Grunnleggende elektroniske kretser forklart - Nybegynnerveiledning for elektronikk

Artikkelen nedenfor drøfter omfattende alle grunnleggende fakta, teorier og informasjon om bruk og bruk av vanlige elektroniske komponenter som motstander, kondensatorer, transistorer, MOSFET, UJT, triac, SCR.

De forskjellige små grunnleggende elektroniske kretsene som er forklart her, kan effektivt brukes som byggeklosser eller moduler for å lage flertrinnskretser, ved å integrere designene med hverandre.

Vi begynner opplæringsprogrammene med motstander, og prøver å forstå hvordan de fungerer og bruker.

Men før vi begynner, kan vi raskt oppsummere de forskjellige elektroniske symbolene som skal brukes i denne artikkelen.

Hvordan motstander fungerer

De funksjon av motstander er å tilby motstand mot strømmen. Motstandsenheten er Ohm.

Når en potensiell forskjell på 1 V påføres over en 1 Ohm motstand, vil en strøm på 1 Ampere bli tvunget gjennom, i henhold til Ohms lov.

Spenning (V) fungerer som potensialforskjellen over en motstand (R)

Strøm (I) utgjør strømmen av elektroner gjennom motstanden (R).

Hvis vi kjenner verdiene til to av disse 3 elementene V, I og R, kan verdien av det tredje ukjente elementet enkelt beregnes ved hjelp av følgende Ohms lov:

V = I x R, eller I = V / R, eller R = V / I

Når strøm strømmer gjennom en motstand, vil den spre kraften, som kan beregnes ved hjelp av følgende formler:

P = V X I, eller P = I^tox R

Resultatet fra formelen ovenfor vil være i watt, noe som betyr at kraftenheten er watt.

Det er alltid viktig å sørge for at alle elementene i formelen er uttrykt med standardenheter. For eksempel, hvis vi bruker millivolt, må den konverteres til volt, tilsvarende skal miliampe konverteres til Ampere, og milliohm eller kiloOhm skal konverteres til Ohms mens du skriver inn verdiene i formelen.

For de fleste applikasjoner er motstandens watt i 1/4 watt 5%, med mindre annet er spesifisert for spesielle tilfeller der strømmen er usedvanlig høy.

Motstander i serie- og parallellforbindelser

Motstandsverdier kan justeres til forskjellige tilpassede verdier ved å legge til forskjellige verdier i serie- eller parallelle nettverk. Imidlertid må de resulterende verdiene til slike nettverk beregnes nøyaktig gjennom formler som gitt nedenfor:

Hvordan bruke motstander

En motstand er vanligvis vant til begrense strøm gjennom en seriebelastning som en lampe, en LED, et lydsystem, en transistor osv. for å beskytte disse sårbare enhetene mot overstrømsituasjoner.

I eksemplet ovenfor er strøm om LED kunne beregnes ved hjelp av Ohms lov. Imidlertid kan det hende at LED ikke begynner å lyse ordentlig før det minste fremover spenningsnivået er påført, som kan være hvor som helst mellom 2 V og 2,5 V (for RØD LED), derfor vil formelen som kan brukes for å beregne strømmen gjennom LED-en være

I = (6 - 2) / R.

Potensiell skillelinje

Motstander kan brukes som potensielle skillelinjer , for å redusere forsyningsspenningen til ønsket lavere nivå, som vist i følgende diagram:

Imidlertid kan slike resistive delere brukes til å generere referansespenninger, bare for kilder med høy impedans. Utgangen kan ikke brukes til å betjene en belastning direkte, siden de involverte motstandene vil gjøre strømmen betydelig lav.

Wheatstone Bridge Circuit

Et hvetesteinsnettverk er en krets som brukes til å måle motstandsverdier med stor nøyaktighet.

Den grunnleggende kretsen til et wheatsone bridge-nettverk er vist nedenfor:

Arbeidsdetaljene til hvetesteinsbroen, og hvordan du finner presise resultater ved hjelp av dette nettverket, er forklart i diagrammet ovenfor.

Precision Wheatstone Bridge Circuit

Hvetesteinsbrokretsen vist i den tilstøtende figuren gjør det mulig for brukeren å måle verdien av en ukjent motstand (R3) med veldig høy presisjon. For dette må klassifiseringen av de kjente motstandene R1 og R2 også være nøyaktig (1% type). R4 bør være et potensiometer, som kan kalibreres nøyaktig for de tiltenkte målingene. R5 kan være en forhåndsinnstilt posisjonert som en strømstabilisator fra strømkilden. Motstand R6 og bryter S1 fungerer som shunt-nettverk for å sikre tilstrekkelig beskyttelse av måleren M1. For å starte testprosedyren, må brukeren justere R4 til en nullavlesning er oppnådd på måleren M1. Betingelsen er at R3 vil være lik justeringen av R4. I tilfelle R1 ikke er identisk med R2, kan følgende formel brukes til å bestemme verdien av R3. R3 = (R1 x R4) / R2

Kondensatorer

Kondensatorer fungerer ved å lagre en elektrisk ladning i et par innvendige plater, som også danner elementets terminalledninger. Måleenheten for kondensatorer er Farad.

En kondensator vurdert til 1 Farad når den er koblet over en forsyning på 1 volt, vil kunne lagre en ladning på 6,28 x 10¹⁸elektroner.

Imidlertid, i praktisk elektronikk, anses kondensatorer i Farads for store og blir aldri brukt. I stedet brukes mye mindre kondensatorenheter som picofarad (pF), nanofarad (nF) og microfarad (uF).

Forholdet mellom enhetene ovenfor kan forstås fra følgende tabell, og dette kan også brukes til å konvertere en enhet til en annen.

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

Kondensatorlading og utladning

En kondensator lades øyeblikkelig når ledningene er koblet over en passende spenningsforsyning.

De ladeprosess kan forsinkes eller gjøres langsommere ved å legge til en motstand i serie med forsyningsinngangen, som vist i diagrammene ovenfor.

Utslippsprosessen er også lik, men på motsatt måte. Kondensatoren vil umiddelbart avlades når ledningene kortsluttes. Utladningsprosessen kan reduseres proporsjonalt ved å legge til en motstand i serie med ledningene.

Kondensator i serie

Kondensatorer kan legges i serie ved å koble ledningene sine til hverandre som vist nedenfor. For polariserte kondensatorer skal forbindelsen være slik at anoden til den ene kondensatoren kobles til katoden til den andre kondensatoren, og så videre. For ikke-polære kondensatorer kan ledningene kobles rundt.

Ved seriekobling avtar kapasitansverdien, for eksempel når to 1 uF kondensatorer er koblet i serie, blir den resulterende verdien 0,5 uF. Dette ser ut til å være akkurat det motsatte av motstander.

Når den er koblet i seriekobling, legger den opp spenningsverdien eller spenningsverdiene for kondensatorene. For eksempel, når to 25 V nominelle kondensatorer er koblet i serie, legger deres spenningstoleranseområde seg opp og øker til 50 V.

Kondensatorer i parallell

Kondensatorer kan også kobles parallelt ved å koble ledningene til felles, som vist i diagrammet ovenfor. For polariserte kondensatorer må terminalene med like poler være koblet til hverandre, for ikke-polære hetter kan denne begrensningen ignoreres. Når den er koblet parallelt, øker den resulterende totale verdien av kondensatorer, noe som er motsatt når det gjelder motstander.

Viktig: En ladet kondensator kan holde ladningen mellom terminalene i betydelig lang tid. Hvis spenningen er høy nok i området 100 V og høyere, kan det forårsake smertefullt støt hvis ledningene berøres. Mindre nivåer av spenninger kan ha nok kraft til å til og med smelte et lite stykke metall når metallet blir ført mellom kondensatorens ledninger.

Hvordan bruke kondensatorer

Signalfiltrering : En kondensator kan brukes til filtreringsspenninger på noen få måter. Når den er koblet over en vekselstrømforsyning, kan den dempe signalet ved å jorde noe av innholdet, og tillate en gjennomsnittlig akseptabel verdi på utgangen.

DC-blokkering: En kondensator kan brukes i seriekobling for å blokkere en DC-spenning og føre et AC- eller pulserende DC-innhold gjennom den. Denne funksjonen gjør det mulig for lydutstyr å bruke kondensatorer ved inngangs- / utgangsforbindelsene for å muliggjøre passering av lydfrekvensene, og forhindre at uønsket DC-spenning kommer inn i forsterkningslinjen.

Strømforsyningsfilter: Kondensatorer fungerer også som DC-forsyningsfiltre i strømforsyningskretser. I en strømforsyning, etter utbedring av vekselstrømssignalet, kan den resulterende likestrømmen være full av ringsvingninger. En kondensator med stor verdi koblet over denne krusningsspenningen resulterer i en betydelig mengde filtrering som forårsaker at den svingende likestrømmen blir en konstant likestrøm med krusninger redusert til en mengde som bestemt av verdien av kondensatoren.

Hvordan lage en integrator

Funksjonen til en integatorkrets er å forme et firkantbølgesignal til en trekantbølgeform gjennom en motstand, kondensator eller RC-nettverk , som vist i figuren ovenfor. Her kan vi se at motstanden er på inngangssiden, og er koblet i serie med linjen, mens kondensatoren er koblet på utgangssiden, over motstandens utgangsenden og bakken.

RC-komponentene fungerer som et tidskonstantelement i kretsen, hvis produkt må være 10 ganger høyere enn inngangssignalets periode. Ellers kan det føre til at amplituden til utgangstrekantbølgen blir redusert. Under slike forhold vil kretsen fungere som et lavpasfilter som blokkerer høyfrekvente innganger.

Hvordan lage en differensiator

Funksjonen til en differensieringskrets er å konvertere et firkantbølgeinngangssignal til en spisset bølgeform som har en kraftig stigende og en langsomt fallende bølgeform. Verdien av RC-tidskonstanten i dette tilfellet må være 1/10 av inngangssyklusene. Differensieringskretser brukes vanligvis til å generere korte og skarpe triggerpulser.

Forstå dioder og likerettere

Dioder og likerettere er kategorisert under halvlederinnretninger , som er konstruert for å passere strøm bare i en spesifisert retning mens de blokkeres fra motsatt retning. Imidlertid vil en diode eller diodebaserte moduler ikke begynne å passere strøm eller lede før det nødvendige minimum fremover spenningsnivået er oppnådd. For eksempel vil en silisiumdiode bare lede når den påførte spenningen er over 0,6 V, mens en germaniumdiode vil lede minst 0,3 V. Hvis to to dioder er koblet i serie, vil dette fremover spenningskravet også doble til 1,2 V, og så videre.

Bruke dioder som spenningsdropper

Som vi diskuterte i forrige avsnitt, krever dioder rundt 0,6 V for å begynne å lede, dette betyr også at dioden vil slippe dette spenningsnivået over utgang og jord. For eksempel, hvis 1 V påføres, vil dioden produsere 1 - 0,6 = 0,4 V ved katoden.

Denne funksjonen gjør at dioder kan brukes som spenningsdropper . Ethvert ønsket spenningsfall kan oppnås ved å koble det tilsvarende antallet dioder i serie. Derfor hvis 4 dioder er koblet i serie, vil det skape et totalt fradrag på 0,6 x 4 = 2,4 V ved utgangen og så videre.

Formelen for beregning av dette gitt nedenfor:

Utgangsspenning = inngangsspenning - (antall dioder x 0,6)

Bruker diode som spenningsregulator

Dioder på grunn av funksjonen for fremoverspenningsfall kan også brukes til å generere stabile referansespenninger, som vist i det tilgrensende diagrammet. Utgangsspenningen kan beregnes med følgende formel:

R1 = (Vin - Vout) / I

Sørg for å bruke riktig wattstyrke for D1- og R1-komponentene i henhold til lastens watt. De må være vurdert minst to ganger mer enn lasten.

Triangle to Sine Wave Converter

Dioder kan også fungere som trekantbølge til sinusbølgeomformer , som angitt i diagrammet ovenfor. Amplituden til utgangssinusbølgen vil avhenge av antall dioder i serie med D1 og D2.

Peak Reading Voltmeter

Dioder kan også konfigureres for å få toppspenningsavlesning på et voltmeter. Her fungerer dioden som en halvbølge-likeretter, slik at halvsykluser av frekvensen kan lade kondensatoren C1 til toppverdien til inngangsspenningen. Måleren viser deretter denne toppverdien gjennom avbøyningen.

Omvendt polaritetsbeskytter

Dette er en av de vanligste anvendelsene av diode, som bruker en diode for å beskytte en krets mot utilsiktet omvendt forsyningstilkobling.

Rygg EMF og Transient Protector

Når en induktiv belastning byttes gjennom en transistordriver eller en IC, avhengig av induktansverdien, kan denne induktive belastningen generere høyspenning tilbake EMF, også kalt revers transienter, som kan ha potensialet til å forårsake en øyeblikkelig ødeleggelse av drivertransistoren eller IC. En diode plassert parallelt med lasten kan lett omgå denne situasjonen. Dioder i denne typen konfigurasjon er kjent som frihjulsdiode.

I en forbigående beskyttelsesapplikasjon er en diode normalt koblet over en induktiv belastning for å muliggjøre omgåelse av en omvendt transient fra den induktive svitsjen gjennom dioden.

Dette nøytraliserer spissen eller transienten ved å kortslutte den gjennom dioden. Hvis dioden ikke brukes, vil den bakre EMF-transienten passere gjennom drivertransistoren eller kretsen i motsatt retning og forårsake øyeblikkelig skade på enheten.

Meter Protector

En spiralmåler i bevegelse kan være et veldig følsomt instrument, som kan bli alvorlig skadet hvis strømforsyningen blir omvendt. En diode koblet parallelt kan beskytte måleren mot denne situasjonen.

Waveform Clipper

En diode kan brukes til å hugge og klippe av toppene til en bølgeform, som vist i diagrammet ovenfor, og lage en utgang med redusert gjennomsnittsverdi bølgeform. Motstanden R2 kan være en gryte for å justere utklippsnivået.

Fullbølge Clipper

Den første klippekretsen har muligheten til å klippe den positive delen av bølgeformen. For å muliggjøre klipping av begge endene av en inngangsbølgeform, kan to dioder brukes parallelt med motsatt polaritet, som vist ovenfor.

Halvbølge likeretter

Når en diode brukes som en halvbølge-likeretter med en vekselstrøminngang, blokkerer den halv omvendt vekselstrømssyklusen, og lar bare den andre halvparten passere gjennom den, og skaper halvbølge-syklusutganger, derav navnet halvbølge-likeretter.

Siden vekselstrøm halv-syklusen fjernes av dioden, blir utgangen likestrøm, og kretsen kalles også halvbølge likestrømomformerkrets. Uten en filterkondensator vil utgangen være en pulserende halvbølge DC.

Det forrige diagrammet kan modifiseres ved hjelp av to dioder, for å få to separate utganger med motsatte halvdeler av vekselstrøm rettet til tilsvarende DC-polariteter.

Full Wave likeretter

En fullbølgelektroder, eller en bro likeretter er en krets bygget med 4 likeretterdioder i en brokonfigurasjon, som vist i figuren ovenfor. Spesialiteten til denne bro-likeretterkretsen er at den er i stand til å konvertere både de positive og negative halvsyklusene til inngangen til en fullbølge DC-utgang.

Den pulserende DC ved utgangen fra broen vil ha en frekvens to ganger av inngangen AC på grunn av inkluderingen av de negative og de positive halvsykluspulsene i en enkelt positiv pulskjede.

Spenningsdobler-modul

Dioder kan også implementeres som spenning dobbelt ved å kaste et par dioder med et par elektrolytiske kondensatorer. Inngangen skal være i form av pulserende DC eller en AC, som får utgangen til å generere omtrent to ganger mer spenning enn inngangen. Inngangspulsfrekvensen kan være fra a IC 555 oscillator .

Spenningsdobler ved bruk av Bridge Rectifier

En DC til DC spenningsdobler kan også implementeres ved hjelp av en bro likeretter og et par elektrolytiske filterkondensatorer, som vist i diagrammet ovenfor. Bruk av en bro likeretter vil resultere i høyere effektivitet av doblingseffekten når det gjelder strøm sammenlignet med den forrige kaskadeforsterkeren.

Spenning Firdobbelt

Ovennevnte forklart spenningsmultiplikator kretser er designet for å generere 2 ganger mer utgang enn inngangstoppnivåene, men hvis en applikasjon trenger enda høyere multiplikasjonsnivåer i størrelsesorden 4 ganger mer spenning, kan denne spenningsfyrdoblingskretsen brukes.

Her er kretsen laget ved hjelp av 4 antall kaskadede dioder og kondensatorer for å få 4 ganger mer spenning ved utgangen enn inngangsfrekvensens topp.

Diode ELLER port

Dioder kan kobles til for å imitere en ELLER logisk gate ved hjelp av kretsen som vist ovenfor. Den tilstøtende sannhetstabellen viser utgangslogikken som svar på en kombinasjon av to logiske innganger.

NOR Gate ved hjelp av dioder

Akkurat som en ELLER-port, kan en NOR-port også replikeres ved hjelp av et par dioder som vist ovenfor.

AND Gate NAND Gate ved hjelp av dioder

Det kan også være mulig å implementere andre logiske porter som AND gate og NAND gate ved hjelp av dioder som vist i diagrammene ovenfor. Sannhetstabellene vist ved siden av diagrammene gir det nøyaktige nødvendige logiske svaret fra oppsettene.

Zener Diode Circuit Modules

Forskjellen mellom en likeretter og zener-diode er at en likeretterdiode alltid vil blokkere omvendt DC-potensial, mens a zener-dioden bare vil blokkere omvendt DC-potensial til dens nedbrytningsterskel (zener-spenningsverdi) er nådd, og så vil den slå PÅ helt og la DC passere gjennom det helt.

I retning fremover vil en zener fungere som en likeretterdiode og tillate at spenningen ledes når den minste fremoverspenningen på 0,6 V er nådd. Dermed kan en zenerdiode defineres som en spenningsfølsom bryter, som leder og slår PÅ når en spesifikk spenningsterskel er nådd som bestemt av nedbrytningsverdien til zeneren.

For eksempel vil en 4,7 V-zener begynne å lede i omvendt rekkefølge så snart 4.7 V er nådd, mens den i fremoverretningen bare trenger et potensial på 0,6 V. Grafen nedenfor oppsummerer forklaringen raskt for deg.

Zener spenningsregulator

En zenerdiode kan brukes til å lage stabiliserte spenningsutganger som vist i det tilgrensende diagrammet, ved å bruke en begrensningsmotstand. Begrensningsmotstanden R1 begrenser den maksimale tolerable strømmen for zeneren og beskytter den mot å brenne på grunn av overstrøm.

Spenningsindikatormodul

Siden zener-dioder er tilgjengelige med en rekke spenningsnivåer for sammenbrudd, kan anlegget brukes for å gjøre en effektiv, men likevel enkel spenningsindikator ved å bruke passende zener-klassifisering som vist i diagrammet ovenfor.

Spenningsskifter

Zener-dioder kan også brukes til å skifte et spenningsnivå til et annet nivå ved å bruke egnede zener-diodeverdier, i henhold til applikasjonens behov.

Spenningsklipper

Zener-dioder som er en spenningsstyrt bryter, kan brukes til å klippe amplituden til en AC-bølgeform til et lavere ønsket nivå, avhengig av dens nedbrytningsgrad, som vist i diagrammet ovenfor.

Bipolar Junction Transistor (BJTs) kretsmoduler

Bipolare kryssstransistorer eller BJT er en av de viktigste halvlederapparatene i den elektroniske komponentfamilien, og den danner byggesteinene for nesten alle elektronisk baserte kretser.

BJT er allsidige halvlederanordninger som kan konfigureres og tilpasses for implementering av ønsket elektronisk applikasjon.

I de følgende avsnittene en samling av BJT applikasjonskretser som kan brukes som kretsmoduler for å konstruere utallige forskjellige tilpassede kretsapplikasjoner, i henhold til brukerens krav.

La oss diskutere dem i detalj gjennom følgende design.

ELLER portmodul

Ved å bruke et par BJT-er og noen motstander, kan en rask ELLER gate-design lages for å implementere OR logiske utganger som svar på forskjellige kombinasjoner av inngangslogikk i henhold til sannhetstabellen vist i diagrammet ovenfor.

NOR Gate Module

Med noen passende modifikasjoner kan den ovenfor forklarte ELLER portkonfigurasjonen transformeres til en NOR-portkrets for implementering av de spesifiserte NOR-logikkfunksjonene.

OG portmodul

Hvis du ikke har rask tilgang til en AND gate logic IC, kan du sannsynligvis konfigurere et par BJTer for å lage en AND logic gate circuit og for å utføre de ovennevnte AND logiske funksjonene.

NAND Gate-modul

Allsidigheten til BJT-er gjør at BJT-er kan lage hvilken som helst ønsket logikkfunksjonskrets, og a NAND gate søknad er ikke noe unntak. Igjen, ved å bruke et par BJT-er, kan du raskt bygge og håndheve en NAND-logikkportkrets som vist i figuren ovenfor.

Transistor som brytere

Som angitt i diagrammet over a BJT kan enkelt brukes som DC-bryter for å slå PÅ / AV av en belastning med passende rangering. I det viste eksemplet imiterer den mekaniske bryteren S1 en logisk høy eller lav inngang, som får BJT til å slå PÅ / AV den tilkoblede LED. Siden en NPN-transistor er vist, forårsaker den positive forbindelsen til S1 BJT-bryteren PÅ LED-en i venstre krets, mens i høyre side er LED-lampen slått AV når S1 er posisjonert på bryterenes positive ens.

Spenningsomformer

En BJT-bryter som forklart i forrige avsnitt kan også kobles til som spenningsomformer, noe som betyr å skape utgangssvar motsatt inngangssvaret. I eksemplet ovenfor vil utgangs-LED-en slås PÅ i fravær av en spenning ved punkt A, og vil slå seg AV i nærvær av en spenning ved punkt A.

BJT forsterkermodul

En BJT kan konfigureres som en enkel spenning / strøm forsterker for å forsterke et lite inngangssignal til mye høyere nivå, tilsvarende forsyningsspenningen som brukes. Diagrammet er vist i følgende diagram

BJT Relé Driver Module

De transistorforsterker forklart ovenfor kan brukes til applikasjoner som a stafettfører , hvor et høyere spenningsrelé kunne utløses gjennom en liten inngangssignalspenning som vist i bildet nedenfor. Reléet kan utløses som svar på et inngangssignal mottatt fra en spesifikk lavsignalsensor eller detektorenhet, som en LDR , Mikrofon, BROEN , LM35 , termistor, ultralyd etc.

Reléstyringsmodul

Bare to BJT-er kan kobles til som en reléblinker som vist på bildet nedenfor. Kretsen vil pulsere reléet PÅ / AV med en bestemt hastighet som kan justeres ved hjelp av de to variable motstandene R1 og R4.

Konstantstrøm LED-drivermodul

Hvis du leter etter en billig, men ekstremt pålitelig strømkontrollkrets LED-lampen din, kan du raskt bygge den med de to transistorkonfigurasjonene som vist i følgende bilde.

3V lydforsterkermodul

Dette 3 V lydforsterker kan brukes som utgangstrinn for ethvert lydsystem som radioer, mikrofon, mikser, alarm etc. Det viktigste aktive elementet er transistoren Q1, mens inngangsutgangstransformatorene fungerer som komplementære trinn for å generere en lydforsterker med høy forsterkning.

To trinns lydforsterkermodul

For høyere forsterkningsnivå kan en to-transistorforsterker brukes som vist i dette diagrammet. Her er en ekstra transistor inkludert på inngangssiden, selv om inngangstransformatoren er eliminert, noe som gjør kretsen mer kompakt og effektiv.

MIC forsterkermodul

Bildet nedenfor viser en grunnleggende forforsterker kretsmodul, som kan brukes med hvilken som helst standard electret MIC for å heve det lille 2 mV-signalet til et rimelig høyere 100 mV-nivå, som kanskje bare er egnet for integrering til en effektforsterker.

Audio Mixer-modul

Hvis du har et program der to forskjellige lydsignaler må blandes og blandes sammen til en enkelt utgang, vil følgende krets fungere bra. Den bruker en enkelt BJT og noen motstander for implementeringen. De to variable motstandene på inngangssiden bestemmer mengden signal som kan blandes over de to kildene for forsterkning ved de ønskede forhold.

Enkel oscillatormodul

An oscillator er faktisk en frekvensgenerator, som kan brukes til å generere en musikalsk tone over en høyttaler. Den enkleste versjonen av en slik oscillatorkrets er vist nedenfor ved bruk av bare et par BJT-er. R3 styrer frekvensutgangen fra oscillatoren, som også varierer lyden på høyttaleren.

LC-oscillatormodul

I eksemplet ovenfor lærte vi en RC-basert transistoroscillator. Følgende bilde forklarer en enkel enkelt transistor, LC-basert eller induktans, kapasitansbasert oscillatorkretsmodul. Detaljer om induktoren er gitt i diagrammet. Forhåndsinnstilt R1 kan brukes til å variere tonefrekvensen fra oscillatoren.

Metronome Circuit

Vi har allerede studert noen få metronom kretser tidligere på nettstedet, er enkel to transistormetronomkrets vist nedenfor.

Logisk sonde

TIL logisk sonde krets er et viktig utstyr for feilsøking av viktige kretskortfeil. Enheten kan konstrueres med et minimum som en enkelt transistor og noen få motstander. Komplett design er vist i følgende diagram.

Justerbar sirenekretsmodul

En veldig nyttig og kraftig sirenekrets kan opprettes som vist i følgende diagram. Kretsen bruker bare to transistorer for å generere en stigende og fallende sirenelyd , som kan veksles med S1. Bryteren S2 velger frekvensområdet til tonen, høyere frekvens vil generere skrillerlyd enn de lavere frekvensene. R4 lar brukeren variere tonen ytterligere innenfor det valgte området.

Hvit støygeneratormodul

En hvit støy er en lydfrekvens som genererer en lavfrekvent susende lydtype, for eksempel lyden som høres under et konstant kraftig nedbør, eller fra en ujustert FM-stasjon, eller fra et TV-apparat som ikke er koblet til en kabelforbindelse, en høyhastighets vifte etc.

Ovennevnte enkelt transistor vil generere den samme typen hvit støy når utgangen er koblet til en passende forsterker.

Bytt debouncer-modul

Denne bryteren kan ikke brukes med en trykknappbryter for å sikre at kretsen som styres av trykknappen, aldri blir skranglet eller forstyrret på grunn av spenningstransienter som genereres mens bryteren slippes. Når bryteren trykkes, blir utgangen 0 V umiddelbart og når den slippes, blir utgangen høy i langsom modus uten å forårsake problemer for de tilknyttede kretsstadiene.

Liten AM-sendermodul

Denne ene, lille trådløse AM-senderen, kan sende et frekvenssignal til en AM-radio holdt et stykke unna enheten. Spolen kan være hvilken som helst vanlig AM / MW-antennespole, også kjent som antennespole for loopstick.

Frekvensmåler-modul

En ganske nøyaktig analog frekvensmåler modulen kan bygges ved hjelp av den enkle transistorkretsen vist ovenfor. Inngangsfrekvensen skal være 1 V topp til topp. Frekvensområdet kan justeres ved å bruke forskjellige verdier for C1, og ved å stille inn R2-potten riktig.

Pulsgeneratormodul

Bare et par BJT-er og noen få motstander kreves for å lage en nyttig pulsgenerator-kretsmodul som vist i figuren ovenfor. Pulsbredden kan justeres med forskjellige verdier for C1, mens R3 kan brukes til å justere pulsfrekvensen.

Meterforsterkermodul

Denne amperemeterforsterkermodulen kan brukes til å måle ekstremt små strømstyrker i området for mikroampere, til lesbar utgang over et 1 mA amperemeter.

Lysaktivert blinkmodul

En LED begynner å blinke med en spesifisert så snart et omgivende lys eller et eksternt lys oppdages over en tilkoblet lyssensor. Anvendelsen av denne lysfølsomme blinkeren kan være mangfoldig og veldig tilpassbar, avhengig av brukerens preferanser.

Darkness Triggered Flasher

Ganske like, men med motsatte effekter til ovennevnte applikasjon, vil denne modulen begynne blinker en LED så snart det omgivende lysnivået synker til nesten mørke, eller som satt av R1, R2 potensielle skillelinjenettverk.

High Power Flasher

TIL høy effekt blinker modulen kan konstrueres ved hjelp av bare et par transistor som vist i skjemaet ovenfor. Enheten vil blinke eller blinke en tilkoblet glødelampe eller halogenlampe sterkt, og kraften til denne lampen kan oppgraderes ved å oppgradere spesifikasjonene til Q2 på en passende måte.

LED-lyssender / mottaker fjernkontroll

Vi kan legge merke til to kretsmoduler i skjemaet ovenfor. Venstre sidemodul fungerer som en LED-frekvenssender, mens høyre sidemodul fungerer som lysfrekvensmottaker / detektorkrets. Når senderen slås PÅ og fokuseres på mottakerens lysdetektor Q1, blir frekvensen fra senderen oppdaget av mottakerkretsen og den vedlagte piezo-summeren begynner å vibrere med samme frekvens. Modulen kan modifiseres på mange forskjellige måter, i henhold til spesifikke krav.

FET-kretsmoduler

FET stands for Felteffekttransistorer som anses å være svært effektive transistorer sammenlignet med BJT, i mange aspekter.

I de følgende eksemplene på kretsløp vil vi lære om mange interessante FET-baserte kretsmoduler som kan integreres på tvers av hverandre for å lage mange forskjellige innovative kretser, for personlig bruk og applikasjoner.

FET-bryter

I de tidligere avsnittene lærte vi hvordan du bruker en BJT som en bryter, ganske likt, en FET kan også brukes som en DC PÅ / AV-bryter.

Figuren over viser, en FET konfigurert som en bryter for å veksle en LED PÅ / AV som svar på et 9V og 0V inngangssignal ved porten.

I motsetning til en BJT som kan slå på / av en utgangsbelastning som svar på et inngangssignal så lite som 0,6 V, vil en FET gjøre det samme, men med et inngangssignal på rundt 9V til 12 V. Imidlertid vil 0,6 V for en BJT er strømavhengig og strømmen med 0,6 V må være tilsvarende høy eller lav i forhold til laststrømmen. I motsetning til dette er inngangsportdrivstrømmen for en FET ikke belastningsavhengig og kan være så lav som en mikroampere.

FET-forsterker

Ganske som en BJT, kan du også koble en FET for å forsterke ekstremt lave strøminngangssignaler til en forsterket høyspenningsutgang, som vist på figuren ovenfor.

MIC-forsterkermodul med høy impedans

Hvis du lurer på hvordan du bruker en felteffekttransistor til å konstruere en Hi-Z eller en høyimpedans MIC-forsterkerkrets, kan den forklarte designen ovenfor hjelpe deg med å oppnå målet.

FET Audo Mixer-modul

En FET kan også brukes som en lydsignalblander, som illustrert i diagrammet ovenfor. To lydsignaler matet over punkt A og B blandes sammen av FET og slås sammen ved utgangen via C4.

FET Delay ON Circuit Module

En rimelig høy forsinkelse PÅ tidtakerkrets kan konfigureres ved hjelp av skjematisk nedenfor.

Når S1 trykkes PÅ, lagres forsyningen inne i C1-kondensatoren, og spenningen slås også på FET. Når S1 frigjøres, fortsetter den lagrede ladningen inne i C1 å holde FET PÅ.

Imidlertid tillater ikke FET å være en inngangsenhet med høy impedans at C1 kan utlades raskt, og derfor forblir FET slått PÅ i ganske lang tid. I mellomtiden, så lenge FET Q1 forblir PÅ, forblir den vedlagte BJT Q2 slått AV, på grunn av den inverterende handlingen til FET som holder Q2-basen jordet.

Situasjonen holder også summeren slått AV. Til slutt og gradvis utleder C1 til et punkt der FET ikke klarer å forbli slått PÅ. Dette reverserer tilstanden ved Q1-basen, som nå slås PÅ og aktiverer den tilkoblede summeralarmen.

Forsink AV-tidsmodulen

Denne designen ligner nøyaktig konseptet ovenfor, bortsett fra det inverterende BJT-scenen, som ikke er til stede her. På grunn av dette fungerer FET som en forsinkelse AV-timer. Betydning, utgangen forblir PÅ i utgangspunktet mens kondensatoren C1 lades ut, og FET slås PÅ, og til slutt når C1 er fullstendig utladet, slås FET AV og summeren høres ut.

Enkel effektforsterkermodul

Ved å bruke bare et par FETs kan det være mulig å oppnå en rimelig kraftig lydforsterker av rundt 5 watt eller enda høyere.

Dobbel LED-blinkmodul

Dette er en veldig enkel FET-stabil krets som kan brukes til vekselvis å blinke to lysdioder over de to avløpene til MOSFETene. Det gode aspektet ved dette forbløffende er at LED-lampene vil bytte med en veldefinert skarp PÅ / AV-hastighet uten noen dimmende effekt eller sakte falmer og stiger . Blinkhastigheten kan justeres gjennom potten R3.

UJT oscillatorkretsmoduler

UJT eller for Unijunction Transistor , er en spesiell type transistor som kan konfigureres som en fleksibel oscillator ved bruk av et eksternt RC-nettverk.

Den grunnleggende utformingen av en elektronisk UJT-basert oscillator kan sees i følgende diagram. RC-nettverket R1 og C1 bestemmer frekvensutgangen fra UJT-enheten. Å øke verdiene på enten R1 eller C1 reduserer frekvenshastigheten og omvendt.

UJT Sound Effect Generator Module

En fin liten lydeffektgenerator kan bygges ved hjelp av et par UJT-oscillatorer og ved å kombinere deres frekvenser. Hele kretsskjemaet er vist nedenfor.

En minutts timer-modul

En veldig nyttig ett minutt PÅ / AV forsinkelsestimer kretsen kan bygges med en enkelt UJT som vist nedenfor. Det er faktisk en oscillatorkrets som bruker høye RC-verdier for å redusere PÅ / AV-frekvensen til 1 minutt.

Denne forsinkelsen kan økes ytterligere ved å øke verdiene til R1- og C1-komponentene.

Piezo-svingermoduler

Piezo-svingere er spesiallagde enheter som bruker piezo-materiale som er følsomt og reagerer på elektrisk strøm.

Piezo-materialet inne i en piezo-svinger reagerer på et elektrisk felt og forårsaker forvrengninger i strukturen som gir vibrasjoner på enheten, noe som resulterer i lydgenerering.

Omvendt, når en beregnet mekanisk belastning påføres en piezo-transduser, forvrenger den piezo-materialet mekanisk inne i enheten, noe som resulterer i generering av en proporsjonal mengde elektrisk strøm over transduserterminalene.

Når det brukes som DC-summer , må piezo-svingeren festes med en oscillator for å skape vibrasjonsstøyutgang, fordi disse enhetene bare kan svare på en frekvens.

Bildet viser en enkel piezo-summer forbindelse med en forsyningskilde. Denne summeren har en intern oscillator for å svare på forsyningsspenningen.

Piezo-summer kan brukes til å indikere en logisk høy eller lav tilstand i krets gjennom den følgende viste kretsen.

Piezo Tone Generator Module

En piezo-svinger kan konfigureres til å generere kontinuerlig lavvolum toneutgang i følgende kretsdiagram. Piezo-enheten skal være en 3-terminal enhet.

Variabel tone Piezo Buzzer Module

Neste figur nedenfor viser et par summerkonsepter ved bruk av piezo-svingere. Piezoelementene skal være 3-lederelementer. Venstresidediagrammet viser en resistiv design for å tvinge svingninger i piezo-transduseren, mens diagrammet til høyre viser et induktivt konsept. Induktor- eller spolebasert verdighet induserer svingninger gjennom tilbakemeldingspigger.

SCR kretsmoduler

SCR eller tyristorer er halvlederanordninger som oppfører seg som likeretterdioder, men som letter ledningen gjennom en ekstern likestrømsignalinngang.

Imidlertid, i henhold til deres egenskaper, SCR har en tendens til å låses sammen når lasttilførselen er likestrøm. Følgende figur indikerer et enkelt oppsett som utnytter denne låsefunksjonen til enheten for å slå PÅ og AV en belastning RL som svar på trykk på bryterne S1 og S2. S1 slår på lasten, mens S2 slår AV lasten.

Lysaktiverte relémoduler

En enkel lys aktivert relémodul kan bygges ved hjelp av en SCR, og en fototransistor , som illustrert i figuren nedenfor.

Så snart lysnivået på fototransistoren overstiger et innstilt utløsende terskelnivå for SCR, utløser og låser SCR PÅ, slå på reléet. Låsen forblir som den er til tilbakestillingsbryteren S1 trykkes for tilstrekkelig mørkt, eller strømmen slås AV og deretter PÅ ..

Avslappingsoscillator ved bruk av Triac-modul

En enkel avslapningsoscillatorkrets kan konstrueres ved hjelp av en SCR og et RC-nettverk som vist i diagrammet nedenfor.

Oscillatorfrekvensen gir en lavfrekvent tone over den tilkoblede høyttaleren. Tonefrekvensen til denne avslapningsoscillatoren kan justeres gjennom variabel motstand R1 og R2, og også kondensatoren C1.

Triac AC motorhastighetsreguleringsmodul

En UJT er normalt kjent for sine pålitelige oscillerende funksjoner. Imidlertid kan den samme enheten også brukes med triac for å aktivere en 0 til full hastighetskontroll av vekselstrømsmotorer .

Motstanden R1 fungerer som en frekvensregulering for UJT-frekvensen. Denne variabelfrekvensutgangen bytter triac ved forskjellige PÅ / AV-priser, avhengig av R1-justeringene.

Denne variable vekslingen av triacen forårsaker igjen en proporsjonal mengde variasjoner på hastigheten til den tilkoblede motoren.

Triac Gate Buffer Module

Diagrammet over viser hvor enkelt a triac kan slås PÅ AV med en PÅ / AV-bryter og sørger også for sikkerhet for triacen ved å bruke lasten som buffertrinn. R1 begrenser strømmen til triac-porten, mens lasten i tillegg gir triac-portbeskyttelse mot plutselige PÅ-transienter, og lar triacen slå seg på med en myk start-modus.

Triac / UJT Flasher UJT-modul

En UJT-oscillator kan også implementeres som en AC-lampe dimmer som vist i diagrammet ovenfor.

Potten R1 brukes til å justere oscilleringshastigheten eller frekvensen, som igjen bestemmer PÅ / AV-bryterhastigheten til triac og den tilkoblede lampen.

Koblingsfrekvensen er for høy, lampen ser ut til å PÅ permanent, selv om intensiteten varierer på grunn av at den gjennomsnittlige spenningen over den varierer i samsvar med UJT-svitsjen.

Konklusjon

I avsnittene ovenfor diskuterte vi mange grunnleggende konsepter og teorier om elektronikk og lærte hvordan vi konfigurerer små kretser ved hjelp av dioder, transistorer, FET osv.

Det er faktisk utallige flere antall kretsmoduler som kan opprettes ved hjelp av disse grunnleggende komponentene for å implementere en ønsket kretside, i henhold til spesifikasjonene.

Etter å ha blitt godt kjent med alle disse grunnleggende designene eller kretsmodulene, kan enhver nykommer i det arkiverte lære å integrere disse modulene over hverandre for å få mange andre interessante kretser eller for å oppnå en spesialisert kretsapplikasjon.

Hvis du har ytterligere spørsmål angående disse grunnleggende begrepene elektronikk eller om hvordan du kan delta i disse modulene for spesifikke behov, er du velkommen til å kommentere og diskutere emnene.