Τι πρέπει να γνωρίζουν όλοι για τα βασικά κυκλώματα στα ηλεκτρονικά;

Δοκιμάστε Το Όργανο Μας Για Την Εξάλειψη Των Προβλημάτων





Για όσους θέλουν να χτίσουν τα ηλεκτρονικά σας έργα, το πρώτο πράγμα που πρέπει να γνωρίζετε είναι τα βασικά ηλεκτρονικά. Υπάρχουν πολλά εξαρτήματα στα ηλεκτρονικά που χρησιμοποιούνται για εφαρμογές όπως η παραγωγή παλμών, ως ενισχυτής κ.λπ. Συχνά απαιτούμε βασικά κυκλώματα για τα ηλεκτρονικά μας έργα. Αυτά τα βασικά κυκλώματα μπορεί να είναι ένα κύκλωμα δημιουργίας παλμών, ένα κύκλωμα ταλαντωτή ή ένα κύκλωμα ενισχυτή. Εδώ εξηγώ μερικά ηλεκτρονικά κυκλώματα . Είναι πολύ χρήσιμο για αρχάριους. Αυτό το άρθρο παραθέτει τα βασικά ηλεκτρονικά κυκλώματα και τη λειτουργία τους.

Βασικά ηλεκτρονικά κυκλώματα που χρησιμοποιούνται σε έργα

Ο κατάλογος των βασικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων που χρησιμοποιούνται σε έργα συζητείται παρακάτω με κατάλληλα διαγράμματα κυκλωμάτων.




  • Astable Multivibrator χρησιμοποιώντας 555 Timer:

Ο χρονοδιακόπτης 555 παράγει τους συνεχείς παλμούς σε κατάσταση αστάθειας με συγκεκριμένη συχνότητα που εξαρτάται από την τιμή των δύο αντιστάσεων και πυκνωτών. Εδώ οι πυκνωτές φορτίζουν και εκφορτώνουν σε μια συγκεκριμένη τάση.

Όταν η τάση έχει εφαρμόσει συνεχώς το φορτίο του πυκνωτή και μέσω των αντιστάσεων και ο χρονοδιακόπτης παράγει συνεχείς παλμούς. Οι ακίδες 6 και 2 βραχυκυκλώνονται για να ενεργοποιούν συνεχώς το κύκλωμα. Όταν ο παλμός σκανδάλης εξόδου είναι υψηλός, παραμένει σε αυτήν τη θέση έως ότου ο πυκνωτής αποφορτιστεί πλήρως. Για την επίτευξη μεγαλύτερης χρονικής καθυστέρησης χρησιμοποιούνται υψηλότερη τιμή του πυκνωτή και των αντιστάσεων.



Αυτοί οι τύποι βασικών ηλεκτρονικών κυκλωμάτων θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την ενεργοποίηση και απενεργοποίηση των κινητήρων σε τακτά χρονικά διαστήματα ή για αναβοσβήνει λαμπτήρες / LED.

Astable Multivibrator χρησιμοποιώντας 555 Timer

Astable Multivibrator χρησιμοποιώντας 555 Timer

  • Bistable Multivibrator χρησιμοποιώντας 555 Timer:

Η λειτουργία δύο σταθερών έχει δύο σταθερές καταστάσεις οι οποίες είναι υψηλές και χαμηλές. Το υψηλό και το χαμηλό των σημάτων εξόδου ελέγχονται από τους ακροδέκτες εισόδου σκανδάλης και επαναφοράς, όχι από τη φόρτιση και την εκφόρτιση των πυκνωτών. Όταν ένα σήμα χαμηλής λογικής δίνεται στον πείρο σκανδάλης, η έξοδος του κυκλώματος πηγαίνει στην υψηλή κατάσταση και όταν ένα χαμηλό λογικό σήμα δίνεται στον πείρο επαναφοράς χαμηλή η έξοδος του κυκλώματος πηγαίνει σε χαμηλό επίπεδο.


Αυτοί οι τύποι κυκλωμάτων είναι ιδανικοί για χρήση σε αυτοματοποιημένα μοντέλα, όπως σιδηροδρομικά συστήματα και μοτέρ push to ON και push to off το σύστημα ελέγχου.

Bistable Multivibrator

Bistable Multivibrator

  • 555 Χρονόμετρα σε Μονο Σταθερή Λειτουργία:

Στη λειτουργία monostable, οι χρονοδιακόπτες 555 μπορούν να παράγουν έναν μόνο παλμό όταν ο χρονοδιακόπτης λαμβάνει ένα σήμα στο κουμπί εισόδου σκανδάλης. Η διάρκεια του παλμού εξαρτάται από τις τιμές της αντίστασης και του πυκνωτή. Όταν ο παλμός σκανδάλης εφαρμόζεται στην είσοδο μέσω ενός κουμπιού, ο πυκνωτής φορτίζεται και ο χρονοδιακόπτης αναπτύσσει έναν υψηλό παλμό και παραμένει υψηλός έως ότου ο πυκνωτής εκφορτιστεί πλήρως. Εάν απαιτείται περισσότερη καθυστέρηση χρόνου, απαιτείται η υψηλότερη τιμή της αντίστασης και του πυκνωτή.

Monostable Multivibrator

Monostable Multivibrator

  • Ο κοινός ενισχυτής Emitter:

Τα τρανζίστορ μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ενισχυτές όπου το πλάτος του σήματος εισόδου είναι αυξημένο. Ένα τρανζίστορ συνδεδεμένο σε κοινή λειτουργία εκπομπής εκπέμπεται με τέτοιο τρόπο ώστε το τερματικό βάσης του να λαμβάνει σήμα εισόδου και η έξοδος να αναπτύσσεται στο τερματικό συλλέκτη.

Για οποιοδήποτε τρανζίστορ που λειτουργεί σε ενεργή λειτουργία, η διασταύρωση βάσης-εκπομπού είναι μεροληπτική προς τα εμπρός, έχοντας έτσι χαμηλή αντίσταση. Η περιοχή συλλέκτη βάσης σε αντίστροφη μεροληψία, με υψηλή αντίσταση. Το ρεύμα που ρέει από τον ακροδέκτη συλλέκτη είναι β φορές μεγαλύτερο από το ρεύμα που ρέει στον ακροδέκτη βάσης. Β είναι το τρέχον κέρδος για το τρανζίστορ.

Κοινός ενισχυτής εκπομπών

Κοινός ενισχυτής εκπομπών

Στο παραπάνω κύκλωμα, το ρεύμα ρέει στη βάση του τρανζίστορ, από την πηγή τροφοδοσίας AC. Ενισχύεται στον συλλέκτη. Όταν αυτό το ρεύμα ρέει μέσω οποιουδήποτε φορτίου συνδεδεμένου στην έξοδο, παράγει τάση κατά μήκος του φορτίου. Αυτή η τάση είναι μια ενισχυμένη και ανεστραμμένη έκδοση της τάσης σήματος εισόδου.

  • Το τρανζίστορ ως διακόπτης:

Το τρανζίστορ λειτουργεί ως διακόπτης όταν λειτουργεί σε κορεσμένη περιοχή. Καθώς το τρανζίστορ είναι ΕΝΕΡΓΟΠΟΙΗΜΕΝΟ στην περιοχή κορεσμού, οι ακροδέκτες πομπού και συλλέκτη βραχυκυκλώνονται και οι τρέχουσες ροές από συλλέκτη σε πομπό σε ένα τρανζίστορ NPN. Δίνεται η μέγιστη ποσότητα ρεύματος βάσης που οδηγεί σε μέγιστη ποσότητα ρεύματος συλλέκτη.

Η τάση στη σύνδεση συλλέκτη-εκπομπής είναι τόσο χαμηλή ώστε να μειώνει την περιοχή εξάντλησης. Αυτό αναγκάζει το ρεύμα να ρέει από τον συλλέκτη στον πομπό και φαίνεται να είναι βραχυκυκλωμένο. Όταν το τρανζίστορ είναι προκατειλημμένο στην περιοχή αποκοπής, τόσο το ρεύμα βάσης εισόδου όσο και το ρεύμα εξόδου είναι μηδέν. Η αντίστροφη τάση που εφαρμόζεται στη σύνδεση συλλέκτη-εκπομπής είναι στο μέγιστο επίπεδο. Αυτό προκαλεί την αύξηση της περιοχής εξάντλησης σε αυτήν τη διασταύρωση έτσι ώστε να μην ρέει ρεύμα μέσω του τρανζίστορ. Έτσι το τρανζίστορ απενεργοποιείται.

Τρανζίστορ ως διακόπτης

Τρανζίστορ ως διακόπτης

Εδώ έχουμε ένα φορτίο που θέλαμε να ενεργοποιήσουμε και να κλείσουμε με έναν διακόπτη. Όταν ο διακόπτης ON / OFF βρίσκεται σε κλειστή κατάσταση, το ρεύμα ρέει στον ακροδέκτη βάσης του τρανζίστορ. Το τρανζίστορ γίνεται προκατειλημμένο έτσι ώστε οι ακροδέκτες συλλέκτη και πομπού να βραχυκυκλώνονται και να συνδέονται με τον ακροδέκτη γείωσης. Το πηνίο ρελέ ενεργοποιείται και τα σημεία επαφής του ρελέ κλείνουν έτσι ώστε το φορτίο να συνδέει την τροφοδοσία σε σειρά μέσω αυτής της επαφής που λειτουργεί σαν ανεξάρτητος διακόπτης.

  • Schmitt Trigger:

Η σκανδάλη Schmitt είναι ένας τύπος συγκριτή, ο οποίος χρησιμοποιείται για να ανιχνεύσει εάν η τάση εισόδου είναι πάνω ή κάτω από ένα συγκεκριμένο όριο. Παράγει ένα τετράγωνο κύμα έτσι ώστε η έξοδος να εναλλάσσεται μεταξύ δύο δυαδικών καταστάσεων. Το κύκλωμα δείχνει δύο τρανζίστορ NPN Q1 και Q2 συνδεδεμένα παράλληλα. Τα τρανζίστορ ενεργοποιούνται και απενεργοποιούνται εναλλακτικά με βάση την τάση εισόδου.

Κύκλωμα σκανδάλης Schmitt

Κύκλωμα σκανδάλης Schmitt

Το τρανζίστορ Q2 προκαλείται από διαχωριστική διάταξη. Με τη βάση να έχει θετικό δυναμικό σε σύγκριση με τον εκπομπό, το τρανζίστορ είναι προκατειλημμένο στην περιοχή κορεσμού. Με άλλα λόγια, το τρανζίστορ είναι ενεργοποιημένο (οι ακροδέκτες συλλέκτη και πομπού είναι βραχυκυκλωμένοι). Η βάση του τρανζίστορ Q1 συνδέεται στο δυναμικό γείωσης μέσω της αντίστασης Re. Δεδομένου ότι δεν υπάρχει σήμα εισόδου στο τρανζίστορ Q1, δεν είναι προκατειλημμένο και βρίσκεται σε κατάσταση διακοπής. Έτσι λαμβάνουμε ένα λογικό σήμα στον ακροδέκτη συλλέκτη του τρανζίστορ Q2 ή στην έξοδο.

Δίνεται ένα σήμα εισόδου έτσι ώστε το δυναμικό στο τερματικό βάσης να είναι πιο θετικό από την τάση στο δυνητικό διαχωριστικό. Αυτό προκαλεί τη μεταγωγή του τρανζίστορ Q1 ή με άλλα λόγια βραχυκυκλώνονται οι ακροδέκτες συλλέκτη-εκπομπής. Αυτό προκαλεί τη μείωση της τάσης συλλέκτη-εκπομπής και ως εκ τούτου, η τάση στο δυνητικό διαχωριστικό μειώνεται έτσι ώστε η βάση του τρανζίστορ Q2 να μην έχει αρκετή τροφοδοσία. Το τρανζίστορ Q2 είναι έτσι απενεργοποιημένο. Έτσι, έχουμε ένα σήμα υψηλής λογικής στην έξοδο.

  • Κύκλωμα H Bridge:

Η γέφυρα H είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που επιτρέπει την εφαρμογή τάσης σε ένα φορτίο και στις δύο κατευθύνσεις. Η γέφυρα H είναι μια πολύ αποτελεσματική μέθοδος οδήγησης κινητήρων και βρίσκει πολλές εφαρμογές σε πολλές ηλεκτρονικά έργα ειδικά στη ρομποτική.

Εδώ χρησιμοποιούνται τέσσερα τρανζίστορ που συνδέονται ως διακόπτες. Οι δύο γραμμές σήματος επιτρέπουν τη λειτουργία του κινητήρα σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Ο διακόπτης s1 πιέζεται για να θέσει τον κινητήρα σε κατευθύνσεις προώθησης και το s2 πιέζεται για να θέσει σε λειτουργία τον κινητήρα προς τα πίσω. Δεδομένου ότι ο κινητήρας πρέπει να διαλύσει το πίσω EMF, οι δίοδοι χρησιμοποιούνται για να παρέχουν μια ασφαλέστερη διαδρομή για το ρεύμα. Οι αντιστάσεις χρησιμοποιούνται για την προστασία των τρανζίστορ καθώς περιορίζουν το ρεύμα βάσης στα τρανζίστορ.

Κύκλωμα Bridge Bridge

Κύκλωμα Bridge Bridge

Σε αυτό το κύκλωμα, όταν ο διακόπτης S1 είναι σε κατάσταση ΟΝ, το τρανζίστορ Q1 είναι προκατειλημμένο στην αγωγιμότητα και το ίδιο και το τρανζίστορ Q4. Ο θετικός ακροδέκτης του κινητήρα συνδέεται έτσι με το δυναμικό γείωσης.

Όταν ο διακόπτης S2 είναι επίσης ΟΝ, τα τρανζίστορ Q2 και τα τρανζίστορ Q3 είναι αγώγιμα. Ο αρνητικός ακροδέκτης του κινητήρα συνδέεται επίσης με το δυναμικό γείωσης.

Έτσι, χωρίς σωστή τροφοδοσία, ο κινητήρας δεν περιστρέφεται. Όταν το S1 είναι απενεργοποιημένο, ο θετικός ακροδέκτης του κινητήρα λαμβάνει θετική παροχή τάσης (καθώς τα τρανζίστορ είναι κομμένα). Έτσι, με τα S1 OFF και S2 ON, ο κινητήρας συνδέεται σε κανονική λειτουργία και αρχίζει να περιστρέφεται προς τα εμπρός. Ομοίως, όταν το S1 είναι ON και το S2 OFF, ο κινητήρας συνδέεται στην αντίστροφη τροφοδοσία και αρχίζει να περιστρέφεται στην αντίστροφη κατεύθυνση.

  • Κύκλωμα ταλαντωτών κρυστάλλου:

Ένας κρυσταλλικός ταλαντωτής χρησιμοποιεί έναν κρύσταλλο για να αναπτύξει μερικά ηλεκτρικά σήματα σε μια συγκεκριμένη συχνότητα. Όταν εφαρμόζεται μηχανική πίεση στον κρύσταλλο, παράγει ένα ηλεκτρικό σήμα στους ακροδέκτες του με μια συγκεκριμένη συχνότητα.

Οι κρυσταλλικοί ταλαντωτές χρησιμοποιούνται για την παροχή σταθερού και ακριβούς ραδιοφώνου σήματα συχνότητας . Ένα από τα πιο συνηθισμένα κυκλώματα που χρησιμοποιείται για ταλαντωτές κρυστάλλου είναι το κύκλωμα Colpitts. Χρησιμοποιούνται σε ψηφιακά συστήματα για την παροχή σημάτων ρολογιού.

Κύκλωμα ταλαντωτών κρυστάλλου

Κύκλωμα ταλαντωτών κρυστάλλου

Ο κρύσταλλος λειτουργεί σε παράλληλη λειτουργία συντονισμού και παράγει σήμα εξόδου. Το δίκτυο διαχωριστικών πυκνωτών των C1 και C2 παρέχει τη διαδρομή ανατροφοδότησης. Οι πυκνωτές σχηματίζουν επίσης τη χωρητικότητα φορτίου για τον κρύσταλλο. Αυτός ο ταλαντωτής μπορεί να προκαλέσει πόλωση σε κοινές λειτουργίες εκπομπής ή κοινού συλλέκτη. Εδώ χρησιμοποιείται η κοινή διαμόρφωση εκπομπής.

Μια αντίσταση συνδέεται μεταξύ του συλλέκτη και της τάσης πηγής. Η έξοδος λαμβάνεται από τον ακροδέκτη εκπομπής του τρανζίστορ μέσω ενός πυκνωτή. Αυτός ο πυκνωτής λειτουργεί ως buffer για να διασφαλίσει ότι το φορτίο αντλεί το ελάχιστο ρεύμα.

Αυτά είναι λοιπόν τα βασικά ηλεκτρονικά κυκλώματα που θα συναντήσετε σε οποιοδήποτε ηλεκτρονικό έργο. Ελπίζω αυτό το άρθρο να σας δώσει αρκετές γνώσεις. Υπάρχει λοιπόν αυτό το μικρό έργο για εσάς. Για όλα τα κυκλώματα που έχω αναφέρει παραπάνω, υπάρχουν εναλλακτικές λύσεις.Παρακαλώ βρείτε αυτό και δημοσιεύστε την απάντησή σας στις παρακάτω ενότητες σχολίων.