ETC Embedded Technology Club 7. setkání

Transkript

1 T mbedded Technology lub 7. setkání Katedra telekomunikací, Katedra měření, ČVUT- FL, Praha doc. Ing. Jan Fischer, Sc. T club - 7, , ČVUT- FL, Praha 1

2 Náplň Výklad: ipolární tranzistor a jeho vlastnosti Použití tranzistoru pro proudové zesílení signálu PWM při řízení akustického měniče (reproduktorku). Laboratoř, experimenty: Dokončování minulých úloh: Náměty: Použití mbed (dle přednášky mbed z ) likání LD likání LD - signalizace SOS (krátce, - dlouze) Rozsvícení LD podle tlačítka likání podle tlačítka Postup mbed překlad inární soubor, převést pomocí Dfu manager na soubor DFU Nahrát pomocí DFU demo T club - 7, , ČVUT- FL, Praha 2

3 Tranzistor ipolární tranzistor NPN, Si- křemíkový lektrody - báze, - Kolektor, - emitor Schématická značka NPN tranzistoru a jeho diodový model Tranzistor - zdroj proudu řízený proudem Zjednodušené náhradní schéma pro zapojení se společným emitorem - S (emitor připojen na společný vodič - zde na zem) H - parametry- parametry náhradního schématu zapojení S Zjednodušení, jen par. h 11, h 21, (zanedbání parametrů h 12 a h 22,) h 11 I U I = h 21. I I U T club - 7, , ČVUT- FL, Praha 3

4 Tranzistor Zjednodušení, Si tranzistor, dioda přechodu (báze- emitor), napětí U cca 0,6 až 0,7 Stejnosměrný zesilovací činitel β - beta poměr proudu kolektoru a proudu báze?? Jak chápat tranzistor jako řízený zdroj proudu, když proud sám negeneruje? Analogie, vodovodní kohoutek - můžeme chápat jako řízený zdroj proudu (vody).v potrubí je tlak zdroje vody, nastavením (otvíráním) kohoutku seřídí (zvětšuje) proud vody. Pokud je potrubí zarostlé a velký odpor, pak od jisté úrovně otevření dalším otvíráním kohoutku proud vody neroste, ale je omezen potrubím. Proud vody je saturován. To je situace, jako když bude R K bude velký a nepropustí proud větší než I sat = U DD /, i když se bude zvětšovat proud I. U h 11 I U β = + U DD I I = h 21. I I I I U RK I U U T club - 7, , ČVUT- FL, Praha 4

5 Zesílení proudu tranzistorem 546 Určit β tranzistoru 546 (hodnoty cca ) β = I I Tl. OFF,? proud kolektoru I = 0 Tl ON,? proud kolektoru I =? Změřit napětí U (báze - emitor) Jak určit I? I = (U DD U ) / R pro 1M, I = (3,3 0,7) / 10 6 = 2, 6 ua určení velikosti I z úbytku nap. U R na, přidat k 1M, paralelně další rezistor 1 M, jaký je odpor R? jak se změnil proud I a I? Změnilo se zesílení proudu? R 1 M Tl. T U DD = 3,3 V UR U T club - 7, , ČVUT- FL, Praha 5

6 Parametry 546 Závislost I na napětí U, závislost I na proudu báze I Pod U = 0,6 V proud bází neteče Kolektorové charakteristiky Přechod tranzistoru se chová podobně jako Si dioda s PN přechodem. Napětí v předním směru U = 0,6 až 0,7 V. T club - 7, , ČVUT- FL, Praha 6

7 Měření vodivosti kůže xperiment- přerušit obvod s rezistorem R a uzavřít obvod přes prsty ruky nebo i přes obě ruce LD bude svítit svit podle odporu kůže. Je možno uzavřít obvod i přes dvě osoby (viz vyděržaj pioněr ) a indikovat dotyk osob. Ověřte experimetálně! Funkce podobná jako detektor lži. Voltmetr h 1 na U R, h 2 na U Napětí na rezistoru je úměrné proudu LD Kondenzátor 1, pro snížení případného rušení z rozvodné sítě 230 V/50 Hz xperiment Dotknout se prstem jen kontaktu k 1, kapacitní vazba, rušení, zesílení tranzistorem, LD může mírně svítit dotyk prstu Osciloskop h 1 na napětí na kolektor, pozorovat signál u, při dotyku prstu. (Pro větší zesílení případně použít = 10 k 68 k) T club - 7, , ČVUT- FL, Praha 7 k 2 k nf U DD = 3,3 V 1 M (68 k) R 470 T 1 UR U

8 Měření na zesilovači pro reproduktor Osciloskopem pozorovat signály: h 1 na PWM, h 2 na u, h 3 na u Pozn. malými písmeny (u, u ) označujeme napětí - proměnného signálu velkými písmeny označujeme (stálé) napětí, příp. ustálený stav Zakreslit na papír průběh signálu a jeho úrovně PWM- rozkmit 0 a + 3,3 V, u 0 a + 0,7 V vysvětlit proč Zapojit paralelně k R další rezistor 68 k, jak se změní napětí u? Ponechat h1 a h2 zapojené na rezistoru R, odpojit bázi od rezistoru, jak se změní napětí na h2? Jak se změní u, pokud se použije R = 1M? U DD = 3,3 V repr. 47 PWM R 68 k T u u u r T club - 7, , ČVUT- FL, Praha 8

9 xperiment s reproduktorem, mbed 3) Mbed, generace obdélníkového signálu pomocí SW (programového) ovládání pinu, generovat stálou frekvenci, měnit frekvenci. Podobně, jako blikání LD, jen kratší prodleva. viz. přednáška mbed. 4) Mbed, generace obdélníkového sig. pomocí bloku PWM, Stálá frekvence, měnit frekvenci? melodie (nastavit frekvenci PWM, nechat generovat, čekat, nastavit novou frekvenci,.. Generace melodie 5) Dvouhlasá generace signálu pomocí Mbed, dva výstupy PWM, sečtení pomocí dvou rezistorů R = 68 k, generace dvou nezávislých signálů Pozn. je třeba použít dva nezávislé generátory PWM, aby bylo možno nezávisle měnit frekvenci) PWM 2 PWM 1 R 2 68 k R 1 68 k U DD = 3,3 V repr. T 1 47 U U r T club - 7, , ČVUT- FL, Praha 9