Penguat Voltan

Penguat voltan dalam bentuk paling mudah ialah sebarang litar yang mengeluarkan voltan yang lebih tinggi daripada voltan masukan. Apabila anda terpaksa bekerja dengan voltan yang ditetapkan, penguat ini biasanya digunakan untuk meningkatkan voltan dan dengan itu jumlah kuasa yang keluar dari litar. Ini berguna untuk membaca dan menyesuaikan isyarat kecil seperti meningkatkan isyarat audio sebelum menghantarnya dalam perjalanan ke pembesar suara. Penguat voltan adalah satu bentuk penguat pemancar biasa, yang bergantung pada transistor; penguatan voltan bergantung kepada nisbah perintang pada pemungut dan pemancar transistor ini.

Bahan berikut adalah untuk penguat dengan keuntungan sebanyak 10. Jika anda ingin meningkatkan atau mengurangkan faktor ini, rujuk kepada langkah 2.

Bahan

Untuk membina litar ini, anda memerlukan bahan yang disenaraikan di bawah. Nama instrumen tertentu yang digunakan dalam litar tertentu ini termasuk dalam kurungan.

- penjana fungsi (Generator BK Precision 4011A 5MHz)

- papan roti (Global Specialties Proto-Board PB-503)

- Bekalan kuasa DC (15V, termasuk dalam papan roti kami)

- transistor (Q1 2N3904)

- kapasitor - 100nF

- resistor - 56 kOhm, 5.6 kOhm, 6.8 kOhm, 680 Ohm

Jika anda menggunakan litar ini untuk tujuan praktikal, anda boleh menggunakan sebarang bekalan kuasa DC yang anda inginkan; ingatkan bahawa voltan keluaran anda tidak boleh lebih besar daripada voltan yang disediakan oleh bekalan kuasa DC ini. Oleh itu saya cadangkan bekalan kuasa dalam lingkungan 9 hingga 15V DC. Input sinus dari penjana fungsi hanya input yang anda ingin diperkuatkan.

Di samping itu, anda mungkin mahu sesuatu untuk membaca atau menggunakan voltan keluaran yang dihasilkan oleh litar ini, bergantung pada sebab anda ingin membina penguat voltan. Jika anda hanya ingin menyiasat litar, sebuah osiloskop boleh digunakan untuk membaca voltan keluaran.

Sekali lagi, litar ini mempunyai keuntungan voltan sebanyak 10. Bagi nilai-nilai yang berbeza keuntungan, perintang yang berbeza akan diperlukan (lihat langkah 2).

Langkah 1: Membina Litar

Imej pertama adalah skema litar; kanan bawah adalah pandangan papan roti; dan bahagian bawah adalah produk akhir kami.

Mari kita bercakap sedikit tentang litar sebelum anda mula membinanya. Jika kita benar-benar mengabaikan input sinus, kita dapat melihat bahawa masih ada litar lengkap dan oleh itu voltan pada output. Berdasarkan nisbah perintang yang digunakan di sini, voltan ini (dipanggil voltan tersenyum) mengira kira-kira separuh voltan input. Dengan voltan yang ada pada kuantiti yang banyak, masuk akal bahawa penambahan voltan input sinus ini, walaupun kecil, akan menghasilkan voltan keluaran yang jauh lebih besar. Oleh itu penguat!

Nota tentang kapasitor:
Dua perintang yang pertama adalah apa yang menetapkan voltan DC asas. Kapasitor bertindak untuk menyaring arus DC dari penjana fungsi, hanya meninggalkan gelombang sinus untuk memastikan voltan AC tidak mengganggu tegasan DC.

Oleh itu, mari mula membina perkara itu! Cara yang paling cekap dan bebas wayar untuk melakukan ini adalah untuk meninggalkan semua penyambung sehingga akhir. Bermula dengan transistor dan perintang, litar kelihatan cukup mudah supaya saya tidak akan cuba untuk membimbing anda melaluinya. Apabila pangkalan ini dilakukan, penjana fungsi (bahagian bawah kiri merah dan hitam) boleh dihubungkan dan kemudian output (yang ditunjukkan di sini sebagai wayar ungu yang disambungkan ke siasatan).

Sekiranya anda akan melihat keputusan pada osiloskop, saya cadangkan menggunakan output TTL dari penjana fungsi sebagai pencetus luaran untuk skop. Sekiranya anda sebenarnya akan menyambungnya pada suatu ketika, saya masih berdiri untuk menyemak kerja anda terlebih dahulu - anda tidak tahu apa yang boleh berlaku!

Langkah 2: Menghitung Keuntungan

Bahagian penting membina penguat voltan adalah mengetahui berapa banyak voltan anda akan dikuatkan oleh! Anda boleh menentukan keuntungan penguat voltan anda dengan memilih perintang yang sesuai (imej atas), dan osiloskop akan memberitahu anda berapa voltan anda sebenarnya dikuatkan (imej bawah).

Keuntungan penguat voltan ini hanyalah nisbah voltan pengumpul transistor (Vout) ke voltan asasnya (Vin). Nisbah ini bersamaan dengan negatif nisbah pengumpul dan penghantar resistor RC dan RE seperti Gain = Vout / Vin = - RC / RE. Dalam litar contoh kami (lihat gambar atas), nisbah kedua-dua rintangan ini ialah 6800 Ohms (merah) / 680 Ohms (biru) = 10, jadi penguat voltan kita mempunyai keuntungan sebanyak -10; Oleh itu, isyarat keluaran adalah produk untuk membalikkan isyarat masukan dan meningkatkan amplitudnya dengan faktor 10.

Untuk membina penguat voltan dengan keuntungan lain, pilih resistor RC dan RE supaya nisbahnya sama dengan keuntungan yang dikehendaki.

Faktor negatif dalam keuntungan menunjukkan bahawa isyarat input dan keluaran akan benar-benar keluar fasa dari satu sama lain. Satu lagi cara berfikir tentang tanda-tanda terbalik isyarat output adalah untuk membayangkan bahawa litar mengalihkan isyarat secara mendatar dengan pergeseran fasa pi radians, atau 180 darjah. Peralihan fasa / tandatangan ini boleh disahkan dengan melihat voltan input dan output pada paparan osiloskop. Dalam imej paparan oscilloscope di atas, Saluran 1 dan Saluran 2 membaca output dan isyarat input, masing-masing. Perhatikan bahawa kedua-dua isyarat dipaparkan dengan perbezaan skala, supaya isyarat output Saluran 1 diperkuat, walaupun ia kelihatan kira-kira saiz yang sama dengan isyarat input Saluran 2.

Langkah 3: Masalah Potensial

Salah satu masalah yang paling biasa di sekeliling transistor adalah terjadinya keratan. Dalam kes khusus ini, kliping akan berlaku apabila voltan di pangkalan lebih tinggi daripada itu pada pemungut; ini akan menyebabkan beberapa arus mengalir dari pangkalan kepada pemungut berbanding dengan pangkalan yang diinginkan ke tanah.

Arus akan mula dipasarkan pada keuntungan yang sangat rendah - yang sekitar 1 atau lebih. Untuk penerangan yang lebih terperinci tentang cara ini dikira, sama ada cuba sendiri atau lihat di bawah *. Untungnya, saya tidak fikir ini akan menjadi terlalu besar masalah bagi sesiapa kerana mengapa mengganggu penguat voltan yang tidak berfungsi untuk menguatkan voltan?

Masalah lain biasanya disebabkan oleh kesilapan dalam pendawaian. Juga, adalah penting untuk ambil perhatian bahawa walaupun nisbah perintang anda mungkin memberi isyarat kepada keuntungan yang dikehendaki dari jumlah tertentu, litar hampir tidak pernah sempurna, jadi akan ada beberapa variasi. Bagi keuntungan yang tinggi, keuntungan sebenar yang dilihat akan sedikit lebih kecil daripada nisbah, sedangkan untuk keuntungan yang lebih rendah, yang dilihat sebenarnya akan sedikit lebih besar daripada nisbah perintang.

* Lebih terperinci Penjelasan:
Melihat perintang 5.6k dan 56k sebagai pembahagi pembahagi voltan, kita boleh mengira bahawa voltan di pangkalan akan menjadi 1.36 volt secara purata. Keratan itu akan berlaku apabila pemungut adalah 0.6 volt lebih kecil daripada ini (merangkumi kejatuhan voltan ke atas diod). Ini ternyata kira-kira 0.8 volt. Oleh kerana voltan keluaran hanya keuntungan, litar akan mula mencatatkan keuntungan kecil di sekitar 0.8 atau kurang.

Langkah 4: Permohonan dan Komen Akhir

Penguat pemancar biasa boleh menjadi litar yang sangat berguna bukan sahaja kerana ia membalikkan dan menguatkan isyarat voltan tetapi juga kerana kapasitor pada inputnya membolehkan ia mengabaikan komponen pemalar isyarat masukan (mengimbangi DC) dan mengambil pengsan, rendah - Isyarat kekerapan (komponen AC bagi input).

Aplikasinya termasuk penggunaan dalam pembesar suara untuk menguatkan isyarat audio dan radio untuk menguatkan isyarat radio pengsan yang diambil oleh antena.

Nasib baik, dan nikmati penguat voltan anda! Bangunan gembira!