Pojasnjena osnovna elektronska vezja - Začetniški vodnik po elektroniki

Spodnji članek izčrpno obravnava vsa osnovna dejstva, teorije in informacije o delovanju in uporabi običajnih elektronskih komponent, kot so upori, kondenzatorji, tranzistorji, MOSFET-ji, UJT-ji, triaki, SCR-ji.

Tukaj razložena različna majhna osnovna elektronska vezja lahko učinkovito uporabimo kot gradniki ali moduli za ustvarjanje večstopenjskih vezij z medsebojnim povezovanjem modelov.

Vadnice bomo začeli z upori in poskusili razumeti njihovo delovanje in uporabo.

Preden pa začnemo, na hitro povzemimo različne elektronske simbole, ki bodo uporabljeni v shemah tega članka.

Kako delujejo upori

The funkcija uporov je odpornost proti toku toka. Enota upora je Ohm.

Ko se na upor 1 Ohm uporabi potencialna razlika 1 V, bo po ohmovem zakonu prisiljen tok 1 Ampera.

Napetost (V) deluje kot potencialna razlika na uporu (R)

Tok (I) predstavlja pretok elektronov skozi upor (R).

Če poznamo vrednosti katerega koli od teh treh elementov V, I in R, lahko vrednost 3. neznanega elementa enostavno izračunamo z uporabo naslednjega Ohmovega zakona:

V = I x R ali I = V / R ali R = V / I

Ko tok teče skozi upor, bo razpršil moč, ki jo lahko izračunamo po naslednjih formulah:

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

Rezultat iz zgornje formule bo v vatih, kar pomeni, da je enota moči vat.

Vedno je ključnega pomena zagotoviti, da so vsi elementi v formuli izraženi s standardnimi enotami. Če na primer uporabimo milivolt, ga moramo pretvoriti v volte, podobno je treba pretvoriti miliampere v Ampere, miliohm ali kiloOhm pa med vnosom vrednosti v formulo pretvoriti v ohme.

Za večino aplikacij je moč upora v 1/4 vata 5%, razen če je za posebne primere, kjer je tok izjemno visok, določeno drugače.

Upori v serijskih in vzporednih povezavah

Vrednosti uporov je mogoče prilagoditi različnim vrednostim po meri z dodajanjem različnih vrednosti v zaporednih ali vzporednih omrežjih. Rezultatne vrednosti takih omrežij pa je treba izračunati natančno po spodnjih formulah:

Kako uporabljati upore

Upor se običajno uporablja mejni tok s serijsko obremenitvijo, kot so žarnica, LED, avdio sistem, tranzistor itd., da se te ranljive naprave zaščitijo pred prevelikim trenutkom.

V zgornjem primeru je tok, čeprav LED lahko izračunali z uporabo Ohmovega zakona. Vendar lučka LED morda ne bo začela pravilno sveteti, dokler ne bo uporabljena najnižja raven napetosti naprej, ki je lahko med 2 V in 2,5 V (za RDEČO LED), zato bo formula, ki jo lahko uporabimo za izračun toka skozi LED, biti

I = (6 - 2) / R

Potencialni delilec

Upori se lahko uporabljajo kot potencialni delilniki , za zmanjšanje napajalne napetosti na želeno nižjo raven, kot je prikazano na naslednjem diagramu:

Takšne uporovne delilnike pa lahko uporabimo za generiranje referenčnih napetosti, le za vire z visoko impedanco. Izhoda ni mogoče uporabiti za neposredno delovanje obremenitve, ker bi vključeni upori znatno zmanjšali tok.

Wheatstone Bridge Circuit

Omrežje pšeničnega mostu je vezje, ki se uporablja za merjenje vrednosti uporov z veliko natančnostjo.

Osnovno vezje omrežja Wheatsone Bridge je prikazano spodaj:

Podrobnosti o delu pšeničnega mostu in kako najti natančne rezultate s pomočjo te mreže je razloženo v zgornjem diagramu.

Precizno vezje Wheatstone Bridge

Vezje žitnega kamna, prikazano na sosednji sliki, omogoča uporabniku, da izmeri vrednost neznanega upora (R3) z zelo visoko natančnostjo. Za to mora biti tudi ocena znanih uporov R1 in R2 natančna (vrsta 1%). R4 mora biti potenciometer, ki ga je mogoče natančno umeriti glede na predvidene odčitke. R5 je lahko prednastavljena postaja kot trenutni stabilizator iz vira energije. Upor R6 in stikalo S1 delujeta kot ranžirno omrežje za zagotovitev ustrezne zaščite števca M1. Za sprožitev preskusnega postopka mora uporabnik nastaviti R4, dokler na merilniku M1 ni dosežen odčitek nič. Pogoj je, da bo R3 enak nastavitvi R4. V primeru, da R1 ni enak R2, se lahko za določitev vrednosti R3 uporabi naslednja formula. R3 = (R1 x R4) / R2

Kondenzatorji

Kondenzatorji delujejo s shranjevanjem električnega naboja v nekaj notranjih ploščah, ki tvorijo tudi priključne kable elementa. Merska enota za kondenzatorje je Farad.

Kondenzator z nazivno močjo 1 Farad, ko je priključen na napajalno napetost 1 volt, lahko shrani naboj 6,28 x 10^18.elektroni.

Vendar se v praktični elektroniki kondenzatorji v Faradsu štejejo za prevelike in se nikoli ne uporabljajo. Namesto tega se uporabljajo veliko manjše kondenzatorske enote, kot so pikofarad (pF), nanofarad (nF) in mikrofarad (uF).

Razmerje med zgornjimi enotami lahko razberemo iz naslednje tabele, to pa lahko uporabimo tudi za pretvorbo ene enote v drugo.

• 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

Polnjenje in praznjenje kondenzatorja

Kondenzator se takoj napolni, ko so njegovi kabli povezani prek ustreznega napajalnika.

The postopek polnjenja lahko upočasni ali upočasni z dodajanjem upora v zaporedni vhodni vhod, kot je prikazano na zgornjih diagramih.

Tudi postopek praznjenja je podoben, vendar obratno. Kondenzator se bo takoj izpraznil, ko bodo njegovi kabli kratko povezani. Postopek praznjenja bi lahko sorazmerno upočasnili z dodajanjem upora v zaporedje s kabli.

Kondenzator v seriji

Kondenzatorje lahko serijsko dodajate tako, da njihove kable povežete med seboj, kot je prikazano spodaj. Pri polariziranih kondenzatorjih mora biti povezava takšna, da se anoda enega kondenzatorja poveže s katodo drugega kondenzatorja itd. Pri nepolarnih kondenzatorjih je mogoče kable priključiti na kakršen koli način.

Ko se zaporedno priključi, se vrednost kapacitivnosti zmanjša, na primer ko sta zaporedno priključena dva kondenzatorja 1 uF, dobljena vrednost postane 0,5 uF. Zdi se, da je to ravno nasprotno od uporov.

Ko je priključen v serijski povezavi, sešteje vrednosti napetosti ali napetosti okvare kondenzatorjev. Na primer, ko sta dva kondenzatorja z nazivno napetostjo 25 V zaporedno priključena, se njihovo napetostno tolerančno območje sešteje in poveča na 50 V

Kondenzatorji v vzporednem

Kondenzatorje lahko priključite tudi vzporedno, tako da povežete njihove skupne kable, kot je prikazano na zgornjem diagramu. Pri polariziranih kondenzatorjih morajo biti sponke s podobnimi poli med seboj povezane, pri nepolarnih pokrovih pa je to omejitev mogoče prezreti. Pri vzporednem povezovanju se posledična skupna vrednost kondenzatorjev poveča, kar je v primeru uporov ravno nasprotno.

Pomembno: Napolnjeni kondenzator lahko zadrži naboj med terminali bistveno dolgo. Če je napetost dovolj visoka v območju 100 V in več, lahko povzroči dotik bolečega šoka, če se dotaknete vodnikov. Manjše ravni napetosti imajo lahko dovolj moči, da celo stopijo majhen kos kovine, ko je kovina vstavljena med vodnike kondenzatorja.

Kako uporabljati kondenzatorje

Filtriranje signala : Kondenzator se lahko uporablja za filtrirne napetosti na nekaj načinov. Ko je priključen na napajalnik AC, lahko oslabi signal tako, da ozemlji nekaj njegove vsebine in omogoči povprečno sprejemljivo vrednost na izhodu.

Blokiranje enosmernega toka: Kondenzator lahko uporabimo v zaporedni povezavi, da blokiramo enosmerno napetost in skozinjo prenesemo izmenično ali pulzirajočo enosmerno vsebino. Ta funkcija zvočni opremi omogoča uporabo kondenzatorjev na njihovih vhodno / izhodnih povezavah, da se omogoči prehod zvočnih frekvenc in prepreči vstop neželene enosmerne napetosti v ojačevalni vod.

Napajalni filter: Kondenzatorji delujejo tudi kot DC napajalni filtri v napajalnih vezjih. V napajalniku je lahko po odpravi izmeničnega signala posledični enosmerni tok poln valovitih nihanj. Kondenzator velike vrednosti, priključen na to valovno napetost, povzroči znatno količino filtracije, zaradi česar nihajoči enosmerni tok postane konstanten enosmerni tok z valovanjem, zmanjšanim na količino, določeno z vrednostjo kondenzatorja.

Kako narediti integrator

Naloga integrirnega vezja je oblikovanje kvadratnega valovnega signala v trikotno valovno obliko, preko upora, kondenzatorja ali RC omrežje , kot je prikazano na zgornji sliki. Tu lahko vidimo, da je upor na vhodni strani in je povezan zaporedno s črto, medtem ko je kondenzator povezan z izhodno stranjo, preko izhodnega konca upora in ozemljitvene črte.

RC komponente delujejo kot element s časovno konstanto v vezju, katerega izdelek mora biti desetkrat višji od obdobja vhodnega signala. V nasprotnem primeru lahko povzroči zmanjšanje amplitude vala izhodnega trikotnika. V takih pogojih bo vezje delovalo kot nizkoprepustni filter, ki blokira visokofrekvenčne vhode.

Kako narediti diferenciator

Naloga diferenciacijskega vezja je pretvoriti vhodni signal kvadratnega vala v konico valovno obliko, ki ima ostro naraščajočo in počasi padajočo valovno obliko. Vrednost RC časovne konstante v tem primeru mora biti 1/10 od vhodnih ciklov. Diferenciacijska vezja se običajno uporabljajo za generiranje kratkih in ostrih sprožilnih impulzov.

Razumevanje diod in usmernikov

Diode in usmerniki so razvrščeni pod polprevodniške naprave , ki so zasnovani tako, da prehajajo tok samo v eno določeno smer, medtem ko blokirajo iz nasprotne smeri. Vendar diode ali moduli, ki temeljijo na diodah, ne bodo začeli prenašati toka ali se izvajati, dokler ne bo dosežena potrebna minimalna raven napetosti naprej. Na primer, silicijeva dioda bo prevajala le, če bo uporabljena napetost nad 0,6 V, medtem ko bo germanijeva dioda vodila pri najmanj 0,3 V. Če sta dve diodi zaporedno priključeni, se bo tudi ta prednja napetost podvojila na 1,2 V, in tako naprej.

Uporaba diod kot kapljice napetosti

Kot smo razpravljali v prejšnjem odstavku, diode potrebujejo približno 0,6 V, da začnejo prevoditi, to tudi pomeni, da bi dioda spustila to raven napetosti na svojem izhodu in tleh. Če na primer uporabite 1 V, bo dioda na svoji katodi ustvarila 1 - 0,6 = 0,4 V.

Ta funkcija omogoča, da se diode uporabljajo kot kapalka napetosti . Vsak želeni padec napetosti je mogoče doseči s serijskim povezovanjem ustreznega števila diod. Če so zaporedno povezane 4 diode, bo na izhodu ustvarjen skupni odbitek 0,6 x 4 = 2,4 V itd.

Formula za izračun tega je podana spodaj:

Izhodna napetost = vhodna napetost - (št. Diod x 0,6)

Uporaba diode kot regulatorja napetosti

Diode zaradi svoje funkcije padca napetosti naprej se lahko uporabljajo tudi za generiranje stabilnih referenčnih napetosti, kot je prikazano na sosednjem diagramu. Izhodno napetost lahko izračunamo po naslednji formuli:

R1 = (Vin - Vout) / I

Poskrbite, da boste za komponente D1 in R1 uporabili ustrezno moč glede na moč obremenitve. Ocenjeni morajo biti vsaj dvakrat več od obremenitve.

Pretvornik trikotnika v sinusni val

Diode lahko delujejo tudi kot pretvornik trikotnika v sinusni val , kot je prikazano v zgornjem diagramu. Amplituda izhodnega sinusnega vala bo odvisna od števila diod v seriji z D1 in D2.

Voltmeter za branje vrhov

Diode so lahko nastavljene tudi za odčitavanje največje napetosti na voltmetru. Tu dioda deluje kot polvalni usmernik, ki pol frekvencam frekvence omogoča polnjenje kondenzatorja C1 do najvišje vrednosti vhodne napetosti. Nato merilnik pokaže to največjo vrednost s svojim odklonom.

Zaščita za povratno polarnost

To je ena najpogostejših aplikacij diode, ki uporablja diodo za zaščito vezja pred nenamerno povratno napajalno povezavo.

Nazaj EMF in prehodna zaščita

Ko se induktivna obremenitev preklopi skozi tranzistorski gonilnik ali IC, lahko ta induktivna obremenitev, odvisno od njene vrednosti induktivnosti, ustvari visokonapetostni povratni EMF, imenovan tudi povratni prehodni tok, ki lahko povzroči takojšnje uničenje gonilniškega tranzistorja ali IC. Dioda, nameščena vzporedno z obremenitvijo, lahko to situacijo zlahka zaobide. Diode v tej vrsti konfiguracije so znane kot dioda za prosti tek.

Pri prehodni zaščitni zaščiti je dioda običajno povezana preko induktivne obremenitve, da se omogoči obvod povratnega prehodnega trenutka od induktivnega preklopa skozi diodo.

To nevtralizira konico ali prehodno s kratkim stikom skozi diodo. Če diode ne uporabljamo, bi prehodni tok EMF skozi voznikov tranzistor ali vezje prešel v obratno smer in povzročil takojšnjo škodo na napravi.

Ščitnik merilnika

Merilnik gibljive tuljave je lahko zelo občutljiv kos instrumenta, ki se lahko močno spremeni, če se napajalni vhod obrne. Vzporedno priključena dioda lahko zaščiti števec pred to situacijo.

Strižnik valovne oblike

Diodo lahko uporabimo za sekanje in odsekanje vrhov valovne oblike, kot je prikazano na zgornjem diagramu, in ustvarjanje izhoda z zmanjšano povprečno vrednostjo valovne oblike. Upor R2 je lahko lonček za prilagajanje ravni odrezanja.

Polnovalna strižnica

Prvo odsečno vezje ima zmožnost odrezanja pozitivnega odseka valovne oblike. Za omogočanje odrezanja obeh koncev vhodne valovne oblike bi lahko vzporedno uporabljali dve diodi z nasprotno polarnostjo, kot je prikazano zgoraj.

Polvalni usmernik

Ko se dioda uporablja kot polvalni usmernik z vhodom za izmenični tok, blokira polovico povratnih vhodnih ciklov izmeničnega toka in omogoča le drugi polovici, da skoznjo prehaja, kar ustvarja polvalovne izhode, od tod tudi ime polovični usmernik.

Ker dioda odstrani polovični cikel izmeničnega toka, izhod postane enosmerni in vezje imenujemo tudi polvalovno vezje enosmernega pretvornika. Brez filtrirnega kondenzatorja bo izhod impulziran polvalov DC.

Prejšnji diagram je mogoče spremeniti z dvema diodama, tako da dobimo dva ločena izhoda z nasprotnima polovicama izmeničnega toka, popravljenega v ustrezne enosmerne polaritete.

Polnovalni usmernik

Polno usmernik ali a mostni usmernik je vezje, zgrajeno z uporabo 4 usmerniških diod v mostovni konfiguraciji, kot je prikazano na zgornji sliki. Posebnost tega mostičnega usmerniškega vezja je, da lahko pretvori tako pozitivne kot negativne polovične cikle vhoda v polnovalni enosmerni izhod.

Pulsirajoči enosmerni tok na izhodu mostu bo imel dvakratno frekvenco vhodnega izmeničnega toka zaradi vključitve negativnega in pozitivnega polkrožnega impulza v eno pozitivno impulzno verigo.

Modul za podvojitev napetosti

Diode lahko izvedemo tudi kot napetost dvojna s kaskadiranjem nekaj diod z nekaj elektrolitskimi kondenzatorji. Vhod mora biti v obliki pulzirajočega enosmernega ali izmeničnega toka, kar povzroči, da izhod ustvari približno dvakrat več napetosti kot vhod. Vhodna frekvenca utripanja je lahko iz a Oscilator IC 555 .

Napetostni podvojnik z uporabo mostičnega usmernika

Podvojitelj napetosti enosmernega in enosmernega toka je mogoče izvesti tudi z mostičnim usmernikom in nekaj elektrolitskimi kondenzatorji filtrov, kot je prikazano na zgornjem diagramu. Uporaba mostnega usmernika bo povzročila večjo učinkovitost podvojitve glede na tok v primerjavi s prejšnjim kaskadnim podvojnikom.

Napetost štirikrat

Razloženo zgoraj multiplikator napetosti vezja so zasnovana tako, da ustvarijo dvakrat več izhodnih vrednosti kot vhodne najvišje ravni, če pa aplikacija potrebuje še višje stopnje množenja v vrstnem redu 4-krat več napetosti, bi lahko uporabili to napetostno četverno vezje.

Tu je vezje narejeno s štirimi števili kaskadnih diod in kondenzatorjev za doseganje 4-krat večje napetosti na izhodu od vrha vhodne frekvence.

Dioda ALI vrata

Diode je mogoče ožičiti, da posnemajo logična vrata ALI z uporabo vezja, kot je prikazano zgoraj. Tabela sosednjih resnic prikazuje izhodno logiko kot odziv na kombinacijo dveh logičnih vhodov.

NOR Gate z diodami

Tako kot vrata OR lahko tudi vrata NOR ponovimo z uporabo nekaj diod, kot je prikazano zgoraj.

IN Vrata NAND Vrata s pomočjo diod

Morda je mogoče z uporabo diod, kot so prikazane v zgornjih diagramih, implementirati tudi druga logična vrata, kot so vrata AND in vrata NAND. Tabele resnic, prikazane poleg diagramov, zagotavljajo natančno zahtevan logični odziv nastavitev.

Moduli Zener diod

Razlika med usmernikom in zener dioda je, da bo usmerniška dioda vedno blokirala povratni enosmerni potencial, medtem ko bo cenerjeva dioda blokirala povratni enosmerni potencial le, dokler ne bo dosežen njegov prag razgradnje (vrednost napetosti Zenerja), nato pa se bo v celoti vklopila in omogočila, da enosmerni tok preide skozi to popolnoma.

V smeri naprej bo cener deloval podobno kot usmerniška dioda in bo omogočil delovanje napetosti, ko bo dosežena najnižja napetost naprej 0,6 V. Tako lahko cenerjevo diodo definiramo kot napetostno občutljivo stikalo, ki prevaja in vklopi, ko je dosežen določen napetostni prag, določen z vrednostjo okvare cenerja.

Na primer, 4,7 V cener bo začel voditi v obratnem vrstnem redu takoj, ko bo dosežen 4,7 V, medtem ko bo v smeri naprej potreboval le potencial 0,6 V. Spodnji graf vam hitro povzame razlago.

Zenerjev regulator napetosti

Za ustvarjanje lahko uporabimo cenerjevo diodo stabilizirani napetostni izhodi kot je prikazano na sosednjem diagramu z uporabo omejevalnega upora. Omejevalni upor R1 omejuje največji dopustni tok za cener in ga ščiti pred izgorevanjem zaradi prekomernega toka.

Modul indikatorja napetosti

Ker so na voljo zener diode z različnimi stopnjami napetosti, lahko objekt uporabimo za učinkovito, a preprosto indikator napetosti z uporabo ustrezne Zenerjeve ocene, kot je prikazano na zgornjem diagramu.

Preklopnik napetosti

Zener diode lahko uporabimo tudi za premik nivoja napetosti na drugo raven z uporabo ustreznih vrednosti zener diode, kot je potrebno za uporabo.

Napetostni rezalnik

Zener diode, ki so napetostno krmiljeno stikalo, se lahko uporabijo za pritrjevanje amplitude izmeničnega valovanja na nižjo želeno raven, odvisno od njegove stopnje okvare, kot je prikazano na zgornjem diagramu.

Moduli za bipolarni križni tranzistor (BJT)

Bipolarni tranzistorji ali BJT so ena najpomembnejših polprevodniških naprav v družini elektronskih komponent in tvorijo gradnike za skoraj vsa elektronska vezja.

BJT so vsestranske polprevodniške naprave, ki jih je mogoče konfigurirati in prilagoditi za izvajanje poljubne elektronske aplikacije.

V naslednjih odstavkih je zbirka aplikacijskih vezij BJT, ki se lahko uporabljajo kot moduli vezij za konstruiranje nešteto različnih aplikacij vezja po meri, kot zahteva uporabnik.

Podrobneje jih razpravljajmo v naslednjih oblikah.

ALI modul vrat

Z uporabo nekaj BJT-jev in nekaterih uporov bi lahko naredili hitro zasnovo ALI vrat za izvedbo OR logični izhodi kot odgovor na različne kombinacije vhodne logike v skladu s tabelo resnic, prikazano v zgornjem diagramu.

NOR modul vrat

Z nekaterimi ustreznimi spremembami bi se zgornja razlaga OR konfiguracije vrat lahko pretvorila v vezje NOR vrat za izvajanje določenih logičnih funkcij NOR.

IN Vhodni modul

Če nimate hitrega dostopa do logičnega IC-ja AND gate, potem lahko verjetno nastavite nekaj BJT-jev za izdelavo logičnega vezja AND in za izvajanje zgoraj navedenih logičnih funkcij AND.

Modul vrat NAND

Vsestranskost BJT-jev omogoča BJT-jem, da izdelajo katero koli želeno logično vezje in a Vrata NAND uporaba ni nobena izjema. Še enkrat, z nekaj BJT-ji lahko hitro zgradite in uveljavite vezje logičnih vrat NAND, kot je prikazano na zgornji sliki.

Tranzistor kot stikala

Kot je prikazano na zgornjem diagramu a BJT lahko preprosto uporabite kot enosmerno stikalo za vklop / izklop ustrezno nazivne obremenitve. V prikazanem primeru mehansko stikalo S1 posnema logično visoko ali nizko vhodno vrednost, zaradi česar BJT vklopi / izklopi priključeno LED. Ker je prikazan NPN tranzistor, pozitivna povezava S1 povzroči, da stikalo BJT vklopi LED v levem vezju, medtem ko se v desnem krogu LED izklopi, ko je S1 nameščen na pozitivnem ensu stikala.

Pretvornik napetosti

Stikalo BJT, kot je razloženo v prejšnjem odstavku, je lahko tudi ožičeno kot pretvornik napetosti, kar pomeni, da ustvari izhodni odziv nasproti vhodnemu odzivu. V zgornjem primeru se izhodna LED vklopi brez napetosti na točki A in se izklopi ob prisotnosti napetosti na točki A.

Ojačevalni modul BJT

BJT lahko nastavite kot preprosto napetost / tok ojačevalnik za ojačanje majhnega vhodnega signala na veliko višji nivo, kar ustreza uporabljeni napajalni napetosti. Diagram je prikazan v naslednjem diagramu

Modul gonilnika releja BJT

The tranzistorski ojačevalnik zgoraj pojasnjeno, se lahko uporablja za aplikacije, kot je relejski voznik , pri katerem bi se lahko skozi majhno napetost vhodnega signala sprožil rele z višjo napetostjo, kot je prikazano na spodnji sliki. Rele se lahko sproži kot odziv na vhodni signal, ki ga prejme določen senzor nizke stopnje ali detektorska naprava, kot je LDR , Mikrofon, MOST , LM35 , termistor, ultrazvočno itd.

Modul krmilnika releja

Samo dva BJT-ja sta lahko ožičena kot rele utripalka kot je prikazano na spodnji sliki. Vezje bo impulziralo rele VKLOP / IZKLOP z določeno hitrostjo, ki jo lahko nastavite z uporabo dveh spremenljivih uporov R1 in R4.

Modul gonilnika LED s stalnim tokom

Če iščete poceni, a izjemno zanesljivo tokovno krmilno vezje vaše LED diode, ga lahko hitro sestavite z uporabo dveh tranzistorskih konfiguracij, kot je prikazano na naslednji sliki.

3V avdio ojačevalni modul

To 3 V avdio ojačevalnik se lahko uporablja kot izhodna stopnja za kateri koli zvočni sistem, kot so radijski sprejemniki, mikrofon, mešalnik, alarm itd. Glavni aktivni element je tranzistor Q1, medtem ko vhodni izhodni transformatorji delujejo kot komplementarne stopnje za generiranje visoko ojačevalnega avdio ojačevalnika.

Dvostopenjski avdio ojačevalni modul

Za višjo stopnjo ojačenja lahko uporabimo dva tranzistorska ojačevalnika, kot je prikazano na tem diagramu. Tu je na vhodni strani vključen dodaten tranzistor, čeprav je bil vhodni transformator odpravljen, zaradi česar je vezje bolj kompaktno in učinkovito.

Ojačevalni modul MIC

Spodnja slika prikazuje a osnovni predojačevalec modul vezja, ki se lahko uporablja s katerim koli standardom elektret MIC za dvig njenega majhnega 2 mV signala na razmeroma višjo raven 100 mV, kar je lahko ravno primerno za integracijo v ojačevalnik moči.

Modul mešalnika zvoka

Če imate aplikacijo, v kateri je treba dva različna zvočna signala zmešati in združiti v en izhod, bo naslednje vezje delovalo lepo. Za izvedbo uporablja en sam BJT in nekaj uporov. Dva spremenljiva upora na vhodni strani določata količino signala, ki ga je mogoče mešati med obema viroma za ojačanje pri želenih razmerjih.

Preprost oscilator modul

An oscilator je pravzaprav frekvenčni generator, ki ga lahko uporabimo za ustvarjanje glasbenega tona prek zvočnika. Najpreprostejša različica takšnega oscilatorja je prikazana spodaj z uporabo le nekaj BJT-jev. R3 nadzoruje izhodno frekvenco oscilatorja, ki spreminja tudi ton zvoka v zvočniku.

LC oscilator modul

V zgornjem primeru smo se naučili tranzistorskega oscilatorja na osnovi RC. Naslednja slika pojasnjuje preprost enojni tranzistor, Temelji na LC ali modul oscilatorja na osnovi induktivnosti, kapacitivnosti. Podrobnosti o induktorju so podane v diagramu. Prednastavljeno R1 lahko uporabite za spreminjanje frekvence tona od oscilatorja.

Metronomsko vezje

Nekaj ​​smo jih že preučili metronom vezja prej na spletnem mestu, spodaj je prikazano preprosto dvo tranzistorsko metronomsko vezje.

Logična sonda

TO vezje logične sonde je pomemben del opreme za odpravljanje ključnih napak na tiskanem vezju. Enoto je mogoče izdelati z uporabo najmanj enega samega tranzistorja in nekaj uporov. Celotna zasnova je prikazana na naslednjem diagramu.

Prilagodljiv modul sirene

Zelo uporaben in močno vezje sirene lahko ustvarite, kot je prikazano na naslednjem diagramu. Vezje uporablja samo dva tranzistorja za generiranje a naraščajoči in padajoči tip sirene , ki ga lahko preklapljate s pomočjo S1. Stikalo S2 izbere frekvenčno območje tona, višja frekvenca bo ustvarila shriller zvok kot nižje frekvence. R4 uporabniku omogoča, da v izbranem območju še dodatno spreminja ton.

Modul belega generatorja hrupa

Beli šum je zvočna frekvenca, ki ustvarja nizkofrekvenčni sikajoč zvok, na primer zvok, ki se sliši med nenehnimi obilnimi padavinami ali iz neuporabljene FM postaje ali iz televizorja, ki ni priključen na kabelsko povezavo, hitri ventilator itd.

Zgornji enojni tranzistor bo ustvaril podobno vrsto belega šuma, ko je njegov izhod povezan z ustreznim ojačevalnikom.

Preklopni modul razbremenilnika

To stikalo za sprostitev stikala lahko uporabite s stikalom na gumb, da zagotovite, da vezje, ki ga krmili tipka, nikoli ne zaskoči ali moti zaradi prehodnih napetosti, ki nastanejo ob sprostitvi stikala. Ko pritisnete stikalo, izhod postane 0 V Takoj in po izpustu se izhod v počasnem načinu spremeni visoko, ne da bi pri tem prišlo do težav na priključenih stopnjah vezja.

Majhen modul oddajnika AM

Ta tranzistorski majhen brezžični AM-oddajnik lahko pošlje frekvenčni signal na AM radio oddaljeni od enote. Tuljava je lahko katera koli običajna AM / MW antenska tuljava, znana tudi kot tuljava z anteno.

Modul merilnika frekvence

Precej natančno analogni merilnik frekvence modul je mogoče zgraditi z zgoraj prikazanim enojnim tranzistorskim vezjem. Vhodna frekvenca mora biti od 1 V do vrha. Frekvenčno območje je mogoče prilagoditi z uporabo različnih vrednosti za C1 in z ustrezno nastavitvijo lonca R2.

Modul impulznega generatorja

Za ustvarjanje uporabnega modula vezja impulznega generatorja je potrebno le nekaj BJT-jev in nekaj uporov, kot je prikazano na zgornji sliki. Širino pulza lahko prilagodite z različnimi vrednostmi za C1, medtem ko lahko R3 uporabite za prilagoditev frekvence impulza.

Ojačevalni modul merilnika

Ta ojačevalni modul ampermetra se lahko uporablja za merjenje izredno majhnih tokovnih veličin v območju mikroamperov v berljiv izhod na ampermetru 1 mA.

Modul z bliskavico

LED začne utripati ob določeni hitrosti, takoj ko zazna svetloba okolice ali zunanja luč nad pritrjenim svetlobnim senzorjem. Uporaba tega bliskavice, občutljive na svetlobo, je lahko raznolika in zelo prilagodljiva, odvisno od uporabnikovih želja.

Utripalec, ki ga sproži tema

Precej podoben, vendar z nasprotnimi učinki kot zgornja aplikacija, se bo začel ta modul utripa LED takoj, ko se raven svetlobe okolice skoraj spusti v temo ali kot določa omrežje R1, R2 potencialnih razdelilnikov.

Utripalec visoke moči

TO utripalec visoke moči modul je mogoče izdelati z uporabo le nekaj tranzistorjev, kot je prikazano v zgornji shemi. Enota bo utripala ali utripala s priključeno žarnico ali halogensko žarnico, moč te žarnice pa lahko nadgradite z ustrezno nadgradnjo specifikacij Q2.

Daljinski upravljalnik LED oddajnika / sprejemnika

V zgornji shemi lahko opazimo dva modula vezja. Levi bočni modul deluje kot oddajnik LED frekvence, medtem ko desni modul deluje kot vezje sprejemnika / detektorja svetlobne frekvence. Ko je oddajnik vklopljen in se osredotoči na sprejemnikov svetlobni detektor Q1, frekvenca od oddajnika zazna vezje sprejemnika in priloženi piezo-zvočni signal začne vibrirati na isti frekvenci. Modul je mogoče spremeniti na več različnih načinov, glede na posebne zahteve.

Moduli FET

FET pomeni Tranzistorji z efektom polja ki v mnogih pogledih veljajo za visoko učinkovite tranzistorje v primerjavi z BJT-ji.

V naslednjih primerih vezij bomo spoznali veliko zanimivih modulov vezij, ki temeljijo na FET, ki jih je mogoče medsebojno integrirati za ustvarjanje številnih različnih inovativnih vezij, za osebno uporabljeno uporabo in aplikacije.

FET stikalo

V prejšnjih odstavkih smo se naučili, kako uporabiti BJT kot stikalo, povsem podobno se lahko FET uporablja tudi kot stikalo za vklop / izklop DC.

Na zgornji sliki je prikazan FET, konfiguriran kot stikalo za vklop / izklop LED kot odziv na 9V in 0V vhodni signal na vratih.

Za razliko od BJT, ki lahko vklopi / izklopi izhodno obremenitev kot odziv na vhodni signal tako nizko kot 0,6 V, bo FET naredil enako, vendar z vhodnim signalom približno 9 V do 12 V. Vendar pa 0,6 V za BJT je odvisen od toka, tok z 0,6 V pa mora biti glede na obremenitveni tok ustrezno visok ali nizek. V nasprotju s tem tok vhodnega pogona za FET ni odvisen od obremenitve in je lahko tako majhen kot mikroamper.

Ojačevalnik FET

Podobno kot BJT lahko tudi FET povežete za ojačanje vhodnih signalov izredno nizkega toka na ojačan visokonapetostni visokonapetostni izhod, kot je prikazano na zgornji sliki.

Ojačevalni modul z visoko impedanco MIC

Če se sprašujete, kako uporabiti tranzistor s poljskimi učinki za izdelavo ojačevalnega vezja Hi-Z ali MIC z visoko impedanco, vam lahko zgornja razlaga pomaga pri doseganju cilja.

FET Audo mešalni modul

FET se lahko uporablja tudi kot mešalnik zvočnega signala, kot je prikazano na zgornjem diagramu. Dva avdio signala, ki se napajata preko točk A in B, FET mešata in na izhodu združita prek C4.

Modul zakasnitve FET ON

Primerno visoko zakasnitev vklopnega tokokroga je mogoče konfigurirati s pomočjo spodnje sheme.

Ko je S1 vklopljen, se napajanje shrani znotraj kondenzatorja C1, napetost pa vklopi tudi FET. Ko se sprosti S1, shranjeni naboj znotraj C1 še naprej ohranja FET.

Vendar pa FET kot vhodna naprava z visoko impedanco ne omogoča, da se C1 hitro izprazni, zato FET ostane vklopljen precej dolgo. Dokler FET Q1 ostane vklopljen, ostane priklopljeni BJT Q2 izklopljen zaradi obračanja FET, ki ohranja podlago Q2.

Tudi zaradi tega je zvočni signal izključen. Sčasoma se C1 izprazni do točke, ko FET ne more ostati vklopljen. To povrne stanje na dnu Q1, ki se zdaj vklopi in aktivira priključeni alarm zvočnega signala.

Modul časovnika za zakasnitev izklopa

Ta zasnova je povsem podobna zgornjemu konceptu, razen stopnje obračanja BJT, ki tukaj ni prisotna. Iz tega razloga deluje FET kot časovnik zakasnitve izklopa. To pomeni, da na začetku izhod ostane vklopljen, ko se kondenzator C1 izprazni in FET vklopi, in ko se C1 popolnoma izprazni, se FET izklopi in oglasi se zvočni signal.

Enostaven modul ojačevalnika

Z uporabo samo nekaj FET-jev bo mogoče mogoče razumno doseči močan ojačevalnik zvoka od okoli 5 vatov ali celo višje.

Dvojni LED utripajoči modul

To je zelo preprosto FET nestabilno vezje, ki ga lahko uporabljamo za izmenično utripanje dveh LED na obeh odtokih MOSFET-jev. Dober vidik tega primera je, da se LED diode preklapljajo z natančno določeno hitrostjo vklopa / izklopa, brez kakršnega koli zatemnitvenega učinka ali počasi bledi in narašča . Hitrost utripanja je mogoče prilagoditi skozi lonec R3.

Moduli oscilatorja UJT

UJT ali za Unijunkcijski tranzistor , je posebna vrsta tranzistorja, ki jo je mogoče konfigurirati kot prilagodljiv oscilator z zunanjim RC omrežjem.

Osnovna zasnova elektronike Oscilator na osnovi UJT je razvidno iz naslednjega diagrama. RC omrežje R1 in C1 določa frekvenčni izhod iz naprave UJT. Povečanje vrednosti R1 ali C1 zmanjša frekvenčno frekvenco in obratno.

UJT modul generatorja zvočnih učinkov

Lep majhen generator zvočnih učinkov bi lahko zgradili z uporabo nekaj UJT oscilatorjev in s kombiniranjem njihovih frekvenc. Celoten diagram vezja je prikazan spodaj.

Enominutni modul časovnika

Zelo koristno enominutni časovnik zakasnitve vklopa / izklopa vezje je mogoče zgraditi z enim UJT, kot je prikazano spodaj. Pravzaprav gre za oscilatorjsko vezje, ki uporablja visoke vrednosti RC, da upočasni frekvenco ON / OFF na 1 minuto.

To zamudo bi lahko še povečali s povečanjem vrednosti komponent R1 in C1.

Piezo pretvorniški moduli

Piezo pretvorniki so posebej izdelane naprave, ki uporabljajo piezo material, ki je občutljiv in se odziva na električni tok.

Piezo material v piezo pretvorniku reagira na električno polje, ki povzroča izkrivljanja v njegovi strukturi, kar povzroči vibracije na napravi, kar povzroči nastanek zvoka.

Nasprotno pa, ko na piezo pretvornik deluje izračunana mehanska obremenitev, mehansko popači piezo material znotraj naprave, kar povzroči nastanek sorazmerne količine električnega toka preko sponk pretvornika.

Kadar se uporablja kot Enosmerni zvočnik , piezo pretvornik mora biti pritrjen z oscilatorjem, da ustvari izhod vibrirajočega šuma, ker se te naprave lahko odzivajo le na frekvenco.

Slika prikazuje a preprost piezo zvočni signal povezava z dobavnim virom. Ta zvočni signal ima notranji oscilator za odziv na napajalno napetost.

Piezo zvočnike lahko uporabite za prikaz logičnih visokih ali nizkih pogojev v vezju prek naslednjega prikazanega vezja.

Modul generatorja piezo tonov

Piezo pretvornik je mogoče konfigurirati tako, da generira neprekinjen izhodni ton nizke glasnosti naslednji diagram vezja. Piezo naprava mora biti 3 terminalna naprava.

Modul s spremenljivim zvočnim zvokom

Naslednja slika spodaj prikazuje nekaj konceptov brenčanja z uporabo piezo pretvornikov. Piezo elementi naj bi bili 3-žični elementi. Diagram na levi strani prikazuje uporovno zasnovo za siljenje nihanj v piezo pretvorniku, medtem ko diagram na desni strani prikazuje induktivni koncept. Induktor ali tuljava, ki temelji, povzroča nihanja s povratnimi konicami.

Moduli SCR vezja

SCR ali tiristorji so polprevodniške naprave, ki se obnašajo kot usmerniške diode, vendar olajšajo njegovo prevodnost prek zunanjega enosmernega vhoda.

Glede na njihove značilnosti pa SCR imajo tendenco, da se zaskočijo, ko je napajanje toka enosmerno. Naslednja slika prikazuje preprosto nastavitev, ki izkorišča to funkcijo zapiranja naprave za vklop in izklop tovora RL kot odziv na pritisk stikal S1 in S2. S1 vklopi breme, medtem ko S2 izklopi breme.

Modul releja, ki se aktivira s svetlobo

Preprosto aktivirana svetloba relejni modul je mogoče zgraditi s pomočjo SCR, in a fototranzistor , kot je prikazano na spodnji sliki.

Takoj, ko raven svetlobe na fototranzistorju preseže nastavljeno raven sprožitvenega praga SCR, se sprožilec SCR sproži in zaklene, ON vklopi rele. Zaklep ostane tak, kot je, dokler stikala za ponastavitev S1 ne pritisnete kot zadostne teme ali če se napajanje izklopi in nato vklopi.

Sprostitveni oscilator z uporabo modula Triac

Preprosto vezje sprostitvenega oscilatorja je mogoče izdelati z uporabo SCR in RC omrežja, kot je prikazano na spodnjem diagramu.

Frekvenca oscilatorja bo prek priključenega zvočnika ustvarila nizkofrekvenčni ton. Tonsko frekvenco tega sprostitvenega oscilatorja lahko prilagodite s spremenljivim uporom R1 in R2, pa tudi s kondenzatorjem C1.

Triac AC krmilnik hitrosti motorja

UJT je običajno znan po svojih zanesljivih nihajnih funkcijah. Vendar pa lahko isto napravo uporabljamo tudi s triakom za omogočanje od 0 do nadzor polne hitrosti AC motorjev .

Upor R1 deluje kot prilagoditev frekvence za frekvenco UJT. Ta spremenljiv frekvenčni izhod preklopi triak z različnimi hitrostmi ON / OFF, odvisno od nastavitev R1.

To spremenljivo preklapljanje triaka posledično povzroči sorazmerno veliko spremembo hitrosti priključenega motorja.

Modul Triac Gate Buffer

Zgornji diagram prikazuje, kako preprosto a triak se lahko IZKLOPI IZKLOPI s stikalom za VKLOP / IZKLOP in zagotavlja tudi varnost triaka z uporabo samega tovora kot stopnje medpomnilnika. R1 omejuje tok na triac vrata, medtem ko obremenitev dodatno zagotavlja zaščito triac vrat na pred prehodnimi nenadnimi vklopi in omogoča triac, da se vklopi z načinom mehkega zagona.

Modul Triac / UJT Flasher UJT

Oscilator UJT lahko izvedemo tudi kot Zatemnitev AC žarnice kot je prikazano na zgornjem diagramu.

Lonec R1 se uporablja za prilagajanje hitrosti nihanja ali frekvence, ki nato določa hitrost vklopa / izklopa triaka in priključene svetilke.

Če je preklopna frekvenca previsoka, se zdi, da se svetilka trajno ne vklopi, čeprav se intenzivnost spreminja zaradi povprečne napetosti na njej, ki se spreminja v skladu s preklopom UJT.

Zaključek

V zgornjih poglavjih smo razpravljali o številnih temeljnih konceptih in teorijah elektronike ter se naučili, kako konfigurirati majhna vezja z uporabo diod, tranzistorjev, FET-jev itd.

Dejansko obstaja še nešteto več modulov vezij, ki jih je mogoče ustvariti z uporabo teh osnovnih komponent za izvajanje katere koli želene ideje vezja, kot je navedeno v danih specifikacijah.

Potem ko se dobro spozna z vsemi temi osnovnimi izvedbami ali moduli vezij, se lahko kateri koli novinec v polju nauči integrirati te module med seboj, da dobi številna druga zanimiva vezja ali za izvedbo specializiranega programa vezij.

Če imate dodatna vprašanja v zvezi s temi osnovnimi koncepti elektronike ali glede tega, kako se pridružiti tem modulom za posebne potrebe, vas prosimo, da komentirate in razpravljate o temah.