Как включить переменный резистор. Переменный резистор: принцип действия
Как подключить резистор?
Резистор — это элемент электрической цепи, главным свойством которого является определенное активное сопротивление. Существует масса разновидностей резисторов — постоянные, переменные, варисторы, терморезисторы и т.п., а также масса возможных схем включения.
В этой статье рассмотрим основные схемы включения и разберем, как подключить резистор.
Последовательное соединение
Последовательно соединение — одна из основных схем включения резистора. Допустим, нам необходимо спаять два резистора в последовательное соединение. В таком случае:
Если необходимо соединить больше резисторов, действуйте аналогично (см. рисунок). Помните, при последовательном соединении общее сопротивление схемы будет равняться сумме сопротивлений, включенных в нее резисторов.
Параллельное соединение
Параллельное соединение — также одна из основных схем включения резисторов. Для параллельного соединения двух резисторов:
- первые контакты обоих резисторов спаиваются между собой и подключаются к плюсу источника питания;
- вторые контакты обоих резисторов спаиваются между собой и подключаются к минусу источнику питания.
Если необходимо соединить больше резисторов, действуйте аналогично (см. рисунок). Общее сопротивление при параллельном соединении находится по формуле: R1*R2*…*Rn/R1+R2+…+Rn.
Переменный резистор
Переменный резистор можно подключить в схему как последовательно, так и параллельно. Главной его особенностью является тот факт, что на самом его корпусе имеется специальный регулятор, который можно обычно вращать с помощью небольшой отвертки. Управляя регулятором, можно увеличивать или уменьшать сопротивление.
В прошлый раз для подключения светодиода к источнику постоянного тока напряжением 6,4 В (4 батарейки АА) мы использовали резистор с сопротивлением порядка 200 Ом. Это в принципе обеспечивало нормальную работу светодиода и не допускало его перегорания.
Для этого самым простым вариантом будет использование потенциометра (или подстроечного резистора). Он представляет собой в большинстве случаев цилиндр с ручкой регулировки сопротивления и тремя контактами. Разберемся как же он устроен.
Следует помнить, что правильно регулировать яркость светодиода ШИМ-модуляцией, а не изменением напряжения, поскольку для каждого диода существует оптимальное рабочее напряжение. Но для наглядности демонстрации использования потенциометра такое его применение (потенциометра) в учебных целях допустимо.
Отжав четыре зажима и сняв нижнюю крышку мы увидим, что два крайних контакта подсоединены к графитовой дорожке. Средний контакт соединен с кольцевым контактом внутри. А ручка регулировки просто передвигает перемычку, соединяющую графитовую дорожку и кольцевой контакт. При вращении ручки меняется длина дуги графитовой дорожки, которая в конечном итоге и определяет сопротивление резистора.
Следует отметить, что при измерении сопротивления между двумя крайними контактами, показания мультиметра будут соответствовать номинальному сопротивлению потенциометра, поскольку в этом случае измеряемое сопротивление соответствует сопротивлению всей графитовой дорожке (в нашем случае 2 кОм). А сумма сопротивлений R1 и R2 всегда будет примерно равна номинальному, вне зависимости от угла поворота ручки регулировки.
Итак подключив последовательно к светодиоду потенциометр, как показано на схеме, меняя его сопротивление, можно менять яркость светодиода. По сути, при изменении сопротивления потенциометра, мы меняем ток, проходящий через светодиод, что и приводит к изменению его яркости.
Правда при этом следует помнить, что для каждого светодиода есть предельно допустимый ток, при превышении которого он просто сгорает. Поэтому, чтобы предотвратить сгорание диода при слишком сильном выкручивании ручки потенциометра, можно включить последовательно еще один резистор с сопротивлением порядка 200 Ом (данное сопротивление зависит от типа используемого светодиода) как показано на схеме ниже.
Для справки: светодиоды нужно подключать длинной «ногой» к +, а короткой к -. В противном случае светодиод при малых напряжениях просто не будет гореть (не будет пропускать ток), а при некотором напряжении, называемым напряжением пробоя (в нашем случае это 5 В) диод выйдет из строя.
(постоянными резисторами), а в этой части статьи поговорим о , или переменных резисторах .
Резисторы переменного сопротивления , или переменные резисторы являются радиокомпонентами, сопротивление которых можно изменять от нуля и до номинального значения. Они применяются в качестве регуляторов усиления, регуляторов громкости и тембра в звуковоспроизводящей радиоаппаратуре, используются для точной и плавной настройки различных напряжений и разделяются на потенциометры и подстроечные резисторы.
Потенциометры применяются в качестве плавных регуляторов усиления, регуляторов громкости и тембра, служат для плавной регулировки различных напряжений, а также используются в следящих системах, в вычислительных и измерительных устройствах и т.
Потенциометром называют регулируемый резистор, имеющий два постоянных вывода и один подвижный. Постоянные выводы расположены по краям резистора и соединены с началом и концом резистивного элемента, образующим общее сопротивление потенциометра. Средний вывод соединен с подвижным контактом, который перемещается по поверхности резистивного элемента и позволяет изменять величину сопротивления между средним и любым крайним выводом.
Потенциометр представляет собой цилиндрический или прямоугольный корпус, внутри которого расположен резистивный элемент, выполненный в виде незамкнутого кольца, и выступающая металлическая ось, являющаяся ручкой потенциометра. На конце оси закреплена пластина токосъемника (контактная щетка), имеющая надежный контакт с резистивным элементом. Надежность контакта щетки с поверхностью резистивного слоя обеспечивается давлением ползунка, выполненного из пружинных материалов, например, бронзы или стали.
При вращении ручки ползунок перемещается по поверхности резистивного элемента, в результате чего сопротивление изменяется между средним и крайними выводами.
Схематично потенциометр можно представить, как показано на рисунке ниже: крайние выводы обозначены номерами 1 и 3, средний обозначен номером 2.
В зависимости от резистивного элемента потенциометры разделяются на непроволочные и проволочные .
1.1 Непроволочные.
В непроволочных потенциометрах резистивный элемент выполнен в виде подковообразной или прямоугольной пластины из изоляционного материала, на поверхность которых нанесен резистивный слой, обладающий определенным омическим сопротивлением.
Резисторы с подковообразным резистивным элементом имеют круглую форму и вращательное перемещение ползунка с углом поворота 230 — 270°, а резисторы с прямоугольным резистивным элементом имеют прямоугольную форму и поступательное перемещение ползунка. Наиболее популярными являются резисторы типа СП, ОСП, СПЕ и СП3. На рисунке ниже показан потенциометр типа СП3-4 с подковообразным резистивным элементом.
Отечественной промышленностью выпускались потенциометры типа СПО, у которых резистивный элемент впрессован в дугообразную канавку. Корпус такого резистора выполнен из керамики, а для защиты от пыли, влаги и механических повреждений, а также в целях электрической экранировки весь резистор закрывается металлическим колпачком.
Потенциометры типа СПО обладают большой износостойкостью, нечувствительны к перегрузкам и имеют небольшие размеры, но у них есть недостаток – сложность получения нелинейных функциональных характеристик. Эти резисторы до сих пор еще можно встретить в старой отечественной радиоаппаратуре.
1.2. Проволочные.
В проволочных потенциометрах сопротивление создается высокоомным проводом, намотанным в один слой на кольцеобразном каркасе, по ребру которого перемещается подвижный контакт. Для получения надежного контакта между щеткой и обмоткой контактная дорожка зачищается, полируется, или шлифуется на глубину до 0,25d.
Устройство и материал каркаса определяется исходя из класса точности и закона изменения сопротивления резистора (о законе изменения сопротивления будет сказано ниже). Каркасы изготавливают из пластины, которую после намотки провода сворачивают в кольцо, или же берут готовое кольцо, на которое укладывают обмотку.
Для резисторов с точностью, не превышающей 10 – 15%, каркасы изготавливают из пластины, которую после намотки провода сворачивают в кольцо. Материалом для каркаса служат изоляционные материалы, такие как гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, или металл – алюминий, латунь и т.п. Такие каркасы просты в изготовлении, но не обеспечивают точных геометрических размеров.
Каркасы из готового кольца изготавливают с высокой точностью и применяют в основном для изготовления потенциометров. Материалом для них служит пластмасса, керамика или металл, но недостатком таких каркасов является сложность выполнения обмотки, так как для ее намотки требуется специальное оборудование.
Обмотку выполняют проводами из сплавов с высоким удельным электрическим сопротивлением, например, константан, нихром или манганин в эмалевой изоляции. Для потенциометров применяют провода из специальных сплавов на основе благородных металлов, обладающих пониженной окисляемостью и высокой износостойкостью. Диаметр провода определяют исходя из допустимой плотности тока.
2. Основные параметры переменных резисторов.
Основными параметрами резисторов являются: полное (номинальное) сопротивление, форма функциональной характеристики, минимальное сопротивление, номинальная мощность, уровень шумов вращения, износоустойчивость, параметры, характеризующие поведение резистора при климатических воздействиях, а также размеры, стоимость и т.п. Однако при выборе резисторов чаще всего обращают внимание на номинальное сопротивление и реже на функциональную характеристику.
2.1. Номинальное сопротивление.
Номинальное сопротивление резистора указывается на его корпусе. Согласно ГОСТ 10318-74 предпочтительными числами являются 1,0 ; 2,2 ; 3,3 ; 4,7 Ом, килоом или мегаом.
У зарубежных резисторов предпочтительными числами являются 1,0 ; 2,0 ; 3,0 ; 5.0 Ом, килоом и мегаом.
Допускаемые отклонения сопротивлений от номинального значения установлены в пределах ±30%.
Полным сопротивлением резистора считается сопротивление между крайними выводами 1 и 3.
2.2. Форма функциональной характеристики.
Потенциометры одного и того же типа могут отличаться функциональной характеристикой, определяющей по какому закону изменяется сопротивление резистора между крайним и средним выводом при повороте ручки резистора. По форме функциональной характеристики потенциометры разделяются на линейные и нелинейные : у линейных величина сопротивления изменяется пропорционально движению токосъемника, у нелинейных она изменяется по определенному закону.
Существуют три основных закона: А — Линейный, Б – Логарифмический, В — Обратно Логарифмический (Показательный). Так, например, для регулирования громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре необходимо, чтобы сопротивление между средним и крайним выводом резистивного элемента изменялось по обратному логарифмическому закону (В). Только в этом случае наше ухо способно воспринимать равномерное увеличение или уменьшение громкости.
Или в измерительных приборах, например, генераторах звуковой частоты, где в качестве частотозадающих элементов используются переменные резисторы, также требуется, чтобы их сопротивление изменялось по логарифмическому (Б) или обратному логарифмическому закону. И если это условие не выполнить, то шкала генератора получится неравномерной, что затруднит точную установку частоты.
Резисторы с линейной характеристикой (А) применяются в основном в делителях напряжения в качестве регулировочных или подстроечных.
Зависимость изменения сопротивления от угла поворота ручки резистора для каждого закона показано на графике ниже.
Для получения нужной функциональной характеристики большие изменения в конструкцию потенциометров не вносятся. Так, например, в проволочных резисторах намотку провода ведут с изменяющимся шагом или сам каркас делают изменяющейся ширины. В непроволочных потенциометрах меняют толщину или состав резистивного слоя.
К сожалению, регулируемые резисторы имеют относительно невысокую надежность и ограниченный срок службы. Часто владельцам аудиоаппаратуры, эксплуатируемой длительное время, приходится слышать шорохи и треск из громкоговорителя при вращении регулятора громкости. Причиной этого неприятного момента является нарушение контакта щетки с токопроводящим слоем резистивного элемента или износ последнего. Скользящий контакт является наиболее ненадежным и уязвимым местом переменного резистора и является одной из главной причиной выхода детали из строя.
3. Обозначение переменных резисторов на схемах.
На принципиальных схемах переменные резисторы обозначаются также как и постоянные, только к основному символу добавляется стрелка, направленная в середину корпуса. Стрелка обозначает регулирование и одновременно указывает, что это средний вывод.
Иногда возникают ситуации, когда к переменному резистору предъявляются требования надежности и длительности эксплуатации. В этом случае плавное регулирование заменяют ступенчатым, а переменный резистор строят на базе переключателя с несколькими положениями. К контактам переключателя подключают резисторы постоянного сопротивления, которые будут включаться в цепь при повороте ручки переключателя. И чтобы не загромождать схему изображением переключателя с набором резисторов, указывают только символ переменного резистора со знаком ступенчатого регулирования . А если есть необходимость, то дополнительно указывают и число ступеней.
Для регулирования громкости и тембра, уровня записи в звуковоспроизводящей стереофонической аппаратуре, для регулирования частоты в генераторах сигналов и т.д. применяются сдвоенные потенциометры , сопротивления которых изменяется одновременно при повороте общей оси (движка). На схемах символы входящих в них резисторов располагают как можно ближе друг к другу, а механическую связь, обеспечивающую одновременное перемещение движков, показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной пунктирной линией.
Принадлежность резисторов к одному сдвоенному блоку указывается согласно их позиционному обозначению в электрической схеме, где R1.1 является первым по схеме резистором сдвоенного переменного резистора R1, а R1.2 — вторым. Если же символы резисторов окажутся на большом удалении друг от друга, то механическую связь обозначают отрезками пунктирной линии.
Промышленностью выпускаются сдвоенные переменные резисторы, у которых каждым резистором можно управлять отдельно, потому что ось одного проходит внутри трубчатой оси другого. У таких резисторов механическая связь, обеспечивающая одновременное перемещение, отсутствует, поэтому на схемах ее не показывают, а принадлежность к сдвоенному резистору указывают согласно позиционному обозначению в электрической схеме.
В переносной бытовой аудиоаппаратуре, например, в приемниках, плеерах и т.д., часто используют переменные резисторы со встроенным выключателем, контакты которого задействуют для подачи питания в схему устройства. У таких резисторов переключающий механизм совмещен с осью (ручкой) переменного резистора и при достижении ручкой крайнего положения воздействует на контакты.
Как правило, на схемах контакты включателя располагают возле источника питания в разрыв питающего провода, а связь выключателя с резистором обозначают пунктирной линией и точкой, которую располагают у одной из сторон прямоугольника. При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней.
4. Подстроечные резисторы.
Подстроечные резисторы являются разновидностью переменных и служат для разовой и точной настройки радиоэлектронной аппаратуры в процессе ее монтажа, наладки или ремонта. В качестве подстроечных используют как переменные резисторы обычного типа с линейной функциональной характеристикой, ось которых выполнена «под шлиц» и снабжена стопорным устройством, так и резисторы специальной конструкции с повышенной точностью установки величины сопротивления.
В основной своей массе подстроечные резисторы специальной конструкции изготавливают прямоугольной формы с плоским или кольцевым резистивным элементом. Резисторы с плоским резистивным элементом (а ) имеют поступательное перемещение контактной щетки, осуществляемое микрометрическим винтом. У резисторов с кольцевым резистивным элементом (б ) перемещение контактной щетки осуществляется червячной передачей.
При больших нагрузках используются открытые цилиндрические конструкции резисторов, например, ПЭВР.
На принципиальных схемах подстроечные резисторы обозначаются также как и переменные, только вместо знака регулирования используется знак подстроечного регулирования.
5. Включение переменных резисторов в электрическую цепь.
В электрических схемах переменные резисторы могут применяться в качестве реостата (регулируемого резистора) или в качестве потенциометра (делителя напряжения). Если в электрической цепи необходимо регулировать ток, то резистор включают реостатом, если напряжение, то включают потенциометром.
При включении резистора реостатом задействуют средний и один крайний вывод. Однако такое включение не всегда предпочтительно, так как в процессе регулирования возможна случайная потеря средним выводом контакта с резистивным элементом, что повлечет за собой нежелательный разрыв электрической цепи и, как следствие, возможный выход из строя детали или электронного устройства в целом.
Чтобы исключить случайный разрыв цепи свободный вывод резистивного элемента соединяют с подвижным контактом, чтобы при нарушении контакта электрическая цепь всегда оставалась замкнута.
На практике включение реостатом применяют тогда, когда хотят переменный резистор использовать в качестве добавочного или токоограничивающего сопротивления.
При включении резистора потенциометром задействуются все три вывода, что позволяет его использовать делителем напряжения. Возьмем, к примеру, переменный резистор R1 с таким номинальным сопротивлением, которое будет гасить практически все напряжение источника питания, приходящее на лампу HL1. Когда ручка резистора выкручена в крайнее верхнее по схеме положение, то сопротивление резистора между верхним и средним выводами минимально и все напряжение источника питания поступает на лампу, и она светится полным накалом.
По мере перемещения ручки резистора вниз сопротивление между верхним и средним выводом будет увеличиваться, а напряжение на лампе постепенно уменьшаться, отчего она станет светить не в полный накал. А когда сопротивление резистора достигнет максимального значения, напряжение на лампе упадет практически до нуля, и она погаснет. Именно по такому принципу происходит регулирование громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре.
Эту же схему делителя напряжения можно изобразить немного по-другому, где переменный резистор заменяется двумя постоянными R1 и R2.
Ну вот, в принципе и все, что хотел сказать о резисторах переменного сопротивления . В заключительной части рассмотрим особый тип резисторов, сопротивление которых изменяется под воздействием внешних электрических и неэлектрических факторов — .
Удачи!
Литература:
В. А. Волгов — «Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры», 1977 г.
В. В. Фролов — «Язык радиосхем», 1988 г.
М. А. Згут — «Условные обозначения и радиосхемы», 1964 г.
Вроде бы простая деталька, чего тут может быть сложного? Ан нет! Есть в использовании этой штуки пара хитростей. Конструктивно переменный резистор устроен также как и нарисован на схеме — полоска из материала с сопротивлением, к краям припаяны контакты, но есть еще подвижный третий вывод, который может принимать любое положение на этой полоске, деля сопротивление на части. Может служить как перестариваемым делителем напряжения (потенциометром) так и переменным резистором — если нужно просто менять сопротивление.
Хитрость конструктивная:
Допустим, нам надо сделать переменное сопротивление. Выводов нам надо два, а у девайса их три. Вроде бы напрашивается очевидная вещь — не использовать один крайний вывод, а пользоваться только средним и вторым крайним. Плохая идея! Почему? Да просто в момент движения по полоске подвижный контакт может подпрыгивать, подрагивать и всячески терять контакт с поверхностью. При этом сопротивление нашего переменного резистора становится под бесконечность, вызывая помехи при настройке, искрение и выгорание графитовой дорожки резистора, вывод настраимого девайса из допустимого режима настройки, что может быть фатально.
Решение? Соединить крайний вывод с средним. В этом случае, худшее что ждет девайс — кратковременное появление максимального сопротивления, но не обрыв.
Борьба с предельными значениями.
Если переменным резистором регулируется ток, например питание светодиода, то при выведении в крайнее положение мы можем вывести сопротивление в ноль, а это по сути дела отстутствие резистора — светодиод обуглится и сгорит. Так что нужно вводить дополнительный резистор, задающий минимально допустимое сопротивление. Причем тут есть два решения — очевидное и красивое:) Очевидное понятно в своей простоте, а красивое замечательно тем, что у нас не меняется максимально возможное сопротивление, при невозможности вывести движок на ноль. При крайне верхнем положении движка сопротивление будет равно (R1*R2)/(R1+R2) — минимальное сопротивление. А в крайне нижнем будет равно R1 — тому которое мы и рассчитали, и не надо делать поправку на добавочный резистор. Красиво же! 🙂
Если надо воткнуть ограничение по обеим сторонам, то просто вставляем по постоянному резистору сверху и снизу. Просто и эффективно. Заодно можно и получить увеличение точности, по принципу приведенному ниже.
Порой бывает нужно регулировать сопротивление на много кОм, но регулировать совсем чуть чуть — на доли процента. Чтобы не ловить отверткой эти микроградусы поворта движка на большом резисторе, то ставят два переменника. Один на большое сопротивление, а второй на маленькое, равное величине предполагаемой регулировки. В итоге мы имеем две крутилки — одна «Грубо » вторая «Точно » Большой выставляем примерное значение, а потом мелкой добиваем его до кондиции.
Большое количество людей обращаются в радиомагазины, чтобы сделать что-то своими руками. Главная задача любителей собирать радиоприемники и схемы — это создавать полезные предметы, которые будут приносить пользу не только себе, но и окружающим. Переменный резистор помогает выполнить ремонт или создать прибор, который работает от электрической сети.
Основные свойства переменных резисторов
Когда человек имеет четкое представление об условных элементах графического отображения на схемах, тогда у него возникает проблема переноса чертежа в реальность. Требуется найти или приобрести отдельные компоненты уже готовой схемы. Сегодня есть большое количество магазинов, которые продают необходимые детали. Найти элементы можно и в старой поломанной радиоаппаратуре.
Переменный резистор должен присутствовать в любой схеме. Его находят в любых электронных устройствах. Эта конструкция представляет собой цилиндр, который включает в себя диаметральные противоположные выводы. Резистор создает ограничение поступления тока в цепи. В случае необходимости он будет выполнять сопротивление, которое можно измерить в омах. Переменный резистор обозначается на схеме в виде прямоугольника вместе с двумя черточками. Они расположены на противоположных сторонах внутри прямоугольника. Таким образом, человек обозначает на своей схеме мощность.
Аппаратура, которая имеется практически в каждом доме, включает в себя резисторы с определенным номиналом. Они располагаются по ряду Е24 и условно обозначают диапазон от единицы до десяти.
Разновидности резисторов
Сегодня существует большое количество резисторов, которые встречаются в современных бытовых электроприборах. Можно выделить следующие виды:
- Резистор металлический лакированный теплостойкий. Его можно встретить в ламповых приборах, которые имеют мощность не меньше чем 0,5 ватта. В советской аппаратуре можно отыскать такие резисторы, которые выпускали в начале 80-х годов. Они имеют разную мощность, которая напрямую зависит от размеров и габаритов радиоаппаратуры. Когда на схемах нет условного обозначения мощности, тогда разрешается использовать переменный резистор в 0,125 ватта.
- Водостойкие резисторы. В большинстве случаев их находят в ламповых электроприборах, которые производились в 1960 году. В черно-белом телевизоре и радиолах обязательно встречаются эти элементы. Их маркировка очень похожа на обозначение металлических резисторов. В зависимости от номинальной мощности они могут иметь разные размеры и габариты.
Сегодня широко используется общепринятая маркировка резисторов, которые разделены на разные цвета. Таким образом, можно быстро и легко определить номинал без использования пайки схемы. Благодаря цветовой маркировке можно значительно ускорить поиск необходимого резистора. Сейчас производством таких элементов для микросхем занимается большое количество зарубежных и отечественных фирм.
Основные характеристики и параметры переменного резистора
Можно выделить несколько главных параметров:
Во время проектирования представленных устройств используются конкретные характеристики. Эти параметры относятся к приборам, которые работают на высоких частотах:
Проволочный переменный резистор считается основным и главным элементом в любой электронной аппаратуре. Его применяют в качестве дискретного компонента или составной части к интегральной микросхеме. Он классифицируется по основным параметрам, таким как способ защиты, монтаж, характер изменения сопротивления или технология производства.
Классификация по общему использованию:
- Общего предназначения.
- Специального назначения. Они бывают высокоомные, высоковольтные, высокочастотные или прецизионные.
В зависимости от характера изменения сопротивления можно выделить следующие резисторы:
- Постоянные.
- Переменные, с возможностью регулировки.
- Подстроенные переменные.
Если брать во внимание способ защиты резисторов, то можно выделить следующие конструкции:
Подключение переменного резистора
Большое количество людей не знают, как подключить переменный резистор. Эти элементы зачастую имеют две схемы подключения. Сделать эту работу сможет человек, который хоть немного разбирается в электронике и имел дело с пайкой микросхем.
Технология изготовления переменных резисторов
Существует классификация, которая зависит от технологии изготовления резисторов. Во время производственного процесса используются разные этапы и схемы. Сегодня можно выделить следующие конструкции:
Особенности переменных резисторов в 10 кОм
Сегодня на радио рынках можно встретить большое количество элементов для составления схемы. Наиболее востребованным является переменный резистор 10 кОм. Он бывает переменным, проволочным или регулировочным. Основная его отличительная особенность — одинарная однооборотность. Этот тип резисторов предназначен для работы в электрической цепи, где есть постоянный или переменный ток.
Номинальные показатели мощности составляют 50 вольт, а сопротивление — 15 кОм. Эти элементы производились в середине восьмидесятых годов, поэтому сегодня их можно найти не только в специализированных магазинах, но также и в старых схемах радиоприемников. Переменный резистор 10 кОм имеет несколько функциональных и возможных аналогов.
Шум переменного резистора
Даже новые и надежные резисторы при высоком температурном режиме, который значительно выше абсолютного нуля, могут стать основным источником появления шума. Резистор переменный сдвоенный применяется в электрической цепи в микросхеме. О появлении шума стало известно из фундаментальной флуктуационно-диссипационной теоремы. Она известна под общепринятым названием «теорема Найквиста».
Если в схеме есть резистор переменный СП с большими показателями сопротивления, то человек будет наблюдать эффективное напряжение шума. Оно будет иметь прямую пропорциональность к корням из температурного режима.
Проволочный переменный резистор — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Cтраница 1
Проволочный переменный резистор выполняют в виде однослойной обмотки из высокоомного ( манганинового, константанового или нихромового) провода, намотанного на разрезанный кольцевой сердечник из керамики или пластмассы. По виткам обмотки перемещается подвижный контакт. [1]
Схематическое устройство конденсаторов основных типов. [2] |
Проволочные переменные резисторы имеют ограниченный диапазон номинальных сопротивлений, значительную паразитную емкость и индуктивность, относительно высокую стоимость. Достоинствами их являются высокая термостойкость, перегрузочная способность, износостойкость, стабильность параметров при различных внешних воздействиях, сравнительно низкий уровень собственных шумов и малая величина ТКС. Проволочные переменные резисторы применяют обычно для обеспечения повышенных требований к точности и стабильности электрических и эксплуатационных параметров радиоэлектронной аппаратуры. [3]
Переменный резистор. [4] |
Проволочный переменный резистор не может обеспечить идеально плавного изменения величины R при повороте оси. Как видно из рис. 6.11, при движении ползуна по обмотке величина сопротивления остается неизменной, пока точка А ползуна не войдет в соприкосновение с точкой Б обмотки; при этом R изменится на величину, равную сопротивлению одного витка. [5]
Остеклованный резистор с перемещающимся хомутиком. [6] |
Проволочные переменные резисторы ( потенциометры и реостаты) делятся на две основные группы: 1) сопротивления на кольцевых каркасах и 2) резисторы на каркасах круглого, квадратного и прямоугольного сечения. [7]
Проволочные переменные резисторы изготовляются с номинальными значениями от долей ома до десятков килоом, с номинальной мощностью рас -, сеяния 1 — 5 и более ватт, на рабочие напряжения до 400 — 600 в. Для их изготовления используются тороидальные и трубчатые каркасы из керамики или пластмассы, на которые укладывается обмотка из константанового или нихромового провода. На корпусах переменных резисторов при маркировке указывают величину номинального сопротивления между его крайними выводами. Обычно, так же как и у постоянных резисторов, вместо единицы измерения в килоомах ставят букву / С, вместо мегом — букву М, а ом вообще не обозначают. Далее указывают характер изменения сопротивления между крайним ( правым, если смотреть на резистор сзади — со стороны, противоположной оси) и средним выводами, а также номинальную мощность резистора. А-2 ВТ расшифровывается так: переменный резистор с номинальным сопротивлением 1 Мом, линейным законом изменения сопротивления при вращении оси и номинальной мощностью 2 вт. [8]
Схема намотки с малой величиной индуктивности. [9] |
Применяемые в радиоаппаратуре проволочные переменные резисторы состоят обычно из кольцевого каркаса с однослойной намоткой и вращающегося контакта. На рис. 6.9 показан пример конструкции переменного резистора. Он состоит из пластмассового корпуса /, в который запрессована втулка 2; в канавке, имеющейся в корпусе /, уложена планка 4 из изоляционного материала, на которой расположена обмотка. [10]
Схема намотки с малой величиной индуктивности. [11] |
Применяемые в радиоаппаратуре проволочные переменные резисторы состоят обычно из кольцевого каркаса с однослойной намоткой и вращающегося контакта. На рис. 6.9 показан пример конструкции переменного резистора. Он состоит из пластмассового корпуса /, в который запрессована втулка 2; в канавке, имеющейся в корпусе 1, уложена планка 4 из изоляционного материала, на которой расположена обмотка. [12]
Реостатный датчик представляет собой проволочный переменный резистор ( обычно из манганина или константана), контактная щетка которого механически связана с объектом, перемещение которого контролируется. Щетка эта может двигаться по кругу ( рис. 24 — 1, г) или прямолинейно. [13]
По стандарту 10318 — 62 выпускают проволочные переменные резисторы с сопротивлением от 1 ом до 1 Мом и непроволочные переменные резисторы с сопротивлением от 1 ом до 10 Мом. [14]
Конструкции переменных не — экранированный И СПЗ-Зв.| Конструкции переменных. [15] |
Страницы: 1 2
ЭЛЕКТРОНИКА — Электронный переменный резистор (электронный потенциометр)
Kahatu
★✩✩✩✩✩✩
- #1
Иногда аналоговый потенциометр в виде крутилки не совсем то, что хотелось бы видеть в своем проекте. А прибор с кнопками на лицевой панели гораздо компактнее, чем с обыкновенными ручками-крутилками. При этом, если использовать сенсорные кнопки и SMD компоненты, то такой потенциометр можно интегрировать в какой-нибудь плоский корпус. Мне, например, необходимо было изменять яркость свечения самодельного светильника для аквариума из светодиодной тенты.
Схема устройства была взята с сайта http://diodnik.com/elektronnyj-peremennyj-rezistor/
Схема имеет малые габариты, выполняет функцию обыкновенного переменного резистора.
Основу схемы составляет полевой транзистор КП 501 (или любой другой его аналог).
Я выбрал в SMD корпусе D-PAK
ПРИНЦИП РАБОТЫ:
Нажимая кнопку SB1, мы накапливаем заряд на электролитическом конденсаторе С1, что позволяет приоткрыть транзистор и повлиять на сопротивление на выходных клеммах схемы. Нажимая кнопку SB2, мы разряжаем конденсатор С1, что приводит к постепенному закрыванию транзистора. При постоянном зажатии, какой либо из кнопок, изменения сопротивления производиться плавно.
Плавность регулировки такого электронного переменного резистора зависит от емкости конденсатора С1 и номинала резистора R1. Максимальное сопротивление, которое способна имитировать схема зависит от подстроечного резистора R2. Схема начинает работать сразу и дополнительной настройки не требует, кроме как подстройки максимального сопротивления резистором R2.
После отключения питания схемы, такой электронный переменный резистор не сбрасывает настройки сразу, а сопротивление схемы увеличивается постепенно, что связанно с саморазрядом конденсатора С1. При использовании нового и качественного конденсатора С1 настройки схемы могут продержаться около суток.
РАЗВЕДЕННАЯ ПЛАТА:
ГОТОВАЯ ПЛАТА:
Для тех, кто захочет повторить, я прикрепил архив с шаблонами дорожек, маски и шелкографии для технологии травления плат с фоторезистом и по технологии ЛУТ
Электронн потенциометр. rar
146.3 KB Просмотры: 43
Изменено:
Реакции:
Старик Похабыч, NikOdn и malecБаРМаЛеЙ
✩✩✩✩✩✩✩
- #2
Пожалуйста обьясните принцип)
почему так происходит
Kahatu
★✩✩✩✩✩✩
- #3
БаРМаЛеЙ написал(а):
Пожалуйста обьясните принцип)
почему так происходитНажмите для раскрытия. ..
Это магия!
Изменено:
Kahatu
★✩✩✩✩✩✩
- #4
БаРМаЛеЙ написал(а):
Пожалуйста обьясните принцип)
почему так происходитНажмите для раскрытия. ..
ПРИНЦИП РАБОТЫ:
Нажимая кнопку SB1, мы накапливаем заряд на электролитическом конденсаторе С1, что позволяет приоткрыть транзистор и повлиять на сопротивление на выходных клеммах схемы. Нажимая кнопку SB2, мы разряжаем конденсатор С1, что приводит к постепенному закрыванию транзистора. При постоянном зажатии, какой либо из кнопок, изменения сопротивления производиться плавно.
Плавность регулировки такого электронного переменного резистора зависит от емкости конденсатора С1 и номинала резистора R1. Максимальное сопротивление, которое способна имитировать схема зависит от подстроечного резистора R2. Схема начинает работать сразу и дополнительной настройки не требует, кроме как подстройки максимального сопротивления резистором R2.
После отключения питания схемы, такой электронный переменный резистор не сбрасывает настройки сразу, а сопротивление схемы увеличивается постепенно, что связанно с саморазрядом конденсатора С1. При использовании нового и качественного конденсатора С1 настройки схемы могут продержаться около суток.
Но я больше склоняюсь к тому, что это магия!
БаРМаЛеЙ
✩✩✩✩✩✩✩
- #5
Kahatu написал(а):
ПРИНЦИП РАБОТЫ:
Нажимая кнопку SB1, мы накапливаем заряд на электролитическом конденсаторе С1, что позволяет приоткрыть транзистор и повлиять на сопротивление на выходных клеммах схемы. Нажимая кнопку SB2, мы разряжаем конденсатор С1, что приводит к постепенному закрыванию транзистора. При постоянном зажатии, какой либо из кнопок, изменения сопротивления производиться плавно.Плавность регулировки такого электронного переменного резистора зависит от емкости конденсатора С1 и номинала резистора R1. Максимальное сопротивление, которое способна имитировать схема зависит от подстроечного резистора R2. Схема начинает работать сразу и дополнительной настройки не требует, кроме как подстройки максимального сопротивления резистором R2.
После отключения питания схемы, такой электронный переменный резистор не сбрасывает настройки сразу, а сопротивление схемы увеличивается постепенно, что связанно с саморазрядом конденсатора С1. При использовании нового и качественного конденсатора С1 настройки схемы могут продержаться около суток.
Но я больше склоняюсь к тому, что это магия!
Нажмите для раскрытия…
Мне тоже нравится что это магия
Лифтоман
✩✩✩✩✩✩✩
- #6
Спасибо за проект и схемы. Но таким способом нельзя регулировать сопротивление при большой нагрузке (например для изменения скорости мощных двигателей) Полуоткрытый транзистор будет адово греться, именно поэтому и придумали ШИМ.
EricD
✩✩✩✩✩✩✩
- #7
Присоединяюсь к благодарности за предложение сего, достаточно простого принципа замены «переменного резистора», но есть несколько но…
— Насколько мне известно, буржуи уже достаточно давно выпускают сборки «цифровых резисторов» типа AD5291 (хотя при реализации простого и стесненного габаритами устройства обвязка этих штук создает определенные проблемы. То есть при проектировании нового устройства приходится сразу задумываться о рациональности применения вышеуказанных сборок и далее развивать проект с учетом «цифровых/программных» потребностей такой реализации резистора).
— Чем обусловлен выбор именно КП 501 ?
Его максимальные характеристики по току и напряжению космический завышены относительно опорного напряжения работы системы (3,3/5/9/12/24/36 V и 1 А !?).
— Насколько мне известно, и как показывает практика полевые транзисторы достаточно чувствительны по току/напряжению открытия затвора, поэтому для корректной работы даже в режимах ключа/ШИМ используют так называемые драйверы полевых триодов — «Логические разрядники». Вопрос тут заключается в опыте интеграции, так как есть сомнения по поводу корректной работы в условиях наводок НЧ и ВЧ составляющих по дорожкам/емкости монтажа на затвор полевого.
— Считаю что применение данного принципа установки выходного напряжения (отклонения от опорного) на длительнм временном промежутке будет рационально применять в схемах с периодичным отслеживанием состояния «резистора»* и корректировкой показаний (гистерезисом), так как непонятны характеристики термостабилизации и стабильности значения в условиях наводок.
* прошу прощения за свою безграмотность в области программирования МК, но насколько я понимаю, периодическое отслеживание состояния в данном случае подразумевает использование аппаратного прерывания МК, что на платформе, например arduino, влечет за собой определенные проблемы, так как на самых распространенных и компактных платах разработки на вышеуказанной платформе, ввиду определенных программно-аппаратных особенностей, количество аппаратных прерываний = 2.
То есть, нужны результаты тестов/интеграции в готовые устройства, я так думаю…
Kahatu
★✩✩✩✩✩✩
- #8
EricD написал(а):
. ..
Нажмите для раскрытия…
Спасибо за интерес к проекту.
Про цифровые переменные резисторы в виде готовых микросхем я в курсе.
Схема взята со старого советского журнала для радиолюбителей и опубликована на вышеуказанном ресурсе.
На схеме указан КП 501 (схема взята из статьи), но ничего не мешает его заменить под свои параметры. Я использовал IRLR8726PBF, но тот момент был в наличие. С ним все работало.
Про микроконтролер интересно, но его применение для моих задач не предусматривалось.
Запоминание последнего выставленного значения не требовалось.
VIt Andreev
✩✩✩✩✩✩✩
- #9
Объясните пожалуйста, что у автора под позицией j1 и зачем
Kahatu
★✩✩✩✩✩✩
- #10
VIt Andreev написал(а):
Объясните пожалуйста, что у автора под позицией j1 и зачем
Нажмите для раскрытия. ..
Перемычка
Arhat109
★★★✩✩✩✩
- #11
Старое решение, но все равно спасибо, ибо «новое — это забытое старое», ну или «всё украдено до вас» (нами, ежели вче)
Я бы поставил последовательно мосфету ещё и резистор, ограничивающий его максимальный ток в режиме «полностью открыт», ибо их сопротивление в этом случае .. десятки миллиом, то есть токи могут оказаться «ого-го», в зависимости от места применения.
Заодно, этот же резистор формировал бы некоторое «минимальное» сопротивление схемы в целом, будучи в параллели с подстроечником.
Kahatu
★✩✩✩✩✩✩
- #12
Arhat109 написал(а):
Старое решение, но все равно спасибо, ибо «новое — это забытое старое», ну или «всё украдено до вас» (нами, ежели вче)
Я бы поставил последовательно мосфету ещё и резистор, ограничивающий его максимальный ток в режиме «полностью открыт», ибо их сопротивление в этом случае .. десятки миллиом, то есть токи могут оказаться «ого-го», в зависимости от места применения.
Заодно, этот же резистор формировал бы некоторое «минимальное» сопротивление схемы в целом, будучи в параллели с подстроечником.
Нажмите для раскрытия…
Я и не присваивал себе сие устройство))) Все ссылки на первоисточники приложены
Arhat109
★★★✩✩✩✩
- #13
Я Вас и не обвинял в присваивании, ежели вчё.
VIt Andreev
✩✩✩✩✩✩✩
- #14
Схеме обязательно 5в? Если подать 8,4 будет работать?
Wan-Derer
★★★★★✩✩
- #15
@VIt Andreev, если не превышать допустимого напряжения на затворе то будет
VIt Andreev
✩✩✩✩✩✩✩
- #16
@Wan-Derer, понял,спасибо
Dorfman
✩✩✩✩✩✩✩
- #17
Чтобы не отвлекать пины Ардуины двумя кнопками, буду подавать управляющее напряжение на свободный аналоговый вход. Это как вариант применения.
И да, действительно, в далёкие 80-90-е юзал схему из «Радио»
Реакции:
Arhat109Войдите или зарегистрируйтесь для ответа.
Поделиться:
WhatsApp Электронная почта Ссылка
bjt — заставить транзистор действовать как потенциометр
заданный вопрос
Изменено 2 года, 1 месяц назад
Просмотрено 4k раз
\$\начало группы\$
Итак, как заставить транзистор (вероятно, BJT) работать как потенциометр? Я пытаюсь сделать так, чтобы повышающий регулятор xl6009 имел электронное управление для зарядки литий-ионного аккумулятора, т. е. использовал микроконтроллер для реализации CV и CC. В идеале я бы вставил какой-нибудь транзистор в петлю обратной связи (вместо обычного потенциометра на 10 кОм) и, таким образом, изменил бы выходное напряжение. Проблема в том, что большинство BJT, которые я видел, не имеют большой активной (линейной) области, И сопротивления в этих областях слишком малы, чтобы обеспечить широкий диапазон выходного сигнала.
- bjt
- потенциометр
- линейный
\$\конечная группа\$
9
\$\начало группы\$
Входной контакт обратной связи на устройстве обычно находится на уровне 1,25 В, когда выход имеет правильный уровень. R1 и R2 и выходной уровень 18,5 вольт дают на этом выводе ровно 1,25 вольта.
Однако, если вы подаете постоянный ток в соединение R1 и R2, вы сообщаете микросхеме, что она создает слишком большое выходное напряжение, и поэтому микросхема соответствующим образом изменит свой рабочий цикл и создаст более низкое выходное напряжение.
Это способ управления устройством — использовать ЦАП и источник тока. Вы можете скомпрометировать это с помощью ЦАП, каскада усиления операционного усилителя и резистора с большим номиналом. Это может быть дополнительно скомпрометировано с помощью ЦАП и резистора среднего номинала. Чтобы избежать изменения базового значения, вам необходимо убедиться, что ваш ЦАП может выдавать 1,25 вольта. Если вы хотите, чтобы выходной уровень упал, введите ток в узел.
Если вы хотите, чтобы выходное напряжение превышало «номинальное», берите ток с узла, но будьте осторожны, потому что вам не нужно много брать до того, как выходное напряжение, возможно, удвоится.
Так что не пытайтесь заставить транзистор работать как потенциометр. Примерно единственное сходство в том, что у него три клеммы. Инжекция/извлечение тока — это чистый способ сделать это.
\$\конечная группа\$
1
\$\начало группы\$
Вы можете использовать цифровой потенциометр для регулировки выходного напряжения этого регулятора. Единственная сложность заключается в том, что обычно цифровой потенциометр не может выдержать более высокое напряжение, чем напряжение питания логики на любом из его выводов. Таким образом, предполагая питание логики 5 В, мы можем сделать что-то подобное (предположим, цифровой потенциометр, такой как MCP4018, но есть много других типов).
смоделируйте эту схему — схема создана с помощью CircuitLab
Нам нужно, чтобы напряжение на «высокой» стороне RV1 было <= 5 В при любых условиях, чтобы сопротивление R1 было не менее 3,33 К. Это приводит к диапазону выходного напряжения 4:1 (5 В / 1,25 В) для XL6009 с опорным напряжением 1,25 В.
R1(min) = \$\text R_{V1}\over(\frac {V_{supply}}{V_{REF} }-1)\$
Вы можете легко рассчитать значение Rx по максимальному желаемое выходное напряжение:
Прием = \$\frac {V_{MAX} R_1}{V_{REF}}-(R_{V1}+R_1)\$
Итак, предположим, что вам нужно максимальное выходное напряжение 12 В, и вы использовали 3,33 К для R1, тогда Rx будет будет 18,6К, а диапазон выходного напряжения будет от 3В до 12В (4:1).
Примечание: я намеренно проигнорировал допуски и тому подобное, но вы не должны этого делать. Часто цифровой потенциометр (например, механический потенциометр) плохо переносит общее сопротивление. Это должно учитываться при расчетах. На практике это означает, что в описанной ситуации вы не получите полного диапазона 4:1.
\$\конечная группа\$
2
\$\начало группы\$
Способ использования транзистора для управления выходным напряжением вашего регулятора состоит в том, чтобы включить NPN BJT последовательно с резистором R1, с эмиттером на землю. Транзистор позволяет вам управлять током через этот резистор в диапазоне от 0 до примерно (1,25-0,3)/R1, контролируя его базовый ток — Ic примерно равен Ib * hfe — эффективно создавая впечатление, что R1 переменный.
Затем вы можете изменить фиксированные значения R1 и R2, чтобы получить желаемый диапазон напряжений.
Теперь у вас есть еще один вопрос — как вы контролируете ток в базе биполярного транзистора, чтобы получить требуемое выходное напряжение?
Ответ от @AndyAka — это действительно то решение, которое вы ищете.
\$\конечная группа\$
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
постоянный ток — транзистор NPN в качестве переменного резистора для работы светодиода cc
Задавать вопрос
Спросил
Изменено 4 года, 2 месяца назад
Просмотрено 1к раз
\$\начало группы\$
Я хочу построить простую схему для управления цепочкой светодиодов через внешний ШИМ-сигнал, но ограничить их ток. К сожалению, я не знаю обо всех эффектах, которые транзистор может внести в эту схему. Если бы кто-то мог указать на какие-либо простые улучшения для компенсации эффектов, которые я не принял во внимание, я был бы очень благодарен.
Через светодиоды и коллектор протекает ток I1, который я хочу поддерживать постоянным. V2 — это выходной контакт uC GPIO с Von 3,3 В (которое, как я полагаю, близко к постоянному) и Voff 0 В. Ток от V2, который я называю I2, будет разделен на I3 (транзисторная база) и I4 (R2). Поэтому я знаю, что Vsense = Rsense * (I1+I2).
Теперь есть Vbe, который я не знаю, следует ли считать его постоянным. Во-первых, это зависит от льда, во-вторых, может варьироваться в зависимости от партии продукции, я не знаю, насколько этот эффект значителен.
Два резистора тоже кажутся слишком простыми, но если получится.. Или лучше поставить диод вместо R2 и настроить Usense + Ube = Vdiode
.
Моя цель — получить несколько улучшений или связанных схем, которые решают такие проблемы, как зависимость от частоты, изменение параметров в зависимости от температуры, отклонения, связанные с производственной партией и т. д. способный справиться с результирующей тепловой диссапацией.
имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab
- транзисторы
- постоянный ток
\$\конечная группа\$
4
\$\начало группы\$
Вы показываете шину напряжения \$24\:\text{В}\$. Это может быть удобно для вас, но не требуется для вашей нагрузки. Или может случиться так, что ваша нагрузка требует большей части этого. Вы не показываете ток нагрузки. Так что далеко продвинуться в дизайне невозможно. Вместо этого, может показаться, что перед вами стоит задача написать книгу на эту тему.
Я вижу ваш комментарий, в котором говорится, что существует «цепочка светодиодов». Итак, на данный момент я предполагаю, что большая часть \$24\:\text{V}\$ появится в этой цепочке, оставив BJT с небольшим остатком для обработки.
Что-то вроде этого было бы предпочтительнее для вашей схемы (которую я не хочу обсуждать). формулы здесь: \$R_1=\beta_2\cdot\frac{3.3\:\text{V}-2\:\cdot\: 700\:\text{mV}}{\eta\cdot I_\text{LOAD }}\$ и \$R_2=\frac{700\:\text{мВ}}{I_\text{LOAD}}\$. Значение \$\beta_2\$ должно быть консервативным для BJT в активном режиме (возможно, 100). Значение \$\eta\$ — это «коэффициент выдумки», который я только что создал. Здесь он должен быть не менее 2 и, возможно, до 4. Я бы сам, вероятно, использовал 3. (Он никогда не должен использоваться, меньше 1.)
Подробное обсуждение такой схемы можно найти здесь: CC с использованием BJT. Обсуждение там гораздо более подробное, а также включает версию вышеупомянутой схемы BJT + MOSFET. Наверное, стоит прочитать.
Помните о своем рассеянии в \$Q_2\$. Версии BJT с малым сигналом обычно встречаются в TO-92 или SOT-23 и имеют очень ограниченную способность рассеиваться. Более крупные корпуса TO-220 могут вместить больше, и к ним также можно добавить радиаторы. Вышеприведенную схему можно даже расширить, чтобы разделить ток нагрузки между несколькими биполярными транзисторами.
(Может быть хорошей идеей держать \$Q_2\$ термически изолированным от \$Q_1\$, так как \$Q_1\$ измеряет ток, подаваемый на светодиоды.)
\$\конечная группа\$
8
\$\начало группы\$
Этот тип ограничения тока обычно выполняется с помощью двух последовательно соединенных диодов, смещенных в прямом направлении, вместо резистора R2. Тогда вы знаете, что \$V_B\приблизительно\$1,4 В, а напряжение на \$R_{SENSE}\$ будет около 0,7 В. Используйте закон Ома, чтобы выбрать значение чувствительного резистора, которое дает желаемый ток. Преимущество использования диодов вместо резисторного делителя заключается в том, что вы не зависите от постоянного напряжения на выводе ввода/вывода.
Конечно, как вы упомянули, существует множество факторов, которые могут привести к изменению предельного значения тока. Я предполагаю, что с такой схемой можно было бы добиться регулирования \$\pm\$10%. Текущее никогда не будет постоянным , вы должны жить с некоторыми вариациями, но вы не сказали нам, что вам нужно.
\$\конечная группа\$
4
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
.Усилители с переменным усилением [Analog Devices Wiki]
Эта версия (03 января 2021 г., 22:24) была одобрена Робином Гетцем. Доступна ранее утвержденная версия (23 августа 2019 г., 15:14).
Содержание
Деятельность: Усилители с регулируемым коэффициентом усиления
Объектив
Материалы
Усилитель, управляемый напряжением, на транзисторе
Фон
Настройка оборудования
Процедура
Инвертирующий усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, использующий потенциометр
Фон
Настройка оборудования
Процедура
Инвертирующий/неинвертирующий усилитель с переменным усилением и потенциометром
Фон
Настройка оборудования
Процедура
Вопросы
Дополнительная литература
Объектив
В этой лабораторной работе мы продолжаем обсуждение операционных усилителей (см. предыдущую лабораторную работу здесь: Упражнение 1. Простые операционные усилители), уделяя особое внимание усилителям с регулируемым коэффициентом усиления и напряжением.
Большинство операционных усилителей или схем операционных усилителей имеют фиксированный уровень усиления. Однако часто полезно иметь возможность варьировать коэффициент усиления. Это можно сделать просто с помощью потенциометра на выходе схемы операционного усилителя с фиксированным коэффициентом усиления, но иногда может быть полезнее изменить фактический коэффициент усиления самой схемы усилителя.
Усилитель с переменным коэффициентом усиления или усилителем, управляемым напряжением, представляет собой электронный усилитель, который изменяет свое усиление в зависимости от управляющего напряжения. Этот тип схемы имеет множество применений, включая сжатие уровня звука, синтезаторы и амплитудную модуляцию. Это можно реализовать, сначала создав резистор, управляемый напряжением, который используется для установки коэффициента усиления усилителя. Резистор, управляемый напряжением, является одним из многочисленных интересных элементов схемы, которые можно изготовить с помощью транзистора с простым смещением. Другой подход заключается в использовании потенциометров для изменения номинала резисторов, которые устанавливают коэффициент усиления усилителя.
Материалы
Модуль активного обучения ADALM2000
Макет без пайки и набор перемычек
2 Резистор 1 кОм
1 Резистор 4,7 кОм
3 Резистор 10 кОм
1 Потенциометр 10 кОм
1 Операционный усилитель OP97
1 с использованием транзистора
Фон
Рассмотрим принципиальную схему, представленную на рисунке 1.
Рисунок 1. Управление напряжением с помощью транзистора
Конфигурация схемы аналогична базовому неинвертирующему усилителю. Единственное дополнение состоит из транзистора и резистора, включенного параллельно резистору R2. Транзистор работает как переключатель, который позволяет установить 2 уровня усиления в зависимости от его текущего состояния (вкл. /выкл.).
Настройка оборудования
Соберите следующую макетную схему для усилителя, управляемого напряжением, используя транзисторы.
Рис. 2. Управление напряжением с помощью транзисторной макетной платы
Процедура
Используйте первый генератор сигналов в качестве источника Vin, чтобы обеспечить размах амплитуды 2 В, 1 кГц синусоидального возбуждения для схемы. Используйте второй генератор сигналов для управления транзистором, обеспечивая амплитуду 2 В, прямоугольную волну возбуждения 1 Гц. Подайте на операционный усилитель напряжение +/- 5 В от источника питания. Настройте осциллограф так, чтобы входной сигнал отображался на канале 1, а выходной сигнал отображался на канале 2.
Анимированный сюжет представлен на рисунке 3.
Рис. 2. Управление напряжением с помощью сигналов транзистора
Выходной сигнал варьируется между двумя значениями, определяемыми двумя настройками усиления в зависимости от состояния управляемого транзистора.
Инвертирующий усилитель с регулируемым коэффициентом усиления с использованием потенциометра
Фон
Рассмотрим принципиальную схему, представленную на рисунке 4.
Рис. 4. Инвертирующий усилитель с переменным усилением, использующий потенциометр.
В инвертирующем усилителе для ручного управления выходным напряжением используется потенциометр, заменяющий стандартный резистор обратной связи.
Настройка оборудования
Соберите следующую макетную схему для усилителя, управляемого напряжением, используя транзисторы.
Рис. 5. Инвертирующий усилитель с переменным коэффициентом усиления, использующий потенциометр — макетная схема.
Процедура
Используйте первый генератор сигналов в качестве источника Vin, чтобы обеспечить размах амплитуды 2 В, 1 кГц синусоидального возбуждения для схемы. Подайте на операционный усилитель напряжение +/- 5 В от источника питания. Настройте осциллограф так, чтобы входной сигнал отображался на канале 1, а выходной сигнал отображался на канале 2.
При изменении значения потенциометра на рисунке 6 представлен анимированный график.
Рис. 6. Инвертирующий усилитель с переменным коэффициентом усиления с использованием потенциометра — осциллограммы
При использовании этого типа конфигурации выходной сигнал инвертируется и усиливается в зависимости от значения сопротивления обратной связи.
Инвертирующий/неинвертирующий усилитель с переменным усилением, использующий потенциометр
Фоновый
Рассмотрим принципиальную схему, представленную на рисунке 7.
Рис. 7. Инвертирующий/неинвертирующий усилитель с переменным усилением, использующий потенциометр
В этой конфигурации усилителя для ручного управления выходным напряжением используется потенциометр, который может инвертировать входное напряжение путем правильной настройки потенциометра.
Настройка оборудования
Соберите следующую макетную схему для усилителя, управляемого напряжением, используя транзисторы.
Рис. 8. Инвертирующий/неинвертирующий усилитель с переменным коэффициентом усиления, использующий потенциометр — макетная схема
Процедура
Используйте первый генератор сигналов в качестве источника Vin, чтобы обеспечить размах амплитуды 2 В, 1 кГц синусоидального возбуждения для схемы. Подайте на операционный усилитель напряжение +/- 5 В от источника питания. Настройте осциллограф так, чтобы входной сигнал отображался на канале 1, а выходной сигнал отображался на канале 2.
При изменении значения потенциометра на рис. 9 представлен анимированный график.
Рис. 9. Инвертирующий/неинвертирующий усилитель с переменным коэффициентом усиления, использующий потенциометр — формы сигналов
Используя эту конфигурацию, выходной сигнал усиливается в пределах +-Vin.