Gjenerator i rastësishëm i numrave: 5 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:10

Ky artikull ju tregon një gjenerator analog të numrave të rastit.

Ky qark fillon të gjenerojë dalje të rastësishme kur një person prek terminalin hyrës. Dalja e qarkut amplifikohet, integrohet dhe përforcon më tej zhurmën nga një njeri që vepron si një antenë, duke mbledhur sinjale elektromagnetike të zhurmës.

Qarku tregon transistorët e njëanshmërisë së reagimit. Ju do të duhet të zgjidhni një rezistencë reagimi në mënyrë që tensioni i emetuesit të kolektorit të transistorit të të katër transistorëve të jetë i njëanshëm në gjysmën e tensionit të furnizimit.

nëse jeni duke e bërë këtë qark atëherë ju lutemi lexoni të gjithë artikullin nga fillimi në fund para se të filloni ndonjë përgatitje.

Furnizimet

Përbërësit: transistorë me përdorim të përgjithshëm - 10, 470 kondensatorë uF - 10, rezistencë 1.5 kohm - 20, rezistorë të përzier (100 kohm - 1 Megohm) - 10, tela të izoluar, tabelë matricë/copë kartoni, furnizim me energji 1.5 V - 4.5 V ose Bateri 1.5 V AA/AAA/C ose D, parzmore 1.5 brez/brez gome. Të gjithë rezistorët duhet të jenë me fuqi të ulët.

Komponentët opsionalë: lidhës, tela metalikë 1 mm, rezistencë 100 ohm (1 Watt) - 5, mbyllje, bulona/arra/rondele, lidhje metalike (për lidhjen e telave të izoluar me bulona dhe arra).

Mjetet: pincë, zhveshës teli, oshiloskop USB, voltmetër.

Mjete opsionale: hekur bashkues, shumë metër.

Hapi 1: Hartoni qarkun

Integruesi në qarkun tim është në thelb një qark filtri me kalim të ulët i përdorur për të zvogëluar frekuencën maksimale të daljes për të parandaluar që numri i rastësishëm të luhatet shumë shpejt. Tensioni dhe rryma e kondensatorit kanë lidhjen e mëposhtme:

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

Tensioni i kondensatorit Cc2 është i barabartë me:

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

Nëse rryma është konstante atëherë tensioni potencial i kondensatorit Cc do të rritet ngadalë. Sidoqoftë, në qarkun tim një pjesë e rrymës po hyn në rezistencën Rc2a. Përdorimi i një integruesi për këtë qark mund të korrigjojë dhe filtrojë një hyrje sinusoidale në transistorin Q3, duke e kthyer kështu hyrjen e transistorit Q3 në një sinjal DC që do të sigurojë një vlerë të rastësishme që do të amplifikohet nga transistorët Q3 dhe Q4. Kjo është arsyeja pse në qarkun tim tranzistori Q2 nuk është me të vërtetë një integrues, por i ngjashëm me një integrues të treguar këtu:

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

Ju mund të zëvendësoni Rc2a dhe Cc me një qark të shkurtër, të lidhni kolektorin Q2 me kondensatorin Cb3 dhe të provoni të lidhni një kondensator shumë të vogël përtej rezistencës Rf2 dhe të shihni se çfarë ndodh.

Llogaritni frekuencën minimale të filtrit të kalimit të lartë për përforcuesit e tranzistorit Q1, Q3 dhe Q4:

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

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

= 0.11287584616 Hz

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

(Rb = 5, 600 ohms në qarkun aktual që kam bërë)

= 0.0476940195 Hz

Llogaritja e frekuencës së filtrit të kalimit të ulët është përtej fushëveprimit të këtij neni. Frekuenca e filtrit me kalim të ulët ndikohet nga përbërësit Rc2a, Cc2, Rb3 dhe Cb3. Rritja e vlerës së atyre përbërësve do të rrisë konstantën kohore dhe do të zvogëlojë frekuencën e filtrit të kalimit të ulët.

Faza e fundit e amplifikatorit e bërë me transistorin Q4 është opsionale.

Hapi 2: Simulimet

Simulimet tregojnë se transistorët nuk janë të njëanshëm në gjysmën e tensionit të furnizimit. Paragjykimi i transistorëve në gjysmën e tensionit të furnizimit nuk është thelbësor që ky qark të funksionojë. Për furnizimin me 1.5 V secili transistor mund të jetë i njëanshëm në 1 V ose 0.5 V.

Vlerat më të ulëta të rezistencës Rf do të zvogëlojnë tensionin e emetuesit të kolektorit të transistorit duke furnizuar më shumë rrymë të njëanshme DC në bazën e transistorit.

Softueri i vjetër PSpice nuk ka një gjenerator të rastësishëm të zhurmës.

Hapi 3: Bëni qarkun

Kam përdorur një rezistencë 5.6 kohm për Rc2a në vend të rezistencës 1.5 kohm që tregohet në qark. Nuk duhet të ketë shumë ndryshim. Sidoqoftë, qarku im kishte një fitim më të lartë dhe frekuencë maksimale të filtrit me kalim të ulët (transistori Q2 është gjithashtu filtër me kalim të ulët). Qarku im gjithashtu kishte nevojë për një rezistencë më të lartë Rf2 për të rritur tensionin e emetuesit të kolektorit të njëanshëm. Sidoqoftë, duke zvogëluar rrymën e paragjykimit të kolektorit transistor, Ic mund të zvogëlojë gjithashtu fitimin e rrymës së tranzistorit.

Kam përdorur rezistenca 5.6 kohm për Rb1, Rb2, Rb3 dhe Rb4. Nuk duhet të ketë shumë ndryshim. Qarku im kishte fitim më të ulët.

Rf2 mund të zbatohet me dy rezistorë 270 ohm. Sidoqoftë, të gjithë transistorët kanë një fitim të ndryshëm të rrymës që mund të shkojë nga rreth 100 në 500. Kështu që ju keni nevojë për të gjetur rezistencën e duhur të reagimit. Kjo është arsyeja pse unë specifikova një paketë të rezistencës së përzier në pjesën e përbërësve. Ju gjithashtu mund të përdorni paragjykime të stabilizuara ose qarqe transistore të njëanshme fikse për këtë përforcues.

Qarku mund të fillojë të lëkundet. Mund të provoni të përdorni filtrat e furnizimit me energji të treguar në këtë artikull:

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

(Kjo është arsyeja pse unë specifikova rezistencën e fuqisë së lartë 100 ohm)

Hapi 4: Rrethimi

Ju mund të shihni që unë pothuajse nuk kam përdorur një hekur bashkues kur bëja qarkun tim.

Ju gjithashtu mund të shihni lidhësit metalikë në foto.

Hapi 5: Testimi

Grafiku 1:

Kanali 1: Vc1

Shkalla: 0.5 V dhe 4 sekonda

Vini re se dalja e parë e transistorit Q1 Vc1 po tregon se tre transistorët e mbetur mund të jenë të padobishëm

Grafiku 2:

Kanali 1: Vint1

Kanali 2: Vo1

Shkalla: 0.5 V dhe 40 sekonda

Grafiku 3:

Kanali 1: Vo1

Kanali 2: Vo2

Shkalla: 0.5 V dhe 40 sekonda

Grafiku 4 (Nuk ka rezistencë Rf2 të përfshirë):

Kanali 1: Vo1

Kanali 2: Vo2

Shkalla: 0.5 V dhe 20 sekonda

Pa asnjë rezistencë Rf2, transistori Q2 nuk është i njëanshëm në gjysmën e tensionit të furnizimit. Qarku funksionon më shpejt, me më pak kohë zgjidhjeje. Sidoqoftë, pa Rf2 ky përforcues është një qark i rrezikshëm dhe mund të mos funksionojë për të gjitha llojet e tranzistorëve dhe kondensatorëve.