Szkoła Konstruktorów


Rys. 22

RX
R
X

W
W

R
T RC
C
RX
R

X
C
we
BAT
C

BAT
~

T
we
Rys. 21

~
pot encj o-

metr, żeby

Rys. 23
mi e r n i k
W
o (bardzo) dużej wartości. Wtedy w spoczyn- wskazywał zero. Pojawienie się sygnału w.cz.
RX
R
X
ku miernik nie będzie wskazywał wartości powinno zmieniać wskazania miernika. C
zero, ponieważ będzie przezeń płynął jakiś Podobne detektory można też realizować
T1
niezbyt duży prąd spoczynkowy kolektora. na nieliniowości charakterystyki przejścio-
we
BAT
Pojawienie się nawet niewielkiego sygnału wej tranzystorów polowych, ale z uwagi na
T2
~
zmiennego w.cz. powinno w pewnym stopniu pojemność bramki nie będą to tranzystory
zwiększać prąd. Mogłaby to też być zdecydo- MOSFET, tylko JFET, które dobrze nadają się
wanie bardziej odporna na zmiany temperatury do pracy także przy bardzo wysokich częstot-
wersja z ujemnym sprzężeniem zwrotnym liwościach. Kto chce, może poszukać jeszcze Rys. 24
RC
R
C
według rysunku 22. Mógłby to też być układ innych, lepszych układów detektorów w.cz.,
RX
R
z rysunku 23 z dodatkowym tranzystorem choćby w układach zwanych wykrywaczami W
X
T2, kompensującym zmiany temperatury oto- pluskiew, które są typowymi wykrywaczami
C
A
B
czenia, gdzie wartość prądu spoczynkowego pola elektromagnetycznego. BAT
tranzystora T1 wyznacza rezystor Rx (docie- Jeszcze raz zachęcam do przeprowadzenia
we
kliwi już zauważyli, że jest to odmiana lustra praktycznych prób w zakresie wykrywania T
~
prÄ…dowego). pola elektrycznego, magnetycznego i elektro-
Czułość takich prostych detektorów, wyko- magnetycznego.
rzystujących nieliniowość charakterystyki, nie W tabelkach podane są informacje o stują stali uczestnicy Szkoły, by kupić sprzęt o
jest najlepsza, bo prąd spoczynkowy jest dość punktacji oraz rozdziale nagród, upomin- większej wartości za talony z kilku kolejnych
duży, a jego zmiany po pojawieniu się sygnału ków i kuponów za nadesłane rozwiązania zadań.
zmiennego  niewielkie. Dla polepszenia czuło- zadania 170. Serdecznie zapraszam do udziału w zada-
ści można wykorzystać prosty sposób z rysun- Osoby nagrodzone kuponami powinny niu głównym 175, a także w drugiej i trzeciej
ku 24, gdzie zastosowany jest czulszy miernik, przysłać na adres [e-mail] wykaz klasie naszej Szkoły Konstruktorów!
który pokazuje niewielką różnicę napięć w towarów na otrzymaną sumę z oferty sklepu
punktach A, B. Przed pomiarami trzeba włą- AVT (www.sklep.avt.pl). Talony z kolejnych Wasz instruktor
czyć przyrząd i bez sygnału w.cz. tak ustawić miesięcy można sumować, co już wykorzy- Piotr Górecki
Druga klasa Szkoły Konstruktorów
 Szkoła Konstruktorów klasa II
Co tu nie gra?
Co tu nie gra?
Rys. A
L
Na rysunku A pokazany jest schemat majÄ… upominki, a najak-
100mH
D4
przedwzmacniacza w klasie A, o dużej impe- tywniejsi uczestnicy są
R8
D2 R6
dancji wejściowej, przysłany jako rozwiąza- okresowo nagradzani
C3
C5
D5
nie jednego z wcześniejszych zadań szkoły bezpłatnymi prenume- R3
C6
przez 15-letniego uczestnika. ratami EdW lub innego C1
C4
270pF 33uF
33uF 33uF
Tz1
wybranego czasopisma
+ +
Jak zwykle pytanie brzmi: AVT.
Tz2
Wejście
Wyjscie
R1 C2
22M
Co tu nie gra? RozwiÄ…zanie
R4
270pF
Tz3
zadania 170
22M
BC517
Bardzo proszę o możliwie krótkie odpowie- W EdW 4/2010 pokaza-
D3 R5
dzi. Kartki, listy i e-maile oznaczcie dopi- ny był rysunek B, sche-
R2
R7
D6
D1
skiem NieGra175 i nadeślijcie w terminie mat przedwzmacniacza -
60 dni od ukazania siÄ™ tego numeru EdW. do mikrofonu elektreto-
W e-mailach podawajcie też od razu swój wego, przewidzianego do zasilania napięciem cyklu  Elektronika dla początkujących, czyli
adres pocztowy, żebym nie musiał pisać, 5V. Najpierw oddam głos jednemu z uczestni- wyprawy na oślą łączkę , z którego sam
gdy przydzielę upominek. Można też jeszcze ków, który napisał między innymi: (...) Drogi chętnie korzystam, i do korzystania z niego
przysyłać rozwiązania poprzedniego zadania Kolego! Miałeś pecha, że  popełniłeś swój serdecznie Ciebie zapraszam. Żeby  uzdro-
174. Autorzy najlepszych odpowiedzi otrzy- schemat przed ukazaniem się fascynującego wić Twój schemat, skorzystam z klasyczne-
Wrzesień 2010
W
r
z
e
s
i
e
Å„
2
0
1
0
46 El ektronika dl a Wszystkich
+
+
+
+
+
+
Szkoła Konstruktorów
go układu nieodwracającego wzmacniacza niezmienny. Po pierwsze, należy liczyć się
pokazanego w EdW 5/2010 na rys. 8, str. z dużymi rozrzutami wartości prądu pracy
37, ale uproszczę go nieco. Wykorzystam poszczególnych egzemplarzy mikrofonów, o
to, że (...) mikrofon elektretowy z JFET-em czym zresztą wspomniał Autor listu. Prąd
jest z
ródłem prądowym, więc obciążając go mikrofonu elektretowego może wynosić od
odpowiednim rezystorem R1 = R1 + R1  , 0,05mA do 0,5mA. Nie ulega wątpliwości, że
Rys. B
sprowadzę napięcie spoczynkowe na  dodat- w układzie z rysunku C wartość sumarycz-
nim wyprowadzeniu mikrofonu do połowy nej rezystancji R1 +R1  trzeba dobrać do
Rys. C
napięcia zasilania. Pozbędę się w ten sposób konkretnego egzemplarza mikrofonu elektre-
VCC
kondensatora sprzęgającego i zarazem kłopo- towego. A póz
niejsza zmiana mikrofonu na
R1``
R
1
`
`
C2
C
2
R1`
R
1
`
C1
C
1
tu z ewentualnym nasycaniem siÄ™ wzmacnia- inny egzemplarz najprawdopodobniej spo-
1k
1
k
1000
1
0
0
0

1,8k
1
,
8
k
22
2
2

cza operacyjnego. Wartość rezystancji R1 = woduje znaczne pogorszenie zakresu napięć
+ IC 1A
I
C
1
A
R1 + R1  = 10k do tego celu jest trochę zbyt wyjściowych wzmacniacza. Po drugie, prąd JP 3
C3
C
3
1
0

duża, powinna ona być w okolicy wartości mikrofonu będzie zmieniał się pod wpływem 10 1
+
C5
około 2,8k (zależnie od typu mikrofonu), aby temperatury, co też zmniejszy zakres napięć
2
3
3

R2 33
R3 R5
R
3
R
5
napięcie na plusowym wyprowadzeniu mikro- wyjściowych.
1k 22k
1
k
2
2
k
0,1M
fonu było połową napięcia zasilania. Zapewni Propozycja z rysunku C rzeczywiście jest
C4 820p
to prawidłową polaryzację wejścia nieodwra- bardzo prosta i można ją wykorzystać, ale z
cającego wzmacniacza operacyjnego tak, że uwagi na słabą stabilność prądu mikrofonu nie
C1
na jego wyjściu napięcie spoczynkowe jest jest to rozwiązanie
równe połowie napięcia zasilania, co w kon- godne szerszego
+U
R6
R1
C2
sekwencji zapewnia maksymalną, nieobciętą rozpropagowania.
2,2k
* R4
R1
amplitudę sygnału wyjściowego (...). Zdecydowani e
C3
+
Propozycja taka pokazana jest na rysunku be z pi e c z ni e j U1
U1
+
C. Taki prosty układ może spełnić swoje zada- będzie dodać dwa C4
I
R5 wy
C5
nie, ale istnieje pewne ryzyko. Mianowicie w rezystory i zreali-
mikrofonie elektretowym pracuje tranzystor zować klasyczny
R2
JFET, zazwyczaj w najprostszym połączeniu układ, na przykład R3
R7
wspólnego z
ródła według rysunku D. Istotnie według rysunku Mic
C3
ma on cechy z
ródła prądowego, ale wcale E. Wartości ele-
Rys. E
Rys. D
nie jest powiedziane, że prąd tego z
ródła jest mentów układu
R E K L A M A
Wrzesień 2010
W
r
z
e
s
i
e
Å„
2
0
1
0
El ektronika dl a Wszystkich 47
+
+
+
+
+
+
+
 Szkoła Konstruktorów
z rysunku E można dobrać według wska- niacz mikrofo-
U1
+ RS
R
S
R6
zówek ze wspomnianych odcinków Oślej nowy, którego
R1
C1
Å‚Ä…czki. wzmocnienie
2,2k
R4 wy
Warto jednak poświęcić nieco uwagi powinno wyno-
U1
+
oryginalnemu układowi z rysunku B. sić co najmniej
C4
Praktycznie wszyscy uczestnicy zauwa- 10x (20dB), a
żyli, że problemem jest brak polaryzacji zapewne wię-
mikrofonu elektretowego oraz brak obwodu cej.
Mic P
polaryzacji wejścia  dodatniego napięciem Na pewno
stałym. Ale oprócz tego zgłosiliście wiele należy więc
Rys. G
Rys. F
uwag, niektóre jak najbardziej słusznie, inne z wi ę k s z y ć
niesłusznie. pojemność C3. Ale nie tylko. Fakt zasto- niu pojemnościowym potrafią się wzbudzić.
Zacznijmy może od typu użytej kostki. sowania kostki NE5532 wskazuje, że Autor Jeśli przedwzmacniacz byłby połączony ze
Użycie we wzmacniaczu mikrofonowym schematu chce uzyskać przedwzmacniacz o wzmacniaczem za pomocą długiego kabla,
układu NE5532 jest jak najbardziej słusz- dobrych parametrach, w tym o małych szu- to wyjście zostanie obciążone pojemnoś-
nym wyborem. Kostka ta przeznaczona mach. Chociaż w przypadku mocno szumią- cią tego kabla, która może wynosić wię-
jest właśnie do układów audio. Ma małe cych, tanich elektretów można byłoby dys- cej niż 100pF/m. Dlatego obecności na
szumy, duże wzmocnienie i maÅ‚e znie- kutować, niemniej generalnie dla zmniejsze- wyjÅ›ciu rezystora szeregowego 100© nie
kształcenia. Problem w tym, że według nia szumów, także w obwodach sprzężenia można uznać za błąd, niezależnie od tego,
katalogów, minimalne napięcie zasilające zwrotnego, należy stosować rezystory o czy Autor miał świadomość konsekwencji
to ą3V, czyli w sumie 6V. I tu niektó- małej wartości. Dlatego wartość R2 też zastosowania tego rezystora. Można tylko
rzy uczestnicy stwierdzili szybciutko, że należy zmniejszyć, co najmniej do 100k©. nadmienić, że w praktyce dla unikniÄ™cia
układ NE5532 nie może pracować przy Zmniejszenie R2 jest potrzebne także ze problemu obciążenia pojemnością taki rezy-
napięciu +5V. Otóż praktyka pokazuje, że względu na prąd polaryzacji wejść, który w stor o wartości kilkudziesięciu do kilkuset
egzemplarze tej kostki pochodzące od róż- bipolarnej kostce NE5532 typowo wynosi omów zwykle dodaje się wewnątrz pętli
nych producentów mogą pracować przy 200nA, ale w skrajnych przypadkach może sprzężenia zwrotnego, według rysunku G,
pojedynczym napięciu zasilania +5V, ale wzrosnąć do 1uA. Problem spadku napięcia co pozwala zachować znikomą impedancję
trzeba liczyć się z ograniczonym zakresem wywołany przepływem prądu polaryzują- wyjściową. W omawianym zastosowaniu
napięć wyjściowych. W przedwzmacnia- cego przez rezystor R2 jest kolejnym argu- sposób takiego czy innego włączenia sze-
czu mikrofonowym na pewno trzeba wtedy mentem na rzecz korekcji napięcia dzielnika regowego rezystora wyjściowego nie ma
dodać obwód sztucznej masy. I tu wszyscy, R4, R5 (i zastosowania potencjometru P1 istotnego znaczenia.
którzy o tym wspomnieli, zaproponowali według rysunku F). I kolejny szczegół: z kilku względów nie
ustawienie na wejściach i wyjściu połowy Wartość pojemności C1 prawdopodobnie ma potrzeby dodawania kondensatora rów-
napięcia zasilania, czyli dokładnie +2,5V. okaże się wystarczająca, jeśli rezystory R4, nolegle do rezystora R2 w celu ograniczenia
To może być nie najlepszy pomysł. Otóż R5 w układzie z rysunku E będą mieć co naj- pasma od góry. Jeśli użyta została kostka
przy niskich napiÄ™ciach zasilania zazwyczaj mniej po 100k© (a w ukÅ‚adzie z rysunku F NE5532, to zapewne celem jest uzyskanie
zależy nam na uzyskaniu w takich trudnych wartość R4 nie bÄ™dzie mniejsza niż 47k©). jak najlepszych parametrów, a w takim razie
warunkach jak największego zakresu napięć Wątpliwości wzbudził obwód wyjściowy obcinanie pasma nie ma sensu.
wyjściowych. Tymczasem wyjściowe napię- zawierający połączone szeregowo rezystor i Pokrewną sprawą jest kwestionowa-
cia nasycenia, dodatnie i ujemne, zazwyczaj kondensator. Pojemność kondensatora C5 = ny przez niektórych typ użytej kostki.
nie są jednakowe. Zależy to od budowy 100nF jest stosunkowo mała. Przykładowo Niektórzy proponowali użycie LM358 ze
wewnętrznej, ale także od rezystancji obcią- przy częstotliwości 50Hz kondensator ten względu na zakres napięcia zasilania, od 3V.
żenia. Dlatego w podobnych przypadkach bÄ™dzie miaÅ‚ reaktancjÄ™ prawie 32k©, a to Otóż wzmacniacz NE5532 to wielokrotnie
warto przeprowadzić próby i w układzie z oznacza, że rezystancja obciążająca wyj- sprawdzona kostka, znakomicie nadająca
rysunku E skorygować wartość rezystorów ście, czyli w praktyce rezystancja wejściowa się do układów audio, także tych najwyż-
dzielnika R4, R5, by uzyskać na wyjściu współpracującego wzmacniacza, nie może szej jakości. W analizowanym przypadku
jak najwiÄ™kszy nieznieksztaÅ‚cony wygnaÅ‚ być mniejsza od 32k©. SÅ‚usznie zapropono- ograniczeniem okażą siÄ™ nie wÅ‚aÅ›ciwoÅ›ci
wyjściowy. Można też wykorzystać poten- waliście zwiększenie tej pojemności. kostki, tylko parametry mikrofonu. Jeśli
cjometr według rysunku F. Podkreślam, że Nieliczni uczestnicy odnieśli się do obec- miałby być wykorzystany najtańszy elektret
taka korekcja potencjału sztucznej masy ma ności szeregowego rezystora wyjściowego. z złotówkę, to być może identyczne wyniki
sens tylko przy niskich napięciach zasilania, Nie mogę się jednak zgodzić ze stwierdze- można uzyskać przy zastosowaniu dużo
gdy zależy nam na uzyskaniu jak najwięk- niami, że błędem jest obecność tego rezysto- gorszej, wolniejszej i bardziej szumiącej
szego napiÄ™cia wyjÅ›ciowego. ra o wartoÅ›ci 100©. Wbrew wyobrażeniom kostki LM358. Wszystko zależy od jakoÅ›ci
Kilku uczestników słusznie zwróciło dwóch uczestników wcale nie chodzi tu o użytego mikrofonu. Tyle o układzie.
uwagę na wartości pojemności zapropono- ograniczenie ewentualnego prądu zwarcia. W sumie wszystkie nadesłane rozwiąza-
wanych na rysunku B. Najwięcej zastrzeżeń Niewątpliwie młody Autor schematu słabo nia mogę uznać za prawidłowe, ponieważ
wzbudziła wartość C3=10nF. I słusznie, zna się na technice analogowej, ale (zapew- znalez
liście kluczowe usterki
ponieważ jest to ewidentny błąd. Otóż łatwo ne przypadkiem) prawidłowo zaproponował Upominki za zadanie Co to nie gra? 170
policzyć, że kondensator 10nF przy często- użycie tego rezystora. W większości przy- otrzymują:
tliwości 50Hz będzie miał reaktancję prawie padków nie jest on konieczny, ale... wzmac- Damian Kałużny  Sosnowiec,
320k©! A to oznacza, że rezystor R3 nie niacze operacyjne to znakomite i bardzo Marian Gabrowski  Polkowice,
powinien mieć wartości mniejszej niż te pożyteczne elementy, choć mają też pewne Ryszard Pichl  Gdynia.
320k©. A to oznaczaÅ‚oby, że wzmocnienie istotne ograniczenia. Na przykÅ‚ad gene-
nie może być większe niż 3,1x, czyli 10dB. ralnie nie lubią obciążenia o charakterze Wszystkich uczestników dopisuję do listy
Zdecydowanie zbyt mało, jak na wzmac- pojemnościowym. Przy znaczącym obciąże- kandydatów na bezpłatne prenumeraty.
Wrzesień 2010
W
r
z
e
s
i
e
Å„
2
0
1
0
48 El ektronika dl a Wszystkich
+
+
+