В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Схема представляет собой ограничитель синусоидального сигнала, выполненный на базе стабилитрона.

В качестве понижающего трансформатора можно использовать унифицированный трансформатор кадровой развертки телевизоров TBK-110ЛM. На его обмотке имеется напряжение амплитудой около 20 В. Во время положительного полупериода напряжения на вторичной обмотке трансформатора стабилитрон выполняет свою основную функцию, в результате чего на его выводах можно наблюдать с помощью осциллографа ограниченную сверху полуволну синусоиды.

Амплитуда прямоугольного импульса зависит от напряжения стабилизации стабилитрона. Во время отрицательного полупериода синусоидального напряжения на вторичной обмотке трансформатора стабилитрон работает как обычный диод, падение напряжения на нем будет составлять доли вольта. В итоге на выходе схемы будет сигнал прямоугольной формы, «основание» которого немного (доли вольта) смещено вниз относительно линии развертки (осциллограф работает в режиме открытого входа).

Балластный резистор R1 выбирается из условия, чтобы максимальный ток через стабилитрон был больше I мини меньше I макс.

4.7.6. Стабилитрон — ограничитель постоянного напряжения(рис. 4.44)

Рис. 4.44. Стабилитрон — ограничитель постоянного напряжения

Представьте ситуацию, когда вашему транзисторному приемнику требуется питание, скажем, 9 В, а в распоряжении есть блок питания с фиксированным напряжением 15 В. Как быть?

Конечно, первая мысль — включить в цепь питания постоянный резистор, гасящий излишек напряжения. Но такой способ неприемлем из-за того, что в зависимости от громкости звука будет изменяться потребляемый приемником ток, а значит, и напряжение на нем.

Если же вместо гасящего резистора включить в цепь питания стабилитрон (см. рисунок), проблема будет решена. Теперь напряжение на нагрузке (приемнике) станет равным разности напряжений блока питания и стабилизации стабилитрона. В этом легко убедиться с помощью вольтметра постоянного тока.

Поскольку у разных экземпляров стабилитронов может отличаться напряжение стабилизации, более точно (если это нужно) выходное напряжение можно подобрать включением диода VD2 последовательно со стабилитроном. Тогда общее «гасящее» напряжение составит сумму напряжений стабилизации и прямого для данного диода. В свою очередь диод ставят либо германиевый (у него прямое напряжение может быть около 0,5 В), либо кремниевый (до 1,2 В), либо два-три последовательно соединенных диода.

Можно также соединять последовательно несколько стабилитронов (даже с разными напряжениями стабилизации) для получения нужного «гасящего» напряжения.

При выборе диодов и стабилитронов следует учитывать, чтобы ток нагрузки не превышал максимального значения выпрямленного тока для каждого диода и максимальный ток стабилизации для каждого стабилитрона. И еще следует помнить, что стабилитрон следует включать в обратном направлении, а диод — в прямом.

4.7.7. Как «растянуть» шкалу вольтметра(рис. 4.45)

Рис. 4.45. Как «растянуть» шкалу вольтметра

Контролируя какое-то напряжение, иногда бывает нужно либо следить за его колебаниями, либо более точно измерять. Скажем, при эксплуатации автомобильной аккумуляторной батареи важно следить за изменениями ее напряжения в диапазоне 12…15 В. Именно этот диапазон желательно было бы разместить на всей шкале стрелочного индикатора вольтметра. Но, как вы знаете, отсчет на любом из диапазонов практически всех измерительных приборов идет от нулевого значения и добиться более высокой точности отсчета на интересующем участке невозможно.

И тем не менее существует способ «растяжки» практически любого участка шкалы (начало, середина, конец) вольтметра постоянного тока. Для этого нужно воспользоваться свойством стабилитрона открываться при определенном напряжении, равном напряжению стабилизации. К примеру, для растяжки конца шкалы диапазона 0…15 В достаточно использовать стабилитрон в такой же роли, что и в предыдущем эксперименте.

Стабилитрон VD1 включен последовательно с однопредельным вольтметром, составленным из стрелочного индикатора РА1 и добавочного резистора R2. Как и в предыдущем эксперименте, на стабилитроне падает часть измеряемого напряжения, равного напряжению стабилизации стабилитрона. В результате на вольтметр будет поступать напряжение, превышающее напряжение стабилизации. Это напряжение и станет своеобразным нулем отсчета, а значит, на шкале «растянется» лишь разница между наибольшим измеряемым напряжением и напряжением стабилизации стабилитрона.

Показанное на рисунке устройство рассчитано на контроль напряжения аккумуляторной батареи в диапазоне от 10 до 15 В, но этот диапазон можно изменять по желанию соответствующим подбором стабилитрона и резистора R2.

Резистор R2 в принципе не обязателен. Но без него, пока стабилитрон закрыт, стрелка индикатора остается на нулевой отметке. Введение резистора позволяет наблюдать напряжение до 10 В на начальном участке шкалы, но этот участок будет сильно «сжат».

Собрав показанные на схеме детали и соединив их со стрелочным индикатором РА1 (микроамперметр М2003 с током полного отклонения стрелки 100 мкА и внутренним сопротивлением 450 Ом), подключите щупы ХР1 и ХР2 к блоку питания с регулируемым выходным напряжением. Плавно увеличивая напряжение до 9…9,5 В, вы заметите небольшое отклонение стрелки индикатора — всего на несколько делений в начале шкалы. Как только при дальнейшем увеличении напряжения оно превысит напряжение стабилизации, угол отклонения стрелки будет резко возрастать. Примерно с напряжения 10,5 до 15 В стрелка пройдет почти всю шкалу. Чтобы убедиться в роли резистора R1, отключите его и повторите эксперимент. До определенного входного напряжения стрелка индикатора останется на нулевой отметке.

4.7.8. Подключение кассетного магнитофона или приемника к автомобильной сети(рис. 4.46)

Рис. 4.46. Подключение кассетного магнитофона или приемника к автомобильной сети

Отправляясь в автомобильное путешествие, вы наверняка возьмете с собой транзисторный приемник или кассетный магнитофон. Чтобы можно было питать в пути приемник от аккумуляторной батареи, изготовьте простейшую приставку-стабилизатор. Ее можно включать с помощью специальной вилки ХР1 в гнездо «прикуривателя» или подключать проводами с зажимами «крокодил» на конце непосредственно к выводам аккумуляторной батареи. Проводники же питания приемника соединяют (с соблюдением полярности) с гнездами (или розеткой) XS1.