User manual

37
přijímat signály s vyššími frekvencemi, má vnitřní odpor Vašeho těla naopak velmi nízkou hodnotu. Z tohoto důvodu
zaručuje odpor 1 kΩ na vstupu tohoto zesilovače vyšší podíl přenosu vysokofrekvenčních signálů než síťového
brumu 50 Hz, který je tímto způsobem částečně vyfiltrován.
I když se Vám bude zdát tento experiment na první pohled jako nesmyslný, odhalí Vám nedostatky techniky výroby
nízkofrekvenčních zesilovačů. Pouze ten, kdo zná působení rušivých vlivů, dokáže tyto nedostatky odstranit.
V našem případě jsme k tomuto účelu použili dolní pásmovou propust neboli filtr, který vyfiltruje vyšší frekvence
než cca 20 kHz.
Pokud se Vám zapojení výše uvedeného zesilovače jako rozhlasového přijímače zalíbilo, pak můžete na jeho vstup
připojit skutečnou drátovou anténu (o délce cca 2 metry nebo delší) a místo piezoelektrického akustického měniče
připojte k jeho výstupu k zlepšení zvuku vhodná dynamická sluchátka. Jelikož není k tomuto zesilovači připojen
ladící kondenzátor, pak se může stát, že uslyšíte současně více rozhlasových stanic najednou, přičemž zvuk
některého z vysílačů bude chvíli hlasitější a chvíli bude hrát naopak jiný vysílač hlasitěji než ostatní. V kapitole
(odstavci) 10.2 popisujeme vylepšený rozhlasový přijímač s operačním zesilovačem (s integrovaným obvodem).
5.5 Zesilovač se společným kolektorem (s emitorovým sledovačem)
Ve všech předchozích zapojeních byl vždy zapojen elektrický spotřebič (svítivá dioda, piezoelektrický měnič)
do obvodu kolektoru tranzistoru a na emitoru tranzistoru bylo stálé (neměnné) napětí (tato zapojení, jak jsme
již výše uvedli, se nazývají obvody se společným emitorem).
Zapojení na obr. 5.14 znázorňuje jednoduchý obvod se společným kolektorem tranzistoru. V tomto zapojení
je na kolektoru tranzistoru stálé (neměnné) napětí, přičemž výstup tohoto zesilovače je připojen k emitoru
tranzistoru. Na emitoru tranzistoru je napětí vždy nižší o 0,6 V až 0,7 V než na bázi tranzistoru. Napětí
na emitoru tranzistoru se mění podle změny napětí na bázi tranzistoru. Z tohoto důvodu se takovýto obvod
nazývá též emitorový sledovač.
Zapojení se společným kolektrorem neboli s emitorovým sledovačem neprovádí žádné zesílení napětí, respektive
zesílení rovné 1. Avšak takovýto obvod zesiluje elektrický proud. Z tohoto důvodu se používají na vstupu těchto
zesilovačů odpory s velmi vysokou hodnotou a na výstupech se naopak používají odpory s poměrně malými
hodnotami. V souvislosti se změnami napětí nebo se signály střídavého napětí hovoříme o takzvané impedanci
(o činném odporu střídavého proudu).
Zapojení se společným kolektorem představuje též takzvaný impedanční měnič neboli transformátor, protože
mění velké hodnoty vstupních odporů na malé hodnoty výstupních odporů beze změny napětí.
Zapojení na obr. 5.14 znázorňuje jednoduchý experiment, který používá jako zdroje signálu piezoelektrický
akustický měnič. V klidovém stavu je vstupní napětí nulové, červená LED nebude svítit. Poklepejte lehce prstem
na piezoelektrický měnič nebo k tomuto účelu použijte raději měkkou kancelářskou gumu. Po každém poklepání
prstem na tento měnič krátce zabliká červená svítivá dioda.
Obr. 5.14: Zesilovač signálu s piezoelektrickým akustickým měničem
Obr. 5.15: Zapojení se společným kolektorem
38
V tomto případě představuje piezoelektrický měnič vysokoohmický zdroj signálu, který dodává (vytváří) signály
s napětím několika voltů. Zapojení se společným kolektorem provádí přizpůsobení zesilovače k nízké impedanci
zátěže červené svítivé diody. Toto zapojení můžete použít jako jednoduchý, avšak velmi účinný senzor, který
reaguje na zaklepání.
5.6 Dvojčinný zesilovač
V přecházejícím odstavci popsaný zesilovač dokáže zesílit pouze jednu půlvlnu signálu se střídavým napětím.
Piezoelektrický měnič vytváří ale na svém výstupu střídavé napětí. Z tohoto důvodu se používají u výkonných
zesilovačů dvojčinné koncové stupně (push-pullové koncové stupně) se dvěma komplementárními tranzistory
NPN a PNP. V tomto případě zesiluje jeden tranzistor kladnou půlvlnu signálu se střídavým napětím a druhý
tranzistor zesiluje zápornou půlvlnu tohoto signálu. Každý z těchto tranzistorů pracuje jako emitorový sledovač.
Dělič napětí na vstupu tohoto zesilovače zajišťuje klidové střední napětí na stejné úrovni. Na výstupu emitorů
obou tranzistorů se vytváří dostatečný výstupní proud. Toto zapojení má tedy vstup s vysokým odporem
(s vysokou impedancí) a výstup s nízkým odporem (s nízkou impedancí). Tímto způsobem dokáže toto zapojení
zesílit obě půlvlny signálu, který vytváří piezoelektrický měnič jako generátor střídavého signálu.
Obr. 5.16: Zapojení dvojčinného zesilovače
Poklepem prstu ruky na piezoelektrický akustický měnič se na jeho výstupu vytvoří signál se střídavým napětím,
což poznáte podle střídavého rozsvěcování (blikání) zelené a svítivé červené diody.
Obr. 5.17: Osazení experimentální desky součástkami
6. Zapojení s klopnými obvody
Všechna výše uvedená zapojení přestavovala takzvaná analogová zapojení. Digitální elektronika se od analogové
elektroniku odlišuje tím, že rozeznává pouze dva stavy – stav zapnutí a vypnutí (takzvanou logickou jedničku
a logickou nulu). To znamená, že tranzistory v těchto zapojeních jsou buď zcela otevřené nebo zcela uzavřené.
6.1 Bistabilní klopný obvod (tranzistorový přepínač)
Zapojení tranzistorů se dvěma stabilními stavy (otevření a uzavření tranzistoru) se nazývá bistabilní klopný obvod
nebo také tranzistorový přepínač. Jedna ze dvou svítivých diod bude svítit nebo svítit nebude. Na obr. 6.1 vidíte
zapojení jednoduchého bistabilního klopného obvodu.