Willekeurige getalopwekker: 5 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:23

Hierdie artikel wys u 'n analoog ewekansige getalgenerator.

Hierdie stroombaan begin ewekansige uitset lewer as 'n mens die ingangsterminal raak. Die stroomuitset word versterk, geïntegreer en versterk die geraas van 'n mens wat soos 'n antenna optree, wat elektromagnetiese geraasseine versamel.

Die stroombaan toon terugvoer vooroordeel transistors. U sal 'n terugvoerweerstand moet kies sodat die transistor -kollektor -emittorspanning van al vier die transistors teen 'n halwe toevoerspanning is.

As u hierdie kring gebruik, lees die hele artikel van begin tot einde voordat u voorbereidings begin.

Voorrade

Komponente: algemene transistors - 10, 470 uF kapasitors - 10, 1,5 kohm weerstand - 20, gemengde weerstande (100 kohm - 1 Megohm) - 10, geïsoleerde drade, matriksbord/karton, 1,5 V - 4,5 V kragtoevoer of 1.5 V AA/AAA/C of D battery, 1.5 V battery harnas/rekkie. Alle weerstande moet lae krag hê.

Opsionele komponente: soldeer, 1 mm metaaldraad, 100 ohm weerstande (1 Watt) - 5, omhulsel, boute/moere/ringe, metaalverbindings (vir die koppeling van geïsoleerde drade aan boute en moere).

Gereedskap: tang, draadstropper, USB -ossilloskoop, voltmeter.

Opsionele gereedskap: soldeerbout, multi-meter.

Stap 1: Ontwerp die stroombaan

Die integrator in my stroombaan is basies 'n laagdoorlaatfilterbaan wat gebruik word om die maksimum uitsetfrekwensie te verminder om te voorkom dat die ewekansige getal te vinnig wissel. Kondensatorspanning en stroom het die volgende verband:

Ic (t) = C*dVc (t)/dt

Die Cc2 -kondensatorspanning is gelyk aan:

Vc (t) = (1/Cc)*Integral [Ic (t)]

As die stroom konstant is, sal die potensiaalspanning van die Cc -kapasitor stadig groei. In my stroombaan kom 'n gedeelte van die stroom egter die Rc2a -weerstand binne. Deur 'n integrator vir hierdie stroombaan te gebruik, kan 'n sinusvormige inset na Q3 -transistor reggestel en gefiltreer word, en sodoende die Q3 -transistor -inset omskakel na 'n GS -sein wat 'n ewekansige waarde bied wat deur Q3- en Q4 -transistors versterk moet word. Daarom is die Q2 -transistor in my kring nie regtig 'n integrator nie, maar soortgelyk aan 'n integrator wat hier getoon word:

www.instructables.com/id/Transistor-Integrator/

U kan die Rc2a en Cc vervang met 'n kortsluiting, die Q2 -versamelaar aan die Cb3 -kondensator koppel en 'n baie klein kapasitor oor die Rf2 -weerstand koppel en kyk wat gebeur.

Bereken die minimum hoëpasfilterfrekwensie vir Q1-, Q3- en Q4 -transistorversterkers:

fhpf = 1 / (2*pi*(Rb + Rc)*Cb)

= 1 / (2*pi*(1, 500 ohm + 1, 500 ohm)*(470*10^-6))

= 0.11287584616 Hz

fl = 1 / (2*pi*(1, 500 ohm + 5, 600 ohm)*(470*10^-6))

(Rb = 5, 600 ohm in die werklike stroombaan wat ek gemaak het)

= 0,0476940195 Hz

Die berekening van die laagdoorlaatfilterfrekwensie val buite die omvang van hierdie artikel. Die laagdeurlaatfilterfrekwensie word beïnvloed deur Rc2a, Cc2, Rb3 en Cb3 komponente. Die verhoging van die waarde van die komponente verhoog die tydkonstante en verminder die laagpasfilterfrekwensie.

Die laaste versterkerstadium wat met Q4 -transistor gemaak is, is opsioneel.

Stap 2: Simulasies

Simulasies toon aan dat transistors nie bevooroordeeld is teen 'n halwe voedingsspanning nie. Om die transistors teen 'n halwe voedingspanning te vooroordeel, is nie noodsaaklik om hierdie stroombaan te laat werk nie. Vir 1,5 V -toevoer kan elke transistor voorspannend wees by 1 V of 0,5 V.

Laer Rf -weerstandswaardes sal die transistor -kollektor -emittorspanning verminder deur meer DC -voorspanningsstroom aan die transistorbasis te verskaf.

Die ou PSpice -sagteware het nie 'n ewekansige geraasopwekker nie.

Stap 3: Maak die kring

Ek het 'n 5.6 kohm weerstand vir Rc2a gebruik in plaas van 'n weerstand van 1.5 kohm wat in die stroombaan aangedui word. Daar behoort nie veel verskil te wees nie. My stroombaan het egter 'n hoër versterking en 'n maksimum laagdoorlaatfilterfrekwensie (Q2 -transistor is ook 'n laagdeurlaatfilter). My kring het ook 'n hoër Rf2 -weerstand nodig gehad om die spanning van die voorspannende versamelaar te verhoog. Deur die voorspanningsstroom van die transistor -kollektor te verminder, kan Ic egter ook die transistorstroomversterking verminder.

Ek het 5.6 kohm weerstande gebruik vir Rb1, Rb2, Rb3 en Rb4. Daar behoort nie veel verskil te wees nie. My kring het 'n laer wins.

Rf2 kan geïmplementeer word met twee 270 ohm weerstande. Alle transistors het egter 'n ander stroomversterking wat kan wissel van ongeveer 100 tot 500. U benodig dus die regte terugvoerweerstand. Daarom het ek 'n gemengde weerstandspak in die komponente -afdeling gespesifiseer. U kan ook vir hierdie versterker gestabiliseerde vooroordeel of vaste vooroordeel -transistorkringe gebruik.

Die kring kan begin ossilleer. U kan probeer om kragtoevoerfilters in hierdie artikel te gebruik:

www.instructables.com/id/Transistor-VHF-Amplifier/

(Daarom het ek die weerstand van 100 ohm met 'n hoë krag gespesifiseer)

Stap 4: Omhulsel

U kan sien dat ek byna nie 'n soldeerbout gebruik het toe ek 'n draai gemaak het nie.

U kan ook die metaalverbindings op die foto sien.

Stap 5: Toets

Grafiek 1:

Kanaal 1: Vc1

Skaal: 0,5 V en 4 sekondes

Let daarop dat die eerste transistor Q1 -uitset Vc1 toon dat die oorblywende drie transistors nutteloos kan wees

Grafiek 2:

Kanaal 1: Vint1

Kanaal 2: Vo1

Skaal: 0,5 V en 40 sekondes

Grafiek 3:

Kanaal 1: Vo1

Kanaal 2: Vo2

Skaal: 0,5 V en 40 sekondes

Grafiek 4 (geen Rf2 -weerstand ingesluit nie):

Kanaal 1: Vo1

Kanaal 2: Vo2

Skaal: 0,5 V en 20 sekondes

Met geen terugvoer Rf2 -weerstand nie, is die Q2 -transistor nie bevooroordeeld teen die halfvoedingspanning nie. Die kring werk vinniger, met minder vestigingstyd. Sonder Rf2 is hierdie versterker egter 'n riskante stroombaan en werk dit moontlik nie vir alle tipes transistor en kondensators nie.