Grundläggande elektroniska kretsar förklarade - Nybörjarguide för elektronik

I artikeln nedan diskuteras ingående alla grundläggande fakta, teorier och information om användning och användning av vanliga elektroniska komponenter såsom motstånd, kondensatorer, transistorer, MOSFET, UJT, triacs, SCR.

De olika små grundläggande elektroniska kretsarna som förklaras här kan effektivt användas som byggklossar eller moduler för att skapa flerstegskretsar, genom att integrera designen med varandra.

Vi kommer att börja handledningarna med motstånd och försöka förstå vad gäller deras arbete och applikationer.

Men innan vi börjar låt oss snabbt sammanfatta de olika elektroniska symbolerna som kommer att användas i den här artikeln.

Hur motstånd fungerar

De motståndens funktion är att erbjuda motstånd mot strömflödet. Motståndsenheten är Ohm.

När en potentialskillnad på 1 V appliceras över ett 1 Ohm-motstånd kommer en ström på 1 Ampere att tvingas igenom, enligt Ohms lag.

Spänning (V) fungerar som potentialskillnaden över ett motstånd (R)

Ström (I) utgör flödet av elektroner genom motståndet (R).

Om vi ​​känner till värdena på två av dessa 3 element V, I och R, kan värdet på det tredje okända elementet lätt beräknas med hjälp av följande Ohms lag:

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

När ström strömmar genom ett motstånd kommer den att skingra strömmen, vilket kan beräknas med hjälp av följande formler:

P = V X I, eller P = I^tvåx R

Resultatet från ovanstående formel kommer att vara i watt, vilket betyder att kraftenheten är watt.

Det är alltid viktigt att se till att alla element i formeln uttrycks med standardenheter. Till exempel, om vi använder millivolt, måste den konverteras till volt, på samma sätt bör miliamp konverteras till Ampere och milliohm eller kiloOhm ska konverteras till ohm medan du anger värdena i formeln.

För de flesta tillämpningar är motståndets watt i 1/4 watt 5% om inte annat anges för speciella fall där strömmen är exceptionellt hög.

Motstånd i serie- och parallellanslutningar

Motståndsvärden kan justeras till olika anpassade värden genom att lägga till olika värden i serie- eller parallella nätverk. De resulterande värdena för sådana nätverk måste dock beräknas exakt med formlerna som anges nedan:

Hur man använder motstånd

Ett motstånd är normalt vana vid begränsa strömmen genom en seriebelastning som en lampa, en LED, ett ljudsystem, en transistor etc. för att skydda dessa utsatta enheter från alltför aktuella situationer.

I exemplet ovan är ström men LED kunde beräknas med Ohms lag. Lysdioden kanske dock inte börjar tändas ordentligt förrän dess minimala framspänningsnivå appliceras, vilket kan vara någonstans mellan 2 V och 2,5 V (för RÖD LED), därför kommer formeln som kan användas för att beräkna strömmen genom lysdioden vara

I = (6 - 2) / R.

Potentiell avdelare

Motstånd kan användas som potentiella avdelare , för att reducera matningsspänningen till en önskad lägre nivå, som visas i följande diagram:

Sådana resistiva avdelare kan dock användas för att generera referensspänningar, endast för högimpedanskällor. Utgången kan inte användas för att manövrera en belastning direkt, eftersom de inblandade motstånden skulle göra strömmen betydligt låg.

Wheatstone Bridge Circuit

Ett vetestensbronätverk är en krets som används för att mäta motståndsvärden med stor noggrannhet.

Den grundläggande kretsen för ett wheatsone bridge-nätverk visas nedan:

Arbetsuppgifterna för vetestensbroen och hur man hittar exakta resultat med detta nätverk förklaras i diagrammet ovan.

Precision Wheatstone Bridge Circuit

Den vetestensbrygga som visas i den angränsande figuren gör det möjligt för användaren att mäta värdet på ett okänt motstånd (R3) med mycket hög precision. För detta måste klassificeringen av de kända motstånden R1 och R2 också vara exakt (typ 1%). R4 bör vara en potentiometer, som kan kalibreras exakt för de avsedda avläsningarna. R5 kan vara en förinställning, placerad som en strömstabilisator från strömkällan. Motstånd R6 och switch S1 fungerar som shuntnätverk för att säkerställa adekvat skydd av mätaren M1. För att starta testproceduren måste användaren justera R4 tills en nollavläsning erhålls på mätaren M1. Villkoret är att R3 är lika med justeringen av R4. Om R1 inte är identiskt med R2, kan följande formel användas för att bestämma värdet på R3. R3 = (R1 x R4) / R2

Kondensatorer

Kondensatorer fungerar genom att lagra en elektrisk laddning i ett par inre plattor, som också bildar elementets anslutningskablar. Måttenheten för kondensatorer är Farad.

En kondensator märkt till 1 Farad när den är ansluten över en matning på 1 volt kommer att kunna lagra en laddning på 6,28 x 10¹⁸elektroner.

I praktisk elektronik anses dock kondensatorer i Farads vara för stora och används aldrig. Istället används mycket mindre kondensatorenheter som picofarad (pF), nanofarad (nF) och microfarad (uF).

Förhållandet mellan ovanstående enheter kan förstås från följande tabell, och detta kan också användas för att konvertera en enhet till en annan.

• 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

Kondensatorladdning och urladdning

En kondensator laddas omedelbart när dess ledningar är anslutna över en lämplig spänningsmatning.

De laddningsprocessen kan fördröjas eller göras långsammare genom att lägga till ett motstånd i serie med matningsingången, som visas i ovanstående diagram.

Urladdningsprocessen är också liknande men på motsatt sätt. Kondensatorn laddas omedelbart ut när dess ledningar kortsluts. Urladdningsprocessen kan minskas proportionellt genom att lägga till ett motstånd i serie med ledningarna.

Kondensator i serie

Kondensatorer kan läggas till i serie genom att ansluta sina ledningar till varandra enligt nedan. För polariserade kondensatorer bör anslutningen vara sådan att anoden på en kondensator ansluter till katoden på den andra kondensatorn, och så vidare. För icke-polära kondensatorer kan ledningarna anslutas var som helst.

Vid seriekoppling minskar kapacitansvärdet, till exempel när två 1 uF kondensatorer är seriekopplade blir det resulterande värdet 0,5 uF. Detta verkar vara precis motsatsen till motstånd.

När den är ansluten i seriekoppling lägger den till spänningsvärdena eller värdena för kondensatorn. Till exempel, när två 25 V-kondensatorer är anslutna i serie, ökar deras spänningstoleransområde och ökar till 50 V.

Kondensatorer parallellt

Kondensatorer kan också anslutas parallellt genom att koppla ihop sina ledningar gemensamt, som visas i ovanstående diagram. För polariserade kondensatorer måste anslutningarna med liknande poler vara anslutna till varandra, för icke-polära lock kan denna begränsning ignoreras. Vid anslutning parallellt ökar det resulterande totala värdet på kondensatorer, vilket är tvärtom motstånd.

Viktig: En laddad kondensator kan hålla laddningen mellan sina terminaler under lång tid. Om spänningen är tillräckligt hög inom området 100 V och högre kan det orsaka smärtsamma stötar om rören vidrörs. Mindre spänningsnivåer kan ha tillräckligt med kraft för att till och med smälta en liten bit metall när metallen förs mellan kondensatorns ledningar.

Hur man använder kondensatorer

Signalfiltrering : En kondensator kan användas för filtreringsspänningar på några sätt. När den är ansluten över en växelströmsförsörjning kan den dämpa signalen genom att jorda en del av dess innehåll och tillåta ett genomsnittligt acceptabelt värde vid utgången.

DC-blockering: En kondensator kan användas i seriekoppling för att blockera en likspänning och leda ett växelström eller pulserande likströmsinnehåll genom den. Denna funktion gör det möjligt för ljudutrustning att använda kondensatorer vid sina ingångs- / utgångsanslutningar för att möjliggöra passage av ljudfrekvenserna och förhindra att oönskad likspänning kommer in i förstärkningslinjen.

Strömförsörjningsfilter: Kondensatorer fungerar också som DC-matningsfilter i strömförsörjningskretsar. I en strömförsörjning, efter korrigering av växelsignalen, kan den resulterande likströmmen vara full av krusningsfluktuationer. En kondensator med stort värde ansluten över denna krusningsspänning resulterar i en avsevärd filtrering som orsakar att den fluktuerande likströmmen blir en konstant likström med krusningar reducerade till en mängd bestämd av kondensatorns värde.

Hur man gör en integrator

Funktionen för en integratorkrets är att forma en fyrkantvågssignal till en triangelvågform genom ett motstånd, kondensator eller RC-nätverk , som visas i figuren ovan. Här kan vi se att motståndet är på ingångssidan och är anslutet i serie med ledningen, medan kondensatorn är ansluten på utgångssidan, över motståndets utgång och jordlinjen.

RC-komponenterna fungerar som ett tidskonstantelement i kretsen, vars produkt måste vara tio gånger högre än insignalens period. I annat fall kan det leda till att amplituden för den utgående triangelvågen minskas. Under sådana förhållanden fungerar kretsen som ett lågpassfilter som blockerar högfrekventa ingångar.

Hur man gör en differentiator

Funktionen för en differentieringskrets är att omvandla en ingångssignal med fyrkantig våg till en toppad vågform som har en kraftigt stigande och en långsamt fallande vågform. Värdet på RC-tidskonstanten måste i detta fall vara 1/10 av ingångscyklerna. Differentieringskretsar används normalt för att generera korta och skarpa triggerpulser.

Förstå dioder och likriktare

Dioder och likriktare kategoriseras under halvledaranordningar , som är konstruerade för att passera ström endast i en angiven riktning medan de blockerar från motsatt riktning. Diod- eller diodbaserade moduler börjar emellertid inte passera ström eller ledning förrän den nödvändiga minsta framspänningsnivån erhålls. Till exempel leder en kiseldiod endast när den applicerade spänningen är över 0,6 V, medan en germaniumdiod leder minst 0,3 V. Om två två dioder är anslutna i serie kommer detta framspänningsbehov också att fördubblas till 1,2 V, och så vidare.

Använda dioder som spänningsdroppare

Som vi diskuterade i föregående stycke kräver dioder cirka 0,6 V för att börja leda, detta betyder också att dioden skulle släppa denna spänningsnivå över dess utgång och jord. Till exempel, om 1 V appliceras, kommer dioden att producera 1 - 0,6 = 0,4 V vid sin katod.

Denna funktion gör att dioder kan användas som spänningsdroppare . Varje önskat spänningsfall kan uppnås genom att ansluta motsvarande antal dioder i serie. Därför, om 4 dioder är anslutna i serie, kommer det att skapa ett totalt avdrag på 0,6 x 4 = 2,4 V vid utgången och så vidare.

Formeln för beräkning av detta ges nedan:

Utgångsspänning = Ingångsspänning - (antal dioder x 0,6)

Använda dioden som spänningsregulator

Dioder på grund av deras framåtriktade spänningsfallfunktion kan också användas för att generera stabila referensspänningar, som visas i det angränsande diagrammet. Utgångsspänningen kan beräknas med följande formel:

R1 = (Vin - Vout) / I

Se till att du använder korrekt watteffekt för D1- och R1-komponenterna enligt lastens watt. De måste vara minst två gånger mer än lasten.

Triangle to Sine Wave Converter

Dioder kan också fungera som triangelvåg till sinusvågomvandlare , som anges i ovanstående diagram. Utgångens sinusvågs amplitud beror på antalet dioder i serie med D1 och D2.

Högsta avläsnings voltmeter

Dioder kan också konfigureras för att få toppspänningsavläsning på en voltmeter. Här fungerar dioden som en halvvågslikriktare, vilket gör att halva cykler av frekvensen laddar kondensatorn C1 till toppvärdet för ingångsspänningen. Mätaren visar sedan detta toppvärde genom dess avböjning.

Omvänd polaritetsskydd

Detta är en av de mycket vanliga tillämpningarna av dioder, som använder en diod för att skydda en krets mot oavsiktlig anslutning av omvänd matning.

Tillbaka EMF och Transient Protector

När en induktiv belastning växlas genom en transistordrivrutin eller en IC, beroende på dess induktansvärde, kan denna induktiva belastning generera högspänning tillbaka EMF, även kallad omvända transienter, vilket kan ha potential att orsaka en omedelbar förstörelse av drivartransistorn eller IC. En diod placerad parallellt med lasten kan enkelt kringgå denna situation. Dioder i denna typ av konfiguration kallas frihjulsdiod.

I en transient skyddsapplikation är en diod normalt ansluten över en induktiv belastning för att möjliggöra förbikoppling av en omvänd transient från den induktiva omkopplingen genom dioden.

Detta neutraliserar spetsen eller transienten genom att kortsluta den genom dioden. Om dioden inte används kommer den bakre EMF-transienten att passera genom drivartransistorn eller kretsen i omvänd riktning och orsaka en omedelbar skada på enheten.

Mätarskydd

En rörlig spolmätare kan vara ett mycket känsligt instrument, som kan skadas allvarligt om matningsingången är omvänd. En diod ansluten parallellt kan skydda mätaren från denna situation.

Waveform Clipper

En diod kan användas för att hugga och klippa av topparna för en vågform, som visas i ovanstående diagram, och skapa en utgång med reducerat medelvärde vågform. Motståndet R2 kan vara en kruka för justering av klippnivån.

Fullvåg Clipper

Den första klipparkretsen har kapacitet att klippa den positiva delen av vågformen. För att möjliggöra klippning av båda ändarna på en ingångsvågform kan två dioder användas parallellt med motsatt polaritet, som visas ovan.

Halvvågslikriktare

När en diod används som en halvvågslikriktare med en växelströmsingång blockerar den halva omvända ingångsströmcyklerna och låter bara den andra halvan passera genom den, vilket skapar halvvågscykelutgångar, därav namnet halvvågslikriktare.

Eftersom växelströmshalvcykeln avlägsnas av dioden blir utgången likström och kretsen kallas också halvvågs likströmskonverterarkrets. Utan en filterkondensator kommer utgången att vara en pulserande halvvågs DC.

Det tidigare diagrammet kan modifieras med två dioder för att få två separata utgångar med motsatta halvor av växelströmmen rektifierade till motsvarande DC-polariteter.

Fullvågslikriktare

En fullvågsriktare, eller en Brygglikriktare är en krets byggd med 4 likriktardioder i en överbryggad konfiguration, som visas i figuren ovan. Specialiteten hos denna brygglikriktarkrets är att den kan omvandla både de positiva och de negativa halvcyklerna hos ingången till en fullvågs DC-utgång.

Den pulserande likströmmen vid bryggans utgång kommer att ha en frekvens två gånger av ingången AC på grund av införandet av de negativa och de positiva halvcykelpulserna i en enda positiv pulskedja.

Spänningsdubblermodul

Dioder kan också implementeras som spänning dubbel genom att kaskadera ett par dioder med ett par elektrolytkondensatorer. Ingången ska vara i form av pulserande likström eller växelström, vilket får utgången att generera ungefär två gånger mer spänning än ingången. Ingångspulsfrekvensen kan vara från a IC 555-oscillator .

Spänningsdubblare med Bridge-likriktare

En DC till DC-spänningsdubblare kan också implementeras med en brygglikriktare och ett par elektrolytiska filterkondensatorer, såsom visas i ovanstående diagram. Att använda en brygglikriktare kommer att resultera i högre effektivitet av fördubblingseffekten i termer av ström jämfört med den tidigare kaskaddubblaren.

Spänning fyrdubbel

Ovanstående förklarade spänningsmultiplikator kretsar är utformade för att generera två gånger mer uteffekt än ingångstoppnivåerna, men om en applikation behöver ännu högre multiplikationsnivåer i storleksordningen 4 gånger mer spänning, kan denna spänning fyrfaldarkrets användas.

Här är kretsen gjord med hjälp av 4 antal kaskaddioder och kondensatorer för att få fyra gånger mer spänning vid utgången än ingångsfrekvensens topp.

Diod ELLER Port

Dioder kan kopplas för att imitera en ELLER-logisk grind med hjälp av kretsen som visas ovan. Den intilliggande sanningstabellen visar utgångslogiken som svar på en kombination av två logiska ingångar.

NOR Gate använder dioder

Precis som en ELLER-grind kan en NOR-grind också replikeras med ett par dioder som visas ovan.

AND Gate NAND Gate med hjälp av dioder

Det kan också vara möjligt att implementera andra logiska grindar såsom AND-grind och NAND-grind med användning av dioder som visas i ovanstående diagram. Sanningstabellerna som visas bredvid diagrammen ger det exakta nödvändiga logiska svaret från inställningarna.

Zener-diodkretsmoduler

Skillnaden mellan en likriktare och zenerdiod är att en likriktardiod alltid kommer att blockera omvänd likspänningspotential, medan a zenerdioden endast blockerar omvänd likspänningspotential tills dess nedbrytningströskel (zeners spänningsvärde) uppnås, och sedan slås den helt på och låter likströmmen passera genom det helt.

I riktning framåt kommer en zener att verka som en likriktardiod och låta spänningen leda när den minsta framspänningen på 0,6 V har uppnåtts. Således kan en zenerdiod definieras som en spänningskänslig omkopplare, som leder och slår PÅ när en specifik spänningströskel uppnås, bestämd av zenernas nedbrytningsvärde.

Till exempel börjar en 4,7 V zener i omvänd ordning så snart 4,7 V uppnås, medan den i framåtriktningen bara behöver en potential på 0,6 V. Diagrammet nedan sammanfattar förklaringen snabbt för dig.

Zener spänningsregulator

En zenerdiod kan användas för att skapa stabiliserade spänningsutgångar som visas i det angränsande diagrammet, med hjälp av ett begränsningsmotstånd. Begränsningsmotståndet R1 begränsar den maximalt tillåtna strömmen för zenern och skyddar den från att brinna på grund av överström.

Spänningsindikatormodul

Eftersom zener-dioder finns med olika spänningsnivåer för nedbrytning kan anläggningen användas för att göra en effektiv men ändå enkel spänningsindikator med lämplig zener-klassning som visas i ovanstående diagram.

Spänningsväxlare

Zener-dioder kan också användas för att flytta en spänningsnivå till någon annan nivå genom att använda lämpliga zener-diodvärden enligt applikationens behov.

Spänningsklippare

Zener-dioder som är en spänningsstyrd omkopplare kan appliceras för att klippa amplituden för en AC-vågform till en lägre önskad nivå beroende på dess nedbrytningsgrad, som visas i diagrammet ovan.

Bipolära kopplingstransistor (BJT) kretsmoduler

Bipolära övergångstransistorer eller BJT är en av de viktigaste halvledaranordningarna i den elektroniska komponentfamiljen, och den utgör byggstenarna för nästan alla elektroniska kretsar.

BJT är mångsidiga halvledaranordningar som kan konfigureras och anpassas för implementering av önskad elektronisk applikation.

I de följande styckena en sammanställning av BJT-applikationskretsar som skulle kunna användas som kretsmoduler för att konstruera otaliga olika anpassade kretsapplikationer, enligt användarens krav.

Låt oss diskutera dem i detaljer genom följande mönster.

ELLER Portmodul

Med hjälp av ett par BJT och några motstånd kan en snabb ELLER-grinddesign göras för att implementera OR logiska utgångar som svar på olika ingångslogikombinationer enligt sanningstabellen som visas i diagrammet ovan.

NOR-portmodul

Med några lämpliga modifieringar kan den ovan förklarade ELLER grindkonfigurationen omvandlas till en NOR-grindkrets för implementering av de angivna NOR-logiska funktionerna.

OCH portmodul

Om du inte har snabb åtkomst till en AND-grindlogik IC, kan du förmodligen konfigurera ett par BJT för att skapa en AND-logisk grindkrets och för att utföra de ovan angivna OCH-logiska funktionerna.

NAND-portmodul

Mångsidigheten hos BJT: er gör det möjligt för BJT: er att skapa valfri logisk funktionskrets, och a NAND-grinden ansökan är inget undantag. Återigen, med hjälp av ett par BJT: er kan du snabbt bygga och genomdriva en NAND-logikgrindkrets som avbildad i figuren ovan.

Transistor som omkopplare

Som anges i diagrammet ovan a BJT kan enkelt användas som en DC-omkopplare för att slå PÅ / AV en belastning med lämpligt märke. I det visade exemplet imiterar den mekaniska omkopplaren S1 en logisk hög eller låg ingång, vilket får BJT att slå PÅ / AV den anslutna lysdioden. Eftersom en NPN-transistor visas, orsakar den positiva anslutningen av S1 att BJT-omkopplaren PÅ lysdioden i den vänstra kretsen, medan den högra kretslampan är avstängd när S1 är placerad vid omkopplarens positiva ens.

Spänningsomvandlare

En BJT-omkopplare som förklaras i föregående stycke kan också kopplas som spänningsomvandlare, vilket innebär att skapa utgångssvar motsatt ingångssvaret. I exemplet ovan kommer utgångslampan att tändas i frånvaro av en spänning vid punkt A och kommer att stängas AV i närvaro av en spänning vid punkt A.

BJT förstärkarmodul

En BJT kan konfigureras som en enkel spänning / ström förstärkare för att förstärka en liten insignal till mycket högre nivå, motsvarande den matningsspänning som används. Diagrammet visas i följande diagram

BJT Relay Driver Module

De transistorförstärkare ovan kan användas för applikationer som a reläförare , där ett högre spänningsrelä kan utlösas genom en liten insignalspänning, som visas i bilden nedan. Reläet kan utlösas som svar på en insignal som tas emot från en specifik lågsignalsensor eller detektorenhet, som en LDR , Mikrofon, BRON , LM35 , termistor, ultraljuds- etc.

Relästyrenhetsmodul

Bara två BJT kan kopplas som en reläblinkare som visas på bilden nedan. Kretsen pulsar reläet PÅ / AV med en viss hastighet som kan justeras med de två variabla motstånden R1 och R4.

Konstantström LED-drivrutinsmodul

Om du letar efter en billig men extremt tillförlitlig strömkontrollkrets din LED kan du snabbt bygga den med hjälp av de två transistorkonfigurationerna som visas i följande bild.

3V ljudförstärkarmodul

Detta 3 V ljudförstärkare kan användas som utgångssteg för alla ljudsystem som radioapparater, mikrofon, mixer, larm etc. Det huvudsakliga aktiva elementet är transistorn Q1, medan ingångsutgångstransformatorerna fungerar som kompletterande steg för att generera en högförstärkare.

Tvåstegs ljudförstärkarmodul

För högre förstärkningsnivå kan en två-transistorförstärkare användas som visas i detta diagram. Här ingår en extra transistor på ingångssidan, även om ingångstransformatorn har eliminerats, vilket gör kretsen mer kompakt och effektiv.

MIC-förstärkarmodul

Bilden nedan visar en grundförstärkare kretsmodul, som kan användas med vilken standard som helst electret MIC för att höja sin lilla 2 mV-signal till en någorlunda högre 100 mV-nivå, vilket bara kan vara lämpligt för integrering till en effektförstärkare.

Audio Mixer-modul

Om du har en applikation där två olika ljudsignaler måste blandas och blandas ihop till en enda utgång, kommer följande krets att fungera bra. Den använder en enda BJT och några motstånd för implementeringen. De två variabla motstånden på ingångssidan bestämmer mängden signal som kan blandas över de två källorna för förstärkning vid önskade förhållanden.

Enkel oscillatormodul

En oscillator är faktiskt en frekvensgenerator, som kan användas för att generera en musikalisk ton över en högtalare. Den enklaste versionen av en sådan oscillatorkrets visas nedan med bara ett par BJT. R3 styr frekvensutgången från oscillatorn, vilket också varierar ljudet på högtalaren.

LC Oscillatormodul

I exemplet ovan lärde vi oss en RC-baserad transistoroscillator. Följande bild förklarar en enkel transistor, LC-baserad eller induktans, kapacitansbaserad oscillatorkretsmodul. Induktorn finns i diagrammet. Förinställt R1 kan användas för att variera tonfrekvensen från oscillatorn.

Metronome-krets

Vi har redan studerat några metronom kretsar tidigare på webbplatsen visas enkla två transistormetronomkretsar nedan.

Logisk sond

TILL logisk sondkrets är en viktig utrustning för felsökning av viktiga kretskortsfel. Enheten kan konstrueras med ett minimum som en enda transistor och några motstånd. Hela designen visas i följande diagram.

Justerbar Siren Circuit Module

En mycket användbar och kraftfull sirenkrets kan skapas enligt bilden i följande diagram. Kretsen använder bara två transistorer för att generera en stigande och fallande sirenljud , som kan växlas med S1. Strömställaren S2 väljer tonens frekvensområde, högre frekvens kommer att generera skrillerljud än de lägre frekvenserna. R4 tillåter användaren att variera tonen ytterligare inom det valda intervallet.

Vit brusgenerator modul

Ett vitt brus är en ljudfrekvens som genererar en lågfrekvent väsande typ av ljud, till exempel det ljud som hörs under en konstant kraftig nederbörd, eller från en oavstämd FM-station, eller från en TV-apparat som inte är ansluten till en kabelanslutning, en höghastighetsfläkt etc.

Ovanstående enstaka transistor kommer att generera samma typ av vitt brus när dess utgång är ansluten till en lämplig förstärkare.

Byt debouncer-modul

Denna omkopplare kan användas med en tryckknappsbrytare för att säkerställa att kretsen som styrs av tryckknappen aldrig skramlas eller störs på grund av spänningstransienter som genereras när strömbrytaren släpps. När man trycker på strömbrytaren blir utgången 0 V omedelbart och när den släpps blir utgången hög i långsamt läge utan att orsaka några problem för de anslutna kretsstegen.

Liten AM-sändarmodul

Denna transistor, liten trådlös AM-sändare kan skicka en frekvenssignal till en AM-radio hålls ett litet avstånd från enheten. Spolen kan vara vilken som helst vanlig AM / MW-antennspole, även känd som antennspole för loopstick.

Frekvensmätarmodul

En ganska korrekt analog frekvensmätare modulen kan byggas med den enda transistorkretsen som visas ovan. Ingångsfrekvensen ska vara 1 V topp till topp. Frekvensområdet kan justeras genom att använda olika värden för C1 och genom att ställa in R2-potten på rätt sätt.

Pulse Generator Module

Endast ett par BJT: er och några motstånd krävs för att skapa en användbar pulsgenerator kretsmodul som visas i figuren ovan. Pulsbredden kan justeras med olika värden för C1, medan R3 kan användas för att justera pulsfrekvensen.

Mätarförstärkarmodul

Denna amperemätarförstärkarmodul kan användas för att mäta extremt små strömstorlekar inom området för mikroampere, till läsbar utgång över en 1 mA amperemätare.

Ljusaktiverad blinkarmodul

En lysdiod börjar blinka med en specifik så snart ett omgivande ljus eller ett externt ljus detekteras över en ansluten ljussensor. Användningen av denna ljuskänsliga blinkare kan vara varierande och mycket anpassningsbar, beroende på användarens preferenser.

Darkness Triggered Flasher

Ganska liknande, men med motsatta effekter till ovanstående applikation, kommer den här modulen att börja blinkar en LED så snart den omgivande ljusnivån sjunker till nästan mörker, eller som ställts in av R1, R2 potentiella delningsnätverk.

High Power Flasher

TILL högeffekt blinkare modulen kan konstrueras med hjälp av bara ett par transistorer som visas i schemat ovan. Enheten kommer att blinka eller blinka en ansluten glödlampa eller halogenlampa starkt, och kraften hos denna lampa kan uppgraderas genom att på lämpligt sätt uppgradera specifikationerna för Q2.

LED-ljussändare / mottagare fjärrkontroll

Vi kan se två kretsmoduler i ovanstående schema. Vänstermodulen fungerar som en LED-frekvenssändare, medan högermodulen fungerar som ljusfrekvensmottagaren / detektorkretsen. När sändaren slås PÅ och fokuseras på mottagarens ljusdetektor Q1, detekteras frekvensen från sändaren av mottagarkretsen och den bifogade piezo-summern börjar vibrera med samma frekvens. Modulen kan modifieras på många olika sätt, enligt specifika krav.

FET-kretsmoduler

FET står för Fälteffekttransistorer som anses vara mycket effektiva transistorer jämfört med BJT, i många aspekter.

I följande exempelkretsar kommer vi att lära oss om många intressanta FET-baserade kretsmoduler som kan integreras över varandra för att skapa många olika innovativa kretsar, för anpassade användningsområden och applikationer.

FET-omkopplare

I de tidigare styckena lärde vi oss hur man använder en BJT som en omkopplare, på samma sätt kan en FET också tillämpas som en DC ON / OFF-omkopplare.

Figuren ovan visar, en FET konfigurerad som en omkopplare för att växla en LED PÅ / AV som svar på en 9V och 0V insignal vid dess grind.

Till skillnad från en BJT som kan slå PÅ / AV en utgångsbelastning som svar på en insignal så låg som 0,6 V, kommer en FET att göra detsamma men med en insignal på cirka 9V till 12 V. Emellertid är 0,6 V för en BJT är strömberoende och strömmen med 0,6 V måste vara motsvarande hög eller låg med avseende på belastningsströmmen. I motsats till detta är ingångsströmmen för en FET inte belastningsberoende och kan vara så låg som en mikroampere.

FET-förstärkare

Precis som en BJT kan du också ansluta en FET för att förstärka extremt låga strömingångssignaler till en förstärkt högströmsspänning, som anges i figuren ovan.

Högimpedans MIC-förstärkarmodul

Om du undrar hur du använder en fälteffekttransistor för att konstruera en Hi-Z eller en högimpedans MIC-förstärkarkrets, kan ovanstående förklarade design hjälpa dig att uppnå målet.

FET Audo Mixer-modul

En FET kan också användas som en ljudsignalblandare, som illustreras i diagrammet ovan. Två ljudsignaler som matas över punkterna A och B blandas samman av FET och slås samman vid utgången via C4.

FET Delay ON Circuit Module

En ganska hög fördröjning PÅ timer krets kunde konfigureras med hjälp av schemat nedan.

När S1 trycks PÅ lagras matningen inuti C1-kondensatorn och spänningen slås också på FET. När S1 släpps fortsätter den lagrade laddningen inuti C1 att hålla FET PÅ.

FET som är en högimpedansinmatningsenhet tillåter emellertid inte C1 att urladdas snabbt och därför förblir FET påslagen under ganska lång tid. Under tiden, så länge FET Q1 förblir PÅ, förblir den anslutna BJT Q2 AV, på grund av FET: s inverterande verkan som håller Q2-basen jordad.

Situationen håller också summern avstängd. Så småningom och gradvis laddar C1 ut till en punkt där FET inte kan förbli påslagen. Detta återställer tillståndet vid basen av Q1, som nu slås PÅ och aktiverar det anslutna summerlarmet.

Fördröja OFF-timer-modulen

Denna design liknar exakt ovanstående koncept, förutom det inverterande BJT-scenen, som inte finns här. Av denna anledning fungerar FET som en fördröjning AV-timer. Det betyder att utgången förblir PÅ initialt medan kondensatorn C1 urladdas och FET slås PÅ, och slutligen när C1 är helt urladdad stänger FET AV och summern ljuder.

Enkel effektförstärkarmodul

Med bara ett par FET kan det vara möjligt att åstadkomma ett rimligt kraftfull ljudförstärkare av omkring 5 watt eller ännu högre.

Dubbel LED-blinkersmodul

Detta är en mycket enkel FET-stabil krets som kan användas för att växelvis blinka två lysdioder över de två avlopparna i MOSFET. Den goda aspekten av detta fantastiska är att lysdioderna kommer att växla med en väldefinierad skarp PÅ / AV-hastighet utan någon dimningseffekt eller sakta bleknar och stiger . Blinkningshastigheten kan justeras genom potten R3.

UJT-oscillatorkretsmoduler

UJT eller för Unijunction Transistor , är en speciell typ av transistor som kan konfigureras som en flexibel oscillator med ett externt RC-nätverk.

Den grundläggande designen av en elektronisk UJT-baserad oscillator kan ses i följande diagram. RC-nätverket R1 och C1 bestämmer frekvensutgången från UJT-enheten. Att öka värdena på antingen R1 eller C1 minskar frekvenshastigheten och vice versa.

UJT Sound Effect Generator Module

En trevlig liten ljudeffektgenerator kan byggas med hjälp av ett par UJT-oscillatorer och genom att kombinera deras frekvenser. Det fullständiga kretsschemat visas nedan.

En minuts timer-modul

En mycket användbar en minut PÅ / AV-fördröjningstimer kan byggas med en enda UJT enligt nedan. Det är faktiskt en oscillatorkrets som använder höga RC-värden för att sänka PÅ / AV-frekvensen till 1 minut.

Denna fördröjning kan ökas ytterligare genom att öka värdena för R1- och Cl-komponenterna.

Piezo-givarmoduler

Piezo-givare är speciellt skapade enheter som använder piezo-material som är känsligt och lyhörd för elektrisk ström.

Piezomaterialet inuti en piezogivare reagerar på ett elektriskt fält som orsakar snedvridningar i dess struktur vilket ger upphov till vibrationer på enheten, vilket resulterar i ljudgenerering.

Omvänt, när en beräknad mekanisk töjning appliceras på en piezogivare, förvränger den mekaniskt piezomaterialet inuti anordningen vilket resulterar i alstring av en proportionell mängd elektrisk ström över givaranslutningarna.

När den används som DC-summer måste piezogivaren anslutas med en oscillator för att skapa vibrationsbrusutgången, eftersom dessa enheter bara kan svara på en frekvens.

Bilden visar en enkel piezo-summer anslutning till en försörjningskälla. Denna summer har en intern oscillator för att svara på matningsspänningen.

Piezo-surrare kan användas för att indikera logiska höga eller låga förhållanden i krets genom följande visade krets.

Piezo Tone Generator Module

En piezogivare kan konfigureras för att generera kontinuerlig lågvolymtonutgång enligt följande kretsschema. Piezo-enheten ska vara en 3-terminalenhet.

Variabel ton Piezo Summer Module

Nästa bild nedan visar ett par summer koncept med piezogivare. Piezoelementen ska vara 3-trådiga element. Vänster diagram visar en resistiv design för att tvinga svängningar i piezogivaren, medan höger sida visar ett induktivt koncept. Induktans- eller spolbaserad deign inducerar svängningar genom återkopplingsspikar.

SCR-kretsmoduler

SCR eller tyristorer är halvledaranordningar som beter sig som likriktardioder men underlättar dess ledning genom en extern likströmsingångsingång.

Men enligt deras egenskaper, SCR har en tendens att spärras när lasttillförseln är likström. Följande bild indikerar en enkel inställning som utnyttjar denna spärrfunktion hos enheten för att slå på och stänga av en belastnings-RL som svar på att trycka på omkopplarna S1 och S2. S1 slår på lasten medan S2 stänger av lasten.

Ljusaktiverad relämodul

En enkel ljus aktiverat relämodulen kan byggas med hjälp av en SCR och en fototransistor , som illustreras i figuren nedan.

Så snart ljusnivån på fototransistorn överstiger en inställd utlösande tröskelnivå för SCR, utlöses och spärrar SCR, slår PÅ reläet. Spärren förblir som den är tills återställningsomkopplaren S1 trycks in för tillräckligt mörkt, eller strömmen slås AV och sedan PÅ.

Avslappningsoscillator med Triac-modul

En enkel avslappningsoscillatorkrets kan konstrueras med en SCR och ett RC-nätverk som visas i diagrammet nedan.

Oscillatorfrekvensen ger en lågfrekvent ton över den anslutna högtalaren. Tonfrekvensen för denna avslappningsoscillator kan justeras via det variabla motståndet R1 och R2 och även kondensatorn Cl.

Triac AC-hastighetsregulatormodul

En UJT är normalt känd för sina tillförlitliga oscillerande funktioner. Samma enhet kan dock också användas med triac för att möjliggöra en 0 till full hastighetskontroll av växelströmsmotorer .

Motståndet R1 fungerar som en frekvensreglering för UJT-frekvensen. Denna variabla frekvensutgång byter triac vid olika PÅ / AV-hastigheter beroende på R1-justeringar.

Denna variabla omkoppling av triacen orsakar i sin tur en proportionell mängd variationer på den anslutna motorns hastighet.

Triac-portbuffermodul

Diagrammet ovan visar hur enkelt a triac kan slås PÅ AV genom en PÅ / AV-omkopplare och säkerställer också säkerheten för triacen genom att använda lasten som buffertsteg. R1 begränsar strömmen till triac-grinden, medan lasten dessutom ger triac-grindskyddet mot plötsliga PÅ-transienter, och gör att triac kan slå PÅ med ett mjukt startläge.

Triac / UJT Flasher UJT-modul

En UJT-oscillator kan också implementeras som en AC-lampa dimmer som visas i diagrammet ovan.

Potten R1 används för att justera oscillerande hastighet eller frekvens, som i sin tur bestämmer PÅ / AV-omkopplingshastigheten för triac och den anslutna lampan.

Omkopplingsfrekvensen är för hög, lampan verkar vara PÅ permanent, även om intensiteten varierar på grund av att den genomsnittliga spänningen över den varierar i enlighet med UJT-omkopplingen.

Slutsats

I ovanstående avsnitt diskuterade vi många grundläggande begrepp och teorier inom elektronik och lärde oss hur man konfigurerar små kretsar med hjälp av dioder, transistorer, FET etc.

Det finns faktiskt otaliga fler kretsmoduler som kan skapas med hjälp av dessa grundläggande komponenter för att implementera önskad kretsidé, enligt givna specifikationer.

Efter att ha lärt sig alla dessa grundläggande mönster eller kretsmoduler kan alla nykomlingar i den arkiverade lära sig att integrera dessa moduler över varandra för att få många andra intressanta kretsar eller för att åstadkomma en specialiserad kretsapplikation.

Om du har ytterligare frågor angående dessa grundläggande begrepp inom elektronik eller om hur du går med i dessa moduler för specifika behov, är du välkommen att kommentera och diskutera ämnena.