Objašnjeni osnovni elektronički krugovi - Vodič za elektroniku za početnike

Članak u nastavku opsežno raspravlja o svim osnovnim činjenicama, teorijama i informacijama u vezi s radom i upotrebom uobičajenih elektroničkih komponenata kao što su otpornici, kondenzatori, tranzistori, MOSFET-ovi, UJT-ovi, trijaci, SCR-ovi.

Ovdje opisani različiti mali osnovni elektronički sklopovi mogu se učinkovito primijeniti kao građevni blokovi ili moduli za stvaranje višestepenih krugova, međusobnim integriranjem dizajna.

Vodiče ćemo započeti s otpornicima i pokušati razumjeti njihov rad i primjenu.

No, prije nego što započnemo, brzo sažmimo razne elektroničke simbole koji će se koristiti u shemama ovog članka.

Kako rade otpornici

The funkcija otpornika je pružiti otpor protoku struje. Jedinica otpora je Ohm.

Kada se na otpor od 1 Ohma primijeni razlika potencijala od 1 V, protjerat će se struja od 1 Ampera, prema Ohmovu zakonu.

Napon (V) djeluje poput razlike potencijala na otporniku (R)

Struja (I) predstavlja protok elektrona kroz otpornik (R).

Ako znamo vrijednosti bilo koja dva ova tri elementa V, I i R, vrijednost 3. nepoznatog elementa mogla bi se lako izračunati pomoću sljedećeg Ohmovog zakona:

V = I x R, ili I = V / R, ili R = V / I

Kada struja prolazi kroz otpor, ona će raspršiti snagu, što se može izračunati pomoću sljedećih formula:

P = V X I ili P = I^dvax R

Rezultat iz gornje formule bit će u vatima, što znači da je jedinica snage vat.

Uvijek je presudno osigurati da svi elementi u formuli budu izraženi standardnim jedinicama. Primjerice, ako se koristi milivolt, on se mora pretvoriti u volte, slično miliampere treba pretvoriti u Ampere, a miliohm ili kiloOhm pretvoriti u ohme tijekom unosa vrijednosti u formulu.

Za većinu primjena, snaga otpornika je 1/4 vata 5%, ako nije drugačije određeno za posebne slučajeve kada je struja izuzetno velika.

Otpornici u serijskim i paralelnim vezama

Vrijednosti otpornika mogu se prilagoditi različitim prilagođenim vrijednostima dodavanjem različitih vrijednosti u serijskim ili paralelnim mrežama. Međutim, rezultantne vrijednosti takvih mreža moraju se izračunati precizno pomoću formula kao što je navedeno u nastavku:

Kako koristiti otpornike

Obično se koristi otpornik granična struja kroz serijsko opterećenje poput svjetiljke, LED-a, audio sustava, tranzistora itd. kako bi se ti ranjivi uređaji zaštitili od prekomjernih struja.

U gornjem primjeru, trenutni iako LED mogao izračunati pomoću Ohmovog zakona. Međutim, LED možda neće početi pravilno svijetliti sve dok se ne primijeni najniža razina napona naprijed, koja može biti negdje između 2 V i 2,5 V (za CRVENU LED), pa će formula koja se može primijeniti za izračunavanje struje putem LED-a biti

I = (6 - 2) / R

Potencijalni razdjelnik

Otpornici se mogu koristiti kao potencijalni razdjelnici , za smanjenje napona napajanja na željenu nižu razinu, kao što je prikazano na sljedećem dijagramu:

Međutim, takvi otporni razdjelnici mogu se koristiti za generiranje referentnih napona, samo za izvore visoke impedancije. Izlaz se ne može koristiti za izravno upravljanje opterećenjem, jer bi uključeni otpornici struju učinili značajno niskom.

Krug mosta Wheatstone

Mreža pšeničnog mosta je sklop koji se koristi za mjerenje vrijednosti otpornika s velikom točnošću.

Osnovni sklop mreže mostova od pšeničnih zraka prikazan je u nastavku:

Detalji rada mosta od žita i kako pronaći precizne rezultate pomoću ove mreže objašnjeno je na gornjem dijagramu.

Precizni krug mosta Wheatstone

Krug mosta od žitnog kamena prikazan na susjednoj slici omogućuje korisniku da mjeri vrijednost nepoznatog otpora (R3) s vrlo velikom preciznošću. Zbog toga i ocjena poznatih otpornika R1 i R2 mora biti točna (tip 1%). R4 bi trebao biti potenciometar, koji bi mogao biti precizno kalibriran za predviđena očitanja. R5 može biti unaprijed postavljena postavka kao trenutni stabilizator iz izvora napajanja. Otpornik R6 i prekidač S1 rade poput ranžirne mreže kako bi osigurali odgovarajuću zaštitu brojila M1. Da bi započeo postupak ispitivanja, korisnik mora prilagoditi R4 dok se na mjeraču M1 ne dobije očitanje nule. Uvjet je da će R3 biti jednako podešavanju R4. U slučaju da R1 nije identičan R2, tada bi se sljedeća formula mogla koristiti za određivanje vrijednosti R3. R3 = (R1 x R4) / R2

Kondenzatori

Kondenzatori rade pohranjivanjem električnog naboja unutar nekoliko unutarnjih ploča, koje također čine stezaljke elementa. Mjerna jedinica za kondenzatore je Farad.

Kondenzator ocijenjen na 1 Farad kad je spojen na napajanje od 1 volta moći će pohraniti naboj od 6,28 x 10¹⁸elektroni.

Međutim, u praktičnoj elektronici, kondenzatori u Faradsu smatraju se prevelikima i nikad se ne koriste. Umjesto toga koriste se mnogo manje kondenzatorske jedinice kao što su pikofarad (pF), nanofarad (nF) i mikrofarad (uF).

Odnos između gornjih jedinica može se razumjeti iz sljedeće tablice, a to se također može koristiti za pretvaranje jedne jedinice u drugu.

• 1 Farad = 1 F
• 1 mikrofarad = 1 uF = 10^-6F
• 1 nanofarad = 1 nF = 10^-9F
• 1 pikofarad = 1 pF = 10^-12F
• 1 uF = 1000 nF = 1000000 pF

Punjenje i pražnjenje kondenzatora

Kondenzator će se trenutno napuniti kad su njegovi kablovi povezani preko odgovarajućeg napona.

The postupak punjenja može se odgoditi ili usporiti dodavanjem otpora u seriju s ulaznim ulazom, kao što je prikazano na gornjim dijagramima.

Proces pražnjenja je također sličan, ali na suprotan način. Kondenzator će se trenutno isprazniti kad se njegovi kablovi spoje zajedno. Proces pražnjenja mogao bi se proporcionalno usporiti dodavanjem otpora u seriji s vodovima.

Kondenzator u seriji

Kondenzatori se mogu dodavati u seriji spajanjem njihovih vodova međusobno, kao što je prikazano u nastavku. Za polarizirane kondenzatore veza bi trebala biti takva da se anoda jednog kondenzatora poveže s katodom drugog kondenzatora, i tako dalje. Za nepolarne kondenzatore vodovi se mogu spojiti na bilo koji način.

Kad se spajaju serijski, vrijednost kapacitivnosti se smanjuje, na primjer kada su dva kondenzatora od 1 uF spojena u seriju, rezultantna vrijednost postaje 0,5 uF. Čini se da je ovo upravo suprotno od otpornika.

Kada se spoje u serijski priključak, zbrajaju se vrijednosti napona ili napona proboja kondenzatora. Primjerice, kada su dva kondenzatora s nazivnim naponom od 25 V povezana, njihov raspon tolerancije napona zbraja se i povećava na 50 V

Kondenzatori u paraleli

Kondenzatori se također mogu paralelno povezati spajanjem njihovih zajedničkih kablova, kao što je prikazano na gornjem dijagramu. Za polarizirane kondenzatore, stezaljke s jednakim polovima moraju biti povezane jedna s drugom, a za nepolarne kape ovo se ograničenje može zanemariti. Kad su paralelno spojeni, rezultirajuća ukupna vrijednost kondenzatora povećava se, što je upravo suprotno u slučaju otpornika.

Važno: Napunjeni kondenzator može zadržati naboj između svojih stezaljki znatno dugo. Ako je napon dovoljno visok u rasponu od 100 V i više, može dodirnuti vodove bolnim udarom. Manji nivoi napona mogu imati dovoljno snage da čak i rastope mali komad metala kad se metal dovede između kablova kondenzatora.

Kako se koriste kondenzatori

Filtriranje signala : Kondenzator se može koristiti za naponi filtriranja na nekoliko načina. Kada je povezan preko AC napajanja, on može prigušiti signal uzemljenjem dijela njegovog sadržaja i dopuštanjem prosječno prihvatljive vrijednosti na izlazu.

DC blokiranje: Kondenzator se može koristiti u serijskoj vezi za blokiranje istosmjernog napona i propuštanje izmjeničnog ili pulsirajućeg istosmjernog sadržaja. Ova značajka omogućuje audio opremi da koristi kondenzatore na ulazno / izlaznim vezama kako bi omogućila prolazak audio frekvencija i spriječila neželjeni istosmjerni napon da uđe u pojačalni vod.

Filter napajanja: Kondenzatori također rade kao Istosmjerni filtri za napajanje u krugovima napajanja. U izvoru napajanja, nakon ispravljanja izmjeničnog signala, rezultirajući istosmjerni tok može biti pun kolebanja. Kondenzator velike vrijednosti povezan preko ovog napona mreškanja rezultira značajnom količinom filtracije uzrokujući da fluktuirajući istosmjerni tok postane konstanta istosmjernog napona s valovima smanjenim na količinu određenu vrijednošću kondenzatora.

Kako napraviti integrator

Funkcija integratorskog kruga je oblikovanje kvadratnog valnog signala u valni oblik trokuta, kroz otpornik, kondenzator ili RC mreža , kao što je prikazano na gornjoj slici. Ovdje možemo vidjeti da je otpornik na ulaznoj strani i povezan je serijski s vodom, dok je kondenzator spojen na izlaznoj strani, preko izlaznog kraja otpora i uzemljenja.

RC komponente djeluju poput vremenski konstantnog elementa u krugu, čiji proizvod mora biti 10 puta veći od razdoblja ulaznog signala. Inače, to može dovesti do smanjenja amplitude vala izlaznog trokuta. U takvim uvjetima sklop će funkcionirati poput niskopropusnog filtra koji blokira visokofrekventne ulaze.

Kako napraviti diferencijator

Funkcija diferencijacijskog kruga je pretvoriti ulazni signal kvadratnog vala u šiljasti valni oblik koji ima oštri uspon i polako padajući valni oblik. Vrijednost RC vremenske konstante u ovom slučaju mora biti 1/10 od ulaznih ciklusa. Krugovi diferencijatora obično se koriste za generiranje kratkih i oštrih impulsa okidača.

Razumijevanje dioda i ispravljača

Diode i ispravljači su kategorizirani pod poluvodički uređaji , koji su dizajnirani da propuštaju struju samo u jednom određenom smjeru, dok blokiraju iz suprotnog smjera. Međutim, dioda ili diodni moduli neće početi propuštati struju ili se provoditi sve dok se ne stekne potrebna minimalna razina napona. Na primjer, silicijska dioda provodit će samo kada je primijenjeni napon veći od 0,6 V, dok će germanijeva dioda voditi na najmanje 0,3 V. Ako su dvije dvije diode spojene u seriju, tada će se i ovaj zahtjev za napon naprijed udvostručiti na 1,2 V, i tako dalje.

Korištenje dioda kao kapaljke napona

Kao što smo raspravljali u prethodnom odlomku, diodama je potrebno oko 0,6 V da bi se počelo provoditi, to također znači da bi dioda spustila ovu razinu napona na svom izlazu i na zemlji. Na primjer, ako se primijeni 1 V, dioda će na svojoj katodi proizvesti 1 - 0,6 = 0,4 V.

Ova značajka omogućuje da se diode koriste kao kapaljka napona . Bilo koji željeni pad napona može se postići spajanjem odgovarajućeg broja dioda u seriju. Stoga, ako su 4 diode spojene u seriju, to će stvoriti ukupni odbitak 0,6 x 4 = 2,4 V na izlazu i tako dalje.

Formula za izračunavanje data je u nastavku:

Izlazni napon = ulazni napon - (broj dioda x 0,6)

Korištenje diode kao regulatora napona

Diode se zbog svoje značajke pada napona prema naprijed mogu koristiti i za generiranje stabilnih referentnih napona, kao što je prikazano na susjednom dijagramu. Izlazni napon može se izračunati putem sljedeće formule:

R1 = (Vin - Vout) / I

Obavezno upotrijebite odgovarajuću snagu snage za komponente D1 i R1 prema snazi ​​tereta. Moraju biti ocijenjeni najmanje dva puta više od tereta.

Pretvarač trokuta u sinusni val

Diode mogu raditi i kao pretvarač vala u sinusni val , kao što je naznačeno na gornjem dijagramu. Amplituda izlaznog sinusnog vala ovisit će o broju dioda u seriji s D1 i D2.

Vršni voltmetar za očitavanje

Diode se također mogu konfigurirati za očitavanje vršnog napona na voltmetru. Ovdje dioda djeluje poput poluvalnog ispravljača, dopuštajući pola ciklusa frekvencije da kondenzator C1 napuni do vršne vrijednosti ulaznog napona. Zatim mjerač prikazuje ovu vršnu vrijednost kroz svoj otklon.

Zaštita od obrnutog polariteta

Ovo je jedna od vrlo čestih primjena diode, koja koristi diodu kako bi zaštitila krug od slučajnog povratnog napajanja.

Stražnji EMF i privremeni zaštitnik

Kada se induktivno opterećenje prebacuje kroz upravljački program tranzistora ili IC, ovisno o vrijednosti induktiviteta, to induktivno opterećenje može generirati visokonaponski povratni EMF, koji se naziva i obrnutim prijelaznim pojavama, a koji može imati potencijal trenutnog uništenja pogonskog tranzistora ili IC. Dioda postavljena paralelno s opterećenjem može lako zaobići ovu situaciju. Diode u ovoj vrsti konfiguracije poznate su kao dioda slobodnog kotača.

U primjeni zaštitne zaštite, dioda je normalno povezana preko induktivnog opterećenja kako bi se omogućilo zaobilaženje obrnutog prijelaznog vremena od induktivnog prebacivanja kroz diodu.

To neutralizira šiljak ili prijelazni spoj kratkim spojem kroz diodu. Ako se dioda ne koristi, stražnji EMF prijelaz prošao bi kroz pogonski tranzistor ili sklop u obrnutom smjeru, uzrokujući trenutno oštećenje uređaja.

Zaštitnik mjerača

Mjerač zavojnice u pokretu može biti vrlo osjetljiv instrument, koji se može ozbiljno oštetiti ako se ulaz napajanja preokrene. Paralelno spojena dioda može zaštititi brojilo od ove situacije.

Kliparica valnog oblika

Dioda se može koristiti za odsijecanje i odsijecanje vrhova valnog oblika, kao što je prikazano na gornjem dijagramu, i stvaranje izlaza s smanjenim prosjekom vrijednosti valnog oblika. Otpor R2 može biti lonac za podešavanje razine odsijecanja.

Puni val Clipper

Prvi sklop za rezanje ima sposobnost presijecanja pozitivnog presjeka valnog oblika. Kako bi se omogućilo rezanje oba kraja ulaznog valnog oblika, dvije diode mogu se upotrijebiti paralelno s suprotnim polaritetom, kao što je prikazano gore.

Ispravljač u pola vala

Kada se dioda koristi kao poluvalni ispravljač s izmjeničnim ulazom, ona blokira polovicu obrnutog ulaznog ciklusa izmjenične struje i omogućuje samo drugoj polovici da prolazi kroz njega, stvarajući poluvalne izlaze ciklusa, pa otuda i naziv poluvalni ispravljač.

Budući da dioda uklanja naponski ciklus izmjeničnog napona, izlaz postaje istosmjerni, a krug se naziva i poluvalnim krugom istosmjernog pretvarača. Bez kondenzatora filtra, izlaz će biti pulsirajući poluval DC.

Prethodni dijagram može se modificirati pomoću dvije diode, za dobivanje dva odvojena izlaza sa suprotnim polovinama izmjeničnog napona ispravljenog u odgovarajuće istosmjerne polaritete.

Ispravljač s punim valom

Puni valni ispravljač ili mostovni ispravljač je sklop izgrađen pomoću 4 ispravljačke diode u premošćenoj konfiguraciji, kao što je prikazano na gornjoj slici. Posebnost ovog sklopa ispravljača mosta je u tome što on može pretvoriti i pozitivni i negativni poluciklus ulaza u istosmjerni izlaz punog vala.

Pulsirajući istosmjerni tok na izlazu mosta imat će frekvenciju dvostruko veću od ulazne izmjenične struje zbog uključivanja negativnog i pozitivnog impulsa u poluciklusu u jedan pozitivan impulsni lanac.

Modul za udvostručavanje napona

Diode se mogu implementirati i kao napon dvostruki kaskadiranjem nekoliko dioda s nekoliko elektrolitskih kondenzatora. Ulaz bi trebao biti u obliku pulsirajuće istosmjerne ili izmjenične struje, što dovodi do toga da izlaz generira približno dva puta više napona od ulaza. Ulazna frekvencija pulsiranja može biti iz a IC 555 oscilator .

Dvostruki napon pomoću mostnog ispravljača

Dvostruki napon istosmjernog na istosmjerni sustav također se može implementirati pomoću mostovnog ispravljača i nekoliko kondenzatora elektrolitskog filtra, kao što je prikazano na gornjem dijagramu. Korištenje mostovnog ispravljača rezultirat će većom učinkovitošću udvostručenja u smislu struje u odnosu na prethodni kaskadni udvostručivač.

Napon četverostruki

Gore objašnjeno multiplikator napona krugovi su dizajnirani da generiraju 2 puta više izlaza od ulaznih vršnih razina, međutim, ako je aplikaciji potrebna još veća razina množenja u redoslijedu od 4 puta više napona, tada bi se mogao primijeniti ovaj naponski četverostruki krug.

Ovdje se sklop izrađuje pomoću 4 broja kaskadnih dioda i kondenzatora za dobivanje 4 puta više napona na izlazu od vrha ulazne frekvencije.

Dioda ILI Vrata

Diode se mogu ožičiti da imitiraju ILI logička vrata pomoću sklopa kako je gore prikazano. Susjedna tablica istine prikazuje izlaznu logiku kao odgovor na kombinaciju dva logička ulaza.

NI vrata pomoću dioda

Baš kao i OR vrata, NOR vrata također se mogu replicirati pomoću nekoliko dioda kao što je gore prikazano.

I Vrata NAND Vrata pomoću Dioda

Također može biti moguće implementirati druge logičke priključke kao što su AND vrata i NAND vrata pomoću dioda kako su prikazane na gornjim dijagramima. Tablice istine prikazane uz dijagrame pružaju točan potreban logički odgovor postavki.

Moduli Zener diodnih krugova

Razlika između ispravljača i zener dioda je da će ispravljačka dioda uvijek blokirati reverzni istosmjerni potencijal, dok će zener dioda blokirati reverzni istosmjerni potencijal samo dok se ne postigne prag proboja (vrijednost zener napona), a zatim će se potpuno uključiti i omogućiti da DC prođe kroz njega u potpunosti.

U smjeru prema naprijed, zener će djelovati slično ispravljačkoj diodi i omogućit će da se napon provodi čim se postigne minimalni napon od 0,6 V. Dakle, cener dioda se može definirati kao prekidač osjetljiv na napon, koji provodi i uključuje se kada se dostigne određeni prag napona kako je određeno probojnom vrijednošću zenera.

Na primjer, cener od 4,7 V započet će s provođenjem obrnutim redoslijedom čim dosegne 4,7 V, dok će mu u smjeru naprijed trebati samo potencijal od 0,6 V. Grafikon u nastavku za vas brzo sažima objašnjenje.

Zener regulator napona

Za stvaranje može se koristiti zener dioda stabilizirani naponski izlazi kako je prikazano na susjednom dijagramu, korištenjem graničnog otpora. Ograničavajući otpor R1 ograničava maksimalnu podnošljivu struju za cener i štiti ga od izgaranja zbog prekomjerne struje.

Modul indikatora napona

Budući da su dostupne zener diode s različitim razinama napona proboja, uređaj bi se mogao primijeniti za učinkovitu, ali jednostavnu upotrebu indikator napona koristeći odgovarajuću ocjenu zenera kao što je prikazano na gornjem dijagramu.

Mjenjač napona

Zener diode se također mogu koristiti za pomicanje razine napona na neku drugu razinu, korištenjem odgovarajućih vrijednosti zener dioda, prema potrebama aplikacije.

Napetostrugač

Zener diode kao prekidač pod nadzorom napona mogu se primijeniti za smanjivanje amplitude izmjeničnog vala na nižu željenu razinu, ovisno o njegovoj probojnoj vrijednosti, kao što je prikazano na gornjem dijagramu.

Kružni moduli bipolarnog spojnog tranzistora (BJT)

Bipolarni tranzistori ili BJT jedan su od najvažnijih poluvodičkih uređaja u obitelji elektroničkih komponenata i čine gradivne blokove za gotovo sve elektroničke krugove.

BJT su svestrani poluvodički uređaji koji se mogu konfigurirati i prilagoditi za primjenu bilo koje željene elektroničke aplikacije.

U sljedećim odlomcima kompilacija sklopova BJT aplikacija koji bi se mogli koristiti kao moduli sklopova za konstruiranje bezbroj različitih prilagođenih aplikacija krugova, prema zahtjevu korisnika.

Razmotrimo ih detaljno kroz sljedeće dizajne.

ILI modul vrata

Koristeći nekoliko BJT-ova i neke otpore, može se napraviti brzi ILI dizajn vrata za provedbu OR-a logički izlazi kao odgovor na različite kombinacije ulaznih logika prema tablici istine prikazanoj na gornjem dijagramu.

NOR modul vrata

Uz neke prikladne izmjene, gore objašnjena ILI konfiguracija vrata mogla bi se transformirati u sklop NOR vrata za implementaciju zadanih NOR logičkih funkcija.

I modul vrata

Ako nemate brz pristup logičkoj IC-u AND gate, tada vjerojatno možete konfigurirati nekoliko BJT-ova za izradu logičkog sklopa AND i za izvršavanje gore navedenih funkcija AND logike.

NAND modul vrata

Svestranost BJT-ova omogućuje BJT-ima da naprave bilo koji željeni logički funkcionalni sklop, a NAND vrata primjena nije iznimka. Opet, pomoću nekoliko BJT-ova možete brzo izgraditi i provesti NAND logički krug kao što je prikazano na gornjoj slici.

Tranzistor kao prekidači

Kao što je naznačeno na dijagramu iznad a BJT se jednostavno može koristiti kao istosmjerna sklopka za uključivanje odgovarajućeg nazivnog opterećenja ON / OF. U prikazanom primjeru, mehanička sklopka S1 oponaša logički visoki ili niski ulaz, zbog čega BJT UKLJUČUJE / ISKLJUČUJE povezanu LED diodu. Budući da je prikazan NPN tranzistor, pozitivna veza S1, uzrokuje da BJT prekidač UKLJUČUJE LED u lijevom krugu, dok se u desnom bočnom krugu LED isključuje kada je S1 postavljen na pozitivni ens prekidača.

Pretvarač napona

BJT prekidač, kako je objašnjeno u prethodnom odlomku, također se može ožičiti kao pretvarač napona, što znači da se stvara izlazni odziv suprotan ulaznom odzivu. U gornjem primjeru, izlazna LED lampica će se uključiti u odsutnosti napona u točki A, a isključit će se u prisutnosti napona u točki A.

Modul pojačala BJT

BJT se može konfigurirati kao jednostavan napon / struja pojačalo za pojačavanje malog ulaznog signala na puno viši nivo, ekvivalentan opskrbnom naponu. Dijagram je prikazan na sljedećem dijagramu

BJT modul upravljačkog programa releja

The tranzistorsko pojačalo gore objašnjeno može se koristiti za aplikacije poput relejni vozač , u kojem bi se relej višeg napona mogao aktivirati kroz sićušni napon ulaznog signala kao što je prikazano na donjoj datoj slici. Relej se može aktivirati kao odgovor na ulazni signal primljen od određenog senzora niskog signala ili detektorskog uređaja, poput LDR , Mikrofon, MOST , LM35 , termistor, ultrazvučni itd.

Modul upravljačkog sklopa releja

Samo dva BJT-a mogu se povezati poput a relejni bljeskalica kao što je prikazano na donjoj slici. Krug će pulsirati relej ON / OFF određenom brzinom koja se može podesiti pomoću dva promjenjiva otpornika R1 i R4.

Upravljački modul LED konstantne struje

Ako tražite jeftin, ali izuzetno pouzdan krug regulatora struje vaš LED, možete ga brzo izgraditi pomoću konfiguracije dvaju tranzistora kao što je prikazano na sljedećoj slici.

3V modul audio pojačala

Ovaj 3 V audio pojačalo može se primijeniti kao izlazni stupanj za bilo koji zvučni sustav kao što su radio, mikrofon, mikser, alarm itd. Glavni aktivni element je tranzistor Q1, dok ulazni izlazni transformatori djeluju poput komplementarnih stupnjeva za generiranje pojačala visokog pojačanja.

Dvostepeni modul audio pojačala

Za višu razinu pojačanja mogu se upotrijebiti dva tranzistorska pojačala kao što je prikazano na ovom dijagramu. Ovdje je dodatni tranzistor uključen na ulaznoj strani, iako je uklonjen ulazni transformator, što čini sklop kompaktnijim i učinkovitijim.

MIC pojačalo

Slika ispod prikazuje a osnovno predpojačalo sklopni modul, koji se može koristiti s bilo kojim standardom elektret MIC za podizanje svog malog signala od 2 mV na razumno višu razinu od 100 mV, što bi moglo biti upravo pogodno za integraciju u pojačalo snage.

Modul audio miksera

Ako imate aplikaciju u kojoj je potrebno miješati i kombinirati dva različita audio signala u jedan izlaz, tada će sljedeći sklop raditi lijepo. Za implementaciju koristi jedan BJT i ​​nekoliko otpornika. Dva promjenjiva otpora na ulaznoj strani određuju količinu signala koji se može miješati između dva izvora za pojačanje u željenim omjerima.

Jednostavni modul oscilatora

An oscilator zapravo je generator frekvencije koji se može koristiti za generiranje glazbenog tona preko zvučnika. Najjednostavnija verzija takvog oscilatornog kruga prikazana je u nastavku pomoću samo nekoliko BJT-ova. R3 kontrolira izlaz frekvencije iz oscilatora, koji također mijenja ton zvuka na zvučniku.

LC oscilator modul

U gornjem primjeru naučili smo tranzistorski oscilator zasnovan na RC-u. Sljedeća slika objašnjava jednostavan tranzistor, Zasnovan na LC-u ili modul oscilatornog kruga na bazi induktiviteta, kapacitivnosti. Pojedinosti induktora dane su na dijagramu. Unaprijed postavljeni R1 može se koristiti za promjenu frekvencije tona od oscilatora.

Krug metronoma

Nekoliko smo već proučili metronom krugovi ranije na web mjestu, jednostavni sklop metronoma s dva tranzistora prikazan je u nastavku.

Logička sonda

DO sklop logičke sonde važan je dio opreme za otklanjanje kritičnih kvarova na pločici. Jedinica se može konstruirati koristeći najmanje jedan tranzistor i nekoliko otpornika. Kompletni dizajn prikazan je na sljedećem dijagramu.

Podesivi modul kruga sirene

Vrlo korisno i snažni krug sirene mogu se stvoriti kao što je prikazano na sljedećem dijagramu. Krug koristi samo dva tranzistora za generiranje a zvuk sirene koji se diže i spušta , koji se može prebacivati ​​pomoću S1. Prekidač S2 odabire frekvencijski opseg tona, viša frekvencija generirat će shriller zvuk od nižih frekvencija. R4 omogućuje korisniku da još više varira ton u odabranom opsegu.

Modul bijelog buke

Bijeli šum je zvučna frekvencija koja generira niskofrekventni zvuk siktanja, na primjer zvuk koji se čuje za vrijeme stalnih jakih kiša, ili s neugađene FM stanice ili s televizora koji nije spojen na kabelsku vezu, a ventilator velike brzine itd.

Gore navedeni pojedinačni tranzistor generirat će sličnu vrstu bijelog šuma kada je njegov izlaz povezan s prikladnim pojačalom.

Prekidački modul za uklanjanje odbojnika

Ovaj prekidač za odbravljivanje prekidača može se koristiti s preklopnim prekidačem kako bi se osiguralo da krug kojim se upravlja gumbom nikada ne zatreperi ili ometa zbog prijelaznih napona koji se generiraju prilikom otpuštanja prekidača. Kad se prekidač pritisne, izlaz postaje 0 V odmah i kada se otpusti, izlaz se polako pretvara u visoku brzinu, ne uzrokujući probleme s pridruženim fazama kruga.

Mali modul AM odašiljača

Ovaj jedan tranzistorski, mali bežični AM odašiljač može poslati frekvencijski signal na AM radio držao se podalje od jedinice. Zavojnica može biti bilo koja obična AM / MW zavojnica antene, također poznata kao zavojnica antene s ručicama.

Modul za mjerenje frekvencije

Prilično točno analogni mjerač frekvencije modul se može graditi pomoću gore prikazanog kruga s jednim tranzistorima. Ulazna frekvencija trebala bi biti od 1 V do vrha. Raspon frekvencije može se prilagoditi korištenjem različitih vrijednosti za C1 i odgovarajućim podešavanjem R2 lonca.

Modul generatora impulsa

Samo nekoliko BJT-ova i nekoliko otpornika potrebni su za stvaranje korisnog modula sklopa generatora impulsa kao što je prikazano na gornjoj slici. Širina impulsa može se podesiti pomoću različitih vrijednosti za C1, dok se R3 može koristiti za podešavanje frekvencije pulsa.

Modul pojačala za mjerač

Ovaj modul pojačala ampermetra može se koristiti za mjerenje izuzetno malih jakosti struje u opsegu mikroampera, u čitljivi izlaz na ampermetru od 1 mA.

Modul bljeskalice aktiviran svjetlošću

LED će početi treptati na određenoj razini čim se preko priključenog svjetlosnog senzora detektira ambijentalno ili vanjsko svjetlo. Primjena ovog bljeskalice osjetljive na svjetlost može biti raznolika i vrlo prilagodljiva, ovisno o željama korisnika.

Bljeskalica pokrenuta mrakom

Sasvim slično, ali s efektima suprotnim gornjoj aplikaciji, ovaj će modul započeti trepćući LED čim se razina ambijentalne svjetlosti spusti na gotovo tamu ili kako je postavljena mrežom razdjelnika potencijala R1, R2.

Bljeskalica velike snage

DO bljeskalica velike snage modul se može konstruirati pomoću samo nekoliko tranzistora kako je prikazano u gornjoj shemi. Uređaj će trepnuti ili bljesnuti spojena žarulja sa žarnom niti ili halogena žarulja, a snagu ove žarulje može se nadograditi odgovarajućom nadogradnjom specifikacija Q2.

LED daljinski upravljač / prijemnik svjetla

U gornjoj shemi možemo primijetiti dva modula sklopa. Lijevi bočni modul radi poput LED odašiljača frekvencije, dok desni modul radi kao krug prijemnika / detektora svjetlosne frekvencije. Kad je odašiljač UKLJUČEN i fokusiran na detektor svjetlosti Q1 prijamnika, krug prijemnika detektira frekvenciju od odašiljača i priključeni piezo-zujalac počinje vibrirati na istoj frekvenciji. Modul se može modificirati na mnogo različitih načina, prema određenim zahtjevima.

FET moduli kruga

FET je kratica Tranzistori s efektom polja koji se u mnogim aspektima smatraju visoko učinkovitim tranzistorima u usporedbi s BJT-ima.

U sljedećim primjerima sklopova naučit ćemo o mnogim zanimljivim modulima sklopova temeljenih na FET-u koji se mogu integrirati jedni u druge za stvaranje mnogih različitih inovativnih sklopova, za personaliziranu upotrebu i aplikacije.

Preklopnik FET

U ranijim smo odlomcima naučili kako koristiti BJT kao prekidač, posve slično tome, FET se također može primijeniti poput DC ON / OFF prekidača.

Gornja slika prikazuje, FET konfiguriran poput prekidača za uključivanje / isključivanje LED diode kao odgovor na ulazni signal od 9 V i 0 V na vratima.

Za razliku od BJT-a koji može uključiti / isključiti izlazno opterećenje kao odgovor na ulazni signal od samo 0,6 V, FET će učiniti isto, ali s ulaznim signalom od oko 9V do 12 V. Međutim, 0,6 V za BJT ovisi o struji, a struja od 0,6 V mora biti odgovarajuće visoka ili niska s obzirom na struju opterećenja. Suprotno tome, struja ulaznog pogonskog sklopa za FET ne ovisi o opterećenju i može biti niska poput mikroampera.

FET pojačalo

Baš poput BJT-a, također možete ožičiti FET za pojačavanje ulaznih signala izuzetno slabe struje na pojačani visokonaponski visokonaponski izlaz, kao što je naznačeno na gornjoj slici.

MIC pojačalo visoke impedancije

Ako se pitate kako koristiti tranzistor s efektom polja za konstrukciju kruga pojačala Hi-Z ili MIC visoke impedance, tada bi vam gore objašnjeni dizajn mogao pomoći u postizanju cilja.

Modul FET Audo mješalice

FET se također može koristiti kao mješalica audio signala, kao što je prikazano na gornjem dijagramu. Dva audio signala dovedena preko točaka A i B miješaju se FET-om i spajaju se na izlazu preko C4.

FET modul odgode kruga

Razmjerno visoka krug odbrojavanja odgode ON može se konfigurirati pomoću donje sheme.

Kad se S1 pritisne, napajanje se pohranjuje unutar kondenzatora C1, a napon također uključuje FET. Kada se oslobodi S1, pohranjeni naboj unutar C1 i dalje održava FET UKLJUČENO.

Međutim, FET kao ulazni uređaj visoke impedancije ne dopušta da se C1 brzo prazni i stoga FET ostaje UKLJUČEN prilično dugo. U međuvremenu, sve dok FET Q1 ostaje UKLJUČEN, priloženi BJT Q2 ostaje ISKLJUČEN zbog invertirajućeg djelovanja FET-a koji Q2 bazu drži uzemljenom.

Situacija također isključuje zujalicu. Na kraju se postupno C1 prazni do točke kada FET ne može ostati uključen. To vraća stanje na bazi Q1, koje se sada UKLJUČUJE i aktivira povezani alarm zujalice.

Modul odbrojavanja odgode OFF

Ovaj dizajn radi potpuno slično gornjem konceptu, osim invertirajuće BJT faze, koja ovdje nije prisutna. Iz tog razloga, FET djeluje kao tajmer za ISKLJ. Znači, izlaz ostaje UKLJUČEN u početku dok se kondenzator C1 prazni, a FET je UKLJUČEN, a na kraju kad se C1 potpuno isprazni, FET se ISKLJUČI i oglasi se zujalica.

Jednostavan modul pojačala snage

Korištenjem samo nekoliko FET-ova može biti moguće razumno postići snažno audio pojačalo od oko 5 vati ili čak više.

Dvostruki LED modul bljeskalice

Ovo je vrlo jednostavan FET prilagodljivi krug koji se može koristiti za naizmjenično treperenje dviju LED-a na dva odvoda f MOSFET-ovima. Dobar aspekt ove tablice je da će se LED diode prebacivati ​​dobro definiranom oštrom brzinom UKLJUČIVANJA / ISKLJUČENJA bez ikakvog efekta prigušivanja polako blijedi i diži se . Brzina treptanja se može podesiti kroz posudu R3.

UJT moduli oscilatornih krugova

UJT ili za Unijunkcijski tranzistor , je posebna vrsta tranzistora koji se može konfigurirati kao fleksibilni oscilator pomoću vanjske RC mreže.

Osnovni dizajn elektronike UJT oscilator može se vidjeti na sljedećem dijagramu. RC mreža R1 i C1 određuju izlaznu frekvenciju s UJT uređaja. Povećanjem vrijednosti R1 ili C1 smanjuje se frekvencija i obrnuto.

UJT modul generatora zvučnih efekata

Lijep mali generator zvučnih efekata mogao bi se izgraditi pomoću nekoliko UJT oscilatora i kombiniranjem njihovih frekvencija. Kompletna shema sklopa prikazana je u nastavku.

Jednominutni modul za mjerenje vremena

Vrlo korisno jedan minutni tajmer odgode ON / OFF krug se može izgraditi pomoću jednog UJT-a kao što je prikazano dolje. To je zapravo oscilatorni krug koji koristi visoke RC vrijednosti kako bi usporio brzinu uključivanja / isključivanja na 1 minutu.

To bi se kašnjenje moglo dodatno povećati povećanjem vrijednosti komponenata R1 i C1.

Piezo moduli pretvarača

Piezo pretvarači su posebno stvoreni uređaji koji koriste piezo materijal koji je osjetljiv i reagira na električnu struju.

Piezo materijal unutar piezo pretvarača reagira na električno polje uzrokujući izobličenja u njegovoj strukturi što dovodi do vibracija na uređaju, što rezultira stvaranjem zvuka.

Suprotno tome, kada se na piezo pretvarač primijeni proračunata mehanička naprezanja, on mehanički izobličava piezo materijal unutar uređaja što rezultira stvaranjem proporcionalne količine električne struje na stezaljkama pretvarača.

Kad se koristi poput Zujalica istosmjerne struje , piezo pretvarač mora biti pričvršćen oscilatorom za stvaranje izlaza vibracijskog šuma, jer ti uređaji mogu reagirati samo na frekvenciju.

Slika prikazuje a jednostavna piezo zujalica veza s izvorom opskrbe. Ovaj zujalica ima unutarnji oscilator za reagiranje na opskrbni napon.

Piezo zujalice mogu se koristiti za prikaz logičkih visokih ili niskih uvjeta u krugu kroz sljedeći prikazani sklop.

Modul generatora piezo tona

Piezo pretvarač se može konfigurirati da generira kontinuirani ton niske glasnoće na sljedećem dijagramu sklopa. Piezo uređaj trebao bi biti 3 terminalni uređaj.

Modul Piezo zujalice s promjenjivim tonom

Sljedeća slika u nastavku prikazuje nekoliko koncepata zujanja pomoću piezo pretvarača. Piezo elementi bi trebali biti 3-žični elementi. Dijagram na lijevoj strani prikazuje otporni dizajn za forsiranje oscilacija u piezo-pretvaraču, dok dijagram na desnoj strani prikazuje induktivni koncept. Prigušivač na osnovi induktora ili zavojnice izaziva oscilacije putem povratnih bodova.

SCR moduli kruga

SCR-ovi ili tiristori su poluvodički uređaji koji se ponašaju poput ispravljačkih dioda, ali olakšavaju njegovo provođenje kroz vanjski ulaz istosmjernog signala.

Međutim, prema njihovim karakteristikama, SCR-ovi imaju tendenciju zaustavljanja kada je napajanje istosmjernim. Sljedeća slika ukazuje na jednostavno postavljanje koje koristi ovu značajku zaključavanja uređaja za uključivanje i isključivanje tereta RL kao odgovor na pritiskanje prekidača S1 i S2. S1 UKLJUČUJE teret, dok S2 ISKLJUČUJE teret.

Modul releja aktiviran svjetlom

Jednostavan aktivirano svjetlo relejni modul mogao se izraditi pomoću SCR-a, a fototransistor , kao što je prikazano na donjoj slici.

Čim razina svjetlosti na fototranzistoru premaši zadanu razinu praga okidanja SCR-a, SCR se aktivira i zaključava, UKLJUČITE relej. Zaključavanje ostaje nepromijenjeno sve dok se prekidač za resetiranje S1 ne pritisne kao dovoljan mrak ili dok se napajanje ne isključi i zatim uključi.

Opuštajući oscilator pomoću modula Triac

Jednostavni krug relaksacijskog oscilatora može se konstruirati pomoću SCR i RC mreže kako je prikazano na donjem dijagramu.

Frekvencija oscilatora će proizvesti ton niske frekvencije preko povezanog zvučnika. Frekvencija tona ovog relaksacijskog oscilatora može se podesiti pomoću promjenjivih otpornika R1 i R2, kao i kondenzatora C1.

Modul kontrolera brzine motora AC Triac

UJT je obično poznat po svojim pouzdanim oscilatornim funkcijama. Međutim, isti se uređaj također može koristiti s trijakom za omogućavanje 0 do kontrola pune brzine motora naizmjenične struje .

Otpor R1 funkcionira poput podešavanja regulacije frekvencije za UJT frekvenciju. Ovaj izlaz s promjenjivom frekvencijom prebacuje triac na različite brzine UKLJUČIVANJA / ISKLJUČENJA, ovisno o podešavanjima R1.

Ovo promjenjivo prebacivanje triaka zauzvrat uzrokuje proporcionalnu količinu varijacija brzine priključenog motora.

Triac Gate buffer modul

Gornji dijagram pokazuje kako jednostavno a trijak može se ISKLJUČITI ISKLJUČITI preko prekidača za UKLJUČIVANJE / ISKLJUČIVANJE i također osigurati sigurnost triaka korištenjem samog opterećenja kao stupnja međuspremnika. R1 ograničava struju na trijačna vrata, dok opterećenje dodatno osigurava zaštitu trijačnih vrata od naglih prijelaznih uključivanja i omogućava trijaku da se uključi s načinom mekog pokretanja.

Triac / UJT Flasher UJT modul

UJT oscilator također se može implementirati kao Prigušivač AC lampe kako je prikazano na gornjem dijagramu.

Lonac R1 koristi se za podešavanje brzine osciliranja ili frekvencije, što zauzvrat određuje brzinu uključivanja / isključivanja triaka i povezane žarulje.

Previsoka frekvencija uključivanja čini se da se svjetiljka trajno NE UKLJUČUJE, iako intenzitet varira zbog prosječnog napona na njoj koji varira u skladu s UJT prebacivanjem.

Zaključak

U gornjim odjeljcima razgovarali smo o mnogim temeljnim konceptima i teorijama elektronike i naučili kako konfigurirati male krugove pomoću dioda, tranzistora, FET-ova itd.

Postoji zapravo još bezbroj modula sklopa koji se mogu stvoriti pomoću ovih osnovnih komponenata za provedbu bilo koje željene ideje o krugu, prema zadanim specifikacijama.

Nakon što se dobro upozna sa svim ovim osnovnim dizajnom ili modulima sklopova, bilo koji pridošlica u polju može naučiti integrirati te module jedni drugima kako bi dobio brojne druge zanimljive sklopove ili ostvario specijaliziranu aplikaciju kruga.

Ako imate dodatnih pitanja u vezi s ovim osnovnim konceptima elektronike ili u vezi s tim kako se pridružiti tim modulima za određene potrebe, slobodno komentirajte i razgovarajte o temama.