electronica schema - arhiva blogului - Eu cred

Dioda Zener (sau o diodă Zener)

Fiecare dioda are un astfel de parametru ca tensiune maximă admisibilă inversă. În cazul în care tensiunea inversă (polaritate inversă de tensiune) depășește această valoare, există o avalanșă în creștere inversă curent, ceea ce va duce probabil la eșecul de ieșire dioda.

Diferite structuri de diode au diferite valoare admisibilă a acestei tensiuni. Iar efectul - creșterea rapidă în curent cu mici schimbări în tensiune mai mare decât admisibilă - efectul în sine este utilizat în domeniul electronicii moderne, cu efecte benefice. diode special concepute, diode Zener sunt numite, chiar și în cel mai simplu caz, puteți crea dispozitivul, cunoscut sub numele de regulatoare de tensiune. Scopul unei astfel de stabilizator - să mențină o tensiune de alimentare constantă (în limitele specificate), cu modificări substanțiale ale tensiunii de intrare.

Ca un exemplu, ia în considerare BZX5V1 diode.

Figura de mai jos în fereastra grafică a lotului caracteristici „inflexiune“ tensiune de curent ale diodei în timpul de comutare polaritate inversă. Marcheri două site-uri marcate în cazul în care tensiunea este 5,08 V și curentul prin zener 2,6 mA, iar a doua la o tensiune de 5,14 V cu un curent prin dioda de aproximativ 18 mA.

De obicei, cel mai simplu stabilizator de tensiune dioda Zener suplimentat cu rezistor serie. Prin creșterea curentului prin dioda Zener cauzată de tensiune crescută la intrarea stabilizatorului mărește căderea de tensiune pe rezistorul, în timp ce tensiunea dioda rămâne într-un interval predeterminat.

Fig. 6. Caracteristica curent-tensiune a diodei Zener

Verificăm zener pe breadboard utilizând următoarea schemă de comutare:

Fig. 7. Circuitul de comutare al diodei Zener pe breadboard

o constantă sursă de tensiune V1 se presupune că atunci când verificarea de ajustare. Verificați cele două puncte, să nu se angajeze în reprezentare grafică plictisitoare (în prezent, inutil).

Fig. 8. Studiul tranzistorului în Multisim

Dar am fost mai interesat în răspunsul său de frecvență.

Fig. 9. Răspunsul de frecvență al 2N2222A tranzistor.

Prin selectarea rezistenta R1 este setat la punctul de lucru al etapei simple amplificator de tranzistor. Dacă un mic parametrii de semnal și caracteristicile statice sunt mai frecvent utilizate în proiectarea, amplitudinea-frecvență și caracteristicile de fază de frecvență și sunt utili în practica amatori.

Programul Multisim pentru a obține aceste caracteristici ale etapei amplificator, puteți utiliza plotter Bode. Frecvența de funcționare superioară a amplificatorului așa cum se vede pe grafic, aproximativ 10 MHz. În posesia mea există un generator cu frecvența de operare, așa că vreau să testeze răspunsul în frecvență al cascadei la frecvența de 1 MHz.

Apoi vreau să văd stadiul de lucru atunci când se utilizează impulsuri dreptunghiulare de două frecvențe de 100 kHz și 1 MHz.

Fig. 10. impulsuri dreptunghiulare cu o frecvență de 100 kHz la ieșirea amplificatorului

Mai largă gama de frecvență a amplificatorului, peste frecvența superioară cut-off, impulsuri dreptunghiulare mai similare cu „pătrat“. Cu dreptunghiular puls frecvență abordare frecvența de lucru superioară a amplificatorului variază de undă - fronturi strânse.

Dacă utilizarea generatorului de impulsuri dreptunghiulare, este posibil să se estimeze lățimea de bandă a amplificatorului, desigur, „cu ochiul liber“, vizual. În unele cazuri, acest lucru este suficient. Dar dacă intenționați să lucrați cu un amplificator proiectat să funcționeze la frecvențe radio, ar trebui să aibă la dispoziție generatorul corespunzător.

Fig. 11. impulsuri dreptunghiulare cu o frecvență de 1 MHz la ieșirea amplificatorului

Rezultatele măsurătorilor ale etapei câștig la două frecvențe

Tab. 4. Rezultatele măsurătorilor pe breadboard

superioară frecvența de întrerupere „un reprezentant special» 2N2222A de familie tranzistor se apropie de 3 MHz. Din nou, aproape sigur de vina pentru răspândirea parametrilor (și eroarea de măsurare, cu toate acestea).

Deoarece intervalul de frecvență de funcționare reală a fost mai mică decât în ​​programul Multisim, fără utilizarea de foarte înaltă frecvență impulsuri pătrat. Destul de frecvență, să zicem, 100 kHz. De altfel, frecvența de lucru superioară (frecvența de întrerupere) obținută din programul Qucs este mult mai aproape (Figura 13), celui care a arătat „real“ tranzistor. Dar eu nu cred că putem spune că programul funcționează mai bine decât acesta, sau invers - cauza parametrilor, numeroase și nu întotdeauna ușor de obținut de la producător, pe baza cărora au fost create modele de tranzistor. Dacă doriți să obțineți coincidență absolută a parametrilor dezvoltate de amplificator în program și pe breadboard, aveți nevoie pentru a măsura toți parametrii necesari, introduceți-le în modelul de tranzistor în program, și cred că veți obține un meci foarte bun. Desigur, parametrii pentru fiecare element. Ce să practica amatori, am gasit rezultate destul de acceptabile.

Fig. 12. Waveform (S1-94 osciloscop) la o frecvență de 100 kHz val pătrat

„Live“ de undă arată o mare distorsiune decât programul Multisim, dar ... există un „dar!“ - Eu folosesc în măsurarea cablului generatorului și sonda de osciloscop cu o capacitate suficient de mare, acestea ar putea face erori suplimentare în rezultatele măsurătorilor. La efectuarea măsurătorilor reale (sau configurația reală a dispozitivului), trebuie avute în vedere aceste erori suplimentare.

Nu fi rău pentru a verifica stadiul de câștig de tensiune. Ca urmare, este posibil să se ia o virtuală ce se va programa Qucs. Acest program îmi place să folosesc în sistemul de operare, Fedora 10, care este utilizat pentru o perioadă lungă de timp. Un manager grafic KDE 4.2 deci un pic diferit de grafica pentru Windows Vista, care în același tapet pentru desktop ar fi greu de spus care dintre voi sunt sisteme de operare. Dar acest lucru este așa, de drum.

metodă convenabilă pentru determinarea câștig de tensiune - alimentează semnalul de intrare, să zicem 1 mV. Prin măsurarea tensiunii de ieșire, poate primi imediat valoarea dorită. Acesta poate fi, de asemenea, utilizat în program, și aspectul.

Fig. 13. Determinarea-tensiune câștig că programul Qucs

Rămâne să vedem dacă câștigul este egală cu tensiunea de 200 pe layout?

AFC obținut Qucs este oarecum diferită de cea care prezintă un program de Multisim, dar în acest caz, cred că motivul este parametrii de dispersie. Tabelul din figură arată tensiune DC la colectorul tranzistorului.

Câștigul tensiunii de pe breadboard transformat aproape de 400.

În plus, o distorsiuni de amplitudine-frecvență ale realului și etapa de amplificare introduce distorsiuni neliniare. De obicei, distorsiuni neliniare măsurat la ieșirea din (etapele sau amplificare a puterii) amplificator de putere. Dar când alegerea greșită a punctului de operare de distorsiuni neliniare pot apărea în etapele de pre-amplificare. Pentru a măsura distorsiunea armonică, folosind dispozitive speciale, pe care am (din păcate, sau curs) acolo. Dar pentru distorsiuni mari sunt evidente vizual pe un ecran de osciloscop. De exemplu, creșterea semnalul de la V2 generator de tensiune sinusoidală (în figura de mai sus), este posibil să se realizeze destul de „distorsiune vizibilă.“

Pe drum, vreau să rețineți că, dacă nu fie prea pretențioasă, încercând să colecteze analizatorului totală distorsiune armonică pentru „chipul și asemănarea“ a industriale, este posibil să se utilizeze un filtru crestătură în două sau trei frecvența cu care și pentru a efectua măsurători. Ele nu pot fi cele mai exacte, dar suficient pentru practica amatori. Cum pot colecta filtrele necesare ne uităm în continuare.

Fig. 14. neliniară distorsiune amplificator supraîncărcării

Pentru comparație, forma de undă inferioară arată semnalul de intrare, lipsită de distorsiuni neliniare (distorsiune vizibilă).

Fig. 15. Tipul de distorsiune neliniare a semnalului pe ecranul osciloscopului