Condensateurs dans les circuits électroniques. Partie 2. Communication interétage, filtres, générateurs

Début de l'article: Condensateurs dans les circuits électroniques. Partie 1

L'utilisation la plus courante des condensateurs est la connexion entre les étages de transistors individuels, comme le montre la figure 1. Dans ce cas, les condensateurs sont appelés transitoires.

Les condensateurs transitoires passent le signal amplifié et empêchent le passage du courant continu. A la mise sous tension, le condensateur C2 est chargé à la tension au collecteur du transistor VT1, après quoi le passage du courant continu devient impossible. Mais le courant alternatif (signal amplifié) charge et décharge le condensateur, c'est-à-dire passe à travers le condensateur jusqu'à la cascade suivante.

Souvent dans circuits à transistorsau moins la plage sonore, des condensateurs électrolytiques sont utilisés comme transitoires. Les valeurs nominales des condensateurs sont choisies pour que le signal amplifié passe sans trop d'atténuation.

Figure 1

Filtres passe-bas et passe-haut

Parfois, il devient nécessaire de sauter certaines fréquences et d'affaiblir le passage d'autres. Ces tâches sont effectuées à l'aide de filtres créés à partir de circuits RC.

Il existe des filtres multi-liens assez complexes qui ont même leurs propres noms: Chebyshev, Bessel, Butterworth, etc. Tous ont leurs propres caractéristiques, caractéristiques et, en règle générale, plusieurs liens. Pour compenser les pertes, un élément actif est introduit dans ces filtres - un étage de transistor ou un amplificateur opérationnel. Ces filtres sont appelés actifs.

Les filtres passifs les plus simples peuvent être créés à partir de seulement deux parties - résistance et condensateur. La figure 2 montre un schéma d'un filtre passe-bas simple (filtre passe-bas). Un tel filtre passe librement les basses fréquences, et à partir de la fréquence de coupure, il atténue légèrement le signal de sortie.

Figure 2. Circuit de filtre passe-bas (LPF)

Le filtre passe-bas le plus simple se compose de deux parties seulement: une résistance et un condensateur connectés en série. Le signal d'entrée du générateur est fourni au circuit RC série et la sortie est retirée du condensateur C. Aux basses fréquences, la capacité du condensateur est supérieure à la résistance de la résistance Xc = 1/2 * π * f * C, donc une forte chute de tension se produit sur celui-ci.

Avec l'augmentation de la fréquence, la capacité du condensateur diminue, de sorte que la chute de tension ou simplement la tension sur celui-ci diminue. On suppose que le générateur est réglé sur plus d'une fréquence, sa fréquence varie. De tels générateurs sont appelés générateurs de fréquence oscillante ou générateurs de balayage. La réponse en fréquence du filtre passe-bas le plus simple est illustrée à la figure 3.

Figure 3. Réponse en fréquence du filtre passe-bas

Si dans la figure 2 vous échangez le condensateur et la résistance, vous obtenez un filtre passe-haut (HPF). Son circuit est illustré à la figure 4. La tâche principale du filtre passe-haut est d'affaiblir les fréquences inférieures à la fréquence de coupure et de sauter les fréquences supérieures.

Figure 4. Circuit de filtre passe-haut (HPF)

Dans ce cas, le signal d'entrée est fourni au condensateur et la sortie est retirée de la résistance. Aux basses fréquences, la capacité est grande, donc la chute de tension aux bornes de la résistance est faible.

Pour plus de clarté et de facilité de perception (tout est connu en comparaison), vous pouvez mentalement remplacer le condensateur par une résistance: au lieu d'un condensateur, que ce soit 100K, et la résistance de sortie 10K. Il s'avère juste un diviseur de tension. Ce n'est que dans le cas d'un condensateur que ce diviseur s'avère dépendant de la fréquence. La réponse en fréquence d'un HPF aussi simple est illustrée à la figure 5.

Figure 5. Réponse en fréquence du HPF

Aux hautes fréquences, la résistance du condensateur diminue, respectivement, la chute de tension aux bornes de la résistance, elle augmente également la tension de sortie du HPF.

Si vous comparez les figures 3 et 5, il est facile de voir que la pente de la baisse des performances n'est pas très abrupte. Et que peut-on attendre de ces schémas les plus simples? Mais ils ont droit à la vie et sont assez souvent utilisés dans les circuits électroniques.

Comment déplacer la phase

Vous pouvez regarder n'importe quoi sous différents angles et le voir sous un jour complètement différent. Ainsi, les circuits RC qui viennent d'être examinés peuvent être appliqués non pas comme des filtres de fréquence, mais comme des éléments déphaseurs. Voici ce qui se passe si un courant alternatif est appliqué au circuit illustré à la figure 6?

Figure 6

Et c'est ce qui se passe. La tension d'entrée est fournie au condensateur, la sortie est retirée de la résistance. Le courant d'entrée à travers le condensateur est en avance sur la tension d'entrée. Par conséquent, la chute de tension aux bornes de la résistance, et en général à la sortie du circuit déphaseur, est en avance sur l'entrée.

Si la résistance et le condensateur sont échangés, comme le montre la figure 7, nous obtenons un circuit dont la tension de sortie est en retard sur l'entrée. Eh bien, exactement le contraire, comme dans le schéma précédent.

Figure 7

De telles chaînes à décalage de phase permettent un petit décalage entre les signaux d'entrée et de sortie, généralement pas plus de 60 degrés. Dans les cas où le décalage est requis à grande échelle, l'inclusion séquentielle de plusieurs chaînes est utilisée.

Figure 8. Chaînes déphaseuses

Une telle inclusion de tant d'éléments passifs à la fois conduit à une atténuation significative du signal d'entrée. Pour restaurer le niveau initial, l'utilisation de cascades d'amplification est requise.

Dans la pratique de la radio amateur, des situations surviennent souvent lorsqu'un soudain et soudainement un générateur d'ondes sinusoïdales est nécessaire, même pas accordable, mais simplement sur une fréquence. Puis un fer à souder, quelques pièces indésirables sont ramassées, et bientôt une sinusoïde retentit mélodieusement dans la pièce. Celui qui entend sait de quoi il s'agit.

Générateur d'onde sinusoïdale

Vous pouvez tout collecter sur transistor unique. En fait, le générateur est un amplificateur sur un seul transistor, couvert par une rétroaction positive utilisant des chaînes déphaseuses. Et toute rétroaction positive conduit à l'apparition de la génération. Et ce cas ne fait pas exception.

Un signal sinusoïdal est retiré du collecteur du transistor, de préférence à travers un condensateur d'isolement. C'est vraiment bien de ne pas regretter un autre transistor et de tirer le signal de sortie via un émetteur suiveur.

Générateur multisim simple transistor

Un diagramme schématique d'un générateur virtuel est illustré à la figure 9.

Figure 9. Schéma d'un générateur à transistor unique dans le programme Multisim

Tout est clair et simple ici: le générateur lui-même avec la batterie et oscilloscope. Bien que vous puissiez ajouter un commentaire à ce schéma simple, qui entreprendra soudain de le répéter?

Lorsque vous allumez le circuit ne démarre pas immédiatement. D'abord, plusieurs balayages vides ont lieu sur l'oscilloscope, puis une onde sinusoïdale basse tension commence à apparaître, augmentant progressivement à plusieurs volts. Les résultats de l'étude sont présentés à la figure 10.

Figure 10

Un circuit virtuel est bien sûr bon. Mais si quelqu'un décide d'assembler ce circuit en métal, enfin, au moins sur planche à pain sans soudure, l'accent devrait être mis sur le réglage. En fait, toute la configuration consiste en la sélection exacte de la résistance de la résistance R2, qui définit le point de fonctionnement du transistor.

Pour accélérer le processus de réglage, vous pouvez connecter temporairement une résistance de réglage de 100 ... 200 kilogrammes à la place. Dans le même temps, n'oubliez pas d'activer la résistance de limitation d'environ 10 ... 20 KΩ en série avec elle.

En tant que transistor, un KT315 domestique ou similaire convient parfaitement. Les condensateurs sont des céramiques de petite taille. Le fonctionnement du générateur peut être contrôlé à l'aide d'un oscilloscope ou d'un amplificateur audio.

Boris Aladyshkin