Поведение конденсатора в колебательном контуре

10

Я пробирался через "MAKE: Electronics: Learning Through Discovery", но застрял в Эксперименте 11, где я делаю колебательный контур.

Книга призывает к конденсатору 2,2 мкФ, но у меня есть только конденсатор 1000 мкФ. Я решил, что было бы забавно попытаться создать схему, которая функционирует аналогично частям, которые у меня есть (или, по крайней мере, понять, почему это невозможно)

Схема, указанная в книге, такова: Рисунок 2.98

Резистор R1: 470 кОм, резистор R2: 15 кОм, резистор R3: 27 кОм, электролитический конденсатор C1: 2,2 мкФ, D1: светодиод, Q1: 2N6027 PUT

Первым делом я заменил R1 резистором 6,7 кОм, чтобы зарядка конденсатора не заняла так много времени. Затем я заменил R2 резистором 26K, а R3 резистором 96K, чтобы PUT пропускал заряд только тогда, когда конденсатор был на пике своего напряжения.

Я ожидал, что светодиод включится, как только конденсатор зарядится до ~ 5 В, и выключится, когда конденсатор разрядится до ~ 5 В. Вместо этого конденсатор заряжается в течение нескольких секунд, и светодиод остается тускло освещенным, в то время как напряжение на конденсаторе остается постоянным на уровне ~ 2,7 В.

С моим очень ограниченным знанием электроники я озадачен этим поведением. Я неправильно понимаю, как работает конденсатор? Заранее спасибо за ваш опыт!

ОБНОВЛЕНИЕ: Я все еще не совсем понимаю взаимосвязь между значениями резистора и зависанием светодиода / конденсатора (где застревание означает, что светодиод будет гореть, а напряжение на конденсаторе будет оставаться постоянным около 2,5 В). После еще нескольких испытаний выясняется, что:

  1. Чем больше R2 и R3 (сохраняя соотношение R2: R3 приблизительно постоянным), тем больше вероятность того, что светодиод / колпачок застрянет
  2. Чем меньше R1, тем больше вероятность того, что светодиодная крышка закроется.

Например, при R2 на 15K, R3 на 21K и R1 на 66K светодиод / колпачок будет колебаться должным образом (хотя и медленно). Если я изменю R1 на 46K, светодиод / колпачок застрянет

Кто-нибудь знает объяснение этого поведения?

Я полагаю, что у Марка правильный ответ (основанный на некоторых тестах), поэтому я принял его. Если R1 имеет намного меньшее сопротивление, чем R2 и R3, колпачок заряжается гораздо быстрее, чем разряжается, поэтому он быстро колеблется, пока мультиметру кажется, что он «застрял» при одном напряжении.

Тем не менее, я был бы признателен, если бы Марк (или кто-либо еще) смог объяснить, как получить такое представление о Rg из таблицы данных.

Эндрю Л
источник
6k7, 26k, 21k, 66k, ... странные значения резисторов!
Федерико Руссо

Ответы:

4

никогда раньше не играл с PUT (на самом деле никогда о них не слышал), но мне было интересно и читать таблицу.

Похоже, что ток через PUT зависит от сопротивления между затвором и землей, что объясняет, почему, когда кепка питает светодиод, он не очень злится на светодиод, не имеющий резистор для ограничения тока. В этом случае сопротивление затвора Rg - это ваш R3. Я предполагаю, что когда вы подняли R3 до 96 Кб, вы настолько сильно ограничите ток, что ваш светодиод не достигнет полной яркости.

Кроме того, низкий предел этого тока в сочетании с очень большой крышкой означает, что ваш конденсатор разряжается намного медленнее. Объедините это с очень маленьким R1, который заряжает крышку быстро, и я держу пари, что вы получаете некоторое колебание, но это происходит очень, очень быстро.

Попробуйте больший R1, меньший R3 и любой размер R2, который вам нужен, чтобы соотношение делителей оставалось неизменным. В идеале отследить меньший колпачок, это облегчит поиск необходимых размеров резисторов.

отметка
источник
Очень интересно! Я проверю вашу гипотезу. Из любопытства, как вы определили, что «ток через PUT зависит от сопротивления между затвором и землей»? Был ли «Рисунок 4. Влияние напряжения питания» в техническом паспорте?
Андрей Л
Вы имели в виду меньше R3? Если так, то я считаю, что подтвердил вашу гипотезу (см. Мое обновление к вопросу). R1 6K при 6 В на самом деле требуется несколько секунд, чтобы зарядить крышку, но мне интересно, занимает ли она очень мало времени, чтобы зарядить ее выше напряжения затвора сразу после того, как напряжение упадет ниже напряжения затвора.
Эндрю Л
упс, да, я сделал, после дальнейшего чтения таблицы данных, значение Rg = R2 * R3 / (R2 + R3), настолько понижающее, что сопротивление будет увеличивать пиковый ток, то есть ток на пике затухания, что понижает R3 и поддержание того же отношения приведет к.
Марк
5

Вы, вероятно, не понимаете, как работает конденсатор. Вероятно, это программируемый однопереходный транзистор, который ведет себя странно.

Насколько я понимаю, PUT остается включенным до тех пор, пока ток через него превышает определенный порог. Так как вы снизили R1, я держу пари, что ток, когда колпачок разряжен, выше этого порога, поэтому PUT никогда не отключается полностью.

Попробуйте изменить R1 обратно на 470k и посмотреть, работает ли он. (Это будет немного утомительно для проверки.) Затем вы можете уменьшить R1 и посмотреть, как далеко вы сможете продвинуться, не выключая PUT.

pingswept
источник
Согласно книге, PUT позволяет току течь, когда анод (верхний вывод Q1) имеет более высокое напряжение, чем затвор (средний вывод Q1). В моем примере напряжение на затворе должно быть ~ 4,7 В (я думаю). Поэтому, насколько я понимаю, PUT не должен пропускать ток, когда напряжение на конденсаторе составляет всего 2,7 В.
Андрей Л
1
Это правда - PUT остается выключенным, пока напряжение не поднимется выше порога затвора. Однако, если я правильно понимаю, когда он включается, он остается включенным, пока ток не упадет ниже другого порога. Бьюсь об заклад, он включается правильно, но выключается неправильно.
pingswept
Согласно книге: «Если напряжение на аноде увеличивается выше пороговой точки, ток прорывается сквозь него и течет от анода к катоду. Если напряжение на аноде падает ниже порогового значения, транзистор останавливает поток». Поэтому, хотя я согласен, что он не выключается правильно, я не уверен, что это из-за другого порога закрытия ворот.
Андрей Л
4

Почему бы вам не попробовать симулятор специй, как ltspice?

http://www.linear.com/designtools/software/#Spice

Вы можете изменить значения и быстро увидеть различия.

- = = микрофон -


источник
Есть ли модели для PUT?
Федерико Руссо
0

Я застрял с этой же проблемой и провел некоторые исследования. Я новичок, но, глядя на таблицу данных 2N6027 PUT, и из личного эксперимента, я подозревал, что, как сказал пользователь @pingswept, проблема заключалась в значении резистора R1 и его связи с током долины при разряде конденсатора.

Посмотрите на http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_7/8.html примеры, и вы узнаете, как получить правильные значения резисторов для цепей генератора UJT и PUT.

Эрнан
источник