2010 09 Szkoła konstruktorów klasa II


Szkoła Konstruktorów


Rys. 22

RX
R
X

W
W

R
T RC
C
RX
R

X
C
we
BAT
C

BAT
~

T
we
Rys. 21

~
pot encj o-

metr, żeby

Rys. 23
mi e r n i k
W
o (bardzo) dużej wartości. Wtedy w spoczyn- wskazywał zero. Pojawienie się sygnału w.cz.
RX
R
X
ku miernik nie będzie wskazywał wartości powinno zmieniać wskazania miernika. C
zero, ponieważ będzie przezeń płynął jakiś Podobne detektory można też realizować
T1
niezbyt duży prąd spoczynkowy kolektora. na nieliniowości charakterystyki przejścio-
we
BAT
Pojawienie się nawet niewielkiego sygnału wej tranzystorów polowych, ale z uwagi na
T2
~
zmiennego w.cz. powinno w pewnym stopniu pojemność bramki nie będą to tranzystory
zwiększać prąd. Mogłaby to też być zdecydo- MOSFET, tylko JFET, które dobrze nadają się
wanie bardziej odporna na zmiany temperatury do pracy także przy bardzo wysokich częstot-
wersja z ujemnym sprzężeniem zwrotnym liwościach. Kto chce, może poszukać jeszcze Rys. 24
RC
R
C
według rysunku 22. Mógłby to też być układ innych, lepszych układów detektorów w.cz.,
RX
R
z rysunku 23 z dodatkowym tranzystorem choćby w układach zwanych wykrywaczami W
X
T2, kompensującym zmiany temperatury oto- pluskiew, które są typowymi wykrywaczami
C
A
B
czenia, gdzie wartość prądu spoczynkowego pola elektromagnetycznego. BAT
tranzystora T1 wyznacza rezystor Rx (docie- Jeszcze raz zachęcam do przeprowadzenia
we
kliwi już zauważyli, że jest to odmiana lustra praktycznych prób w zakresie wykrywania T
~
prÄ…dowego). pola elektrycznego, magnetycznego i elektro-
Czułość takich prostych detektorów, wyko- magnetycznego.
rzystujących nieliniowość charakterystyki, nie W tabelkach podane są informacje o stują stali uczestnicy Szkoły, by kupić sprzęt o
jest najlepsza, bo prąd spoczynkowy jest dość punktacji oraz rozdziale nagród, upomin- większej wartości za talony z kilku kolejnych
duży, a jego zmiany po pojawieniu się sygnału ków i kuponów za nadesłane rozwiązania zadań.
zmiennego  niewielkie. Dla polepszenia czuło- zadania 170. Serdecznie zapraszam do udziału w zada-
ści można wykorzystać prosty sposób z rysun- Osoby nagrodzone kuponami powinny niu głównym 175, a także w drugiej i trzeciej
ku 24, gdzie zastosowany jest czulszy miernik, przysłać na adres edw@elportal.pl wykaz klasie naszej Szkoły Konstruktorów!
który pokazuje niewielką różnicę napięć w towarów na otrzymaną sumę z oferty sklepu
punktach A, B. Przed pomiarami trzeba włą- AVT (www.sklep.avt.pl). Talony z kolejnych Wasz instruktor
czyć przyrząd i bez sygnału w.cz. tak ustawić miesięcy można sumować, co już wykorzy- Piotr Górecki
Druga klasa Szkoły Konstruktorów
 Szkoła Konstruktorów klasa II
Co tu nie gra?
Co tu nie gra?
Rys. A
L
Na rysunku A pokazany jest schemat majÄ… upominki, a najak-
100mH
D4
przedwzmacniacza w klasie A, o dużej impe- tywniejsi uczestnicy są
R8
D2 R6
dancji wejściowej, przysłany jako rozwiąza- okresowo nagradzani
C3
C5
D5
nie jednego z wcześniejszych zadań szkoły bezpłatnymi prenume- R3
C6
przez 15-letniego uczestnika. ratami EdW lub innego C1
C4
270pF 33uF
33uF 33uF
Tz1
wybranego czasopisma
+ +
Jak zwykle pytanie brzmi: AVT.
Tz2
Wejście
Wyjscie
R1 C2
22M
Co tu nie gra? RozwiÄ…zanie
R4
270pF
Tz3
zadania 170
22M
BC517
Bardzo proszę o możliwie krótkie odpowie- W EdW 4/2010 pokaza-
D3 R5
dzi. Kartki, listy i e-maile oznaczcie dopi- ny był rysunek B, sche-
R2
R7
D6
D1
skiem NieGra175 i nadeślijcie w terminie mat przedwzmacniacza -
60 dni od ukazania siÄ™ tego numeru EdW. do mikrofonu elektreto-
W e-mailach podawajcie też od razu swój wego, przewidzianego do zasilania napięciem cyklu  Elektronika dla początkujących, czyli
adres pocztowy, żebym nie musiał pisać, 5V. Najpierw oddam głos jednemu z uczestni- wyprawy na oślą łączkę , z którego sam
gdy przydzielę upominek. Można też jeszcze ków, który napisał między innymi: (...) Drogi chętnie korzystam, i do korzystania z niego
przysyłać rozwiązania poprzedniego zadania Kolego! Miałeś pecha, że  popełniłeś swój serdecznie Ciebie zapraszam. Żeby  uzdro-
174. Autorzy najlepszych odpowiedzi otrzy- schemat przed ukazaniem się fascynującego wić Twój schemat, skorzystam z klasyczne-
Wrzesień 2010
W
r
z
e
s
i
e
Å„
2
0
1
0
46 El ektronika dl a Wszystkich
+
+
+
+
+
+
Szkoła Konstruktorów
go układu nieodwracającego wzmacniacza niezmienny. Po pierwsze, należy liczyć się
pokazanego w EdW 5/2010 na rys. 8, str. z dużymi rozrzutami wartości prądu pracy
37, ale uproszczę go nieco. Wykorzystam poszczególnych egzemplarzy mikrofonów, o
to, że (...) mikrofon elektretowy z JFET-em czym zresztą wspomniał Autor listu. Prąd
jest zródłem prądowym, więc obciążając go mikrofonu elektretowego może wynosić od
odpowiednim rezystorem R1 = R1 + R1  , 0,05mA do 0,5mA. Nie ulega wątpliwości, że
Rys. B
sprowadzę napięcie spoczynkowe na  dodat- w układzie z rysunku C wartość sumarycz-
nim wyprowadzeniu mikrofonu do połowy nej rezystancji R1 +R1  trzeba dobrać do
Rys. C
napięcia zasilania. Pozbędę się w ten sposób konkretnego egzemplarza mikrofonu elektre-
VCC
kondensatora sprzęgającego i zarazem kłopo- towego. A pózniejsza zmiana mikrofonu na
R1``
R
1
`
`
C2
C
2
R1`
R
1
`
C1
C
1
tu z ewentualnym nasycaniem siÄ™ wzmacnia- inny egzemplarz najprawdopodobniej spo-
1k
1
k
1000
1
0
0
0

1,8k
1
,
8
k
22
2
2

cza operacyjnego. Wartość rezystancji R1 = woduje znaczne pogorszenie zakresu napięć
+ IC 1A
I
C
1
A
R1 + R1  = 10k do tego celu jest trochę zbyt wyjściowych wzmacniacza. Po drugie, prąd JP 3
C3
C
3
1
0

duża, powinna ona być w okolicy wartości mikrofonu będzie zmieniał się pod wpływem 10 1
+
C5
około 2,8k (zależnie od typu mikrofonu), aby temperatury, co też zmniejszy zakres napięć
2
3
3

R2 33
R3 R5
R
3
R
5
napięcie na plusowym wyprowadzeniu mikro- wyjściowych.
1k 22k
1
k
2
2
k
0,1M
fonu było połową napięcia zasilania. Zapewni Propozycja z rysunku C rzeczywiście jest
C4 820p
to prawidłową polaryzację wejścia nieodwra- bardzo prosta i można ją wykorzystać, ale z
cającego wzmacniacza operacyjnego tak, że uwagi na słabą stabilność prądu mikrofonu nie
C1
na jego wyjściu napięcie spoczynkowe jest jest to rozwiązanie
równe połowie napięcia zasilania, co w kon- godne szerszego
+U
R6
R1
C2
sekwencji zapewnia maksymalną, nieobciętą rozpropagowania.
2,2k
* R4
R1
amplitudę sygnału wyjściowego (...). Zdecydowani e
C3
+
Propozycja taka pokazana jest na rysunku be z pi e c z ni e j U1
U1
+
C. Taki prosty układ może spełnić swoje zada- będzie dodać dwa C4
I
R5 wy
C5
nie, ale istnieje pewne ryzyko. Mianowicie w rezystory i zreali-
mikrofonie elektretowym pracuje tranzystor zować klasyczny
R2
JFET, zazwyczaj w najprostszym połączeniu układ, na przykład R3
R7
wspólnego zródła według rysunku D. Istotnie według rysunku Mic
C3
ma on cechy zródła prądowego, ale wcale E. Wartości ele-
Rys. E
Rys. D
nie jest powiedziane, że prąd tego zródła jest mentów układu
R E K L A M A
Wrzesień 2010
W
r
z
e
s
i
e
Å„
2
0
1
0
El ektronika dl a Wszystkich 47
+
+
+
+
+
+
+
Szkoła Konstruktorów
z rysunku E można dobrać według wska- niacz mikrofo-
U1
+ RS
R
S
R6
zówek ze wspomnianych odcinków Oślej nowy, którego
R1
C1
Å‚Ä…czki. wzmocnienie
2,2k
R4 wy
Warto jednak poświęcić nieco uwagi powinno wyno-
U1
+
oryginalnemu układowi z rysunku B. sić co najmniej
C4
Praktycznie wszyscy uczestnicy zauwa- 10x (20dB), a
żyli, że problemem jest brak polaryzacji zapewne wię-
mikrofonu elektretowego oraz brak obwodu cej.
Mic P
polaryzacji wejścia  dodatniego napięciem Na pewno
stałym. Ale oprócz tego zgłosiliście wiele należy więc
Rys. G
Rys. F
uwag, niektóre jak najbardziej słusznie, inne z wi ę k s z y ć
niesłusznie. pojemność C3. Ale nie tylko. Fakt zasto- niu pojemnościowym potrafią się wzbudzić.
Zacznijmy może od typu użytej kostki. sowania kostki NE5532 wskazuje, że Autor Jeśli przedwzmacniacz byłby połączony ze
Użycie we wzmacniaczu mikrofonowym schematu chce uzyskać przedwzmacniacz o wzmacniaczem za pomocą długiego kabla,
układu NE5532 jest jak najbardziej słusz- dobrych parametrach, w tym o małych szu- to wyjście zostanie obciążone pojemnoś-
nym wyborem. Kostka ta przeznaczona mach. Chociaż w przypadku mocno szumią- cią tego kabla, która może wynosić wię-
jest właśnie do układów audio. Ma małe cych, tanich elektretów można byłoby dys- cej niż 100pF/m. Dlatego obecności na
szumy, duże wzmocnienie i maÅ‚e znie- kutować, niemniej generalnie dla zmniejsze- wyjÅ›ciu rezystora szeregowego 100© nie
kształcenia. Problem w tym, że według nia szumów, także w obwodach sprzężenia można uznać za błąd, niezależnie od tego,
katalogów, minimalne napięcie zasilające zwrotnego, należy stosować rezystory o czy Autor miał świadomość konsekwencji
to ą3V, czyli w sumie 6V. I tu niektó- małej wartości. Dlatego wartość R2 też zastosowania tego rezystora. Można tylko
rzy uczestnicy stwierdzili szybciutko, że należy zmniejszyć, co najmniej do 100k©. nadmienić, że w praktyce dla unikniÄ™cia
układ NE5532 nie może pracować przy Zmniejszenie R2 jest potrzebne także ze problemu obciążenia pojemnością taki rezy-
napięciu +5V. Otóż praktyka pokazuje, że względu na prąd polaryzacji wejść, który w stor o wartości kilkudziesięciu do kilkuset
egzemplarze tej kostki pochodzące od róż- bipolarnej kostce NE5532 typowo wynosi omów zwykle dodaje się wewnątrz pętli
nych producentów mogą pracować przy 200nA, ale w skrajnych przypadkach może sprzężenia zwrotnego, według rysunku G,
pojedynczym napięciu zasilania +5V, ale wzrosnąć do 1uA. Problem spadku napięcia co pozwala zachować znikomą impedancję
trzeba liczyć się z ograniczonym zakresem wywołany przepływem prądu polaryzują- wyjściową. W omawianym zastosowaniu
napięć wyjściowych. W przedwzmacnia- cego przez rezystor R2 jest kolejnym argu- sposób takiego czy innego włączenia sze-
czu mikrofonowym na pewno trzeba wtedy mentem na rzecz korekcji napięcia dzielnika regowego rezystora wyjściowego nie ma
dodać obwód sztucznej masy. I tu wszyscy, R4, R5 (i zastosowania potencjometru P1 istotnego znaczenia.
którzy o tym wspomnieli, zaproponowali według rysunku F). I kolejny szczegół: z kilku względów nie
ustawienie na wejściach i wyjściu połowy Wartość pojemności C1 prawdopodobnie ma potrzeby dodawania kondensatora rów-
napięcia zasilania, czyli dokładnie +2,5V. okaże się wystarczająca, jeśli rezystory R4, nolegle do rezystora R2 w celu ograniczenia
To może być nie najlepszy pomysł. Otóż R5 w układzie z rysunku E będą mieć co naj- pasma od góry. Jeśli użyta została kostka
przy niskich napiÄ™ciach zasilania zazwyczaj mniej po 100k© (a w ukÅ‚adzie z rysunku F NE5532, to zapewne celem jest uzyskanie
zależy nam na uzyskaniu w takich trudnych wartość R4 nie bÄ™dzie mniejsza niż 47k©). jak najlepszych parametrów, a w takim razie
warunkach jak największego zakresu napięć Wątpliwości wzbudził obwód wyjściowy obcinanie pasma nie ma sensu.
wyjściowych. Tymczasem wyjściowe napię- zawierający połączone szeregowo rezystor i Pokrewną sprawą jest kwestionowa-
cia nasycenia, dodatnie i ujemne, zazwyczaj kondensator. Pojemność kondensatora C5 = ny przez niektórych typ użytej kostki.
nie są jednakowe. Zależy to od budowy 100nF jest stosunkowo mała. Przykładowo Niektórzy proponowali użycie LM358 ze
wewnętrznej, ale także od rezystancji obcią- przy częstotliwości 50Hz kondensator ten względu na zakres napięcia zasilania, od 3V.
żenia. Dlatego w podobnych przypadkach bÄ™dzie miaÅ‚ reaktancjÄ™ prawie 32k©, a to Otóż wzmacniacz NE5532 to wielokrotnie
warto przeprowadzić próby i w układzie z oznacza, że rezystancja obciążająca wyj- sprawdzona kostka, znakomicie nadająca
rysunku E skorygować wartość rezystorów ście, czyli w praktyce rezystancja wejściowa się do układów audio, także tych najwyż-
dzielnika R4, R5, by uzyskać na wyjściu współpracującego wzmacniacza, nie może szej jakości. W analizowanym przypadku
jak najwiÄ™kszy nieznieksztaÅ‚cony wygnaÅ‚ być mniejsza od 32k©. SÅ‚usznie zapropono- ograniczeniem okażą siÄ™ nie wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci
wyjściowy. Można też wykorzystać poten- waliście zwiększenie tej pojemności. kostki, tylko parametry mikrofonu. Jeśli
cjometr według rysunku F. Podkreślam, że Nieliczni uczestnicy odnieśli się do obec- miałby być wykorzystany najtańszy elektret
taka korekcja potencjału sztucznej masy ma ności szeregowego rezystora wyjściowego. z złotówkę, to być może identyczne wyniki
sens tylko przy niskich napięciach zasilania, Nie mogę się jednak zgodzić ze stwierdze- można uzyskać przy zastosowaniu dużo
gdy zależy nam na uzyskaniu jak najwięk- niami, że błędem jest obecność tego rezysto- gorszej, wolniejszej i bardziej szumiącej
szego napiÄ™cia wyjÅ›ciowego. ra o wartoÅ›ci 100©. Wbrew wyobrażeniom kostki LM358. Wszystko zależy od jakoÅ›ci
Kilku uczestników słusznie zwróciło dwóch uczestników wcale nie chodzi tu o użytego mikrofonu. Tyle o układzie.
uwagę na wartości pojemności zapropono- ograniczenie ewentualnego prądu zwarcia. W sumie wszystkie nadesłane rozwiąza-
wanych na rysunku B. Najwięcej zastrzeżeń Niewątpliwie młody Autor schematu słabo nia mogę uznać za prawidłowe, ponieważ
wzbudziła wartość C3=10nF. I słusznie, zna się na technice analogowej, ale (zapew- znalezliście kluczowe usterki
ponieważ jest to ewidentny błąd. Otóż łatwo ne przypadkiem) prawidłowo zaproponował Upominki za zadanie Co to nie gra? 170
policzyć, że kondensator 10nF przy często- użycie tego rezystora. W większości przy- otrzymują:
tliwości 50Hz będzie miał reaktancję prawie padków nie jest on konieczny, ale... wzmac- Damian Kałużny  Sosnowiec,
320k©! A to oznacza, że rezystor R3 nie niacze operacyjne to znakomite i bardzo Marian Gabrowski  Polkowice,
powinien mieć wartości mniejszej niż te pożyteczne elementy, choć mają też pewne Ryszard Pichl  Gdynia.
320k©. A to oznaczaÅ‚oby, że wzmocnienie istotne ograniczenia. Na przykÅ‚ad gene-
nie może być większe niż 3,1x, czyli 10dB. ralnie nie lubią obciążenia o charakterze Wszystkich uczestników dopisuję do listy
Zdecydowanie zbyt mało, jak na wzmac- pojemnościowym. Przy znaczącym obciąże- kandydatów na bezpłatne prenumeraty.
Wrzesień 2010
W
r
z
e
s
i
e
Å„
2
0
1
0
48 El ektronika dl a Wszystkich
+
+
+


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
2001 09 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 09 Szkoła konstruktorów klasa II
2002 09 Szkoła konstruktorów klasa II
2003 09 Szkoła konstruktorów klasa II
2010 09 Szkoła konstruktorów klasa III
2010 07 Szkoła konstruktorów klasa II
2000 09 Szkoła konstruktorów klasa II
2010 08 Szkoła konstruktorów klasa II
2001 05 Szkoła konstruktorów klasa II
2003 03 Szkoła konstruktorów klasa II
2009 12 Szkoła konstruktorów klasa II
2001 03 Szkoła konstruktorów klasa II
2002 07 Szkoła konstruktorów klasa II
1999 04 Szkoła konstruktorów klasa II
2003 12 Szkoła konstruktorów klasa II
2002 01 Szkoła konstruktorów klasa II

więcej podobnych podstron