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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Entwürfe von I. Bakomchev. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur Einstufiger NF-Verstärker (Bild 1)
Dies ist das einfachste Design, mit dem Sie die Verstärkungsfähigkeiten eines Transistors demonstrieren können. Die Spannungsverstärkung ist zwar gering – sie überschreitet 6 nicht, sodass der Anwendungsbereich eines solchen Geräts begrenzt ist. Dennoch kann man ihn beispielsweise an einen Detektor-Funkempfänger anschließen (er muss mit einem 10-kΩ-Widerstand belastet sein) und mit dem BF1-Kopfhörer die Übertragung eines lokalen Radiosenders abhören. Das verstärkte Signal wird den Eingangsbuchsen X1, Der Teiler R2 R6 stellt die Vorspannung an der Basis des Transistors ein und der Widerstand R1,5 sorgt für eine Stromrückkopplung, die zur Temperaturstabilisierung des Verstärkers beiträgt. Wie erfolgt die Stabilisierung? Angenommen, unter Temperatureinfluss hat sich der Kollektorstrom des Transistors erhöht. Dementsprechend erhöht sich der Spannungsabfall am Widerstand R3. Dadurch sinkt der Emitterstrom und damit auch der Kollektorstrom – er erreicht seinen ursprünglichen Wert. Die Last der Verstärkerstufe ist ein Kopfhörer mit einem Widerstand von 60 ... 100 Ohm. Es ist nicht schwer, die Funktion des Verstärkers zu überprüfen, Sie müssen die Eingangsbuchse X1 beispielsweise mit einer Pinzette berühren – im Telefon sollte aufgrund von Wechselstromstörungen ein schwaches Summen zu hören sein. Der Kollektorstrom des Transistors beträgt etwa 3 mA. Zweistufiger NF-Verstärker auf Transistoren unterschiedlicher Struktur (Abb. 2)
Es ist mit einer direkten Verbindung zwischen den Stufen und einer tiefen negativen Gleichstromrückkopplung ausgestattet, wodurch sein Modus von der Umgebungstemperatur unabhängig ist. Grundlage der Temperaturstabilisierung ist der Widerstand R4, der ähnlich „funktioniert“ wie der Widerstand R3 im bisherigen Design. Der Verstärker ist „empfindlicher“ im Vergleich zu einem einstufigen – die Spannungsverstärkung erreicht 20. An die Eingangsbuchsen darf eine Wechselspannung mit einer Amplitude von maximal 30 mV angelegt werden, sonst sind im Kopfhörer Verzerrungen zu hören . Sie überprüfen den Verstärker, indem sie die Eingangsbuchse X1 mit einer Pinzette (oder nur einem Finger) berühren – im Telefon ist ein lautes Geräusch zu hören. Der Verstärker zieht einen Strom von ca. 8 mA. Dieses Design kann zur Verstärkung schwacher Signale, beispielsweise von einem Mikrofon, verwendet werden. Und natürlich wird dadurch das AF-Signal, das von der Last des Detektorempfängers genommen wird, erheblich verstärkt. Zweistufiger NF-Verstärker auf Transistoren gleicher Struktur (Abb. 3)
Auch hier wird eine direkte Verbindung zwischen den Kaskaden verwendet, die Stabilisierung des Betriebsmodus unterscheidet sich jedoch etwas von früheren Konstruktionen. Nehmen Sie an, dass der Kollektorstrom des Transistors VT1 abgenommen hat. Der Spannungsabfall an diesem Transistor nimmt zu, wodurch die Spannung am Widerstand R3 im Emitterkreis des Transistors VT2 zunimmt. Durch die Verbindung der Transistoren über den Widerstand R2 erhöht sich der Basisstrom des Eingangstransistors, was zu einem Anstieg seines Kollektorstroms führt. Dadurch wird die anfängliche Änderung des Kollektorstroms dieses Transistors kompensiert. Die Empfindlichkeit des Verstärkers ist sehr hoch – die Verstärkung erreicht 100. Die Verstärkung hängt stark von der Kapazität des Kondensators C2 ab – wenn Sie ihn ausschalten, nimmt die Verstärkung ab. Die Eingangsspannung sollte nicht mehr als 2 mV betragen. Der Verstärker funktioniert gut mit einem Detektorempfänger, einem Elektretmikrofon und anderen schwachen Signalquellen. Der vom Verstärker verbrauchte Strom beträgt etwa 2 mA. Gegentakt-Leistungsverstärker AF (Bild 4)
Es besteht aus Transistoren unterschiedlicher Struktur und hat eine Spannungsverstärkung von etwa 10. Die höchste Eingangsspannung kann 0,1 V betragen. Der Verstärker ist zweistufig: Der erste ist auf einem Transistor VT1 aufgebaut, der zweite auf VT2 und VT3 unterschiedlicher Struktur. Die erste Stufe verstärkt das NF-Spannungssignal, beide Halbwellen sind gleich. Der zweite verstärkt das Stromsignal, aber die Kaskade am VT2-Transistor „arbeitet“ mit positiven Halbwellen und am VT3-Transistor – mit negativen. Der Gleichstrommodus wird so gewählt, dass die Spannung am Verbindungspunkt der Emitter der Transistoren der zweiten Stufe etwa die Hälfte der Spannung der Stromquelle beträgt. Dies wird durch den Einbau eines Rückkopplungswiderstands R2 erreicht. Der Kollektorstrom des Eingangstransistors, der durch die Diode VD1 fließt, führt an dieser zu einem Spannungsabfall, der die Vorspannung an den Basen der Ausgangstransistoren (relativ zu ihren Emittern) darstellt, wodurch die Verzerrung des verstärkten Signals verringert wird. Die Last (mehrere parallel geschaltete Kopfhörer oder ein dynamischer Kopf) ist über einen Oxidkondensator C2 mit dem Verstärker verbunden. Wenn der Verstärker an einem dynamischen Kopf (mit einem Widerstand von 8 ... 10 Ohm) arbeiten soll, sollte die Kapazität dieses Kondensators mindestens doppelt so groß sein. Achten Sie auf den Anschluss der Last der ersten Stufe – den Widerstand R4. Sein laut Diagramm oberer Ausgang ist nicht wie üblich an das Stromplus angeschlossen, sondern an den unteren Lastausgang. Hierbei handelt es sich um die sogenannte Spannungserhöhungsschaltung, bei der eine kleine Mitkopplungsspannung an den Basiskreis der Ausgangstransistoren angelegt wird, die die Betriebsbedingungen der Transistoren ausgleicht. Zweistufige Spannungsanzeige (Abb. 5)
Ein solches Gerät kann beispielsweise verwendet werden, um die „Erschöpfung“ der Batterie anzuzeigen oder um den Pegel des wiedergegebenen Signals in einem Haushalts-Tonbandgerät anzuzeigen. Das Layout des Indikators ermöglicht es Ihnen, das Funktionsprinzip zu demonstrieren. In der unteren Position des Motors mit variablem Widerstand R1 gemäß Diagramm sind beide Transistoren geschlossen, die LEDs HL1, HL2 sind aus. Wenn Sie den Widerstandsschieber nach oben bewegen, erhöht sich die Spannung darüber. Wenn die Öffnungsspannung des Transistors VT1 erreicht ist, blinkt die HL1-LED. Wenn Sie den Motor weiter bewegen, kommt es zu einem Moment, in dem nach der Diode VD1 der Transistor VT2 öffnet. Die HL2-LED blinkt ebenfalls. Mit anderen Worten: Eine niedrige Spannung am Anzeigeeingang lässt nur die HL1-LED leuchten, eine größere Spannung lässt beide LEDs leuchten. Indem wir die Eingangsspannung mit einem variablen Widerstand sanft reduzieren, stellen wir fest, dass zuerst die HL2-LED und dann HL1 erlischt. Die Helligkeit der LEDs hängt von den Begrenzungswiderständen R3 und R6 ab: Mit zunehmendem Widerstand nimmt die Helligkeit ab. Um die Anzeige an ein reales Gerät anzuschließen, müssen Sie den oberen Anschluss des variablen Widerstands vom Pluskabel der Stromquelle trennen und eine kontrollierte Spannung an die äußersten Anschlüsse dieses Widerstands anlegen. Durch Bewegen seines Motors wird die Schwelle für den „Betrieb“ des Indikators ausgewählt. Wenn nur die Spannung der Stromquelle überwacht wird, ist es zulässig, anstelle von HL2 eine grüne LED (AL307G) zu installieren. Dreistufige Spannungsanzeige (Abb. 6)
Es gibt Lichtsignale nach dem Prinzip weniger als die Norm – die Norm – mehr als die Norm. Hierzu verwendet die Anzeige zwei rote LEDs und eine grüne LED. Bei einer bestimmten Spannung am Motor des variablen Widerstands R1 („Spannung ist normal“) sind beide Transistoren geschlossen und nur die grüne LED HL3 „funktioniert“. Das Verschieben des Widerstandsschiebers im Stromkreis nach oben führt zu einem Spannungsanstieg („mehr als normal“). Der Transistor VT1 öffnet. LED HL3 erlischt und HL1 leuchtet. Wenn der Motor nach unten bewegt wird und dadurch die Spannung an ihm abnimmt („weniger als normal“), wird der Transistor VT1 geschlossen und VT2 geöffnet. Es ergibt sich folgendes Bild: Zuerst erlischt die HL1-LED, dann leuchtet sie auf und bald erlischt HL3 und schließlich blinkt HL2. Aufgrund der geringen Empfindlichkeit des Indikators wird ein sanfter Übergang vom Erlöschen einer LED zum Einschalten einer anderen erreicht: Sie ist beispielsweise HL1 noch nicht vollständig erloschen, aber HL3 ist bereits eingeschaltet. Schmitt-Trigger (Abb. 7)
Wie Sie wissen, wird dieses Gerät normalerweise verwendet, um eine sich langsam ändernde Spannung in ein Rechtecksignal umzuwandeln. Befindet sich der Motor des variablen Widerstands R1 gemäß Diagramm in der unteren Position, ist der Transistor VT1 geschlossen. Die Spannung an seinem Kollektor ist hoch. Dadurch ist der Transistor VT2 geöffnet, was bedeutet, dass die LED HL1 leuchtet. Am Widerstand R3 bildet sich ein Spannungsabfall. Durch langsames Bewegen des variablen Widerstandsschiebers nach oben im Stromkreis kann der Moment erreicht werden, in dem der Transistor VT1 plötzlich öffnet und VT2 schließt. Dies geschieht, wenn die Spannung an der Basis von VT1 den Spannungsabfall am Widerstand R3 übersteigt. Die LED erlischt. Wenn Sie den Schieberegler dann nach unten bewegen, kehrt der Auslöser in seine ursprüngliche Position zurück – die LED blinkt. Dies geschieht, wenn die Spannung am Motor unter der LED-Aus-Spannung liegt. Standby-Multivibrator (Abb. 8)
Ein solches Gerät hat einen stabilen Zustand und wechselt nur dann in einen anderen, wenn ein Eingangssignal angelegt wird. In diesem Fall erzeugt der Multivibrator einen Impuls „seiner“ Dauer, unabhängig von der Dauer des Eingangs. Wir werden dies überprüfen, indem wir ein Experiment mit dem Layout des vorgeschlagenen Geräts durchführen. Im Ausgangszustand ist der Transistor VT2 geöffnet, die LED HL1 leuchtet. Jetzt genügt es, die Buchsen X1 und X2 kurz zu schließen, damit der Stromimpuls durch den Kondensator C1 den Transistor VT1 öffnet. Die Spannung an seinem Kollektor nimmt ab und der Kondensator C2 wird mit einer solchen Polarität an die Basis des Transistors VT2 angeschlossen, dass er schließt. Die LED erlischt. Der Kondensator beginnt sich zu entladen, der Entladestrom fließt durch den Widerstand R5 und hält den Transistor VT2 geschlossen. Sobald der Kondensator entladen ist, öffnet der Transistor VT2 wieder und der Multivibrator wechselt wieder in den „Standby“-Modus. Die Dauer des vom Multivibrator erzeugten Impulses (die Dauer des instabilen Zustands) hängt nicht von der Dauer des Auslösers ab, sondern wird durch den Widerstandswert des Widerstands R5 und die Kapazität des Kondensators C2 bestimmt. Wenn Sie einen Kondensator gleicher Kapazität parallel zu C2 anschließen, bleibt die LED doppelt so lange aus. Überstromsignalgeber (Abb. 1)
Es kommt vor, dass Sie den von der Last verbrauchten Strom überwachen und bei Überschreitung die Stromquelle rechtzeitig ausschalten müssen, damit die Last oder Quelle nicht ausfällt. Um eine ähnliche Aufgabe zu erfüllen, werden Signalgeräte verwendet, die eine Überschreitung der Norm des verbrauchten Stroms melden. Eine besondere Rolle spielen solche Geräte bei einem Kurzschluss im Lastkreis. Was ist das Funktionsprinzip des Signalgeräts? Um dies zu verstehen, wird der vorgeschlagene Aufbau des Geräts, das auf zwei Transistoren basiert, ermöglicht. Wenn der Widerstand R1 von den Buchsen X1, X2 getrennt wird, ist die Last für die Stromversorgung (sie wird an die Buchsen X3, Vorhandensein von Spannung an den Buchsen X4 und X2. In diesem Fall fließt der Strom durch den Alarmsensor – Widerstand R1. Der Spannungsabfall darüber ist jedoch gering, sodass der Transistor VT1 geschlossen ist. Dementsprechend ist auch der Transistor VT2 geschlossen, die HL6-LED ist aus. Es lohnt sich, eine zusätzliche Last in Form eines Widerstands R1 an die Buchsen X2, X2 anzuschließen und so den Gesamtstrom zu erhöhen, da sich der Spannungsabfall am Widerstand R1 erhöht. Bei entsprechender Stellung des Schiebereglers des variablen Widerstands R2, der die Alarmschwelle einstellt, öffnen die Transistoren VT1 und VT6. Die HL7-LED blinkt und signalisiert eine kritische Situation. Die LED HL1 leuchtet weiterhin und zeigt so an, dass an der Last Spannung anliegt. Was passiert bei einem Kurzschluss im Lastkreis? Dazu genügt es, die Buchsen X1 und X2 (kurzzeitig) zu schließen. Die HL2-LED blinkt erneut und HL1 erlischt. Der Schieberegler für den variablen Widerstand kann so eingestellt werden, dass das Signalgerät nicht auf den Anschluss eines 1-kΩ-Widerstands R1 reagiert, sondern „funktioniert“, wenn anstelle der zusätzlichen Last ein Widerstand von beispielsweise 300 Ω platziert wird (ist im Set enthalten). Präfix „Farbton“ (Abb. 2)
Eines der beliebtesten Amateurfunkdesigns ist die Lichtdynamische Installation (SDU). Es wird auch „Farbmusik-Präfix“ genannt. Wenn man eine solche Set-Top-Box an eine Tonquelle anschließt, erscheinen auf ihrem Bildschirm die bizarrsten Farbblitze. Ein weiteres Design des Kits ist das einfachste Gerät, mit dem Sie sich mit dem Prinzip der Erzielung von „Farbton“ vertraut machen können. Am Eingang der Set-Top-Box befinden sich zwei Frequenzfilter – C1 R4 und R3C2. Der erste von ihnen lässt die höheren Frequenzen durch, der zweite die niedrigeren. Die von den Filtern ausgewählten Signale werden den Verstärkerstufen zugeführt, deren Lasten die LEDs sind. Darüber hinaus gibt es im Hochfrequenzkanal eine grüne LED HL1 und im Niederfrequenzkanal eine rote (HL2). Die Quelle des Tonfrequenzsignals kann beispielsweise ein Radioempfänger oder ein Tonbandgerät sein. An den dynamischen Kopf eines von ihnen müssen Sie zwei Drähte isoliert anschließen und sie an die Eingangsbuchsen X1 und X2 der Set-Top-Box anschließen. Während Sie der gespielten Melodie zuhören, werden Sie das Blinken der LEDs beobachten. Darüber hinaus ist die „Reaktion“ der LEDs auf die Töne der einen oder anderen Taste leicht zu erkennen. Bei Trommelklängen blinkt beispielsweise die rote LED, bei Geigenklängen blinkt die grüne LED. Die Helligkeit der LEDs wird durch den Lautstärkeregler der Tonquelle eingestellt. Temperaturanzeige (Abb. 3)
Jeder kennt das übliche Quecksilberthermometer, dessen Säule mit steigender Körpertemperatur ansteigt. In diesem Fall handelt es sich bei dem Sensor um Quecksilber, das sich bei Hitze ausdehnt. Es gibt viele elektronische Bauteile, die auch temperaturempfindlich sind. Manchmal werden sie zu Sensoren in Geräten, die beispielsweise die Temperatur der Umgebung messen oder anzeigen sollen, dass sie einen bestimmten Wert überschritten hat. Als solches temperaturempfindliches Element wird im vorgeschlagenen Layout eine Siliziumdiode VD1 verwendet. Es ist im Emitterkreis des Transistors VT1 enthalten. Der Anfangsstrom durch die Diode wird (mit einem variablen Widerstand R1) so eingestellt, dass die HL1-LED kaum leuchtet. Berührt man nun die Diode mit dem Finger oder einem erhitzten Gegenstand, verringert sich ihr Widerstand, wodurch auch der Spannungsabfall an ihr abnimmt. Dadurch erhöhen sich der Kollektorstrom des Transistors VT1 und der Spannungsabfall am Widerstand R3. Der Transistor VT2 beginnt sich zu schließen und VT3 öffnet sich im Gegenteil. Die Helligkeit der LED wird erhöht. Nach dem Abkühlen der Diode erreicht die Helligkeit der LED ihren ursprünglichen Wert. Ähnliche Ergebnisse können erzielt werden, wenn der Transistor VT1 erhitzt wird. Aber die Erwärmung des Transistors VT2 und noch mehr VT3 hat praktisch keinen Einfluss auf die Helligkeit der LED – der Strom durch sie ändert sich zu wenig. Diese Experimente zeigen, dass die Parameter von Halbleiterbauelementen (Dioden und Transistoren) von der Umgebungstemperatur abhängen. Veröffentlichung: cxem.net
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Kommentare zum Artikel: Nikolaus [hoch] ![[!]](https://diagram.com.ua/comments/smilies/excl.gif){kind=small} Ein sehr nützlicher Artikel, zum Beispiel, er hat mir wirklich geholfen, und was für ländliche Funkamateure am wichtigsten ist, ist die Einfachheit des Designs und die Verbreitung von Teilen! Danke an den Autor!
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