雙穩態自保持電路的測量

回到之前的雙穩態自保持電路的解析

Q1、Q3無法同時通路就是這個自保持能夠運作的關鍵

我們將Q1和Q2的C極換成LED

就可以觀察這兩個電晶體的導通情形

從影片可以看出來

Q1和Q3無法同時導通

如果Q3導通，這時拆下Q2的LED讓Q2斷路

對Q3的LED也沒有影響

但如果拆下Q1的LED

Q3就失去B極電流的來源，LED就滅了

那為何Q1和Q3無法同時導通呢？

我們將電路簡化只留下Q1和Q3

Q3的B極和Q1的C極是共用正極的

這個接法就是關鍵

因為當Q1的CE極開通時

NPN內部電子的分佈已經完全崩潰

也就是說，這時NPN相當於一個完全的導體

但Q3的BE極要開通卻還是需要0.7V的電壓

因為BE極的本質還是一個PN結

因此當Q1導通時

幾乎沒有電流會通過Q3，當然LED就不亮了

我們在Q1和Q3之間用一條1M的電阻來截取信號

在不送電的時候，示波器顯示的Vrms約在2mV(背景雜訊)

當Q1不導通時，LED亮

這時示波器顯示的Vrms有821mV，表示Q3的B極有0.821微安的電流通過

但如果導通Q1

示波器顯示回2mV，也就是幾乎沒有任何電流通過Q3了

這樣的電路組合其實很常出現在電路板中

怎麼用？以後再說了

雙穩態自保持電路

搞清楚雙穩態電路之後

坤隴老師提供的這個自保持電路就很厲害了

這才是本科會用的方式

不像我們自己胡搞的電路

實際測試的結果很穩定

如下影片

電路怎麼跑的呢？(這才是重點)

一定要先搞懂雙穩態才行(可以參考這篇)

原則上Q1和Q2在開關的控制下只有一隻會通

當Q1不通時，電流走向如紅線

Q3  B極有足夠的電流開通，LED當然會亮

但如果Q1開通，因為Q1  C極和Q3  B極共用電路(這個很重要)

NPN的CE兩端是不等價的

因此當C極開通，B極的電流會非常小

小到無法開通電晶體

因此LED就不亮了(如黑線走向)

這個不等價的概念在電晶體電路中是很重要的

之後再用一篇實驗來說明吧

雙穩態電路

日前分享了一個自保持電路

我的目的是要單鍵觸發後(不是固定開關喔)讓電晶體維持飽和通路

再單鍵觸發後斷路

這樣才能符合目前許多電器的觸發方式

最簡單的方法是用FET，可以看這篇

但用電晶體有其他的目的和功能，這以後再說

感謝苗栗劉坤隴老師的指導

分享了另一個雙穩態的電路

電路圖如下

原始分享資料在這裡

https://www.facebook.com/groups/370604030059699/posts/1613003675819722/?__cft__[0]=AZWgJ_9NErNwf1WT0rIn3Kvu05-7BGrlbU8ypsv9Sv66me5dwvUJYBqqJm1RPjDBO7ElMmYwgJC5NiF15TWATQhkfP_IQz8-_PPlocAFXlUu9MEyuFWZ_Nzz7L55mexlxwC4vkN9Gk47TTjaNYBnuwn3L2Tfza75m04DX8IVsF_9B0JWGAsyjWwsZKAshvS7758&__tn__=%2CO%2CP-R

但總覺得怪怪的...

這兩個輕觸開關可以當作LED的ON和OFF嗎？

研究了一下

我改成如下的電路

用兩個LED觀察兩端的通斷路狀態

R1電阻大於R1'，這樣就能從LED亮度看出是哪條電路的影響

兩組電路是對稱的，阻值也都相同

實際操作之後發現，一上電兩個LED都會亮

從電路分析也是如此

Q1的B極電流從LED2經由R2過來

當然通電就亮

但如果將A接頭接上高電位(正極)

Q1的B極電流就會從R1'提供，且會讓LED2兩端等電位

LED2就滅了

因為R1'電阻小於R1，所以LED1明顯亮了許多

若將A接上低電位(負極)

Q1的B極電位會被拉低，Q1就不通了(不亮)

但Q2的B極仍有電流從LED1經R1來提供

所以LED2會維持原本的亮度(狀態)

那LED1為什麼不亮？

因為LED1的迴路是通過Q2的BE極，電流太小了

同樣的如果操作B接頭

LED2也會有相同的結果

影片如下

事實證明...自己要的電路還是要自己解決

自保持電路

很多人問我電子電路怎麼學？

其實我是完全沒資格回答這個問題的...

我沒有上過任何一堂正統的電子學

也沒看過任何一本真正的電子學教科書

完全都是從實戰中的自學

遇到問題就google

要整合google正確和不正確的訊息才是真正的挑戰

但這幾年下來總有一些心得

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

(其實是迎接另一個痛苦的開始)

這個自保持電路也是很好用的模組

雖然用FET就可以達到相同的效果

但有時就是需要用電晶體來設計整體的電路

那就沒得選擇了

總之，武器沒人嫌多的

電路圖

重點在NPN通了之後

利用一條大電阻拉低C極出來的電位後輸入PNP的B極

PNP導通後，EC極的電流再灌回NPN的B極

這樣就會自保持了

要OFF就再拉高PNP的B極電位即可

影片

馬蓋先的時鐘_進階版

之前搞的馬蓋先時鐘

既然原理通了

那就能有更多的變化

原本測試想法只用市電Hz來做實驗

那可否自己來做一個可調的交流頻率當作計時的振源呢？

理論上當然是可以的

RC震盪電路是最簡單的方法

電路圖如下

慢慢調整RC的搭配，就可以調出所要的0.5Hz

就可以驅動時鐘了

覺得人生太快就調慢一點

覺得想快快長大就調快一點

(雖然沒什麼意義~~)

影片如下

但實際上很少有廠商這麼做

因為RC的阻值和容值是會隨時間改變的

到時候就會越來越不準

不如直接用市電的60Hz來計時還比較準(事實上真的有這樣的計時器)

但這樣的想法(做法)確實可以啟發出許多不同的思考點

應該會有第三集~~

馬蓋先的時鐘

在馬蓋先水銀炸彈那集(絕對是經典之一)有許多有趣的科學

當然不可能當作教科書來讀

馬蓋先給的不是百分百的科學知識(人家又不是教育節目~~)

而是一種科學的思考模式，一種問題解決的思路，一種應用科學的態度

硬要去調侃裡面的科學實在是無聊至極(至少對我們這種忠誠的馬迷就是如此)

裡面的主角要解開其中一個利用計時才能開鎖的關卡

他很快想到利用增加電壓來加速石英鐘

這可以嗎？

基本一般上石英鐘是用一個晶振當作計時器

這個晶振透過IC計數，輸出一個較低頻率的交流電訊號輸入一組交流感應馬達

馬達收到訊號後帶動轉子再透過齒輪改變時針、分針、秒針的轉速

這個交流馬達的鐵芯兩邊不等價，因此磁場會產生微微的斜向分力

讓指針只能順時針旋轉

實測這組石英鐘

起振的頻率為0.5Hz

晶振有一個固定的頻率，理論上電壓確實會改變晶振的頻率

但其實影響並不大，至少要像影片加速成這樣是不可能的

我們實際測試，如下影片

基本上從1.5上升到3V左右

秒針的速度並沒有增為兩倍速

反而在電壓超過3V時啟動保護裝置不起振了

那要怎樣才能真正加速石英鐘呢？

那就要直接對交流馬達下手了

我們拆開將交流馬達的輸入端引出

再斷開原本的電路

手邊方便的交流電只有市電的60Hz

降壓後再通過1k的電阻限流，再輸入交流馬達

時鐘就飛快加速了~~

但這時因為電壓太高

原本的不等價鐵芯無法發揮功能

所以會隨機的正轉或反轉

只要輕觸幾次就可以選擇你要的轉向

這樣就能成功開鎖了~~

簡易LED電源

修過無數個LED燈

發現每個廠家的電源設計差異很大

這也會反應在價錢和使用時間上

好一點的會用開關電源

次級一點就用電感BUCK降壓

再更省一點就用容抗降壓

這個LED燈是用BUCK降壓的電路

這種電路通常都是輸出高壓直流電

LED燈板用串聯的模式

實際用高壓電源測為70V

高壓電路的測量方法可以參考這篇

電源板也不想修了

重新配一個容抗降壓(穩流)的電源給她

之後當作實驗的測試用電器就好

用個一個1微法的CBB電容

橋式整流和穩壓電容拆廢棄板來用

進入之前先過0.5A的保險

兩個電容也給她並上一條560k的放電電阻

才不會不小心電到自己

做好像這樣

實測功率約1-2W(原本燈板額定功率約9W)

這種電源高低壓沒有隔離

最好將電路絕緣，不然很容易觸電的