Раздел: Документация
0 ... 4 5 6 7 8 9 10 ... 29  т сп to Рис. 6.5. Соотношения между амплитудным значением PV, величиной размаха Р-Р и величиной действующего напряжения 12 В. PV =  Р-Р = 2,828-12В граф, подключенный ко вторичной обмотке, покажет на экране синусоидальный сигнал с величиной размаха между положительным и отрицательным пиковыми значениями, равной 33,9 В (12-2,828). Если разделить эту величину на 2, то результат, называемый пиковым или амплитудным значением напряжения, будет составлять величину 16 96 В (12 1,414). Эта величина является весьма важной, поскольку после выпрямления полученное значение напряжения постоянного тока будет ближе к амплитудной, нежели к действующей величине. На рис. 6.5 показано соотношение между амплитудным значением (PV) и величиной размаха (Р-Р). В большинстве случаев в выпрямительных схемах используется мостовая схема выпрямления, получившая распространение благодаря простоте и дешевизне. Она называется двухполупериодным выпрямителем, т.к. на выходе присутствуют обе полуволны синусоидального напряжения. Для объяснения процесса выпрямления достаточно рассмотреть, что происходит в течение одного периода синусоидального сигнала, т. к. остальные периоды повторяются. Работа выпрямителя рассматривае ся в терминах импульсов постоянного тока, проходящих через нагрузку (до фильтрации). На рис. 6.6 показан путь положительной полуволны синусоидального напряжения. При поступлении с трансформатора этой положительной полуволны (положительная волна означает «недостаток» электронов в  120В Рис. 6.6. Движение потока электронов при положительной полуволне напряжения пер-менного тока.  Рис. 6.7. Движение потока электронов при отрицательной полуволне напряжения переменного тока. верхней части трансформатора) в нижней части трансформатора образуется избыток электронов, которые стремятся попасть в верхнюю часть трансформатора. Поток электронов двигается в направлении точки соединения диодов А1 и В1. Диод А1 смещен в обратном направлении (подобно улице с односторонним движением), и электроны не могут пройти через него и «пересечь» мост. Однако диод В1 смещен в прямом направлении, и поток электронов может пройти через него. Затем электроны стремятся пройти через диод А2 и попасть в верхнюю часть трансформатора, где наблюдается недостаток электронов. Но поскольку диод А2 смещен в обратном направлении (и, следовательно, является непроводящим), путь электронам здесь закрыт. У электронов остается единственный путь вниз (показанный стрелками) через резистивную нагрузку R1 и далее к диоду В2. Диод В2 смещен в прямом направлении, поэтому поток электронов может проходить через него в верхнюю часть трансформатора. В результате такого маршрута движения потока электронов через нагрузку R1 проходит импульс постоянного тока. На этом рассмотрение положительной полуволны заканчивается. На рис. 6.7 рассмотрена вторая полуволна синусоидального напряжения. Эта полуволна имеет отрицательную полярность (недостаток электронов в нижней части трансформатора), поэтому в верхней части трансформатора образуется избыток электронов, которые стремятся туда, где их не хватает. Поток электронов будет двигаться в направлении точки соединения диодов А2 и В2. Диод В2 смешен в обратном направлении, и электроны не могут пройти через него, однако смещен в прямом направлении и является проводящим диод А2. Далее поток электронов стремится пройти через диод В1, т. к. этот путь является более коротким, но диод В1 смещен в обратном направлении и, следовательно, закрыт. Единственно возможным путем, показанным стрелками, является путь через резистор R1 в направлении диода А1. Поскольку диод А1 смещен в прямом направлении и является проводящим, то поток электронов через него попадает в нижнюю часть трансформатора. Обратите внимание, что в оба полупериода синусоиды поток электронов проходит через нагрузку R1 в одном направлении и является положительным импульсом в обоих случаях. При частоте сигнала 60 Гц через нагрузку за одну секунду будет проходить в одном направлении 120 положительных импульсов. Таким образом происходит Заряд С1  Разряд С1 Рис. 6.8. Преобразование импульсов постоянного тока в постоянное напряжение с пульсациями и в практически «чистое» постоянное напряжение. выпрямление переменного тока (или преобразование переменного тока в постоянный). Следующим шагом является замена резистора R1 на конденсатор большой емкости. Конденсатор заряжается во время каждой полуволны и начинает разряжаться при спадании импульса. В результате возникает еще один направленный в ту же сторону электронный поток, и импульсная последовательность превращается в постоянное напряжение с величиной, близкой к амплитудной. На рис. 6.8 показано действие конденсатора. Здесь также наблюдаются пульсации но их величина незначительна и все они находятся выше нулевого уровня. Если емкость конденсатора достаточно велика (2500 мкФ) и использован трехвыводный стабилизатор, величина пульсаций снижается до уровня, соизмеримого с возможностями измерительных приборов, а качество такого источника приближается к качеству батарей Следует отметить, что величина полученного постоянного напряжения приближается к амплитудному значению синусоидального напряжения за вычетом падения напряжения на диодах, величина которого примерно равна 1,2 В. Глава / Схемы управления звуковыми сигналами Схема 1 ЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАТОР (С ЗАВЫВАНИЕМ) Описание работы схемы. Звуковой сигнализатор с завыванием является прекрасной защитой против нежданного вторжения. Звук сигнализатора столь неприятен, что незваный гость будет поражен. Таймер на микросхеме IC1 типа LM555 используется для выработки сигналов с частотой один импульс в секунду, которые индицируются светодиодом D1. Выход микросхемы подключен через конденсатор С2 к выводу 13 микросхемы IC2 (один из четырех каналов аналогового ключа на два направления). На вывод 1 аналогового ключа подается плюс источника питания, а вывод 2 соединен через резистор R4 и конденсатор СЗ с землей через вывод 9 микросхемы IC3 (схема фазовой автоматической подстройки частоты). Часть микросхемы IC3, представляющая собой генератор, управляемый напряжением, вырабатывает колебания, которые передаются на громкоговоритель через транзистор Q1 (рис. 7.1). Генератор, управляемый напряжением, изменяет частоту генерации при изменении напряжения на выводе 9. Когда на выходе микросхемы IC2 появляется высокий потенциал под действием импульса с микросхемы IC1, конденсатор СЗ заряжается от плюса питания через резистор R4 и аналоговый двусторонний ключ, напряжение на выводе 9 возрастает, что вызывает повышение частоты. Когда микросхема IC2 отключается, кон- С1  R4 470 CD4016 IC2 <й)@@(и)®®® R5 СЗ  ис. 7.1. Звуковой сигнализатор (с завыванием): IC1 -555, таймер; IC2 CD4016, четыре ана- таловый); С2-10 мкФ лотовых ключа на два направления; IC3 МС14046, схема фазовой автоподстройки; R1-470 0m; R2, R3 68 кОм; R4, R5 у0 кОм; R6-150kOm; R7-1kOm; Q1 -N1101, SK3010, GE59; С1 6.8 мкФ (тан- 10 В; СЗ-4мкФ, 10 В; С4-0,06 мкФ; В1-батарейка для транзисторных приемников на 9 В; Spk 8-Ом громкоговоритель; S1-однополюсный перекидной переключатель, нормально замкнутый; R8 1 МОм; R9-100 кОм. денсатор СЗ разряжается через резистор R5, что вызывает понижение частоты. Периоды нарастания и снижения частоты можно регулировать, изменяя номиналы СЗ, R5 и R4. Начальное значение частоты определяется номиналом конденсатора С4. Уменьшение емкости конденсатора С4 вызывает увеличение начальной частоты. Если длительность импульсов микросхемы IC1 сделать больше, увеличив емкость конденсатора С1, то диапазон изменения частоты относительно начального значения будет больше. Схема звукового сигнализатора может быть использована и сама по себе. Если же поставить дополнительные компоненты, как это показано на рисунке пунктирными линиями, она превратится в сигнализатор вторжения. Звук может быть отключен выключением микросхемы IC1. На вывод 4 подан положительный (разрешающий) потенциал. Если этот вывод подключить к земле, то схема отключается. Когда переключатель S1 разомкнут, с делителя напряжения на резисторах R8 и R9 на вывод 4 подается положительное напряжение и сигнализатор включается. Вместо переключателя могут быть использованы куски проволоки, которые включают сигнализатор при их обрыве. Эксперименты со схемой. Измените величину емкости конденсатора СЗ или сопротивления резистора R4 и обратите внимание на изменение частоты. Измените номинал конденсатора С1 и обратите внимание на изменение периода завывания.  Рис. 7.2. Сирена и звуковой сигнализатор с IC1-556, сдвоенный таймер; IC2-CD4016, аналоговый ключ на два направления; IC3-MC14046В, схема фазовой автоподстройки; С1-50мкФ, 10 В; С2-2мкФ, 10 В; СЗ-0,01 мкФ; С4 - 0,002 мкФ; С5-4мкФ, 10 В; С6 - 0,001 мкФ; R1, R2-68кОм; R3-100kOm; R4-220 кОм, R5, прерывистым звучанием: R6 470 кОм; R7-500 кОм, потенциометр; R8-1 кОм; R9-100 0m; Q1-2N1101, SK3010, GE59; Spk 8-Ом громкоговоритель; S1 - однополюсный перекидной переключатель; В1 -9 В; D1 -светодиод; R резистор светодиода, 470 Ом; R10-1 кОм. Схема 2 СИРЕНА И ЗВУКОВОЙ СИГНАЛИЗАТОР С ПРЕРЫВИСТЫМ ЗВУЧАНИЕМ Описание работы схемы. Сирену, работающую в автоколебательном режиме, можно включать на стадионе при проведении спортивных игр для оповещения, что счет открыт или изменился. Она может быть использована как устройство оповещения с блокировкой или как тревожный сигнализатор вторжения. Микросхема IC1 типа 556 представляет собой сдвоенный таймер микросхемы типа 555. Одна половина микросхемы (выводы с 1 по 6) представляет собой низкочастотный генератор, который включается и выключается каждые 8 с. (Вторая половина микросхемы будет описана позднее.) Выходной сигнал с вывода 5 подается через конденсатор С6 на вывод 13 четырехканального аналогового ключа на два направления (микросхема IC2). Один из четырех каналов аналогового ключа (выводы 1 и 2) подключает вывод 9 генератора, управляемого напряжением и входящего в состав схемы фазовой автоподстройки частоты (микросхема IC3I. к плюсу источника питания через резистор R5. С выводом 9 соединены также конденсатор С5 и резистор R6, вторые выводы которых заземлены (рис. 7.2). Генератор, управляемый напряжением, увеличивает частоту генерации при повышении напряжения на выводе 9 и уменьшает ее при понижении напряжения на том же самом выводе. Когда на одной из половин микросхемы 556 устанавливается высокий уровень на период около пяти секунд, конденсатор С5 заряжается через резистор R5 и напряжение на выводе 9 повышается Следовательно, частота выходного сигнала на выводе 4 микросхемы IC3 увеличивается. Когда на микросхеме 556 устанавливается низкий уровень, конденсатор С5 разряжается через резистор R6 и частота выходного сигнала уменьшается. Эти понижения и повышения частоты создают звук сирены до тех пор, пока переключатель S1 замкнут на минус источника питания. Переключатель S1 подключен к выводу 5 микросхемы IC3, которая отпирается низким уровнем, т. е. если этот вывод соединен с землей, работа генератора разрешается. Заметим, что вывод 11 микросхемы IC3 соединен с минусовой шиной через резистор R7. Регулировка резистора R7 позволяет установить частоту генератора в нижнем, среднем или верхнем регистрах. Наличие вывода 5, отпираемого низким уровнем, у микросхемы IC3 обеспечивает дополнительные возможности управления. Если к выводу 5 приложен низкий уровень, генератор работает в автоколебательном режиме; при подаче высокого уровня генератор отключается. На этом свойстве основано прерывание сигнала повышающейся и понижающейся частоты. Вторая половина микросхемы IC1 типа LM556 (выводы 8-13) выполняет функции второго низкочастотного генератора, который выключается и включается через 1,5 с при номиналах элементов, показанных на схеме Выходной сигнал с вывода 9 микросхемы IC1 подается на отпирающий вывод 5 микросхемы IC3 через конденсатор СЗ и переключатель S1, отключая таким образом сирену на время, соответствующее выбранному периоду выходного сигнала. Частота прерываний зависит от величины емкости конденсатора С2. Укороченные интервалы прерываний микросхемы IC3 получатся при уменьшении номинала емкости конденсатора С2 (попробуйте вместо 2 мкФ установить 0,1 мкФ). Схема может работать как тревожный сигнализатор вторжения, если Добавить переключатель S2 так, как показано пунктирной линией на схеме. Когда S2 замкнут (положение, в котором он изображен на схеме), сигнализатор отключен. Размыкание переключателя вызовет появление звука-сирены или прерывистого звукового сигнала. 0 ... 4 5 6 7 8 9 10 ... 29
|
