Condensadores en circuitos electrónicos. Parte 2. Comunicación entre etapas, filtros, generadores

Comienzo del artículo: Condensadores en circuitos electrónicos. Parte 1

El uso más común de los condensadores es la conexión entre las etapas individuales del transistor, como se muestra en la Figura 1. En este caso, los condensadores se denominan transitorios.

Los condensadores transitorios pasan la señal amplificada y evitan el paso de corriente continua. Cuando se enciende la alimentación, el condensador C2 se carga al voltaje en el colector del transistor VT1, después de lo cual el paso de la corriente continua se vuelve imposible. Pero la corriente alterna (señal amplificada) hace que el condensador se cargue y descargue, es decir pasa a través del condensador a la siguiente cascada.

A menudo en circuitos de transistoresAl menos el rango de sonido, los condensadores electrolíticos se utilizan como transitorios. Los valores nominales de los condensadores se eligen de modo que la señal amplificada pase sin mucha atenuación.

Figura 1

Filtros de paso bajo y paso alto

A veces se hace necesario omitir algunas frecuencias y debilitar el paso de otras. Dichas tareas se realizan utilizando filtros que se crean sobre la base de circuitos RC.

Hay filtros de enlaces múltiples bastante complejos que incluso tienen sus propios nombres: Chebyshev, Bessel, Butterworth, etc. Todos ellos tienen sus propias características distintivas, características y, como regla, varios enlaces. Para compensar las pérdidas, se introduce un elemento activo en dichos filtros: una etapa de transistor o un amplificador operacional. Dichos filtros se llaman activos.

Los filtros pasivos más simples se pueden crear a partir de solo dos partes: resistencia y condensador. La Figura 2 muestra un diagrama de un filtro de paso bajo simple (filtro de paso bajo). Tal filtro pasa libremente bajas frecuencias y, a partir de la frecuencia de corte, atenúa ligeramente la señal de salida.

Figura 2. Circuito de filtro de paso bajo (LPF)

El filtro de paso bajo más simple consta de solo dos partes: una resistencia y un condensador conectados en serie. La señal de entrada del generador se suministra al circuito RC en serie, y la salida se elimina del condensador C. A bajas frecuencias, la capacitancia del condensador es mayor que la resistencia de la resistencia Xc = 1/2 * π * f * C, por lo que se produce una gran caída de voltaje.

Con el aumento de la frecuencia, la capacitancia del condensador disminuye, por lo que la caída de voltaje o simplemente el voltaje en él se vuelve menor. Se supone que el generador está sintonizado en más de una frecuencia; su frecuencia varía. Dichos generadores se denominan generadores de frecuencia oscilante o generadores de barrido. La respuesta de frecuencia del filtro de paso bajo más simple se muestra en la Figura 3.

Figura 3. Respuesta de frecuencia del filtro de paso bajo

Si en la Figura 2 cambia el condensador y la resistencia, obtendrá un filtro de paso alto (HPF). Su circuito se muestra en la Figura 4. La tarea principal del filtro de paso alto es debilitar las frecuencias por debajo de la frecuencia de corte y omitir las frecuencias de arriba.

Figura 4. Circuito de filtro de paso alto (HPF)

En este caso, la señal de entrada se suministra al condensador y la salida se elimina de la resistencia. A bajas frecuencias, la capacitancia es grande, por lo que la caída de voltaje a través de la resistencia es pequeña.

Para mayor claridad y facilidad de percepción (todo se sabe en comparación), puede reemplazar mentalmente el condensador con una resistencia: en lugar de un condensador, deje que sea 100K, y la resistencia de salida 10K. Resulta solo un divisor de voltaje. Solo en el caso de un condensador este divisor resulta ser dependiente de la frecuencia. La respuesta de frecuencia de un HPF tan simple se muestra en la Figura 5.

Figura 5. Respuesta de frecuencia del HPF

A altas frecuencias, la resistencia del condensador disminuye, respectivamente, la caída de voltaje a través de la resistencia, también aumenta el voltaje de salida del HPF.

Si compara las Figuras 3 y 5, es fácil ver que la pendiente de la disminución del rendimiento no es muy pronunciada. ¿Y qué se puede esperar de esquemas tan simples? Pero tienen derecho a la vida, y se usan con bastante frecuencia en circuitos electrónicos.

Cómo mover la fase

Puede mirar cualquier cosa desde diferentes ángulos y verla con una luz completamente diferente. Por lo tanto, los circuitos RC recién examinados pueden aplicarse no como filtros de frecuencia, sino como elementos de cambio de fase. ¿Qué sucede si se aplica una corriente alterna al circuito que se muestra en la Figura 6?

Figura 6

Y esto es lo que pasa. El voltaje de entrada se suministra al condensador, la salida se elimina de la resistencia. La corriente de entrada a través del condensador está por delante del voltaje de entrada. Por lo tanto, la caída de voltaje a través de la resistencia, y en general en la salida del circuito de cambio de fase, está por delante de la entrada.

Si la resistencia y el condensador se intercambian, como se muestra en la Figura 7, obtenemos un circuito cuyo voltaje de salida está por detrás de la entrada. Bueno, exactamente lo contrario, como en el esquema anterior.

Figura 7

Dichas cadenas de desplazamiento de fase permiten un pequeño cambio entre las señales de entrada y salida, generalmente no más de 60 grados. En los casos en que se requiere el cambio a gran escala, se utiliza la inclusión secuencial de varias cadenas.

Figura 8. Cadenas de cambio de fase

Dicha inclusión de tantos elementos pasivos a la vez conduce a una atenuación significativa de la señal de entrada. Para restaurar el nivel inicial, se requiere el uso de cascadas de amplificación.

En la práctica de la radioafición, a menudo surgen situaciones en las que de repente y de repente se necesita un generador de onda sinusoidal, ni siquiera sintonizable, sino simplemente en una frecuencia. Luego, un soldador, se recogen algunas piezas de basura y pronto suena melodiosamente una sinusoide en la habitación. Quien escucha sabe de qué se trata.

Generador de onda sinusoidal

Puedes recoger todo en transistor simple. De hecho, el generador es un amplificador en un solo transistor, cubierto por retroalimentación positiva utilizando cadenas de cambio de fase. Y cualquier comentario positivo conduce a la aparición de la generación. Y este caso no es una excepción.

Se elimina una señal sinusoidal del colector del transistor, preferiblemente a través de un condensador de aislamiento. Es realmente bueno no lamentar otro transistor y disparar la señal de salida a través de un seguidor de emisor.

Generador de transistores individuales multisim

Un diagrama esquemático de un generador virtual se muestra en la Figura 9.

Figura 9. Diagrama de un generador de un solo transistor en el programa Multisim

Aquí todo es claro y simple: el generador en sí con la batería y osciloscopio. Aunque puede agregar un comentario a este esquema simple, de repente, ¿quién se comprometerá a repetirlo?

Cuando enciende el circuito no comienza de inmediato. Primero, se realizan varios barridos vacíos en el osciloscopio, luego comienza a aparecer una onda sinusoidal de bajo voltaje, que aumenta gradualmente a varios voltios. Los resultados del estudio se muestran en la Figura 10.

Figura 10

Un circuito virtual es, por supuesto, bueno. Pero si alguien decide ensamblar este circuito en metal, bueno, al menos en placa sin soldadura, el enfoque debe estar en la sintonía. En realidad, toda la configuración consiste en la selección exacta de la resistencia de la resistencia R2, que establece el punto de funcionamiento del transistor.

Para acelerar el proceso de ajuste, puede conectar temporalmente una resistencia de ajuste de 100 ... 200 kilogramos. Al mismo tiempo, no olvide encender la resistencia limitadora de aproximadamente 10 ... 20 KΩ en serie con ella.

Como transistor, un KT315 doméstico o similar es bastante adecuado. Los condensadores son de cerámica de pequeño tamaño. El funcionamiento del generador se puede controlar utilizando un osciloscopio o un amplificador de audio.

Boris Aladyshkin