Zachowanie kondensatora w obwodzie oscylacyjnym

10

Przeszedłem przez „MAKE: Electronics: Learning Through Discovery”, ale utknąłem w eksperymencie 11, w którym wykonuję obwód oscylacyjny.

Książka wymaga kondensatora 2,2uF, ale mam tylko kondensator 1000uF. Uznałem, że fajnie byłoby stworzyć obwód, który będzie działał podobnie z częściami, które posiadam (lub przynajmniej rozumiem, dlaczego takie postępowanie byłoby niemożliwe)

Obwód określony w książce jest następujący: Rysunek 2.98

R1: Rezystor 470K, R2: Rezystor 15K, R3: 27K Rezystor, C1: Kondensator elektrolityczny 2,2uF, D1: LED, Q1: 2N6027 PUT

Pierwszą rzeczą, którą zrobiłem, było zastąpienie R1 rezystorem 6,7K, aby naładowanie kondensatora nie zajęło tak dużo czasu. Następnie zastąpiłem R2 rezystorem 26K, a R3 rezystorem 96K, aby PUT przepuścił ładunek tylko wtedy, gdy kondensator był blisko szczytu napięcia.

Spodziewałem się, że dioda LED zaświeci się, gdy kondensator naładuje się do ~ 5 V, i zgaśnie, gdy kondensator rozładuje się do mniej niż ~ 5 V. Zamiast tego kondensator ładuje się przez kilka sekund, a dioda LED świeci słabo, podczas gdy napięcie kondensatora utrzymuje się na stałym poziomie ~ 2,7 V.

Mając bardzo ograniczoną wiedzę na temat elektroniki, to zachowanie mnie zaskakuje. Czy nie rozumiem, jak działa kondensator? Z góry dziękuję za Twoją wiedzę!

AKTUALIZACJA: Nadal nie do końca rozumiem związek między wartościami rezystora a zakleszczeniem się diody LED / kondensatora (gdzie utknięcie oznacza, że ​​dioda LED pozostanie zapalona, ​​a napięcie kondensatora pozostanie stałe na poziomie około 2,5 V). Po kilku dalszych testach wydaje się, że:

  1. Im większe R2 i R3 (utrzymywanie stosunku R2: R3 w przybliżeniu na stałym poziomie), tym większe prawdopodobieństwo, że dioda LED / czapka utknie
  2. Im mniejsza R1, tym bardziej prawdopodobne jest, że zatyczka LED się zakleszczy.

Na przykład, przy R2 przy 15 K, R3 przy 21 K i R1 przy 66 K, dioda LED / trzonek będzie prawidłowo oscylować (choć powoli). Jeśli zmienię R1 na 46K, dioda LED / czapka „utknie”

Czy ktoś zna wyjaśnienie tego zachowania?

Uważam, że Mark ma właściwą odpowiedź (na podstawie niektórych testów), więc ją zaakceptowałem. Jeśli R1 ma znacznie mniejszy opór niż R2 i R3, nasadka ładuje się znacznie szybciej niż rozładowuje, dzięki czemu szybko oscyluje, a multimetrowi wydaje się, że „utknął” przy jednym napięciu.

Byłbym jednak wdzięczny, gdyby Mark (lub ktokolwiek inny) mógł wyjaśnić, jak wymyślić taki wgląd w Rg z arkusza danych

capacitor transistors Andrew L.
źródło
6k7, 26k, 21k, 66k, ... dziwne wartości rezystorów!
Federico Russo,

Odpowiedzi:

4

nigdy tak naprawdę nie grałem z PUT (właściwie nigdy o nich nie słyszałem), ale byłem zainteresowany i przeczytałem arkusz danych.

Wygląda na to, że prąd przepływający przez PUT zależy od rezystancji między bramką a ziemią, co tłumaczy, dlaczego kiedy nasadka zasila diodę LED, tak naprawdę nie wścieka się, że dioda LED nie ma rezystora ograniczającego prąd. W tym przypadku rezystancja bramki Rg to twój R3. Domyślam się, że kiedy przesunąłeś R3 do 96k, ograniczasz prąd tak bardzo, że twoja dioda LED nie osiąga pełnej jasności.

Dodatkowo dolna granica tego prądu w połączeniu z naprawdę dużą nasadką oznacza, że ​​kondensator rozładowuje się znacznie wolniej. Połącz to z bardzo małą R1, która szybko ładuje limit, i założę się, że dostajesz trochę oscylacji, ale dzieje się to bardzo, bardzo szybko.

Wypróbuj większą R1, mniejszą R3 i dowolną wielkość R2, której potrzebujesz, aby utrzymać taki sam współczynnik podziału. Idealnie wyśledziłby mniejszą nasadkę, ułatwiłby znalezienie potrzebnych rozmiarów rezystorów.

znak
źródło
Bardzo interesujące! Przetestuję twoją hipotezę. Z ciekawości, jak ustaliłeś, że „prąd przepływający przez PUT zależy od rezystancji między bramą a ziemią”? Czy „Ryc. 4. Wpływ napięcia zasilania” na karcie danych?
Andrew L,
Miałeś na myśli mniejsze R3? Jeśli tak, to uważam, że potwierdziłem twoją hipotezę (zobacz moją aktualizację pytania). R1 o wartości 6K przy 6v w rzeczywistości zajmuje kilka sekund, aby naładować nasadkę, ale zastanawiam się, czy nie zajmuje to bardzo dużo czasu, aby naładować ją ponownie powyżej napięcia bramki natychmiast po tym, jak napięcie spadnie poniżej napięcia bramki.
Andrew L,
Ups, tak, po dalszym czytaniu arkusza danych wartość Rg = R2 * R3 / (R2 + R3) tak obniżyła, że ​​rezystancja zwiększy prąd szczytowy, czyli prąd na szczycie rozpadu, który obniża R3 i utrzymanie tego samego stosunku spowoduje.
Mark
5

Prawdopodobnie nie rozumiesz, jak działa kondensator. Prawdopodobnie jest to programowalny tranzystor jednozłączowy, który działa dziwnie.

Rozumiem, że PUT pozostaje włączony, dopóki prąd przez niego przekracza określony próg. Ponieważ zmniejszyłeś R1, założę się, że prąd, gdy ograniczenie jest rozładowane, jest wyższy niż ten próg, więc PUT nigdy się nie wyłącza.

Spróbuj zmienić R1 z powrotem na 470k i sprawdź, czy to działa. (Testowanie będzie trochę uciążliwe.) Następnie możesz zmniejszyć R1 i zobaczyć, jak daleko możesz się posunąć, wciąż wyłączając PUT.

pingswept
źródło
Według książki PUT umożliwia przepływ prądu, gdy anoda (górny pin Q1) ma wyższe napięcie niż bramka (środkowy pin Q1). W moim przykładzie napięcie na bramce powinno wynosić ~ 4,7 v (tak myślę). O ile rozumiem, PUT nie powinien przepuszczać prądu, gdy napięcie na kondensatorze wynosi tylko 2,7 V.
Andrew L,
1
To prawda - PUT pozostaje wyłączony, dopóki napięcie nie wzrośnie powyżej progu bramki. Jeśli jednak dobrze to rozumiem, po włączeniu pozostaje włączony, dopóki prąd nie spadnie poniżej innego progu. Założę się, że włącza się dobrze, ale źle się wyłącza.
pingswept 10.10.10
Według książki - „Jeśli napięcie anody wzrośnie powyżej punktu progowego, prąd przepłynie przez nią i przepłynie z anody na katodę. Jeśli napięcie anody spadnie poniżej progu, tranzystor zatrzyma przepływ”. Więc chociaż zgadzam się, że nie wyłącza się poprawnie, nie jestem przekonany, że to z powodu innego progu zamknięcia bramy.
Andrew L,
0

Utknąłem z tym samym problemem i przeprowadziłem badania. Jestem początkującym, ale patrzę na arkusz danych PUT 2N6027, a na podstawie własnych eksperymentów podejrzewałem, że użytkownik @pingswept stwierdził, że problem dotyczy wartości rezystora R1 i jego związku z prądem doliny, gdy kondensator rozładowuje się.

Spójrz na przykłady http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_7/8.html, a dowiesz się, jak osiągnąć właściwe wartości rezystorów dla obwodów oscylatora UJT i PUT.

Hernán
źródło