r

Z PRAKTYKI

18

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 10/2003

Trzy proste uk³ady _

umo¿liwiaj¹ wstêpne

wzmocnienie sygna³ów

z ró¿nego rodzaju

mikrofonów.

Szeroki zakres

zastosowañ uk³adów

sprawia, ¿e ka¿dy bêdzie

móg³ wybraæ

coœ dla siebie.

P

rzegl¹d prezentowanych kon-

strukcji rozpoczniemy od przed-

stawionego na schemacie

z rys.1a wzmacniacza z tran-

zystorem BC550. Jest to najprostszy uk³ad,

jaki mo¿na zastosowaæ w celu wzmocnie-

nia s³abych sygna³ów z mikrofonów po-

jemnoœciowych. Charakteryzuje siê on sto-

sunkowo du¿¹ dynamik¹.

Ujemne sprzê¿enie zwrotne jest realizo-

wane przez rezystor R1 polaryzuj¹cy bazê

tranzystora i zasilaj¹cy mikrofon pojemno-

œciowy. R1 zamyka pêtlê ujemnego sprzê-

¿enia zwrotnego zarówno dla sk³adowych

sta³ych jak i zmiennych. Ujemne sprzê¿e-

nie zwrotne dla sk³adowych sta³ych jest re-

alizowane przez rezystor R3, a kondensa-

tor C2 zapobiega zmniejszeniu wzmocnie-

nia uk³adu dla sk³adowej zmiennej.

Wzmocniony sygna³ wyjœciowy jest odbie-

rany z kolektora tranzystora T1. Sk³adow¹

sta³¹ oddziela kondensator C1, natomiast

rezystor R4 umo¿liwia na³adowanie siê

kondensatora C1 oraz stanowi wstêpne

obci¹¿enie wzmacniacza. Je¿eli zechcemy

do³¹czyæ do uk³adu mikrofon dynamiczny,

to nale¿y szeregowo z cewk¹ mikrofonu,

w celu oddzielenia sk³adowej sta³ej napiê-

cia na bazie T1, w³¹czyæ kondensator o po-

jemnoœci 100

÷

500 nF.

W kolejnej konstrukcji (rys.1b), wykorzy-

stano tranzystor polowy MOS typu BF966.

Ten uk³ad ma lepsze parametry dynamicz-

ne i pracuje bardziej liniowo. Dziêki temu

uzyskujemy mniejsze zniekszta³cenia sy-

gna³u. Niestety, jest to okupione znacznie

wiêksz¹ podatnoœci¹ na przesterowanie.

Rezystor R1 s³u¿y do zasilania mikrofonu

pojemnoœciowego i do polaryzacji bramki

tranzystora T1. Punkt pracy tranzystora

T1 jest ustalony za pomoc¹ potencjometru

R2, który pocz¹tkowo ustawiamy w œrod-

kowym po³o¿eniu. Rezystor R3 wprowadza

ujemne sprzê¿enie zwrotne dla sk³ado-

wych sta³ych, natomiast kondensator C3

zapobiega zmniejszeniu wzmocnienia uk³a-

du dla sk³adowych zmiennych.

Sygna³ wyjœciowy jest pobierany z drenu

tranzystora T1. Sk³adow¹ sta³¹ oddziela

kondensator C2, natomiast rezystor R5

umo¿liwia na³adowanie siê kondensatora

C2 i stanowi wstêpne obci¹¿enie wzmacnia-

cza. Uk³ad mo¿e wspó³pracowaæ z mikrofo-

nem pojemnoœciowym lub dynamicznym

do³¹czonym równolegle do rezystora R1.

Schemat trzeciego z prezentowanych

wzmacniaczy przedstawiono na rys. 1c.

Uk³ad jest zbudowany w oparciu o wzmac-

niacz operacyjny

µ

A741 i umo¿liwia wspó³-

pracê z mikrofonami pojemnoœciowymi,

dynamicznymi lub wêglowymi. Mikrofon

jest zasilany przez filtr dolnoprzepustowy

z³o¿ony z elementów R2, C1 i C2 oraz re-

zystor R1. Sygna³ z mikrofonu jest dopro-

wadzany przez kondensator C4 do wzmac-

niacza operacyjnego US1. Wzmocnienie

US1 jest kszta³towane za poœrednictwem

pêtli sprzê¿enia zwrotnego z³o¿onej z ele-

mentów D1, D2, R6, R7 i C5.

Aby choæ czêœciowo zniwelowaæ efekt

zwi¹zany z zale¿noœci¹ sygna³u wyjœciowe-

go od odleg³oœci od mikrofonu, nale¿y w³¹-

czyæ w pêtlê sprzê¿enia zwrotnego ele-

menty o nieliniowej charakterystyce, takie

jak np. diody. Tutaj zastosowano ostrzowe

diody detekcyjne. W konsekwencji sygna-

³y s³abe s¹ wzmacniane bardziej ni¿ silne

pochodz¹ce z niewielkiej odleg³oœci. Je¿e-

li zechcemy zrezygnowaæ z tej w³aœciwo-

œci uk³adu, to nale¿y w miejsce D1 wluto-

waæ zworê, a rezystancjê R6 zwiêkszyæ

do 22 k

Ω

. Sk³adow¹ sta³¹ napiêcia od-

dziela na wyjœciu kondensator C6. Poziom

sygna³u wyjœciowego mo¿na regulowaæ

potencjometrem R8.

Monta¿ i uruchomienie

Wzory p³ytek s¹ przedstawione na rys. 2.

Wszystkie elementy montujemy wg rys. 3.

Monta¿ rozpoczynamy od wlutowania

w pierwszej kolejnoœci zwór oznaczonych

jako ZW. Tranzystor polowy BF 966 lutuje-

my jako ostatni po zamontowaniu wszyst-

kich elementów.

WZMACNIACZE MIKROFONOWE

Rys. 1. Schematy wzmacniaczy mikrofonowych

a _ z tranzystorem bipolarnym, b _ z tranzystorem MOS, c _ ze wzmacniaczem operacyjnym

a)

b)

c)

* Patrz opis w tekœcie

Uk³ad z rys.1a powinien dzia³aæ od razu

po w³¹czeniu napiêcia zasilaj¹cego. Nato-

miast w uk³adzie przedstawionym na rys.

1b nale¿y dokonaæ korekcji punktu pracy

tranzystora za pomoc¹ potencjometru R2

tak, aby uzyskaæ maksymalne wzmocnienie.

W trakcie regulacji nale¿y pos³u¿yæ siê oscy-

19

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 10/2003

loskopem lub sond¹ do pomiaru napiêæ w.cz.

Œlizgacz potencjometru powinien znaleŸæ

siê w okolicach po³o¿enia œrodkowego.

W uk³adzie z rys.1c trzeba bêdzie ustawiæ

poziom sygna³u wyjœciowego za pomoc¹

R8. W przypadku zastosowania innego ty-

pu tranzystora n-p-n np. BC547 nale¿y li-

Rys. 2. P³ytki drukowane wzmacniaczy (skala 1:1) a _ z tranzystorem bipolarnym, b _ z tranzystorem MOS, c _ ze wzmacniaczem operacyjnym

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów wzmacniaczy a _ z tranzystorem bipolarnym, b _ z tranzystorem MOS, c _ ze wzmacniaczem operacyjnym

a)

b)

c)

a)

b)

c)

czyæ siê z nieco wiêkszym poziomem szu-

mów . Je¿eli w uk³adzie z rys.1c zajdzie ko-

niecznoœæ uzyskania ma³ego wspó³czynni-

ka szumów to jako US1 nale¿y zastosowaæ

uk³ad NE5534.

n

Mariusz Janikowski

bc10

7@

poczta.onet.pl

Marek Smyczek

PROTEL 99 SE _ pierwsze kroki

Wydawnictwo btc.

Warszawa 2003, str. 200

Ksi¹¿ka stanowi przewodnik po najwa¿niej-

szych i najczêœciej wykorzystywanych w

praktyce modu³ach pakietu programowego fir-

my Protel oznaczonego Protel 99 SE – edy-

torach schematów, p³ytek drukowanych i bi-

bliotek, a tak¿e symulatorze analogowo-cy-

frowym. Jest pierwsz¹ ksi¹¿k¹ o pakiecie

programowym firmy Protel w jêzyku polskim.

Autor ksi¹¿ki, projektant z doœwiadczeniem

pedagogicznym, przygotowa³ kurs obs³ugi

w lubianym przez czytelników stylu krok po

kroku. Podczas czytania ksi¹¿ki poznaje

siê od podstaw kolejne etapy projektu, a na-

stêpnie tworzenia dokumentacji elektrycznej

uk³adu elektronicznego.

Du¿o miejsca poœwiêci³ autor zawartym

w pakiecie programowym bibliotekom sym-

boli elementów u¿ywanych w edytorze sche-

matów i obudów elementów u¿ywanych

w edytorze p³ytek drukowanych, a tak¿e

w³aœciwoœciom elementów wykorzystywa-

nych podczas symulacji dzia³ania uk³adów.

W dodatkach autor zawar³ wiele informacji

praktycznych, omawiaj¹c wymagania norm

obowi¹zuj¹ce podczas projektowania p³ytek

drukowanych oraz przedstawi³ metody wy-

twarzania p³ytek drukowanych w warun-

kach amatorskich.

Pakiet Protel nale¿y do najpopularniejszych

w naszym kraju narzêdzi programowych

do przygotowywania dokumentacji elek-

trycznej uk³adów elektronicznych. Popular-

noœæ sw¹ zawdziêcza ³atwej dostêpnoœci

wersji ewaluacyjnej, dziêki której ka¿dy po-

tencjalny u¿ytkownik mo¿e osobiœcie spraw-

dziæ dzia³anie pakietu.

Ksi¹¿ka jest przeznaczona dla pocz¹tku-

j¹cych u¿ytkowników pakietu programowe-

go Protel 99 SE. Szczególnie wiele miejsca

autor poœwiêci³ omówieniu narzêdzi s³u¿¹-

cych do weryfikacji jakoœci projektu i jego

zgodnoœci z przyjêtymi regu³ami.

Do ksi¹¿ki jest do³¹czony kupon uprawniaj¹cy

Przegl¹d wydawnictw

do nieodp³atnego otrzymania CD-ROM z 30-

dniow¹ wersj¹ systemu Protel 99SE.

(cr)

Ksi¹¿ka jest dostêpna w wielu ksiêgarniach.

Dodatkowe informacje o zakupie: Wydawnictwo

BTC, http://www.btc.pl.,

e-mail redakcja

@

btc.pl

r

Z PRAKTYKI

20

nym 555, który wytwarza impulsy o czasie

trwania ok. 1 sekundy. Poniewa¿ impulsy

wejœciowe s¹ powtarzane czêœciej ni¿

trwa impuls wyjœciowy, to na wyjœciu uk³a-

du scalonego U2 (555) utrzymuje siê stan

wysoki przez czas naciskania klawisza

w nadajniku. Wysoki stan wyjœcia mono-

wibratora U2 jest sygnalizowany diod¹

œwiec¹c¹ D1.

Sygna³ wyjœciowy monowibratora jest

przekazywany do przerzutnika J-K zbudo-

wanego przy wykorzystaniu po³ówki uk³a-

du scalonego 4027, pracuj¹cej jako prze-

³¹cznik dwustanowy (w³¹cznik/wy³¹cznik).

Do jego wyjœcia jest do³¹czona dioda D2,

sygnalizuj¹ca wysoki stan wyjœcia Q.

Ostatnim stopniem uk³adu jest wzmac-

niacz z tranzystorem T1, steruj¹cy prze-

kaŸnikiem RL1, który w³¹cza i wy³¹cza

obs³ugiwane urz¹dzenie. Dioda D5 s³u¿y

do t³umienia przepiêæ powstaj¹cych przy

wy³¹czaniu przekaŸnika.

Ca³oœæ, z wyj¹tkiem ostatniego stopnia,

jest zasilana ze scalonego stabilizatora

napiêcia o napiêciu wyjœciowym 5 V.

Na rys. 2 przedstawiono p³ytkê drukowa-

n¹ uk³adu, a na rys. 3 rozmieszczenie

elementów.

(cr)

n

ZDALNY PRZE£¥CZNIK

Rys. 2. P³ytka drukowana czêœci odbiorczej zdalnego prze³¹cznika (skala 1:1)

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów na p³ytce drukowanej czêœci odbiorczej zdalnego prze³¹cznika

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 10/2003

Rys.1. Schemat czêœci odbiorczej zdalnego prze³¹cznika

Uk³ad dla leniwych –

umo¿liwia w³¹czanie

i wy³¹czanie lampy lub

wentylatora pilotem

od telewizora

lub magnetowidu.

W

spó³czesne urz¹dzenia au-

diowizualne s¹ wyposa¿a-

ne w funkcje zdalnego ste-

rowania bezprzewodowe-

go. W wielu domach jest wiele takich urz¹-

dzeñ ze sterownikami bezprzewodowy-

mi na podczerwieñ (tzw. pilotami),

z których na ogó³ ka¿dy obs³uguje tylko

jedno urz¹dzenie. Z drugiej strony, jest

wiele urz¹dzeñ, które wygodniej by³oby

obs³ugiwaæ zdalnie, np. lampy oœwietlenio-

we, wentylatory, drzwi i bramy o napê-

dzie elektrycznym oraz wiele innych. Opi-

sany uk³ad trzeba wmontowaæ przy obs³u-

giwanym urz¹dzeniu. Mo¿e on spe³niaæ

wymienione funkcje przy wykorzystaniu

czêœci nadawczej sterownika bezprzewo-

dowego od dowolnego urz¹dzenia audio-

wizualnego.

Pierwszy stopieñ uk³adu (rys.1) stanowi

czujnik podczerwieni, 3-koñcówkowy hy-

brydowy uk³ad scalony typu SFH506 firmy

Siemens lub jego odpowiednik, sk³adaj¹-

cy siê z fotodiody PIN z filtrem optycznym

podczerwieni i wzmacniacza selektywne-

go o pasmie przenoszenia rzêdu kilku ki-

loherców wokó³ czêstotliwoœci 38 kHz.

Sygna³ wyjœciowy, fala prostok¹tna

o zmiennym wspó³czynniku wype³nienia,

jest doprowadzany do wejœcia wyzwalaj¹-

cego monowibratora z uk³adem scalo-

21

Diody œwiec¹ce zamiast

areometru.

B

aterie bezobs³ugowych akumu-

latorów kwasowo-o³owiowych

s¹ czêsto stosowane w poja-

zdach mechanicznych, prze-

twornicach du¿ej mocy i zasilaczach awa-

ryjnych (UPS). Je¿eli stan na³adowania

baterii jest niedostateczny, jej u¿ytecz-

noϾ jest ograniczona. Dawniej, w celu

oceny stanu baterii pos³ugiwano siê pomia-

rem gêstoœci elektrolitu jako wskaŸnikiem

naladowania baterii. Takiej metody nie da

siê zastosowaæ do baterii bezobs³ugo-

wych. Jedyn¹ mo¿liwoœci¹ oceny przy-

datnoœci takiej baterii jest pomiar napiêcia

na jej zaciskach.

Uk³ad o schemacie przedstawionym na

rys.1 jest w stanie na³adowaæ bateriê aku-

mulatorów o napiêciu nominalnym 12 V

w czasie 6

÷

8 godzin. Ponadto jest wypo-

sa¿ony w optyczny wskaŸnik stanu na³a-

dowania, którego dzia³anie jest opisane

w tablicy.

Uk³ad prostowniczy sk³ada siê z transforma-

tora sieciowego obni¿aj¹cego napiêcie do

12 V, o mocy pozornej 24 VA i mostka dio-

dowego z diodami D6

÷

D9. Do wyjœcia pro-

stownika jest dol¹czony kondensator C1

o pojemnoœci 2200

µ

F. Jego zadaniem jest

t³umienie têtnieñ pr¹du ³adowania.

Optyczny wskaŸnik napiêcia baterii akumu-

latorów sk³ada siê z czterech wzmacniaczy

operacyjnych tworz¹cych uk³ad scalony

LM324, czterech diod œwiec¹cych o ró¿-

nych kolorach D2

÷

D5, szeœciu rezystorów

R1

÷

R6 i stabilistora D1. Wzmacniacze

operacyjne pracuj¹ jako komparatory.

ród³em napiêcia odniesienia jest stabi-

listor D1 o napiêciu nominalnym 5,1 V.

Wszystkie wejœcia odniesienia komparato-

rów (wejœcia odwracaj¹ce wzmacniaczy

operacyjnych) s¹ po³¹czone razem, a wej-

œcia komparacyjne s¹ do³¹czone do ³añcu-

cha rezystorów R1

÷

R5 tworz¹cych szereg

dzielników napiêcia. Dzielnik o najwiêk-

szym stopniu podzia³u tworzy rezystor R5

i suma wszystkich rezystancji od R1 do

R5. Dzia³anie ca³ego wskaŸnika jest uza-

le¿nione od prawid³owego doboru elemen-

tów dzielnika R1

÷

R5.

Poniewa¿ wartoœæ nominalna na-

piêcia stabilistora D1 jest okre-

œlona z tolerancj¹ 5%, to wartoœci

rezystorów R1

÷

R5 musz¹ byæ do-

brane stosownie do tej aktualnej

wartoœci na podstawie wzorów:

R

5

/

Σ

R = U

z

/12,5 V

(R

5

+R

4

)/

Σ

R = U

z

/12,0 V

(R

5

+R

4

+R

3

)/

Σ

R = U

z

/11,5 V

(R

5

+R

4

+R

3

+R

2

)/

Σ

R = U

z

/9,8 V

Σ

R oznacza sumê rezystancji

R

5

+R

4

+R

3

+R

2

+R

1

, a U

z

– napiê-

cie stabilistora.

Wartoœci elementów podane na

schemacie odnosz¹ siê do wa-

riantu z napiêciem nominalnym

U

z

= 5,1 V, tolerancja rezystorów

wynosi 1%.

Na rys. 2 przedstawiono p³ytkê

drukowan¹ uk³adu, a na rys. 3

rozmieszczenie elementów.

(cr)

n

£ADOWARKA ZE WSKANIKIEM

NAPIÊCIA

Dzia³anie optycznego wskaŸnika stanu na³adowania akumulatora

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów na p³ytce

drukowanej ³adowarki ze wskaŸnikiem napiêcia

Rys. 2. P³ytka drukowana ³adowarki ze wskaŸnikiem

napiêcia (skala 1:1)

Rys. 1.
Schemat ³adowarki
ze wskaŸnikiem
napiêcia

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 10/2003

Napiêcie baterii

Stan diody

Uwagi

Czerwona

Zielona

¯ó³ta

Pomarañczowa

<9,8 V

nie

nie

nie

nie

niedopuszczalne

>9,8 V

tak

nie

nie

nie

niebezpiecznie niskie

>11,5 V

tak

tak

nie

nie

za niskie

>12,0 V

tak

tak

tak

nie

dobre

>12,5 V

tak

tak

tak

tak

za wysokie