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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Многоразовый лед для продуктов 04.04.2025 Британские исследователи из университетов Лидса, Глазго и Эдинбурга представили инновационного миниробота, способного совершить прорыв в диагностике рака кишечника - одного из самых распространенных онкологических заболеваний в мире. Новое устройство обещает сделать обследование более точным, комфортным и менее инвазивным. Миниробот, выполненный в форме раковины мидии, передвигается по пищеварительному тракту пациента, управляемый снаружи с помощью магнитного поля. Он оснащен технологией высокоточного 3D-сканирования, что позволяет детально изучать слизистую оболочку толстой кишки и выявлять малейшие патологические изменения на ранних стадиях заболевания. В будущем ученые планируют расширить его функционал, добавив возможность целевой доставки лекарств непосредственно в пораженные участки кишечника. Разработка создана с использованием технологии 3D-печати, что делает ее относительно недорогой и доступной для массового производства. Испытания на животных, в частности на свиньях, уже показали успешные результаты. Следующий шаг - клинические исследования на людях, которые планируется начать в 2025 году. Компактные размеры робота позволяют использовать его не только для диагностики кишечника, но и для исследования желудка и пищевода. Это может значительно сократить необходимость в традиционных биопсиях, ускорить постановку диагноза и снизить стоимость обследований. Одним из главных преимуществ технологии является минимальный дискомфорт для пациента. Особенно актуальной эта разработка может стать для женщин, которым стандартная колоноскопия зачастую причиняет больше неприятных ощущений. Новый метод делает процедуру менее болезненной и более щадящей. Благодаря сочетанию передовых технологий и удобства использования, миниробот может стать важным инструментом в гастроэнтерологии, повысив доступность диагностики и улучшив прогнозы лечения пациентов с заболеваниями желудочно-кишечного тракта.

Другие интересные новости:

▪ С точки зрения собаки

▪ Беспроводные наушники LG Tone Free FP

▪ Малопотребляющий инструментальный усилитель INA828

▪ Медузы как удобрение

▪ Баня у индейцев майя

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы первой медицинской помощи (ОПМП). Подборка статей

▪ статья Сигнализатор пороговых скоростей дельтаплана. Советы моделисту

▪ статья Проходит ли Солнце через 12 зодиакальных созвездий? Подробный ответ

▪ статья Таран альпийский. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Ремонтируем блока питания компьютера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Источник питания для трансивера из компьютерного БП. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026