10 egyszerű unjunction tranzisztor (UJT) áramkör magyarázata

A korábbi bejegyzésben átfogóan megtudtuk hogyan működik az unijunction tranzisztor , ebben a bejegyzésben néhány érdekes alkalmazási áramkört tárgyalunk az UJT nevű csodálatos eszköz használatával.

A cikkben ismertetett példa az UJT-t használó alkalmazási áramkörökre:

1. Impulzusgenerátor
2. Fűrészfog generátor
3. Szabadon futó multivibrátor
4. Monostabil multivibrátor
5. Általános célú oszcillátor
6. Egyszerű kristályoszcillátor
7. Adó RF erősségérzékelő
8. Metronóm
9. Csengő 4 bejárathoz
10. LED villogó

1) Szögletes hullámú impulzusgenerátor

Az alábbi első ábra egyszerű impulzusgenerátor áramkört mutat be, amely egy UJT oszcillátorból (például 2N2420, Q1) és egy szilíciumból áll. bipoláris kimeneti tranzisztor (például BC547, Q2).

Az RJ 47 ohmos ellenálláson kapott UJT kimeneti feszültség a bipoláris tranzisztort néhány küszöbérték között kapcsolja: telítettség és cutoff, vízszintesen tetejű kimeneti impulzusokat generálva.

Az impulzus kikapcsolási idejétől (t) függően a kimeneti hullámforma néha keskeny téglalap alakú impulzus lehet, vagy (amint azt a kimeneti sorkapcsokon a 7-2. Ábra jelzi) négyzet alakú hullám lehet. A kimeneti jel maximális amplitúdója a tápszintig, azaz +15 voltig terjedhet.

A frekvenciát vagy a ciklus frekvenciáját az 50 k pot ellenállás és a C1 kondenzátor értékének beállítása állítja be. Ha az ellenállás maximális R1 + R2 = 51,6 k és C1 = 0,5 µF esetén, az f frekvencia = 47,2 Hz, és a kikapcsolási idő (t) = 21,2 ms.

Ha az ellenállás beállítása minimális, valószínűleg csak R1 1,6 k-nál, akkor a frekvencia f = 1522 Hz és t = 0,66 ms.

További frekvenciatartományok megszerzéséhez R1, R2 vagy C1 vagy ezek mindegyikét módosítani lehet, és a frekvenciát a következő képlet segítségével lehet kiszámítani:

t = 0,821 (R1 + R2) C1

Ahol t másodpercben van, R1 és R2 ohmban, és Cl farádokban, és f = 1 / t

Az áramkör csak 20 mA-vel működik a 15 Vdc forrásból, bár ez a tartomány eltérő lehet a különböző UJT-k és bipolárisok esetében. Az egyenáramú kimenet kapcsolása vázlatosan látható, de az váltakozó áramú kapcsolás úgy konfigurálható, hogy C2 kondenzátort helyezünk a nagy kimeneti vezetékbe, amint azt a pontozott kép mutatja.

Ennek az egységnek a kapacitásának hozzávetőlegesen 0,1 µF és 1 µF között kell lennie, a leghatékonyabb nagyságú lehet az, amely a kimeneti hullámforma minimális torzulását idézi elő, amikor a generátort egy adott ideális terhelési rendszeren futtatják.

2) Pontos fűrészfog generátor

A hegyes tüskékkel rendelkező alapvető fűrészfoggenerátor számos olyan alkalmazásban előnyös, amelyek időzítéssel, szinkronizálással, söpöréssel stb. Foglalkoznak. Az UJT-k egyszerű és olcsó áramkörök segítségével készítik el ezt a fajta hullámformát. Az alábbi sematikus ábrán ezen áramkörök egyike látható, amely bár nem precíziós berendezés, de tisztességes eredményt hoz kis árkategóriás laboratóriumokban.

Ez az áramkör elsősorban relaxációs oszcillátor, amelynek kimeneteit az emitterből és a két bázisból vonják ki. A 2N2646 UJT az ilyen típusú egységek tipikus oszcillátor áramkörébe van bekötve.

A frekvenciát vagy az ismétlési sebességet az R2 frekvenciavezérlő potenciométer beállításával határozzuk meg. Bármikor, amikor ezt a potot a legmagasabb ellenállási szintre definiálják, a C1 időzítő kondenzátorral történő soros ellenállás összege lesz a pot ellenállásának és az R1 korlátozó ellenállásnak az összege (azaz 54,6 k).

Ez 219 Hz körüli frekvenciát okoz. Ha R2 a minimális értékre van definiálva, akkor a kapott ellenállás lényegében az R1 ellenállás vagy 5,6 k értékét képviseli, és 2175 Hz körüli frekvenciát eredményez. További frekvenciatangerek és hangolási küszöbök egyszerűen megvalósíthatók az R1, R2, C1 értékek megváltoztatásával, vagy mindhárman együtt lehetnek.

Pozitív tüskés kimenet az UJT 1. bázisából származhat, míg a negatív tüskés kimenet a 2. alapból, és pozitív fűrészfog hullámforma az UJT emitterből.

Bár az egyenáramú kimenet kapcsolása a 7-3. Ábrán látható, a váltakozó áramú kapcsolás meghatározható a C2, C3 és C4 kondenzátorok kimeneti terminálokon történő alkalmazásával, amint azt a pontozott terület mutatja.

Ezek a kapacitások valószínűleg 0,1 és 10 uF között lesznek, a megállapított érték a legnagyobb kapacitáson alapul, amelyet egy meghatározott terhelő eszköz képes kezelni anélkül, hogy torzítaná a kimeneti hullámformát. Az áramkör kb. 1,4 mA-vel működik a 9 voltos egyenáramú tápegységen keresztül. Mindegyik ellenállás névleges értéke 1/2 watt.

3) Szabadon futó Multivlbrator

Az alábbi ábrán bemutatott UJT áramkör hasonlít a relaxációs oszcillátor áramkörökre, amelyeket néhány előző szakaszban elmagyaráztunk, eltekintve attól, hogy RC állandókat véletlenül úgy választják meg, hogy kvázi négyzet hullámú kimenetet nyújtsanak, hasonlóan a szokásos tranzisztoros lenyűgöző multivibrátor .

A 2N2646 típusú unijunction tranzisztor remekül működik ebben a jelzett felépítésben. Alapvetően két kimeneti jel van: egy negatív impulzus az UJT 2. bázisán és egy pozitív impulzus az 1. bázison.

Ezen jelek nyitott áramkörű maximális amplitúdója körülbelül 0,56 volt, azonban ez kissé eltérhet az UJT-ktől függően. A 10 k potot, az R2-t el kell forgatni, hogy tökéletes dönthető vagy vízszintes tetejű kimeneti hullámformát kapjon.

Ez a fazékszabályozás emellett befolyásolja a frekvencia tartományát vagy az üzemi ciklust. Az R1, R2 és C1 esetében itt megadott nagyságrendekkel a frekvencia 5 kHz körül van egy lapos csúcs esetén. Más frekvenciatartományok esetén érdemes ennek megfelelően beállítani az R1 vagy C1 értékeket, és a következő képletet kell használni a számításokhoz:

f = 1 / 0,821 RC

ahol f Hz-ben, R ohmokban és C farádokban. Az áramkör 2 mA-t fogyaszt a 6 V-os egyenáramú áramforrásból. Valamennyi fix ellenállás 1/2 wattos névleges értékű lehet.

4) Egylövésű multivibrátor

A következő áramkörre hivatkozva megtaláljuk az a konfigurációját egylövéses vagy monostabil multivibrátor . Egy 2N2420 számú unijunction tranzisztort és egy 2N2712 (vagy BC547) szilícium BJT-t együttesen láthatunk, hogy egyetlen, fix amplitúdójú kimeneti impulzust generáljunk az áramkör bemeneti terminálján minden egyes kiváltáshoz.

Ebben a konkrét kivitelben a C1 kondenzátort az R2, R3 által létrehozott feszültségosztó és a Q2 tranzisztor bázis-emitter ellenállása tölti fel, ami Q2-negatív és Q1-oldala pozitív.

Ez az ellenálló elválasztó emellett a Q1 emittert pozitív feszültséggel látja el, amely valamivel kisebb, mint a 2N2420 csúcsfeszültsége (lásd a vázlat 2. pontját).

Kezdetben a Q2 bekapcsolt állapotban van, ami feszültségesést okoz az R4 ellenálláson, ami drasztikusan 0-ra csökkenti a kimeneti kapcsok feszültségét. Amikor a bemeneti kapcsokon 20 V negatív impulzus adódik, Q1 „tüzet okoz”, ami azonnali feszültségesés nullára a C1 emitter oldalán, ami viszont torzítja a Q2 bázis negatívumát. Emiatt a Q1 megszakad, és a Q1 kollektor feszültsége gyorsan +20 voltra emelkedik (vegye észre az ábrán a kimeneti kapcsokon jelzett impulzust).

A feszültség továbbra is ezen a szinten van egy t intervallumig, ami megegyezik a C1 kondenzátor R3 ellenállással történő kisütési idejével. A kimenet ezt követően visszaesik nullára, és az áramkör készenléti állapotba kerül, amíg a következő impulzust alkalmazzák.

A t időintervallum és ennek megfelelően a kimenő impulzus impulzusszélessége (idő) az impulzusszélesség-szabályozás R3-mal történő beállítására támaszkodik. Az R3 és C1 jelzett értékeinek megfelelően az időintervallum tartomány 2 µs és 0,1 ms között lehet.

Tegyük fel, hogy az R3 100 és 5000 ohm közötti ellenállástartományt ölel fel. További késleltetési tartományok rögzíthetők a C1, R3 vagy mindkettő értékének megfelelő módosításával, és a következő képlettel: t = R3C1 ahol t másodpercben, R3 ohmban és C1 farádokban.

Az áramkör nagyjából 11 mA-vel működik a 22,5 V-os egyenárammal. Ez azonban valószínűleg megváltozhat az UJT-k és a bipoláris típusok függvényében. Minden fix ellenállás 1/2 wattos.

5) Relaxációs oszcillátor

Egy egyszerű relaxációs oszcillátor számos alkalmazást kínál, amelyet a legtöbb elektronikai hobbista elismert. Az unijunction tranzisztor egy rendkívül kemény és megbízható aktív komponens, amely alkalmazható ilyen típusú oszcillátorokban. Az alábbi vázlat bemutatja az alapvető UJT relaxációs oszcillátor áramkört, amely egy 2N2646 típusú UJT eszközzel működik.

A kimenet valójában kissé ívelt fűrészfogas hullám, amely a tápfeszültségnek nagyjából megegyező csúcsamplitúdóból áll (ami itt 22,5 V). Ennél a kivitelnél az egyenáramú forráson az R1 ellenálláson keresztül haladó áram feltölti a C1 kondenzátort. Ennek eredményeként a VEE potenciális különbség folyamatosan halmozódik fel a C1-ben.

Abban a pillanatban, amikor ez a potenciál eléri a 2N2646 csúcsfeszültségét (lásd a 7-1 B ábra 2. pontját), az UJT bekapcsol és „tüzet indít”. Ez azonnal lemeríti a kondenzátort, ismét kikapcsolva az UJT-t. Ez azt okozza, hogy a kondenzátor újra elindítja az újratöltési folyamatot, és a ciklus egyszerűen ismétlődik.

A kondenzátor ezen feltöltése és kisütése miatt az UJT az R1 és C1 értékek által meghatározott frekvenciával kapcsol be és ki (a diagramban megadott értékekkel a frekvencia f = 312 Hz körül van). Más gyakoriság eléréséhez használja a következő képletet: f = 1 / (0,821 R1 C1)

ahol f Hz-ben, R1 ohmban és C1 farádokban. A potenciométer megfelelő ellenállással lehet használni az R1 fix ellenállás helyett. Ez lehetővé teszi a felhasználó számára, hogy folyamatosan állítható frekvenciakimenetet érjen el.

Minden ellenállás 1/2 wattos. A C1 és C2 kondenzátorok 10 V vagy 16 V feszültségre, előnyösen tantálra vonatkozhatnak. Az áramkör nagyjából 6 mA-t fogyaszt a jelzett tápegységtől.

6) Spot frekvenciagenerátor

A következő konfiguráció 100 kHz-et jelez kristályoszcillátor áramkör, amely bármilyen szabványos módszerben alkalmazható, mint például egy alternatív szabványos frekvencia vagy spot frekvenciagenerátor.

Ez a kialakítás deformált kimeneti hullámot eredményez, amely frekvencia szabványban nagyon alkalmas lehet, így garantálhatja az rf spektrummal terhelt szilárd harmonikusokat.

Az unijunction tranzisztor és az 1N914 dióda harmonikus generátor együttes működése generálja a tervezett torz hullámformát. Ebben a felépítésben egy apró, 100 pF-os változó kondenzátor, a C1 lehetővé teszi a 100 kHz-es kristály frekvenciájának egy kissé történő beállítását, hogy egy megnövelt harmonikus, például 5 MHz-et nulla üteművé tegyen egy WWV / WWVH szabványos frekvenciajel mellett. .

A kimeneti jel az 1 mH rf fojtón (RFC1) jön létre, amelynek állítólag alacsonyabb az egyenáramú ellenállása. Ezt a jelet az 1N914 diódának (D1) kapjuk, amelyet R3 és R4 egyenfeszültséggel előfeszítünk, hogy elérjük az előremenő vezetési karakterisztikájának maximális nemlineáris részét, továbbá torzítsuk az UJT kimeneti hullámalakját.

Ennek az oszcillátornak a használata közben a változó hullámforma pot, R3 rögzítve van a legerősebb átvitel eléréséhez a javasolt 100 kHz-es harmonikával. Az R3 ellenállás egyszerűen úgy működik, mint egy áramkorlátozó, hogy megállítsa a 9 voltos táp közvetlen alkalmazását a diódán.

Az oszcillátor körülbelül 2,5 mA-t fogyaszt a 9 Vdc-tápellátásból, de ez az UJT-k függvényében viszonylag megváltozhat. A C1 kondenzátornak törpe levegő típusúnak kell lennie, a többi kondenzátor csillám vagy ezüstös csillám. Az összes rögzített ellenállás névleges teljesítménye 1 watt.

7) Adó RF érzékelő

A RF detektor Az alábbi ábrán bemutatott áramkör közvetlenül táplálható a mérendő adó rf hullámairól. Változatosan beállított hangfrekvenciát biztosít a mellékelt nagy impedanciájú fejhallgatókban. Ennek a hangkimenetnek a hangszintjét az rf energiája határozza meg, de alacsony fogyasztású adók esetén is elegendő lehet.

A kimeneti jel mintavétele az L1 rf felszedőtekercsen keresztül történik, amely 2 vagy 3 szigetelt bekötővezeték tekercséből áll, amelyek szilárdan vannak felszerelve az adó kimeneti tartályának tekercséhez. Az RF feszültséget egyenárammá alakítják át egy söntdiódás áramkörön keresztül, amely C1 blokk kondenzátorból, D1 diódából és R1 szűrőellenállásból áll. A kapott egyenirányított egyenáramot felhasználjuk az unijunction tranzisztor kapcsolására egy relaxációs oszcillátor áramkörben. Ennek az oszcillátornak a kimenete egy csatlakoztatott nagy impedanciájú fejhallgatóba kerül a C3 kapcsolókondenzátoron és a J1 kimeneti aljzaton keresztül.

A fejhallgatóban felvett jelhang megfelelő tartományon belül megváltoztatható az R2 poton keresztül. A hang frekvenciája valahol 162 Hz körül lesz, ha R2-t 15 k-ra állítják. Alternatív megoldásként a frekvencia nagyjából 2436 Hz lesz, ha R2 értéke 1 k.

Az audio szintet úgy lehet manipulálni, hogy az L1-et az adó adó tartályhálózatához közelebb vagy attól elforgatva tipikusan feltehetően egy olyan helyet fognak azonosítani, amely ésszerű hangerőt biztosít a legtöbb alapvető felhasználáshoz.

Az áramkör kialakítható egy kompakt, földelt fémtartályban. Általában ezt az adótól megfelelő távolságra lehet elhelyezni, ha megfelelő minőségű sodrott érpárat vagy rugalmas koaxiális kábelt alkalmaznak, és amikor az L1 csatlakozik a tartálytekercs alsó kivezetéséhez.

Az összes rögzített ellenállás névleges értéke 1/2 watt. A C1 kondenzátort úgy kell osztályozni, hogy tűrje a legnagyobb egyenáramú feszültséget, amelyet véletlenül a C2 és C3 áramkörben tapasztalhat, más praktikus kisfeszültségű eszköz lehet.

8) Metronóm áramkör

Az alábbiakban megadott felépítés egy teljesen elektronikus metronómot mutat, 2N2646 unijunction tranzisztort használva. A metronóm nagyon hasznos kis eszköz sok zenei előadó és mások számára, akik a zeneszerzés vagy az éneklés során egyenletesen időzített hangokat keresnek.

21/2 hüvelykes hangszórót vezetve ez az áramkör megfelelő, nagy hangerővel, popszerű hanggal rendelkezik. A metronóm meglehetősen kompakt módon hozható létre, a hangszóró és az akkumulátor audiokimenetei az egyetlen legnagyobb méretű elemei, és mivel akkumulátoros, ezért teljesen hordozható.

Az áramkör valójában egy állítható frekvencia relaxációs oszcillátor, amely egy transzformátoron keresztül párosul a 4 ohmos hangszóróhoz. Az ütési sebesség nagyjából 1 másodpercenként (60 percenként) és körülbelül 10 másodpercenként (600 percenként) változtatható egy 10 k-os drótfonatos edény, R2 használatával.

A hangkimeneti szintet egy 1 k, 5 wattos, drótkötésű R4 pot segítségével lehet módosítani. A T1 kimeneti transzformátor valójában egy kicsi, 125: 3,2 ohmos egység. Az áramkör 4 mA-t húz a metronóm minimális ütemsebességéért, és 7 mA-t a leggyorsabb ütemsebesség alatt, bár ez az adott UJT-k függvényében ingadozhat. A 24 V-os akkumulátor kiváló szolgáltatást nyújt ezen csökkent áramárammal. A C1 elektrolit kondenzátor 50 V névleges értékű. Az R1 és R3 ellenállások 1/2 wattosak, az R2 és R4 potenciométerek drót típusúak.

9) Hangalapú jelzőrendszer

Az alábbiakban bemutatott kapcsolási rajz lehetővé teszi, hogy a jelzett csatornák mindegyikéből kiválasszon egy független hangjelet. Ezek a csatornák tartalmazhatnak egyedi ajtókat az épületen belül, különféle asztalokat a munkahelyen, a ház különböző helyiségeit, vagy bármely más olyan helyet, ahol nyomógombokkal lehet dolgozni.

Az a hely, amely jelezheti a hangot, a saját hangfrekvenciája alapján azonosítható. De ez csak akkor valósulhat meg, ha kisebb számú csatornát alkalmaznak, és a hangfrekvenciák jelentősen tágak (például 400 Hz és 1000 Hz), így a fülünk könnyen megkülönböztethető.

Az áramkör ismét egy egyszerű relaxációs oszcillátor koncepción alapszik, egy 2N2646 típusú unijunction tranzisztort használva a hangjegy előállításához és egy hangszóró ingázásához. A hangfrekvenciát a C1 kondenzátor és a 10 k-os drótvezeték-tartályok (R1 – Rn) egyike határozza meg. Amint a potenciométer 10k ohmra van állítva, a frekvencia 259 Hz körül van, ha a pot 1k értékre van állítva, a frekvencia nagyjából 2591 Hz.

Az oszcillátor a T1 kimeneti transzformátoron keresztül csatlakozik a hangszóróhoz, egy apró, 125: 3,2 ohmos egységhez, amelynek elsődleges középső csapja nincs csatlakoztatva. Az áramkör valahol 9 mA körül működik a 15 V-os tápfeszültségtől.

10) LED villogó

Nagyon egyszerű LED villogót vagy LED villogót lehet építeni egy szokásos UJT alapú relaxációs oszcillátor áramkörrel, az alábbiak szerint.

A LED villogó nagyon alapvető. A villogási sebességet az R1, C2 elemek határozzák meg. Az áramellátás után a C2 kondenzátor lassan elkezd töltődni az R1 ellenálláson keresztül.

Amint a kondenzátor feszültsége meghaladja az UJT égési küszöbét, világít és világosan bekapcsolja a LED-et. A C2 kondenzátor most kezdi lemerülni a LED-en keresztül, amíg a Cr-potenciál át nem csökken az UJT tartási küszöbértéke alá, amely kikapcsol és kikapcsolja a LED-et. Ez a ciklus folyamatosan ismétlődik, emiatt a LED felváltva villog.

A LED fényerő szintjét R2 határozza meg, amelynek értékét a következő képlettel számíthatjuk ki:

R2 = V táp - LED előre V / LED áram

12 - 3,3 / .02 = 435 Ohm, tehát 470 Ohm tűnik a helyes értéknek a javasolt kialakításnál.