קבלים במעגלים אלקטרוניים. חלק 2. תקשורת בין-עירית, פילטרים, גנרטורים

תחילת המאמר: קבלים במעגלים אלקטרוניים. חלק 1

השימוש הנפוץ ביותר בקבלים הוא החיבור בין שלבי טרנזיסטור בודדים, כפי שמוצג באיור 1. במקרה זה, הקבלים נקראים ארעיים.

קבלים חולפים מעבירים את האות המוגבר ומונעים מעבר של זרם ישר. כאשר הכוח מופעל, הקבל C2 נטען למתח בקולט הטרנזיסטור VT1, שלאחריו מעבר הזרם הישיר הופך בלתי אפשרי. אך הזרם המתחלף (האות המוגבר) גורם לטעינה ולפריקה של הקבל, כלומר עובר דרך הקבל למפלס הבא.

לעיתים קרובות ב מעגלי טרנזיסטורלפחות טווח הקול, קבלים אלקטרוליטיים משמשים כמעברים. הערכים המדורגים של הקבלים נבחרים כך שהאות המוגברת עוברת ללא הנחתות רבה.

איור 1

מסנני מעבר נמוך ומספק גבוה

לפעמים נדרש לדלג על כמה תדרים ולהחליש את מעברם של אחרים. משימות מסוג זה מבוצעות באמצעות פילטרים הנוצרים על בסיס מעגלי RC.

ישנם פילטרים מרובי קישורים מורכבים שיש להם אפילו שמות משלהם: צ'בישייב, בסל, בוטרוורת 'ואחרים, לכולם תכונות ייחודיות משלהם, מאפיינים, וככלל, מספר קישורים. כדי לפצות על הפסדים, מוחדר אלמנט פעיל למסננים כאלה - שלב טרנזיסטור או מגבר תפעולי. פילטרים כאלה נקראים פעילים.

ניתן ליצור את המסננים הפסיביים הפשוטים ביותר משני חלקים בלבד - נגד ו קבלים. איור 2 מציג תרשים של פילטר פשוט לעבור נמוך (פילטר לעבור נמוך). פילטר כזה עובר בחופשיות תדרים נמוכים, ומתחיל מתדר הניתוק, הוא מקטין מעט את אות הפלט.

איור 2. מעגל מסנן נמוך-מעבר (LPF)

המסנן הפשוט ביותר למעבר נמוך מורכב משני חלקים בלבד - נגדי וקבל המחובר בסדרה. אות הכניסה מהגנרטור מועבר למעגל ה- RC הסידורי, והיציאה מוציאה מהקבל C. בתדרים נמוכים הקיבול של הקבל גדול מההתנגדות של הנגד Xc = 1/2 * π * f * C, ולכן מתרחשת בו ירידת מתח גדולה.

עם הגדלת התדר, הקיבול של הקבל פוחת, כך שנפילת המתח או סתם המתח עליו הופכת פחות. ההנחה היא שהגנרטור מכוון ליותר מתדר אחד; תדירותו משתנה. גנרטורים כאלה נקראים מחוללי תדרים מתנדנדים או גנרטורים מטאטאים. תגובת התדר של מסנן המעבר הנמוך הפשוט ביותר מוצגת באיור 3.

איור 3. איור 3. תגובת התדר של מסנן המעבר הנמוך

אם באיור 2 אתה מחליף את הקבל והנגד, אתה מקבל מסנן גבוה לעבור (HPF). המעגל שלה מוצג באיור 4. המשימה העיקרית של מסנן המסננים הגבוה היא להחליש את התדרים מתחת לתדר הניתוק ולדלג על התדרים שלמעלה.

איור 4. מעגל פילטר מסנן גבוה (HPF)

במקרה זה, אות הכניסה מועבר לקבל, והפלט מוסר מהנגד. בתדרים נמוכים הקיבול גדול, ולכן ירידת המתח על הנגד קטנה.

לצורך הבהירות וקלות התפיסה (הכל ידוע בהשוואה), אתה יכול להחליף נפשית את הקבל בנגד: במקום קבל, תן לזה להיות 100K, ונגד הפלט 10K. מסתבר רק מחיצת מתח. רק במקרה של קבל מתגלה המחלק הזה תלוי בתדר. תגובת התדר של HPF כה פשוטה מוצגת באיור 5.

 

איור 5. תגובת התדר של HPF

בתדרים גבוהים, התנגדות הקבל יורדת בהתאמה, ירידת המתח על פני הנגד, היא גם מגדילה את מתח היציאה של HPF.

אם משווים בין איורים 3 ו -5, קל לראות כי התלילות של הירידה בביצועים אינה תלולה במיוחד. ומה ניתן היה לצפות מתכניות פשוטות כל כך? אבל יש להם את הזכות לחיים, והם משמשים לעתים קרובות למדי במעגלים אלקטרוניים.

כיצד להזיז את השלב

אתה יכול להסתכל על כל דבר מזוויות שונות, ולראות אותו באור אחר לגמרי. כך שניתן ליישם את מעגלי ה- RC שנבדקו זה עתה, לא כאל מסנני תדרים, אלא כאלמנטים המשתנים שלב. הנה מה קורה אם זרם חילופין מוחל על המעגל שמוצג באיור 6?

איור 6

וזה מה שקורה. מתח הכניסה מועבר לקבל, הפלט מוסר מהנגד. זרם הכניסה דרך הקבל מקדים את מתח הכניסה. לכן, ירידת המתח על פני הנגד, ובכלל ביציאה של מעגל הסטת הפאזות, לפני הקלט.

אם הנגד והקבלים מתחלפים, כמוצג באיור 7, נקבל מעגל שמתח היציאה שלו מפגר אחרי הכניסה. ובכן, בדיוק ההפך, כמו בתכנית הקודמת.

איור 7

שרשראות הסטות-פאזות כאלה מאפשרות מעבר קטן בין אותות הכניסה והפלט, בדרך כלל לא יותר מ- 60 מעלות. במקרים בהם נדרש המשמרת בקנה מידה גדול, משתמשים בהכללה רציפה של מספר שרשראות.

איור 8. שרשראות הסטת פאזות

הכללה כזו של כל כך הרבה אלמנטים פסיביים בבת אחת מביאה ליתנוחות משמעותית של אות הקלט. כדי לשחזר את הרמה ההתחלתית, נדרש שימוש במאגדי הגברה.

בתרגול הרדיו החובבני, לעיתים קרובות מתעוררים סיטואציות כשלפתע ופתאום יש צורך בגנרטור גל סינוס, אפילו לא ניתן לכוונון, אלא פשוט בתדר אחד. ואז מרים מגהץ, כמה חלקי זבל נאספים, ועד מהרה נשמעת סינוסואיד במנגינה בחדר. מי ששומע יודע על מה מדובר.

מחולל גל סינוס

אתה יכול לאסוף הכל ב טרנזיסטור יחיד. למעשה, הגנרטור הוא מגבר על טרנזיסטור יחיד, המכוסה על ידי משוב חיובי באמצעות שרשראות הסטת פאזות. וכל משוב חיובי מוביל להופעת הדור. ותיק זה אינו יוצא מן הכלל.

אות סינוסואלי מוסר מהאספן של הטרנזיסטור, רצוי דרך קבל בידוד. זה ממש טוב לא להצטער על טרנזיסטור אחר ולצלם את אות הפלט באמצעות חסיד פולט.

גנרטור טרנזיסטור יחיד

תרשים סכמטי של גנרטור וירטואלי מוצג באיור 9.

איור 9. תרשים של גנרטור טרנזיסטור יחיד בתוכנית Multisim

הכל ברור ופשוט כאן: הגנרטור עצמו עם הסוללה ו- אוסצילוסקופ. למרות שתוכל להוסיף תגובה לתכנית הפשוטה הזו, פתאום, מי יתחייב לחזור עליה?

כשאתה מדליק את המעגל לא מתחיל מייד. ראשית, מספר טאטאות ריקות מתרחשות באוסילוסקופ, ואז מתחיל להופיע גל סינוס במתח נמוך, ומתגבר בהדרגה למספר וולט. תוצאות המחקר מוצגות באיור 10.

איור 10

מעגל וירטואלי הוא כמובן טוב. אבל אם מישהו יחליט להרכיב את המעגל הזה במתכת, ובכן, לפחות על לחם ללא הלחמה, המיקוד צריך להיות בכוונון. למעשה, כל ההתקנה מורכבת בבחירה המדויקת של ההתנגדות של הנגד R2, שקובעת את נקודת הפעולה של הטרנזיסטור.

כדי להאיץ את תהליך הכוונון, אתה יכול לחבר באופן זמני נגן כוונון של 100 ... 200 קילוגרם במקום. יחד עם זאת, אל תשכח להפעיל את הנגד המגביל של בערך 10 ... 20 KΩ בסדרה איתו.

כטרנזיסטור, KT315 ביתי או דומה מתאים למדי. קבלים הם כל קרמיקה בגודל קטן. ניתן לשלוט על פעולת הגנרטור באמצעות אוסילוסקופ או מגבר שמע.

בוריס אלאדישקין