, sünkroonimine, pühkimine ja nii edasi. UJT-d toodavad selliseid lainekujusid sirgjooneliste ja odavate vooluringide abil. Allpool toodud skeemil on kujutatud üks neist vooluringidest, mis, ehkki pole täppisseade, annavad väikestes hinnaklassilaborites korraliku tulemuse.

See vooluahel on peamiselt lõdvestusosillaator, väljundid eraldatakse emitterist ja kahest alusest. 2N2646 UJT on ühendatud seda tüüpi seadmete tüüpilise ostsillaatori ahelaga.

Sagedus ehk kordussagedus määratakse sageduse juhtimise potentsiomeetri R2 seadistamise järgi. Iga kord, kui see pott on määratletud selle kõrgeima takistuse tasemeni, saab ajakondensaatoriga C1 seeria takistuse summa potti takistuse ja piirava takistuse R1 (mis on 54,6 k) summaarseks.

See põhjustab sageduse umbes 219 Hz. Kui R2 on määratletud selle miinimumväärtuseni, tähistab saadud takistus sisuliselt takisti R1 väärtust ehk 5,6 k, tekitades sageduse umbes 2175 Hz. Täiendavaid sageduspiire ja häälestuslävesid saab rakendada lihtsalt muutes R1, R2, C1 väärtusi või need võivad olla kõik kolm koos.

Positiivse kõrgendatud väljundi saab UJT baasist 1, negatiivse aga väljundi baasi 2 kaudu ja positiivse saehamba lainekuju läbi UJT emitteri.

Kuigi alalisvoolu väljundsidestus on näidatud joonisel 7-3, saab vahelduvvoolu sidestuse määrata, rakendades kondensaatorid C2, C3 ja C4 väljundklemmidele, nagu on näidatud punktiiriga.

Need mahtuvused jäävad tõenäoliselt vahemikku 0,1 kuni 10 uF, kusjuures määratud väärtus põhineb suurimal mahtuvusel, mida konkreetne koormusseade suudab lahendada väljundlaine kuju moonutamata. Vooluahel töötab umbes 1,4 mA läbi 9-voldise alalisvoolu. Kõigi takistite nimiväärtus on 1/2 vatti.

3) Tasuta töötav Multivlbrator

Allpool näidatud diagrammil tõestatud UJT-vooluahel sarnaneb lõdvestusosillaatori ahelatega, mida on selgitatud mõnes eelmises segmendis, lisaks sellele, et selle RC-konstandid on valitud selleks, et anda kvaasiruutlaine väljund, mis on sarnane tavalise transistoriga astab multivibraatorit .

Tüüpi 2N2646 üheliigaline transistor töötab selle näidatud seadistuse sees kenasti. Põhimõtteliselt on kaks väljundsignaali: negatiivse impulss UJT baasis 2 ja positiivse impulsi baasis 1.

Kõigi nende signaalide avatud ahela maksimaalne amplituud on umbes 0,56 volti, kuid see võib sõltuvalt konkreetsetest UJT-dest veidi erineda. 10 k suurune pott R2 tuleb pöörata, et saada täiuslik kaldenurk või horisontaalne ülaosa väljundlaine.

See poti juhtimine mõjutab lisaks sageduse vahemikku või töötsüklit. Siin R1, R2 ja C1 jaoks esitatud suurusjärkude korral on lameda tipuga sagedus umbes 5 kHz. Teiste sagedusvahemike puhul võiksite vastavalt kohandada R1 või C1 väärtusi ja kasutada arvutuste jaoks järgmist valemit:

f = 1 / 0,821 RC

kus f on Hz, R oomides ja C fadaadides. Vooluallikast kulub vooluahelal umbes 2 mA. Kõigi püsitakistite võimsus võib olla 1/2 vatti.

4) ühepildiline multivibraator

Järgmisele vooluringile viidates leiame a konfiguratsiooni ühe kaadriga või monostabiilne multivibraator . 2N2420 numbriga üheristimata transistorit ja 2N2712 (või BC547) räni BJT võib näha koos, et tekitada üksik fikseeritud amplituudiga väljundimpulss iga üksiku käivitamise jaoks vooluahela sisendklemmis.

Selles konkreetses konstruktsioonis laetakse kondensaator C1 pingejaguri abil, mille on kehtestanud R2, R3, ja transistori Q2 aluse-emitteri takistusest, põhjustades selle Q2-külje negatiivse ja Q1-positiivse külje.

See takistlik jagur varustab Q1 emitterit ka positiivse pingega, mis on veidi väiksem kui 2N2420 tipp-pinge (vt skeemi punkt 2).

Alguses on Q2 sisselülitatud olekus, mis põhjustab pinge languse takisti R4 piires, vähendades väljundklemmide pinget drastiliselt 0-ni. Kui sisendklemmidele antakse 20 V negatiivne impulss, süttib Q1, põhjustades hetkeline pingelang nullini C1 emitteri poolel, mis omakorda kallutab Q2 baasi negatiivseks. Seetõttu katkeb Q1 ja Q1 kollektori pinge suureneb kiiresti +20 voltini (märkige diagrammil väljundklemmide kohal näidatud impulsi).

Pinge on vahemikus t jätkuvalt selle taseme ümber, mis on samaväärne kondensaatori C1 tühjendusajaga takisti R3 kaudu. Seejärel langeb väljund tagasi nulli ja vooluring lülitub ooterežiimi, kuni rakendatakse järgmist impulsi.

Ajavahemik t ja vastavalt väljundimpulsi impulsi laius (aeg) tuginevad impulsi laiuse juhtimise reguleerimisele R3 abil. Vastavalt R3 ja C1 näidatud väärtustele võib ajavahemik olla vahemikus 2 µs kuni 0,1 ms.

Eeldades, et R3 hõlmab takistusvahemikku 100 kuni 5000 oomi. Täiendavaid viivituste vahemikke saab fikseerida, muutes sobivalt C1, R3 või mõlema väärtusi ja kasutades valemit: t = R3C1 kus t on sekundites, R3 oomides ja C1 faraadides.

Vooluahel töötab umbes 11 mA kaudu 22,5 V alalisvoolu. Kuid see võib tõenäoliselt teatud määral muutuda, sõltuvalt UJT-dest ja bipolaarsetest tüüpidest. Kõik fikseeritud takistid on 1/2 vatti.

5) lõõgastav ostsillaator

Lihtne lõdvestusosillaator pakub arvukalt rakendusi, mida enamik elektroonika harrastajaid laialdaselt tunnustab. Üheosaline transistor on märkimisväärselt vastupidav ja usaldusväärne aktiivkomponent, mida saab kasutada sellist tüüpi ostsillaatorites. Allpool toodud skeemil on kujutatud UJT põhilõdvestusosillaatori ahel, mis töötab 2N2646 tüüpi UJT seadmega.

Väljundiks on tegelikult mõnevõrra kaarjas saehambalaine, mis koosneb piigi amplituudist, mis vastab ligikaudu toitepingele (see on siin 22,5 V). Selles konstruktsioonis laetakse alalisvooluallikat läbi takisti R1 läbiv vool kondensaatorit C1. Selle tulemusel koguneb potentsiaalne erinevus VEE pidevalt C1 ulatuses.

Sel hetkel, kui see potentsiaal saavutab 2N2646 tipppinge (vt joonise 7-1 B punkti 2), lülitub UJT sisse ja 'süttib'. See tühjeneb kohe kondensaatori, lülitades UJT uuesti välja. Th põhjustab kondensaatori uuesti laadimisprotsessi käivitamist ja tsükkel lihtsalt kordub.

Selle kondensaatori laadimise ja tühjenemise tõttu lülitub UJT sisse ja välja sagedusega, mis on määratud R1 ja C1 väärtuste kaudu (diagrammil näidatud väärtustega on sagedus umbes f = 312 Hz). Mõne muu sageduse saavutamiseks kasutage valemit: f = 1 / (0,821 R1 C1)

kus f on Hz, R1 oomides ja C1 faraadides. A potentsiomeeter fikseeritud takisti R1 asemel võib kasutada sobiva takistusega. See võimaldab kasutajal saavutada pidevalt reguleeritava sagedusväljundi.

Kõik takistid on 1/2 vatti. Kondensaatorite C1 ja C2 võimsus võib olla 10 V või 16 V, eelistatavalt tantaal. Kontuur tarbib näidatud toiteallikast umbes 6 mA.

6) Punktisageduse generaator

Järgmine konfiguratsioon näitab sagedust 100 kHz kristalli ostsillaator vooluringi, mida saaks kasutada mis tahes standardses meetodis, näiteks alternatiivse standardse sageduse või punkt-sagedusgeneraatorina.

See konstruktsioon tekitab deformeerunud väljundlaine, mis võib olla sagedusstandardis väga sobiv, et saaksite tagada RF-spektriga koormatud tahked harmoonilised.

Üheruumilise transistori ja dioodharmoonilise generaatori 1N914 ühine töö genereerib kavandatud moonutatud lainekuju. Selles seadistuses võimaldab väike 100 pF muutuv kondensaator C1 reguleerida 100 kHz kristalli sagedust natuke, et anda kõrgema harmoonilise, näiteks 5 MHz, null-löögini koos WWV / WWVH standardse sagedussignaaliga .

Väljundsignaal toodetakse üle 1 mH rf drosseli (RFC1), millel peaks olema madalam alalisvoolutakistus. See signaal antakse 1N914 dioodile (D1), mis on alalisvoolu abil R3 ja R4 abil kallutatud, et saavutada selle eesmise juhtimisomaduse maksimaalne mittelineaarne osa, moonutamaks täiendavalt UJT väljundlaine kuju.

Selle ostsillaatori kasutamisel on muutuva lainekuju pott R3 fikseeritud, et saavutada kõige võimsam ülekanne kavandatud 100 kHz harmoonikaga. Takisti R3 toimib lihtsalt nagu voolupiiraja, et peatada 9-voldise toiteallika otsene rakendamine kogu dioodil.

Ostsillaator tarbib 9 Vdc toiteallikast umbes 2,5 mA, kuid see võib muutuda suhteliselt sõltuvalt konkreetsetest UJT-dest. Kondensaator C1 peaks olema kääbusõhu tüüp, ülejäänud kondensaatorid on vilgukivi või hõbedane vilgukivi. Kõigi püsitakistite võimsus on 1 vatt.

7) Saatja RF-detektor

The RF-detektor Järgmises skeemis näidatud vooluahelat saab toita otse mõõdetava saatja RF lainetest. See tagab muudetava häälestatud helisageduse kinnitatud kõrge impedantsiga kõrvaklappidesse. Selle heliväljundi helitaseme määrab rf energia, kuid see võib olla piisav isegi väikese võimsusega saatjate korral.

Väljundsignaali võtmine toimub L1 rf vastuvõturulli kaudu, mis koosneb 2 või 3 isoleeritud konksu traadi mähisest, mis on kindlalt paigutatud saatja väljundpaagi mähise lähedale. RF pinge muundatakse alalisvooluks šundidioodi ahela kaudu, mis koosneb blokeerivast kondensaatorist C1, dioodist D1 ja filtritakistist R1. Saadud alaldatud alalisvoolu kasutatakse lõõgastus-ostsillaatori ahelas üheliikmelise transistori lülitamiseks. Selle ostsillaatori väljund suunatakse ühendatud kondensaatori C3 ja väljundpesa J1 kaudu ühendatud suure impedantsiga kõrvaklappidesse.

Kõrvaklappides korjatud signaalitooni sai potti R2 kaudu korralikus ulatuses muuta. Kui R2 reguleeritakse 15 k-ni, on tooni sagedus kuskil 162 Hz. Teise võimalusena on sagedus umbes 2436 Hz, kui R2 on määratletud 1 k-ni.

Helitaset saab manipuleerida, pöörates L1 saatja LC paakvõrgule lähemale või eemale, tõenäoliselt tuvastatakse koht, mis tagab mõistliku helitugevuse enamiku põhikasutuste jaoks.

Kontuuri saab ehitada kompaktse, maandatud metallkonteineri sisse. Tavaliselt saab selle paigutada saatjast mõnele õigele kaugusele, kui kasutatakse korraliku kvaliteediga keerdpaari või painduvat koaksiaalkaablit ja kui L1 on ühendatud paagi mähise alumise klemmiga.

Kõigi püsitakistite võimsus on 1/2 vatti. Kondensaator C1 tuleb klassifitseerida, et taluda suurimat alalispinge, mida võib tahtmatult kogeda vooluahelates C2 ja C3, teiselt poolt, mis võiksid olla praktilised madalpinge seadmed.

8) metronoomi vooluring

Allpool toodud seadistusel on täiesti elektrooniline metronoom, kasutades 2N2646 üheliikmelist transistorit. Metronoom on väga mugav väike seade paljudele muusikakunstnikele ja teistele, kes otsivad heliloomingu või laulmise ajal ühtlaselt ajastatud kuuldavaid noote.

21/2-tollise valjuhääldi juhtimisel on sellel vooluringil korralik, suure helitugevusega popp-heli. Metronomi võiks luua üsna kompaktsena, kõlari ja aku heliväljundid on ainsad selle suurima suurusega elemendid ning kuna see on akutoitega ja seetõttu täielikult kaasaskantav.

Vooluring on tegelikult reguleeritav sagedusrelaksatsiooni ostsillaator, mis on ühendatud trafo kaudu 4 oomi kõlariga. Löögisagedust saab varieerida umbes 1 sekundis (60 minutis) kuni umbes 10 sekundis (600 minutis), kasutades 10 k traadiga kaetud poti R2.

Heliväljundi taset saab muuta 1 k, 5-vatise traatkaabliga R4. Väljundtrafo T1 on tegelikult väike 125: 3,2 oomi seade. Vooluring tõmbab metronoomi minimaalse löögisageduse jaoks 4 mA ja kiireima löögisageduse korral 7 mA, ehkki see võib kõikuda sõltuvalt konkreetsetest UJT-dest. 24 V aku pakub selle väiksema voolutühjenduse korral suurepärast teenindust. Elektrolüütkondensaatori C1 nimiväärtus on 50 V. Takistid R1 ja R3 on 1/2 vatti ning potentsiomeetrid R2 ja R4 on traatvõrgu tüübid.

9) toonipõhine signaalimissüsteem

Allpool esitatud skeem võimaldab sõltumatult helisignaali eraldada igast näidatud kanalist. Need kanalid võivad sisaldada unikaalseid uksi hoone sees, mitmesuguseid laudu töökohal, erinevaid ruume majas või mis tahes muid alasid, kus saab kasutada nuppe.

Asukoha, mis võib helisignaali anda, saab tuvastada selle konkreetse toonisageduse järgi. Kuid see võib olla teostatav ainult siis, kui kasutatakse väiksemat arvu kanaleid ja kui tooni sagedused on üksteisest märkimisväärselt laiad (näiteks 400 Hz ja 1000 Hz), nii et need on meie kõrva poolt hõlpsasti eristatavad.

Vooluahel põhineb jällegi lihtsal lõdvestusosillaatori kontseptsioonil, kasutades heliteabe genereerimiseks ja valjuhääldi pendeldamiseks tüüpi 2N2646 unijunction transistorit. Toonisagedus määratletakse kondensaatori C1 ja ühe 10 k traatvõrgust (R1 kuni Rn) kaudu. Niipea kui potentsiomeeter on seatud väärtusele 10 k oomi, on sagedus umbes 259 Hz, kui poti väärtus on 1 k, on sagedus umbes 2591 Hz.

Ostsillaator on ühendatud kõlariga väljundtrafo T1 kaudu, mis on pisike 125: 3,2 oomi seade, mille primaarne külgmine keskkraan pole ühendatud. Vooluahel töötab 15 V toiteallikast kuskil 9 mA.

10) LED-vilkur

Väga lihtsa LED-vilkuri või LED-vilkuri võiks ehitada tavalise UJT-põhise lõdvestusosillaatori ahelaga, nagu allpool näidatud.

Süsteemi töö LED vilkur on väga elementaarne. Vilgumiskiiruse määravad elemendid R1, C2. Voolu sisselülitamisel hakkab kondensaator C2 aeglaselt laadima takisti R1 kaudu.

Niipea kui kondensaatori pingetase ületab UJT-i laskekünnise, süttib see ja lülitab LED-i eredalt sisse. Kondensaator C2 hakkab nüüd LED-i kaudu tühjenema, kuni potentsiaal Cr-l langeb alla UJT-i hoidmisläve, mis lülitub välja, lülitades LED-i välja. See tsükkel kordub, põhjustades LED-i vilkumise vaheldumisi.

LED-i heledustaseme otsustab R2, mille väärtuse saab arvutada järgmise valemi abil:

R2 = toide V - LED edasi V / LED-vool

12 - 3,3 / .02 = 435 oomi, nii et 470 oomi näib olevat kavandatava disaini õige väärtus.




Eelmine: PIR-i signalisatsiooni ahel Järgmine: Kuidas koroonaviirust tappa osoonigaasigeneraatoriga