2024年3月17日 星期日

光傳輸的處理電路原理_A型擴大機

搞懂A型擴大機原理之後
這個光傳輸的發射器電路圖就看得懂了

我們最後的負載會是IR_LED
因此一定要是直流訊號才行
A型擴大機剛好就符合這樣的特性
要功率還是要音質,就可以調整100K那支電阻的大小
100K是下限,再小下去音質就爛掉了
1M差不多是上限
就看大家如何取捨了
那前面那個8403要幹嘛?
這是D型擴大機,有機會再來說了

RC電路應用_A型擴大機

用電晶體處理一般放大電路很單純
但如果要處理音訊就有點麻煩了
因為一般音訊都是交流訊號
如果直接將音訊輸入B極
如以下電路示意


會有一半的的聲音不見



聽起來就像是斷斷續續地感覺
而且音訊的電壓必須大於0.7V才可以這樣作
一般音訊很少這麼高,若將音量開到最大
如上的圖形,橘線是原音訊,電壓約有1.28V
結果放大後(藍線),有一半的訊號不見了
而且原本的正弦波因為音量(電流)過大變成方波(電晶體飽和的時間)
這樣的聲音會失真
聽起來就像破音的感覺
因此要放大聲音是不能這麼做的
必須在進入B極前加上一個電容
如下電路示意


因為電容有通交隔直的功能
因此可以將交流訊號暫時存在電容中
在電壓反向時釋放出來
就可以把交流訊號拉成直流訊號
但還是有一個致命的缺點
那就是訊號會衰弱許多
如下圖所示
橘線是原始訊號
藍線是過電容後的訊號


不但失真(方波),振幅也變小許多
所以還是不行...

這時就要補上一個電流把振幅拉開才行
如下電路示意

這個電阻的大小很重要
因為音訊通常數百到數千赫茲
若電流補得太多(R較小),圖形還是會像方波
如下R為100K,音量開到最大
所以呈現方波



若音量開小一點,就會有漂亮的正弦波了

如果加大R的阻值(補充電流變小),音量一樣拉到最大
可以看到平坦(沒聲音)的部分變小,聲音就不會斷斷續續
R=560K



R=1M


如果再將輸入音量調小,R=1M
雖然損失一些振幅(功率)
但音質就可以不錯了

這就是所謂的A型擴大機電路
搞清楚來龍去脈後
我們直接輸入一個簡單的音訊來看看
橘線是原音訊,藍線是放大後的音訊
若輸入音量過大,部分聲音就會消失,且方波很明顯
如下圖


將輸入音量調小
整個波形就會很接近原始的樣子
而且電流放大許多,都是「正」的訊號




2024年3月10日 星期日

組合電路_logic circuit

單一個電晶體的控制學會之後
接下來就會進入組合電路( combinational circuit)
組合電路的經典當然就是邏輯電路(logic circuit)了
邏輯電路的概念在許多集成電路(IC)中都會出現
也是許多運算的基礎
雖然很煩,但這一關若能完全理解
任督二脈就算打通了
許多老師的解說都會從數學的概念來講
但實際電路如何接?真實世界會發生什麼事?
這些才是我們真正關心的

and和or簡單,其餘四種才是關鍵
花了好多時間終於完成了六個邏輯電路的連接方式
真的玩過的同好才會知道這張有多珍貴~~


實際輸出我們用LED來表現
但電晶體漏電的問題在組合電路中其實很難避免
因此B極的限流電阻至少要100K以上
受限於用LED來表現,Vcc也只能用3V左右
不然在某些情況下輸出會持續維持高電位
這些都是模擬不會出現的
實驗影片如下
and


Nand


or


Nor


Xor


XNor


2024年3月6日 星期三

高功率光傳輸集成

這也是為了某場研習量身訂做的版本
發射器從音源進來之後先經過8403的D型擴大機放大訊號
再通過10微法的電容過濾掉大部分的直流訊號後進入電晶體1的B極
進行第一次的訊號放大
然後再利用電晶體2作第二次放大
才能夠推動這個12V大功率的IR照明燈
電晶體1的電源和IR共用,但要經過7805分離
這樣才不會拉走IR的供電
但8403的電源就不能拉IR的12V來用
因為8403的輸出其中一端要和7805共地
但8403的輸出是獨立的
若共用電源就會變成輸出端和電源共地
這樣輸出功率會變得很小






發射的部分就比較簡單了
單純用多晶的太陽能板來接收IR訊號
再用LM386放大訊號
要注意的是太陽能接收板輸入LM386時要注意正負極




這樣搞完之後,幾乎相隔10公尺都能清楚收到訊號
真的是使命必達啊~~

2024年3月4日 星期一

維修手機腳架

這支手機支架是好夥伴慈玲的委託
她經常在活動的時候默默地架上手機幫我們紀錄
也算跟著她身經百戰了
當然一定要想辦法完成




支撐手機的塑膠部件斷裂
這是有受力的部分
加上可以著力的面積實在太小
如果只是用黏膠一定無法承受
因此先犧牲一小段橡膠
將斷裂的塑膠打上兩根迴紋針鋼條
另一部分先熔出兩個洞之後才能再用黏膠將兩個部分稍微固定



接下來還要在外部熔進兩根訂書針
兩個訂書針位置相對,這樣強度才夠
最後再用束帶熱熔補上塑膠








這樣就搞定了
測試了一陣子,還能承受內部強力彈簧的壓力
這樣應該就OK了

2024年2月12日 星期一

點火亮燈,吹氣滅燈

最近又有老師問我如何可以自學電子電路?
其實這件事以前就說過

所有的複雜電路其實都是從基本電路組合起來的
「模組化」學習這個概念放在電子學是非常有用且務實的
把每個常用或實用的模組電路完全弄懂
一定要完全弄懂,不是只會看著圖接
一塊一塊學,最後組合起來就可以
但組合起來會不會有BUG?
當然會,所以一定要懂每個模組電路原理才能除BUG
基本功很痛苦,但過了就很輕鬆了

這個有趣的電子蠟燭也是一個很好的案例
電容麥克風的原理
把這些原本就已經知道的東西組合起來
就是這個點火亮燈,吹氣滅燈的小玩具
先來看看效果
影片如下


基本上就是把4017的pin14用光電二極體和電容麥克風來控制
點火時,光電二極體接收到紅外線就會導通
4017的pin2輸出高電位導通線圈
線圈產生磁場吸住磁簧就會導通AC110V的外電路
蠟燭燈就亮了
反之
吹氣時,電容麥克風電位拉高
4047的pin14再次接收到高電位,就會循環回到pin3
蠟燭燈就滅了
連接蠟燭燈的AC電源
安全起見,加上一個電容來限制最大電流
也就是所謂的容抗降壓電路

所以這個小玩具其實只是個噱頭
就是之前吹氣燈的加強版而已
連續吹氣或點火,其實都可以控制明滅
那可不可以亮燈只能點火?
滅燈只能吹氣?
當然可以,之後再說了
電路圖如下









2024年2月10日 星期六

蠟燭燈的有趣現象

以前媽媽過年都會點一個約1個星期的鳳梨燈
有個明火沒人看顧其實滿危險的
後來買了一個蠟燭燈放在神明廳
說這樣比點蠟燭安全多了

這個蠟燭燈其實就是一個大功率的氖燈
仔細看會發現兩面金屬中間是沒東西的



高壓累積在金屬片上不定時導通兩側產生氣體放電
看起來就像是燭火般的不穩定閃爍



如果接上110V的直流電呢?
結果很有趣
左側金屬板接負極,右側接正極




右側金屬板接負極,左側接正極(左側光點是玻璃反光)
                                        



影片如下


仔細觀察會發現只有接負極的金屬板會明顯發亮
這樣可以說明電路中實際有能量的是電子嗎?
金屬板上累積到一定能量的電子才會放電
所以只有負極會發光
如果接上交流電
金屬板"原則上"就會隔1/120秒交換一次閃爍
當然肉眼是看不出頻率的

過年發現的有趣東西~~