Alljärgnevas artiklis käsitletakse põhjalikult kõiki põhitõdesid, teooriaid ja teavet levinud elektrooniliste komponentide, nagu takistid, kondensaatorid, transistorid, MOSFETid, UJT-d, triaksid, SCR-id, töö ja kasutamise kohta.
Erinevaid siin selgitatavaid väikeseid elektroonilisi põhilülitusi saab tõhusalt rakendada ehituskivid või mooduleid mitmeastmeliste vooluahelate loomiseks, integreerides kujundused omavahel.
Alustame õpetusi takistitega ja proovime mõista nende tööd ja rakendusi.
Kuid enne alustamist võtame kiiresti kokku erinevad elektroonilised sümbolid, mida selles artiklis skeemides kasutatakse.
Kuidas takistid töötavad
The takistite funktsioon on pakkuda vastupanu voolu voolule. Takistuse mõõtühik on Ohm.
Kui 1 Ohmi takisti suhtes rakendatakse potentsiaalset erinevust 1 V, surutakse Ohmi seaduse kohaselt läbi 1 amprine vool.
Pinge (V) toimib nagu potentsiaalide erinevus takistil (R)
Vool (I) moodustab elektronide voolu läbi takisti (R).
Kui teame kahe sellise kolme elemendi V, I ja R väärtusi, saab kolmanda tundmatu elemendi väärtuse hõlpsasti arvutada järgmise Ohmi seaduse abil:
V = I x R või I = V / R või R = V / I
Kui vool voolab läbi takisti, hajutab see võimsust, mille võib arvutada järgmiste valemite abil:
P = V X I või P = Ikaksx R
Ülaltoodud valemi tulemus on vattides, mis tähendab, et võimsuse ühik on vatt.
Alati on ülioluline tagada, et kõik valemi elemendid oleksid väljendatud standardsete ühikutega. Näiteks kui me kasutame millivolti, siis tuleb see teisendada voltideks, samamoodi tuleks muundada ampriteks Ampere ja milliohmid või kiloOhm konverteerida oomideks, sisestades valemis väärtused.
Enamiku rakenduste korral on takisti võimsus 1/4 vatti 5%, kui erijuhtudel, kus vool on erakordselt suur, ei ole ette nähtud teisiti.
Takistid seeria- ja rööpühendustes
Takisti väärtusi saab kohandada erinevatele kohandatud väärtustele, lisades sorteeritud või paralleelsetes võrkudes erinevaid väärtusi. Selliste võrkude tulemusväärtused tuleb siiski arvutada täpselt järgmiste valemite abil:
Takistite kasutamine
Takisti on tavaliselt harjunud piirata voolu läbi seeriakoormuse nagu lamp, LED, helisüsteem, transistor jne, et kaitsta neid haavatavaid seadmeid ülevoolu eest.
Ülaltoodud näites on voolu küll LED võiks arvutada Ohmi seaduse järgi. Kuid LED ei pruugi korralikult põlema hakata enne, kui on rakendatud minimaalne ettepoole suunatud pinge tase, mis võib olla vahemikus 2 V kuni 2,5 V (punase LED-i puhul), mistõttu valem, mida saab kasutada LED-i kaudu voolu arvutamiseks, olema
I = (6 - 2) / R
Potentsiaalne jagaja
Takisteid saab kasutada kui potentsiaalsed eraldajad , toitepinge vähendamiseks soovitud madalamale tasemele, nagu on näidatud järgmisel diagrammil:
Selliseid takistavaid jagureid saab aga kasutada võrdluspinge genereerimiseks, ainult suure impedantsiga allikate jaoks. Väljundit ei saa kasutada koormuse vahetuks käitamiseks, kuna kaasatud takistid muudaksid voolu märkimisväärselt madalaks.
Wheatstone Bridge Circuit
Nisukivist sillavõrk on vooluring, mida kasutatakse takisti väärtuste suure täpsuse mõõtmiseks.
Allpool on näidatud nisu sildvõrgu põhilülitus:
Nisukivi silla töö üksikasjad ja selle võrgu abil täpsete tulemuste leidmine on selgitatud ülaltoodud skeemil.
Täppis Wheatstone'i silla vooluring
Kõrvaloleval joonisel näidatud nisukivi sillaahel võimaldab kasutajal väga täpselt mõõta tundmatu takisti (R3) väärtust. Selleks peab ka teadaolevate takistite R1 ja R2 reiting olema täpne (tüüp 1%). R4 peaks olema potentsiomeeter, mida saaks täpselt ette nähtud näitude jaoks kalibreerida. R5 võib olla eelseade, mis on paigutatud vooluallika stabilisaatorina. Takisti R6 ja lüliti S1 töötavad nagu šundivõrk, et tagada arvesti M1 piisav kaitse. Testimisprotseduuri alustamiseks peab kasutaja reguleerima R4, kuni loendur M1 saab nullnäidu. Tingimus on, et R3 võrdub R4 korrigeerimisega. Kui R1 ei ole identne R2-ga, võib R3 väärtuse määramiseks kasutada järgmist valemit. R3 = (R1 x R4) / R2
Kondensaatorid
Kondensaatorid töötavad hoides elektrilaengut paari siseplaadi sees, mis moodustavad ka elemendi klemmijuhtmed. Kondensaatorite mõõtühik on Farad.
Kondensaator, mille nimiväärtus on 1 Farad, kui see on ühendatud 1-voldise toiteallikaga, suudab salvestada 6,28 x 10 laengut18elektronid.
Kuid praktilises elektroonikas peetakse Faradsi kondensaatoreid liiga suureks ja neid ei kasutata kunagi. Selle asemel kasutatakse palju väiksemaid kondensaatorühikuid, nagu pikofarad (pF), nanofarad (nF) ja mikrofarad (uF).
Ülaltoodud üksuste suhet saab mõista järgmisest tabelist ja seda saab kasutada ka ühe ühiku teisendamiseks teiseks.
- 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
Kondensaatori laadimine ja tühjendamine
Kondensaator laadib koheselt, kui selle juhtmed on ühendatud sobiva pingeallikaga.
The laadimisprotsess saab viivitada või muuta aeglasemaks, lisades toiteallikaga järjestikku takisti, nagu on näidatud ülaltoodud diagrammidel.
Tühjendusprotsess on samuti sarnane, kuid vastupidi. Kondensaator tühjeneb koheselt, kui selle juhtmed on kokku ühendatud. Tühjendusprotsessi võiks proportsionaalselt aeglustada, lisades juhtmetega järjestikku takisti.
Kondensaator seerias
Kondensaatoreid saab järjestikku lisada, ühendades nende juhtmed omavahel, nagu allpool näidatud. Polariseeritud kondensaatorite puhul peaks ühendus olema selline, et ühe kondensaatori anood ühenduks teise kondensaatori katoodiga jne. Mittepolaarsete kondensaatorite korral saab juhtmeid ühendada mis tahes viisil.
Järjestikku ühendatuna väheneb mahtuvuse väärtus, näiteks kui kaks 1 uF kondensaatorit on järjestikku ühendatud, muutub saadud väärtus 0,5 uF. See näib olevat just vastupidine takistitele.
Seeriaühendusega ühendades liidab see kondensaatorite pinge või lagunemispinge väärtused. Näiteks kui kaks 25 V nimiväärtusega kondensaatorit on järjestikku ühendatud, liitub nende pingetaluvuse vahemik ja suureneb 50 V-ni
Kondensaatorid paralleelselt
Kondensaatoreid saab ühendada ka paralleelselt, ühendades nende juhtmed ühiselt, nagu on näidatud ülaltoodud skeemil. Polariseeritud kondensaatorite korral peavad sarnaste poolustega klemmid olema omavahel ühendatud, mittepolaarsete korkide puhul võib seda piirangut eirata. Paralleelselt ühendatuna suureneb sellest tulenev kondensaatorite koguväärtus, mis on takistite puhul täpselt vastupidine.
Tähtis: Laetud kondensaator suudab laengut oma klemmide vahel hoida märkimisväärselt kaua. Kui pinge on piisavalt kõrge vahemikus 100 V ja kõrgem, võib juhtmete puudutamisel põhjustada valusat šokki. Väiksematel pingetel võib olla piisavalt võimsust, et isegi väike metallitükk sulatada, kui metall viia kondensaatori juhtmete vahele.
Kondensaatorite kasutamine
Signaali filtreerimine : Kondensaatorit saab kasutada filtreerimispinged mõnes mõttes. Kui see on ühendatud vahelduvvooluallikaga, võib see signaali summutada, maandades osa selle sisust ja lubades väljundis keskmise vastuvõetava väärtuse.
Alalisvoolu blokeerimine: Kondensaatorit saab järjestikühenduses kasutada alalispinge blokeerimiseks ja vahelduvvoolu või pulseeriva alalisvoolu sisu läbimiseks. See funktsioon võimaldab heliseadmetel kasutada sisend- ja väljundühendustes kondensaatoreid, et võimaldada helisageduste läbimist ja vältida soovimatu alalisvoolu pinge sisenemist võimendusliinile.
Toiteallika filter: Kondensaatorid töötavad ka Alalisvoolu toitefiltrid toiteallikates. Toiteallikas võib pärast vahelduvvoolu signaali parandamist tekkiv alalisvool olla täis pulsatsiooni kõikumisi. Selle pulsatsioonipinge kaudu ühendatud suure väärtusega kondensaator põhjustab olulise filtreerimise, mille tulemusel muutub kõikuv alalisvool püsivaks alalisvooluks, mille lainetused on vähendatud kondensaatori väärtuse järgi määratud kogusele.
Kuidas teha integraatorit
Täisarvu ahela ülesanne on kujundada ruutlaine signaal kolmnurga lainekujuks läbi takisti, kondensaatori või RC-võrk , nagu on näidatud ülaltoodud joonisel. Siin näeme, et takisti on sisendküljel ja on ühendatud liiniga järjestikku, samal ajal kui kondensaator on ühendatud väljundpoolega, üle takisti väljundi otsa ja maandusjoone.
RC komponendid toimivad ahelas nagu ajakonstandi element, mille korrutis peab olema 10 korda suurem kui sisendsignaali periood. Vastasel juhul võib see vähendada väljundkolmnurga laine amplituudi. Sellistes tingimustes töötab vooluring nagu madalpääsfilter, mis blokeerib kõrgsageduslikke sisendeid.
Kuidas teha eristajat
Diferentseeriva vooluringi ülesandeks on teisendada ruudu laine sisendsignaal teravaks lainekujuks, millel on järsk tõus ja aeglane langus. RC ajakonstandi väärtus peab sel juhul olema 1/10-st sisendtsüklist. Lühikeste ja teravate päästikimpulsside genereerimiseks kasutatakse tavaliselt diferentsiaatorahelaid.
Dioodide ja alaldite mõistmine
Dioodid ja alaldid kategooriasse kuuluvad pooljuhtseadmed , mis on ette nähtud voolu läbimiseks ainult ühes kindlaksmääratud suunas, blokeerides aga vastupidises suunas. Dioodil või dioodil põhinevad moodulid hakkavad aga voolu läbima ega juhtima enne, kui on saavutatud vajalik miinimumtugevuse pinge. Näiteks ränidiood juhib ainult siis, kui rakendatav pinge on üle 0,6 V, germaaniumdiood aga vähemalt 0,3 V. Kui kaks kahte dioodi on ühendatud järjestikku, kahekordistub ka see ettepoole suunatud pinge nõue 1,2 V-ni, ja nii edasi.
Dioodide kasutamine pingelangustajana
Nagu me eelmises lõigus arutlesime, vajavad dioodid juhtimise alustamiseks umbes 0,6 V, see tähendab ka seda, et diood langetaks selle pinge taseme kogu väljundis ja maapinnal. Näiteks kui rakendatakse 1 V, tekitab diood oma katoodil 1 - 0,6 = 0,4 V.
See funktsioon võimaldab dioode kasutada kui pingelangustaja . Igasuguse soovitud pingelanguse saab saavutada vastava arvu dioodide ühendamise teel järjestikku. Seega, kui 4 dioodi on ühendatud järjestikku, loob see väljundis kokku 0,6 x 4 = 2,4 V mahaarvamise ja nii edasi.
Selle arvutamise valem on esitatud allpool:
Väljundpinge = sisendpinge - (dioodide arv x 0,6)
Dioodi kasutamine pinge regulaatorina
Nende ettepoole suunatud pinge langusfunktsioonist tulenevaid dioode saab kasutada ka stabiilsete referentspingete genereerimiseks, nagu on näidatud külgneval skeemil. Väljundpinget saab arvutada järgmise valemi abil:
R1 = (Vin - Vout) / I
Kasutage D1 ja R1 komponentide jaoks sobivat võimsuse määra vastavalt koormuse võimsusele. Neid tuleb hinnata vähemalt kaks korda rohkem kui koormus.
Kolmnurga siinuslaine muundur
Dioodid võivad töötada ka nii kolmnurga laine siinuslaine muundur , nagu on näidatud ülaltoodud diagrammil. Väljuva siinuslaine amplituud sõltub dioodide arvust järjestikku D1 ja D2.
Pinge lugemine voltmeeter
Dioodid võib konfigureerida ka voltmeeteril pinge tippnäidu saamiseks. Siin töötab diood nagu poollaine alaldi, võimaldades sageduse pooltel tsüklitel laadida kondensaator C1 sisendpinge tippväärtuseni. Seejärel näitab arvesti seda tippväärtust läbi oma läbipaine.
Pöördpolaarsuse kaitsja
See on üks dioodi väga levinud rakendusi, mis kasutab dioodi, et kaitsta vooluahelat juhusliku vastupidise toiteallika ühenduse eest.
Tagumine EMF ja ajutine kaitse
Kui induktiivkoormust lülitatakse transistori draiveri või mikrokontrolleri kaudu, võib see induktiivkoormusest sõltuvalt selle induktiivsuse väärtusest tekitada kõrgepinge tagasi EMF-i, mida nimetatakse ka vastupidisteks transientideks, mis võib põhjustada draiveri transistori kohese hävimise või IC. Koormusega paralleelselt asetatud diood võib sellest olukorrast hõlpsasti mööda hiilida. Seda tüüpi konfiguratsioonis olevad dioodid on tuntud kui vabakäigudiood.
Siirdekaitserakenduses on diood tavaliselt ühendatud üle induktiivkoormuse, et võimaldada dioodi kaudu induktiivsest ümberlülitusest mööduva transiendi möödumist.
See neutraliseerib piigi või mööduva, lühistades selle läbi dioodi. Kui dioodi ei kasutata, läbiks tagumine EMF-transient läbi draiveri transistori või vooluahela vastupidises suunas, põhjustades seadmele kohest kahju.
Arvesti kaitsja
Liikuv mähisemõõtur võib olla väga tundlik instrument, mis võib toiteallika vastupidisel juhul tõsiselt kahjustada. Paralleelselt ühendatud diood võib arvesti selle olukorra eest kaitsta.
Lainekujuline lõikur
Dioodi saab kasutada lainekuju tippude lõikamiseks ja lõikamiseks, nagu on näidatud ülaltoodud skeemil, ja vähendatud keskmise väärtusega lainekujuga väljundi loomiseks. Takisti R2 võib olla pott kärpimistaseme reguleerimiseks.
Täislaine lõikur
Esimesel lõikurahelal on võimalik lõigata lainekuju positiivne osa. Sisendi lainekuju mõlema otsa lõikamise võimaldamiseks võiks kasutada kahte dioodi paralleelselt vastupidise polaarsusega, nagu ülalpool näidatud.
Poollaine alaldi
Kui dioodi kasutatakse vahelduvvoolu sisendiga poollaine alaldina, blokeerib see pooleldi vastupidise sisendi vahelduvvoolutsüklid ja laseb selle läbida ainult teisel poolel, luues poollaine tsükli väljundid, sellest ka nimi poollaine alaldi.
Kuna vahelduvvoolu pooltsükkel eemaldatakse dioodi abil, muutub väljund alalisvooluks ja vooluahelat nimetatakse ka poollaine alalisvoolu muunduri vooluringiks. Ilma filtri kondensaatorita on väljundiks pulseeriv poollaine alalisvool.
Eelmist skeemi saab muuta kahe dioodi abil, et saada kaks eraldi väljundit, mille vahelduvvoolu vastaspooled on alaldatud vastavateks alalisvoolu polaarsusteks.
Täislaine alaldi
Täislaine alaldi või a silla alaldi on vooluahel, mis on ehitatud 4 alaldi dioodi abil sillatud konfiguratsioonis, nagu on näidatud ülaltoodud joonisel. Selle sildalaldi vooluahela eripära on see, et see suudab teisendada sisendi positiivse ja negatiivse pooltsükli täislaine alalisvoolu väljundiks.
Silla väljundis pulseeriva alalisvoolu sagedus on kaks korda suurem kui sisendi vahelduvvoolu tõttu negatiivsete ja positiivsete pooltsükli impulsside lisamine ühte positiivsesse impulssahelasse.
Pinge kahekordistaja moodul
Dioode saab rakendada ka kui pinge kahekordne kaskaadides paar dioodi koos paari elektrolüütkondensaatoriga. Sisend peaks olema pulseeriva alalisvoolu või vahelduvvoolu kujul, mis põhjustab väljundi umbes kaks korda rohkem pinget kui sisend. Sisendi pulseeriv sagedus võib olla a-st IC 555 ostsillaator .
Pinge kahekordistaja silla alaldi abil
Alalisvoolu kuni alalisvoolu pinge kahekordistaja saab rakendada ka sillalaldi ja paari elektrolüütilise filtri kondensaatori abil, nagu on näidatud ülaltoodud skeemil. Sillaalaldi kasutamine toob kaasa kahekordistava efekti suurema efektiivsuse voolu osas võrreldes eelmise kaskaadiga dubleriga.
Pinge neljakordne
Eespool selgitatud pingekordaja vooluahelad on kavandatud genereerima 2 korda rohkem väljundit kui sisendi tippnivood, kuid kui rakendus vajab veelgi suuremat korrutamistaset, mis on suurusjärgus 4 korda suurem pinge, siis saab seda pinge neljakordset ahelat rakendada.
Siin tehakse vooluring, kasutades 4 arvu kaskaaddioode ja kondensaatoreid, et saada väljundis 4 korda rohkem pinget kui sisendsageduse tipp.
Diood VÕI värav
Dioodid võib juhtmega ühendada VÕI loogikavärava abil, kasutades ülaltoodud skeemi. Kõrval olev tõetabel näitab väljundiloogikat vastusena kahe loogikasisendi kombinatsioonile.
NOR-värav dioodide abil
Nagu OR-väravat, saab ka NOR-väravat korrata paari dioodi abil, nagu eespool näidatud.
JA värav NAND värav dioodide abil
Dioodide abil võib olla võimalik rakendada ka muid loogikalisi väravaid, näiteks AND gate ja NAND gate, nagu on näidatud ülaltoodud diagrammides. Diagrammide kõrval toodud tõetabelid pakuvad seadistuste täpset nõutavat loogilist vastust.
Zeneri dioodi vooluringi moodulid
Alaldi ja zener-diood on see, et alaldi diood blokeerib alati vastupidise alalisvoolu potentsiaali, samas kui zeneri diood blokeerib vastupidise alalisvoolu potentsiaali ainult seni, kuni selle lagunemiskünnis (zeneri pinge väärtus) on saavutatud, ja siis lülitub see täielikult sisse ja laseb alalisvoolul läbida läbi selle täielikult.
Edasisuunas toimib zener sarnaselt alaldidioodiga ja laseb pingel juhtida, kui minimaalne edasipinge 0,6 V on saavutatud. Seega võib zeneri dioodi määratleda kui pingetundlikku lülitit, mis juhib ja lülitub sisse, kui on saavutatud konkreetne pingelävi, mis on määratud zeneri lagunemisväärtusega.
Näiteks hakkab 4,7 V zener töötama vastupidises järjekorras kohe, kui 4,7 V on saavutatud, samas kui edasisuunas on vaja vaid 0,6 V. potentsiaali. Allolev graafik võtab selgituse teie jaoks kiiresti kokku.
Zeneri pinge regulaator
Loomiseks saab kasutada zener-dioodi stabiliseeritud pinge väljundid nagu näidatud külgneval skeemil, kasutades piiravat takistit. Piirav takisti R1 piirab zeneri maksimaalset talutavat voolu ja kaitseb seda ülevoolu tõttu põlemise eest.
Pingeindikaatori moodul
Kuna zener-dioodid on saadaval mitmesuguste purunemispinge tasemetega, võiks seda võimalust kasutada tõhusa, kuid lihtsa tegemiseks pinge indikaator kasutades sobivat zeneri reitingut, nagu on näidatud ülaltoodud diagrammil.
Pinge vahetaja
Zener-dioode saab kasutada ka pingetaseme teisele tasemele nihutamiseks, kasutades rakenduse vajadustele vastavaid zener-dioodi väärtusi.
Pingelõikur
Pinge abil juhitavat lülitit Zeneri dioode saab rakendada vahelduvvoolu lainekuju amplituudi klammerdamiseks madalamale soovitud tasemele, sõltuvalt selle jaotuse reitingust, nagu on näidatud ülaltoodud diagrammil.
Bipolaarse ristmiku transistori (BJT) vooluahela moodulid
Bipolaarse ristmiku transistorid või BJT-d on elektroonikakomponentide perekonna üks olulisemaid pooljuhtseadmeid ja see moodustab peaaegu kõigi elektroonikapõhiste vooluahelate ehitusplokid.
BJT-d on mitmekülgsed pooljuhtseadmed, mida saab konfigureerida ja kohandada soovitud elektrooniliste rakenduste rakendamiseks.
Järgnevates lõikudes on kokku pandud BJT rakenduste ahelad, mida saab kasutada voolu moodulitena lugematute erinevate kohandatud vooluringi rakenduste ehitamiseks vastavalt kasutaja nõudmistele.
Arutleme neid üksikasjalikult järgmiste kujunduste kaudu.
VÕI väravamoodul
Kasutades paari BJT-d ja mõnda takistit, saaks OR-i rakendamiseks teha kiire OR-värava kujunduse loogika väljundid vastusena erinevatele sisendloogikakombinatsioonidele vastavalt ülaltoodud diagrammil toodud tõetabelile.
NOR värava moodul
Mõne sobiva modifikatsiooniga võib ülalkirjeldatud OR-värava konfiguratsiooni muuta NOR-värava vooluringiks, et rakendada määratud NOR-loogika funktsioone.
JA värava moodul
Kui teil pole kiiret juurdepääsu AND-värava loogika IC-le, siis võite tõenäoliselt konfigureerida paar BJT-d AND-loogikavärava vooluringi loomiseks ja ülaltoodud AND-loogikafunktsioonide täitmiseks.
NAND värava moodul
BJT-de mitmekülgsus võimaldab BJT-del teha mis tahes soovitud loogikafunktsioonide ahelat ja a NAND värav rakendus pole erand. Jällegi saate paari BJT-d kasutades kiiresti üles ehitada ja jõustada NAND loogika värava vooluringi, nagu on näidatud ülaltoodud joonisel.
Transistor lülititena
Nagu on näidatud ülaltoodud skeemil a BJT-d saab lihtsalt kasutada alalisvoolulülitina sobiva nimikoormuse sisselülitamiseks ON / OF. Näidatud näites jäljendab mehaaniline lüliti S1 loogilist suurt või madalat sisendit, mis põhjustab BJT-l ühendatud LED-i sisse / välja lülitamise. Kuna näidatud on NPN-transistor, põhjustab S1 positiivne ühendus BJT-lüliti SISSE vasakus vooluahelas oleva LED-i, parempoolses vooluahelas on aga LED välja lülitatud, kui S1 on lüliti positiivses nurgas.
Pinge muundur
Eelmises lõigus kirjeldatud BJT-lülitit saab ka traadina ühendada, mis tähendab sisendreaktsioonile vastupidise väljundreaktsiooni loomist. Ülaltoodud näites lülitub väljunddiood sisse pinge puudumisel punktis A ja lülitub välja pinge olemasolul punktis A.
BJT võimendi moodul
BJT-d saab konfigureerida lihtsa pinge / vooluna võimendi väikese sisendsignaali võimendamiseks palju kõrgemale tasemele, mis on võrdne kasutatud toitepingega. Diagramm on näidatud järgmisel diagrammil
BJT relee draiveri moodul
The transistori võimendi ülaltoodud selgitusi saab kasutada näiteks a relee juht , kus kõrgema pinge relee saab käivitada väikese sisendsignaali pinge kaudu, nagu on näidatud allpool toodud pildil. Relee võib käivitada vastusena sisendsignaalile, mis on saadud konkreetselt madala signaali andurilt või detektoriseadmelt LDR , Mikrofon, SILD , LM35 , termistor, ultraheli jne.
Relee kontrolleri moodul
Ainult kaks BJT-d saab ühendada nagu a relee vilkur nagu on näidatud alloleval pildil. Vooluring impulsseerib relee sisse / välja teatud kiirusega, mida saab reguleerida kahe muutuva takisti R1 ja R4 abil.
Pideva vooluga LED-draiveri moodul
Kui otsite odavat, kuid äärmiselt usaldusväärset voolukontrolleri vooluringi, saate selle kiiresti ehitada, kasutades kahte transistori konfiguratsiooni, nagu on näidatud järgmisel pildil.
3V helivõimendi moodul
Seda 3 V helivõimendi saab rakendada mis tahes helisüsteemi, näiteks raadio, mikrofoni, segisti, alarmi jne, väljundastmena. Peamine aktiivne element on transistor Q1, samas kui sisendväljundtrafod toimivad nagu täiendavad astmed suure võimendusega helivõimendi genereerimiseks.
Kaheastmeline helivõimendi moodul
Kõrgema võimendustaseme jaoks võib kasutada kahte transistori võimendit, nagu on näidatud selles diagrammil. Siin on sisendküljel lisatransistor, kuigi sisendtrafo on kõrvaldatud, muutes vooluahela kompaktsemaks ja tõhusamaks.
MIC-võimendi moodul
Alloleval pildil on a põhiline eelvõimendi vooluahela moodul, mida saab kasutada mis tahes standardiga elektrett MIC oma väikese 2 mV signaali tõstmiseks mõistlikult kõrgemale 100 mV tasemele, mis võib olla lihtsalt sobiv võimendisse integreerimiseks.
Audio mikseri moodul
Kui teil on rakendus, milles tuleb segada kaks erinevat helisignaali ja segada kokku üheks väljundiks, siis töötab järgmine vooluahel kenasti. Selle rakendamiseks töötab üks BJT ja mõned takistid. Sisendküljel asuvad kaks muutuvat takistit määravad signaali hulga, mida saab soovitud suhtega võimendamiseks segada kahes allikas.
Lihtne ostsillaatori moodul
An ostsillaator on tegelikult sagedusgeneraator, mida saab kasutada muusikalise tooni loomiseks kõlari kohal. Sellise ostsillaatori ahela lihtsaim versioon on toodud allpool, kasutades vaid paari BJT-d. R3 juhib ostsillaatori väljundsagedust, mis muudab ka kõlari heli tooni.
LC ostsillaatori moodul
Ülaltoodud näites õppisime RC-põhise transistori ostsillaatorit. Järgmine pilt selgitab lihtsat ühte transistorit, LC põhineb või induktiivsus, mahtuvuspõhine ostsillaatori vooluahela moodul. Induktori üksikasjad on toodud diagrammil. Eelseadistatud R1 saab kasutada ostsillaatori helisageduse muutmiseks.
Metronomi vooluring
Oleme juba mõnda õppinud metronoom veebisaidi varasemate ahelate allpool on näidatud kaks lihtsat transistori metronoomi ahelat.
Loogika sond
TO loogilise sondi vooluring on oluline seade trükkplaadi oluliste rikete tõrkeotsinguks. Seadme saab valmistada minimaalselt ühe transistori ja mõne takisti abil. Täielik disain on näidatud järgmisel diagrammil.
Reguleeritav sireeni vooluringi moodul
Väga kasulik ja võimas sireeniring saab luua nii, nagu on kujutatud järgmisel skeemil. Vooluring kasutab a genereerimiseks ainult kahte transistorit tõusva ja langeva tüüpi sireeni heli , mille saab muuta S1 abil. Lüliti S2 valib tooni sagedusvahemiku, kõrgem sagedus tekitab sirleheli kui madalamad sagedused. R4 võimaldab kasutajal valitud vahemikus tooni veelgi muuta.
Valge mürageneraatori moodul
Valge müra on helisagedus, mis tekitab madalsageduslikku susisevat tüüpi heli, näiteks heli, mis on kuulda pideva tugeva vihmasaju ajal, häälestamata FM-jaamast või telerist, mis pole kaabliühendusega ühendatud. kiire ventilaator jne
Ülaltoodud üksiktransistor tekitab sarnast valget müra, kui selle väljund on ühendatud sobiva võimendiga.
Lülitage väljavõtja moodul
Seda lüliti diktori lülitit saab kasutada nupu lülitiga, et tagada, et lülitit, mida juhitakse nupu abil, ei ragistata ega häirita lüliti vabastamisel tekitatud pinge siirde tõttu. Kui lülitit vajutatakse, muutub väljund 0 V koheselt ja vabanedes muutub väljund aeglases režiimis kõrgeks, tekitamata probleeme lisatud vooluahelas.
Väike AM saatja moodul
See üks transistor, väike traadita AM saatja võib saata sagedussignaali AM raadio hoidis üksusest eemal. Mähis võib olla mis tahes tavaline AM / MW antennimähis, tuntud ka kui loopstick-antenni mähis.
Sagedusmõõturi moodul
Üsna täpne analoogsagedusmõõtur mooduli saab ehitada ülaltoodud ühe transistori ahelaga. Sisendsagedus peaks olema 1 V tipust tippu. Sagedusvahemikku saab reguleerida, kasutades erinevaid C1 väärtusi ja seadistades R2 poti sobivalt.
Pulsigeneraatori moodul
Kasuliku impulssgeneraatori vooluahela mooduli loomiseks on vaja ainult paari BJT-d ja mõnda takistit, nagu on näidatud ülaltoodud joonisel. Impulsi laiust saab reguleerida, kasutades erinevaid väärtusi C1 jaoks, samas kui R3 saab kasutada impulsi sageduse reguleerimiseks.
Arvesti võimendi moodul
Seda ampermeetri võimendi moodulit saab kasutada mikroamprite vahemikus üliväikeste voolutugevuste mõõtmiseks 1 mA ampermeetri loetavaks väljundiks.
Valgusaktiveeritud vilkurimoodul
LED hakkab vilkuma kindlaksmääratud ajal kohe, kui kinnitatud valgusanduri kohal tuvastatakse ümbritsev või väline valgus. Selle valgustundliku vilkuri rakendus võib olla erinev ja sõltuvalt kasutaja eelistustest väga kohandatav.
Pimedus vallandas vilkuri
Üsna sarnane, kuid ülaltoodud rakendusega vastupidiste mõjudega, algab see moodul vilgub LED niipea kui ümbritseva valguse tase langeb peaaegu pimedusse või kui see on määratud R1, R2 potentsiaalijaoturi võrguga.
Suure võimsusega vilkur
TO suure võimsusega vilkur mooduli saab koostada vaid paari transistori abil, nagu on näidatud ülaltoodud skeemil. Seade vilgub või vilgutab ühendatud hõõglampi või halogeenlampi eredalt ning selle lambi võimsust saab täiustada, täiendades Q2 spetsifikatsioone.
LED-valguse saatja / vastuvõtja kaugjuhtimispult
Eespool toodud skeemis võime märgata kahte vooluringi moodulit. Vasakpoolne moodul töötab nagu LED-sagedusandur, parempoolne moodul aga nagu valgussageduse vastuvõtja / detektori vooluring. Kui saatja on sisse lülitatud ja fokuseeritud vastuvõtja valgusdetektorile Q1, tuvastab vastuvõtja vooluringi saatja sageduse ja kinnitatud pieso-summeri hakkab samal sagedusel vibreerima. Moodulit saab muuta erineval viisil vastavalt konkreetsele nõudele.
FET-ahela moodulid
FET tähistab Väljatransistorid mida peetakse paljudes aspektides BJT-dega võrreldes ülitõhusateks transistorideks.
Järgmistest näidiskeemidest saame teada paljudest huvitavatest FET-põhistest vooluringimoodulitest, mida saab omavahel integreerida, et luua palju erinevaid innovaatilisi vooluringe isikupärastatud kasutatud ja rakenduste jaoks.
FET-lüliti
Varasemates lõikudes õppisime, kuidas kasutada BJT-d lülitina, üsna sarnaselt saab FET-i rakendada ka nagu DC ON / OFF-lülitit.
Ülaltoodud joonisel on kujutatud FET, mis on konfigureeritud nagu lüliti LED-i sisse / välja lülitamiseks vastusena väravas olevale 9V ja 0V sisendsignaalile.
Erinevalt BJT-st, mis suudab väljundkoormuse sisse / välja lülitada vastusena nii madalale kui 0,6 V sisendsignaalile, teeb FET sama, kuid sisendsignaaliga umbes 9 V kuni 12 V. Kuid BJT puhul on see 0,6 V on voolust sõltuv ja 0,6 V vool peab koormusvoolu suhtes olema vastavalt kõrge või madal. Vastupidiselt sellele ei sõltu FET-i sisendvärava ajam vool koormusest ja võib olla nii väike kui mikroamper.
FET võimendi
Nagu BJT, saate ka ülimadalate voolu sisendsignaalide võimendamiseks FET-i ühendada võimendatud kõrgvoolu kõrgepinge väljundiga, nagu on näidatud ülaltoodud joonisel.
Kõrge takistusega MIC-võimendi moodul
Kui soovite teada, kuidas kasutada väliefekttransistorit Hi-Z või suure impedantsiga MIC-võimendi ahela ehitamiseks, võib ülaltoodud selgitatud disain aidata teil eesmärgi saavutamisel.
FET audosegisti moodul
FET-i saab kasutada ka helisignaali segistina, nagu on näidatud ülaltoodud skeemil. Kaks punktides A ja B söödetud helisignaali segatakse FET-ga kokku ja ühendatakse väljundis C4 kaudu.
FET-viivitus vooluringi moodulis
Mõistlikult kõrge viivitus taimeriga saab konfigureerida, kasutades alltoodud skeemi.
Kui S1 on sisse lülitatud, hoitakse toiteallikas C1 kondensaatori sees ja pinge lülitub ka FET-i sisse. Kui S1 vabastatakse, hoiab C1-s olev salvestatud laadimine FET-i jätkuvalt sees.
Kuid FET on suure impedantsiga sisendseade, mis ei võimalda C1 kiiret tühjenemist ja seetõttu jääb FET üsna pikaks ajaks sisselülitatuks. Seni, kuni FET Q1 jääb SEES, jääb lisatud BJT Q2 välja lülitatuks, kuna FET pöörab ümber Q2 baasi maandatud.
Olukord hoiab ka summeri välja lülitatud. Lõpuks ja järk-järgult tühjeneb C1 punkti, kus FET ei suuda jääda sisselülitatuks. See taastab Q1 aluse seisundi, mis lülitub nüüd sisse ja aktiveerib ühendatud summeri alarmi.
Viivitage väljalülitatud taimeri moodul
See disain on täpselt sarnane ülaltoodud kontseptsiooniga, välja arvatud tagurpidi BJT etapp, mida siin pole. Sel põhjusel toimib FET nagu viivituse väljalülitamise taimer. See tähendab, et väljund jääb esialgu sisselülitatuks, kui kondensaator C1 tühjeneb ja FET on sisse lülitatud. Lõppkokkuvõttes, kui C1 on täielikult tühjenenud, lülitub FET välja ja kostab helisignaal.
Lihtne võimsusvõimendi moodul
Ainult paari FET-i kasutamine võib olla mõistlik võimas helivõimendi ümberringi 5 vatti või isegi kõrgem.
Dual LED vilkur moodul
See on väga lihtne astmeline FET-ahel, mida saab kasutada kahe LED-i vaheldumisi vilkumiseks MOSFET-ide kahes kanalisatsioonis. Selle astabeli hea külg on see, et LED-id lülituvad täpselt määratletud terava ON / OFF-kiirusega ilma hämardava efektita või aeglane tuhmumine ja tõus . Vilkuvuse kiirust saab reguleerida läbi poti R3.
UJT ostsillaatori vooluringi moodulid
UJT või Ühinemistransistor , on spetsiaalne transistori tüüp, mida saab välise RC-võrgu abil konfigureerida paindliku ostsillaatorina.
Elektroonika põhikujundus UJT-põhine ostsillaator saab näha järgmiselt skeemilt. RC-võrk R1 ja C1 määrab UJT-seadme väljundsageduse. Kas R1 või C1 väärtuste suurendamine vähendab sageduse kiirust ja vastupidi.
UJT heliefektide generaatori moodul
Paar UJT-ostsillaatorit ja nende sagedusi kombineerides saaks ehitada väikese toreda heliefektigeneraatori. Allpool on toodud täielik elektriskeem.
Ühe minuti taimeri moodul
Väga kasulik ühe minuti ON / OFF viivituse taimer vooluringi saab ehitada ühe UJT abil, nagu allpool näidatud. See on tegelikult ostsillaatorahel, mis kasutab kõrgeid RC väärtusi, et aeglustada ON / OFF sageduse kiirust 1 minutini.
Seda viivitust saab veelgi suurendada, suurendades R1 ja C1 komponentide väärtusi.
Piezo muunduri moodulid
Piezo muundurid on spetsiaalselt loodud seadmed, mis kasutavad pieso materjali, mis on tundlik ja reageerib elektrivoolule.
Piesoanduri sees olev pieso materjal reageerib elektriväljale, põhjustades selle struktuuris moonutusi, mis põhjustavad seadme vibratsiooni, mille tulemusel tekib heli.
Ja vastupidi, kui piesoandurile rakendatakse arvutatud mehaanilist koormust, moonutab see pieso materjali mehaaniliselt seadme sees, mille tulemuseks on muunduri klemmides proportsionaalse koguse elektrivool.
Kui kasutatakse nagu Alalisvoolu summer , tuleb piezoandur vibratsioonimüra väljundi loomiseks ostsillaatoriga kinnitada, kuna need seadmed saavad reageerida ainult sagedusele.
Pildil on a lihtne pieso-summer ühendus toiteallikaga. Sellel summeril on sisemine ostsillaator toitepingele reageerimiseks.
Piezo suminaid saab kasutada loogika kõrgete või madalate tingimuste näitamiseks vooluringis järgmise näidatud vooluahela kaudu.
Piezo heligeneraatori moodul
Pieso muundurit saab konfigureerida nii, et see tekitaks pideva väikese helitugevusega väljundi järgmise skeemi järgi. Pieso seade peaks olema 3 klemmiga seade.
Muutuva tooniga piezo-summeri moodul
Järgmisel joonisel on kujutatud paar pieso-muundureid kasutavat summeri kontseptsiooni. Piesoelemendid peaksid olema 3-juhtmelised elemendid. Vasakpoolne skeem näitab resistiivset konstruktsiooni pieso anduri võnkumiste sundimiseks, paremal küljel on induktiivne kontseptsioon. Induktiivpooli või mähise baasil indutseerib induktsioon võnkeid tagasiside tippude kaudu.
SCR-ahela moodulid
SCR-id või türistorid on pooljuhtseadised, mis käituvad nagu alaldidioodid, kuid hõlbustavad selle juhtimist välise alalisvoolusignaali kaudu.
Kuid vastavalt nende omadustele SCR-id on kalduvus kinni haarata, kui koormus on alalisvoolu all. Järgmine joonis näitab lihtsat seadistust, mis kasutab seadme seda riivimisfunktsiooni koormuse RL sisse- ja väljalülitamiseks vastuseks lülitite S1 ja S2 vajutamisele. S1 lülitab koorma sisse, samal ajal kui S2 lülitab koorma välja.
Kerge aktiveeritud relee moodul
Lihtne valgus aktiveeritud releemooduli võiks ehitada SCR-i abil ja a fototransistor , nagu on illustreeritud alloleval joonisel.
Niipea kui fototransistori valgustase ületab SCR-i seatud käivituslävi, lülitub SCR sisse ja lukustub, lülitage relee sisse. Sulgur jääb seisma seni, kuni lähtestuslülitit S1 piisavalt pimedana vajutatakse või toide välja lülitatakse ja seejärel sisse lülitatakse.
Lõdvestusosillaator Triaci mooduli abil
SCR-i ja RC-võrgu abil saab konstrueerida lihtsa lõdvestusosillaatori ahela, nagu on näidatud alloleval skeemil.
Ostsillaatori sagedus tekitab ühendatud kõlarist madala sageduse tooni. Selle lõdvestusosillaatori toonisagedust saab reguleerida muutuva takisti R1 ja R2 ning ka kondensaatori C1 kaudu.
Triac AC mootori kiiruse regulaatori moodul
UJT on tavaliselt tuntud oma usaldusväärsete võnkefunktsioonide poolest. Samas saab sama seadet kasutada ka triaciga, et võimaldada 0 kuni vahelduvvoolumootorite täielik pöörlemiskiirus .
Takisti R1 toimib nagu UJT sageduse reguleerimise sagedus. See muutuva sagedusega väljund lülitab triaci erinevatel ON / OFF kiirustel sõltuvalt R1 reguleerimisest.
See triaki muutuv lülitamine põhjustab omakorda ühendatud mootori kiiruse proportsionaalse hulga muutusi.
Triac Gate'i puhvermoodul
Ülaltoodud diagramm näitab, kui lihtsalt a triac saab sisse / välja lüliti abil välja lülitada ja tagada ka triaci turvalisus, kasutades koormust ennast puhveretapina. R1 piirab triac-värava voolu, samal ajal kui koormus tagab triac-värava kaitse järskude sisselülitamise transientide eest ja võimaldab triac-lüliti sisse lülitada pehme käivitamise režiimiga.
Triac / UJT Flasher UJT moodul
UJT ostsillaatorit saab rakendada ka kui Vahelduvvoolu lamp nagu on näidatud ülaltoodud skeemil.
Poti R1 kasutatakse võnkesageduse või sageduse reguleerimiseks, mis omakorda määrab triaci ja ühendatud lambi ON / OFF lülitussageduse.
Kui lülitussagedus on liiga kõrge, tundub, et lamp ei lülitu püsivalt sisse, ehkki selle intensiivsus varieerub, kuna kogu selle keskmine pinge varieerub vastavalt UJT lülitamisele.
Järeldus
Ülaltoodud jaotistes käsitlesime paljusid elektroonika põhimõisteid ja teooriaid ning õppisime, kuidas dioodide, transistoride, FET-ide jms abil väikesi vooluringe seadistada.
Nende põhikomponentide abil saab mis tahes soovitud vooluidee elluviimiseks vastavalt antud spetsifikatsioonidele luua loendamatul hulgal vooluringi mooduleid.
Pärast kõigi nende põhikonstruktsioonide või vooluahela moodulite tundmaõppimist saab iga saabunud uustulnuk õppida neid mooduleid omavahel integreerima, et saada arvukalt muid huvitavaid vooluringe või spetsiaalse vooluringi rakenduse loomiseks.
Kui teil on lisaküsimusi nende elektroonika põhimõistete või nende moodulite ühendamise kohta konkreetsete vajaduste jaoks, kommenteerige ja arutage teemasid.
Eelmine: Lihtne liinijärgne sõiduki ring, kasutades Op-võimendeid Järgmine: MOSFET-i kehadioodide kasutamine inverterites aku laadimiseks
