Всё для начинающих

[olkir]

dimmich, Спасибо за такой полный и развёрнутый ответ, я сегодня кучу народу на уши поднял с этими вопросами )) По поводу направления движения тока, сегодня разбирался как работает электровакуумный диод, где на катоде у нас минус, на аноде плюс, меня осенило, начал понимать, что по сути действительно не важно, откуда и куда течёт ток, главное, это сформировать потенциал на выводах элемента такой, чтобы он заработал. Т.е например у диода, на анод подаём +(т.е формируем более высокий потенциал), на катод - минус, диод открывается, а в какую сторону там в нём течёт ток, уже не так важно.

Что касается искусственно средней точки, мне про конденсаторы задвинули мысль, что это для случая, когда такая средняя точка используется при переменном напряжении, мол "чтобы потенциал точки приводился к 0 по переменному току". В целом суть понятна, относительно такой точки(назовём её GND), у нас есть напряжение больше неё и меньше(величины напряжений одинаковы). Осталось понять для чего это может использоваться. Знаю что для усилителей, но как конкретно, представляю смутно. Меня тут натолкнули на мысль, чтобы сигнал на выходе усилителя был по всей амплитуде напряжения, потому что сигнал у нас усиливается в пределах от минимального значения напряжения, до максимального, а раз минимальное у нас 0, то и сигнал получится на половину урезанный. Наверно именно для этого, в схемах простых усилителей на одном транзисторе, базу резистором подтягивают к + питания, чтобы создать на базе потенциал(опять же, как это работает, представляю смутно, потому что если мы создадим на базе потенциал равный напряжению питания, то я так думаю, транзистор просто откроется и... всё... будет стоять открытым, усиления происходить не будет). Это так, обрывки мыслей

[Falconist]

olkir, почитайте еще вот эту статью: http://cxem.net/beginner/beginner96.php (Рис. 18, 19 и текст вокруг них).

[dimmich]

Что касается искусственно средней точки, мне про конденсаторы задвинули мысль, что это для случая, когда такая средняя точка используется при переменном напряжении, мол "чтобы потенциал точки приводился к 0 по переменному току".

Нет, схем с переменным током не припомню подобных, где делитель переменного напряжения пополам для создания средней точки был на конденсаторах. К тому же используются в схемах средней точки именно электролиты, чтобы накапливали достаточно большую энергию, которую можно использовать в относительно мощных схемах (компьютерные БП например). А если электролиты, то о переменке речи нет, на них нужно постоянку подавать. Такая батарея из двух последовательно включенных конденсаторов ставится после выпрямляющего диодного моста. После моста напряжение пульсирующее, но пульсирует в одну сторону (на "+" этой батареи "+" диодного моста подключают).

Чтобы не запутаться, представьте что выключателя SW в схеме нет, типа его вместе с проводами из схемы стереть. И еще учтите что это сильно упрощенная схема. В реальных схемах, как я и говорил, параллельно C1 и C2 включено по высокоомному резистору, например встречал по 240 кОм, или по 470 кОм, для выравнивания потенциалов на C1 и C2, и для их постепенного разряжения после выключения питания схемы.

Конденсаторы заряжаются. Сверху плюс, снизу минус. В месте их соединения - половина напряжения питания. Теперь представим что открылся транзистор Q1. Что произойдёт? На верхнюю обмотку трансформатора PT подаётся напряжение от C1, на правый вывод обмотки PT подаётся "+", на левой будет "-" (от средней точки). Потом Q1 закрылся, открылся Q2. На PT подаётся напряжение от C2, но уже обратной полярности, справа у PT будет "-". Вот например для таких схемотехнических решений применяется схема со средней точкой, или назовём - с виртуальной землёй. Конечно это не единственный вариант схем где используется средняя точка с конденсаторами. Есть еще например полномостовые схемы типа "H".

Побобным же образом работают и усилители мощности звука. Но обычно в них не применяют делитель напряжения пополам именно на конденсаторах. В схеме компьютерного БП сигнал переключения транзисторов гармоничный: то один, то другой, совершенно одинаковое время включены, и разряжается то один конденсатор то другой, поровну. Из-за этого на них заряд всегда одинаковый поддерживается. А в звуковом усилителе может сигнал низкочастотный больше в одну сторону прыгать какие-то доли секунды например, из-за этого большее время будет открыт транзистор Q1, разряжая C1, случится уход средней точки, и звук в результате исказится, а может и цепи смещения расстроятся в схеме усилка ))) Поэтому в УМЗЧ применяют полноценные схемы не виртуальной (не искусственной) земли. То есть соединяют два блока питания для получения одного двуполярного блока питания.

В целом суть понятна, относительно такой точки(назовём её GND), у нас есть напряжение больше неё и меньше(величины напряжений одинаковы). Осталось понять для чего это может использоваться. Знаю что для усилителей, но как конкретно, представляю смутно. Меня тут натолкнули на мысль, чтобы сигнал на выходе усилителя был по всей амплитуде напряжения, потому что сигнал у нас усиливается в пределах от минимального значения напряжения, до максимального, а раз минимальное у нас 0, то и сигнал получится на половину урезанный.

Представьте что в той схеме, что я привёл выше, вместо PT включен динамик. Обмотка динамика. Если откроется Q1, в динамике втянется его мембрана (диффузор) внутрь, если Q2 - мембрана выдвинется наружу. Так, немного приоткрывая то один то другой транзистор, получим из динамика звук. Именно приоткрывая, а не открывая. Компьютерный блок питания - схема работающая в ключевом режиме (транзисторы либо полностью открыты, либо полностью закрыты), в усилителе надо и маленький звук получить, и большой, поэтому регулируют степень открытия транзисторов, чтобы нужным образом отклонялась мембрана динамика. Но полное напряжение с C1 и C2 никогда в усилителях не подают на динамик, иначе получишь переусиление, ограничение сигнала, хрип звука динамика. Есть конечно усилители звука, работающие в ключевом режиме, типа усилки класса "D", но ими не будем сейчас забивать голову.

Наверно именно для этого, в схемах простых усилителей на одном транзисторе, базу резистором подтягивают к + питания, чтобы создать на базе потенциал(опять же, как это работает, представляю смутно, потому что если мы создадим на базе потенциал равный напряжению питания, то я так думаю, транзистор просто откроется и... всё... будет стоять открытым, усиления происходить не будет). Это так, обрывки мыслей

Типа этого, вы про резистор Rб? Его подбирают таким образом, чтобы транзистор вывести в режим линейного усиления. Чтобы он не был закрытым, но и чтобы не открылся до конца. Нужно представить, что между базой и эмиттером внутри транзистор как бы тоже резистор есть, и от соотношения сопротивлений этого внутреннего резистора и резистора Rб зависит какое напряжение получится на базе транзистора. Там не будет полного напряжения питания, это получится как бы резисторный делитель. Это сильно упрощенное объяснение, для понимания.

Вот например в схеме компьютерного БП Q1 и Q2 работают в ключевом режиме, т.е. до конца открываются, либо до конца закрываются. Как ключ (выключатель). В схемах усилителей звука наоборот избегают переключения транзисторов в ключевой режим, дабы не получить из усилителя ограниченный переусиленный сигнал. Если этот Rб заменить переменным резистором и порегулировать его, то когда у него будет низкое сопротивление - пойдёт достаточно большой ток в базу для полного открытия транзистора. Если выкрутить переменник на большооооое сопротивление, тока входящего в базу и выходящего через эмиттер, то есть тока через это большое сопротивление переменника не хватит чтобы открыть транзистор, он будет совсем закрытым, такого тоже избегают в усилителях звука. Когда этим резистором выберешь среднюю точку на наиболее линейном участке графика открывания транзистора, и потом подашь звуковой сигнал на базу через конденсатор, этот звуковой сигнал (фактически это переменное напряжение с различной частотой и амплитудой) будет складываться-вычитаться с тем небольшим напряжением, которое отрегулировали на базе транзистора тем переменным резистором вместо Rб. И транзистор соответственно будет чуть больше открываться или закрываться от звука. На коллекторе транзистора напряжение будет прыгать уже с бОльшей амплитудой чем на базе, т.е. там будет усиленный звук.

[locik_1]

в дополнение к сообщению
dimmich, именно такая точка создает коррекцию
изменения напряжения в средней точке(от разных причин).
изменения общего напряжения,или от протекания тока
и перезарядки конденсаторов создающих эту искусственную
точку.это важно например при проектировании звуковых
усилителей с однополярным питанием.в таком варианте они могут
работать без схем защиты от появления постоянного напряжения
на нагрузке.чем нас пугали.

[evergood]

Доброго времени суток, вот есть у меня реле, которое управляется неким оборудованием и с помощью него нужно менять уровень на ножке микроконтроллера, соответственно когда контакт разомкнут высокий уровень, когда замкнут низкий уровень. Но реле само по себе на 12в , а ток на ножке миллиамперы и получается как-то не очень хорошо, как будто кувалдой гвоздики забивать. можно ли что-нибудь придумать более изящное или так оставить и будет работать?

[locik_1]

может транзистор.

[dimmich]

А для чего вообще реле в схему ставилось? Для гальваноразвязки? Ну есть конечно и более изящные решения, как передать любой сигнал напряжения/тока с гальваноразвязкой в микроконтроллер - оптроны всякие с выходом в виде транзистора. Вместо поключения обмотки 12-вольтового реле - подключите это напряжение через соответствующий резистор к светодиоду оптрона, выход оптрона (транзистор внутри оптрона) будет подобно контактам реле управлять выводом микроконтроллера. Резистор в цепи светодиода оптрона рассчитать по току зажигания светодиода, можем помочь.

Контакты реле к выводу микроконтроллера - это конечно как микроскопом гвозди забивать. Но ведь они забъются, гвозди эти ))) Всё нормально. Только нужно учесть, что у контактов реле тоже может присутствовать дребезг, с которым надо бороться программно или схемотенически. Дребезг - это когда контакты реле уже сходятся, соединяться начинают, и на какие-то микро-нано-секунды могут вновь разъединиться, а потом уже соединиться окончательно, и так может быть несколько раз за одно лишь включение реле. Быстрая программа в микроконтроллере может подумать что реле успело отключиться, потом снова включилось, и отработает как положено все положенные действия при отключении реле, потом при повторном включении отработает, и так может несколько раз, в зависимости от типа микроконтроллера и программы в нём.

Для борьбы с дребезгом можно попробовать конденсатор неполярный (керамический) подобрать по ёмкости, повесить параллельно контактам реле, или подправить программу работы микроконтроллера, чтобы она не обращала внимания на очень быстрые переключения по входу микроконтроллера.

Вы подробностей о назначении схемы не сказали. Может имеется возможность вообще исключить реле, и не использовать гальваноразвязку. Ну например минус 12-вольтовой схемы, в которую включено реле, соединить с общим проводом микроконтроллера. Плюс напряжения, которое управляло включением обмотки реле через резисторный делитель подключить к выводу микроконтроллера. Правда в этом случае логика работы схемы будет иная, инверсная. Придётся подправить прогу в микроконтроллере.

Если гальваноразвязка не обязательна, но и прогу в микроконтроллере не подправить, тогда можно проинвертировать входной сигнал одним транзисторным каскадом. Типа вот так:

Мне лень рассчитывать резисторы точно, правильно, я бы поставил их на глаз, наверняка заработает:
R1 = 4.7k
R2 = 4.7k
R3 = 10k
Транзистор любой маломощный NPN.
Мельче чем реле, меньше чем реле потребляет ток, нет дребезга контактов. Минус - нет гальваноразвязки (а она нужна? )

[mtit]

Не факт что оптрон будет меньше жрать чем реле. Реле фирмы "Феникс контакт" от 3 мА.

[Falconist]

evergood, 3-й закон схемотехники: "Работает? И НЕ ДЫШАТЬ!!!"

[evergood]

Спасибо за такие раскрытые ответы) гальваноразвязка тут вообще ни при чем а дело в том что реле у прибора встроенное и при определенных условиях он им щелкает, а мк должен это засекать и обрабатывать, поэтому реле ничем заменить не получится, только что-либо дорабатывать