المكثفات في الدوائر الإلكترونية. الجزء 2. التواصل بين المراحل ، والمرشحات ، والمولدات

بداية المقال: المكثفات في الدوائر الإلكترونية. الجزء 1

الاستخدام الأكثر شيوعًا للمكثفات هو العلاقة بين مراحل الترانزستور الفردية ، كما هو موضح في الشكل 1. في هذه الحالة ، تسمى المكثفات عابرة.

تمر المكثفات العابرة للإشارة المضخمة وتمنع مرور التيار المباشر. عند تشغيل الطاقة ، يتم شحن المكثف C2 إلى الجهد عند مجمع الترانزستور VT1 ، وبعد ذلك يصبح مرور التيار المباشر مستحيلًا. لكن التيار المتناوب (إشارة تضخيم) يجعل شحن وتفريغ المكثف ، على سبيل المثال يمر عبر المكثف إلى الشلال التالي.

في كثير من الأحيان في دوائر الترانزستورعلى الأقل في نطاق الصوت ، وتستخدم المكثفات كهربائيا كما العابرين. يتم اختيار القيم المقدرة للمكثفات بحيث تمر الإشارة المتضخمة دون كثير من التوهين.

الشكل 1

تمرير منخفض وعالية تمرير المرشحات

في بعض الأحيان يصبح من الضروري تخطي بعض الترددات وإضعاف مرور الآخرين. يتم تنفيذ هذه المهام باستخدام المرشحات التي يتم إنشاؤها على أساس دوائر RC.

هناك عوامل تصفية متعددة الارتباطات معقدة للغاية لها حتى أسماءها الخاصة: Chebyshev و Bessel و Butterworth ، وما إلى ذلك. جميعها لها ميزاتها المميزة وخصائصها ، وكقاعدة عامة ، العديد من الروابط. للتعويض عن الخسائر ، يتم إدخال عنصر نشط في هذه المرشحات - مرحلة الترانزستور أو مكبر للصوت التشغيلي. وتسمى هذه المرشحات النشطة.

يمكن إنشاء أبسط المرشحات السلبية من جزأين فقط - المقاوم و مكثف. يوضح الشكل 2 مخططًا لمرشح تمرير منخفض بسيط (مرشح تمرير منخفض). يمر هذا المرشح بحرية بترددات منخفضة ، وبدءًا من تردد القطع ، يخفف قليلاً إشارة الخرج.

الشكل 2. دائرة مرشح تمرير منخفض (LPF)

يتكون أبسط مرشح تمرير منخفض من جزأين - المقاوم ومكثف متصل في سلسلة. يتم توفير إشارة الدخل من المولد إلى دائرة RC التسلسلية ، وتتم إزالة الإخراج من المكثف C. في الترددات المنخفضة ، تكون سعة المكثف أكبر من مقاومة المقاوم Xc = 1/2 * π * f * C ، لذلك يحدث انخفاض كبير في الجهد عليه.

مع زيادة التردد ، تنخفض سعة المكثف ، وبالتالي يقل الجهد أو يقل الجهد فقط. من المفترض أن يتم ضبط المولد على أكثر من تردد ؛ يختلف تردده. وتسمى هذه المولدات مولدات تردد تتأرجح أو مولدات الاجتياح. يظهر استجابة التردد لأبسط مرشح تمرير منخفض في الشكل 3.

الشكل 3. استجابة التردد للمرشح تمرير منخفض

إذا قمت في الشكل 2 بتبديل المكثف والمقاوم ، فستحصل على مرشح تمرير عالي (HPF). تظهر دائرته في الشكل 4. وتتمثل المهمة الرئيسية للمرشح عالي التمرير في إضعاف الترددات الموجودة أسفل تردد القطع وتخطي الترددات أعلاه.

الشكل 4. عالية تمرير مرشح (HPF) الدائرة

في هذه الحالة ، يتم توفير إشارة الدخل للمكثف ، وتتم إزالة الإخراج من المقاوم. في الترددات المنخفضة ، تكون السعة كبيرة ، وبالتالي فإن انخفاض الجهد عبر المقاوم صغير.

من أجل الوضوح وسهولة الإدراك (يُعرف كل شيء في المقارنة) ، يمكنك استبدال المكثف عقلياً بمقاوم: بدلاً من المكثف ، اجعله 100K ، ومقاوم الخرج 10K. اتضح مجرد مقسم الجهد. في حالة وجود مكثف فقط ، يكون هذا المقسم معتمدًا على التردد. يظهر استجابة التردد لمثل هذا HPF البسيط في الشكل 5.

 

الشكل 5. استجابة التردد من HPF

في الترددات العالية ، تقل مقاومة المكثف ، على التوالي ، انخفاض الجهد عبر المقاوم ، كما أنه يزيد من الجهد الناتج من HPF.

إذا قارنت الشكلين 3 و 5 ، فمن السهل أن ترى أن حدة الانحدار في الأداء ليست شديدة الانحدار. وما الذي يمكن توقعه من أبسط هذه المخططات؟ لكن لديهم الحق في الحياة ، وتستخدم في كثير من الأحيان في الدوائر الإلكترونية.

كيفية تحريك المرحلة

يمكنك النظر إلى أي شيء من زوايا مختلفة ، ورؤيته في ضوء مختلف تمامًا. لذلك ، يمكن تطبيق دوائر RC التي تم فحصها للتو ليس كمرشحات تردد ، ولكن كعناصر تحويل الطور. إليك ما يحدث إذا تم تطبيق التيار المتردد على الدائرة الموضحة في الشكل 6؟

الشكل 6

وهذا ما يحدث. يتم توفير الجهد المدخلات إلى مكثف ، تتم إزالة الإخراج من المقاوم. المدخلات الحالية من خلال المكثف هي قبل جهد الدخل. لذلك ، فإن انخفاض الجهد عبر المقاوم ، وبشكل عام عند إخراج دائرة تحويل الطور ، يتقدم على المدخلات.

إذا تم تبادل المقاوم والمكثف ، كما هو مبين في الشكل 7 ، فإننا نحصل على الدائرة التي الجهد الكهربائي الناتج وراء المدخلات. حسنًا ، العكس تمامًا ، كما في المخطط السابق.

الشكل 7

تسمح سلاسل تحويل الطور هذه بتحول صغير بين إشارات الإدخال والإخراج ، وعادة لا تزيد عن 60 درجة. في الحالات التي يكون فيها التحول مطلوبًا على نطاق واسع ، يتم استخدام التضمين المتسلسل لعدة سلاسل.

الرقم 8. مرحلة التحول سلاسل

مثل هذا الإدراج للعديد من العناصر السلبية في وقت واحد يؤدي إلى توهين كبير لإشارة الدخل. لاستعادة المستوى الأولي ، مطلوب استخدام شلالات التضخيم.

في الممارسة الإذاعية للهواة ، تنشأ المواقف غالبًا عندما تكون هناك حاجة إلى مولد موجة جيبية بشكل مفاجئ ، ولا حتى قابل للضبط ، ولكن ببساطة على تردد واحد. ثم يتم التقاط مكواة لحام ، وبعض الأجزاء غير المرغوب فيها ، وسرعان ما تبدو الجيوب الأنفية في الايقاعات في الغرفة. من يسمع يعرف ما يدور حوله.

مولد موجة جيبية

يمكنك جمع كل شيء على الترانزستور واحد. في الواقع ، المولد عبارة عن مكبر للصوت على ترانزستور واحد ، مغطى بردود فعل إيجابية باستخدام سلاسل تحويل الطور. وأي ردود فعل إيجابية تؤدي إلى ظهور الجيل. وهذه الحالة ليست استثناء.

تتم إزالة إشارة الجيبية من مجمع الترانزستور ، ويفضل أن يكون ذلك من خلال مكثف العزلة. من الجيد حقًا ألا تندم على ترانزيستور آخر وتطلق إشارة الخرج من خلال متابع باعث.

Multisim مولد الترانزستور واحد

يظهر الرسم التخطيطي لمولد افتراضي في الشكل 9.

الشكل 9. رسم تخطيطي لمولد الترانزستور واحد في برنامج Multisim

كل شيء واضح وبسيط هنا: المولد نفسه مع البطارية و مرسمة الذبذبات. على الرغم من أنه يمكنك إضافة تعليق على هذا المخطط البسيط ، فجأة ، من سيتعهد بتكراره؟

عند تشغيل الدائرة لا يبدأ على الفور. أولاً ، تحدث عدة عمليات مسح فارغة على الذبذبات ، ثم تبدأ موجة جيبية منخفضة الجهد في الظهور ، تزداد تدريجياً إلى عدة فولتات. تظهر نتائج الدراسة في الشكل 10.

الشكل 10

الدارة الافتراضية ، بالطبع ، جيدة. ولكن إذا قرر شخص ما تجميع هذه الدائرة في المعدن ، حسنًا ، على الأقل اللوح لحام، يجب أن يكون التركيز على ضبط. في الواقع ، يتكون الإعداد بأكمله في التحديد الدقيق لمقاومة المقاوم R2 ، الذي يحدد نقطة تشغيل الترانزستور.

لتسريع عملية التوليف ، يمكنك توصيل مؤقت توليف من 100 ... 200 كيلوغرام بدلاً من ذلك. في الوقت نفسه ، لا تنس تشغيل المقاوم المحدد لحوالي 10 ... 20 KΩ في سلسلة معها.

كما الترانزستور ، KT315 المحلي أو ما شابه ذلك هو مناسب تماما. المكثفات هي أي سيراميك صغير الحجم. يمكن التحكم في تشغيل المولد باستخدام الذبذبات أو مضخم الصوت.

بوريس الأديشين