Satunnaislukugeneraattori: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Tämä artikkeli näyttää analogisen satunnaislukugeneraattorin.

Tämä piiri alkaa tuottaa satunnaista lähtöä, kun ihminen koskettaa tuloliitintä. Piirin lähtö vahvistetaan, integroidaan ja vahvistaa edelleen ihmisen kohinaa, joka toimii kuin antenni ja kerää sähkömagneettisia kohinasignaaleja.

Piiri näyttää takaisinkytkentätransistoreita. Sinun on valittava takaisinkytkentävastus siten, että kaikkien neljän transistorin transistorikollektorin emitterijännite on puolueellinen puolijännitteellä.

jos teet tämän piirin, lue koko artikkeli alusta loppuun ennen kuin aloitat valmistelut.

Tarvikkeet

Komponentit: yleiskäyttöiset transistorit - 10, 470 uF kondensaattorit - 10, 1,5 kohmin vastus - 20, sekavastukset (100 kohm - 1 Megohm) - 10, eristetyt johdot, matriisilevy/pahvi, 1,5 V - 4,5 V virtalähde tai 1,5 V AA/AAA/C- tai D -paristo, 1,5 V: n akun johtosarja/kuminauha. Kaikkien vastusten on oltava pienitehoisia.

Valinnaiset komponentit: juote, 1 mm metallilanka, 100 ohmin vastukset (1 W) - 5, kotelo, pultit/mutterit/aluslaatat, metalliliittimet (eristettyjen johtojen liittämiseen pultteihin ja muttereihin).

Työkalut: pihdit, langanpoistaja, USB -oskilloskooppi, voltimetri.

Lisävarusteet: juotin, monimetri.

Vaihe 1: Suunnittele piiri

Piirini integraattori on pohjimmiltaan alipäästösuodatinpiiri, jota käytetään pienentämään maksimilähtötaajuutta estääkseen satunnaislukun vaihtelun liian nopeasti. Kondensaattorin jännitteellä ja virralla on seuraava suhde:

Ic (t) = C*dVc (t)/dt

Cc2 -kondensaattorin jännite on:

Vc (t) = (1/Cc)*Integroitu [Ic (t)]

Jos virta on vakio, Cc -kondensaattorin potentiaalijännite kasvaa hitaasti. Kuitenkin piirissäni osa virrasta tulee Rc2a -vastukseen. Integraattorin käyttäminen tähän piiriin voi korjata ja suodattaa sinimuotoisen tulon Q3 -transistoriksi, jolloin Q3 -transistoritulo muutetaan DC -signaaliksi, joka antaa satunnaisarvon Q3- ja Q4 -transistoreille. Siksi piirissäni Q2 -transistori ei oikeastaan ole integraattori, mutta samanlainen kuin tässä esitetty integraattori:

www.instructables.com/id/Transistor-Integrator/

Voit korvata Rc2a: n ja Cc: n oikosululla, liittää Q2 -keräimen Cb3 -kondensaattoriin ja yrittää liittää hyvin pienen kondensaattorin Rf2 -vastuksen yli ja katso mitä tapahtuu.

Laske Q1-, Q3- ja Q4 -transistorivahvistimien ylipäästösuodattimen minimitaajuus:

fhpf = 1 / (2*pi*(Rb + Rc)*Cb)

= 1 / (2*pi*(1, 500 ohmia + 1, 500 ohmia)*(470*10^-6))

= 0,11287584616 Hz

fl = 1 / (2*pi*(1, 500 ohmia + 5, 600 ohmia)*(470*10^-6))

(Rb = 5, 600 ohmia todellisessa piirissä, jonka tein)

= 0,0476940195 Hz

Alipäästösuodattimen taajuuden laskeminen ei kuulu tämän artikkelin soveltamisalaan. Alipäästösuodattimen taajuuteen vaikuttavat komponentit Rc2a, Cc2, Rb3 ja Cb3. Näiden komponenttien arvon lisääminen lisää aikavakioita ja pienentää alipäästösuodattimen taajuutta.

Viimeinen vahvistinvaihe, joka on valmistettu Q4 -transistorilla, on valinnainen.

Vaihe 2: Simulaatiot

Simulaatiot osoittavat, että transistorit eivät ole puolueellisia puolijännitteellä. Transistorien esijännitys puolen syöttöjännitteen kanssa ei ole välttämätöntä tämän piirin toimimiseksi. 1,5 V: n jännitteelle kukin transistori voi olla esijännitteellä 1 V tai 0,5 V.

Pienemmät Rf -vastusarvot pienentävät transistorikollektorin emitterijännitettä syöttämällä enemmän DC -esijännitevirtaa transistorin kantaan.

Vanhassa PSpice -ohjelmistossa ei ole satunnaista kohinageneraattoria.

Vaihe 3: Tee piiri

Käytin 5,6 kohmin vastusta Rc2a: lle 1,5 kohmin vastuksen sijaan, joka näkyy piirissä. Ei pitäisi olla paljon eroa. Piirissäni oli kuitenkin suurempi vahvistus ja suurin alipäästösuodattimen taajuus (Q2 -transistori on myös alipäästösuodatin). Piirini tarvitsi myös korkeamman Rf2 -vastuksen lisäämään esijännitteisen keräimen lähetinjännitettä. Kuitenkin vähentämällä transistorikollektorin esijännitevirtaa Ic voi myös vähentää transistorivirran vahvistusta.

Käytin 5,6 kohmin vastuksia Rb1, Rb2, Rb3 ja Rb4. Ei pitäisi olla paljon eroa. Piirissäni oli pienempi vahvistus.

Rf2 voidaan toteuttaa kahdella 270 ohmin vastuksella. Kaikilla transistoreilla on kuitenkin erilainen virranvahvistus, joka voi vaihdella välillä 100 - 500. Siksi sinun on löydettävä oikea palautevastus. Siksi olen määritellyt komponenttiosassa sekavastuspaketin. Voit myös käyttää tähän vahvistimeen stabiloituja bias- tai kiinteitä bias -transistoripiirejä.

Piiri saattaa alkaa värähtää. Voit kokeilla tässä artikkelissa esitettyjä virtalähteen suodattimia:

www.instructables.com/id/Transistor-VHF-Amplifier/

(Siksi määritin suuritehoiset 100 ohmin vastukset)

Vaihe 4: Korotus

Näet, että en melkein käyttänyt juotinta, kun tein piirini.

Kuvassa näkyy myös metalliliittimet.

Vaihe 5: Testaus

Kaavio 1:

Kanava 1: Vc1

Asteikko: 0,5 V ja 4 sekuntia

Huomaa, että ensimmäinen transistorin Q1 -lähtö Vc1 osoittaa, että jäljellä olevat kolme transistoria voivat olla hyödyttömiä

Kaavio 2:

Kanava 1: Vint1

Kanava 2: Vo1

Asteikko: 0,5 V ja 40 sekuntia

Kaavio 3:

Kanava 1: Vo1

Kanava 2: Vo2

Asteikko: 0,5 V ja 40 sekuntia

Kaavio 4 (ei Rf2 -vastusta mukana):

Kanava 1: Vo1

Kanava 2: Vo2

Asteikko: 0,5 V ja 20 sekuntia

Ilman takaisinkytkentä Rf2 -vastusta Q2 -transistori ei ole esijännitteinen puoleen syöttöjännitteeseen. Piiri toimii nopeammin ja vähemmän asettumisaikaa. Kuitenkin ilman Rf2: ta tämä vahvistin on riskialtis piiri eikä välttämättä toimi kaikilla transistori- ja kondensaattorityypeillä.