Обяснени основни електронни схеми - Ръководство за електроника за начинаещи

Статията по-долу обсъжда изчерпателно всички основни факти, теории и информация относно работата и използването на често срещани електронни компоненти като резистори, кондензатори, транзистори, MOSFET, UJT, триаци, SCR.

Различните малки основни електронни схеми, обяснени тук, могат да бъдат ефективно приложени като изграждащи блокове или модули за създаване на многостепенни схеми, чрез интегриране на проектите помежду си.

Ще започнем уроците с резистори и ще се опитаме да разберем по отношение на тяхната работа и приложения.

Но преди да започнем, нека обобщим бързо различните електронни символи, които ще бъдат използвани в схемите на тази статия.

Как работят резисторите

The функция на резистори е да предложи съпротивление на потока на тока. Единицата за съпротивление е Ом.

Когато се прилага потенциална разлика от 1 V през резистор от 1 Ohm, ток от 1 Ampere ще бъде принуден, съгласно закона на Ohm.

Напрежението (V) действа като потенциалната разлика в резистор (R)

Токът (I) представлява потокът на електрони през резистора (R).

Ако знаем стойностите на всеки два от тези 3 елемента V, I и R, стойността на третия неизвестен елемент може лесно да бъде изчислена, като се използва следният закон на Ом:

V = I x R, или I = V / R, или R = V / I

Когато токът протича през резистор, той ще разсейва мощността, която може да се изчисли, като се използват следните формули:

P = V X I или P = I^двеx R

Резултатът от горната формула ще бъде във ватове, което означава, че единицата за мощност е ват.

Винаги е от решаващо значение да се уверите, че всички елементи във формулата са изразени със стандартни единици. Например, ако се използва миливолт, той трябва да бъде преобразуван във волта, по подобен начин милиампера трябва да бъдат преобразувани в ампер, а милиом или килоОм да бъдат преобразувани в ома, докато се въвеждат стойностите във формулата.

За повечето приложения мощността на резистора е в 1/4 вата 5%, освен ако не е посочено друго за специални случаи, когато токът е изключително висок.

Резистори в последователни и паралелни връзки

Стойностите на резистора могат да се коригират към различни персонализирани стойности чрез добавяне на различни стойности в последователни или паралелни мрежи. Резултантните стойности на такива мрежи обаче трябва да бъдат изчислени точно чрез формули, дадени по-долу:

Как да използвам резистори

Обикновено се използва резистор граничен ток чрез последователно натоварване като лампа, светодиод, аудио система, транзистор и т.н., за да се защитят тези уязвими устройства от свръх текущи ситуации.

В горния пример, ток през светодиода може да се изчисли, като се използва законът на Ом. Въпреки това, светодиодът може да не започне да свети правилно, докато не се приложи неговото минимално ниво на напрежение напред, което може да бъде между 2 V и 2,5 V (за ЧЕРВЕН LED), следователно формулата, която може да се приложи за изчисляване на тока през светодиода, ще бъда

I = (6 - 2) / R

Потенциален разделител

Резисторите могат да се използват като потенциални разделители , за намаляване на захранващото напрежение до желаното по-ниско ниво, както е показано на следната диаграма:

Такива резистивни разделители обаче могат да се използват за генериране на еталонни напрежения, само за източници с висок импеданс. Изходът не може да се използва за директно задействане на товар, тъй като включените резистори биха направили тока значително нисък.

Уийтстоун мост верига

Мостовата мрежа от пшеничен камък е верига, която се използва за измерване на стойностите на резистора с голяма точност.

Основната схема на мостова мрежа на Wheatsone е показана по-долу:

Работните детайли на моста от пшеничен камък и как да се намерят точни резултати с помощта на тази мрежа е обяснено в диаграмата по-горе.

Прецизна схема на моста Уитстоун

Мостовата верига от пшеничен камък, показана на прилежащата фигура, позволява на потребителя да измери стойността на неизвестен резистор (R3) с много висока точност. За това рейтингът на известните резистори R1 и R2 също трябва да бъде точен (тип 1%). R4 трябва да е потенциометър, който може да бъде точно калибриран за предвидените показания. R5 може да бъде предварително зададена, позиционирана като текущ стабилизатор от източника на захранване. Резисторът R6 и превключвателят S1 работят като шунтираща мрежа за осигуряване на адекватна защита на измервателния уред M1. За да стартира процедурата за тестване, потребителят трябва да регулира R4, докато се получи нулево отчитане на глюкомера M1. Условието е, че R3 ще бъде равно на настройката на R4. В случай, че R1 не е идентичен с R2, тогава следващата формула може да се използва за определяне на стойността на R3. R3 = (R1 x R4) / R2

Кондензатори

Кондензаторите работят чрез съхраняване на електрически заряд в рамките на няколко вътрешни плочи, които също образуват клемните изводи на елемента. Мерната единица за кондензатори е Farad.

Кондензатор с номинал 1 Farad, когато е свързан през захранване от 1 волта, ще може да съхранява заряд от 6,28 x 10^18.електрони.

В практическата електроника обаче кондензаторите във Farads се считат за твърде големи и никога не се използват. Вместо това се използват много по-малки кондензаторни единици като пикофарад (pF), нанофарад (nF) и микрофарад (uF).

Връзката между горните единици може да се разбере от следващата таблица и това може да се използва и за преобразуване на една единица в друга.

• 1 Farad = 1 F
• 1 микрофарад = 1 uF = 10^-6F
• 1 нанофарад = 1 nF = 10^-9F
• 1 пикофарад = 1 pF = 10^-12F
• 1 uF = 1000 nF = 1000000 pF

Зареждане и разреждане на кондензатор

Кондензаторът се зарежда незабавно, когато неговите проводници са свързани през подходящо захранващо напрежение.

The процес на зареждане може да се забави или да се забави чрез добавяне на резистор последователно с захранващия вход, както е показано на горните схеми.

Процесът на разреждане също е подобен, но по обратния начин. Кондензаторът ще се разреди незабавно, когато проводниците му са късо съединени. Процесът на разреждане може да бъде пропорционално забавен чрез добавяне на резистор последователно с проводниците.

Кондензатор в серия

Кондензаторите могат да се добавят последователно чрез свързване на техните проводници помежду си, както е показано по-долу. За поляризираните кондензатори връзката трябва да бъде такава, че анодът на единия кондензатор да се свърже с катода на другия кондензатор и т.н. За неполярни кондензатори проводниците могат да бъдат свързани по всякакъв начин.

При последователно свързване стойността на капацитета намалява, например когато два кондензатора с 1 uF са свързани последователно, получената стойност става 0,5 uF. Изглежда това е точно обратното на резисторите.

Когато е свързан последователно, той събира номиналното напрежение или стойностите на напрежението на пробив на кондензаторите. Например, когато два кондензатора с номинална мощност 25 V са свързани последователно, диапазонът им на толеранс на напрежение се добавя и се увеличава до 50 V

Кондензатори в паралел

Кондензаторите могат също да бъдат свързани паралелно чрез свързване на техните общи проводници, както е показано на горната схема. За поляризирани кондензатори терминалите с подобни полюси трябва да бъдат свързани помежду си, за неполярни капачки това ограничение може да бъде игнорирано. При паралелно свързване резултантната обща стойност на кондензаторите се увеличава, което е точно обратното в случая на резистори.

Важно: Зареден кондензатор може да задържи заряда между своите клеми за значително дълго време. Ако напрежението е достатъчно високо в диапазона от 100 V и по-високо, може да причини болезнен удар, ако проводниците бъдат докоснати. По-малките нива на напрежения могат да имат достатъчно мощност дори да разтопят малко парче метал, когато металът е поставен между проводниците на кондензатора.

Как да използвам кондензатори

Филтриране на сигнала : Може да се използва кондензатор филтриращи напрежения по няколко начина. Когато е свързан през променливотоково захранване, той може да отслаби сигнала, като заземи част от съдържанието му и позволи средно приемлива стойност на изхода.

DC блокиране: Кондензатор може да се използва последователно за блокиране на постояннотоково напрежение и преминаване през него на променливо или пулсиращо DC съдържание. Тази функция позволява на аудио оборудването да използва кондензатори на техните входни / изходни връзки, за да позволи преминаването на аудио честотите и да предотврати навлизането на нежеланото постояннотоково напрежение в усилващата линия.

Филтър за захранване: Кондензаторите също работят като DC захранващи филтри в схеми за захранване. В захранването, след коригиране на променливотоковия сигнал, полученото DC може да е пълно с колебания на пулсации. Кондензатор с голяма стойност, свързан през това пулсационно напрежение, води до значително филтриране, което кара флуктуиращия DC да се превърне в постоянен DC с пулсации, намалени до количество, определено от стойността на кондензатора.

Как да си направим интегратор

Функцията на интеграторната схема е да оформя сигнал с квадратна вълна в триъгълна форма на вълната, чрез резистор, кондензатор или RC network , както е показано на горната фигура. Тук можем да видим, че резисторът е от входната страна и е свързан последователно с линията, докато кондензаторът е свързан от изходната страна, през изходния край на резистора и земната линия.

RC компонентите действат като елемент с постоянна време във веригата, чийто продукт трябва да бъде 10 пъти по-висок от периода на входния сигнал. В противен случай това може да доведе до намаляване на амплитудата на вълната на изходния триъгълник. При такива условия веригата ще функционира като нискочестотен филтър, блокиращ високочестотни входове.

Как да направим диференциатор

Функцията на диференциращата верига е да преобразува входящ сигнал с квадратна вълна в шиповидна форма на вълната, имаща рязко нарастваща и бавно падаща форма на вълната. Стойността на RC времевата константа в този случай трябва да бъде 1/10 от входните цикли. Диференциращите вериги обикновено се използват за генериране на къси и остри импулси на спусъка.

Разбиране на диоди и токоизправители

Диоди и токоизправители са категоризирани под полупроводникови устройства , които са проектирани да пропускат ток само в една посочена посока, докато блокират от обратната посока. Въпреки това, диод или диодни модули няма да започнат да пропускат ток или да провеждат, докато не се получи необходимото минимално ниво на напрежение напред. Например силициев диод ще проведе само когато приложеното напрежение е над 0,6 V, докато германиевият диод ще проведе при минимум 0,3 V. Ако два два диода са свързани последователно, това изискване за напрежение напред също ще се удвои до 1,2 V, и така нататък.

Използване на диоди като капкомер за напрежение

Както обсъждахме в предишния параграф, диодите изискват около 0,6 V, за да започнат да провеждат, това също означава, че диодът ще намали това ниво на напрежение през изхода и земята си. Например, ако се приложи 1 V, диодът ще произведе 1 - 0,6 = 0,4 V на своя катод.

Тази функция позволява диодите да се използват като капкомер за напрежение . Всеки желан спад на напрежението може да бъде постигнат чрез последователно свързване на съответния брой диоди. Следователно, ако 4 диода са свързани последователно, това ще създаде общо приспадане от 0,6 х 4 = 2,4 V на изхода и т.н.

Формулата за изчисляване на това е дадена по-долу:

Изходно напрежение = Входно напрежение - (брой диоди x 0,6)

Използване на диод като регулатор на напрежението

Диодите, благодарение на тяхната функция за спадане на напрежението напред, могат да се използват и за генериране на стабилни референтни напрежения, както е показано на прилежащата диаграма. Изходното напрежение може да се изчисли по следната формула:

R1 = (Vin - Vout) / I

Уверете се, че използвате подходяща мощност за компонентите D1 и R1 според мощността на товара. Те трябва да бъдат оценени поне два пъти повече от товара.

Преобразувател на триъгълник в синусоида

Диодите също могат да работят като триъгълник вълна към синусоида преобразувател , както е посочено в горната диаграма. Амплитудата на изходната синусоида зависи от броя на диодите последователно с D1 и D2.

Пиков волтметър за отчитане

Диодите също могат да бъдат конфигурирани за получаване на пиково отчитане на напрежение на волтметър. Тук диодът работи като изправител с половин вълна, позволявайки половин цикъл на честотата да зарежда кондензатора С1 до пиковата стойност на входното напрежение. След това измервателният уред показва тази пикова стойност чрез нейното отклонение.

Протектор за обратна полярност

Това е едно от най-често срещаните приложения на диода, който използва диод за защита на верига срещу случайно обратно свързване на захранването.

Заден EMF и преходен протектор

Когато индуктивен товар се превключва през транзисторен драйвер или интегрална схема, в зависимост от неговата стойност на индуктивността, този индуктивен товар може да генерира обратно напрежение EMF с високо напрежение, наричано още обратни преходни процеси, което може да има потенциала да причини незабавно разрушаване на транзистора на драйвера или IC. Диод, поставен успоредно на товара, може лесно да заобиколи тази ситуация. Диодите в този тип конфигурация са известни като диод със свободен ход.

В приложение на преходен протектор диод обикновено е свързан през индуктивен товар, за да позволи байпас на обратен преход от индуктивно превключване през диода.

Това неутрализира шипа или преходното, като го късо съединява през диода. Ако диодът не се използва, задното ЕМП преходно напрежение ще премине през задвижващия транзистор или веригата в обратна посока, причинявайки незабавна повреда на устройството.

Метър протектор

Движещият се намотка може да бъде много чувствителен инструмент, който може да бъде сериозно повреден, ако входът на захранването бъде обърнат. Диод, свързан паралелно, може да предпази уреда от тази ситуация.

Машинка за подстригване на вълната

Диод може да се използва за отрязване и отрязване на върховете на форма на вълната, както е показано на горната диаграма, и създаване на изход с намалена средна стойност на форма на вълната. Резисторът R2 може да бъде гърне за регулиране на нивото на изрязване.

Пълна вълна Clipper

Първата верига за подстригване има способността да отрязва положителния участък на формата на вълната. За да се даде възможност за изрязване на двата края на входна форма на вълната, два диода могат да се използват успоредно с противоположна полярност, както е показано по-горе.

Изправител с половин вълна

Когато диод се използва като полувълнов токоизправител с променлив вход, той блокира половината обратни входни променливи цикли и позволява само на другата половина да премине през него, създавайки полувълнови изходи на цикъла, откъдето идва и наименованието половин вълнов изправител.

Тъй като AC цикълът се отстранява от диода, изходът се превръща в DC и веригата се нарича също верига на полувълнен DC преобразувател. Без филтърен кондензатор, изходът ще бъде пулсиращ полувълнов DC.

Предишната диаграма може да бъде модифицирана с помощта на два диода, за да се получат два отделни изхода с противоположни половини на AC, коригирани в съответните DC полярности.

Изправител с пълна вълна

Изправител с пълна вълна или a мостов токоизправител е схема, изградена с помощта на 4 токоизправителни диода в мостова конфигурация, както е показано на горната фигура. Специалността на тази верига на мостовия токоизправител е, че е в състояние да преобразува както положителните, така и отрицателните полуцикли на входа в изход за постоянен ток с пълна вълна.

Пулсиращият постоянен ток на изхода на моста ще има честота два пъти от входния променлив ток поради включването на отрицателния и положителния импулси на половин цикъл в една положителна импулсна верига.

Модул за удвояване на напрежение

Диодите могат да бъдат изпълнени и като напрежение двойно чрез каскадиране на няколко диода с няколко електролитни кондензатора. Входът трябва да бъде под формата на пулсиращ DC или AC, което кара изхода да генерира приблизително два пъти повече напрежение от входа. Входната пулсираща честота може да бъде от a IC 555 осцилатор .

Удвоител на напрежение с помощта на мостов изправител

Удвоител на напрежение от постоянен към постоянен ток също може да бъде реализиран с помощта на мостов изправител и няколко кондензатора на електролитен филтър, както е показано на горната диаграма. Използването на мостов токоизправител ще доведе до по-висока ефективност на удвояващия ефект по отношение на тока в сравнение с предишния каскаден удвоител.

Четирикратно напрежение

Обясненото по-горе умножител на напрежение схемите са проектирани да генерират 2 пъти повече изходни стойности от входните пикови нива, но ако дадено приложение се нуждае от още по-високи нива на умножение в порядъка на 4 пъти повече напрежение, тогава може да се приложи тази четворна верига за напрежение.

Тук веригата е направена с помощта на 4 броя каскадни диоди и кондензатори за получаване на 4 пъти повече напрежение на изхода от пика на входната честота.

Диод ИЛИ Порта

Диодите могат да бъдат свързани, за да имитират ИЛИ логическа порта, използвайки схемата, както е показано по-горе. Съседната таблица на истината показва логиката на изхода в отговор на комбинация от два логически входа.

NOR Gate с помощта на диоди

Подобно на ИЛИ порта, NOR портата също може да бъде репликирана с помощта на няколко диода, както е показано по-горе.

AND Gate NAND Gate с помощта на диоди

Възможно е също така да се реализират други логически портали като AND порта и NAND порта, като се използват диоди, както е показано в горните диаграми. Таблиците на истината, показани до диаграмите, осигуряват точната необходима логическа реакция от настройките.

Модули на ценерови диодни схеми

Разликата между токоизправител и ценеров диод е, че токоизправителният диод винаги ще блокира обратния DC потенциал, докато ценеровият диод ще блокира обратния DC потенциал само докато се достигне прагът му на пробив (стойност на ценеровото напрежение) и след това ще се включи напълно и ще позволи DC да премине през него напълно.

В посока напред, ценерът ще действа подобно на изправителния диод и ще позволи на напрежението да се проведе, след като бъде достигнато минималното напрежение от 0,6 V. По този начин, ценеровият диод може да бъде дефиниран като превключвател, чувствителен на напрежение, който провежда и включва ON, когато се достигне определен праг на напрежение, определен от стойността на разбивка на ценера.

Например 4,7 V ценер ще започне да провежда в обратен ред веднага щом се достигнат 4,7 V, докато в посока напред ще му е необходим само потенциал от 0,6 V. Графиката по-долу обобщава бързо обяснението за вас.

Zener Voltage Regulator

За създаването може да се използва ценеров диод изходи на стабилизирано напрежение както е показано на прилежащата диаграма, чрез използване на ограничаващ резистор. Ограничителният резистор R1 ограничава максимално допустимия ток за ценера и го предпазва от изгаряне поради претоварване.

Модул за индикатор на напрежение

Тъй като ценеровите диоди се предлагат с различни нива на напрежение на пробив, съоръжението може да бъде приложено за постигане на ефективен, но прост индикатор за напрежение като се използва подходящ ценеров рейтинг, както е показано в горната диаграма.

Превключвател на напрежение

Ценеровите диоди могат да се използват и за преместване на ниво на напрежение към друго ниво, като се използват подходящи стойности на ценерови диоди, според нуждите на приложението.

Клепер за напрежение

Ценеровите диоди, които са превключвател, управляван от напрежение, могат да се приложат, за да прикачат амплитудата на форма на вълната на променлив ток до по-ниско желано ниво в зависимост от нейната степен на разрушаване, както е показано на диаграмата по-горе.

Биполярни съединителни транзисторни модули (BJT)

Биполярни транзистори за свързване или BJT са едно от най-важните полупроводникови устройства от семейството на електронните компоненти и образуват градивните елементи за почти всички електронни базирани схеми.

BJT са универсални полупроводникови устройства, които могат да бъдат конфигурирани и адаптирани за изпълнение на всяко желано електронно приложение.

В следващите параграфи компилация от схеми за приложение на BJT, които могат да бъдат използвани като модули на вериги за конструиране на безброй различни персонализирани приложения на схеми, според изискванията на потребителя.

Нека ги обсъдим в подробности чрез следните проекти.

ИЛИ портален модул

Използвайки няколко BJT и някои резистори, може да се направи бърз дизайн на ИЛИ порта за изпълнение на ИЛИ логически изходи в отговор на различни входни логически комбинации според таблицата на истината, показана на диаграмата по-горе.

Модул NOR Gate

С някои подходящи модификации гореописаната ИЛИ конфигурация на порта може да се трансформира във верига на NOR порта за реализиране на посочените логически функции на NOR.

И портален модул

Ако нямате бърз достъп до логическа интегрална схема на AND порта, тогава вероятно можете да конфигурирате няколко BJT за създаване на логическа верига AND и за изпълнение на горепосочените логически функции AND.

Модул NAND Gate

Многофункционалността на BJTs позволява на BJT да направят всяка желана логическа функционална схема и a NAND порта приложението не е изключение. Отново, като използвате няколко BJT, можете бързо да изградите и наложите схема на логически порта NAND, както е показано на фигурата по-горе.

Транзистор като превключватели

Както е показано на диаграмата по-горе a BJT може просто да се използва като DC превключвател за включване на подходящо номинално натоварване ON / OF. В показания пример механичният превключвател S1 имитира логически висок или нисък вход, което кара BJT да включва / изключва свързания светодиод. Тъй като е показан NPN транзистор, положителната връзка на S1 причинява превключвателя BJT да включи светодиода в лявата верига, докато в дясната страна веригата LED се изключва, когато S1 е позициониран в положителния ens на превключвателя.

Инвертор на напрежение

Превключвателят BJT, както е обяснено в предишния параграф, може също да бъде свързан като преобразувател на напрежение, което означава за създаване на изходна реакция, противоположна на входната реакция. В горния пример изходният светодиод ще се включи при липса на напрежение в точка А и ще се изключи при наличие на напрежение в точка А.

Модул BJT усилвател

BJT може да бъде конфигуриран като обикновено напрежение / ток усилвател за усилване на малък входен сигнал в много по-високо ниво, еквивалентно на използваното захранващо напрежение. Диаграмата е показана на следващата диаграма

Модул за релеен драйвер BJT

The транзисторен усилвател обяснено по-горе може да се използва за приложения като реле шофьор , при което реле с по-високо напрежение може да се задейства чрез мъничко напрежение на входния сигнал, както е показано на даденото по-долу изображение. Релето може да се задейства в отговор на входен сигнал, получен от специфичен датчик за нисък сигнал или детекторно устройство, като например LDR , Микрофон, МОСТЪТ , LM35 , термистор, ултразвукова и т.н.

Модул на контролера на релето

Само два BJT могат да бъдат свързани като a реле мигач както е показано на изображението по-долу. Веригата ще импулсира релето ON / OFF с определена скорост, която може да се регулира с помощта на двата променливи резистора R1 и R4.

Светодиоден модул с постоянен ток

Ако търсите евтина, но изключително надеждна верига на текущия контролер на вашия светодиод, можете бързо да го изградите, като използвате конфигурацията на два транзистора, както е показано на следващото изображение.

3V аудио усилвател

Това 3 V аудио усилвател може да се приложи като изходен етап за всяка звукова система като радиостанции, микрофон, миксер, аларма и др. Основният активен елемент е транзисторът Q1, докато входните изходни трансформатори действат като допълнителни етапи за генериране на усилвател с висок коефициент на усилване.

Двуетапен аудио усилвател

За по-високо ниво на усилване може да се използва усилвател с два транзистора, както е показано на тази диаграма. Тук от входната страна е включен допълнителен транзистор, въпреки че входният трансформатор е елиминиран, което прави веригата по-компактна и ефективна.

Модул за усилвател MIC

Изображението по-долу показва a основен предусилвател верижен модул, който може да се използва с всеки стандарт електрет MIC за повишаване на малкия си сигнал от 2 mV в разумно по-високо ниво от 100 mV, което може да е подходящо за интегриране към усилвател на мощност.

Аудио миксер модул

Ако имате приложение, в което два различни аудио сигнала трябва да бъдат смесени и смесени заедно в един изход, тогава следната схема ще работи добре. Той използва един BJT и няколко резистора за изпълнение. Двата променливи резистора от входната страна определят количеството сигнал, който може да се смеси в двата източника за усилване при желаните съотношения.

Модул с прост осцилатор

An осцилатор всъщност е честотен генератор, който може да се използва за генериране на музикален тон над високоговорител. Най-простата версия на такава осцилаторна схема е показана по-долу, като се използват само няколко BJT. R3 контролира изходната честота от осцилатора, която също променя тона на звука на високоговорителя.

Модул LC осцилатор

В горния пример научихме RC базиран транзисторен генератор. Следващото изображение обяснява прост единичен транзистор, LC базиран или индуктивност, базиран на капацитет модул на осцилаторната верига. Подробностите за индуктора са дадени в диаграмата. Предварително зададената R1 може да се използва за промяна на честотата на тона от осцилатора.

Метрономна верига

Вече проучихме няколко метроном схеми по-рано в уебсайта, по-долу е показана проста двустранна транзисторна метрономна схема.

Логическа сонда

ДА СЕ схема на логическа сонда е важна част от оборудването за отстраняване на важни неизправности в платките. Устройството може да бъде конструирано като се използва като минимум един транзистор и няколко резистора. Пълният дизайн е показан на следващата схема.

Регулируем модул на сирена

Много полезен и мощна сирена може да се създаде, както е показано на следващата диаграма. Схемата използва само два транзистора за генериране на изгряващ и падащ тип сирена , който може да се превключва с помощта на S1. Превключвателят S2 избира честотния обхват на тона, като по-високата честота ще генерира звук от по-ниски честоти. R4 позволява на потребителя да променя още повече тона в рамките на избрания диапазон.

Модул за генератор на бял шум

Белият шум е звукова честота, която генерира нискочестотен съскащ тип звук, например звук, който се чува по време на постоянни обилни валежи, или от неустановена FM станция, или от телевизор, който не е свързан към кабелна връзка, високоскоростен вентилатор и т.н.

Горният единичен транзистор ще генерира подобен вид бял шум, когато изходът му е свързан към подходящ усилвател.

Превключващ модул за ограничаване

Този превключвател за превключване на превключвателя може да се използва с превключвател с бутон, за да се гарантира, че веригата, която се управлява от бутона, никога не се разклаща или нарушава поради преходни напрежения, генерирани при освобождаване на превключвателя. Когато натиснете превключвателя, изходът става 0 V незабавно и когато се освободи, изходът се превръща високо в бавен режим, без да причинява проблеми на свързаните етапи на веригата.

Малък модул на AM предавател

Този транзисторен, малък безжичен AM предавател може да изпраща честотен сигнал към AM радио държи на известно разстояние от устройството. Намотката може да бъде всяка обикновена AM / MW антенна намотка, известна също като намотка с антена.

Модул на честотомера

Доста точна аналогов честотомер модул може да бъде изграден с помощта на единичната транзисторна схема, показана по-горе. Входната честота трябва да бъде 1 V пик до пик. Честотният диапазон може да се регулира, като се използват различни стойности за C1 и чрез подходящо задаване на R2 пота.

Модул генератор на импулси

Необходими са само няколко BJT и няколко резистора, за да се създаде полезен схемен модул на импулсен генератор, както е показано на фигурата по-горе. Ширината на импулса може да се регулира, като се използват различни стойности за C1, докато R3 може да се използва за регулиране на честотата на импулсите.

Модул за усилвател на измервателния уред

Този усилвателен модул на амперметъра може да се използва за измерване на изключително малки токови величини в диапазона от микроампери, в четлив изход през амперметър 1 mA.

Модул с мигаща светлина

Светодиодът ще започне да мига при определена скорост веднага щом околната светлина или външна светлина бъде открита върху прикрепен светлинен сензор. Приложението на този светлочувствителен мигач може да бъде разнообразно и много адаптивно, в зависимост от предпочитанията на потребителя.

Тъмнина, задействана Flasher

Доста подобен, но с противоположни ефекти на горното приложение, този модул ще започне мигащ светодиод веднага щом нивото на околната светлина падне до почти тъмнина или както е зададено от R1, R2 потенциалната разделителна мрежа.

Мигач с висока мощност

ДА СЕ мигач с висока мощност модул може да бъде конструиран с помощта само на няколко транзистора, както е показано в горната схема. Устройството ще мига или ще мига ярко свързана лампа с нажежаема жичка или халогенна лампа и мощността на тази лампа може да бъде подобрена чрез подходящо надграждане на спецификациите на Q2.

LED дистанционно управление на предавател / приемник на светлина

В горната схема можем да забележим два верижни модула. Левият модул работи като LED честотен предавател, докато десният модул работи като веригата на приемника / детектора на светлинната честота. Когато предавателят е включен и фокусиран върху светлинния детектор Q1 на приемника, честотата от предавателя се открива от веригата на приемника и прикрепеният пиезо зумер започва да вибрира със същата честота. Модулът може да бъде модифициран по много различни начини, в съответствие с конкретно изискване.

FET верижни модули

FET означава Транзистори с полеви ефекти които се считат за високоефективни транзистори в сравнение с BJT, в много аспекти.

В следващия пример схеми ще научим за много интересни FET базирани модули на вериги, които могат да бъдат интегрирани помежду си за създаване на много различни иновативни схеми, за персонализирани използвани и приложения.

FET превключвател

В по-ранните параграфи научихме как да използваме BJT като превключвател, по същия начин FET може да се приложи също като превключвател за включване / изключване на DC.

Фигурата по-горе показва, FET, конфигуриран като превключвател за включване / изключване на LED в отговор на 9V и 0V входен сигнал на портата му.

За разлика от BJT, който може да включва / изключва изходен товар в отговор на входящ сигнал до 0,6 V, FET ще направи същото, но с входен сигнал от около 9 V до 12 V. Въпреки това, 0,6 V за BJT зависи от тока и токът с 0,6 V трябва да бъде съответно висок или нисък по отношение на тока на товара. Противно на това, входният задвижващ ток на FET не зависи от натоварването и може да бъде толкова нисък, колкото микроампер.

FET усилвател

Подобно на BJT, можете също да свържете FET за усилване на входни сигнали с изключително нисък ток към усилен изход с високо напрежение с високо напрежение, както е показано на фигурата по-горе.

Модул на усилвател с микрофон с висок импеданс

Ако се чудите как да използвате транзистор с полеви ефекти за изграждане на Hi-Z или MIC усилвателна схема с висок импеданс, тогава обясненият по-горе дизайн може да ви помогне при постигането на целта.

Модул FET Audo Mixer

FET може да се използва и като миксер за аудио сигнал, както е показано на диаграмата по-горе. Два аудио сигнала, подадени през точки A и B, се смесват заедно от FET и се обединяват на изхода чрез C4.

FET Delay ON Circuit Module

Примерно висока закъснение на веригата на таймера може да бъде конфигуриран с помощта на схемата по-долу.

Когато S1 се включи, захранването се съхранява в кондензатора C1 и напрежението също включва FET. Когато S1 се освободи, съхраненият заряд в C1 продължава да поддържа FET ВКЛЮЧЕН.

Въпреки това, FET като устройство за въвеждане с висок импеданс не позволява C1 да се разрежда бързо и следователно FET остава включен за доста дълго време. Междувременно, докато FET Q1 остане ВКЛЮЧЕН, прикрепеният BJT Q2 остава изключен, поради инвертиращото действие на FET, което поддържа Q2 основата заземена.

Ситуацията също така държи зумера изключен. В крайна сметка и постепенно C1 се разрежда до точка, в която FET не може да остане включен. Това връща състоянието в основата на Q1, което сега се включва и активира свързаната аларма на зумера.

Модул с таймер за закъснение

Този дизайн е точно подобен на горната концепция, с изключение на инвертиращия BJT етап, който не присъства тук. Поради тази причина FET действа като таймер за закъснение. Това означава, че изходът остава включен първоначално, докато кондензаторът C1 се разрежда и FET е включен, и в крайна сметка, когато C1 е напълно разреден, FET се изключва и звуков сигнал.

Прост модул за усилвател на мощност

Използвайки само няколко FET, може да е възможно да се постигне разумно мощен аудио усилвател от около 5 вата или дори по-висока.

Двоен LED мигащ модул

Това е много проста FET нестабилна верига, която може да се използва за редуване на мигането на два светодиода през двата източника на MOSFET. Добрият аспект на тази нестабилност е, че светодиодите ще се превключват с добре дефинирана рязка скорост на ВКЛ / ИЗКЛ, без ефект на затъмняване или бавно избледняват и се издигат . Скоростта на мигане може да се регулира чрез пота R3.

UJT осцилаторни верижни модули

UJT или за Одноконечен транзистор , е специален тип транзистор, който може да бъде конфигуриран като гъвкав осцилатор с помощта на външна RC мрежа.

Основният дизайн на електроника UJT базиран осцилатор може да се види на следващата диаграма. RC мрежата R1 и C1 определя честотния изход от UJT устройството. Увеличаването на стойностите на R1 или C1 намалява честотата и обратно.

UJT модул за генератор на звукови ефекти

Един хубав малък генератор на звукови ефекти може да бъде изграден с помощта на няколко UJT осцилатори и чрез комбиниране на техните честоти. Пълната електрическа схема е показана по-долу.

Едноминутен таймерен модул

Много полезно таймер за забавяне за включване / изключване от една минута верига може да бъде изградена с помощта на един UJT, както е показано по-долу. Това всъщност е осцилаторна верига, използваща високи RC стойности, за да забави честотата на включване / изключване до 1 минута.

Това забавяне може да бъде допълнително увеличено чрез увеличаване на стойностите на компонентите R1 и C1.

Модули на пиезо преобразувателя

Пиезопреобразуватели са специално създадени устройства, използващи пиезо материал, който е чувствителен и реагира на електрически ток.

Пиезо материалът в пиезопреобразователя реагира на електрическо поле, причинявайки изкривявания в неговата структура, което поражда вибрации на устройството, което води до генериране на звук.

И обратно, когато върху пиезопреобразователя се прилага изчислено механично напрежение, то механично изкривява пиезо материала вътре в устройството, което води до генериране на пропорционално количество електрически ток през клемите на преобразувателя.

Когато се използва като DC зумер , пиезопреобразувателят трябва да бъде прикрепен с осцилатор за създаване на вибрационен шум, тъй като тези устройства могат да реагират само на честота.

Изображението показва a обикновен пиезо зумер връзка с източник на захранване. Този зумер има вътрешен генератор за реагиране на захранващото напрежение.

Пиезо зумерите могат да се използват за индикация на логически високи или ниски условия във веригата чрез показаната по-долу схема.

Модул за генератор на пиезо тон

Пьезопреобразувател може да бъде конфигуриран да генерира непрекъснат тон с малък обем на изхода на следната схема. Пиезоустройството трябва да бъде 3 терминално устройство.

Модул с пиезо зумер с променлив тон

Следващата фигура по-долу показва няколко концепции за зумер, използващи пиезопреобразуватели. Предполага се, че пиезоелементите са 3-жични елементи. Диаграмата отляво показва резистивен дизайн за принудителни трептения в пиезопреобразователя, докато диаграмата от дясната страна показва индуктивна концепция. Индукторът или намотката въз основа предизвикват трептенията чрез шипове с обратна връзка.

SCR верижни модули

SCR или тиристори са полупроводникови устройства, които се държат като токоизправителни диоди, но улесняват провеждането му чрез външен вход за постоянен постоянен сигнал.

Въпреки това, според техните характеристики, SCR имат тенденция да се застопоряват, когато захранването е DC. Следващата фигура показва проста настройка, която използва тази фиксираща функция на устройството за включване и изключване на товар RL в отговор на натискането на превключвателите S1 и S2. S1 включва товара, докато S2 изключва товара.

Модул за реле с активирана светлина

Просто активирана светлина релеен модул може да бъде изграден с помощта на SCR, а фототранзистор , както е илюстрирано на фигурата по-долу.

Веднага след като нивото на светлината на фототранзистора надвиши зададеното ниво на праг на задействане на SCR, SCR задейства и се заключва, включете релето. Заключването остава такова, докато превключвателят за нулиране S1 не се натисне като достатъчно тъмно или захранването се изключи и след това включи.

Релаксационен осцилатор с помощта на модул Triac

Проста верига на релаксационен осцилатор може да бъде изградена с помощта на SCR и RC мрежа, както е показано на диаграмата по-долу.

Честотата на осцилатора ще произвежда нискочестотен тон над свързания високоговорител. Честотата на тона на този релаксационен генератор може да се регулира чрез променлив резистор R1 и R2, а също и кондензатор C1.

Модул за контрол на скоростта на мотора Triac AC

UJT обикновено е известен със своите надеждни колебателни функции. Същото устройство обаче може да се използва и с триак за активиране на 0 до пълен контрол на скоростта на двигателите с променлив ток .

Резисторът R1 функционира като регулиране на честотата за честотата на UJT. Този изход с променлива честота превключва симистора при различни скорости на включване / изключване в зависимост от настройките R1.

Това променливо превключване на симистора от своя страна причинява пропорционално количество вариации на скоростта на свързания двигател.

Triac Gate буферен модул

Диаграмата по-горе показва колко просто a триак може да се изключи чрез превключвател за включване / изключване и също така да осигури безопасност на симистора, като използва самия товар като буферен етап. R1 ограничава тока до симисторната порта, докато натоварването допълнително осигурява защита на симисторната порта от внезапно включване на преходните процеси и позволява на симистора да се включи с режим на плавен старт.

Модул Triac / UJT Flasher UJT

UJT осцилатор също може да бъде реализиран като Димер за лампа за променлив ток както е показано на диаграмата по-горе.

Гърнето R1 се използва за регулиране на скоростта или честотата на трептене, което от своя страна определя скоростта на включване / изключване на симистора и свързаната лампа.

Честотата на превключване е твърде висока, изглежда, че лампата се включва постоянно, въпреки че интензивността й варира поради средното напрежение в нея, вариращо в съответствие с превключването на UJT.

Заключение

В горните раздели обсъдихме много основни концепции и теории на електрониката и се научихме как да конфигурираме малки вериги с помощта на диоди, транзистори, полеви транзистори и др.

Всъщност има безброй повече на брой верижни модули, които могат да бъдат създадени с помощта на тези основни компоненти за реализиране на всяка желана идея за верига, съгласно дадените спецификации.

След като се запознае добре с всички тези основни проекти или модулни схеми, всеки новодошъл в областта може да се научи да интегрира тези модули един в друг за получаване на множество други интересни схеми или за изпълнение на специализирана схема.

Ако имате допълнителни въпроси относно тези основни концепции за електрониката или относно това как да се присъедините към тези модули за специфични нужди, моля не се колебайте да коментирате и обсъждате темите.