Мултивибратор 1 LED. Принципът на работа на мултивибратор върху транзистори

Тази статия описва устройство, проектирано просто така, че начинаещ радиолюбител (електроинженер, електронен инженер и др.) Да може по-добре да разбере схемите на веригите и да натрупа опит по време на сглобяването на това устройство. Въпреки че е възможно за този най-прост мултивибратор, който е описан по-долу, може да се намери и практическо приложение. Помислете за веригата:

Фигура 1 - Най-простият мултивибратор на релето

Свързване на резистор R2

Кондензаторна връзка

Свързване на резистор R1

Свързване на релейни контакти с неговата намотка

Свързващи проводници за захранване

Релето може да бъде закупено в магазин за радиочасти или получено от старо счупено оборудване, например можете да запоявате релета от платки от хладилници:

Ако релето има лоши контакти, те могат да бъдат почистени малко.

Мултивибраторите са друга форма на осцилатори. Генераторът е електронна схема, която може да поддържа AC сигнал на изхода си. Той може да генерира правоъгълни, линейни или импулсни сигнали. За трептене генераторът трябва да отговаря на две условия на Баркхаузен:

T, печалбата на веригата, тя трябва да бъде малко повече от единица.

Фазовото изместване на цикъла трябва да бъде 0 градуса или 360 градуса.

За да изпълни и двете условия, генераторът трябва да има някаква форма на усилвател и част от изхода му трябва да се регенерира към входа. Ако коефициентът на усилване на усилвателя е по-малък от един, веригата няма да трепне и ако е по-голяма от единица, веригата ще се претовари и ще доведе до изкривена форма на вълната. Един прост генератор може да генерира синусоида, но не може да генерира квадратна вълна. Квадратна вълна може да се формира с мултивибратор.

Мултивибраторът е форма на генератор, която има два етапа, благодарение на които можем да излезем от всяко от състоянията. Това са основно две усилвателни вериги, съчетани с регенеративна обратна връзка. В този случай нито един от транзисторите не провежда едновременно. В даден момент само един транзистор провежда, а другият е изключен. Някои вериги имат определени състояния; състоянието с бърз преход се нарича превключващи процеси, при които има бърза промяна в тока и напрежението. Този превключвател се нарича превключвател за задействане. Следователно можем да пуснем веригата вътре или отвън.

Схемите имат две състояния.

Единият е стабилно състояние, в което веригата остава завинаги, без да се задейства.
Друго състояние е нестабилно: в това състояние веригата остава за ограничен период от време без външно задействане и превключва в друго състояние. Следователно, използването на мултивибратори се извършва в две състояния на вериги, като таймери и тригери.

Нестабилен мултивибратор, използващ транзистор

Това е свободно работещ генератор, който непрекъснато превключва между две нестабилни състояния. При липса на външен сигнал транзисторите последователно превключват от изключено състояние в състояние на насищане с честота, определена от RC постоянните на времето на комуникационните вериги. Ако тези константи на времето са равни (R и C са равни), тогава ще се генерира квадратна вълна с честота 1 / 1.4 RC. Следователно нестабилен мултивибратор се нарича генератор на импулси или генератор на квадратни вълни. Колкото по-голяма е стойността на базовото натоварване R2 и R3 спрямо натоварването на колектора на R1 и R4, толкова по-голямо е усилването на тока и по-рязко е ръбът на сигнала.

Основният принцип на нестабилния мултивибратор е малка промяна в електрическите свойства или характеристики на транзистора. Тази разлика кара единия транзистор да се включи по-бързо от другия, когато захранването е приложено за първи път, което причинява трептене.

Обяснение на схемата

нестабилният мултивибратор се състои от два омрежени RC усилвателя.
Веригата има две нестабилни състояния
Когато V1 \u003d LOW и V2 \u003d HIGH, тогава Q1 е ON и Q2 OFF
Когато V1 \u003d HIGH и V2 \u003d LOW, Q1 е OFF. и Q2 ON.
В този случай R1 \u003d R4, R2 \u003d R3, R1 трябва да е по-голямо от R2
C1 \u003d C2
Когато веригата е включена за първи път, нито един от транзисторите не е включен.
Базовото напрежение на двата транзистора започва да се покачва. Всеки транзистор се включва първо поради разликата в допинга и електрическите характеристики на транзистора.

Фигура: 1: Схематична диаграма на работата на транзисторен нестабилен мултивибратор

Не можем да разберем кой транзистор провежда първи, така че приемаме, че Q1 провежда първи и Q2 е изключен (C2 е напълно зареден).

Q1 е проводящ и Q2 е изключен, следователно VC1 \u003d 0 V, тъй като целият ток към земята се дължи на късо съединение в Q1 и VC2 \u003d Vcc, тъй като цялото напрежение в VC2 пада поради отворена верига в TR2 (равно на захранващо напрежение) ...
Поради VC2 с високо напрежение, кондензаторът C2 започва да се зарежда през Q1 до R4 и C1 започва да се зарежда през R2 до Q1. Времето, необходимо за зареждане на C1 (T1 \u003d R2C1), е по-дълго от времето, необходимо за зареждане на C2 (T2 \u003d R4C2).
Тъй като дясната плоча C1 е свързана към основата на Q2 и се зарежда, това означава, че тази плоча има висок потенциал и когато надвишава напрежението от 0,65 V, включва Q2.
Тъй като C2 е напълно зареден, лявата му плоча е -Vcc или -5V и е свързана с основата на Q1. Следователно той изключва Q2
TR Сега TR1 е изключен и Q2 е проводящ, следователно VC1 \u003d 5 V и VC2 \u003d 0 V. Лявата плоча на C1 преди това е била захранена при -0,65 V, която започва да се покачва до 5 V и се свързва с колектора на Q1. C1 първо се разрежда от 0 до 0.65V и след това започва да се зарежда чрез R1 до Q2. По време на зареждане дясната плоча C1 е с нисък потенциал, което изключва Q2.
Дясната плоча C2 е свързана към колектора Q2 и е предварително настроена на + 5V. Така C2 първо се разрежда от 5V до 0V и след това започва да се зарежда чрез R3. Лявата плоча на C2 е с висок потенциал по време на зареждане, което включва Q1, когато достигне 0,65 V.

Фигура: 2: Схематична диаграма на работата на транзисторен нестабилен мултивибратор

Сега Q1 провежда и Q2 е изключен. Горната последователност се повтаря и получаваме сигнал на двата колектора на транзистора, който е извън фаза един с друг. За да се получи идеална квадратна вълна от който и да е транзисторен колектор, ние приемаме като колекторно съпротивление на транзистора, базовото съпротивление, т.е. (R1 \u003d R4), (R2 \u003d R3), а също същата стойност на кондензатора, което прави нашата верига симетрична. Следователно, работният цикъл за ниската и високата стойност на изходния сигнал е същият като този, който генерира квадратната вълна.
Константа Временната константа на формата на вълната зависи от базовото съпротивление и колектора на транзистора. Можем да изчислим неговия период от време чрез: Времева константа \u003d 0.693RC

Принципът на работа на мултивибратора във видеото с обяснение

В този видео урок на телевизионния канал за запояване ще покажем как елементите на електрическата верига са свързани помежду си и ще се запознаем с процесите, протичащи в него. Първата схема, въз основа на която ще се разглежда принципът на действие, е мултивибраторна схема с транзистори. Веригата може да бъде в едно от двете състояния и периодично преминава от едно в друго.

Анализ на 2 състояния на мултивибратора.

Всичко, което виждаме сега, са два светодиода, които мигат последователно. Защо се случва това? Помислете първо първо условие.

Първият транзистор VT1 е затворен, а вторият транзистор е напълно отворен и не пречи на потока на колекторния ток. В този момент транзисторът е в режим на насищане, което прави възможно намаляването на спада на напрежението върху него. И така десният светодиод свети с пълна сила. Кондензаторът С1 се разрежда в първия момент от времето и токът свободно преминава към основата на транзистора VT2, напълно го отваря. Но след миг кондензаторът започва бързо да се зарежда с базовия ток на втория транзистор през резистора R1. След като е напълно зареден (и както знаете, напълно зареден кондензатор не преминава ток), тогава транзисторът VT2 в резултат се затваря и светодиодът изгасва.

Напрежението в кондензатора С1 е равно на произведението на базовия ток и съпротивлението на резистора R2. Бързо напред във времето. Докато транзисторът VT2 беше отворен и десният светодиод беше включен, кондензаторът C2, предварително зареден в предишното състояние, започва бавно да се разрежда през отворения транзистор VT2 и резистора R3. Докато не се разреди, напрежението в основата на VT1 ще бъде отрицателно, което напълно блокира транзистора. Първият светодиод не свети. Оказва се, че докато вторият светодиод се разпадне, кондензаторът С2 има време да се разреди и става готов да предаде ток към основата на първия транзистор VT1. По времето, когато вторият светодиод се изключи, първият светодиод се включва.

И във второто състояние всичко е същото, но напротив, транзисторът VT1 е отворен, VT2 е затворен. Преходът в друго състояние настъпва, когато кондензаторът С2 се разреди, напрежението в него намалява. След като е напълно разреден, той започва да се зарежда в обратна посока. Когато напрежението на кръстовището на база-емитер на транзистора VT1 достигне напрежение, достатъчно да го отвори, около 0,7 V, този транзистор ще започне да се отваря и първият светодиод ще светне.

Нека отново разгледаме диаграмата.

Кондензаторите се зареждат чрез резистори R1 и R4 и се разреждат през R3 и R2. Резисторите R1 и R4 ограничават тока на първия и втория светодиод. Не само яркостта на светодиодите зависи от тяхното съпротивление. Те също така определят времето за зареждане на кондензаторите. Съпротивленията на R1 и R4 са избрани много по-ниски от R2 и R3, така че кондензаторите се зареждат по-бързо, отколкото се разреждат. Мултивибраторът се използва за получаване на правоъгълни импулси, които се отстраняват от колектора на транзистора. В този случай товарът е свързан паралелно с един от колекторните резистори R1 или R4.

Графиката показва правоъгълните импулси, произведени от тази схема. Една от областите се нарича импулсен фронт. Предната част има наклон и колкото по-дълго е времето за зареждане на кондензаторите, толкова по-голям е този наклон.

Ако мултивибраторът използва едни и същи транзистори, кондензатори със същия капацитет и ако резисторите имат симетрично съпротивление, тогава такъв мултивибратор се нарича симетричен. Той има еднаква продължителност на импулса и продължителността на паузата. И ако има разлики в параметрите, тогава мултивибраторът ще бъде асиметричен. Когато свържем мултивибратора към източник на захранване, в първия момент от времето и двата кондензатора се разреждат, което означава, че към основата на двата кондензатора ще тече ток и ще се появи нестабилен режим на работа, при който само един от транзисторите трябва да се отвори. Тъй като тези елементи на веригата имат някои грешки в рейтингите и параметрите, един от транзисторите ще се отвори първо и мултивибраторът ще стартира.

Ако искате да симулирате тази схема в програмата Multisim, тогава трябва да зададете стойностите на резисторите R2 и R3, така че техните съпротивления да се различават поне с една десета от ома. Направете същото с капацитета на кондензаторите, в противен случай мултивибраторът може да не стартира. В практическото изпълнение на тази схема препоръчвам захранване с напрежение от 3 до 10 волта и сега ще разберете параметрите на самите елементи. При условие, че се използва транзисторът KT315. Резисторите R1 и R4 нямат ефект върху честотата на импулсите. В нашия случай те ограничават светодиодния ток. Съпротивлението на резисторите R1 и R4 може да бъде взето от 300 ома до 1 kOhm. Съпротивлението на резисторите R2 и R3 е от 15 kOhm до 200 kOhm. Капацитетът на кондензаторите е от 10 до 100 μF. Представете си таблица със стойности на съпротивление и капацитет, която показва приблизителната очаквана честота на импулсите. Тоест, за да получите импулс с продължителност 7 секунди, тоест продължителността на един светодиод, светещ равен на 7 секунди, трябва да използвате резистори R2 и R3 със съпротивление 100 kΩ и кондензатор с капацитет от 100 μF.

Изход.

Елементите за синхронизация на тази схема са резистори R2, R3 и кондензатори C1 и C2. Колкото по-ниски са техните рейтинги, толкова по-често транзисторите ще се превключват и толкова по-често светодиодите ще мигат.

Мултивибраторът може да бъде реализиран не само на транзистори, но и на базата на микросхеми. Оставете вашите коментари, не забравяйте да се абонирате за канала "Запояване на телевизора" в YouTube, за да не пропуснете нови интересни видеоклипове.

Друго интересно нещо за радиопредавателя.

е почти правоъгълен генератор на импулси, създаден под формата на усилващ елемент с верига с положителна обратна връзка. Има два вида мултивибратори.

Първият тип са автоколебателни мултивибратори, които нямат стабилно състояние. Има два вида: симетрични - има едни и същи транзистори и също едни и същи параметри на симетричните елементи. В резултат на това двете части на периода на трептене са равни помежду си, а работният цикъл е два. Ако параметрите на елементите не са равни, това вече ще бъде асиметричен мултивибратор.

Вторият тип са чакащите мултивибратори, които имат състояние на стабилно равновесие и често се наричат \u200b\u200bединични вибратори. Използването на мултивибратор в различни радиолюбителски устройства е доста разпространено.

Описание на работата на мултивибратора върху транзистори

Нека да анализираме принципа на работа, като използваме примера на следната диаграма.

Лесно е да се види, че на практика копира схематичната диаграма на балансиран тригер. Единствената разлика е, че връзките между превключващите модули, както директни, така и обратни, се осъществяват в променлив ток, а не в постоянен ток. Това коренно променя характеристиките на устройството, тъй като в сравнение със симетричен спусък, мултивибраторната схема няма стабилни състояния на равновесие, в които би могла да бъде дълго време.

Вместо това има две състояния на квазистабилно равновесие, поради което устройството е във всяко от тях за строго определено време. Всеки такъв период от време се определя от преходните процеси, протичащи във веригата. Работата на устройството се състои в постоянна промяна в тези състояния, която е придружена от появата на напрежение на изхода, много напомнящо на правоъгълна форма.

По същество симетричният мултивибратор е двустепенен усилвател и веригата е изградена така, че изходът на първия етап да е свързан с входа на втория. В резултат на това, след като захранването се подава към веригата, то непременно се получава, така че единият да е отворен, а другият да е в затворено състояние.

Да предположим, че транзисторът VT1 е отворен и е в състояние на насищане с тока, протичащ през резистора R3. Транзисторът VT2, както беше споменато по-горе, е затворен. Сега във веригата има процеси, свързани с презареждането на кондензатори С1 и С2. Първоначално кондензаторът С2 се разрежда напълно и след насищането на VT1 постепенно се зарежда през резистора R4.

Тъй като кондензаторът С2 шунтира колекторно-емитерната връзка на транзистора VT2 през емитерната връзка на транзистора VT1, скоростта на неговото зареждане определя скоростта на промяна в напрежението в колектора VT2. След зареждане на С2 транзисторът VT2 се затваря. Продължителността на този процес (продължителността на фронта на колекторното напрежение) може да бъде изчислена по формулата:

t1a \u003d 2,3 * R1 * C1

Също така при работата на веригата настъпва вторият процес, свързан с разреждането на предварително заредения кондензатор С1. Разрядът му се осъществява през транзистора VT1, резистора R2 и захранването. Докато кондензаторът се разрежда, в основата на VT1 се появява положителен потенциал и той започва да се отваря. Този процес приключва след пълното разреждане на C1. Продължителността на този процес (импулс) е равна на:

t2a \u003d 0,7 * R2 * C1

След като изтече времето t2a, транзисторът VT1 ще бъде заключен и транзисторът VT2 ще бъде в насищане. След това процесът ще се повтори по подобна схема и продължителността на интервалите на следните процеси също може да бъде изчислена с помощта на формулите:

t1b \u003d 2,3 * R4 * C2 и t2b \u003d 0,7 * R3 * C2

За да се определи честотата на вибрациите на мултивибратора, е валиден следният израз:

f \u003d 1 / (t2a + t2b)

Преносим USB осцилоскоп, 2 канала, 40 MHz ....

Този урок ще бъде посветен на доста важна и популярна тема за мултивибраторите и тяхното приложение. Ако се опитах просто да изброя къде и как се използват самоколебащи се симетрични и небалансирани мултивибратори, ще отнеме приличен брой страници на книги. Може би няма такъв клон на радиотехниката, електрониката, автоматизацията, импулса или компютърните технологии, където такива генератори да не се използват. Този урок ще предостави теоретична информация за тези устройства и в края ще дам няколко примера за практическото им използване във връзка с вашето творчество.

Автоколебателен мултивибратор

Мултивибраторите са електронни устройства, които генерират електрически вибрации, близки до правоъгълна форма. Спектърът на вибрациите, генерирани от мултивибратора, съдържа много хармоници - също електрически вибрации, но кратни на основните вибрации на честотата, което е отразено в името му: "много - много", "вибро - вибрира".

Помислете за схемата, показана на (Фиг. 1, а). Познавате ли? Да, това е схема на двустепенен 3CH транзисторен усилвател с изход за слушалки. Какво се случва, ако изходът на такъв усилвател е свързан към неговия вход, както е показано от пунктираната линия на диаграмата? Между тях има положителна обратна връзка и усилвателят ще се самовъзбуди и ще се превърне в генератор на трептения на звуковата честота и ще чуем нисък звук в телефоните.Решаваща борба се води срещу това явление в приемници и усилватели, но за автоматично работещи устройства се оказва полезно.

Фигура: 1 Покрит двустепенен усилвател, положителна обратна връзка, се превръща в мултивибратор

Сега погледнете (фиг. 1, б). На него виждате диаграма на същия усилвател, обхванат от положителна обратна връзка , както на (фиг. 1, а), само стилът му е леко променен. По този начин обикновено се нарисуват веригите на самоколебащите се, т.е. самовъзбуждащи се мултивибратори. Опитът е може би най-добрият метод за разбиране на същността на работата на електронно устройство. Неведнъж сте се убеждавали в това. И сега, за да разберем по-добре работата на това универсално устройство - автомат, предлагам да се проведе експеримент с него. Можете да видите схематична диаграма на автоколебателен мултивибратор с всички данни на неговите резистори и кондензатори в (Фиг. 2, а). Монтирайте го на борда. Транзисторите трябва да бъдат нискочестотни (MP39 - MP42), тъй като високочестотните транзистори имат много малко пробивно напрежение на кръстовището на емитер. Електролитични кондензатори C1 и C2 - тип K50 - 6, K50 - 3 или импортираните им аналози за номинално напрежение 10 - 12 V. Съпротивленията на резисторите могат да се различават от посочените в диаграмата с до 50%. Важно е само, че номиналните стойности на товарните резистори Rl, R4 и базовите резистори R2, R3 са едни и същи. Използвайте батерията "Krona" или захранващия блок за захранване. В колекторната верига на който и да е от транзисторите включете милиамперметър (RA) за ток от 10 - 15 mA и свържете високоустойчив DC волтметър (PU) към напрежение до 10 V към емитер-колектора След проверка на инсталацията и особено внимателно полярността на електролитните кондензатори, свържете захранването към мултивибратора. Какво показват измервателните устройства? Милиамперметър - рязко се увеличава до 8 - 10 mA, а след това също рязко намалява почти до нула, токът на колекторната верига на транзистора. Волтметърът, от друга страна, сега намалява до почти нула, след това се увеличава до напрежението на източника на енергия, напрежението на колектора. За какво говорят тези измервания? Фактът, че транзисторът на това рамо на мултивибратора работи в режим на превключване. Най-високият ток на колектора и в същото време най-ниското напрежение на колектора съответстват на отвореното състояние, а най-ниският ток и най-високото напрежение на колектора съответстват на затвореното състояние на транзистора. Транзисторът на второто рамо на мултивибратора работи по абсолютно същия начин, но, както се казва, фазово изместване на 180 ° : когато един от транзисторите е отворен, другият е затворен. Лесно е да се провери това чрез включване на същия милиамперметър в колекторната верига на транзистора на второто рамо на мултивибратора; стрелките на измервателните уреди ще се отклоняват последователно от нулевите маркировки на везните. Сега, като използвате часовник с втора ръка, пребройте колко пъти в минута транзисторите преминават от отворен в затворен. Около 15 - 20 пъти. Това е броят на електрическите вибрации, генерирани от мултивибратора в минута. Следователно, периодът на едно трептене е 3 - 4 s. Продължавайки да следвате иглата на милиамперметъра, опитайте се да изобразите тези колебания графично. На хоризонталната ос на ординатите нанесете в определен мащаб времената, в които транзисторът е в отворено и затворено състояние, а по вертикалата - колекторния ток, съответстващ на тези състояния. Ще получите приблизително същата графика като тази, показана на фиг. 2, б.

Фигура: 2 Схема на симетричен мултивибратор (а) и генерираните от него токови импулси (b, c, d).

Следователно можем да предположим, че мултивибраторът генерира правоъгълни електрически вибрации. В сигнала на мултивибратора, независимо от кой изход е премахнат, могат да се разграничат токови импулси и паузи между тях. Интервалът от време на появата на един токов (или напрежен) импулс до появата на следващия импулс със същата полярност обикновено се нарича период на повторение на импулса T, а времето между импулсите с продължителност на паузата Tn - Мултивибратори, генериращи импулсите, продължителността на Tn от които е равна на паузите между тях, се наричат \u200b\u200bсиметрични ... Следователно опитният мултивибратор, който сте сглобили, е симетрични. Заменете кондензаторите C1 и C2 с други кондензатори с по 10-15 μF всеки. Мултивибраторът остава симетричен, но честотата на генерираните от него трептения се увеличава с 3 - 4 пъти - до 60 - 80 в минута или, което е същото, до около 1 Hz. Стрелките на измервателните устройства едва успяват да проследят промените в токовете и напреженията в транзисторните вериги. И ако кондензаторите C1 и C2 се заменят с хартиени капацитети от 0,01 - 0,05 μF? Как ще се държат стрелките на измервателните уреди сега? След като се отклониха от нулевите маркировки на везните, те стоят неподвижни. Може би поколението е било нарушено? Не! Просто честотата на трептене на мултивибратора се е увеличила до няколкостотин херца. Това са колебания в аудио честотния диапазон, които DC устройствата вече не могат да записват. Те могат да бъдат открити с помощта на честотомер или слушалки, свързани чрез кондензатор с капацитет от 0,01 - 0,05 μF към някой от изходите на мултивибратора или чрез свързването им директно към колекторната верига на който и да е от транзисторите вместо товарен резистор. Чуйте нисък тон по телефоните. Какъв е принципът на работа на мултивибратора? Да се \u200b\u200bвърнем към диаграмата на фиг. 2, а. В момента на включване на захранването транзисторите на двете рамена на мултивибратора се отварят, тъй като отрицателните напрежения на отклонение се прилагат към техните бази чрез съответните резистори R2 и R3. В същото време свързващите кондензатори започват да се зареждат: C1 - през емитерното съединение на транзистора V2 и резистора R1; C2 - през емитерното съединение на транзистора V1 и резистора R4. Тези кондензаторни вериги за зареждане, като разделители на напрежението на захранването, създават отрицателни напрежения, които увеличават стойността си върху основите на транзисторите (спрямо емитерите) и са склонни да отварят транзисторите все повече и повече. Отварянето на транзистор води до намаляване на отрицателното напрежение в неговия колектор, което води до намаляване на отрицателното напрежение в основата на друг транзистор, затваряйки го. Такъв процес протича наведнъж и в двата транзистора, но само един от тях се затваря, въз основа на което има по-високо положително напрежение, например, поради разликата в съотношенията на токови трансфери h21e в стойностите на резистори и кондензатори. Вторият транзистор остава отворен. Но тези състояния на транзисторите са нестабилни, тъй като електрическите процеси в техните вериги продължават. Да предположим, че известно време след включване на захранването, транзисторът V2 е затворен и транзисторът V1 е отворен. От този момент кондензаторът С1 започва да се разрежда през отворения транзистор V1, чието съпротивление на емитер-колекторната секция е малко по това време и резистора R2. Тъй като кондензаторът С1 се разрежда, положителното напрежение в основата на затворения транзистор V2 намалява. Веднага след като кондензаторът се разреди напълно и напрежението в основата на транзистора V2 стане близо до нула, в колекторната верига на този сега отворен транзистор се появява ток, който действа през кондензатора С2 върху основата на транзистора V1 и понижава отрицателното напрежение върху него. В резултат токът, преминаващ през транзистора V1, започва да намалява, а през транзистора V2, напротив, да се увеличава. Това води до изключване на V1 и включване на V2. Сега кондензаторът С2 ще започне да се разрежда, но през отворения транзистор V2 и резистора R3, което в крайна сметка води до отваряне на първия и затваряне на вторите транзистори и т.н. Транзисторите си взаимодействат през цялото време, в резултат на което мултивибраторът генерира електрически трептения. Честотата на трептене на мултивибратора зависи както от капацитета на свързващите кондензатори, които вече сте тествали, така и от съпротивлението на базовите резистори, както можете да видите сега. Опитайте се например да замените базовите резистори R2 и R3 с резистори с високо съпротивление. Честотата на вибрациите на мултивибратора ще намалее. И обратно, ако съпротивленията им са по-малки, честотата на вибрациите ще се увеличи. Друг експеримент: изключете горните (според схемата) клеми на резисторите R2 и R3 от отрицателния проводник на захранването, свържете ги заедно и между тях и отрицателния проводник включете променлив резистор със съпротивление 30 -50 kOhm с реостат. Като завъртите оста на променливия резистор, можете да промените честотата на трептене на мултивибраторите в доста широк диапазон. Приблизителната честота на трептене на симетричен мултивибратор може да се изчисли, като се използва следната опростена формула: F \u003d 700 / (RC), където f е честотата в херци, R е съпротивлението на базовите резистори в килооми, а C е капацитет на свързващите кондензатори в микрофаради. Използвайки тази опростена формула, изчислете трептенията на честотите, генерирани от вашия мултивибратор. Да се \u200b\u200bвърнем към първоначалните данни на резисторите и кондензаторите на експерименталния мултивибратор (съгласно схемата на фиг. 2, а). Заменете кондензатора С2 с кондензатор с капацитет 2 - 3 μF, включете милиамперметъра в колекторната верига на транзистора V2, следвайки неговата стрелка, графично изобразяват текущите колебания, генерирани от мултивибратора. Сега токът в колекторната верига на транзистора V2 ще се появи в по-кратки импулси от преди (фиг. 2, в). Продължителността на Th импулсите ще бъде приблизително еднакъв брой пъти по-малка от паузите между Th импулсите, тъй като капацитетът на кондензатора C2 е намалял в сравнение с предишния му капацитет. Сега свържете същия (или такъв) милиамперметър към колекторната верига на транзистора V1. Какво показва броячът? Също токови импулси, но тяхната продължителност е много по-голяма от паузите между тях (фиг. 2, г). Какво стана? Намалявайки капацитета на кондензатора С2, вие нарушихте симетрията на рамената на мултивибратора - стана асиметрични ... Следователно вибрациите, генерирани от него, станаха асиметрични : в колекторната верига на транзистора V1 токът се появява на относително дълги импулси, в колекторната верига на транзистора V2 - накратко. От изход 1 на такъв мултивибратор могат да бъдат премахнати импулси с късо напрежение, а от изход 2 - импулси с дълго напрежение. Сменете временно кондензаторите C1 и C2. Сега импулсите на късо напрежение ще бъдат на изход 1, а дългите - на изход 2. Пребройте (по час с втора ръка) колко електрически импулса в минута генерира тази версия на мултивибратора. Около 80. Увеличете капацитета на кондензатора С1, като паралелно свържете към него втори електролитен кондензатор с капацитет 20-30 μF. Скоростта на повторение на импулса ще намалее. И ако, напротив, капацитетът на този кондензатор е намален? Скоростта на повторение на пулса трябва да се увеличи. Съществува обаче друг начин за регулиране на честотата на повторение на импулса - чрез промяна на съпротивлението на резистора R2: с намаляване на съпротивлението на този резистор (но не по-малко от 3 - 5 kΩ, в противен случай транзисторът V2 ще бъде отворен всички времето и процесът на самоколебания ще бъдат нарушени), скоростта на повторение на импулса трябва да се увеличи, а с увеличаване на неговото съпротивление, напротив, да намалее. Проверете емпирично - така ли е? Изберете резистор с такъв рейтинг, така че броят на импулсите в минута да бъде точно 60. Иглата на милиамперметъра ще трепне с честота от 1 Hz. В този случай мултивибраторът ще се превърне в електронен механизъм на часовник, отчитащ секунди.

Изчаква мултивибратор

Такъв мултивибратор генерира импулси на ток (или напрежение), когато към неговия вход се подават сигнали от друг източник, например от автоколебателен мултивибратор. За да превърнете автоколебащия мултивибратор, с който вече сте експериментирали в този урок (съгласно схемата на фиг. 2, а), в чакащ мултивибратор, трябва да направите следното: премахнете кондензатора C2 и вместо това включете резистор между колектора на транзистор V2 и основата на транзистора V1 (на фиг. 3 - R3) със съпротивление 10 - 15 kOhm; между основата на транзистора V1 и заземения проводник включете последователно свързания елемент 332 (G1 или друг източник на постоянно напрежение) и резистор с съпротивление 4,7 - 5,1 kΩ (R5), но така, че положителният полюс на елементът е свързан към основата (през R5); към основната верига на транзистора V1 свържете кондензатор (на фиг. 3 - С2) с капацитет 1-5 хиляди pF, чийто втори изход ще действа като контакт на входния управляващ сигнал. Началното състояние на транзистора V1 на такъв мултивибратор е затворено, транзисторът V2 е отворен. Проверете - така ли е? Напрежението на колектора на затворения транзистор трябва да бъде близко до напрежението на източника на захранване, а на колектора на отворения транзистор не трябва да надвишава 0,2 - 0,3 V. След това включете милиамперметъра за ток от 10 - 15 mA в колекторната верига на транзистора V1 и, наблюдавайки неговата стрелка, свържете между Uin контакта и заземения проводник, буквално за момент, един или два елемента 332, свързани последователно (на диаграмата GB1) или батерия 3336L. Само не бъркайте: отрицателният полюс на този външен електрически сигнал трябва да бъде свързан към Uin контакта. В този случай стрелката на милиамперметъра трябва незабавно да се отклони до стойността на най-високия ток на колекторната верига на транзистора, да замръзне за известно време и след това да се върне в първоначалното си положение, за да изчака следващия сигнал. Повторете този експеримент няколко пъти. Милиамперметърът при всеки сигнал ще покаже моментално увеличение до 8 - 10 mA и след известно време колекторният ток на транзистора V1 също ще намалее моментално до почти нула. Това са единични токови импулси, генерирани от мултивибратора. И ако батерията GB1 се поддържа по-дълго свързана към терминала Uin. Ще се случи същото като в предишните експерименти - на изхода на мултивибратора ще се появи само един импулс. Опитай!

Фигура: 3 Опитен мултивибратор в очакване.

И още един експеримент: докоснете проводника на основата на транзистора V1 с който и да е метален предмет, взет в ръката ви. Може би в този случай чакащият мултивибратор ще работи - от електростатичния заряд на тялото ви. Повторете същите експерименти, но с милиамперметър, свързан към колекторната верига на V2. Когато се подаде управляващ сигнал, колекторният ток на този транзистор трябва рязко да намалее почти до нула, а след това също така рязко да се увеличи до стойността на отворения транзисторен ток. Това също е токов импулс, но с отрицателна полярност. Какъв е принципът на работа на чакащия мултивибратор? При такъв мултивибратор връзката между колектора на транзистора V2 и основата на транзистора V1 не е капацитивна, както при автоколебателен, а резистивна през резистора R3. Отрицателно напрежение на отклонение се прилага към основата на транзистора V2 през резистор R2. Транзисторът V1 е надеждно затворен от положителното напрежение на елемента G1 в основата му. Това състояние на транзисторите е много стабилно. Те могат да бъдат в това състояние, докато искат. Но на базата на транзистора V1 се появи импулс на напрежение с отрицателна полярност. От този момент транзисторите преминават в нестабилно състояние. Под действието на входния сигнал транзисторът V1 се отваря и напрежението, променящо се едновременно в неговия колектор през кондензатора С1, затваря транзистора V2. Транзисторите са в това състояние, докато кондензаторът С1 не се разреди (през резистора R2 и отворения транзистор V1, чието съпротивление по това време е малко). Веднага след като кондензаторът се разреди, транзисторът V2 незабавно ще се отвори и транзисторът V1 ще се затвори. От този момент нататък мултивибраторът отново е в оригиналния си стабилен режим на готовност. Поради това, чакащият мултивибратор има едно стабилно и едно нестабилно състояние ... По време на нестабилно състояние то генерира такова правоъгълен импулс ток (напрежение), чиято продължителност зависи от капацитета на кондензатора C1. Колкото по-голям е капацитетът на този кондензатор, толкова по-голяма е продължителността на импулса. Така например, с капацитет на кондензатор 50 μF, мултивибраторът генерира токов импулс с продължителност около 1,5 s, а с кондензатор с капацитет 150 μF - три пъти повече. Чрез допълнителни кондензатори - импулсите с положително напрежение могат да бъдат отстранени от изход 1, а импулсите с отрицателно напрежение от изход 2. Възможно ли е да се изведе мултивибраторът от режим на готовност само чрез импулс с отрицателно напрежение, приложен към основата на транзистора V1? Не, не само. Това може да стане чрез прилагане на импулс на напрежение с положителна полярност, но към основата на транзистора V2. И така, остава да експериментално да проверите как капацитетът на кондензатора C1 влияе върху продължителността на импулса и възможността за управление на чакащия мултивибратор с положителни импулси на напрежение. Как можете на практика да използвате чакащ мултивибратор? По различен начин. Например да преобразувате синусоидално напрежение в импулси на напрежение (или ток) с правоъгълна форма със същата честота или да включите друго устройство за известно време, като приложите краткотраен електрически сигнал към входа на чакащ мултивибратор. Как иначе? Мисля!

Мултивибратор в генератори и електронни ключове

Електронно обаждане.Мултивибраторът може да се използва за камбана за апартамент, като го замени с конвенционален електрически. Може да се сглоби съгласно схемата, показана на (Фиг. 4). Транзисторите V1 и V2 работят в симетричен мултивибратор, генериращ трептения с честота около 1000 Hz, а транзисторът V3 в усилвател на мощността за тези трептения. Усилените вибрации се преобразуват от динамичната глава B1 в звукови вибрации. Ако използвате абонатен високоговорител, за да осъществите повикване, като включите първичната намотка на неговия преходен трансформатор в колекторната верига на транзистора V3, в корпуса му ще бъде разположена цялата камбанна електроника, монтирана на платката. Батерията също ще бъде разположена там.

Фигура: 4. Електронен звънец, базиран на мултивибратор.

Електронната камбана може да се инсталира в коридора и да се свърже с два проводника към бутона S1. Когато натиснете бутона, в динамичната глава ще се появи звук. Тъй като устройството се захранва само по време на звънене на сигнали, две 3336L батерии, свързани последователно или "Krona", ще издържат няколко месеца при разговор. Задайте желания звуков тон, като замените кондензаторите C1 и C2 с кондензатори с друг капацитет. Мултивибратор, сглобен по същата схема, може да се използва за обучение и обучение по слушане на телеграфната азбука - морзова азбука. В този случай е необходимо само да смените бутона с телеграфен ключ.

Електронен превключвател.Това устройство, диаграмата на което е показано на (Фиг. 5), може да се използва за превключване на две светлини за коледно дърво, захранвани от променлив ток. Самият електронен превключвател може да се захранва от две последователно свързани батерии 3336L или от токоизправител, който би дал постоянно напрежение от 9 - 12 V на изхода.

Фигура: 5. Електронен превключвател, базиран на мултивибратор.

Превключвателната верига е много подобна на електронната камбанна верига. Но капацитетите на кондензаторите C1 и C2 на превключвателя са в пъти по-големи от капацитетите на подобни кондензатори. Комутационният мултивибратор, в който работят транзистори V1 и V2, генерира трептения с честота около 0,4 Hz, а натоварването на неговия усилвател на мощност (транзистор V3) е намотката на електромагнитното реле К1. Релето има една двойка превключващи контактни плочи. Подходящ е например реле RES - 10 (паспорт RS4.524.302) или друго електромагнитно реле, което надеждно работи от напрежение 6 - 8 V \u200b\u200bпри ток 20 - 50 mA. Когато захранването е включено, мултивибраторните транзистори V1 и V2 се отварят и затварят последователно, генерирайки сигнали с квадратна вълна. Когато V2 е включен, отрицателно захранващо напрежение се подава през резистор R4 и този транзистор се подава към основата на V3, насищайки го. В този случай съпротивлението на емитер-колекторната секция на транзистора V3 намалява до няколко ома и почти цялото напрежение на източника на захранване се прилага към намотката на релето K1 - релето се задейства и свързва един от гирляндите към мрежата с нейните контакти. Когато V2 е затворен, базовото захранване на V3 също е отворено и затворено, през намотката на релето не протича ток. По това време релето освобождава котвата и контактите му, превключвайки, свързват втория гирлянд за коледно дърво към мрежата. Ако искате да промените времето за превключване на гирляндите, заменете кондензаторите C1 и C2 с кондензатори с друг капацитет. Оставете данните на резисторите R2 и R3 еднакви, в противен случай режимът на работа на транзисторите в постоянен ток ще бъде нарушен. Усилвател на мощност, подобен на усилвателя на транзистора V3, може да бъде включен в емитерната верига на транзистора V1 на мултивибратора. В този случай електромагнитните релета (включително самоизработените) може да нямат превключващи групи контакти, но обикновено отворени или нормално затворени. Релейните контакти на едно от рамената на мултивибратора периодично ще затварят и отварят силовата верига на един низ, а релейните контакти на другото рамо на мултивибратора - силовата верига на втория низ. Електронният превключвател може да бъде монтиран на дъска, изработена от гетинакс или друг изолационен материал и заедно с батерията може да бъде поставен в кутия от шперплат. По време на работа превключвателят консумира не повече от 30 mA ток, така че енергията на две батерии 3336L или "Krona" ще бъде достатъчна за всички новогодишни празници. Подобен превключвател може да се използва и за други цели. Например, за осветяване на маски, атракции. Представете си фигура на героя от приказката "Котарак в ботуши", изрязана от шперплат и боядисана. Зад прозрачните очи има крушки от фенерче, превключени от електронен ключ, а на самата фигура има бутон. Щом натиснете бутона, котката веднага ще започне да ви намига. Не можете ли да използвате превключвател, за да електрифицирате някои модели, като модел на фар? В този случай вместо електромагнитно реле е възможно да включите малка по размер лампа с нажежаема жичка, проектирана за малък нажежаем ток в колекторната верига на транзистора на усилвателя на мощността, който ще симулира светкавици на маяка. Ако такъв превключвател бъде допълнен с превключвател, с помощта на който ще бъде възможно да се включат две такива лампи на свой ред в колекторната верига на изходния транзистор, тогава той може да се превърне в индикатор за завоите на вашия велосипед.

Метроном - това е вид часовник, който ви позволява да отброявате равни интервали от време чрез звукови сигнали с точност до части от секундата. Такива устройства се използват например за развиване на чувство за такт при преподаване на музикална грамотност, по време на първите обучения за предаване на сигнали с помощта на телеграфната азбука. Можете да видите диаграма на едно от тези устройства в (Фиг. 6).

Фигура: 6. Метроном, базиран на мултивибратор.

Това също е мултивибратор, но асиметричен. Такъв мултивибратор използва транзистори с различни структури: Vl - n - p - n (MP35 - MP38), V2 - p - n - p (MP39 - MP42). Това направи възможно намаляването на общия брой части на мултивибратора. Принципът на неговото действие остава същият - генерирането възниква поради положителна обратна връзка между изхода и входа на двустепенен 3Ch усилвател; комуникацията се осъществява от електролитен кондензатор С1. Мултивибраторът е зареден с малка по размер динамична глава B1 с гласова намотка с съпротивление 4-10 ома, например 0,1GD - 6, 1GD - 8 (или телефонна капсула), която създава звуци, подобни на щракания по време на кратко -термични токови импулси. Скоростта на повторение на импулсите може да се регулира с променлив резистор R1 от около 20 до 300 импулса в минута. Резистор R2 ограничава базовия ток на първия транзистор, когато двигателят на резистора R1 е в най-ниското (според схемата) положение, съответстващо на най-високата честота на генерираните трептения. Метрономът може да се захранва от една батерия 3336L или три 332 свързани последователно. Консумираният от него ток от батерията не надвишава 10 mA. Променливият резистор R1 трябва да има скала, калибрирана спрямо механичен метроном. Използвайки го, като просто завъртите копчето на резистора, можете да зададете желаната честота на метрономните звукови сигнали.

Практическа работа

Като практическа работа ви съветвам да съберете схемите на мултивибратора, представени в чертежите на урока, които ще ви помогнат да разберете принципа на работа на мултивибратора. След това предлагам да събера много интересен и полезен в домакинските уреди "Симулатор на електронния славей", базиран на мултивибратори, който може да се използва като звънец на вратата. Веригата е много проста, надеждна, работи незабавно при липса на грешки при инсталирането и използването на изправни радиоелементи. Използвах го като звънец на вратата от 18 години и до днес. Лесно е да се досетите, че съм го събрал - когато, подобно на вас, бях начинаещ радиолюбител.

Електронен звънец, базиран на мултивибратори

Запоявайте резисторите и отхапвайте стърчащите остатъци от електродите.

Електролитните кондензатори трябва да бъдат поставени на платката по определен начин. Схемата за свързване и чертежът на дъската ще ви помогнат в правилното разположение. Електролитните кондензатори са обозначени с отрицателен електрод върху тялото, а положителният електрод е малко по-дълъг. Местоположението на отрицателния електрод на платката е в сенчестата част на кондензаторната марка.

Светодиодите също имат електрод полярност. Вижте снимката. Ние ги инсталираме и запояваме. Опитайте се да не прегрявате тази част при запояване. Плюсът на LED2 е по-близо до резистора R4 (вижте видеото).



На борда на мултивибратора са инсталирани светодиоди

Приложението на симетричната мултивибраторна схема е много широко. Елементи на мултивибраторните вериги могат да бъдат намерени в компютърните технологии, радиоизмервателната и медицинската техника.

Комплект части за сглобяване на LED мигач може да закупите на следната връзка http://ali.pub/2bk9qh ... Ако искате сериозно да практикувате запояване на прости конструкции, Учителят препоръчва да закупите комплект от 9 комплекта, което значително ще спести разходите ви за доставка. Ето връзката за закупуване http://ali.pub/2bkb42 ... Майсторът е събрал всички комплекти и те са работили. Желая ви успех и растеж на уменията за запояване.