Vysvětleno 10 obvodů jednoduchého jednofunkčního tranzistoru (UJT)

Vyzkoušejte Náš Nástroj Pro Odstranění Problémů





V dřívějším příspěvku jsme se dozvěděli komplexně o jak funguje unijunkční tranzistor V tomto příspěvku probereme několik zajímavých aplikačních obvodů využívajících toto úžasné zařízení zvané UJT.

Příklady aplikačních obvodů využívajících UJT, které jsou vysvětleny v článku, jsou:



  1. Pulzní generátor
  2. Generátor pilových zubů
  3. Zdarma běžící multivibrátor
  4. Monostabilní multivibrátor
  5. Oscilátor pro všeobecné použití
  6. Jednoduchý krystalový oscilátor
  7. Vysílač RF detektor síly
  8. Metronom
  9. Zvonek pro 4 vchody
  10. LED blikač

1) Generátor pulzů čtvercových vln

První níže uvedený návrh ukazuje jednoduchý obvod generátoru impulzů, který se skládá z oscilátoru UJT (například 2N2420, Q1) a křemíku bipolární výstupní tranzistor (například BC547, Q2).

Výstupní napětí UJT, získané přes 47 ohmový rezistor R3, přepíná bipolární tranzistor mezi několika prahovými hodnotami: saturační a mezní, generující výstupní pulsy s horizontálním zakončením.



V závislosti na době vypnutí (t) pulzu mohou být výstupní vlnové křivky někdy úzké obdélníkové pulsy nebo (jak je uvedeno na výstupních svorkách na obr. 7-2) čtvercová vlna. Maximální amplituda výstupního signálu může být až do úrovně napájení, tj. +15 voltů.

Frekvence nebo frekvence cyklování je určena úpravou odporu 50 k a hodnoty kondenzátoru C1. Když je odpor maximální s R1 + R2 = 51,6 k a s C1 = 0,5 µF, frekvence f je = 47,2 Hz a doba vypnutí (t) = 21,2 ms.

Pokud je nastavení odporu minimální, pravděpodobně pouze s R1 při 1,6 k bude frekvence f = 1522 Hz at = 0,66 ms.

Chcete-li získat další frekvenční rozsahy, R1, R2 nebo C1 nebo každý z nich lze upravit a frekvenci vypočítat pomocí následujícího vzorce:

t = 0,821 (R1 + R2) C1

Kde t je v sekundách, R1 a R2 v ohmech a Cl ve faradech a f = 1 / t

Obvod pracuje s pouhými 20 mA ze zdroje 15 Vdc, i když tento rozsah se může u různých UJT a bipolárů lišit. DC výstupní vazbu lze vidět na schématu, ale AC vazbu lze konfigurovat umístěním kondenzátoru C2 do vedení s vysokým výstupem, jak je znázorněno tečkovaným obrazem.

Kapacita této jednotky musí být přibližně mezi 0,1µF a 1µF, nejúčinnější velikost může být ta, která způsobí minimální zkreslení výstupního průběhu, když generátor běží přes konkrétní ideální zátěžový systém.

2) Přesný generátor pilových zubů

Základní generátor pilových zubů s špičatými hroty je výhodný v řadě aplikací, které se zabývají časováním, synchronizací, zametáním atd. UJT produkují tento druh vln pomocí přímých a levných obvodů. Níže uvedené schéma zobrazuje jeden z těchto obvodů, který, i když není přesným vybavením, přinese slušný výsledek v malých laboratořích s cenovým rozpětím.

Tento obvod je primárně relaxační oscilátor s výstupy extrahovanými z emitoru a ze dvou bází. 2N2646 UJT je napojen na typický obvod oscilátoru pro tyto typy jednotek.

Frekvence nebo opakovací frekvence se určuje z nastavení potenciometru regulace frekvence R2. Kdykoli je tento hrnec definován na nejvyšší úroveň odporu, součet sériového odporu s časovacím kondenzátorem C1 se stane součtem odporu hrnce a mezního odporu R1 (což je 54,6 k).

To způsobí frekvenci kolem 219 Hz. Pokud je R2 definováno na minimální hodnotu, výsledný odpor v podstatě představuje hodnotu rezistoru R1 nebo 5,6 k, což vytváří frekvenci kolem 2175 Hz. Další změny frekvence a prahové hodnoty pro ladění lze implementovat jednoduše změnou hodnot R1, R2, C1, nebo mohou být všechny tři dohromady.

Pozitivní špičatý výstup lze získat pocházející ze základny 1 UJT, zatímco záporný špičatý výstup přes základnu 2 a pozitivní pilovitý průběh přes emitor UJT.

Ačkoli je stejnosměrná výstupní vazba znázorněna na obr. 7-3, střídavou vazbu lze určit použitím kondenzátorů C2, C3 a C4 ve výstupních svorkách, jak je znázorněno tečkovanou oblastí.

Tyto kapacity budou pravděpodobně mezi 0,1 a 10µF, přičemž určená hodnota je založena na nejvyšší kapacitě, které může být řešeno specifikovaným zátěžovým zařízením, aniž by došlo ke zkreslení výstupního průběhu. Obvod pracuje s použitím přibližně 1,4 mA prostřednictvím 9voltového stejnosměrného napájení. Každý z odporů je dimenzován na 1/2 watt.

3) Free -Running Multivlbrator

Obvod UJT prokázaný v níže uvedeném diagramu se podobá obvodům relaxačního oscilátoru vysvětleným v několika předchozích segmentech, kromě toho jsou jeho RC konstanty zvoleny tak, aby poskytovaly kvazi-čtvercový vlnový výstup podobný výstupu standardního tranzistorového astabilní multivibrátor .

Unijunkční tranzistor typu 2N2646 funguje v tomto uvedeném nastavení pěkně. V zásadě existují dva výstupní signály: záporný pulz na základně 2 UJT a kladný impulz na základně 1.

Maximální amplituda otevřeného obvodu každého z těchto signálů je kolem 0,56 voltu, ale to by se mohlo trochu odchýlit v závislosti na konkrétních UJT. Potenciometr 10 k, R2, by měl být otočen pro získání dokonalého náklonu nebo horizontálního výstupního průběhu.

Toto řízení potenciometru navíc ovlivňuje rozsah frekvence nebo pracovní cyklus. Při zde prezentovaných velikostech pro R1, R2 a C1 je frekvence pro špičku s plochým vrcholem kolem 5 kHz. U ostatních frekvenčních rozsahů možná budete chtít odpovídajícím způsobem upravit hodnoty R1 nebo C1 a pro výpočty použít následující vzorec:

f = 1 / 0,821 RC

kde f je v Hz, R v ohmech a C ve faradech. Obvod spotřebovává přibližně 2 mA ze zdroje napájení 6 V ss. Všechny pevné rezistory mohou být dimenzovány na 1/2-watt.

4) Jednorázový multivibrátor

S odkazem na následující obvod najdeme konfiguraci a jednorázový nebo monostabilní multivibrátor . Unijunkční tranzistor s číslem 2N2420 a křemíkový BJT 2N2712 (nebo BC547) lze vidět společně a generovat osamělý výstupní impuls s pevnou amplitudou pro každé spuštění na vstupní svorce obvodu.

V tomto konkrétním provedení je kondenzátor C1 nabíjen děličem napětí stanoveným R2, R3 a odporem báze-emitor tranzistoru Q2, což způsobuje, že jeho strana Q2 je záporná a jeho strana Q1 kladná.

Tento odporový dělič dále dodává emitoru Q1 kladné napětí, které je o něco menší než špičkové napětí 2N2420 (viz bod 2 ve schématu).

Na začátku je Q2 v zapnutém stavu, který způsobí pokles napětí na rezistoru R4, čímž se drasticky sníží napětí na výstupních svorkách na 0. Když je na vstupní svorky přiveden záporný pulz 20 V, Q1 „vystřelí“, což způsobí okamžitý pokles napětí na nulu na straně emitoru C1, což zase ovlivňuje zápornou základnu Q2. Kvůli tomu se Q1 přeruší a napětí kolektoru Q1 se rychle zvýší na +20 voltů (všimněte si pulsu uvedeného na výstupních svorkách v diagramu).

Napětí stále zůstává kolem této úrovně po dobu t, což odpovídá době vybíjení kondenzátoru C1 přes odpor R3. Výstup následně klesne zpět na nulu a obvod přejde do pohotovostní polohy, dokud není použit další impuls.

Časový interval t a odpovídající šířka impulsu (čas) výstupního impulzu závisí na nastavení řízení šířky pulzu pomocí R3. Podle uvedených hodnot R3 a C1 může být časový interval kdekoli mezi 2 µs až 0,1 ms.

Předpokládejme, že R3 zahrnuje rozsah odporu mezi 100 až 5 000 ohmy. Další rozsahy zpoždění lze opravit vhodnou úpravou hodnot C1, R3 nebo obou a pomocí vzorce: t = R3C1 kde t je v sekundách, R3 v ohmech a C1 ve faradech.

Obvod pracuje s použitím zhruba 11 mA přes 22,5 V stejnosměrné napájení. Je však pravděpodobné, že se to do jisté míry změní v závislosti na UJT a bipolárních typech. Všechny pevné odpory jsou 1/2 watt.

5) Relaxační oscilátor

Jednoduchý relaxační oscilátor nabízí mnoho aplikací široce uznávaných většinou fanoušků elektroniky. Unijunkční tranzistor je pozoruhodně tvrdá a spolehlivá aktivní složka použitelná v tomto druhu oscilátorů. Níže uvedené schéma ukazuje základní obvod relaxačního oscilátoru UJT, který pracuje se zařízením typu 2N2646 UJT.

Výstupem je ve skutečnosti poněkud zakřivená pilovitá vlna skládající se ze špičkové amplitudy zhruba odpovídající napájecímu napětí (což je zde 22,5 V). V tomto provedení proud procházející stejnosměrným zdrojem přes odpor R1 nabíjí kondenzátor C1. Potenciální rozdíl VEE se ve výsledku stabilně hromadí napříč C1.

V okamžiku, kdy tento potenciál dosáhne špičkového napětí 2N2646 (viz bod 2 na obr. 7-1 B), UJT se zapne a „vystřelí“. To okamžitě vybije kondenzátor a znovu vypne UJT zpět. Th je způsobí, že kondenzátor znovu zahájí proces dobíjení a cyklus se jednoduše opakuje.

Díky tomuto nabíjení a vybíjení kondenzátoru se UJT zapíná a vypíná s frekvencí stanovenou prostřednictvím hodnot R1 a C1 (s hodnotami uvedenými v diagramu je frekvence kolem f = 312 Hz). Chcete-li dosáhnout jiné frekvence, použijte vzorec: f = 1 / (0,821 R1 C1)

kde f je v Hz, R1 v ohmech a C1 ve faradech. A potenciometr s vhodným odporem lze použít místo pevného rezistoru R1. To uživateli umožní dosáhnout plynule nastavitelného frekvenčního výstupu.

Všechny rezistory jsou 1/2 watt. Kondenzátory C1 a C2 mohou být dimenzovány na 10 V nebo 16 V, s výhodou tantalové. Obvod spotřebovává zhruba 6 mA z uvedeného rozsahu napájení.

6) Generátor bodové frekvence

Následující konfigurace označuje 100 kHz krystalový oscilátor obvod, který lze použít v jakékoli standardní metodě, jako je alternativní standardní kmitočet nebo generátor bodové frekvence.

Tato konstrukce vytváří deformovanou výstupní vlnu, která může být velmi vhodná ve frekvenčním standardu, takže můžete zaručit pevné harmonické kmitočty zatížené RF spektrem.

Společné fungování unijunkčního tranzistoru a diodového harmonického generátoru 1N914 generuje zamýšlený zkreslený tvar vlny. V této sestavě malý variabilní kondenzátor 100 pF, C1, umožňuje trochu upravit frekvenci krystalu 100 kHz, aby poskytl zvýšenou harmonickou, například 5 MHz, na nulovou frekvenci se standardním frekvenčním signálem WWV / WWVH .

Výstupní signál je vytvářen přes 1 mH rf tlumivku (RFC1), která má mít nižší stejnosměrný odpor. Tento signál je dán diodě 1N914 (D1), která je stejnosměrně předpjatá pomocí R3 a R4, aby se dosáhlo maximální nelineární části její charakteristiky dopředného vedení, aby se navíc zkreslilo výstupní vlnění z UJT.

Při použití tohoto oscilátoru je potenciometr R3 s proměnnou křivkou fixován pro dosažení nejsilnějšího přenosu s navrhovanou harmonickou 100 kHz. Rezistor R3 funguje jednoduše jako omezovač proudu k zastavení přímé aplikace 9 voltového napájení přes diodu.

Oscilátor spotřebovává kolem 2,5 mA ze zdroje 9 Vdc, ale to by se mohlo relativně změnit v závislosti na konkrétních UJT. Kondenzátor C1 by měl být typem trpasličího vzduchu, zbývající ostatní kondenzátory jsou slída nebo postříbřená slída. Všechny pevné odpory jsou dimenzovány na 1 watt.

7) RF detektor vysílače

The RF detektor obvod znázorněný v následujícím schématu může být napájen přímo z RF vln vysílače, který je měřen. Poskytuje variabilní naladěnou zvukovou frekvenci do připojených sluchátek s vysokou impedancí. Hladina zvuku tohoto zvukového výstupu je určena energií RF, ale může být dostatečná i při nízkoenergetických vysílačích.

Výstupní signál je vzorkován prostřednictvím snímací cívky L1 rf, která se skládá ze 2 nebo 3 vinutí izolovaného připojovacího vodiče, který je pevně spojen s cívkou výstupní nádrže vysílače. Vysokofrekvenční napětí se převádí na stejnosměrný proud přes obvod zkratovací diody, který tvoří blokovací kondenzátor C1, dioda D1 a filtrační odpor R1. Výsledný usměrněný stejnosměrný proud se používá k přepínání unijunkčního tranzistoru v obvodu relaxačního oscilátoru. Výstup z tohoto oscilátoru je přiváděn do připojených sluchátek s vysokou impedancí prostřednictvím vazebního kondenzátoru C3 a výstupního konektoru J1.

Signální tón, který se zachytil ve sluchátkách, bylo možné změnit v slušném rozsahu přes hrnec R2. Frekvence tónu bude někde kolem 162 Hz, když je R2 nastavena na 15 k. Alternativně bude frekvence zhruba 2436 Hz, když je R2 definována na 1 k.

Úroveň zvuku by mohla být manipulována otáčením L1 blíže k nebo od sítě vysílače LC nádrže, pravděpodobně bude identifikováno místo, které poskytuje přiměřenou hlasitost pro nejzákladnější použití.

Obvod může být konstruován uvnitř kompaktní uzemněné kovové nádoby. Obvykle by to mohlo být umístěno v určité spravedlivé vzdálenosti od vysílače, když je použit slušný kroucený pár nebo flexibilní koaxiální kabel a když je L1 připojen ke spodní svorce cívky nádrže.

Všechny pevné odpory jsou dimenzovány na 1/2 watt. Kondenzátor C1 musí být klasifikován tak, aby toleroval nejvyšší stejnosměrné napětí, které by se mohlo nechtěně vyskytnout v obvodu C2 a C3, na druhé straně by to mohla být jakákoli praktická nízkonapěťová zařízení.

8) Obvod metronomu

Níže uvedená sestava vykazuje zcela elektronický metronom využívající unijunkční tranzistor 2N2646. Metronom je velmi šikovné malé zařízení pro mnoho hudebních umělců a dalších, kteří hledají rovnoměrně načasované zvukové poznámky během hudební skladby nebo zpěvu.

Tento obvod, který je vybaven 21/2 palcovým reproduktorem, je vybaven slušným, hlasitým zvukem s vysokou hlasitostí. Metronom by mohl být vytvořen docela kompaktní, reproduktorové a bateriové zvukové výstupy jsou jedinými jeho největšími prvky, a protože je napájen z baterie, a proto je zcela přenosný.

Obvod je ve skutečnosti nastavitelným kmitočtovým relaxačním oscilátorem, který je spárován přes transformátor do 4 ohmového reproduktoru. Rychlost tlukotu se může měnit od zhruba 1 za sekundu (60 za minutu) do přibližně 10 za sekundu (600 za minutu) pomocí 10 k drátěného hrnce, R2.

Úroveň zvukového výstupu lze upravit pomocí 1 k, 5 wattového, drátového hrnce, R4. Výstupní transformátor T1 je ve skutečnosti malá jednotka 125: 3,2 ohmů. Obvod táhne 4 mA pro minimální tepovou frekvenci metronomu a 7 mA během nejrychlejší tepové frekvence, i když by to mohlo kolísat v závislosti na konkrétních UJT. Baterie 24 V nabídne s tímto sníženým odběrem proudu vynikající služby. Elektrolytický kondenzátor C1 je dimenzován na 50 V. Rezistory R1 a R3 jsou 1/2 watt a potenciometry R2 a R4 jsou drátové.

9) Tónový signalizační systém

Schéma zapojení zobrazené níže umožňuje získat nezávislý zvukový signál z každého z označených kanálů. Tyto kanály mohou případně zahrnovat jedinečné dveře uvnitř budovy, různé stoly na pracovišti, různé místnosti v domě nebo jakékoli jiné oblasti, kde lze pracovat s tlačítky.

Místo, které může signalizovat zvuk, lze identifikovat podle jeho specifické frekvence tónu. To však může být proveditelné pouze v případě, že je použit menší počet kanálů a že jsou frekvence tónů od sebe značně vzdálené (například 400 Hz a 1000 Hz), takže jsou snadno rozlišitelné naším uchem.

Obvod je opět založen na jednoduchém konceptu relaxačního oscilátoru, který využívá unijunkční tranzistor typu 2N2646 ke generování zvukové poznámky a dojíždění reproduktoru. Frekvence tónu je definována kondenzátorem C1 a jedním z 10 k drátových vinutí (R1 až Rn). Jakmile je potenciometr nastaven na 10k ohmů, frekvence je kolem 259 Hz, když je pot nastaven na 1k, frekvence je zhruba 2591 Hz.

Oscilátor je spojen s reproduktorem pomocí výstupního transformátoru T1, malé jednotky 125: 3,2 ohmu s nepřipojeným středovým kohoutem na primární straně. Obvod pracuje s někde kolem 9 mA ze zdroje 15 V.

10) LED blikač

Velmi jednoduchý LED blikač nebo LED blinker lze postavit pomocí běžného relaxačního oscilátoru na bázi UJT, jak je znázorněno níže.

Fungování LED blikač je velmi základní. Rychlost blikání je určena prvky R1, C2. Když je přivedeno napájení, kondenzátor C2 se pomalu začne nabíjet přes odpor R1.

Jakmile úroveň napětí na kondenzátoru překročí prahovou hodnotu pro odpálení UJT, spustí se a jasně zapne LED. Kondenzátor C2 se nyní začíná vybíjet prostřednictvím LED, dokud potenciál na Cr neklesne pod prahovou hodnotu UJT, která se vypne a LED zhasne. Tento cyklus se stále opakuje, což způsobí střídavé blikání LED.

O úrovni jasu LED rozhoduje R2, jehož hodnotu lze vypočítat pomocí následujícího vzorce:

R2 = Napájení V - LED vpřed V / LED proud

12 - 3,3 / 0,02 = 435 ohmů, takže 470 ohmů se zdá být správnou hodnotou pro navrhovaný design.




Předchozí: Okruh poplachu proti vloupání PIR Další: Jak zabít koronaviry generátorem ozonového plynu