הוסבר על 10 מעגלי טרנזיסטור פשוט של Unijunction (UJT)

בפוסט הקודם למדנו באופן מקיף על איך עובד טרנזיסטור unijunction , בפוסט זה נדון בכמה מעגלי יישומים מעניינים באמצעות המכשיר המדהים הזה שנקרא UJT.

מעגלי היישומים לדוגמה המשתמשים ב- UJT המוסברים במאמר הם:

1. מחולל דופק
2. מחולל שיניים מסור
3. מולטיברטור פועל בחינם
4. מולטיברטור מונוסטבל
5. מתנד למטרות כלליות
6. מתנד קריסטל פשוט
7. משדר גלאי חוזק RF
8. מֶטרוֹנוֹם
9. פעמון לדלת כניסה
10. מנורת לד

1) מחולל דופק גל מרובע

התכנון הראשון שלהלן מדגים מעגל מחולל דופקים פשוט המורכב ממתנד UJT (כגון 2N2420, Q1) וסיליקון טרנזיסטור פלט דו קוטבי (כגון BC547, Q2).

מתח המוצא של ה- UJT, המתקבל על פני הנגד 47 אוהם R3, מחליף את הטרנזיסטור הדו-קוטבי בין כמה ספים: רוויה וניתוק, ויוצר פולסי פלט בעלי אופק.

בהתאם לזמן ההפעלה (t) של הדופק, צורת גל הפלט יכולה להיות לפעמים פולסים מלבניים צרים או (כפי שמצוין על גבי מסופי הפלט באיור 7-2) גל מרובע. המשרעת המרבית של אות הפלט יכולה להיות עד לרמת האספקה, כלומר +15 וולט.

התדר, או תדר הרכיבה, נקבע על ידי התאמת התנגדות סירוק 50 ק 'וערך הקבל של C1. כאשר ההתנגדות היא מקסימאלית עם R1 + R2 = 51.6 k ועם C1 = 0.5 µF, התדר f הוא = 47.2 הרץ, ואת זמן ההפסקה (t) = 21.2 ms.

כאשר הגדרת ההתנגדות היא מינימלית, ככל הנראה עם R1 בלבד ב 1.6 k התדר יהיה, f = 1522 הרץ, ו- t = 0.66 ms.

כדי לקבל טווחי תדרים נוספים, ניתן לשנות R1, R2 או C1 או כל אחד מהם ולחשב את התדירות באמצעות הנוסחה הבאה:

t = 0.821 (R1 + R2) C1

כאשר t נמצא בשניות, R1 ו- R2 באום, ו- Cl בפרדות, ו- f = 1 / t

המעגל עובד עם 20 mA בלבד ממקור 15 VDC, אם כי טווח זה יכול להיות שונה עבור UJTs ו- Bipolar שונים. ניתן לראות את צימוד הפלט dc באופן סכמטי, אך ניתן להגדיר צימוד AC על ידי הצבת קבלים C2 בתוך עופרת הפלט הגבוהה, כפי שמודגם באמצעות התמונה המקוונת.

הקיבול של יחידה זו חייב להיות בערך בין 0.1 µF ל- 1 µF, העוצמה היעילה ביותר עשויה להיות זו המביאה לעיוות מינימלי של צורת גל הפלט, כאשר הגנרטור מופעל באמצעות מערכת עומס אידיאלית ספציפית.

2) מחולל שיניים מסור מדויק

גנרטור בסיסי של מנסרות עם קוצים מחודדים הוא יתרון במספר אפליקציות העוסקות בתזמון, סנכרון, טאטא וכו '. UJTs מייצרים צורות גל מסוג זה באמצעות מעגלים פשוטים וזולים. התרשים שלהלן מציג את אחד המעגלים הללו שלמרות שאינו ציוד מדויק, יביא תוצאה ראויה במעבדות קטנות למחירים.

מעגל זה הוא בעיקר מתנד הרפיה, עם תפוקות המופקות מהפולט ושני הבסיסים. UNT 2N2646 מחובר למעגל המתנד האופייני ליחידות מסוג זה.

התדר, או קצב החזרה, נקבע מההגדרה של פוטנציומטר בקרת התדרים, R2. בכל פעם שהסיר הזה מוגדר לרמת ההתנגדות הגבוהה ביותר שלו, סכום התנגדות הסדרה עם קבל העיתוי C1 הופך לסך ההתנגדות לסיר ולהתנגדות המגבילה, R1 (כלומר, 54.6 k).

זה גורם לתדר של סביב 219 הרץ. אם R2 מוגדר לערכו המינימלי, ההתנגדות המתקבלת מייצגת למעשה את ערך הנגד R1, או 5.6 k, ומייצר תדר של סביב 2175 הרץ. מקשי תדר וספי כיוונון נוספים יכולים להיות מיושמים פשוט על ידי שינוי ערכי R1, R2, C1, או שהם עשויים להיות כל השלושה יחד.

ניתן לרכוש תפוקה ממוסמרת חיובית המגיעה מבסיס 1 של ה- UJT, ואילו תפוקה מחודדת שלילית דרך בסיס 2, וצורת גל חיובית של המסור דרך פולט ה- UJT.

למרות שצימוד פלט dc מתגלה באיור 7-3, ניתן לקבוע צימוד AC על ידי החלת קבלים C2, C3 ו- C4 במסופי הפלט, כפי שהודגם דרך האזור המקווקו.

הקיבולים הללו יהיו ככל הנראה בין 0.1 ל -10 µF, הערך שנקבע מבוסס על הקיבול הגבוה ביותר שעשוי להתמודד על ידי התקן עומס מוגדר מבלי לעוות את צורת גל הפלט. המעגל פועל באמצעות כ -1.4 מיליאמפר דרך אספקת המתח 9 וולט. כל אחד מהנגדים מדורג ב- 1/2 וואט.

3) Multivlbrator חופשי-רץ

מעגל UJT שהוכח בתרשים המוצג להלן דומה למעגלי מתנד הרפיה שהוסברו בכמה קטעים קודמים, מלבד זאת שנבחרו קבועי RC שלו לספק פלט גל מרובע כמעט כמו של טרנזיסטור סטנדרטי. מולטיברטור מדהים .

טרנזיסטור unNunction מסוג 2N2646 עובד יפה בתוך ההגדרה המצוינת הזו. יש בעצם שני אותות פלט: דופק שלילי בבסיס UJT 2, ודופק חיובי בבסיס 1.

המשרעת המרבית במעגל הפתוח של כל אחד מאותות אלה היא סביב 0.56 וולט, אולם זה יכול לסטות מעט בהתאם ל- UJT ספציפי. יש לסובב את סיר 10 k, R2, לרכישת צורת גל יציאה מושלמת או אופקית.

בקרת סיר זו משפיעה בנוסף על טווח התדרים או על מחזור החובה. עם העוצמות המוצגות כאן עבור R1, R2 ו- C1, התדר הוא סביב 5 קילוהרץ לשיא שטוח. עבור טווחי תדרים אחרים, ייתכן שתרצה להתאים את ערכי R1 או C1 בהתאם, ולהשתמש בנוסחה הבאה לצורך החישובים:

f = 1 / 0.821 RC

כאשר f הוא בהרץ, R באום, ו- C בפרדות. המעגל צורך כ -2 mA ממקור החשמל 6 וולט. כל הנגדים הקבועים ניתנים לדירוג של 1/2 וואט.

4) מולטיברטור חד-מקומי

בהתייחס למעגל הבא, אנו מוצאים תצורה של a זריקה אחת או מולטיברטור מונוסטבל . ניתן לראות טרנזיסטור של מספר 2N2420 unununction ו BJT סיליקון 2N2712 (או BC547) יחד כדי ליצור דופק פלט משרעת בודד וקבוע לכל מפעילה אחת במסוף הכניסה של המעגל.

בתכנון מסוים זה, הקבל C1 נטען על ידי מחלק המתח שנקבע על ידי R2, R3, והתנגדות הבסיס לפולט של הטרנזיסטור Q2, מה שגורם לצד Q2 שלילי ולצד Q1 שלו חיובי.

מחלק התנגדות זה מספק בנוסף לפולט Q1 מתח חיובי שהוא מעט קטן יותר ממתח השיא של ה- 2N2420 (עיין בנקודה 2 בתרשים).

בהתחלה, Q2 נמצא במצב מופעל מה שגורם לירידה במתח על פני הנגד R4, תוך הפחתת המתח במסופי היציאה בצורה דרסטית ל 0. כאשר ניתן דופק שלילי של 20 וולט על גבי מסופי הכניסה, Q1 'יורה', וגורם ל ירידה מיידית של מתח לאפס בצד הפולט של C1, מה שמציב את בסיס Q2 השלילי. בשל כך Q1 מנותק ומתח אספן Q1 עולה במהירות ל -20 וולט (שימו לב לדופק המצוין על גבי מסופי המוצא בתרשים).

המתח ממשיך להיות סביב רמה זו במשך מרווח t, שווה ערך לזמן הפריקה של הקבל C1 דרך הנגד R3. לאחר מכן היציאה צונחת חזרה לאפס והמעגל עובר למצב של מצב עד להחלת הדופק הבא.

מרווח הזמן t, ובהתאם לרוחב הדופק (זמן) של דופק המוצא, מסתמכים על התאמת בקרת רוחב הדופק עם R3. בהתאם לערכים המצוינים של R3 ו- C1, טווח מרווחי הזמן יכול להיות בין 2 µs ל- 0.1 ms.

נניח ש- R3 מקיף את טווח ההתנגדות שבין 100 ל 5000 אוהם. ניתן לתקן טווחי עיכוב נוספים על ידי שינוי הולם של הערכים C1, R3 או שניהם, ובאמצעות הנוסחה: t = R3C1 כאשר t נמצא בשניות, R3 באום, ו- C1 בפרדות.

המעגל פועל באמצעות כ- 11 מיליאמפר דרך אספקת DC 22.5 וולט. עם זאת זה עשוי להשתנות במידה מסוימת, תלוי בסוגי UJT ו- Bipolar. כל הנגדים הקבועים הם 1/2 וואט.

5) מתנד הרפיה

מתנד הרפיה פשוט מציע יישומים רבים המוכרים באופן נרחב על ידי מרבית חובבי האלקטרוניקה. הטרנזיסטור unununction הוא מרכיב פעיל קשוח ואמין להפליא החלים בסוג זה של מתנדים. התרשים שלהלן מציג את מעגל מתנד הרפיה UJT הבסיסי, העובד עם מכשיר UJT מסוג 2N2646.

הפלט הוא למעשה גל שיניים מסור מעוקל המורכב משרעת שיא המתאימה בערך למתח האספקה ​​(כלומר 22.5 וולט כאן). בתכנון זה, זרם העובר דרך מקור הדו-סקי דרך הנגד R1 מטעין את הקבל C1. הבדל פוטנציאלי ב- VEE כתוצאה מצטבר בהתמדה על פני C1.

ברגע שהפוטנציאל הזה מגיע למתח השיא של ה- 2N2646 (ראה נקודה 2 באיור 7-1 B), UJT נדלק ו'יורה '. זה מיד משחרר את הקבל, ומכבה את ה- UJT שוב. זה גורם לקבל להתחיל את תהליך הטעינה שוב, והמחזור פשוט חוזר על עצמו.

בשל טעינה ופריקה זו של הקבל UJT מופעל ומכבה בתדר שנקבע באמצעות הערכים R1 ו- C1 (עם הערכים המצוינים בתרשים, התדר הוא סביב f = 312 הרץ). כדי להשיג תדר אחר כלשהו, ​​השתמש בנוסחה: f = 1 / (0.821 R1 C1)

כאשר f הוא בהרץ, R1 באום, ו- C1 בפרדות. א פוטנציומטר עם התנגדות מתאימה ניתן להשתמש במקום הנגד הקבוע, R1. זה יאפשר למשתמש להשיג פלט תדרים מתכוונן ברציפות.

כל הנגדים הם 1/2 וואט. הקבלים C1 ו- C2 עשויים להיות מדורגים ב -10 וולט או 16 וולט, עדיף טנטלום. המעגל צורך כ 6 מילי-אמפר מתחום האספקה ​​המצוין.

6) מחולל תדרים נקודתי

התצורה הבאה מציינת 100 קילוהרץ מתנד קריסטל מעגל אשר יכול לשמש בכל שיטה סטנדרטית כמו תדר סטנדרטי חלופי או מחולל תדרים ספוטיים.

תכנון זה מייצר גל פלט מעוות שיכול להתאים מאוד בתקן תדרים, כך שתוכלו להבטיח הרמוניות מוצקות טעונות בספקטרום ה- rf.

העבודה המשותפת של הטרנזיסטור לא-צומת ומחולל ההרמוניה של דיודה 1N914 מייצרת את צורת הגל המעוותת המיועדת. במערך זה, קבלים משתנים זעירים של 100 pF, C1, מאפשרים לכוונן מעט את תדר הקריסטל של 100 קילו-הרץ, כדי לספק הרמוניה מוגברת, למשל 5 מגה-הרץ, לאפס פעימות עם אות תדרים סטנדרטי של WWV / WWVH. .

אות הפלט מופק מעל חנק ה- rf 1 mH (RFC1) שאמור להיות בעל התנגדות DC נמוכה יותר. אות זה ניתן לדיודה 1N914 (D1) המוטה באמצעות DC באמצעות R3 ו- R4 כדי להשיג חלק מרבי שאינו ליניארי במאפיין ההולכה הקדמי שלה, כדי לעוות בנוסף את צורת גל הפלט מה- UJT.

תוך שימוש במתנד זה, סיר הצורה הגל המשתנה, R3, קבוע להשגת השידור החזק ביותר עם ההרמוניה המוצעת של 100 קילוהרץ. הנגד R3 פועל פשוט כמו מגביל זרם כדי לעצור את היישום הישיר של הספק 9 וולט על פני הדיודה.

המתנד צורך כ -2.5 מיליאמפר מאספקת 9 וולט, אך זה יכול להשתנות יחסית בהתאם ל- UJT ספציפי. הקבל C1 צריך להיות סוג אוויר גמד ושאר הקבלים הם נציץ או נציץ כסוף. כל הנגדים הקבועים מדורגים ב -1 וואט.

7) גלאי RF משדר

ה גלאי RF ניתן להפעיל את המעגל המוצג בתרשים הבא ישירות מגלי RF של משדר הנמדד. הוא מספק תדר סאונד מכוון משתנה לאוזניות בעלות עכבה גבוהה. רמת הצליל של פלט הקול הזה נקבעת על ידי האנרגיה של ה- RF, אך יכולה להספיק רק עם משדרים בעלי הספק נמוך.

אות הפלט נדגם דרך סליל האיסוף L1 rf, המורכב מ -2 או 3 סלילה של חוט חיבור מבודד המותאם היטב לסליל מיכל הפלט של המשדר. מתח ה- rf מומר ל DC באמצעות מעגל דיודות שאנט, המורכב מקבל חסימה C1, דיודה D1 ונגד הפילטר R1. ה- DC המתוקן המתקבל מנוצל להחלפת טרנזיסטור unununction במעגל מתנד הרפיה. הפלט מתנד זה מוזרם לאוזניות בעלות עכבה גבוהה מחוברת באמצעות קבל צימוד C3 ושקע הפלט J1.

ניתן לשנות את צליל האות שנאסף באוזניות בטווח הגון דרך הסיר R2. תדירות הטון תהיה איפשהו סביב 162 הרץ כאשר R2 מותאם ל 15 k. לחלופין, התדר יהיה בערך 2436 הרץ כאשר R2 מוגדר ל- 1 k.

ניתן לתפעל את רמת השמע על ידי סיבוב L1 קרוב יותר לרשת מיכלי LC המשדרים או בדרך כלל, סביר להניח שזוהה נקודה המספקת נפח סביר לשימוש הבסיסי ביותר.

ניתן לבנות את המעגל בתוך מיכל מתכתי קומפקטי, מוארק. בדרך כלל, זה יכול להיות ממוקם במרחק בינוני מהמשדר, כאשר נעשה שימוש בזוג איכותי מעוות או בכבל קואקסיאלי גמיש וכאשר L1 מחובר למסוף התחתון של סליל הטנק.

כל הנגדים הקבועים מדורגים 1/2 וואט. קבלים C1 חייבים להיות מדורגים כדי לסבול את מתח הדו-ממדי הגבוה ביותר שניתן היה לחוות בשוגג במעגל C2 ו- C3, לעומת זאת, יכול להיות כל התקני מתח נמוך מעשיים.

8) מעגל מטרונום

המערך המופיע להלן מציג מטרונום אלקטרוני לחלוטין המשתמש בטרנזיסטור unNunction 2N2646. מטרונום הוא מכשיר קטן מאוד שימושי עבור אמני מוסיקה רבים ואחרים המחפשים תווים נשמעים באופן שווה במהלך הלחנה או שירה.

נהג ברמקול בגודל 21/2 אינץ ', המעגל הזה מגיע עם צליל הגון ונפח גבוה, כמו פופ. המטרונום יכול להיווצר די קומפקטי, הרמקולים ויציאות האודיו של הסוללה הם רק האלמנטים הגדולים ביותר שלו, ומכיוון שהוא מופעל על ידי סוללה ולכן הוא נייד לחלוטין.

המעגל הוא למעשה מתנד הרפיית תדרים מתכוונן אשר מותאם דרך שנאי לרמקול 4 אוהם. ניתן לשנות את קצב פעימות בין בערך 1 לשנייה (60 לדקה) לסביבות 10 לשנייה (600 לדקה) באמצעות סיר קוטר של 10 k, R2.

ניתן לשנות את רמת פלט הצליל באמצעות סיר 1 k, 5 וואט, חוטי תיל, R4. שנאי הפלט T1 הוא למעשה יחידת 125: 3.2 אוהם קטנה. המעגל מושך 4 mA עבור קצב פעימות מינימלי של המטרונום ו -7 mA במהלך קצב הפעימות המהיר ביותר, אם כי זה יכול להשתנות בהתאם ל- UJT ספציפי. סוללת 24 וולט תציע שירות מעולה עם ניקוז זרם מופחת זה. הקבל האלקטרוליטי C1 מדורג ב 50 V. הנגדים R1 ו- R3 הם 1/2 וואט, והפוטנציומטרים R2 ו- R4 הם סוגים נמתחים.

9) מערכת איתות מבוססת טון

תרשים המעגל המוצג להלן מאפשר חילוץ אות שמע עצמאי מכל אחד מהערוצים המצוינים. ערוצים אלה עשויים לכלול דלתות ייחודיות בתוך מבנה, שולחנות שונים במקום עבודה, חדרים שונים בבית, או כל איזור אחר בו ניתן לעבוד עם לחצנים.

ניתן לזהות את המיקום שעשוי לסמן את האודיו על ידי תדר הטון הספציפי שלו. אבל זה עשוי להיות אפשרי רק כאשר משתמשים במספר ערוצים נמוך יותר ושתדרי הטון מרוחקים באופן משמעותי (למשל, 400 הרץ ו -1000 הרץ) כך שניתן יהיה להבחין בהם בקלות על ידי האוזן שלנו.

המעגל מבוסס שוב על תפיסת מתנד הרפיה פשוטה, תוך שימוש בטרנזיסטור unijunction מסוג 2N2646 ליצירת תו השמע ולהסעת רמקול. תדר הטון מוגדר באמצעות קבלים C1 ואחד מהסירים התפתלים 10 k (R1 עד Rn). ברגע שהפוטנציומטר מוגדר ל- 10k אוהם, התדר הוא סביב 259 הרץ כאשר הסיר מוגדר ל- 1k, התדר הוא בערך 2591 הרץ.

המתנד מחובר לרמקול באמצעות שנאי פלט T1, יחידה זעירה של 125: 3.2 אוהם עם ברז מרכז צדדי ראשי ללא חיבור. המעגל עובד איפשהו בסביבות 9 מיליאמפר מאספקת 15 וולט.

10) נורית LED

פלאש LED פשוט מאוד או מהבהב LED יכול להיבנות באמצעות מעגל מתנד הרפיה רגיל מבוסס UJT כמוצג להלן.

העבודה של פלאש לד הוא מאוד בסיסי. קצב המהבהב נקבע על ידי אלמנטים R1, C2. כאשר מפעילים חשמל, הקבל C2 מתחיל לטעון באטיות דרך הנגד R1.

ברגע שרמת המתח על פני הקבל חורגת מסף הירי של ה- UJT, הוא יורה ומדליק את ה- LED בצורה בהירה. הקבל C2 מתחיל כעת להתפרק דרך ה- LED, עד שהפוטנציאל על פני Cr יורד מתחת לסף ההחזקה של ה- UJT, המכבה, ומכבה את ה- LED. מחזור זה ממשיך לחזור, מה שגורם לנורית להבהב לסירוגין.

רמת בהירות LED נקבעת על ידי R2, אשר ניתן לחשב את הערך שלה באמצעות הנוסחה הבאה:

R2 = אספקת V - זרם קדימה V / LED

12 - 3.3 / .02 = 435 אוהם, לכן נראה כי 470 אוהם הם הערך הנכון לתכנון המוצע.