Közlemény:
Warning: mysql_connect() [function.mysql-connect]: Access denied for user 'elektro'@'88.151.96.4' (using password: YES) in /index.php on line 240
Warning: mysql_select_db(): supplied argument is not a valid MySQL-Link resource in /index.php on line 241
Warning: mysql_query(): supplied argument is not a valid MySQL-Link resource in /index.php on line 242
Warning: mysql_fetch_row(): supplied argument is not a valid MySQL result resource in /index.php on line 243
Ön amatör elektronikus?
Warning: mysql_connect() [ function.mysql-connect]: Access denied for user 'elektro'@'88.151.96.4' (using password: YES) in /index.php on line 264
Warning: mysql_select_db(): supplied argument is not a valid MySQL-Link resource in /index.php on line 265
|
Elektronika kezdőknek/Kezdőlap
Elektronika kezdőknek
Had ejtsek pár szót először is az oldalamról:
Az oldal szlogenje:"Akár pár óra alatt megtanulni az elektronika alapjait."
Ezen az oldalon gyorsan megtanulhatjuk, megérthetjük, hogy az alkatrészeknek
mi a szerepük a kapcsolásokban.
Most nem arra teszem a hangsulyt, hogy mindent
részletesen
pontossan bemutassak, hanem minnél gyorsabban a legtöbb alap információt egy teljessen kezdő
számámára érthetően elmagyarázzam. Itt az elektronika alapjait tanulhatod meg,
de ez is elég
lessz egy 2 ledes villogó, egy tápegység, erősítő
előálítására.
Azok akik már jó pár éve foglalkoznak elektronikával kérem
mellőzék a
gúnyos megjegyzéseket, mert ez az oldal nem ő nekik szól.
Egyszóval azt szeretném elérni, hogy aki nem foglalkozott
elektronikával,
ő kedvet kapjon egy
kis kísérletezéshez.
Köszönöm hogy benéztél, remélem sok
információt
találsz, és
remélem hogy segíthettem.
Elérhetőség: hasrsanyl@freemail.hu
Linkek:
Kattintson ide:
Linkcsere - különleges linkcsere lehetoség. Ne szalaszd el!
Legyen Ön különlegesebb, mint a többség! A többség a linkcserét is erobol csinálja ész nélkül, pedig érdemes a
jó lehetoségeket megragadni és észnél lenni a linkcsere ajánlatok áttekintésekor. Ezt a lehetoséget igazán érdemes
megragadni és még most érdemes jelentkezni erre a linkcsere akcióra. |
I
ngyenes linkcsere-Link katalógus
LINKCSERE.blogspot.com
Linkgyujtemény
Elektronika kezdőknek/fogalmak
Fogalmak
Áram: A vezető anyagokban az elektronok tömeges
áramlása.
Jele: I
Mértékegysége:
A (Amper)
Feszültség: Az anyagok alap állapotba semlegesek. Pozitív(proton)
= negatív(elektron),
ezeket a részecskéket (proton és elektron) külön választják
valamilyen folyamat
során, és raktározzák(így a szétválasztott részecskék
között potenciálkülömbség jön létre). Ezáltal lessz egy olyan rész ahol sok elektron van
(- negatív), és egy ahol kevés, vagyis elektron hiányos hely(+ pozitív).
Ha egy vezetővel összeérintjük akkor igyekszenek az anygok semlegessé válni,
tehát arról a helyről ahhol elektron többlet van elkezdenek vándorolni az elektron hiányos
hely felé a töltéshordozók. Az elektronikában így létrejön az áram.
Jele: U
Mértékegysége: V (Volt)
Váltakozó áram: Az elektronok tömege(áram) iránya a vezetőben "jobbra-balra"
váltakozik.
1 másodperc alatt megtett váltakozásszámotot az elektronikában frekvenciának nevezzük.
(Jele: F mért.E.: Hz (Hertz)). Hálozati feszültség esetén 50 Hz.
Egyenáram: Csak egy irányban történik az áramfolyás.
Töltésmennyiség: Az elemi részecskék (elektron, proton) összesége.
Jele: Q mértékegysége: [Q] = 1 C (coulomb) = 1 As
Ideális, valós alkatrészek: Az elektronikában megvannak az
alkatrészek és működésük jellemzői, ez a valóságban
eltérhet, ugyanis a valóságban sok más tényező is befojásolja
a működésüket. Ilyen lehet a vezeték ellenenállása. Bár nagyon
kicsi de akkor is van.
Az ellenállás hőmérsékletfüggése, ugyanis ha felmelegszik az ellenállás
akkor az értéke "elkúszik". Az elektronikában ezt álltalában elhanyagoljuk.
Belső ellenálás: Az alkatrészek, kapcsolások rendelkeznek belső ellenállással.
Ez az ellenálás legtöbször maga az anyag (amiből készült) az ami kiváltja
ezt az ellenállást. Kapcsolásoknál a szerkezetet felépítő
elemek eredője hozza létre ezt az ellenállást.
Sáv szűrés áteresztés: A szűrő
kapcsolások a kiválasztott frekvencia és a közeli frekvenciákat
(sávszűrő esetében: nem engedik át,
sáv áteresztő esetében: csak azokat a frekvenciákat) engedi át.
Pufferelés: Betöltés. A digitális technikában az adatok betöltését az analog áramkörökben pl pufferkondenzátorban elektronok felhalmozását jelenti.
Elektronika kezdőknek/Alkatrészek
Alkatrészek
Ellenálás: Akadályozza az elektronok mozgását.
Elektronikában a rajzjele=>
Kivitelezése: állandó értékű, változtatható
értékű(potenciométer,trimmerpoti). Jele: R
Mértékegysége: Ω(Ohm).
Elektronikában a legegyszerübb alkatrész.
Ohm törvénye: U=R*I (feszültség = ellenálás * áram)
Kapcsolás:
- soros (áramuk azonos feszültségük egyenessen arányos az ellenálásuk értékével.
)
- párhuzamos(Feszültségük azonos, áramuk fordítottan arányosan változik
a az ellenálások értékével)
Bővebb szemléletés:: Elektronika kezdőknek/szimuláció menüpont alatt.
Jellemzői: ellenálás érték (Ω),
maximális teljestmény(W), ellenálás érték tűrése(%).
Kondenzátor(sűrítő, kapacitás):
Feléptése két fémlemez között egy szigetelő
anyag.
Elektronikában a rajzjele=>
Kivitelezése: állandó értékű, változtatható értékű.
Létezik papír, műanyag, elektrolit stb... kondenzátor.
Ezek közül az elektrolit kondenzátor lábai nem cserélhetőek fel beklötéskor.
Rossz bekötés esetben az alkatrészben gáz fejlődik, és szétdurran, ami a testi
épségünkre is káros lehet. VIGYÁZZ VELE!!!
A helyes
bekötésnél segítséget nyújt az alkatrész negatív
lábánál található csík. Legtöbbször egy "-" vonal is
található benne amely lyelzi hogy a hozzá közelebbi láb a negatív.
töltésbefogadó képessége van.
Fontos az egyen áramot nem engedi át! Váltakozó áramot viszont igen, de azt bizonyos
mértékben akadályozza.
Tehát a kondenzátornak váltakozó áramú ellenálása van(Xc,kapacitív reaktancia)
minnél nagyobb az áram frekvenciája annál kisebb az ellenálás.
Xc=1/(2pi*f*C) Tehát a kondenzátor ellenálása frekvenciafüggő.
Jele: C
Mértékegysége: F(Farrad)
Q=C*U Töltésmennyiség = Kapacitás * Feszültség
Jellemzői: kondenzátor értéke(F), maximális feszültség(V).
Tekercs(induktivitás):
felépítése:szigetelt huzal felfeltekerve
Elektronikában a rajzjele=>
Némely tekercs hasonlít az ellenáláshoz.
Jele: L
Mértékegysége: H(Henri)
Bármiféle áramváltozást akadályoz.( Ez annyit tesz, hogy ha
az áramkört bekapcsoljuk nem azonnal indul meg az áram, hanem
fokozatossan nővekszik. Ha kikapcsoljuk az áramkörből a tekercset, kapcsain a feszültség
hirtelen megnő, akár több kV is lehet egy pillanatnyi időre. Mind a két
megoldást alkalmazzuk a gyakorlatban is. )
Fontos: Az egyenáramot átengedi, a váltakozó áramot frekvencia
fügvényében
akadályozza(X L ,induktív reaktancia)
Váltakozó áramú ellenálása(X L ) függ a
frekvenciától.
Kiszámtása: 2*pi*f*L.
Minnél nagyobb az áram frekvenciája annál nagyobb az ellenálás.
Jellemzői:
maximális áram(A), Tekercs értéke(H).
Dióda: Egyenirányító elem.
Elektronikában a rajzjele=>
Az áramot csak az egyik irányban engedi át.( részletesebben
késöbb
elmélet menüpont alatt
).
Jellemzői:maximális záróirányú feszültség(V), maximális
áram(A), maxiális hőmérséklet
(az alkatrészen
fellépő hőmérséklet: kb 120-180 C. fok. ) maximális frekvencia.
Zener diódáknál a záró irányú feszültségnél
nyit ki a dióda vagyis csak akkor kezd el vezetni. A többi diódánál, ha meghaladjuk ezt a
feszültséget tönkremegy.
nyitóirányú feszültség:
-
germánium diódáknál: 0.3-0.4V
-szilicium diódáknál: 0.7-1V
zener dióda záró irányu feszültsége típusfüggő.
Jele: D
Tranzisztor:
Erősítő illetve kapcsoló alkatrész.
Elektronikában a rajzjele=>
Létezik Bipoláris és Unipoláris fajtája.
A bpolárisnak Létezik NPN és PNP változata, különbség csak a rétegekfelcserélésében, a rajzjel nyila befelémutat, és a tápfeszültség megfordításában van. Mi csak az NPN típussal foglalkozunk részletesebben.
3 ill. 4 lábuk lehet( a negyedik csak a fém tokozás lábként kivezetve, árnyékolás szempontjából)
.
Bipoláris: A lábakat Emitter Bázis Kollektornak hvják.( Unipolárisnál: Drain, Gate, Source).
Működét majd késöbb megismerjük egy-egy példa alapján. Egyenlőre annyit róla hogy kis energiabevitellel
tudunk irányítani nagy energiamennyiséget.
Jellemzői: maximális feszültség(V), maximális áram(A), maxiális
hőmérséklet( az alkatrészen fellépő hőmérséklet: kb 120-180 C. fok. ) áram erőstési tényező( Bipol.nál, ß ,béta), maximális frekvencia.
Tranzformátor: Átalaktónak is nevezik. Beszélhetünk le vagy
feltranzformálásról.
Elektronikában a rajzjele=>
A tranzformálás során a feszültséget csökkentjük vagy növeljük.
Ha csökkentjük a feszültséget (pl:230V-ról 12 - ra)
, az áttétel ugyaebár 19.1 (áttételszám) (230/12=19.1) Ez azt is
jelenti hogy a bemenő áram 19.1 szerese jelenhet meg a tranzformátor kivezetésein.( ez persze csak ideális tranzformátornál létezik.
A valóságban
a trafónak van réz és vasveszesége. Így a traf.-oknak a
teljesítményátvitele 70-99%-os )
.
Figyeljük meg
hogy ideális esetben a bemenő teljesítmény( Ube*Ibe) megeggyezik a
kimenő teljestménnyel
(Uki* Iki). Semmiféle képpen nem tudunk több energiát kivezetni a tranzformátorból
mint amennyit beletápláltunk.
Jellemzői: Bemeneti- kimeneti teljestmény(W), bemeneti- kimeneti feszültség(V),
áttételszám, frekvencia(f)
Ic:
Az elektronikában nagyon fontos áramköri elem amely már egy komplett kapcsolást tartalmaz magába.
Részletessen nem szeretnék kitérni, majd a késöbbiekben úgy is megismerünk
1-2-t és azok tulajdfonságait.
jellemzői lehetnk: maximális feszültség (V)- áram(A) - hőmérséklet
(Celsius fok)
- frekvencia,és még sok egyéb ami alkatrésztől és kapcsolástól
függő.
Lap tetejére
Elektronika kezdőknek/elmélet
Először is kezdjünk az alapokkal:
A képen a "cikk-cakkos" alkatrész az ellenálás, ez a jelölés is
elfogadott de magyarországon a négyzetet használjuk.
feszültésg osztó:
Láthatjuk a kapcsolási rajzon, hogy az áram mind a két ellenáláson ugyan akkora.
Feszültsgük,
viszont külömbözik. A kisebb ellenáláson kisebb feszültség esik, a
nagyobb ellenáláson nagyobb a potenciál külömbség. Figyeljük meg, hogy
ha a két feszültséget összeadjuk, akkor pont a tápfeszültséget kapjuk
végeredményül. Lényegében erről szól a feszültségosztás.
Ha valamelyik párhuzamossan kötünk még egy terhelést, akkor a feszültségarányok
megváltoznak és a rájtuk áthaladó áram is. Ez az elektronika egyik alaptörvénye.
Áramosztó:
Láthatjuk a kapcsolási rajzon áramosztásnál, a feszültségek a közössek, és az
áramuk összege megegyezik a fő ágban lévő áram nagyságával.
Figyeljük meg hogy a nagyobbik ellenáláson folyik a kisebb áram,(mert ugyanis az jobban akadályozza,
töltések áramlását). A kisebbik ellenáláson folyik a nagyobb áram.
Ha bármely ellenálásal sorba vagy párhuzamossan kötünk még egy terhelést, megváltozik az
áramuk. A kezdő elektronikásoknak ezekkel az alap dolgokkal tisztába kell lenniük.
Tápegység
(Semilyen elektronikai eszköz nem működik energia nélkül. )
Tranzformátor:
A képen egy tranzformátor amely a 230V hálózati feszültséget
tranzformálja le. Ha jobban megnézzük akkor nem látunk a diagrammon 230V-ot hanem a
csúcsfeszültséget látjuk. ami 320 volt környékén van. ez a valóságbn
kb:325V. Ez azt jelenti hogy max 325V( +- 10% ) a hálózati feszültség.A 230 V pedi az egy effektív
érték. Ha hálózati feszültséget(230V) vezetnénk át egy
ellenáláson az ugyanakkora hőteljesítménnyel bírna mint a 230 V egyenáramot
kötnénk rá. Tehát a teljesítményük elektronikai szempontból ugyan akkora. Hogy is jött ki ez a 325V? Ha megnézzük a hálózati feszültség mekkora munkát tud végezni egy egységnyi időre, akkor ugyanarra időre nézve a 230V egyenáram is egyenlő nagyságú munkát végez. Kiszámítása: 230*
v 2~ 325V
A pirosan beszínezett terület az elvégzett munkát jelöli. A két terület egyforma nagyságú, tehát ugyanakkora munkát végeznek.
Egyenirányítás:
A váltakozó áram(feszültség)-ben a töltéshordozók"jobbra-balra" mozognak. Egyenirányítás után ezek a töltéshordozók csak az eggyik irányban tudnak mozogni. Ezt elektronikai alkarészekkel töb féle képpen tudjuk megoldani.
Lássunk pár példát:
Egyutas egyeniránytás:
Láthatjuk a képen a pirossal jelzett
váltakozoófeszültséget, és a fekete egyenfeszültséget.
A D1 dióda csak a pozitív félperiódust engedi át, a negatívot
levágja. Rt a terhelés 1KOhm. A váltakozó áramú
generátor ami 12V ot ad 50 Hz-en az egy tranzformátor is lehetne. Kész tápegység kapcsolások: Elektronika kezdőknek/kapcsolási rajz/tápegység menüpont alatt.
Kétutas egyenirányítás:
Az Rt ellenálásáon lévő feszültséget
mutatja az ábra. Láthatjuk míg az egyutásnál csak az eggyik
félperiódust engedte át a dióda, itt mindkét
félperiódus átengedtük. Gondoljuk végig
működését:A kapcsoláshoz kell egy közép
megcsapolású tranzformátor. a középső ág lessz a 0V.
Amikor a tranzformátor felső kivezetésének a feszültsége
pozitv(alsóé negatív) D1-es dióda vezet, amikor az alsó
ága pozitív D2-es dióda vezet. A kapcsolás az alsó és
felső kivezetések közt mérhető feszültség felét
juttatja az Rt ellenálásra. Hátránya az elektronikai kapcsolásnak,
hogy középmegcsapolású tranformátor kel hozzá. Kész tápegység kapcsolások: Elektronika kezdőknek/kapcsolási rajz/tápegység menüpont alatt.
Pozitív és negatív feszültséget
előálító kapcsolások:
Mindkét képen R1-es ellenálásra jut a pozitív
feszültség R2-esre a negatív. D1 dióda csak 1 félperiódust
enged át(pozitív) , és D2-is csak 1 félperiódust
enged át(negatív).
Gratez híd:
Ebben az elektronikai kapcsolásban mindkét félperiódust
átvisszük az ellenálásra. Hogy is működik a kapcsolás?
Amikor a tranzformátor vagy váltakozó feszültségü generátor
a pozitív félberiódusban van(generátor felső ágában megindul
az áram), D1 dióda kinyit(el kezd vezretni) az áram ezután az
ellenáláson halad át, majd a D3 diódán keresztül
záródik az áramkör. Amikor az energiaforrásnak az alsó
ágában indul meg az áram, D2 diódán , az
ellenáláson , majd D4-es diodán keresztül záródik az
áramkör. Ha megfigyeljük mind a két esetben az ellenálás
felső gában lépnek be a töltéshordozók, és az
alsóban lép ki. Így mind a 2 félperiódust átvisszük
az ellenálásra.Pufferelés:
Mivel az egyenirányítás nem csak arról szól, hogy
csak egy fele áramoljanak a töltéshordozók, hanem, hogy egyenlő
nagyságú feszültséget állítsunk elő, ezért
pufferelnünk kell. Mi is az a pufferelés?
(Elektronika kezdőknek/ fogalmak )
Egyenirányítás után
látjuk hogy nem állandó, söt "dombos"
feszültségünk van. Evvel a feszültséggel ell kell érni, hogy egy
egyenes(közel egyenes) vonallá alakítsuk át. Ezt egy kondenzátorral
tudjuk megvalósítani ami a + és a - közé van kötve. Így
egy aránylag egyenes feszültséget kapunk. Hogy is működik ez a
kapcsolás? Láthatjuk hogy a kimenő feszültség nem teljessen egyenes
hanem inkább fürészjelű. A gratez-hídról érkező
utöltéshordozókfeltöltik a kondenzátort, és egyben
(mivel Rt ellenálás párhuzamossan van kötve) megjelenik Rt
ellenáláson is a feszültség, így a terhelésen elkezd
folyni az áram. Mikor elérte a maximális
potenciál különbséget a feszültség vissza esne(Lsd. feljebb a grafikont),
de a kondenzátor is fel van töltve, benne elektronok halmozódtak fel,
ezért ugy fog viselkedni mint egy energiaforrás. Szép lassan eláramlanak
belőle a töltések, egyuttal csökken is a feszültség
(U=Q/C képlet alapján).
Mindaddig csökken a feszültség a kondenzátorban míg a gratez
felöl érkező tültéshordozók feszültsége
egyenlő nem lessz a kondenzátor pillanatnyi feszültségével.
Ezután ismét elkezd nőni a kondenzátor feszültsége,
és ez ismétlődik sokszor. A kondenzátorról a
töltéshordozók csak az ellenálás irányában
távozhanak, mivel a gratez-híd diódái nem engedik meg a
töltéshordozók visszafele áramlását. Remélem a kezdő elektronikások eddig tudtak követni engem.
(Minden elektronikai tápegység elengedhetetlen kelléke a pufferkondenzátor)
Szűrés:
Szűrés alatt egy frekvencia kiválasztását értjük. Igaz az elektronikában nem csak itt, sőt majd látni fogjuk hogy inkább máshol használják a szürőket, mi mégis itt vesszük. A szürököröket a tápegységeknél 50 ill 100 Hz re álítjuk be. Azért mert a hálozati frekvencia 50 Hz és egyutas irányításnál 50Hz vagy grateznél 100Hz a frekvencia. Hát akkor vegyük sorra a szűrőket:
Alul áteresztő szűrö:
az elektronikában annyit takar hogy a beálított frekvencia alatt engedi át a frekvenciát. úgy kell beálítan az értékeket, hogy az adott frekvencián a C kondenzátor váltalozó áramú ellenálása megegyezzeen az R ellenálás értékével, így az adott frekvencián úgymond feszültségosztás jön létre. Az annál kisebb frekvenciákat a kondenzátor ellenálása nem engedi át, nagyobbakat meg átemgedi.
Gondoljuk végig az tekercses aluláteresztő szürőt. lényegében itt is meg kell egyeznie az R ellenálás értéke meg kell egyeznie a tekercs váltakozó áramú ellenálásával az adott frekvencián.
Az Ellenálás értéket és a tekercs értéket úgy kell beálítani hogy a szűrő mögötti kapcsolásra elegendő áram, feszültség jusson.
felüláteresztő szűrő:
A lényeg ugyan azaon alapul mint az áluláteresztőnél csak fordítva játszódik le.
sávátereszttő, sáv szőrő :
Egy frekvenciát választ ki. Egy frekvencia a valóságban nem egy frekvencia hanem igazából egy szük határ. Pl: 1KHz-es szürőnél átengedi még a 950Hz et, kevésbé jól engedi át viszont már a 800Hz-et. Ez viszont felfele is igaz 1200Hz is már kevésbé enged át.
képplete: 1/(2*pi* v (L*C)
Elektronika kezdőknek/fogalmak
Stabilizálás:
Elektronikában az érzékeny műszerek megkövetelik a stabil feszültséget. A pufferelés után szűrés még simábbá teszi a kimenő feszültséget de van úgy hogy ez sem elegendő. ilyenkor stabilizálni kell a feszültséget. Ez úgy fogy kinézni hogy pl. egy 12V os pufferelt tápegységből stabil 9 voltot tudunk csinálni. Az első képen egy egyszerű stabilizátort látunk, egy zéner diódából és egy terhelésből áll.
Az elektronikai kapcsolás sajátossága hogy csak nagy terhelő ellenálásnál, kis terhelő áramnál stabilizál. A kis terhelő áram alatt azt értem hogy sokkal kisebb kell lennie mint a zéner dioda áramánk. Több mint 10x-ese(Iz>>Irt).Az első képen a stabilizált feszültség megeggyezik a zener dióda záróirányú feszültségével. Nem tévedés a Zéner diódákat záró irányban kell bekötni. (Ha nyitó irányban kötjük be a nyitóirányú feszültsége megeggyezik a normál diódával kb 0.7V ). R ellenálás kiszámítása: R=U/I => R=(Ube-Uz)/(Iz+Irt).
(Az elektronikai alkatrészek között találhatóak olyan Ic-k amelyek komplett stabilizátort tartalmaznak.)
A második képen lényegébenugyan ezt látjuk csak emitterkövetővel. A zéner diódával párhuzamosan van kötve egy potencióméter(Rp), amely a zéner dióda feszültségét osztja le. Így ez a feszültségstabilizátor változtatható feszültségű. Tudjuk a zener nyitóirányú áramát(táblázat).Rp=Uzd / ( Iz/ 10 ). A pot.meter csúszkája T1 es bázisára van kötve, így a pot.meter által leosztott feszültség -(minusz) UBE(bázis-emitter feszültség ~0.7V) fog az Rt ellrnálásra jutni.Kész tápegység kapcsolások: Elektronika kezdőknek/kapcsolási rajz/tápegység menüpont alatt.
A harmadik képen egy rövidzár védelem van bekötve. Ha túl nagy áram haladna át akkor R1-es ellenáláson R=U/I alapon megnő a feszültsége is amely hatással lessz T2-es tranzisztor UBE feszültségére. Kinyitja T2-es tranzisztort, ezzel nam a T1-es bázisán fog folyni az áram hanem a T2-es kollektorán keresztül. Ha kevesebb áram folyik T1-es bázisán a T1-es tranzisztor elkezd bezárni. Tehát T1-es emitterén folyó áram csökken. Így valósul meg a rövidzár védelem. Pesze ha csökken az áram akkor UR1 is csökkenni fog de eza folyamat be fog álni egy stabil állapotra és igaz folyni fog áram, de egyetlen alkatrész sem megy tönkre. az R1 es nagyságát úgy kell meghatározni hogy kb a feszültség 0.7V(T2 nyitoirányú feszültsége)és az áram a maximális legyen. Iz / 10* T1 es áramerősítési tényezője(B-ja).R=U/I
Ezzel végig is értünk a tápegségeken.
Persze sok más kapcsolás is létezik de mi most csak az alap
tápegységgel foglalkoztunk. Kész tápegység kapcsolások: Elektronika kezdőknek/kapcsolási rajz/tápegység menüpont alatt.
Szöveg tetejére
Erőstő áramkörök:
Tranzisztoros erősítő:
Elektronikában az erősítők sokfélék lehetnek. Egyenáramú erősítő, nagyfrekvenciás erősítő, sávszűrős erősítő,hangfrekvenciás erőstő, stb.
Mi most a hangfrekvenciás erősítő áramkörrel ismerkedünk meg kicsit részletesebben.
Elektronikai szempontból három fajta bipoláris tranzisztoros erősítő létezik: A közös emitteres, -bázisú,- kollektoros kapcsolás.
A képen látható egy fokozatú közös emitteres erősítő. Mi evvel fogunk részletessen megismerkedni, mivel ennek a legnagyobb a teljesítményerősítése(Ap).
Először is, hogy is működik a tranzisztor?
A bipoláris tranzisztor mint elektronikai alkatrész ÁRAM vezérelt. Majd meglátjuk hogy miért .
A képen látható tranzisztornak 2 bemenete és 1 kimenete van. 2 bemenet a kollektor és a bázis, a kimenete pedig az emitter.
(Ha nem lenne tranzisztor, az elektronika nem tartan a mai szinten. ezért fontos hogy a kezdő elektonikusok megértsék működését)
Milyen áramok haladnak át a tranzisztoron?
Tegyük fel hogy ez a tranzisztor áramerősítési tényezője 100("bétája" B-ja). Katalógusban szerepel vagy műszerrel a bipoláris tranzisztornak meg lehet mérni az áramerősítési tényezőjét.
Kezdjük a vezérlő árammal, a bázisárammal. Ha a bázisáram pl 1mA, és a B=100 Akkor a kollektor áram = bázisáram * 100 =100mA. Tehát tudjuk hogy a két bemenő áram 100mA és 1mA. Akkor a kimenő áram , az emitteráram 101mA-nek kell lennie. (100mA+1mA=101mA).
(Az Ic-ben apro tranzisztorok halmaza található, melyeket elektronikaiáramkörök vezérlésére alkalmaznak)
Ha szilicium tranzisztorról van szó akkor UBE= 0.7V ha germánium tranzisztor akkor UBE=0.3V, de ezt is meg lehet mérni műszerrel, méghozzá a diódamérővel.
Az alkatrészek, ellenálások kondenzátorok mekkorák legyenek?
Ezt a részét nevezzük az elektronikában munkapont beálításnak. Először is tisztában kell lenni a határaokkal. Pl.: ha a tranzisztor kollektor árama 1A, kollektor emitter feszültsége 50 V(10V-nál nem is fogja meghaladni) ezeket nem haladhatja meg.A kollektor áram pedig legyen a megengedett fele, így bíztos nem történik semi baj.Tehát Ic=0.5A. Ha teljessen ki akarjuk vezérelni a tranzisztort, vagyis a max bemenő áram esetén a kimenő feszültség legyen 0V, és a bemenő minimum áram esetén legyen a kimenő feszültség +Ut, akkor a munkapontot középre kell álítani. Vagyis akkor 10V-os tápegység esetén: Uc=Uce=5V.
Figyeljük meg azt is, hogy max bemenő áram esetén lesz a kimenet 0V(vagyis a tranzisztor teljessen nyitva van). Hogy miért is? Eddig Cbe-n 0.7V-ot mérünk(párhuzamossan van kötve UBE-vel).
Tegyük fel hogy a kapcsolás bemenetére 0.7 feszültséget kapcsoltuk. Cbe-n lévő feszültség 0V lessz. Hogy miért is? vegyük sorra Cbe lábait. Az egyikre most kapcsoltunk 0.7Vot, a másikpedig alapba ennyi volt. De akkor hová is tűnt az a 0.7V-nyi töltésmennyiség? hát a tranzisztoro bázisán keresztül elfolyt. Így ha feszültséget kapcsolunk a bemenetre, megindul az áram. Ha mergindult az áram a tranzisztor bázisa felé, áthalad a tranzisztoron, igen ám de az áramerősítési tényező miatt a kollektor árama is nagyobb lesz. Ha nagyobb lessz az áram a kollektorba, nagyobb feszültség fog esni Rc ellenáláson(Uc=Rc*Ic). Ha nagyobb feszültség esik akkor nagyobb feszültség vonódik ki a tápfeszültségből tehát a kimeneti feszültség csökken. Megállapthatjuk hogy ha bemenen növeljük a feszültséget a kimeneten csökkeni fog. Ez az elektronikai kpcsolás fázisfordító kapcsolás.
Adatok,számítások:
Ic=0.5A =>mivel B=100
Ib=
0.5/100= 5mA
Ib=> I1= Ib*10 = 50mA =>
I0 = Ib+I0 = 55mA
mivel tudjuk hogy szilicium dióda, nyitóirányu feszültségeUBE= 0.7V és R2 párhuzamosan van kötve UBE-vel ezért R2-n 0.7V fog esni.
R2=0.7/55mA=
14mivel ilyen ellenálásérték nincsOhm => 15Ohm
R1=R1 re jutó feszültség(10V-0.7V)
osztva R1 en átfolyó áram I0 = 9.3V/55mA=169Ohm=>mivel ilyen nincs = 180Ohm
Rc=(Ut-Uc)/Ic=(10-5)/0.5=10Ohm
bemeneti ellenálás kiszámítása:
h11:
tranzisztor bemeneti ellenálása
1/Rbe=1/R1
+1/R2+1/h11=>
Rbe =13.8Ohm
ha h11-et elhanyagoljuk mivel h11 et nem ismerjük csak a tranzisztor részletes leírásábsa amit internetről kellene letőlteni(datasheet, elektronikai alkatrészek gyári jellemzőinek táblázata) ,h11 elhanyagolása miatt 13Ohm-os a bemeneti ellenálás.
Rbe=13Ohm
kimeneti ellenálás kiszámítása:
h22 A tranzisztor kimeneti ellenálása (elhanyagoljuk mert általában több 10KOhm)
Rki=
Rc=10Ohm
kondenzátorok kiszámítása:
Mivel az emberi fül 20Hz-20KHz ig hall, ezért
Xc-nek egyenlőnek kell lennie Rbe-vel
Xc= 1/(2*pi*F*C be) => Cbe-re rendezve az egyenletet
Cbe=1/(Xc[vagyir Rbe]*2*pi*20Hz(alsó határfrekvencia)
)
Cbe=400uF
Cki=1/Rki*2*pi*20Hz
Cki=800uF
A tranzisztoros erősítővel meg is volnánk.
Műveleti erősítők:
A művleti erősítők Ic-k ben vannak. Mint már olvashattuk az Ic-k komplett kapcsolást rejtenek. Persze ez nem azt jelenti hogy csak feszültséget kapcsolunk rá és nár működik is az egész, hanem be kell tenni egy áramkörbe. Az erősítőnek 2 bemenete van, ez annyit jelent hogy van egy fázis fordító(-) és van egy fázist nem fordító(+) bemenete. Majd ha elemezzük az ábrán látottakat meglátjuk hogy miként is működik.
Műveleti erőstő IC-knek
a tulajdonsága.
|
Elméletben |
gyakorlatban |
Bemeneti ellenálás |
végtelen |
több MOhm |
Kimeneti ellenálás |
0 Ohm |
2-4ohm |
Feszültség erőstése |
végtelen |
többszázezres |
Nekünk nem kell több százezres
feszültségerősítés, mert nem akarjuk hogy a
legapróbnyi bemenő jelre is teljessen kivezéreljen az
erősítőnk, ezáltal torzítson .
Nézzük meg, hogyan lehet egy tetszõleges
feszültségerõsítésû rendszert
készíteni mûveleti erõsítõvel.
Az ábrán Láthatjuk, hogy két ellenálás
értéke határozza meg a feszültségerőstést.
Az elektronikai kapcsolás neve is mutatja, hogy a bemenetre adott pozitív
feszültség a kimeneten negatív feszültséget eredményez.
Nézzük
meg hogyan!
Mivel U1-U2≈0, U2 virtuális földpontnak tekinthető.
Ube hatására
Rs-en átfolyó áram az erősítőbe nem tud befolyni,
ezért Rv-n
keresztül a kimenet felé folyik. Az Rv-n eső feszültség megegyezik
a kimeneti feszültséggel, s mivel ez a feszültség a virtuális
földponthoz (U2) képest csökkent, negatív előjelű lesz.
Negatív bemeneti feszültség esetén az
áram fordított irányba, azaz a kimenettől a virtuális
földpont irányába folyik, és pozitív kimeneti
feszültséget fogunk mérni. Ezek ismeretében láthatjuk, hogy
az erősítést csupán az ellenállások
(Rv és Rs) aránya határozza meg.
Lássunk egy példát ugyanezzel a gondolatmenettel:
Legyen Rv=22 kOhm Rs=2,2 kOhm Ube=1 V.
Ekkor az Rv-n és Rs-en folyó áram: I=454 uA. URv=I*Rv=454 uA*22 kOhm=10 V
URv a virtuális földhöz képest negatív, tehát Uki=-10 V=> A=Uki/Ube=10 V/1 V=10
A bemenetre egy Cbe kondenzátort is kapcsolódhat, hogy csak
váltakozóáramú komponens hasson a vissza.
(Az Ic-k nagyban megkönnyíthetik az elektronikusok munkáit, de ha nem bánunk velük óvatossan könnyen tönkre is mehetnek.)
Szöveg tetejére
2 Ledes villogó:
A képen egy 2 ledes villogó látható.
(Sok kezdő elektronikusnak ez vol az első munkálya.)
Működése:
T11 =T1, R11=R1, D11=D1, R22=R2.
Csak a megkülőmböztetés céljából alkalmaztam ezeket a jelöléseket, de egyforma értéküek az alkatrészek.
Igaz a tranzisztorok egyformák de az áramerősítési tényezöjük nem pontossan ugyan az, tegyük fel hogy T1 tranzisztoré kicsivel (1-el) nagyobb. Bekapcsolás pillanatában R2 és R22-ön keresztül átfolyó áram elkezdi kinyitni a tranzisztorokat. Mivel T1 tranzisztornak nagyobb az áramerősítési tényezője, ezért a kollektor árama hamarabb megnő, a P pontot hamarabb földközelbe viszi. Ezáltal az R2-ön folyó áram nem T11 fele fog menni hanem feltölti C1 kondenzátort. gy hogy nem T11 fele megy az áram T11 bezár. Tehát P=0V Q=+Ut feszültségen található.Miután Az R2-ön átfolyó áram feltölti C1-et, T11 kinyit. Ekkor a Q pont feszültsége Nullához tart és így R22-n átfolyó áram elkezdi tölteni C11-et.Így T1 bezár. Ha bezárt T1 akkor T11 bázisán megjelenik R2 árama és a C1-en felhalmozódott töltések. így C1 kisül. Eközben R22-n átfolyó áram tölti C22-öt, és majd kinyit. ez agy folytatódik egymás után. Ha valamelyik tranzisztor kinyitott akkor annak a diódája fog világítani.
Szöveg tetejére
Elektronika kezdőknek/Letöltés
Letöltés
EWB: Áramkör szimulációs program(működő demo): |
Letöltés |
Sprint-Layout 5.0 Tuyeee Edition: Nyáktervező program: |
Letöltés |
Elektronika kezdőknek/kapcsolási rajz
Kapcsolási rajz
Mivel az interneten már sok kapcsolási rajz gyűjtemény található én nem gyűjteném össze a rajzokat. De linkeket válogattam össze ahol a legjobb rajzok szerepelnek.
A kapcsolásokat nem próbáltam ki ezért esetleges hibás vagy nem működés esetén a felelőséget nem vállalom.
Elektronika kezdőknek/szimuláció
Áram és feszültségosztás
Feszültségosztás
Áramosztás
Erősítő
h11 és h22 négypólus paramétereket mérés útján határozhatjuk meg. További információ:
sulinet
|
|