Преобразование 27В в 3.3В

mickbell

А чем в этом качестве не устраивают R1 и R2? Вообще-то вопрос был аффтору последней схемы.
Раз уж пошёл об этом разговор, сформулирую теорему об эквивалентном генераторе, которую я уже упоминал, в несколько упрощённом виде.
Всякую цепь из источников напряжений и сопротивлений можно представить эквивалентным генератором, состоящим из одного источника напряжения и одного последовательного с ним сопротивления.
То есть оба резистора вполне можно представить одним. Они будут определять напряжение эквивалентного генератора, они же будут определять базовый ток. Напряжение холостого хода (то есть без нагрузки в виде базы) эквивалентного генератора определяется как напряжение источника, в вашем случае 24 В, ослабленное делителем в R2/(R1+R2) раз.

Реклама

Susanoo7

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4663086#p4663086"]А чем в этом качестве не устраивают R1 и R2? Вообще-то вопрос был аффтору последней схемы.
Раз уж пошёл об этом разговор, сформулирую теорему об эквивалентном генераторе, которую я уже упоминал, в несколько упрощённом виде.
Всякую цепь из источников напряжений и сопротивлений можно представить эквивалентным генератором, состоящим из одного источника напряжения и одного последовательного с ним сопротивления.
То есть оба резистора вполне можно представить одним. Они будут определять напряжение эквивалентного генератора, они же будут определять базовый ток. Напряжение холостого хода (то есть без нагрузки в виде базы) эквивалентного генератора определяется как напряжение источника, в вашем случае 24 В, ослабленное делителем в R2/(R1+R2) раз.[/uquote]

То есть рассчитав методом экв. генератора получим, что I = 27В / 11 кОм = 2,45 мА. Падение напряжения на R1 = I * R1 = 2,45 мА * 10 = 24,5В. Uср.т. = 27 - 24,5 = 2,5В. Или можно определить по формуле делителя напряжения, получится, что Uср.т. = 2,5В.

Тогда 2 резистора можно заменить одним, как: R1 || R2 = (10*1) / (10+1) = 0,9 кОм.

То есть весь делитель и питание 27В можно заменить на 2,45В и резистор в 900 Ом? Ну и обойтись без резистора на базе.

Реклама

planetcat

mickbell писал(а):вопрос был аффтору

в некоторых случаях позволяет выбрать большой ток делителя при ограничении на допустимом уровне тока базы (варианты ещё есть, и, как последний аргумент, что мне так больше нравится

)
+личка

mickbell

[uquote="Susanoo7",url="/forum/viewtopic.php?p=4663138#p4663138"]То есть рассчитав методом экв. генератора получим, что I = 27В / 11 кОм = 2,45 мА. Падение напряжения на R1 = I * R1 = 2,45 мА * 10 = 24,5В. Uср.т. = 27 - 24,5 = 2,5В. Или можно определить по формуле делителя напряжения, получится, что Uср.т. = 2,5В.[/uquote]Я несколько раз перечитал (оцените!), но так ничего и не понял. Что такое 10 кОм? 1 кОм - это, как я понимаю, сопротивление нижнего резистора делителя. Сопротивление верхнего на вашей схеме 20||10 = 6.67 кОм, сопротивление на схеме planetcat-а 20 кОм. Десять откуда? И ещё: вероятно, ваш расчёт ошибочен даже и с такими данными, но я хочу убедиться в том, что именно вы считали.

Добавлено after 1 minute 2 seconds:
[uquote="planetcat",url="/forum/viewtopic.php?p=4663154#p4663154"]в некоторых случаях позволяет выбрать большой ток делителя при ограничении на допустимом уровне тока базы[/uquote]Ну если есть обоснования, то я не против. Другое дело, что в этом случае лучше смотрится треугольник, нежели звезда.

Реклама

Огонёк

planetcat писал(а):в некоторых случаях позволяет выбрать большой ток делителя при ограничении на допустимом уровне тока базы

Ситуация начинает проясняться. Похоже, задача состоит в ускоренном нагреве атмосферы и увеличении энтропии Вселенной. Силы Зла осваивают электронику.

Реклама

Susanoo7

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4663167#p4663167"]Я несколько раз перечитал (оцените!), но так ничего и не понял. Что такое 10 кОм? 1 кОм - это, как я понимаю, сопротивление нижнего резистора делителя. Сопротивление верхнего на вашей схеме 20||10 = 6.67 кОм, сопротивление на схеме planetcat-а 20 кОм. Десять откуда? И ещё: вероятно, ваш расчёт ошибочен даже и с такими данными, но я хочу убедиться в том, что именно вы считали.[/uquote]

Извиняюсь... На своей схеме сменил верхний резистор на 10кОм, и уже по ней считал.

Тогда после моих расчетов получается такая схема:

Напряжение на базе в первом случае - 639,86мВ, во втором - 639,997мВ, что по идее говорит о правильности расчетов.

Реклама

mickbell

Тогда следующее задание, только без симулятора, сами считайте, потом можете проверить симулятором. Примем, что коллекторный ток транзистора начнёт возрастать при 400 мВ на базе. Определите, какое при этом напряжение должно быть на входе делителя.

Susanoo7

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4663186#p4663186"]Тогда следующее задание, только без симулятора, сами считайте, потом можете проверить симулятором. Примем, что коллекторный ток транзистора начнёт возрастать при 400 мВ на базе. Определите, какое при этом напряжение должно быть на входе делителя.[/uquote]

Определим по формуле делителя напряжения.

Uвых = Uвх * (R2/(R1+R2))

Тогда, 0,4В = Uвх * (1кОм/11кОм) --> 0.4В = Uвх * 1/11;

Uвх = 0.4В * 11 = 4,4В.

То есть при входном напряжении 4.4В на базе будет напряжение 400мВ.

mickbell

Правильно. Сами-то поняли, что сосчитали? Если да, то, я думаю, можете считать, что с этой темой справились. Можно вернуться к трём резисторам. Ту задачку тоже можно решать этим же методом. Или другими, их есть.

Susanoo7

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4663274#p4663274"]Правильно. Сами-то поняли, что сосчитали? Если да, то, я думаю, можете считать, что с этой темой справились. Можно вернуться к трём резисторам. Ту задачку тоже можно решать этим же методом. Или другими, их есть.[/uquote]

С той темой с 3 резисторами, полагаю, разобрался, понял как находится потенциал этой средней точки, благодаря вашему пояснению про эквивалентный генератор и благодаря рисунку, который мне приложили в той теме.

Только вот остался вопрос по этой теме. Я же делителем напряжения уменьшаю входное напряжение, и это напряжение идет на базу транзистора. То есть я могу задать какой-то порог открытия транзистора. Но за счет чего будет происходить преобразование 27В в 3.3В в данной схеме?

mickbell

За счёт как бы самостоятельного функционирования коллекторной цепи. Коллекторный резистор питается напряжением 3 В. Если на базу со входа не приходит ничего, то транзистор находится в режиме отсечки, иными словами, он закрыт, и ток через коллектор практически не идёт. Значит, что? Значит, через коллекторный резистор все эти 3.3 В поступают на вход чего-то там as is, практически без изменения. А вот если на вход делителя подать все 27 В... А что тогда будет? Пока что предлагаю этот момент разобрать самостоятельно. Если не получится, вернёмся к нему. Но я это сделаю только завтра, тут у меня уже поздно. А у вас есть время - вся ночь.

Susanoo7

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4663300#p4663300"]За счёт как бы самостоятельного функционирования коллекторной цепи. Коллекторный резистор питается напряжением 3 В. Если на базу со входа не приходит ничего, то транзистор находится в режиме отсечки, иными словами, он закрыт, и ток через коллектор практически не идёт. Значит, что? Значит, через коллекторный резистор все эти 3.3 В поступают на вход чего-то там as is, практически без изменения. А вот если на вход делителя подать все 27 В... А что тогда будет? Пока что предлагаю этот момент разобрать самостоятельно. Если не получится, вернёмся к нему. Но я это сделаю только завтра, тут у меня уже поздно. А у вас есть время - вся ночь.

[/uquote]

То есть если немного переставить светодиод, то ток на него не будет идти при 27В, так как транзистор будет открыт и представлять собой маленькое сопротивление.

Если подать 4В, то транзистор закрыт и ток пойдет на светодиод по пути наименьшего сопротивления, потому что закрытый транзистор представляет собой большое сопротивление.

Поэтому, мы можем повысить резистор делителя, например, до 50кОм, тогда при таком делителе и напряжение на входе 27В транзистор будет закрыт и ток пойдет на какую-то нагрузку (в данном случае светодиод), и тем самым будет реализовано преобразование 27В в 3.3В с использованием транзистора.

Если я правильно понял ваш посыл.

planetcat

Susanoo7 писал(а):повысить резистор делителя, например, до 50кОм, тогда при таком делителе и напряжение на входе 27В транзистор будет закрыт

в чём твоя логика ? получается, что транзистор будет закрыт всегда при любом напряжении входа от 0 до 27
делитель можно рассчитать, напр., на 15 В приблизительного порога срабатывания, т.е. в зоне входного сигнала
напряжение на базе открытого кремниевого транзистора около 0,6-0,7 В и зависит от температуры, поэтому о точности срабатывания особо говорить не приходится, только приблизительно, а для более точной установки порога срабатывания используются компараторы, там точность начнётся от 5 мВ (умноженные на Кдел)

mickbell

[uquote="Susanoo7",url="/forum/viewtopic.php?p=4663541#p4663541"]То есть если немного переставить светодиод, то ток на него не будет идти при 27В, так как транзистор будет открыт и представлять собой маленькое сопротивление.[/uquote]Да.
[uquote="Susanoo7",url="/forum/viewtopic.php?p=4663541#p4663541"]Если подать 4В, то транзистор закрыт и ток пойдет на светодиод по пути наименьшего сопротивления, потому что закрытый транзистор представляет собой большое сопротивление.[/uquote]В принципе верно, но от одной распространённой ошибки я должен вас уберечь. Имеется в виду заявление, что ток идёт по пути наименьшего сопротивление. Как можно скорее забудьте эту ересь! На самом деле ток идёт по всем путям, которые для него существуют, в том числе и через закрытый транзистор - то есть по пути наибольшего сопротивления. Ток совсем небольшой, но он есть.
[uquote="Susanoo7",url="/forum/viewtopic.php?p=4663541#p4663541"]Поэтому, мы можем повысить резистор делителя, например, до 50кОм, тогда при таком делителе и напряжение на входе 27В[/uquote]Сделать-то так можно, вот только смысла в этом деянии не будет. Потому что, сколько ни подавай вольт на вход этого устройства, на выходе ничего не изменится. У вас есть, насколько я помню, входной сигнал с низким уровнем 0 В и высоким 27 В, вам из него надо получить сигнал с низким уровнем 0 В и высоким уровнем 3.3 В. Ну так вы это уже сделали.
[uquote="Susanoo7",url="/forum/viewtopic.php?p=4663541#p4663541"]транзистор будет закрыт и ток пойдет на какую-то нагрузку (в данном случае светодиод), и тем самым будет реализовано преобразование 27В в 3.3В с использованием транзистора.
Если я правильно понял ваш посыл.[/uquote]Боюсь, неправильно. На самом деле мы тут не преобразовываем напряжение 27 В в напряжение 3.3 В - это делают совсем другие устройства и совсем в других случаях. Здесь мы говорим о преобразовании уровня сигнала. То есть из сигнала с уровнями 0 В и 27 В мы получаем сигнал с уровнями 3.3 В и 0 В. Вот так говорить будет корректно. И, как я понимаю, вам надо именно это.
На закуску. Если вы считаете, что напряжение 4 В, ниже которого сигнал считается низким, а выше - высоким, надо бы увеличить - это можно, только не слишком. Например, до 15 В, как предложил planetcat.

Susanoo7

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4663547#p4663547"]Боюсь, неправильно. На самом деле мы тут не преобразовываем напряжение 27 В в напряжение 3.3 В - это делают совсем другие устройства и совсем в других случаях. Здесь мы говорим о преобразовании уровня сигнала. То есть из сигнала с уровнями 0 В и 27 В мы получаем сигнал с уровнями 3.3 В и 0 В. Вот так говорить будет корректно. И, как я понимаю, вам надо именно это.
На закуску. Если вы считаете, что напряжение 4 В, ниже которого сигнал считается низким, а выше - высоким, надо бы увеличить - это можно, только не слишком. Например, до 15 В, как предложил planetcat.[/uquote]

Тогда я, наверное, не совсем понял роль делителя напряжения в этой схеме.

То есть при 0В на входе мы получаем 3.3В на выходе с коллектора. При 27В на входе получаем 0В с коллектора.

Но я же могу сделать такую схему, без делителя, и получу по идее тоже самое, разве нет?

То есть вся суть делителя в этом случае, что я просто могу поднять им пороговое значение открытия транзистора (то есть напряжение до которого будет считаться, что на входе 0В. Например, как в прошлых схемах 4В - считаем за низкий уровень, то есть 0В)?

planetcat

оно-то так, только желательно базу в воздухе не бросать, если сигнал идёт обрывом цепи (+ наводки на линию могут давать ложное открытие транзистора, поэтому делитель предпочтительнее)

mickbell

[uquote="Susanoo7",url="/forum/viewtopic.php?p=4663563#p4663563"]Но я же могу сделать такую схему, без делителя, и получу по идее тоже самое, разве нет?[/uquote]Я против. В модели оно будет работать, а в реальности? Я уже говорил вам, что коэффициент передачи тока транзистора, на котором у вас основывается классификация сигнала на низкий и высокий, зависит от многих факторов. В результате стабильно такая схема работать не будет. Делитель полезен именно тем, что можно рассчитать порог и получить его в реальном устройстве приблизительно совпадающий с расчётным. Вообще, подбирать номиналы резисторов, а тем более транзисторы по измеренным параметрам, есть сугубый моветон и такой подход на мой взгляд не имеет права на существование. Ну и про висящую базу вам уже сказали.

Susanoo7

[uquote="mickbell",url="/forum/viewtopic.php?p=4663571#p4663571"][uquote="Susanoo7",url="/forum/viewtopic.php?p=4663563#p4663563"]Но я же могу сделать такую схему, без делителя, и получу по идее тоже самое, разве нет?[/uquote]Я против. В модели оно будет работать, а в реальности? Я уже говорил вам, что коэффициент передачи тока транзистора, на котором у вас основывается классификация сигнала на низкий и высокий, зависит от многих факторов. В результате стабильно такая схема работать не будет. Делитель полезен именно тем, что можно рассчитать порог и получить его в реальном устройстве приблизительно совпадающий с расчётным. Вообще, подбирать номиналы резисторов, а тем более транзисторы по измеренным параметрам, есть сугубый моветон и такой подход на мой взгляд не имеет права на существование. Ну и про висящую базу вам уже сказали.[/uquote]

Как вы писали, на коэффициент передачи тока влияют температура, сам транзистор, коллекторный ток. То есть из-за этого, как я понимаю, нельзя использовать один резистор на базе, и приходится использовать именно делитель. Также вы писали, что напряжение база-эмиттер меньше подвергается внешним влияниям. То есть мне нужно влиять именно на напряжение базы транзистора, благодаря делителю напряжения, нежели одним резистором на базе влиять на ток коллектора.

То есть, я могу задать делителем, например, что до 2В на входе у меня все будет считаться низким уровнем (0В) и с коллектора будут идти 3.3В (высокий уровень), свыше 2В - высоким (27В) и с коллектора будет идти 0В (низкий уровень). Так выходит?

И про висящую базу транзистора: как я понял, чтобы она не висела, мы используем резистор на 1кОм между базой и эмитером, который идет в землю. Оставлять в воздухе ее нельзя, так как транзистор может не закрыться и через него может потечь ток + наводки, про которые написали.

Николай_С

[uquote="Susanoo7",url="/forum/viewtopic.php?p=4663585#p4663585"]То есть, я могу задать делителем, например, что до 2В на входе у меня все будет считаться низким уровнем (0В) и с коллектора будут идти 3.3В (высокий уровень), свыше 2В - высоким (27В) и с коллектора будет идти 0В (низкий уровень). Так выходит?[/uquote]Нет не выходит. Вы забываете про линейный режим работы транзистора, который по-вашему начнётся от 2 В на входе, а вот где закончится - посчитайте сами.

mickbell

Во всяком случае при входном напряжении 27 В транзистор точно уйдёт в насыщение, а при околонулевом - в отсечку. Линейный режим будет в некотором диапазоне входных напряжений, ими пренебрегаем.
Если ТС скажет, что не хочет пренебрегать линейным режимом, то придётся ему изучать предмет дальше.