Proste obwody i projekty FET

Plik Tranzystor polowy lub FET to 3-zaciskowe urządzenie półprzewodnikowe, które jest używane do przełączania obciążeń prądu stałego o dużej mocy przy pomijalnych wejściach mocy.

FET ma kilka unikalnych cech, takich jak wysoka impedancja wejściowa (w megaomach) i prawie zerowe obciążenie źródła sygnału lub dołączonego poprzedniego stopnia.

FET wykazuje wysoki poziom transkonduktancji (od 1000 do 12 000 mikroohmów, w zależności od marki i specyfikacji producenta), a maksymalna częstotliwość pracy jest podobnie duża (do 500 MHz dla kilku wariantów).

Omówiłem już działanie i charakterystykę FET w jednym z moich poprzednie artykuły przez który możesz przejść, aby uzyskać szczegółowy przegląd urządzenia.

W tym artykule omówimy kilka interesujących i przydatnych obwodów aplikacyjnych wykorzystujących tranzystory polowe. Wszystkie te układy aplikacji przedstawione poniżej wykorzystują charakterystykę wysokiej impedancji wejściowej tranzystora FET do tworzenia niezwykle dokładnych, czułych, szerokopasmowych obwodów elektronicznych i projektów.

Przedwzmacniacz audio

FET działają bardzo dobrze do wytwarzania mini wzmacniacze AF ponieważ jest mały, oferuje wysoką impedancję wejściową, wymaga tylko niewielkiej ilości prądu stałego i oferuje świetne pasmo przenoszenia.

Wzmacniacze AF oparte na FET, wyposażone w proste obwody, zapewniają doskonałe wzmocnienie napięcia i mogą być zbudowane na tyle małe, że można je umieścić w uchwycie mikrofonu lub w sondzie testowej AF.

Są one często wprowadzane do różnych produktów między etapami, w których wymagane jest wzmocnienie transmisji i gdzie dominujące obwody nie powinny być zasadniczo obciążone.

Rysunek powyżej przedstawia obwód jednostopniowy, wzmacniacz jednotranzystorowy z wieloma zaletami FET. Projekt jest trybem wspólnego źródła, który jest porównywalny z i Obwód BJT ze wspólnym emiterem .

Impedancja wejściowa wzmacniacza wynosi około 1M wprowadzanego przez rezystor R1. Wskazany FET jest niedrogim i łatwo dostępnym urządzeniem.

Wzmocnienie napięciowe wzmacniacza wynosi 10. Optymalna amplituda sygnału wejściowego tuż przed obcinaniem wartości szczytowej sygnału wyjściowego wynosi około 0,7 V wartości skutecznej, a równoważna amplituda napięcia wyjściowego wynosi 7 V wartości skutecznej. Przy 100% specyfikacji roboczej obwód pobiera 0,7 mA przez 12-woltowe zasilanie DC.

Przy zastosowaniu pojedynczego tranzystora FET napięcie sygnału wejściowego, napięcie sygnału wyjściowego i prąd roboczy DC mogą się do pewnego stopnia różnić w zakresie podanych powyżej wartości.

Przy częstotliwościach od 100 Hz do 25 kHz odpowiedź wzmacniacza mieści się w zakresie 1 dB od odniesienia 1000 Hz. Wszystkie rezystory mogą być typu 1/4 wata. Kondensatory C2 i C4 to 35-woltowe pakiety elektrolityczne, a kondensatory C1 i C3 mogą być niemal każdym standardowym urządzeniem niskonapięciowym.

Standardowe zasilanie bateryjne lub dowolny odpowiedni zasilacz prądu stałego działa wyjątkowo, wzmacniacz FET może być również zasilany energią słoneczną przez kilka dołączonych szeregowo krzemowych modułów słonecznych.

W razie potrzeby można zastosować stałą regulację wzmocnienia, zastępując 1-megaomowy potencjometr rezystorem R1. Układ ten świetnie sprawdziłby się jako przedwzmacniacz lub jako główny wzmacniacz w wielu zastosowaniach wymagających wzmocnienia sygnału o 20 dB w całym zakresie muzycznym.

Zwiększona impedancja wejściowa i umiarkowana impedancja wyjściowa prawdopodobnie spełnią większość specyfikacji. W przypadku zastosowań o wyjątkowo niskim poziomie szumów wskazany FET można zastąpić standardowym dopasowanym FET.

2-stopniowy obwód wzmacniacza FET

Poniższy schemat przedstawia obwód dwustopniowego wzmacniacza FET, który zawiera kilka podobnych stopni sprzężonych z RC, podobnie jak omówiono w powyższym segmencie.

Ten obwód FET został zaprojektowany w celu zapewnienia dużego wzmocnienia (40 dB) dla każdego skromnego sygnału AF i może być stosowany zarówno indywidualnie, jak i jako etap w sprzęcie wymagającym tej możliwości.

Impedancja wejściowa 2-stopniowego obwodu wzmacniacza FET wynosi około 1 megaoma, określona przez wartość rezystora wejściowego R1. Wzmocnienie napięcia w całym projekcie wynosi 100, chociaż liczba ta może różnić się względnie w górę lub w dół w zależności od określonych tranzystorów FET.

Najwyższa amplituda sygnału wejściowego przed obcinaniem wartości szczytowej sygnału wyjściowego wynosi 70 mV rms, co daje amplitudę sygnału wyjściowego równą 7 wolt rms.

W trybie pełnej funkcjonalności obwód może pobierać około 1,4 mA przez 12-woltowe źródło prądu stałego, jednak prąd ten może się nieco zmienić w zależności od charakterystyk określonych tranzystorów FET.

Nie stwierdziliśmy żadnej potrzeby włączania filtra odsprzęgającego między stopniami, ponieważ ten typ filtra mógłby powodować zmniejszenie prądu o jeden stopień. Pasmo przenoszenia urządzenia zostało przetestowane jako płaskie w zakresie ± 1 dB na poziomie 1 kHz, od 100 Hz do lepszej niż 20 kHz.

Ponieważ stopień wejściowy jest „szeroko otwarty”, może zaistnieć możliwość przydźwięku, chyba że ten stopień i zaciski wejściowe są odpowiednio ekranowane.

W uporczywych sytuacjach R1 można zmniejszyć do 0,47 Meg. W sytuacjach, w których wzmacniacz musi wytworzyć mniejsze obciążenie źródła sygnału, R1 można zwiększyć do bardzo dużych wartości, do 22 megaomów, biorąc pod uwagę wyjątkowo dobrze ekranowany stopień wejściowy.

Mimo to rezystancja powyżej tej wartości może spowodować, że wartość rezystancji stanie się taka sama jak wartość rezystancji złącza FET.

Niezastrojony kryształowy oscylator

Na poniższym schemacie pokazano obwód oscylatora kwarcowego typu Pierce, wykorzystujący pojedynczy tranzystor polowy. Oscylator kwarcowy typu Pierce ma zaletę pracy bez strojenia. Wystarczy przymocować go kryształem, a następnie zasilić napięciem stałym, aby uzyskać wyjście RF.

Niedostrojony oscylator kwarcowy jest stosowany w nadajnikach, generatorach zegara, przednich końcówkach odbiorników testerów kryształów, znacznikach, generatorach sygnału RF, spotterach sygnału (wzorce częstotliwości wtórnej) i kilku powiązanych systemach. Obwód FET będzie wykazywał tendencję do szybkiego uruchamiania kryształów, które są lepiej dostosowane do strojenia.

Niezastrojony obwód oscylatora FET zużywa około 2 mA ze źródła 6-woltowego prądu stałego. Przy takim napięciu źródłowym, napięcie wyjściowe w.cz. otwartego obwodu wynosi około 4% woltów skutecznych. Napięcia zasilania prądem stałym mogą sięgać nawet 12 woltów, przy odpowiednio zwiększonej mocy wyjściowej RF.

Aby dowiedzieć się, czy plik oscylator działa, zamknij przełącznik S1 i podłącz woltomierz RF do zacisków wyjściowych RF. Jeśli miernik RF nie jest dostępny, można użyć dowolnego woltomierza prądu stałego o wysokiej rezystancji, odpowiednio bocznikowanego przez diodę germanową ogólnego przeznaczenia.

Jeśli wskazówka miernika wibruje, wskaże działanie obwodu i emisję RF. Innym podejściem mogłoby być połączenie oscylatora z zaciskami anteny i uziemienia odbiornika CW, który mógłby być dostrojony do częstotliwości kryształu w celu określenia oscylacji RF.

Aby uniknąć wadliwego działania, zdecydowanie zaleca się, aby oscylator Pierce pracował z określonym zakresem częstotliwości kryształu, gdy kryształ jest odcięty od częstotliwości podstawowej.

Jeśli zastosowane zostaną kryształy nadtonowe, sygnał wyjściowy nie będzie oscylował przy znamionowej częstotliwości kryształów, a raczej z niższą częstotliwością, zgodnie z proporcjami kryształu. Aby kryształ pracował z częstotliwością znamionową kryształu alikwotu, oscylator musi być typu strojonego.

Dostrojony oscylator kwarcowy

Rysunek A poniżej przedstawia obwód podstawowego oscylatora kwarcowego zaprojektowanego do pracy z większością odmian kryształów. Obwód jest dostrajany za pomocą regulowanego śrubokręta ślimaka wewnątrz cewki indukcyjnej L1.

Ten oscylator można łatwo dostosować do zastosowań takich jak komunikacja, oprzyrządowanie i systemy sterowania. Może być nawet stosowany jako nadajnik zasilany pchłami, do komunikacji lub sterowania modelami RC.

Gdy tylko obwód rezonansowy L1-C1 zostanie dostrojony do częstotliwości kryształu, oscylator zaczyna pobierać około 2 mA ze źródła 6-woltowego prądu stałego. Powiązane napięcie wyjściowe RF przy otwartym obwodzie wynosi około 4 woltów wartości skutecznej.

Pobór prądu drenu zostanie zmniejszony przy częstotliwościach 100 kHz w porównaniu z innymi częstotliwościami z powodu rezystancji cewki indukcyjnej wykorzystywanej dla tej częstotliwości.

Następny rysunek (B) przedstawia listę przemysłowych, dostrojonych cewek indukcyjnych (L1), które działają wyjątkowo dobrze z tym obwodem oscylatora FET.

Indukcyjności są wybierane dla normalnej częstotliwości 100 kHz, 5 pasm radiowych dla krótkofalowców i pasma obywatelskiego 27 MHz, niemniej jednak znaczny zakres indukcyjności jest zapewniany przez manipulację ślimakiem każdego induktora i szerszy zakres częstotliwości niż pasma sugerowane w stół można było uzyskać za pomocą każdego induktora.

Oscylator można dostroić do częstotliwości kryształu, po prostu obracając suwak w górę / w dół cewki indukcyjnej (L1), aby uzyskać optymalne odchylenie podłączonego woltomierza RF na zaciskach wyjściowych RF.

Inną metodą byłoby dostrojenie L1 za pomocą 0 - 5 DC podłączonego w punkcie X: Następnie dostrój pętlę L1, aż na odczycie miernika pojawi się agresywny spadek.

Funkcja strojenia ślimaków zapewnia precyzyjnie dostrojoną funkcję. W zastosowaniach, w których konieczne staje się częste dostrajanie oscylatora za pomocą resetowalnej kalibracji, zamiast C2 należy zastosować regulowany kondensator 100 pF, a ślimak używany tylko do ustalenia maksymalnej częstotliwości zakresu wydajności.

Oscylator audio z przesunięciem fazowym

Oscylator z przesunięciem fazowym jest w rzeczywistości łatwym obwodem dostrojonym do rezystancji i pojemności, który jest lubiany ze względu na krystalicznie czysty sygnał wyjściowy (sygnał sinusoidalny o minimalnych zniekształceniach).

Tranzystor polowy FET jest najbardziej korzystny dla tego obwodu, ponieważ wysoka impedancja wejściowa tego FET prawie nie powoduje obciążenia stopnia RC określającego częstotliwość.

Powyższy rysunek przedstawia obwód oscylatora AF z przesunięciem fazowym współpracującego z pojedynczym FET. W tym konkretnym obwodzie częstotliwość zależy od 3-pinowego Obwód przesunięcia fazowego RC (C1-C2-C3-R1-R2-R3), który nadaje oscylatorowi jego specyficzną nazwę.

Dla zamierzonego przesunięcia fazowego o 180 ° dla oscylacji, wartości Q1, R i C w linii sprzężenia zwrotnego są odpowiednio dobrane do generowania przesunięcia o 60 ° na każdym pojedynczym pinie (R1-C1, R2-C2 i R3-C3) pomiędzy dren i wrota FET Q1.

Dla wygody pojemności są wybierane tak, aby miały równe wartości (C1 = C2 = C3), a rezystancje są również określane za pomocą równych wartości (R1 = R2 = R3).

Częstotliwość częstotliwości sieci (i pod tym względem częstotliwość oscylacji projektu) w tym przypadku będzie wynosić f = 1 / (10,88 RC). gdzie f jest w hercach, R w omach, a C w faradach.

Przy wartościach przedstawionych na schemacie obwodu, wynikowa częstotliwość wynosi 1021 Hz (dla dokładnie 1000 Hz z kondensatorami 0,05 μF, R1, R2. I R3 osobno powinny wynosić 1838 Ω). Podczas zabawy z oscylatorem z przesunięciem fazowym może być lepiej podkręcić rezystory niż kondensatory.

Dla znanej pojemności (C), odpowiednia rezystancja (R), aby uzyskać żądaną częstotliwość (f), będzie wynosić R = 1 / (10,88 f C), gdzie R jest w omach, f w hercach i C w faradach.

Dlatego w przypadku kondensatorów 0,05 uF wskazanych na powyższym rysunku rezystancja wymagana dla 400 Hz = 1 / (10,88 x 400 X 5 X 10 ^ 8) = 1 / 0,0002176 = 4596 omów. FET 2N3823 zapewnia dużą transkonduktancję (6500 / umho) niezbędną do optymalnej pracy obwodu oscylatora przesunięcia fazowego FET.

Obwód pobiera około 0,15 mA przez źródło 18 V DC, a wyjście AF obwodu otwartego wynosi około 6,5 V rms. Wszystkie rezystory używane w obwodzie mają moc znamionową 1/4 W 5%. Kondensatory C5 i C6 mogą być dowolnymi poręcznymi urządzeniami niskonapięciowymi.

Kondensator elektrolityczny C4 jest w rzeczywistości urządzeniem 25-woltowym. Aby zapewnić stabilną częstotliwość, kondensatory Cl, C2 i C3 powinny być najwyższej jakości i dokładnie dobrane do pojemności.

Odbiornik superregeneracyjny

Następny schemat przedstawia obwód samogaszącej postaci superregeneracyjnego odbiornika skonstruowanego przy użyciu tranzystora polowego 2N3823 VHF.

Używając 4 różnych cewek dla L1, obwód szybko wykryje i zacznie odbierać 2, 6 i 10-metrowe sygnały pasma szynkowego, a być może nawet plamkę 27 MHz. Szczegóły cewki podano poniżej:

• Do odbioru pasma 10-metrowego lub pasma 27-MHZ, użyj indukcyjności L1 = 3,3 uH do 6,5 uH, w porównaniu z formą ceramiczną, rdzeń ze sproszkowanego żelaza.
• Do odbioru 6-metrowego pasma użyj L1 = 0,99 uH do 1,5 uH indukcyjności, 0,04 w stosunku do formy ceramicznej i żelaznego kawałka.
• Do odbioru 2-metrowej taśmy amatorskiej wiatr L1 z 4 zwojami nr 14 gołego drutu nawijanego powietrzem o średnicy 1/2 cala.

Zakres częstotliwości umożliwia odbiornikowi specjalnie do standardowej komunikacji, jak również do sterowania modelami radiowymi. Wszystkie dławiki są pojedynczym pakietem z 2 zaciskami.

Plik 27 MHz oraz cewki 6 i 10-metrowe są zwykłymi, strojonymi jednostkami, które należy zainstalować na dwubiegunowych gniazdach w celu szybkiego podłączenia lub wymiany (w przypadku odbiorników jednopasmowych cewki te można przylutować na stałe do PCB).

Mimo to cewka o długości 2 m musi być nawinięta przez użytkownika, a poza tym w odbiorniku jednopasmowym powinna być wyposażona w podstawkę typu push-in.

Sieć filtrów zawierająca (RFC1-C5-R3) eliminuje składnik RF z obwodu wyjściowego odbiornika, podczas gdy dodatkowy filtr (R4-C6) tłumi częstotliwość tłumienia. Odpowiednia cewka indukcyjna 2,4 uH dla filtra RF.

Jak skonfigurować

Aby sprawdzić obwód superregeneracyjny na początku:
1- Podłącz zestawy słuchawkowe o wysokiej impedancji do gniazd wyjściowych AF.
2- Ustaw potencjometr głośności R5 na najwyższy poziom wyjściowy.
3- Ustawić garnek sterujący regeneracją R2 do najniższej możliwej wartości.
4- Wyreguluj kondensator strojenia C3 do jego najwyższego poziomu pojemności.
5- Naciśnij przełącznik S1.
6- Poruszaj potencjometrem R2, aż w jednym określonym punkcie potencjometru usłyszysz głośny syk, który wskazuje na początek superregeneracji. Głośność tego syczenia będzie dość spójna, gdy wyregulujesz kondensator C3, jednak powinna nieco wzrosnąć, gdy R2 zostanie przesunięty w górę w kierunku najwyższego poziomu.

7-Next Podłącz antenę i połączenia uziemiające. Jeśli okaże się, że połączenie anteny przestało syczeć, dostrój kondensator C1 trymera anteny, aż syk powróci. Będziesz musiał wyregulować ten trymer za pomocą izolowanego śrubokręta, tylko raz, aby włączyć zakres wszystkich pasm częstotliwości.
8- Teraz dostrój sygnały w każdej stacji, obserwując aktywność AGC odbiornika i odpowiedź audio przetwarzania mowy.
9-Pokrętło strojenia odbiornika, zamontowane na C3, można skalibrować za pomocą generatora sygnału AM podłączonego do anteny i zacisków uziemienia.
Podłącz słuchawki douszne o wysokiej impedancji lub woltomierz AF do zacisków wyjściowych AF, po każdym dostrojeniu generatora dostosuj C3 w celu uzyskania optymalnego poziomu szczytowego dźwięku.

Górne częstotliwości w pasmach 10-metrowych, 6-metrowych i 27 MHz można ustawić w tym samym miejscu nad kalibracją C3, zmieniając ślimaki w skojarzonych cewkach, używając generatora sygnału ustalonego na pasującej częstotliwości i mając C3 ustalone w wymaganym punkcie blisko minimalnej pojemności.

Niemniej jednak cewka o długości 2 metrów jest pozbawiona ślimaka i musi być poprawiana przez ściskanie lub rozciąganie uzwojenia w celu wyrównania z częstotliwością górnego pasma.

Konstruktor powinien mieć na uwadze, że odbiornik superregeneracyjny jest w rzeczywistości agresywnym promiennikiem energii RF i może poważnie kolidować z innymi odbiornikami lokalnymi nastawionymi na identyczną częstotliwość.

Trymer sprzężenia anteny, C1, pomaga zapewnić niewielkie tłumienie tego promieniowania RF, co może również spowodować spadek napięcia akumulatora do minimalnej wartości, która mimo to zapewni przyzwoitą czułość i głośność dźwięku.

Wzmacniacz częstotliwości radiowej zasilany przed superregeneratorem jest niezwykle wydajnym medium do redukcji emisji RF.

Elektroniczny woltomierz DC

Poniższy rysunek przedstawia obwód symetrycznego elektronicznego woltomierza prądu stałego o rezystancji wejściowej (która zawiera rezystor 1 megaoma w ekranowanej sondzie) wynoszącej 11 megaomów.

Urządzenie pobiera około 1,3 mA ze zintegrowanej 9-woltowej baterii B, więc może działać przez długi czas. To urządzenie specjalizuje się w pomiarze 0-1000 woltów w 8 zakresach: 0-0,5, 0-1, 0-5, 0-10, 0-50, 0-100,0-500 i O-1000 woltów.

Dzielnik napięcia wejściowego (przełączanie zakresu), niezbędne rezystancje składają się z szeregowo połączonych rezystorów wartości podstawowej, które należy określić ostrożnie, aby uzyskać wartości rezystancji jak najbliżej przedstawionych wartości.

W przypadku, gdy możliwe jest uzyskanie precyzyjnych rezystorów typu instrumentalnego, ilość rezystorów w tym wątku może zostać zmniejszona o 50%. Oznacza to, że dla R2 i R3, zastąp 5 Meg. dla R4 i R5, 4 Meg. dla R6 i R7, 500 K dla R8 i R9, 400 K dla R10 i R11, 50 K dla R12 i R13, 40K dla R14 i R15, 5 K oraz dla R16 i R17,5 K.

To dobrze wyważone Obwód woltomierza DC cechuje się prawie brakiem dryftu zerowego każdy rodzaj dryftu w FET Q1 jest automatycznie przeciwdziałany przez dryft równoważący w Q2. Wewnętrzne połączenia dren-źródło w tranzystorach FET wraz z rezystorami R20, R21 i R22 tworzą mostek oporowy.

Mikroamperomierz wyświetlacza M1 działa jak detektor w tej sieci mostkowej. Gdy do obwodu woltomierza elektronicznego zostanie przyłożony sygnał zerowy, miernik M1 jest ustawiany na zero przez regulację wyważenia tego mostka potencjometrem R21.

Jeżeli napięcie DC zostanie podane w dalszej części na zaciski wejściowe, spowoduje to asymetrię mostka, z powodu wewnętrznej zmiany rezystancji dren-źródło w tranzystorach FET, co skutkuje proporcjonalnym odchyleniem odczytu licznika.

Plik Filtr RC stworzony przez R18 i C1 pomaga wyeliminować buczenie i szum AC wykrywany przez sondę i obwody przełączające napięcie.

Wstępne wskazówki dotyczące kalibracji

Przyłożenie napięcia zerowego na zaciski wejściowe:
1 Włącz S2 i ustaw potencjometr R21, aż miernik M1 wskaże zero na skali. Na tym początkowym etapie przełącznik zakresu S1 można ustawić w dowolnym miejscu.

2- Pozycja przełącznika zakresu w położeniu 1 V.
3- Podłączyć dokładnie odmierzone 1-woltowe zasilanie DC do zacisków wejściowych.
4- Precyzyjna regulacja rezystora kontrolnego R19, aby uzyskać precyzyjne odchylenie w pełnej skali na mierniku M1.
5- Odłączyć na krótko napięcie wejściowe i sprawdzić, czy miernik nadal pozostaje w punkcie zerowym. Jeśli go nie widzisz, zresetuj R21.
6- Tasuj pomiędzy krokami 3, 4 i 5, aż zobaczysz pełne odchylenie skali na mierniku w odpowiedzi na napięcie wejściowe 1 V, a wskazówka powraca do znaku zerowego, gdy tylko wejście 1 V zostanie odłączone.

Reostat R19 nie będzie wymagał powtórnego ustawiania po wdrożeniu powyższych procedur, chyba że jego ustawienie zostanie w jakiś sposób zmienione.

R21, który jest przeznaczony do zerowania, może wymagać tylko rzadkiego resetowania. W przypadku, gdy rezystory zakresowe R2 do R17 są rezystorami precyzyjnymi, ta jednozakresowa kalibracja wystarczy, aby pozostałe zakresy automatycznie znalazły się w zakresie kalibracji.

Dla miernika można by naszkicować wyłączną tarczę napięcia lub już obecną skalę 0-100 uA można oznaczyć w woltach, wyobrażając sobie odpowiedni mnożnik dla wszystkich z wyjątkiem zakresu 0-100 woltów.

Woltomierz o wysokiej impedancji

Woltomierz o niewiarygodnie wysokiej impedancji można zbudować za pomocą wzmacniacza tranzystora polowego. Poniższy rysunek przedstawia prosty obwód dla tej funkcji, który można szybko dostosować do dalszego ulepszonego urządzenia.

W przypadku braku wejścia napięciowego R1 zachowuje bramkę FET przy ujemnym potencjale, a VR1 jest definiowane w celu zapewnienia minimalnego prądu zasilania przez miernik M. Gdy tylko bramka FET zostanie zasilona dodatnim napięciem, miernik M wskazuje prąd zasilania.

Rezystor R5 jest umieszczony tylko jako rezystor ograniczający prąd, aby zabezpieczyć miernik.

Jeśli 1 megaom jest używany dla R1, a rezystory 10 megaomów dla R2, R3 i R4 pozwolą miernikowi zmierzyć zakresy napięcia od około 0,5 V do 15 V.

Potencjometr VR1 może mieć normalnie 5k

Obciążenie wymuszane przez miernik w obwodzie 15 V będzie miało wysoką impedancję, ponad 30 megaomów.

Przełącznik S1 służy do wyboru różnych zakresów pomiarowych. Jeśli zastosuje się miernik 100 uA, to R5 może wynosić 100 k.

Miernik może nie zapewniać skali liniowej, chociaż specyficzną kalibrację można łatwo przeprowadzić za pomocą potencjometru i woltomierza, co umożliwia pomiar wszystkich pożądanych napięć na przewodach pomiarowych.

Miernik pojemności z bezpośrednim odczytem

Szybki i efektywny pomiar pojemności to główna cecha układu przedstawionego na schemacie poniżej.

Ten miernik pojemności realizuje 4 oddzielne zakresy od 0 do 0,1 uF od 0 do 200 uF, od 0 do 1000 uF, od 0 do 0,01 uF i od 0 do 0,1 uF. Procedura pracy układu jest dość liniowa, co pozwala na łatwą kalibrację skali M1 0-50 DC mikroamperomierza w pikofaradach i mikrofaradach.

Nieznana pojemność podłączona do gniazd X-X mogła być następnie zmierzona bezpośrednio przez miernik, bez konieczności wykonywania jakichkolwiek obliczeń lub manipulacji równoważeniem.

Obwód wymaga około 0,2 mA przez wbudowaną 18-woltową baterię B. W tym konkretnym obwodzie miernika pojemności kilka FET (Q1 i Q2) działa w standardowym trybie multiwibratora ze sprzężeniem drenowym.

Sygnał wyjściowy multiwibratora, uzyskany z drenu Q2, jest falą prostokątną o stałej amplitudzie, o częstotliwości określonej głównie przez wartości kondensatorów C1 do C8 i rezystorów R2 do R7.

Pojemności na każdym z zakresów dobierane są identycznie, podobnie jak przy doborze rezystancji.

6-biegunowe. 4-pozycyjny. przełącznik obrotowy (S1-S2-S3-S4-S5-S6) wybiera odpowiednie kondensatory i rezystory multiwibratora wraz z kombinacją rezystancji miernik-obwód niezbędną do dostarczenia częstotliwości testowej dla wybranego zakresu pojemności.

Fala prostokątna jest doprowadzana do obwodu miernika przez nieznany kondensator (podłączony przez zaciski X-X). Nie musisz się martwić o żadne ustawienie miernika zerowego, ponieważ można oczekiwać, że wskazówka miernika spocznie na zerze, o ile nieznany kondensator nie zostanie podłączony do gniazd X-X.

Dla wybranej częstotliwości fali prostokątnej wychylenie wskazówki miernika generuje odczyt wprost proporcjonalny do wartości nieznanej pojemności C, wraz z ładną i liniową odpowiedzią.

Stąd, jeśli we wstępnej kalibracji obwodu realizuje się za pomocą precyzyjnie zidentyfikowanego kondensatora 1000 pF dołączonego do zacisków XX i przełącznika zakresu ustawionego w pozycji B, a potencjometr kalibracyjny R11 wyregulowany tak, aby uzyskać dokładne odchylenie w pełnej skali na mierniku M1 , to miernik bez wątpienia zmierzy wartość 1000 pF przy odchyleniu w pełnej skali.

Ponieważ proponowane Obwód miernika pojemności zapewniają liniową odpowiedź na jego, można oczekiwać, że 500 pF odczyta około połowy skali skali miernika, 100 pF przy skali 1/10 i tak dalej.

Dla 4 zakresów pomiar pojemności częstotliwość multiwibratora można przełączać na następujące wartości: 50 kHz (0–200 pF), 5 kHz (0–1000 pF), 1000 Hz (0–0,01 μF) i 100 Hz (0–0,1 μF).

Z tego powodu segmenty przełączników S2 i S3 zamieniają kondensatory multiwibratora równoważnymi zestawami zgodnie z sekcjami przełącznika S4 i S5, które przełączają rezystory multiwibratora przez równoważne pary.

Kondensatory określające częstotliwość powinny być dobrane pojemnościowo parami: C1 = C5. C2 = C6. C3 = C7 i C4 = C8. Podobnie rezystory określające częstotliwość powinny być dobrane parami: R2 = R5. R3 = R6 i R4 = R7.

Rezystory obciążenia R1 i R8 na drenach FET również muszą być odpowiednio dopasowane. Doniczki R9. R11, R13 i R15, które są używane do kalibracji, powinny być nawinięte drutem, a ponieważ są one regulowane tylko do celów kalibracji, mogą być umieszczone wewnątrz obudowy obwodu i wyposażone w szczelinowe wałki umożliwiające regulację za pomocą śrubokręta.

Wszystkie stałe rezystory (od R1 do R8, R10, R12, R14) powinny mieć moc znamionową 1 W.

Wstępna kalibracja

Do rozpoczęcia procesu kalibracji potrzebne będą cztery doskonale znane kondensatory o bardzo małej upływności, o wartościach: 0,1 uF, 0,01 uF, 1000 pF i 200 pF,
1-Utrzymując przełącznik zakresu w pozycji D, włóż kondensator 0,1 μF do zacisków X-X.
2-Włącz S1.

Można narysować charakterystyczną kartę licznika lub zapisać liczby na istniejącym pokrętle tła mikroamperomierza, aby wskazać zakresy pojemności 0-200 pF, 0-1000 pF, 0-0,01 uF i 0-0 1 uF.

Ponieważ miernik pojemności jest używany dalej, może się okazać, że konieczne będzie podłączenie nieznanego kondensatora do zacisków X-X i włączenie S1 w celu przetestowania odczytu pojemności na mierniku. Aby uzyskać największą precyzję, zaleca się włączenie zakresu, który pozwoli na odchylenie wokół górnej części skali miernika.

Miernik siły pola

Poniższy obwód FET jest przeznaczony do wykrywania siły wszystkich częstotliwości w zakresie 250 MHz lub czasami może być nawet wyższa.

Mały metalowy pręt, pręt, teleskopowa antena wykrywa i odbiera energię o częstotliwości radiowej. D1 prostuje sygnały i dostarcza dodatnie napięcie do bramki FET przez R1. Ten FET działa jak wzmacniacz prądu stałego. Potencjometr „Set Zero” może mieć dowolną wartość od 1k do 10k.

Gdy nie ma sygnału wejściowego RF, reguluje potencjał bramki / źródła w taki sposób, że miernik wyświetla jedynie niewielki prąd, który wzrasta proporcjonalnie w zależności od poziomu wejściowego sygnału RF.

Aby uzyskać wyższą czułość, można zainstalować miernik 100uA. W przeciwnym razie miernik o niskiej czułości, taki jak 25uA, 500uA lub 1mA, może również działać całkiem dobrze i zapewniać wymagane pomiary siły RF.

Jeśli miernik natężenia pola jest wymagane do testowania tylko dla VHF, dławik VHF będzie musiał być wbudowany, ale do normalnego zastosowania przy niższych częstotliwościach niezbędny jest dławik krótkofalowy. Indukcyjność około 2,5 mH wystarcza na częstotliwości do 1,8 MHz i wyższe.

Obwód miernika natężenia pola FET można wbudować w kompaktową metalową skrzynkę, z anteną wysuniętą na zewnątrz obudowy, pionowo.

Podczas pracy urządzenie umożliwia dostrojenie końcowego wzmacniacza nadajnika i obwodów antenowych lub wyrównanie polaryzacji, napędu i innych zmiennych w celu potwierdzenia optymalnej mocy promieniowania.

Rezultat regulacji może być obserwowany przez ostre odchylenie w górę lub zanurzenie wskazówki miernika lub odczyt na mierniku natężenia pola.

Detektor wilgoci

Czuły obwód FET pokazany poniżej rozpozna obecność wilgoci atmosferycznej. Dopóki podkładka sensoryczna jest wolna od wilgoci, jej odporność będzie nadmierna.

Z drugiej strony obecność wilgoci na podkładce obniży jej rezystancję, dlatego TR1 pozwoli na przewodzenie prądu za pomocą P2, powodując, że baza TR2 stanie się dodatnia. Ta czynność aktywuje przekaźnik.

VR1 umożliwia wyrównanie poziomu, przy którym TR1 włącza się, a tym samym decyduje o czułości obwodu. Można to naprawić na bardzo wysokim poziomie.

Naczynie VR2 umożliwia regulację prądu kolektora, tak aby prąd płynący przez cewkę przekaźnika był bardzo mały w okresach, gdy podkładka czujnikowa jest sucha.

TR1 może być 2N3819 lub jakimkolwiek innym wspólnym tranzystorem FET, a TR2 może być BC108 lub innym zwykłym tranzystorem NPN o dużym wzmocnieniu. Płytka sensoryczna jest szybko produkowana z 0,1 cala lub 0,15 w matrycy perforowanej płytki drukowanej z przewodzącą folią w poprzek rzędów otworów.

Płytka o wymiarach 1 x 3 cale jest odpowiednia, jeśli obwód jest używany jako czujnik poziomu wody, jednak do włączenia FET zalecana jest płytka o większych rozmiarach (może 3 x 4 cale) wykrywanie wilgoci , zwłaszcza w porze deszczowej.

Jednostką ostrzegawczą może być dowolne pożądane urządzenie, takie jak lampka sygnalizacyjna, dzwonek, brzęczyk lub oscylator dźwiękowy, które mogą być zintegrowane wewnątrz obudowy lub umieszczone na zewnątrz i podłączone za pomocą przedłużacza.

Regulator napięcia

Prosty regulator napięcia FET wyjaśniony poniżej zapewnia dość dobrą wydajność przy użyciu jak najmniejszej liczby części. Schemat podstawowy przedstawiono poniżej (na górze).

Jakikolwiek rodzaj zmiany napięcia wyjściowego indukowany przez zmianę rezystancji obciążenia powoduje zmianę napięcia bramki-źródła f.e.t. przez R1 i R2. Prowadzi to do przeciwdziałania zmianie prądu drenu. Współczynnik stabilizacji jest fantastyczny ( ≈ 1000), jednak rezystancja wyjściowa jest dość wysoka R0> 1 / (YFs> 500Ω), a prąd wyjściowy jest w rzeczywistości minimalny.

Aby pokonać te anomalie, ulepszone dno obwód regulatora napięcia można wykorzystać. Opór wyjściowy jest znacznie zmniejszony bez uszczerbku dla współczynnika stabilizacji.

Maksymalny prąd wyjściowy jest ograniczony przez dopuszczalne rozpraszanie ostatniego tranzystora.

Rezystor R3 jest wybrany do wytworzenia prądu spoczynkowego o wartości kilku mA w TR3. Dobre ustawienie testowe przy zastosowaniu wskazanych wartości spowodowało zmianę o mniej niż 0,1 V, nawet gdy prąd obciążenia zmieniał się od 0 do 60 mA przy wyjściu 5 V. Nie rozpatrywano wpływu temperatury na napięcie wyjściowe, ale można by go było kontrolować poprzez odpowiedni dobór prądu drenu do np.

Mikser audio

Czasami możesz być zainteresowany pojawieniem się lub zanikaniem lub zmiksować kilka sygnałów audio na niestandardowych poziomach. W tym celu można wykorzystać przedstawiony poniżej obwód. Jedno konkretne wejście jest powiązane z gniazdem 1, a drugie z gniazdem 2. Każde wejście jest przeznaczone do przyjmowania wysokich lub innych impedancji i posiada niezależną regulację głośności VR1 i VR2.

Rezystory R1 i R2 zapewniają izolację od potencjometrów VR1 i VR2, aby zapewnić, że najniższe ustawienie z jednego z potencjometrów nie spowoduje uziemienia sygnału wejściowego dla drugiego potencjometru. Taka konfiguracja jest odpowiednia dla wszystkich standardowych aplikacji, wykorzystujących mikrofony, pick-up, tuner, telefon komórkowy itp.

FET 2N3819, a także inne tranzystory FET audio i ogólnego przeznaczenia będą działać bez żadnych problemów. Wyjście musi być ekranowanym złączem do C4.

Prosta kontrola tonów

Sterowanie zmiennymi tonami muzycznymi umożliwia dostosowanie dźwięku i muzyki do osobistych preferencji lub pozwala na pewną kompensację w celu zwiększenia ogólnej odpowiedzi częstotliwościowej sygnału audio.

Są one nieocenione w przypadku standardowego sprzętu, który często łączy się z kryształowymi lub magnetycznymi jednostkami wejściowymi, lub w przypadku radia i wzmacniacza itp., I któremu brakuje obwodów wejściowych przeznaczonych do takiej specjalizacji muzycznej.

Poniższy rysunek przedstawia trzy różne obwody pasywnej kontroli tonu.

Konstrukcje te mogą być przystosowane do pracy ze wspólnym stopniem przedwzmacniacza, jak pokazano na A. W przypadku tych pasywnych modułów kontroli tonu może wystąpić ogólna utrata dźwięku, powodująca pewne zmniejszenie poziomu sygnału wyjściowego.

W przypadku, gdy wzmacniacz w punkcie A ma wystarczające wzmocnienie, nadal można uzyskać zadowalającą głośność. Zależy to od wzmacniacza i innych warunków, a także od założenia, że ​​przedwzmacniacz może przywrócić głośność. Na etapie A VR1 działa jak regulacja tonu, wyższe częstotliwości są minimalizowane w odpowiedzi na ruch wycieraczki w kierunku C1.

VR2 jest podłączony tak, aby utworzyć regulację wzmocnienia lub głośności. R3 i C3 oferują odchylenie źródła i obejście, a R2 działa jako drenujące obciążenie audio, podczas gdy wyjście jest pobierane z C4. R1 z C2 służą do odłączenia dodatniej linii zasilającej.

Obwody mogą być zasilane z 12 V DC. W razie potrzeby R1 można zmodyfikować dla wyższych napięć. W tym i pokrewnych obwodach znajdziesz znaczną swobodę w wyborze jasności dla pozycji takich jak C1.

W obwodzie B VR1 działa jak regulator górnego cięcia, a VR2 jako regulator głośności. C2 jest sprzężony z bramką w punkcie G, a rezystor 2,2 M oferuje drogę prądu stałego przez bramkę do linii ujemnej, pozostałe części to R1, R2, P3, C2, C3 i C4 jak w A.

Typowe wartości B to:

• C1 = 10nF
• VR1 = 500k liniowy
• C2 = 0,47 uF
• VR2 = 500 tys. Log

Kolejna górna kontrolka cięcia jest ujawniona w C. Tutaj R1 i R2 są identyczne z R1 i R2 z A.

C2 z A jest wbudowane jak w A. Czasami ten rodzaj regulacji tonu może być włączony do istniejącego wcześniej etapu bez praktycznie żadnych przeszkód dla płytki drukowanej. C1 w C może wynosić 47nF, a VR1 25k.

Większe wielkości można by wypróbować dla VR1, jednak może to spowodować, że duża część słyszalnego zakresu VR1 pochłonie tylko niewielką część jej obrotu. C1 może być wyższy, aby zapewnić lepsze cięcie górne. Impedancja obwodu ma wpływ na wyniki uzyskane przy różnych wartościach części.

Radio FET z pojedynczą diodą

Następny obwód FET poniżej przedstawia prosty wzmacniany odbiornik radiowy diodowy za pomocą pojedynczego FET i niektórych części pasywnych. VC1 może być typowym kondensatorem o typowej wielkości 500 pF lub identycznym kondensatorem strojenia GANG lub małym trymerem na wypadek, gdyby wszystkie proporcje musiały być zwarte.

Cewka anteny dostrajającej jest zbudowana z pięćdziesięciu zwojów drutu od 26 swg do 34 swg na pręcie ferrytowym. lub można je uratować z dowolnego istniejącego odbiornika fal średnich. Ilość uzwojeń umożliwi odbiór wszystkich pobliskich pasm MW.

Odbiornik radiowy MW TRF

Kolejny stosunkowo obszerny TRF Obwód radiowy MW można zbudować przy użyciu tylko zestawu tranzystorów FET. Został zaprojektowany, aby zapewnić przyzwoity odbiór słuchawek. W przypadku większego zasięgu do radia można podłączyć dłuższy przewód antenowy, lub można go użyć z mniejszą czułością, zależnie od cewki ferrytowej tylko do odbioru pobliskiego sygnału MW. TR1 działa jak detektor, a regeneracja jest osiągana poprzez dotknięcie cewki strojenia.

Zastosowanie regeneracji znacząco poprawia selektywność, a także wrażliwość na słabsze transmisje. Potencjometr VR1 umożliwia ręczne wyrównanie potencjału drenu TR1, a więc działa jako sterowanie regeneracją. Wyjście audio z TR1 jest połączone z TR2 przez C5.

Ten FET to wzmacniacz audio napędzający słuchawki. Pełny zestaw słuchawkowy jest bardziej odpowiedni do zwykłego strojenia, chociaż telefony o rezystancji około 500 omów DC lub około 2 k impedancji zapewnią doskonałe wyniki dla tego radia FET MW. W przypadku, gdy do odsłuchu potrzebna jest mini słuchawka, może to być urządzenie magnetyczne o średniej lub wysokiej impedancji.

Jak zrobić cewkę anteny

Cewka anteny strojenia jest zbudowana z pięćdziesięciu zwojów super emaliowanego drutu 26swg na standardowym pręcie ferrytowym o długości około 5 cali x 3/8 cala. W przypadku nawinięcia zwojów na cienką rurkę kartonu, która ułatwia przesuwanie cewki po pręcie, może umożliwić optymalne dopasowanie pokrycia pasma.

Uzwojenie rozpocznie się w A, zaczep anteny można wyjąć w punkcie B, który znajduje się na około dwudziestu pięciu zwojach.

Punkt D to uziemiony zacisk końcowy cewki. Najbardziej efektywne umiejscowienie zaczepu C będzie zależało raczej od wybranego tranzystora FET, napięcia akumulatora i tego, czy odbiornik radiowy będzie połączony z zewnętrznym przewodem antenowym bez anteny.

Jeśli zaczep C jest zbyt blisko końca D, wtedy regeneracja przestanie się inicjować lub będzie bardzo słaba, nawet przy VR1 włączonym dla optymalnego napięcia. Jednak posiadanie wielu zwojów między C i D doprowadzi do oscylacji, nawet przy nieco obróconym VR1, powodując osłabienie sygnałów.