Transistorintegrator: 3 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:15

Deze Instructable laat je zien hoe je een transistor analoge integrator ontwerpt en maakt.

De integrator maakt de cumulatieve versterking van kleine ingangssignalen mogelijk.

Deze schakeling is verouderd en kan worden gemaakt met operationele versterkers.

U kunt het echter nog steeds monteren als u reservetransistoren voor algemeen gebruik hebt.

Rf-weerstand moet worden aangepast omdat elke transistor een andere stroomversterking heeft.

Benodigdheden

Onderdelen: matrixbord, draden, NPN-transistoren voor algemeen gebruik - 10, PNP-transistor voor algemeen gebruik - 3, 1 mm draad, 470 nF kussencondensatoren - 5, andere componenten die in het circuit worden getoond.

Toos: tang, draadstripper.

Optionele onderdelen: soldeer.

Optioneel gereedschap: soldeerbout.

Stap 1: Ontwerp het circuit

De eerste trap is de AC (wisselstroom) versterkertrap.

De tweede fase is de huidige mirror source integrator. Ik heb een stroomspiegel gebruikt in plaats van een enkele transistor omdat ik een voorspelbare laadstroom wil hebben. Transistorstroomversterking kan veranderen met temperatuur en collectorstroom.

De spanning over de condensator C2 evenredig met de integraal van de stroom. In een transistorstroomspiegelbron blijft de voedingsstroom hetzelfde, ongeacht de belasting / condensatorspanning, tenzij de condensator volledig is opgeladen of de transistor volledig verzadigd is. Daarom:

Vc2 = (1/C2)*(Ic2*t/2)

C2 = C2a + C2b

Waar: t = tijd (seconden), Ic2 = C2 condensatorstroom (Amps)

De C2-condensatoren zullen niet volledig ontladen als het ingangssignaal naar het circuit nul is, omdat de Q3-transistor UIT zal gaan wanneer de Vbe3-spanning onder ongeveer 0,7 V daalt. De C2-condensatoren zullen echter voldoende ontladen om een Q3-transistoruitgang nul te produceren.

Omdat ik een stroomspiegelbron gebruik en de twee transistors UIT zijn in de tweede helft van de cyclus, als Vc1 een sinusoïde is dan gemiddeld Ic2 = rms((Vc1peak - 0.7 V) / (Rc2a + 1/(j*2*pi *Kb2*f)))

Waarbij: f = frequentie (Hz), Vc1peak = Vc1 AC-amplitude.

RMS staat voor root mean squared.

Klik op deze link:

De laatste en derde trap is nog een AC-versterker.

De schakeling werkt op minimaal 3 V. Het is echter mogelijk dat u de voedingsspanning kunt verlagen tot slechts 1,5 V als u alle weerstandswaarden verlaagt. Het probleem van lage spanningen is echter dat het ingangssignaal moet concurreren met de ruis.

Stap 2: Maak het circuit

Ik heb de schakeling aangepast en ook dit artikel. Ik heb de oude elektrolytische condensatoren vervangen door kussencondensatoren. Ik heb ook een paar transistors parallel toegevoegd.

Je kunt zien dat ik geen soldeerbout heb gebruikt. Het kan echter zijn dat u het nodig heeft.

Stap 3: Testen

Eerste grafiek: sinusgolf

Tweede grafiek: blokgolf

Derde grafiek: Driehoeksgolf

De uitgangsspanning van het circuit neemt langzaam toe wanneer de ingangsfrequentie wordt verhoogd tot ongeveer 50 Hz. Dan verlaag ik de frequentie en de ingangsspanning daalt zoals je ziet in mijn testresultaten. Dit komt door de hoogdoorlaatfiltereigenschappen van de Q1-transistor AC-versterker.

Het is echter niet duidelijk in mijn testresultaten dat door de frequentie te verhogen de uitgangsspanning zal dalen vanwege de laagdoorlaatfilterkarakteristieken van de C2-condensatoren (C2a en C2b). Ik heb gewoon besloten me niet bezig te houden met het opnemen van die grafieken. Dit komt omdat de condensatoren geen tijd hebben om op te laden.