• (Обучение бесплатно)
  • Приглашаем учащихся 5-11кл попробовать свои силы на занятиях объединения "Радиотехническое конструирование"
  •  (Обучение бесплатно)
  • Запись проводится с 9-00 до 17-00 по адресу г. Комсомольск-на-Амуре МОУ ДО ЦЮТ
  •    ул Краснофлотская, д 22, корп 2. Телефон: (4217) 54-79-88
  •    Начало занятий - сентябрь 2016 г.
  •    *Если не успели записаться.
  •    Приходите,ждем!!!*
                           










                                               


  • I






      
           

Научно-популярный образовательный ресурс для юных и начинающих радиолюбителей - Popular science educational resource for young and novice hams

Основы электричества, учебные материалы и опыт профессионалов - Basics of electricity, educational materials and professional experience

КОНКУРС
language
 
Поиск junradio

Радиодетали
Искать на DESSY.RU
Сервисы

Широкий выбор недорогих и качественных товаров
 
Выгодный обмен
электронных валют

Интересно
Немного подработать
Есть свободное время?
Можешь немного подработать.
Загрузка...
Друзья JR



JUNIOR RADIO




Купить радиодетали для ремонта


Библиотека 7



Визуальные java-апплеты Поля Фальстада (Paul Falstad)
Прекрасно иллюстрируют электрические процессы.
Опубликованы в flv, только для ознакомления

Выделенные светло-синиим цветом элементы являются активными.
С них снимаются основные электрические характеристики
(осциллограммы, графики,и.т.д) показанные внизу апплета.

 



Двухполупериодный выпрямитель. Нижний левый ОУ пытается сохранить свой - вход с тем же напряжением, как и + вход (который находится на земле). Когда входной сигнал будет отрицательным, то выход операционного усилителя положительный, сохраняет - вход на землю. 500 Ом резистор не имеет никакого тока, протекающего через него, потому что оба вывода на земле. Второй ОУ и два 1k резистора выступают в качестве инвертирующего усилителя единичного усиления, чтобы сделать выход равным входу (только положительному).Когда входной сигнал положительный, оба ОУ пытаются сохранить их - вход на землю. Для этого, все четыре резистора слева должны организовать падение напряжения, равное входному сигналу. 500 Ом резистор должен иметь в два раза больше тока, протекающего через него.Выходное напряжение всегда положительное, но имеет ту же величину, как и входное напряжение.

 



Пиковый детектор. Схема выдает пиковое напряжение на входе.Конденсатор хранит текущее пиковое напряжение. Если входное напряжение больше, выходной ОУ будет положительным, пока конденсатор не заряжается до нового максимального значения. Если входное напряжение меньше, диод дает возможность конденсатору разряжается. Второй ОУ действует в качестве буфера.

 



Интегратор (инвертирующий). Схема вычисляет интеграл от входа, что означает, что изменения выходного напряжения происходит со скоростью, пропорциональной входному напряжению (но в противоположном направлении).ОУ пытается сохранить свой - вход с тем же напряжением, как и + вход (который находится на земле). Это нужно чтобы убрать некоторое количество тока пропорционального входному напряжению (V / 1000 Ом). Ток проходит через конденсатор, чье напряжение пропорционально интегралу от тока через него.

 



Дифференциатор (инвертирующий). Схема вычисляет производную входа, это означает, что выходное напряжение пропорционально (отрицательной) скорости изменения входного напряжения. Напряжение на конденсаторе пропорционально заряду, хранящегося в нем (интеграл тока).ОУ пытается сохранить свой - вход с тем же напряжением, как и + вход (который находится на земле), так падение напряжения на конденсаторе всегда должно быть равно входному напряжению. Это нужно, чтобы иметь отрицательное напряжение, когда входное напряжение повышается, и положительное напряжение, когда входное напряжение падает. Если входное напряжение меняется слишком быстро, ОУ срежет его верхний или нижний предел.

 



Схема триггера Шмитта. Он измеряет вход, чтобы сравнить, выше или ниже определенного порога.Заметим, что порог понижается, когда входной поднимается выше него, и наоборот.Два 10k резистора образуют делитель напряжения, которые помещают пороговое напряжение (+ вход ОУ) при 5 В. Но выход операционного усилителя также соединен с входом порогового через резистор 100k. Что позволяет поднимать или опускать порог немного в зависимости от выхода ОУ.

 



Генератор релаксационных колебаний, который генерирует меандр. Допустим + вход ОУ немного выше чем -. ОУ значительно усиливает эту разницу, в результате чего его вывод имеет положительное напряжение (15 V в данном случае). Два 100k резистора выступают в качестве делителя напряжения, которые уменьшают + вход на половину выходного напряжения, или 7,5 В. - вход на землю, ниже, чем + вход, так что выход ОУ остается на уровне 15 В.Ток течет от выхода ОУ на землю через конденсатор, заряжая его. Как только он заряжает немного больше, чем 7,5 В, - вход в выше, чем +, и поэтому выход переворачивается до -15 В. Дает + вход при -7,5 В.Теперь ток течет в другом направлении, конденсатор разряжается и меняет свою полярность, пока он не достигнет -7,5 В. Затем цикл повторяется.

 



Генератор треугольной волны. Вторая половина цепи инвертирующего интегратора. Допустим + вход ОУ немного выше чем -. ОУ значительно усиливает эту разницу, в результате чего его вывод имеет положительное напряжение питания операционного усилителя (15 V в данном случае). С этим положительным входом, выход интегратора падает с постоянной скоростью. 10К и 4k резисторы выступают в качестве делителей напряжения, которые устанавливают первый ОУ в + вход. Когда этот вход достигает земли, то выход первого ОУ переключает полярность, и интегратор переключает направление, образуя вторую половину треугольника. Когда первый ОУ меняет полярность снова, начинается новый цикл.

 



Пилообразный волновой генератор. В основном та же схема, как и генератор треугольной волны, за исключением того, что резистор последовательно соединенный с конденсатором был заменен двумя резисторами. Для первой половины цикла, конденсатор заряжается через резистор 40k. Для другой половины, он быстро разряжается через резистор 5k.

 



Генератор синусоиды. Схема генерирует синусоиду и косинусоиду волны. Она сочетает в себе два интегратора. Так как интеграл от синуса является отрицательным, то интеграл от косинуса является необходимым, чтобы генерировать обе волны путем подачи выхода каждого интегратора на вход другого.

 



Генератор управляемый напряжением, частота которого определяется напряжением управления. 10 Гц пилообразной генератор обеспечивает управляющее напряжение что вызывает медленное поднятие частоты, пока она не достигнет максимума, а затем падает обратно до начального значения.Первый ОУ является интегратором. Делитель напряжения устанавливает + вход на половину управляющего напряжения. ОУ пытается сохранить свой - вход с тем же напряжением. Для этого установлен резистор 100k, который дает падение напряжения составляющее половину питающего напряжения.Когда МОП-транзистор включен, через 100k проходит ток. Поскольку 49.9k резистор половина сопротивления 100k (половина сопротивления), он должен иметь в два раза больше тока, протекающего через него. Дополнительный ток идет от конденсатора, зарядки, поэтому первый ОУ должен давать неуклонный рост выходного напряжения источника тока.Когда МОП-транзистор выключен, ток от 100k проходит через конденсатор, выходное напряжение неуклонно падает.Второй ОУ триггер Шмитта. Он принимает треугольную волну в качестве входных данных. Когда входное напряжение превышает порог 3,33 В, он выводит 5 В и пороговое напряжение падает до 1,67 В. При входном напряжении 0В порог движется обратно.тем подачи выхода каждого интегратора на вход другого.

 



Генератор фазового сдвига. Набор из трех конденсаторов и двух резисторов образуют фильтр, который сдвигает свой частоту колебаний на 180 градусов. Выход этого фильтра идет в инвертирующий усилитель, а выход усилителя возвращается в фильтр, обеспечивая положительную обратную связь на частоте колебаний.

 



Преобразователь полного сопротивления. Схема слева преобразует полное сопротивление в отрицательное. Так, например, вместо закона Ома (E = IR), это сопротивление подчинятется правилу E = -IR.Схема справа показывает положительное сопротивление (150 Ом) для сравнения. ОУ пытается сохранить свой - вход с тем же напряжением, как и + вход, который соединен с входным сигналом.С + входа с тем же напряжением, как и - вход, ток и падение напряжения через 100 Ом должен быть такой же, как нижний. В результате, когда входное напряжение является положительным, ток течет на вход, а не из него. Входной ток такой же, как ток через сопротивления, но в противоположном направлении.

 



Гиратор. Замыкание на вершине использует гиратор для имитации индуктивности. Индуктивность может быть громоздкой, тяжелой, и дорогой, поэтому часто заменяют их более дешевыми компонентами. Смоделируем схему показанную внизу. Конденсатор пропускает высокие частоты (и внезапные изменения), вызывающие +, на входе ОУ, чтобы быть ближе к входному сигналу. Из-за большого 20K резистора, нет большого тока через конденсатор. Хотя ОУ держит - вход на том же уровне что и +, в результате чего меньший ток проходит через резистор 1k, поскольку напряжение почти идентично как на входе. Операционный усилитель удерживает - вход на том же уровне что и +, вызывая больший ток проходящий через резистор 1k к земле (он проводит низкие частоты, как катушка индуктивности).

 



Емкостный множитель. Схема вверху использует операционный усилитель и небольшой конденсатор для имитации конденсатора гораздо большей емкости. Она имитирует схему снизу;Резистор R2 имеет те же размеры, но конденсатор С1 в 100 раз меньше, чем C2. Ток течет от источника входного сигнала через R1 на конденсатор С1. Так R1 в 100 раз больше, чем R2, то есть 1/100-я тока через него идет в конденсатор. Для заданного входного напряжения, скорость изменения напряжения в С1 такое же как в С2.Таким образом, напряжения на двух конденсаторов одинаковы, но токи нет.ОУ вызывает - вход, который имеет то же напряжение, которое подается через С1. Это означает, R2 имеет то же напряжение как R3, и поэтому тот же ток.

 



Источник тока Хоулэнда. Ток через нагрузку будет одинаковым, независимо от положения переключателя. ОУ пытается сохранить напряжение на обоих выводах, так V- = V +. V2 = V4. С I1 = I2 и R1 = R2, V1 = V2 = V4. V- = V + = V1 - 5V I3 = V + / R3 = (V1 - 5V) / R3. I4 = I3 + Iload. I4 = V4 / R4 = V1 / R3. V1 / R3 = (V1 - 5V) / R3 + Iload Iload = 5V / R3 = 1,67 мА

 



Преобразователь "Ток- Напряжение". Схема преобразует входной ток в пропорциональную величину напряжения. Ток течет через резистор 1k. Операционный усилитель выводит напряжение, равное падению напряжения на резисторе для того, чтобы гарантировать, что - вывод на земле, что означает, что выходное напряжение пропорционально напряжению резисторе (и, следовательно, к входу тока).

 



Регулятор Напряжения. Схема принимает переменное напряжение на входе и выдает на выходе стабильное напряжение, независимо от тока, требуемого нагрузкой.Стабилитрон обеспечивает опорное напряжение, сохраняя + вход ОУ 6В с землей. Делитель напряжения гарантирует, что выходное напряжение в 2 раза больше входного напряжения, или 12В.

 



Простая модель MOSFET транзистора N-типа. Исток находится на земле, а напряжением затвора и стока можно управляются. В основном ток не течет, если напряжение на затворе ниже порогового напряжения (1,5 В). Когда вы поднимаете его выше, ток начинает течь. Когда напряжение затвора и стока являются достаточно высокими, МОП-транзистор находится в режиме насыщения, и ток постоянен, независимо от напряжения стока. Если вы опустите напряжения стока достаточно по отношению к затвору, то транзистор находится в линейном режиме.

 



Простая модель MOSFET транзистора р-типа. В основном ток не течет, если напряжение затвора не ниже, чем напряжение истока по меньшей мере 1,5 В. (Порог = -1,5). Когда напряжение затвора и стока является достаточно низким, МОП-транзистор находится в режиме насыщения, и ток постоянен, независимо от напряжения стока. Если поднять напряжение стока относительно затвора, то транзистор находится в линейном режиме, и ток будет примерно к линейной разности напряжений на ветке исток-сток.

 



Простая схема переключателя с помощью MOSFET. Когда переключатель замкнут, напряжение на затворе достаточно высоко по отношению к истоку, по которому может протекать ток. Затвор не проводит ток, но может управлять потоком тока через исток и сток.

 



Буферная схема усилителя с использованием MOSFET.Выход равен просто входному минусу. Преимущество этой схемы в том, что МОП-транзистор может обеспечить ток и коэффициент усиления мощности;MOSFET не проводит ток от входа. Это обеспечивает низкое выходное сопротивление в любой цепи с использованием выходного повторителя, что означает, что выход не упадет под нагрузкой. Его выходной импеданс не столь низкий, как у эмиттерного повторителя с использованием биполярного транзистора ( можно проверить путем подключения резистора с выхода до -15), входной импеданс является бесконечным.

 



Ролик показывает источник тока, устройство, которое поглощает постоянное количество тока (22.5mA в данном случае), независимо от положения переключателя.МОП-транзистор находится в режиме насыщения, так что ток через него определяется напряжения затвор-исток, которое является постоянным.

 



Схема использует источник тока для генерирования сброса напряжения, когда переключатель замкнут.

 



Токовое зеркало, устройство, которое использует ток в одной половине цепи, чтобы контролировать протекание тока в другой половине.Ток одинаков в обеих половинах. Переключатель слева изменяет текущий поток в левой половине, который отражается в правой половине. Переключатель на правой вызывает сопротивление, чтобы обойти, но токовое зеркало обеспечивает протекание не изменяющегося тока. Если MOSFET находится в режиме насыщения, его ток определяется только напряжением затвор-исток.Левый MOSFET имеет затвор и сток связаные вместе, так напряжение стока определяет ток. Правый МОП имеет то же напряжение затвор-исток, так что ток должен быть таким же, пока он находится в режиме насыщения.

 



Усилитель с общим истоком, который усиливает входное напряжение в 30 раз.Усиление определяется от точки смещения в цепи; здесь он в среднем около 9 мА / V. Это означает, что изменение напряжения на затворе приводит к изменению тока стока, что в 9 раз изменяет мА / напряжение на затворе. Ток стока проходит через 4k Ом. Конденсатор подключен к источнику и должен действовать как короткое замыкание на частоте входного сигнала, так что резисторы могут быть проигнорированы. Изменение входа 50 мВ приводит к изменению напряжения стока в 9 мА / * 50 мВ * 4000 Ом, или около 1,8 В. Что дает обозначенное усиления на выходе 36. На рисунке меньше, потому что крутизна изменений происходит во входном цикле (усилитель не совсем линейный), мы игнорируем выходной резистор, и конденсаторе источника.

 



Инвертор CMOS (КМОП).Это преобразователь КМОП, логический элемент, который преобразует входной сигнал высокого уровня до низкого и низкого до высокого.

 



Инвертор КМОП (мощность / емкость). Более реалистичная модель инвертора, с паразитной емкостью между истоком / стоком и затвором. Зарядка емкости требует ток, когда затвор изменяет состояние. Это занимает время и потребляет мощность.

 



Инвертор КМОП (замедленный переход).Преобразователь с фильтром на входе, изменяет состояние более медленно. Всплеск тока идет через инвертор, когда вход находится в переходном состоянии, в результате чего затвор изменяет состояние.

 



Затвор действует как переключатель. Когда входной переключатель имеет высокий уровень, 40 Гц сигнал может проходить через вентиль передачи. Когда входной переключатель низкий, вентиль действует как разомкнутая цепь.

 



КМОП мультиплексор. Схема использует два вентиля, чтобы сформировать мультиплексор. Соединяет один из двух входов на выход, в зависимости от выбора входа.

 



Выборка и удерживание (хранение). Когда входной является высоким, выход такой же, как и вход. Когда входная выборка мала, выход остается постоянным.

 



В этом примере используется два инвертора КМОП и фильтр нижних частот, чтобы сформировать задержки буфера. Изменения появляется на выходе, задержка около 10 микросекунд.

 



Этот пример использует четыре КМОП инвертора (два буфера) и фильтр высоких частот, чтобы сформировать ведущий детектор края. Когда вход вносит позитивный переход, выход переходит в высокое состояние кратковременно и затем возвращается к низкому.

 



Переключаемый Фильтр. Пример использует мультиплексор, чтобы создать фильтр с выбираемой частотой среза.Вход в левом нижнем углу управляет отсечкой.

 



Инвертор напряжения. Этот пример использует четыре аналоговых переключателя (затвора), чтобы инвертировать входное напряжение. Когда уровень высок, входное напряжение заряжает конденсатор. Когда низок, напряжение на этом конденсаторе используется для зарядки другого конденсатора, в результате чего выходное напряжение близко к отрицательному входному напряжению.

 



Инвертор усилитель.Ролик показывает, как преобразователь КМОП может быть использован в качестве усилителя.Инвертор имеет большой (отрицательный) выход при его входе до 2,5 В. С выхода, подключенного к входу, эта схема усиливает свой входной сигнал в 150х.

 



Инвертор генератор. Этот пример показывает, как два инвертора КМОП могут служить в качестве генератора, используя обратную связь.

 



Операция И-НЕ Мнемоническое правило для И-НЕ с любым количеством входов звучит так: На выходе будет: «1» тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует «0», «0» тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «1»

 



Элемент "НЕ-ИЛИ". Мнемоническое правило для ИЛИ-НЕ с любым количеством входов звучит так: На выходе будет: «1» тогда и только тогда, когда на всех входах действуют «0», «0» тогда и только тогда, когда хотя бы на одном входе действует «1»

 



"Исключающее ИЛИ". Мнемоническое правило для суммы по модулю 2 с любым количеством входов звучит так: На выходе будет: «1» тогда и только тогда, когда на входе действует нечётное количество , «0» тогда и только тогда, когда на входе действует чётное количество Словесное описание: "истина на выходе - только при истине на входе1, либо только при истине на входе 2".

 



Триггер (триггерная система) — класс электронных устройств, обладающих способностью длительно находиться в одном из двух устойчивых состояний и чередовать их под воздействием внешних сигналов. Каждое состояние триггера легко распознаётся по значению выходного напряжения.

 



D-триггером называется триггер с одним информационным входом, работающий так, что сигнал на выходе после переключения равен сигналу на входе D до переключения, т. е. Qn+1=Dn Основное назначение D-триггеров - задержка сигнала, поданного на вход D. Он имеет информационный вход D (вход данных) и вход синхронизации С. Вход синхронизации С может быть статическим (потенциальным) и динамическим. У триггеров со статическим входом С информация записывается в течение времени, при котором уровень сигнала C=1. В триггерах с динамическим входом С информация записывается только в течение перепада напряжения на входе С.

 



Инвертор троичной логики. Это пример тройного логического элемента, реализован с использованием МОП-транзисторов, что имеют указанные пороговые напряжения. Вход имеет три состояния: 0 (земля), 1 (2,5 В) и 2 (5 В). Преобразователь; если вход X, выход 2-х. При входе 2, n-MOSFET тянет выход на землю (всякий раз, когда напряжение затвора 3,25 В или выше). При входе 0, транзистор выключается, и р-МОП дает на вывод 5 В (когда затвор находится ниже 5 V-3,25 V, или 1,75 В). Когда вход 1, МОП-транзисторы в правой части выключены, но на левой выход 2,5 В.

 



Демонстрация работы транзистора NPN.

 



Демонстрация работы транзистора PNP.

 



Простая схема переключателя с помощью транзистора. Когда переключатель замкнут, ток течет через базу к эмиттеру (это соединение действует как диод). Транзистор переключается, так что ток может течь из коллектора к эмиттеру.Небольшой ток базы может управлять гораздо большим током от коллектора к эмиттеру.

 



Эмитерный повторитель, где выход равен просто к входу минус падение на диоде (около 700mV). Преимущество этой схемы в том, что транзистор может обеспечить ток и коэффициент усиления мощности; транзистор привлекает малый ток от входа. Это обеспечивает низкое выходное сопротивление в любой цепи с использованием выходного повторителя, что означает, что выход не спадет под нагрузкой. Конденсатор и резистор 800 Ом смещают базу транзистора при 2,5 V, так что среднее значение входного сигнла перемещается до того уровня. Переход база-эмиттер действует как диод, так что на эмиттере падение ниже базы. Ток коллектора будет в 100 раз больше тока базы.

 



Усилитель с общим эмиттером, который усиливает входное напряжение примерно в 10 раз.Конденсатор и резисторы (110k и 10k) смещают базу транзистора примерно 1,7 В, так, чтобы среднее значение входного сигнала перемещается до этого уровня. База-эмиттер действует как диод, так что у эмиттера падение ниже базы. Так транзистор находится в активном режиме, ток коллектора будет в 100 раз больше тока базы. Эмиттер колеблется с входным напряжением, и поэтому ток через резистор 1k колеблется пропорционально. Поскольку резистор коллектора имеет один и тот же ток, но имеет в 10 раз большее сопротивление, напряжение в цепи коллектор качается в 10 раз больше (и с фазой, противоположной входу).

 



Усилитель с фазовым разделением. Схема имеет вход и два выхода которые обеспечивают сигнал равным входному, но с противоположными фазами. Конденсатор и резисторы (150К и 56k) смещают транзистор. База-эмиттер действует как диод, Эмиттер колеблется с входным напряжением, ток через эмиттерный резистор колеблется пропорционально. Поскольку резистор коллектора имеет один и тот же ток проходящий через него, напряжение коллектор качается с таким же самым количеством, но с фазой, противоположной входу, потому что чем больше ток, тем больше падение напряжения от + 20В.

 



Триггер Шмитта обычно реализуется на базе компаратора (операционного усилителя, охваченного резистивной положительной обратной связью) цифровой выходной сигнал которого, по этой же обратной связи, через время задержки, определяемое сопротивлением резистора обратной связи и распределённой ёмкостью, изменяет напряжение сравнения компаратора. В результате, компаратор становится троичным с двумя разными напряжениями переключения в "1" и в "0". Из-за этого в статической характеристике устройства появляется гистерезис, т.е. устройство приобретает свойства триггера.

 

 




Необходимо добавить материалы...
Результат опроса Результаты Все опросы нашего сайта Архив опросов
Всего голосовало: 241



          

Радио для всех© 2017