Perilaku kapasitor dalam rangkaian berosilasi

10

Saya telah melalui "MAKE: Electronics: Learning Through Discovery", tetapi saya terjebak pada Eksperimen 11, di mana saya membuat sirkuit berosilasi.

Buku ini memanggil kapasitor 2.2uF, tetapi saya hanya memiliki kapasitor 1000uF. Saya memutuskan akan menyenangkan untuk mencoba membuat sirkuit yang berfungsi sama dengan bagian yang saya miliki (atau setidaknya untuk memahami mengapa hal itu tidak mungkin dilakukan)

Sirkuit yang ditentukan oleh buku adalah ini: Gambar 2.98

R1: 470K Resistor, R2: 15K Resistor, R3: 27K Resistor, C1: 2.2uF kapasitor elektrolit, D1: LED, Q1: 2N6027 PUT

Hal pertama yang saya lakukan adalah mengganti R1 dengan resistor 6.7K sehingga tidak butuh waktu lama untuk mengisi kapasitor. Selanjutnya saya mengganti R2 dengan resistor 26K dan R3 dengan resistor 96K sehingga PUT hanya membiarkan muatan masuk ketika kapasitor berada di dekat puncak tegangannya.

Saya mengharapkan LED menyala begitu kapasitor terisi hingga ~ 5v, dan mati begitu kapasitor habis menjadi kurang dari ~ 5v. Sebagai gantinya, kapasitor mengisi daya selama beberapa detik, dan LED tetap menyala redup sementara tegangan kapasitor tetap stabil pada ~ 2.7V.

Dengan pengetahuan elektronik saya yang sangat terbatas, saya bingung dengan perilaku ini. Apakah saya salah paham bagaimana kapasitor bekerja? Terima kasih sebelumnya atas keahlian Anda!

UPDATE: Saya masih tidak benar-benar mengerti hubungan antara nilai-nilai resistor dan LED / kapasitor "macet" (di mana macet berarti LED akan tetap menyala dan tegangan kapasitor akan tetap konstan sekitar 2.5V). Setelah beberapa pengujian lagi tampak bahwa:

  1. Semakin besar R2 dan R3 (menjaga rasio R2: R3 mendekati konstan), semakin besar kemungkinan LED / cap akan macet.
  2. Semakin kecil R1 semakin besar kemungkinan LED cap akan macet.

Sebagai contoh, dengan R2 pada 15K, R3 pada 21K, dan R1 pada 66K, LED / tutup akan terombang-ambing dengan baik (meskipun lambat). Jika saya mengubah R1 ke 46K LED / cap "macet"

Adakah yang tahu penjelasan untuk perilaku ini?

Saya percaya Markus memiliki jawaban yang tepat (berdasarkan beberapa pengujian) jadi saya menerimanya. Jika R1 memiliki resistansi yang jauh lebih kecil daripada R2 dan R3, tutupnya mengisi lebih cepat daripada yang dibuang sehingga berosilasi dengan cepat ketika tampak ke multimeter bahwa ia "macet" pada satu tegangan.

Namun, saya akan sangat menghargai jika Mark (atau siapa pun) dapat menjelaskan bagaimana memunculkan wawasan tentang Rg dari lembar data

capacitor transistors Andrew L
sumber
6k7, 26k, 21k, 66k, ... nilai resistor aneh!
Federico Russo

Jawaban:

4

tidak pernah benar-benar bermain dengan PUT sebelumnya (sebenarnya tidak pernah mendengar tentang mereka) tetapi saya tertarik dan membaca datasheet.

Sepertinya arus melalui PUT tergantung pada resistansi antara gerbang dan tanah, yang menjelaskan mengapa ketika tutup diberi makan LED, ia tidak benar-benar marah tentang LED yang tidak memiliki resistor pembatas arus. Dalam hal ini hambatan gerbang Rg adalah R3 Anda. Dugaan saya adalah bahwa ketika Anda memindahkan R3 hingga 96k, Anda membatasi arus sangat banyak sehingga LED Anda tidak mencapai kecerahan penuh.

Selain itu, batas rendah dari arus ini dikombinasikan dengan tutup yang sangat besar berarti kapasitor Anda mengeluarkan daya lebih lambat. Kombinasikan ini dengan R1 yang sangat kecil, yang mengisi daya tutupnya dengan cepat, dan saya bertaruh Anda mendapatkan osilasi, tetapi ini terjadi sangat, sangat cepat.

Coba R1 yang lebih besar, R3 lebih kecil dan ukuran R2 apa pun yang Anda butuhkan untuk menjaga rasio pembagi tetap sama. Idealnya melacak topi yang lebih kecil, itu akan membuat menemukan ukuran resistor yang dibutuhkan lebih mudah.

Menandai
sumber
Sangat menarik! Saya akan menguji hipotesis Anda. Karena penasaran, bagaimana Anda menentukan bahwa "arus melalui PUT tergantung pada resistensi antara gerbang dan tanah"? Apakah "Gambar 4. Pengaruh Tegangan Pasokan" di lembar data?
Andrew L
Apakah maksud Anda R3 lebih kecil? Jika demikian, saya yakin saya mengonfirmasi hipotesis Anda (lihat pembaruan saya untuk pertanyaan). Sebuah R1 dari 6K pada 6v sebenarnya membutuhkan beberapa detik untuk mengisi daya sebuah topi, tetapi saya bertanya-tanya apakah ini membutuhkan waktu yang sangat sedikit untuk mengisi daya kembali di atas tegangan gerbang segera setelah tegangan turun di bawah tegangan gerbang.
Andrew L
oops, ya saya lakukan, setelah pembacaan datasheet lebih lanjut, nilai Rg = R2 * R3 / (R2 + R3) sehingga menurunkan resistansi yang akan meningkatkan arus puncak, yaitu arus pada puncak pembusukan, yang menurunkan R3 dan mempertahankan rasio yang sama akan menghasilkan.
Tandai
5

Anda mungkin tidak salah paham tentang cara kerja kapasitor. Mungkin transistor unijunction yang dapat diprogram yang bertingkah aneh.

Pemahaman saya adalah bahwa PUT tetap selama arus yang melaluinya lebih besar dari batas tertentu. Karena Anda menurunkan R1, saya bertaruh saat ini ketika tutup dilepaskan lebih tinggi dari ambang itu, sehingga PUT tidak pernah cukup mematikan.

Coba ubah R1 kembali ke 470k dan lihat apakah itu berhasil. (Akan sedikit membosankan untuk menguji.) Kemudian Anda dapat mengurangi R1 dan melihat seberapa jauh Anda bisa pergi sambil tetap mematikan PUT.

pingswept
sumber
Menurut buku itu, PUT memungkinkan arus mengalir ketika anoda (pin atas Q1) memiliki tegangan lebih tinggi dari gerbang (pin tengah Q1). Dalam contoh saya, tegangan melintasi gerbang harus ~ 4.7V (saya pikir). Jadi sejauh yang saya bisa mengerti, PUT seharusnya tidak membiarkan arus melalui ketika tegangan melintasi kapasitor hanya 2.7V.
Andrew L
1
Itu benar - PUT tetap mati sampai tegangan naik di atas ambang gerbang. Namun, jika saya memahaminya dengan benar, setelah dihidupkan, ia tetap hidup sampai saat ini turun di bawah ambang batas lain. Saya yakin itu menyala benar, tetapi mematikan salah.
pingswept
Menurut buku itu - "Jika tegangan anoda naik di atas titik ambang, arus meledak dan mengalir dari anoda ke katoda. Jika tegangan anoda turun kembali di bawah ambang batas, transistor menghentikan aliran." Jadi meskipun saya setuju itu tidak mati dengan benar, saya tidak yakin itu karena ambang batas yang berbeda untuk menutup gerbang.
Andrew L
0

Saya terjebak dengan masalah yang sama dan melakukan penelitian. Saya seorang pemula tetapi melihat lembar data PUT 2N6027, dan dari eksperimen pribadi saya curiga seperti @pingswept pengguna menyatakan, bahwa masalahnya adalah pada nilai resistor R1 dan hubungannya dengan arus Valley ketika kapasitor dilepaskan.

Lihatlah contoh-contoh http://www.allaboutcircuits.com/vol_3/chpt_7/8.html dan Anda akan menemukan cara untuk mencapai nilai-nilai resistor yang tepat untuk sirkuit osilator UJT dan PUT.

Hernán
sumber