Penjana Nombor Rawak: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Artikel ini menunjukkan kepada anda penjana nombor rawak analog.

Litar ini mula menghasilkan output secara rawak apabila manusia menyentuh terminal input. Output litar dikuatkan, disatukan dan selanjutnya meningkatkan suara dari manusia yang bertindak seperti antena, mengumpulkan isyarat bunyi elektromagnetik.

Litar menunjukkan transistor bias maklum balas. Anda harus memilih perintang maklum balas supaya voltan pemancar pemungut transistor keempat-empat transistor bias pada voltan bekalan separuh.

jika anda membuat litar ini, sila baca keseluruhan artikel dari awal hingga akhir sebelum memulakan sebarang persiapan.

Bekalan

Komponen: transistor tujuan umum - Kapasitor 10, 470 uF - Perintang 10, 1.5 kohm - 20, perintang bercampur (100 kohm - 1 Megohm) - 10, wayar bertebat, papan matriks / sekeping kadbod, bekalan kuasa 1.5 V - 4.5 V atau Bateri 1.5 V AA / AAA / C atau D, harness bateri / getah 1.5 V. Semua perintang mesti berkuasa rendah.

Komponen pilihan: pateri, wayar logam 1 mm, perintang 100 ohm (1 Watt) - 5, penutup, bolt / mur / pencuci, penyambung logam (untuk menyambungkan wayar bertebat ke bolt dan mur).

Alatan: tang, pelucut wayar, osiloskop USB, voltmeter.

Alat pilihan: solder, multi-meter.

Langkah 1: Reka Litar

Integrator dalam litar saya pada dasarnya adalah litar saringan lulus rendah yang digunakan untuk mengurangkan frekuensi output maksimum untuk mengelakkan bilangan rawak berubah-ubah terlalu cepat. Voltan dan arus kapasitor mempunyai hubungan berikut:

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

Voltan kapasitor Cc2 sama dengan:

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

Sekiranya arus tetap, voltan berpotensi kapasitor Cc perlahan-lahan akan bertambah. Walau bagaimanapun, dalam litar saya sebahagian arus memasuki perintang Rc2a. Menggunakan integrator untuk litar ini dapat memperbetulkan dan menyaring input sinusoidal ke transistor Q3, sehingga mengubah input transistor Q3 menjadi isyarat DC yang akan memberikan nilai rawak untuk diperkuat oleh transistor Q3 dan Q4. Inilah sebabnya mengapa dalam litar saya transistor Q2 sebenarnya bukan integrator tetapi serupa dengan integrator yang ditunjukkan di sini:

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

Anda boleh mengganti Rc2a dan Cc dengan litar pintas, sambungkan pemungut Q2 ke kapasitor Cb3 dan cuba sambungkan kapasitor yang sangat kecil melintasi perintang Rf2 dan lihat apa yang berlaku.

Hitung frekuensi penapis lulus tinggi minimum untuk penguat transistor Q1, Q3 dan Q4:

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

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

= 0.11287584616 Hz

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

(Rb = 5, 600 ohm dalam litar sebenar yang saya buat)

= 0.0476940195 Hz

Pengiraan frekuensi saringan lulus rendah berada di luar ruang lingkup artikel ini. Kekerapan penapis lulus rendah dipengaruhi oleh komponen Rc2a, Cc2, Rb3 dan Cb3. Menambah nilai komponen tersebut akan meningkatkan pemalar masa dan mengurangkan frekuensi penuras lulus rendah.

Tahap penguat terakhir yang dibuat dengan transistor Q4 adalah pilihan.

Langkah 2: Simulasi

Simulasi menunjukkan bahawa transistor tidak berat sebelah pada voltan bekalan separuh. Mengasingkan transistor pada voltan bekalan separuh tidak penting agar litar ini berfungsi. Untuk bekalan 1.5 V setiap transistor boleh berat sebelah pada 1 V atau 0.5 V.

Nilai perintang Rf yang lebih rendah akan mengurangkan voltan pemancar pengumpul transistor dengan membekalkan lebih banyak arus bias DC ke pangkalan transistor.

Perisian PSpice lama tidak mempunyai penjana bunyi rawak.

Langkah 3: Buat Litar

Saya menggunakan perintang 5.6 kohm untuk Rc2a dan bukannya perintang 1.5 kohm yang ditunjukkan dalam litar. Tidak boleh ada banyak perbezaan. Walau bagaimanapun, litar saya mempunyai keuntungan yang lebih tinggi dan frekuensi penapis lulus rendah maksimum (transistor Q2 juga penapis lulus rendah). Litar saya juga memerlukan perintang Rf2 yang lebih tinggi untuk meningkatkan voltan pemancar pemungut berat sebelah. Walau bagaimanapun, mengurangkan arus bias pengumpul transistor, Ic dapat mengurangkan juga kenaikan arus transistor.

Saya menggunakan perintang 5.6 kohm untuk Rb1, Rb2, Rb3 dan Rb4. Tidak boleh ada banyak perbezaan. Litar saya mempunyai keuntungan yang lebih rendah.

Rf2 dapat dilaksanakan dengan dua perintang 270 ohm. Walau bagaimanapun, semua transistor mempunyai keuntungan semasa yang berbeza yang boleh berkisar antara sekitar 100 hingga 500. Oleh itu, anda memerlukan mencari perintang maklum balas yang betul. Inilah sebabnya mengapa saya menentukan paket resistor campuran di bahagian komponen. Anda juga boleh menggunakan litar transistor bias stabil atau bias tetap untuk penguat ini.

Litar mungkin mula berayun. Anda boleh mencuba menggunakan penapis bekalan kuasa yang ditunjukkan dalam artikel ini:

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

(Inilah sebabnya saya menentukan perintang 100 ohm kuasa tinggi)

Langkah 4: Penutup

Anda dapat melihat bahawa saya hampir tidak menggunakan solder semasa membuat litar saya.

Anda juga dapat melihat penyambung logam dalam foto.

Langkah 5: Menguji

Grafik 1:

Saluran 1: Vc1

Skala: 0.5 V dan 4 Detik

Perhatikan bahawa transistor Q1 output pertama Vc1 menunjukkan bahawa tiga transistor yang tersisa mungkin tidak berguna

Graf 2:

Saluran 1: Vint1

Saluran 2: Vo1

Skala: 0.5 V dan 40 Detik

Graf 3:

Saluran 1: Vo1

Saluran 2: Vo2

Skala: 0.5 V dan 40 Detik

Grafik 4 (Tidak termasuk perintang Rf2):

Saluran 1: Vo1

Saluran 2: Vo2

Skala: 0.5 V dan 20 saat

Tanpa maklum balas perintang Rf2, transistor Q2 tidak berat sebelah pada voltan bekalan separuh. Litar berfungsi lebih pantas, dengan masa penyelesaian yang lebih sedikit. Walau bagaimanapun, tanpa Rf2 penguat ini adalah litar berisiko dan mungkin tidak berfungsi untuk semua jenis transistor dan kapasitor.