Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Dział poświęcony nielampowym urządzeniom, układom i elementom "retrotechnicznym"

Moderatorzy: gsmok, Romekd, tszczesn

Awatar użytkownika
AZ12
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3885
Rejestracja: ndz, 6 kwietnia 2008, 15:41
Lokalizacja: 83-130 Pelplin

Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: AZ12 » pn, 15 stycznia 2018, 16:11

Witam

Woltomierze analogowe są proste, tanie, jednak mają niską rezystancję. Można rozwiązać ten problem przez zastosowanie wzmacniacza na tranzystorze polowym J-Fet, który ma dużą rezystancję wewnętrzną. Na poniższym schemacie zastosowano popularny niegdyś na zachodzie tranzystor 2N3819, jednak nie jest obecnie produkowany. Posiadam kilka sztuk nowych tranzystorów BF247AR więc pomyślałem o ich zastosowaniu. Wiem, że są woltomierze cyfrowe na słynnym ICL7107 i inne, ale chcę to zrobić dla sportu.
Załączniki
Woltomierz z tranzystorem polowym.jpg
Schemat woltomierza
Ratujmy stare tranzystory!

Awatar użytkownika
tszczesn
moderator
Posty: 9599
Rejestracja: wt, 12 sierpnia 2003, 09:14
Lokalizacja: Otwock
Kontakt:

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: tszczesn » pn, 15 stycznia 2018, 21:36

Działać będzie, ale mam wrażenie, że trzeba go będzie skalować dla każdego tranzystora oddzielnie, bo ich nachylenie charakterystyki jednak się od siebie trochę różni. No i nie wiem jak z pływaniem zera z temperaturą. Dodałbym jeszcze równolegle do wejścia dużą oporność, np.10MΩ, bo brama wisząca w powietrzu jakoś mnie nie przekonuje.

Awatar użytkownika
AZ12
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3885
Rejestracja: ndz, 6 kwietnia 2008, 15:41
Lokalizacja: 83-130 Pelplin

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: AZ12 » śr, 17 stycznia 2018, 09:35

Witam ponownie

Układ z rysunku C został zmodyfikowany przez zmianę rezystorów, R2 i potencjometr polaryzacji bramki zostały został zmienione na 1kΩ. Rezystor R4 ma wartość 3,3kΩ plus potencjometr cermetowy 680Ω. Rezystor bramki został dodany, ma wartość 2,2MΩ. Ustrój pomiarowy 150uA plus rezystor 6,8kΩ. Miernik zadziałał. Zastanawiam się nad dodaniem układu TL431 w miejsce potencjometru regulacji zera, powinno to poprawić liniowość i zmniejszyć pływanie zera.
Ratujmy stare tranzystory!

Awatar użytkownika
tszczesn
moderator
Posty: 9599
Rejestracja: wt, 12 sierpnia 2003, 09:14
Lokalizacja: Otwock
Kontakt:

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: tszczesn » śr, 17 stycznia 2018, 12:08

A zero pływa z powodu niestabilności tego dzielnika? IMO idealnie stabilne to powinno być napięcie zasilające i temperatura tranzystora, bo to bardziej wpływa na zero.

Tomek Janiszewski
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3207
Rejestracja: śr, 19 listopada 2008, 15:18

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: Tomek Janiszewski » śr, 17 stycznia 2018, 13:07

tszczesn pisze:
śr, 17 stycznia 2018, 12:08
A zero pływa z powodu niestabilności tego dzielnika? IMO idealnie stabilne to powinno być napięcie zasilające i temperatura tranzystora, bo to bardziej wpływa na zero.
A przede wszystkim - nie ma sensu katować się aż tak usiłując opanować wzmacniacz/wtórnik z pojedynczym FET-em. To nie te czasy gdy takie tranzystory były rarytasami zdobywanymi na lewo. Jeżeli nie ma się fabrycznie dobranej pary FET-ów - można lepiej lub gorzej dobrać parę o w miarę zbliżonych parametrach spośród kilkunastu a nawet kilku sztuk i wykorzystać ją w układzie zrównoważonym. Może to być różnicowy wtórnik zawierający wszystkiego dwa tranzystory i dwa rezystory, albo też pojedynczy wtórnik z obciążeniem źródłowym wykonanym na drugim tranzystorze. W jednym i drugim przypadku zero na wejściu będzie odpowiadać zeru na końcówkach woltomierza, tylko liniowość w tym drugim rozwiązaniu będzie nieco gorsza (z uwagi na brak kompensacji nieliniowości drugiego rzędu).
Akurat na dniach zbudowałem taki miernik, na potrzeby amplitunera FM którego zadaniem jest wskazywać zero na wyjściu detektora stosunkowego. Sam miernik magnetoelektryczny miał niestety zbyt małą prądową i nadmiernie obciążałby detektor. Użyłem samodzielnie dobranej pary 2N4393, parametrami całkiem zbliżonych zresztą do BF247, tylko w jedynie słusznej metalowej obudowie TO-18.
Ostatnio zmieniony śr, 17 stycznia 2018, 22:02 przez Tomek Janiszewski, łącznie zmieniany 1 raz.


Tomek Janiszewski
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3207
Rejestracja: śr, 19 listopada 2008, 15:18

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: Tomek Janiszewski » śr, 17 stycznia 2018, 13:16

AZ12 pisze:
śr, 17 stycznia 2018, 09:35
Zastanawiam się nad dodaniem układu TL431 w miejsce potencjometru regulacji zera, powinno to poprawić liniowość i zmniejszyć pływanie zera.
Nic podobnego. Woltomierz będzie nadal niestabilny, bowiem nieliniowość oraz niestabilność pojedynczego wtórnika na FET nie zostanie niczym skompensowana. Już nie mówiąc o tym że angażowanie stabilizatora scalonego w tak prymitywnym układzie przypominałoby instalowanie klimatyzacji oraz GPS na konnej furmance :oops:

Awatar użytkownika
przemak
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 868
Rejestracja: śr, 18 kwietnia 2007, 22:14
Lokalizacja: Poznań
Kontakt:

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: przemak » pt, 19 stycznia 2018, 00:52

Albo para różnicowa, albo po prostu operacyjny, taniej niż para fetów. No chyba, że dla sportu, to wtedy lepiej na TG3A ;)

Tomek Janiszewski
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3207
Rejestracja: śr, 19 listopada 2008, 15:18

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: Tomek Janiszewski » pt, 19 stycznia 2018, 11:32

przemak pisze:
pt, 19 stycznia 2018, 00:52
Albo para różnicowa, albo po prostu operacyjny, taniej niż para fetów
Jak zrozumiałem Autora - jego celem było wykonanie woltomierza nie zawierającego scalonego wzmacniacza operacyjnego. Ale w takim razie niekonsekwencją byłoby stosowanie scalonego źródła napięcia odniesienia.
No chyba, że dla sportu, to wtedy lepiej na TG3A ;)
Jeszcze lepsze byłyby TG3F :P

Awatar użytkownika
AZ12
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3885
Rejestracja: ndz, 6 kwietnia 2008, 15:41
Lokalizacja: 83-130 Pelplin

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: AZ12 » pt, 19 stycznia 2018, 11:46

Witam
Tomek Janiszewski pisze:
pt, 19 stycznia 2018, 11:32
Jak zrozumiałem Autora - jego celem było wykonanie woltomierza nie zawierającego scalonego wzmacniacza operacyjnego. Ale w takim razie niekonsekwencją byłoby stosowanie scalonego źródła napięcia odniesienia.
Celem było wypróbowanie prostego układu elektronicznego, który można zbudować w pająku. Schemat ściągnąłem kilka lat temu z forum Elektrody. Wiele układów pochodzących z tamtych czasów może nie zadziałać poprawnie ze współczesnymi elementami, czego przykładem jest słynna książka J. Wojciechowskiego "Nowoczesne Zabawki".

Układ scalony TL431 jest niewiele młodszy niż przedstawione w temacie tranzystory J-FET, narodził się w 1976 roku w amerykańskiej firmie Texas Instruments.
Ratujmy stare tranzystory!

Awatar użytkownika
przemak
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 868
Rejestracja: śr, 18 kwietnia 2007, 22:14
Lokalizacja: Poznań
Kontakt:

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: przemak » pt, 19 stycznia 2018, 12:45

Tomek Janiszewski pisze:
pt, 19 stycznia 2018, 11:32
Jeszcze lepsze byłyby TG3F :P
Najlepsze ASY 34-37 ;)

Tomek Janiszewski
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3207
Rejestracja: śr, 19 listopada 2008, 15:18

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: Tomek Janiszewski » pt, 19 stycznia 2018, 13:28

AZ12 pisze:
pt, 19 stycznia 2018, 11:46
Wiele układów pochodzących z tamtych czasów może nie zadziałać poprawnie ze współczesnymi elementami, czego przykładem jest słynna książka J. Wojciechowskiego "Nowoczesne Zabawki".
Poprawnie skonstruowane układy cechują się tym że działają na elementach lepszych niż oryginalne. "Słynna" książka, podobnie jak i inne dzieła tego autora stanowią dowód jego marnego poziomu wiedzy.
Układ scalony TL431 jest niewiele młodszy niż przedstawione w temacie tranzystory J-FET, narodził się w 1976 roku w amerykańskiej firmie Texas Instruments.
W tamtych czasach istniały już od dawna bardzo liczne, przydatne do zastosowania w woltomierzu analogowym wzmacniacze operacyjne. Nie tylko nieśmiertelne MAA502 czy uA741, ale i precyzyjne uA725, super-beta LM108 czy wreszcie z wejściem JFET uA740. Nie ma zatem żadnego racjonalnego uzasadnienia aby sięgać po element nowszy, a w rezultacie uzyskać coś co jest bez porównania gorsze.

Awatar użytkownika
przemak
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 868
Rejestracja: śr, 18 kwietnia 2007, 22:14
Lokalizacja: Poznań
Kontakt:

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: przemak » pt, 19 stycznia 2018, 21:49

Jak już to już:
vvv.jpg

Awatar użytkownika
kaem
625...1249 postów
625...1249 postów
Posty: 1042
Rejestracja: sob, 27 listopada 2004, 20:06
Lokalizacja: 83-200

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: kaem » pt, 19 stycznia 2018, 23:58

Mam radziecki multimetr tranzystorowy z lat 80., niestety rozsypał się rezystor posobniczy w najniższym (najczęściej używanym) zakresie omomierza. Zastąpiłem go zwykłym rezystorem nastawnym, ale wiadomo że to kaleka proteza.
Odkręcę kurek lub kupię sznurek.

Tomek Janiszewski
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3207
Rejestracja: śr, 19 listopada 2008, 15:18

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: Tomek Janiszewski » sob, 20 stycznia 2018, 13:33

przemak pisze:
pt, 19 stycznia 2018, 21:49
Jak już to już:

vvv.jpg
To już dno kompletne. Tranzystor wykorzystuje się tu w roli wzmacniacza prądowego (źródła prądowego sterowanego prądem). Jego transmitancja - to h21E, ale ten współczynnik nie tylko zależy od egzemplarza tranzystora, ale i zmienia się silnie wraz z temperaturą, a także prądem kolektora oraz napięciem kolektor-emiter. Wywołuje to nie tylko konieczność indywidulanego zestrajania układu przy zastosowaniu przypadkowego tranzystora, ale i sprawia że wskazania pływają przy zmianach temperatury a skala staje się nieliniowa. Poprawnie skonstruowane mierniki wykorzystujące tranzystory bipolarne a oparte na strukturze innej niż wzmacniacz objęty ogólnym silnym USZ (operacyjny) działają na zasadzie wzmacniacza napięciowego, którego rolę pełnić może wtórnik emiterowy (źródło napięciowe sterowane napięciem) lub wzmacniacz w układzie wspólnego emitera z lokalnym USZ w postaci rezystora emiterowego (źródło prądowe sterowane napięciem). Wzmocnienie prądowe nie gra wówczas zauważalnej roli, ma być tylko dostatecznie duże. Układ na FET (rozpoczynający temat) spełniał przynajmniej powyższy warunek, ale i jego dyskwalifikuje brak zrównoważenia. Ciekawe skąd bierzecie takie knoty. Z "Nowoczesnych zabawek" czy z "Elektroniki dla wszystkich? :oops:

Awatar użytkownika
AZ12
3125...6249 postów
3125...6249 postów
Posty: 3885
Rejestracja: ndz, 6 kwietnia 2008, 15:41
Lokalizacja: 83-130 Pelplin

Re: Woltomierz z tranzystorem J-Fet

Post autor: AZ12 » sob, 20 stycznia 2018, 13:47

Witam

Układ powstał w czasach kiedy w Polsce (lata 60) wzmacniacze operacyjne nie były produkowane, a więc niedostępne dla radioamatorów. Gdyby zastosować tranzystor krzemowy to można by zrobić z tego termometr. W "Nowoczesnych Zabawkach" można znaleźć podobny układ z diodą DOG58 włączoną w obwód bazy tranzystora TG3A w celu umożliwienia pomiaru napięć przemiennych. Zasilany był z pojedynczej baterii cynkowo-węglowej o napięciu 1,5V.
Ratujmy stare tranzystory!

ODPOWIEDZ