User manual

47
Obr. 7.11: Generátor pilovitých kmitů
Hodnotu kapacity použitého kondenzátoru můžete snížit nebo jej můžete nahradit piezoelektrickým akustickým
měničem, který představuje sám o sobě kondenzátor. Nízká kapacita tohoto akustického měniče cca 20 nF
způsobí, že bude tento obvod kmitat s vyšší frekvencí. V tomto případě uslyšíte rovnoměrný tón. Snižte tuto
frekvenci paralelním připojením kondenzátorů s různou kapacitou. S použitím elektrolytického kondenzátoru
s kapacitou 22 µF, snížíte tuto frekvenci kmitání pod jeden impuls za sekundu. Toto zapojení můžete též použít
jako jednoduchý metronom.
Obr. 7.12: Generátor (zdroj) pilovitých kmitů
Toto výše popsané zapojení můžete zjednodušit tím, že v něm vynecháte jeden tranzistor NPN (viz zapojení
na obr. 7.13 a 7.14). Základní funkce takto upraveného zapojení zůstane sice stejná, avšak toto zapojení bude
náchylné k tomu, že může zůstat stejně jako tyristor ve vodivém stavu „viset“ (tranzistor zůstane stále otevřen
a zapojení nebude funkční). Spolehlivé kmitání takto upraveného generátoru pilovitých kmitů zajistíte použitím
odporu s vyšší hodnotou (např. 1 MΩ), který bude nabíjet kondenzátor nižším proudem.
Obr. 7.13: Zjednodušené zapojení generátoru pilovitých kmitů
Obr. 7.14: Generátor pilovitých kmitů se dvěma tranzistory
48
8. Operační zesilovače
Operační zesilovače jsou integrované obvody s komplexním zapojením, které se používají k provádění analogových
početních operací. Základní početní operaci, kterou tyto operační zesilovače provádějí, představuje násobení.
Kromě toho lze operační zesilovače též používat k přesnému sčítání a odčítání. Původně byly tyto operační
zesilovače vyvinuty pro analogové počítače (pro předchůdce dnešních počítačů). V současné době se operační
zesilovače používají v různých aplikacích.
Součástí této stavebnice je jeden dvojitý operační zesilovač typu LM358. Každý z jeho dvou zesilovačů představuje
integrovaný obvod s cca 50 tranzistory.
8.1 Diferenciální (rozdílový) zesilovač (komparátor)
Rozdílový zesilovač má dva vstupy a dva výstupy. Na obr. 8.1 vidíte zapojení jednoduchého rozdílového zesilovače
se dvěma tranzistory.
Tímto zapojením Vám chce objasnit základní funkci operačního zesilovače. Malé rozdíly napětí na obou vstupech
jsou zesilovány. Proud protékající odporem 235 Ω, který je zapojen k emitorům obou tranzistorů, je rozdělován
v závislosti na vybuzení obou tranzistorů. Pravý tranzistor má svém vstupu stabilizované napětí, které zajišťují dvě
křemíkové diody 1N4148. Vstupní napětí levého tranzistoru závisí na děliči napětí s proměnlivým odporem (v
našem případě s fotoodporem a s odporem 10 kΩ). Zesílené napětí se objeví mezi kolektory obou tranzistorů.
Obr. 8.1: Jednoduchý diferenciální (rozdílový) zesilovač
Vstupní napětí levého tranzistoru je řízeno proměnlivým odporem fotorezistoru. Hodnotu odporu 235 Ω získáte
paralelním zapojením dvou rezistorů 470 Ω. Zastiňte fotoodpor například rukou. Z důvodů vysokého zesílení je
sotva možné uvést tento rozdílový zesilovač do přesné rovnováhy. Napětí je v tomto případě omezeno napětím
v propustném směru obou svítivých diod, to znamená, že budou obě svítivé diody svítit.
Obr. 8.2: Jednoduchý diferenciální (rozdílový) zesilovač jako komparátor
Vyzkoušejte toto zapojení za denního světla. Opatrným zastíněním fotoodporu se můžete pokusit uvést tento
zesilovač do rovnováhy tak, aby žádná z obou svítivých diod nesvítila. Toto je ve skutečnosti kvůli vysokému
zesílení velmi obtížné. Pravděpodobně bude při tomto testování (při provádění vyvážení zesilovače) svítit jedna
z obou svítivých diod. Při určité intenzitě osvětlení zjistíte velmi ostré rozhraní mezi oběma stavy.
Osvítíte-li fotoodpor umělým světlem (např. stolní lampou), můře se opět stát, že budou opět obě svítivé diody svítit
současně. Nepatné blikání znamená, že jsou tyto svítivé diody zapínány střídavě v rychlém sledu. Podíl střídavého
napětí na vstupu je zesilován prahovým napětím svítivých diod.