Nejaušu skaitļu ģenerators: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Šis raksts parāda analogo nejaušo skaitļu ģeneratoru.

Šī ķēde sāk ģenerēt nejaušu izvadi, kad cilvēks pieskaras ievades terminālim. Ķēdes izeja tiek pastiprināta, integrēta un vēl vairāk pastiprina cilvēka radīto troksni, kas darbojas kā antena, savācot elektromagnētiskos trokšņa signālus.

Ķēde parāda atgriezeniskās saites slīpuma tranzistorus. Jums būs jāizvēlas atgriezeniskās saites rezistors, lai visu četru tranzistoru tranzistora kolektora izstarotāja spriegums būtu neobjektīvs ar pusi barošanas sprieguma.

ja veicat šo shēmu, lūdzu, izlasiet visu rakstu no sākuma līdz beigām, pirms sākat jebkādus sagatavošanās darbus.

Piegādes

Sastāvdaļas: vispārējas nozīmes tranzistori - 10, 470 uF kondensatori - 10, 1,5 kohm rezistori - 20, jaukti rezistori (100 kohm - 1 Megohm) - 10, izolēti vadi, matricas plāksne/kartona gabals, 1,5 V - 4,5 V barošanas avots vai 1,5 V AA/AAA/C vai D akumulators, 1,5 V akumulatora siksna/gumijas josla. Visiem rezistoriem jābūt ar mazu jaudu.

Papildu komponenti: lodēšana, 1 mm metāla stieple, 100 omu rezistori (1 vati) - 5, korpuss, skrūves/uzgriežņi/paplāksnes, metāla savienotāji (izolētu vadu savienošanai ar skrūvēm un uzgriežņiem).

Instrumenti: knaibles, stieples noņēmējs, USB osciloskops, voltmetrs.

Papildu instrumenti: lodāmurs, daudzmetrs.

1. solis: projektējiet ķēdi

Integrētājs manā ķēdē būtībā ir zemas caurlaidības filtra ķēde, ko izmanto, lai samazinātu maksimālo izejas frekvenci, lai novērstu izlases skaitļa svārstības pārāk ātri. Kondensatora spriegumam un strāvai ir šāda saistība:

Ic (t) = C*dVc (t)/dt

Cc2 kondensatora spriegums ir vienāds ar:

Vc (t) = (1/Cc)*integrāls [Ic (t)]

Ja strāva ir nemainīga, Cc kondensatora potenciālais spriegums lēnām pieaugs. Tomēr manā ķēdē daļa strāvas nonāk Rc2a rezistorā. Izmantojot šīs ķēdes integratoru, var izlabot un filtrēt sinusoidālu ieeju Q3 tranzistorā, tādējādi pārveidojot Q3 tranzistora ieeju par līdzstrāvas signālu, kas nodrošinās nejaušu vērtību, ko pastiprinās Q3 un Q4 tranzistori. Tāpēc manā ķēdē Q2 tranzistors nav īsti integrētājs, bet līdzīgs šeit parādītajam integratoram:

www.instructables.com/id/Transistor-Integrator/

Jūs varat nomainīt Rc2a un Cc ar īssavienojumu, savienot Q2 kolektoru ar Cb3 kondensatoru un mēģināt savienot ļoti mazu kondensatoru pāri Rf2 rezistoram un redzēt, kas notiek.

Aprēķiniet tranzistoru pastiprinātāju Q1, Q3 un Q4 minimālo augstfrekvences filtra frekvenci:

fhpf = 1 / (2*pi*(Rb + Rc)*Cb)

= 1 / (2*pi*(1, 500 omi + 1, 500 omi)*(470*10^-6))

= 0,11287584616 Hz

fl = 1 / (2*pi*(1, 500 omi + 5, 600 omi)*(470*10^-6))

(Rb = 5 600 omi faktiskajā ķēdē, ko es izveidoju)

= 0,0476940195 Hz

Zemā caurlaidības filtra frekvences aprēķins ir ārpus šī raksta darbības jomas. Zemfrekvences filtra frekvenci ietekmē Rc2a, Cc2, Rb3 un Cb3 komponenti. Palielinot šo komponentu vērtību, palielināsies laika konstante un samazinās zemfrekvences filtra frekvence.

Pēdējais pastiprinātāja posms, kas izgatavots ar Q4 tranzistoru, nav obligāts.

2. solis: simulācijas

Simulācijas rāda, ka tranzistori nav neobjektīvi pie padeves sprieguma. Lai šī ķēde darbotos, tranzistoru novirzīšana uz pusi no barošanas sprieguma nav būtiska. 1,5 V barošanai katrs tranzistors var būt neobjektīvs 1 V vai 0,5 V.

Zemākas Rf rezistora vērtības samazinās tranzistora kolektora emitera spriegumu, piegādājot tranzistora bāzei vairāk līdzstrāvas sprieguma strāvas.

Vecajai PSpice programmatūrai nav nejauša trokšņa ģeneratora.

3. solis: izveidojiet ķēdi

Es izmantoju 5.6 kohm rezistoru Rc2a, nevis 1.5 kohm rezistoru, kas parādīts ķēdē. Lielai atšķirībai nevajadzētu būt. Tomēr manai ķēdei bija lielāks pastiprinājums un maksimālā zemas caurlaidības filtra frekvence (Q2 tranzistors ir arī zemas caurlaides filtrs). Manai ķēdei bija vajadzīgs arī augstāks Rf2 rezistors, lai palielinātu slīpuma kolektora izstarotāja spriegumu. Tomēr, samazinot tranzistora kolektora nospriegošanas strāvu, Ic var samazināt arī tranzistora strāvas pieaugumu.

Rb1, Rb2, Rb3 un Rb4 es izmantoju 5,6 kohm rezistorus. Lielai atšķirībai nevajadzētu būt. Manai ķēdei bija mazāks ieguvums.

Rf2 var ieviest ar diviem 270 omu rezistoriem. Tomēr visiem tranzistoriem ir atšķirīgs strāvas pieaugums, kas var svārstīties no aptuveni 100 līdz 500. Tādējādi jums ir jāatrod pareizais atgriezeniskās saites rezistors. Tāpēc komponentu sadaļā es norādīju jauktu rezistoru komplektu. Šim pastiprinātājam varat izmantot arī stabilizētas neobjektīvas vai fiksētas slīpuma tranzistora shēmas.

Ķēde var sākt svārstīties. Varat mēģināt izmantot šajā rakstā parādītos barošanas avota filtrus:

www.instructables.com/id/Transistor-VHF-Amplifier/

(Tāpēc es norādīju lieljaudas 100 omu rezistorus)

4. solis: paaugstināšana

Jūs varat redzēt, ka, veicot ķēdi, es gandrīz neizmantoju lodāmuru.

Fotoattēlā varat redzēt arī metāla savienotājus.

5. darbība: pārbaude

1. grafiks:

1. kanāls: Vc1

Mērogs: 0,5 V un 4 sekundes

Ņemiet vērā, ka pirmā tranzistora Q1 izeja Vc1 parāda, ka atlikušie trīs tranzistori varētu būt bezjēdzīgi

2. grafiks:

1. kanāls: Vint1

2. kanāls: Vo1

Mērogs: 0,5 V un 40 sekundes

3. grafiks:

1. kanāls: Vo1

2. kanāls: Vo2

Mērogs: 0,5 V un 40 sekundes

4. diagramma (nav iekļauts Rf2 rezistors):

1. kanāls: Vo1

2. kanāls: Vo2

Mērogs: 0,5 V un 20 sekundes

Bez atgriezeniskās saites Rf2 rezistors Q2 tranzistors nav neobjektīvs pie pusi barošanas sprieguma. Ķēde darbojas ātrāk, ar mazāku nostādināšanas laiku. Tomēr bez Rf2 šis pastiprinātājs ir riskanta ķēde un var nedarboties visiem tranzistoru un kondensatoru veidiem.