Всем, кто хочет создавать свои электронные проекты, первое, что вам нужно знать, - это основы электроники. В электронике есть много компонентов, которые используются для таких приложений, как генерация импульсов, в качестве усилителя и т. Д. Нам часто требуются базовые схемы для наших электронных проектов. Эти основные схемы могут быть схемой генерации импульсов, схемой генератора или схемой усилителя. Здесь я объясняю несколько электронные схемы . Это очень полезно для новичков. В этой статье перечислены основные электронные схемы и их работа.
Основные электронные схемы, используемые в проектах
Список основных электронных схем, используемых в проектах, обсуждается ниже с соответствующими принципиальными схемами.
Нестабильный мультивибратор с таймером 555:
Таймер 555 генерирует непрерывные импульсы в нестабильном режиме с определенной частотой, которая зависит от номинала двух резисторов и конденсаторов. Здесь конденсаторы заряжаются и разряжаются при определенном напряжении.
Когда напряжение приложило заряд конденсатора и через резисторы непрерывно, таймер выдает непрерывные импульсы. Штырьки 6 и 2 закорочены, чтобы непрерывно повторно запускать цепь. Когда выходной триггерный импульс высокий, он остается в этом положении до полной разрядки конденсатора. Конденсатор и резисторы большего номинала используются для увеличения времени задержки.
Эти типы основных электронных схем могут использоваться для включения и выключения двигателей через равные промежутки времени или для мигания ламп / светодиодов.
Астабильный мультивибратор с таймером 555
Бистабильный мультивибратор с таймером 555:
Бистабильный режим имеет два стабильных состояния: высокое и низкое. Высокий и низкий уровень выходных сигналов контролируются контактами входа триггера и сброса, а не зарядкой и разрядкой конденсаторов. Когда низкий логический сигнал подается на вывод триггера, выход схемы переходит в высокое состояние, а когда низкий логический сигнал подается на низкий вывод сброса, выход схемы переходит в низкое состояние.
Эти типы цепей идеально подходят для использования в автоматизированных моделях, таких как железнодорожные системы и двигатели, включаются и выключаются в системе управления.
Бистабильный мультивибратор
555 Таймеров в стабильном монорежиме:
В моностабильном режиме таймеры 555 могут производить один одиночный импульс, когда таймер получает сигнал от кнопки ввода триггера. Длительность импульса зависит от номиналов резистора и конденсатора. Когда пусковой импульс подается на вход через кнопку, конденсатор заряжается, и на таймере вырабатывается высокий импульс, который остается высоким до полной разрядки конденсатора. Если требуется больше времени задержки, необходимы резистор и конденсатор большего номинала.
Моностабильный мультивибратор
Усилитель с общим эмиттером:
Транзисторы могут использоваться как усилители, где амплитуда входного сигнала увеличивается. Транзистор, подключенный в режиме общего эмиттера, смещен таким образом, что на его базовый вывод подается входной сигнал, а на выходе формируется вывод коллектора.
Для любого транзистора, работающего в активном режиме, переход база-эмиттер смещен в прямом направлении, поэтому имеет низкое сопротивление. Область база-коллектор обратно смещена, имеет высокое сопротивление. Ток, протекающий от вывода коллектора, в β раз больше, чем ток, протекающий через вывод базы. Β - коэффициент усиления транзистора по току.
Усилитель с общим эмиттером
В приведенной выше схеме ток течет к базе транзистора от источника переменного тока. Он усиливается на коллекторе. Когда этот ток протекает через любую нагрузку, подключенную к выходу, он создает напряжение на нагрузке. Это напряжение представляет собой усиленную и инвертированную версию напряжения входного сигнала.
Транзистор как переключатель:
Транзистор действует как переключатель, когда он работает в области насыщения. Когда транзистор включается в области насыщения, выводы эмиттера и коллектора замыкаются накоротко, и ток течет от коллектора к эмиттеру в NPN-транзисторе. Дана максимальная величина базового тока, что приводит к максимальной величине тока коллектора.
Напряжение на переходе коллектор-эмиттер настолько низкое, что уменьшает область обеднения. Это заставляет ток течь от коллектора к эмиттеру, и они кажутся закороченными. Когда транзистор смещен в области отсечки, как входной базовый ток, так и выходной ток равны нулю. Обратное напряжение, приложенное к переходу коллектор-эмиттер, находится на максимальном уровне. Это приводит к тому, что область истощения на этом переходе увеличивается, так что через транзистор не течет ток. Таким образом, транзистор выключен.
Транзистор как переключатель
Здесь у нас есть нагрузка, которую мы хотели включать и выключать с помощью переключателя. Когда переключатель ВКЛ / ВЫКЛ находится в закрытом состоянии, ток течет по клемме базы транзистора. Транзистор смещается так, что выводы коллектора и эмиттера закорачиваются и соединяются с выводом заземления. Катушка реле находится под напряжением, и точки контакта реле замыкаются, так что нагрузка получает питание, подключенное последовательно через этот контакт, действующий как независимый переключатель.
Триггер Шмитта:
Триггер Шмитта - это тип компаратора, который используется для определения того, находится ли входное напряжение выше или ниже определенного порога. Он генерирует прямоугольную волну, так что выход переключается между двумя двоичными состояниями. На схеме показаны два параллельно включенных NPN-транзистора Q1 и Q2. Транзисторы попеременно включаются и выключаются в зависимости от входного напряжения.
Схема триггера Шмитта
Транзистор Q2 смещен через схему делителя потенциала. Поскольку база находится под положительным потенциалом по сравнению с эмиттером, транзистор смещен в области насыщения. Другими словами, транзистор включен (закорочены выводы коллектора и эмиттера). База транзистора Q1 соединена с потенциалом земли через резистор Re. Поскольку на транзистор Q1 не подается входной сигнал, он не смещен и находится в режиме отсечки. Таким образом мы получаем логический сигнал на выводе коллектора транзистора Q2 или выходе.
Входной сигнал задается таким образом, что потенциал на клемме базы более положительный, чем напряжение на делителе потенциала. Это заставляет транзистор Q1 проводить или, другими словами, закорачивать выводы коллектор-эмиттер. Это вызывает падение напряжения коллектор-эмиттер и, как следствие, напряжение на делителе потенциала уменьшается, так что база транзистора Q2 не получает достаточного питания. Таким образом, транзистор Q2 выключен. Таким образом, мы получаем на выходе высокий логический сигнал.
Н-мостовая схема:
Н-мост - это электронная схема, которая позволяет приложить напряжение к нагрузке в любом направлении. H-мост - очень эффективный метод управления двигателями, и он находит множество применений во многих электронные проекты особенно в робототехнике.
Здесь используются четыре транзистора, которые соединены как переключатели. Две сигнальные линии позволяют вращать двигатель в разных направлениях. Переключатель s1 нажат, чтобы запустить двигатель в прямом направлении, и s2 нажат, чтобы запустить двигатель в обратном направлении. Поскольку двигатель должен рассеивать обратную ЭДС, диоды используются для обеспечения более безопасного пути прохождения тока. Резисторы используются для защиты транзисторов, поскольку они ограничивают базовый ток транзисторов.
Н-мостовая схема
В этой схеме, когда переключатель S1 находится во включенном состоянии, транзистор Q1 смещен в сторону проводимости, как и транзистор Q4. Таким образом, положительный вывод двигателя соединен с потенциалом земли.
Когда переключатель S2 также включен, транзистор Q2 и транзистор Q3 являются проводящими. Отрицательная клемма двигателя также подключена к потенциалу земли.
Таким образом, без надлежащего питания двигатель не вращается. Когда S1 выключен, положительный вывод двигателя получает положительное напряжение (поскольку транзисторы отключены). Таким образом, при выключении S1 и включении S2 двигатель подключается в нормальном режиме и начинает вращаться в прямом направлении. Аналогично, когда S1 включен, а S2 выключен, двигатель подключается к обратному питанию и начинает вращаться в обратном направлении.
Схема кварцевого генератора:
Кварцевый генератор использует кристалл для выработки некоторых электрических сигналов определенной частоты. Когда к кристаллу прикладывается механическое давление, он создает электрический сигнал на своих выводах с определенной частотой.
Кварцевые генераторы используются для обеспечения стабильной и точной радиосвязи. частотные сигналы . Одна из наиболее распространенных схем, используемых для кварцевых генераторов, - это схема Колпитса. Они используются в цифровых системах для подачи тактовых сигналов.
Схема кварцевого генератора
Кристалл работает в параллельном резонансном режиме и генерирует выходной сигнал. Схема конденсаторного делителя C1 и C2 обеспечивает путь обратной связи. Конденсаторы также образуют нагрузочную емкость кристалла. Этот генератор может быть смещен в режимах общего эмиттера или общего коллектора. Здесь используется обычная конфигурация эмиттера.
Между коллектором и источником напряжения включен резистор. Выходной сигнал получается с вывода эмиттера транзистора через конденсатор. Этот конденсатор действует как буфер, гарантирующий, что нагрузка потребляет минимальный ток.
Итак, это основные электронные схемы, которые вы встретите в любом электронном проекте. Я надеюсь, что эта статья дала вам достаточно знаний. Итак, это небольшая задача для вас. Для всех схем, которые я перечислил выше, есть альтернативы.Пожалуйста, найдите это и опубликуйте свой ответ в разделах комментариев ниже.
