Здравствуйте мои уважаемые читатели!
И начну этот материал в простой загадки из детства: Что такое два конца, два кольца, а в середине гвоздик? Надеюсь, все её вспомнили – это ножницы!!!
А вот, что такое два резистора, два транзистора и в середине телефонный капсюль?
В комментарии к материалу
Петр, Радиолюбитель задал очередную схему-загадку. Там, и правда, два резистора, два транзистора и телефонный капсюль, но есть ещё и элемент питания 1,2В. Вот эта схема, а точнее заметка из журнала «РАДИО» за 1965 год №2. Я привожу только фрагмент, так как, Петр показал всю страницу
Рис. 1. Вот такая очередная схема-загадка.
И разберёмся, что в ней загадочного…
Оказалось, что практически разгадать её не решился НИКТО!!!
Но была одна попытка, даже быстрее чем я успел рассмотреть эту заметку… Вот эта попытка
Разбираемся с релаксатором…
Релаксационный генератор — генератор колебаний, пассивные и активные нелинейные элементы которого не обладают резонансными свойствами. Такое определение дают учебники и интернет в придачу. А в схеме применяется телефонный капсюль, и он обладает РЕЗОНАНСОМ и этот резонанс определяется очень даже ЧЁТКО!!! Значит не релаксатор, а генератор!!! Генератор, работающий в ключевом режиме, но на резонансной частоте телефонного капсюля, а для получения синусоиды требуется соблюдать не только баланс фаз, но и баланс амплитуд, что в такой простой схеме сделать очень трудно… Есть много схем где динамики для определения резонансной частоты работают в генераторах и так же без синусоиды.
По поводу какой транзистор как о когда закрывается-открывается рассмотри дальше…
Ну, а теперь как включены транзисторы. Первый транзистор включен по схеме с ОЭ – это правильно, а то, что второй включен по схеме с ОК НЕ ВЕРНО В КОРНЕ – ОН ТАК ЖЕ ВКЛЮЧЕН ПО схеме ОЭ и данный каскад не может быть эмиттерным повторителем!!! О том, что это за каскад читаем в этом материале
Совершенно верно, второй каскад так же работает по схеме с ОЭ! А почему тогда нагрузка включена в цепь эмиттера, а не коллектора? При таком варианте управления транзистором по схеме с ОЭ не имеет значение, как включена нагрузка. И здесь всё просто – чтобы при открывании первого или второго транзистора сигналы имели одинаковую полярность. Теперь ещё раз посмотрим на схему в другом начертании элементов, но очень внимательно!!!
Рис. 2. Схема генератора, но с небольшими изменениями.
К сожалению, найти транзисторы П13 быстро я не смог, но зато нашлись МП37Б «новьё», ещё не паянные, выпуска 1982 года. Ширпотреб, а не военка, так как на «шляпе» у него есть надпись «Ц,0-50к». Очень демократичная цена!!!
Пришлось изменять полярность питания. Резисторов 2,3к не встречал никогда ( не довелось!!! ), а 110 Ом не стал тратить время на поиски и припаял 120 Ом. Телефонный капсюль был, а вот с элементом питания пришлось поискать среди полуразряженных элементов, так как таких аккумуляторов у меня уже давно нет.
Всё спаял, на напряжение 1,3В схема не «обиделась» и капсюль запищал!
Так, что же это за схема такая, где применяется такое хитрое управление транзистором? Редкое применение, но все любители его встречали в своей практике и иногда даже часто!!! Вспоминаем!!! И смотрим на следующую схему
Рис. 3. Интересная схема и, что же она напоминает?
Совершенно верно – это компаратор или триггер Шмитта! Очень похожа на схему на Рис.2, только резистор R4 немного смущает, а в этом генераторе он и не требуется, так как не требуется получать сигнал Uвых на другие каскады. Что надо сделать, чтобы триггер Шмитта стал генератором? Правильно, соединить вход с выходом через RC-цепочку!
Рис. 4. Вот так RC-цепочка превращает компаратор в генератор.
А как же в схеме-загадке нет обратной связи, но она же генерирует?
Всё просто, RC-цепочка – это вторая ПОС, а первая ПОС – это сам триггер Шмитта и она как раз и позволяет ускорить процесс изменения состояния транзисторов при переходе напряжения на базе первого транзистора через пороговый уровень… ( читаем в учебнике или в интернете как работает триггер Шмитта ).
Но в схеме на Рис.2. нет второй ПОС, да, и первую не видно…
В данном генераторе ( Рис.2) отсутствие резистора R4 значительно увеличивает первую ПОС за счет уменьшения величины этого резистора до нуля, а это в свою очередь повышает скорость переключения транзисторов из одного состояния в другое. Но резистор R1 подключен к питанию… Да, он подключен к питанию и первый транзистор отслеживает величину напряжения между эмиттерами транзисторов и плюсом питания ( в оригинале схемы между эмиттерами и минусом питания ). А вот второй ПОС нет!!! Просто надо вспомнить, что ток в индуктивности нарастает не мгновенно, а с определённой задержкой…
У капсюля эта индуктивность ( в моём экземпляре ) имеет следующие параметры: активное сопротивление равно 45 Ом, а индуктивность 22 миллиГенри.
Вот и получился генератор.
Когда открыт первый транзистор, а второй закрыт падение на резисторе минимальное и напряжение на участке плюс питания – эмиттеры транзисторов максимальное и, следовательно, ток базы первого транзистора максимальный. Но постепенно ток транзистора уменьшается, а напряжение на базе второго транзистора возрастает и как только второй транзистор начинает открываться вступает в работу ПОС. Напряжение на базе первого транзистора уменьшается и транзистор закрывается, что вызывает полное открывание второго транзистора. Ток базы второго транзистора начинает медленно уменьшаться и как только напряжение плюс питания эмиттеры транзисторов возрастает до появления тока первого транзистора, опять включается в работу ПОС и первый транзистор открывается, закрывая второй.
И вот, прочитав комментарий про «эмиттерный повторитель, в котором вся фишка», я повторно спросил: - где же эмиттерный повторитель? Ответ получил очень интересный
Самая фишка в том, что я прикалываюсь!!! Что по этому поводу напишут мои читатели? Очень интересно узнать!!!
А далее была приведена осциллограмма. Очень чёткая, с дополнением «вход закрытый». Вот именно такие осциллограммы мешают понять работу схем начинающим, но опытным радиолюбителям! А почему? И здесь всё просто – надо смотреть сигнал в режиме «вход открытый»!!! И тогда станет понятно, что на индуктивности нет отрицательного выброса, есть только плавное падение тока и плавное нарастание.
Приведу фрагмент картинки
Рис. 5. Вот такой формы сигнал на коллекторе первого транзистора и на базе второго.
Зелёная линия – это средняя линия развёртки ( добавлена мною ) и многие рассматривая такую картинку, ошибаются в определении когда какой транзистор открыт или закрыт. В данном случае всё, что расположено выше зелёной линии – это когда открыт второй транзистор, а всё, что ниже этой линии – это открыт первый транзистор. А самое интересное то, что и у меня на осциллографе картинка «один к одному», только я всегда начинаю рассматривать сигнал с «открытым входом» и поэтому картинка выглядит вот так
Рис. 6. Такая же картинка на экране С1-94, даже соотношения длин, как и на этой картинке.
За осциллограмму спасибо!!! Не пришлось фотографировать С1-94!!!
Теперь о резонансных свойствах телефонного капсюля и, что на них влияет. В первую очередь – это индуктивность обмоток и межвитковая ёмкость, и очень серьёзное влияние оказывает мембрана! Убрал её и частота увеличилась почти в два раза, а форма сигнала практически не изменилась.
И провёл второй опыт по поводу резистора R2 и «эмиттерного повторителя» которого в схеме нет
Рис. 7. Резистор R2 «переехал» в коллекторную цепь транзистора.
Схема продолжает работать на той же частоте, а вот амплитуда сигнала на капсюле уменьшилась, но зато сильно возросла на резисторе R2 по сравнению с основным вариантом, и сигнал поменял полярность, что и следовало ожидать!
Делаем вывод: нет там эмиттерного повторителя, а есть схема с ОЭ с нагрузкой в цепи эмиттера, но не коллектора.
Вот такая небольшая разгадка такой простой и маленькой схемы!
Надеюсь, материал понравился моим читателям! Пишите комментарии, возможно, я в чем-то не прав… Интересно узнать мнение моих читателей!
На таких схемах очень удобно изучать схемотехнику.
Петру спасибо за интересную заметку и схему!!!
Нафис Салимов заслуживает особую благодарность за регулярные комментарии!!!
Желаю всем крепкого здоровья, берегите себя, особенно в такую жару!!! У нас плюс 33 градуса, а завтра обещают 37!!!
Желаю Всем чистого, мирного неба над головой!!!