Использование эффекта Миллера во времязадающих RC-цепях. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Радиолюбителю-конструктору

 Комментарии к статье

В формирователях импульсов определенной длительности (таймерах, генераторах и т. д.) часто применяют времязадающие RC-цепи, работа которых основана на зарядке-разрядке конденсатора через резистор (рис. 1,а). На вход RC-цепи подают постоянное напряжение U0, и через резистор R1 начнется зарядка конденсатора С1, как показано на графике (рис. 1,б). При этом напряжение UC1 на конденсаторе С1 будет увеличиваться экспоненциально, а его значение в любой момент можно найти по формуле UC1(t)=U0(1 - e-t/R1-C1).

Следует отметить, что теоретически конденсатор никогда не зарядится до напряжения Uo поэтому принято определять время, в течение которого он зарядится до определенного значения. В качестве меры времени зарядки принята постоянная времени τ = R1·C1 - промежуток, в течение которого UC1 достигает значения Uo (1 - 1/е). При разрядке конденсатора процесс протекает в обратном порядке.

При построении генераторов, таймеров и других подобных устройств RC-цепь подключают к различным приборам-транзисторам, ОУ компараторам и т. д., которые так или иначе оказывают влияние на процесс зарядки-разрядки. Чтобы влияние было незначительным, ток, потребляемый этими приборами, должен быть, по крайней мере, в десять раз меньше зарядного тока конденсатора.

Для увеличения постоянной времени приходится либо выбирать конденсатор большей емкости, либо резистор большего сопротивления. В первом случае увеличиваются габариты конденсатора и ток утечки. Во втором - уменьшается зарядный ток, что приводит к увеличению влияния тока утечки конденсатора и подключенных приборов на постоянную времени.

Помочь в этой ситуации может эффект Миллера, суть которого заключается в следующем. Если в цепь отрицательной ОС усилителя напряжения (рис. 2) с коэффициентом усиления включить конденсатор емкостью С1, то эквивалентная емкость такой цепи будет в Кy раз больше: Сэкв = С1·Кy. В усилительных ступенях, особенно на высокой частоте, с этим эффектом приходится бороться, здесь же он может быть полезен.

Ток, протекающий через резистор R1, разветвляется на два: ток коллектора транзистора VT1 и зарядный ток конденсатора С1. При этом большая часть зарядного тока протекает через эмиттерный переход транзистора. Так как базовый ток транзистора в h21Э раз меньше тока коллектора (где h21Э - статический коэффициент передачи тока базы транзистора), то зарядный ток конденсатора будет примерно во столько же раз меньше тока через резистор R1.

В описанном узле следует применять транзистор с большим коэффициентом передачи, малым обратным током коллектора и способностью работать при малом коллекторном токе, например, КТ3102, КТ3130 с любыми буквенными индексами.

Для резистора R1 сопротивлением 300 кОм (с допуском ±2 %), танталового оксидного конденсатора номиналом 100 мкФ на напряжение 16 В (реальная емкость - около 120 мкФ) и транзистора КТ3130Б-9 экспериментально определенная постоянная времени оказалась равной 380 с. Те же элементы без транзистора обеспечивали постоянную времени 39 с. Таким образом, применение транзистора обеспечило увеличение постоянной времени примерно в 10 раз.

В качестве практического примера использования рассмотренного узла на рис. 3 изображена схема таймера, подключающего мощную нагрузку к источнику питания через определенный отрезок времени. В качестве управляемой "контактной пары" применен переключательный полевой транзистор VT2. Компаратор собран на ОУ DA1 с положительной ОС.

В начальный момент конденсатор С1 разряжен и на выходе ОУ будет напряжение, близкое к напряжению питания. Из-за этого полевой транзистор закрыт и нагрузка обесточена.

По мере зарядки конденсатора С1 напряжение на коллекторе транзистора VT1 увеличивается, и когда оно превысит напряжение на неинвертирующем входе компаратора, он переключится. Его выходное напряжение уменьшится почти до нуля - полевой транзистор откроется.

Для повторного запуска надо кратковременно нажать на кнопку SB1. С указанными на схеме типономиналами элементов время задержки равно примерно 10,5 мин (без транзистора VT1 - около 1 мин). Если транзистор заменить операционным усилителем с большим входным сопротивлением, время задержки можно увеличить еще больше.

Автор: И.Нечаев, г.Курск

Смотрите другие статьи раздела Радиолюбителю-конструктору.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Выращивание древесины без дерева 12.08.2022 Американские ученые из Массачусетского технологического института изобрели способ лабораторного выращивания древесины. Для этого исследователи сначала выделяют клетки из листьев молодых растений цинния изящная (Zinnia elegans). Клетки культивируют в жидкой среде в течение двух дней, затем переносят в среду на основе геля, которая содержит питательные вещества и два разных гормона. Регулировка уровня гормонов на этом этапе процесса позволяет исследователям настраивать физические и механические свойства клеток растений, которые растут в этом богатом питательными веществами бульоне. Затем раствор клеточной культуры выдавливают в определенную форму с помощью 3D-принтера и оставляют в темноте для инкубации в течение трех месяцев. В конце материал обезвоживается и отправляется для исследования. "Идея в том, что вы можете выращивать растительные материалы именно в той форме, которая вам нужна, без необходимости какой-либо механической обработкой, которая потребляет энергию и производит отходы", - рассказывают ученые. Ученые надеются, что с помощью их технологии в перспективе можно будет отказаться от вырубки деревьев ради изготовления деревянных изделий, что важно для сохранения экологии.

Другие интересные новости:

▪ Солнечный реактор производит водород и улавливает отходы

▪ Раны заживляются быстрее

▪ Искусственные эмбрионы, вызывающие беременность

▪ Получение энергии для аккумуляторов из геотермальной воды

▪ Электроприводная поливная катушка AP Machinebouw

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Шпионские штучки. Подборка статей

▪ статья Изготовление колес. Советы моделисту

▪ статья Какой химический элемент был получен как побочный эффект от попытки выделить золото из мочи? Подробный ответ

▪ статья Астильба китайская. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Соединение звездой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Миниатюрная ЧМ радиостанция диапазона 2 метра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026