Този урок ще бъде посветен на доста важна и популярна тема: мултивибратори и техните приложения. Ако просто се опитам да изброя къде и как се използват самоосцилиращи симетрични и асиметрични мултивибратори, това ще изисква приличен брой страници от книгата. Може би няма клон на радиотехниката, електрониката, автоматиката, импулсната или компютърната техника, където да не се използват такива генератори. 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.
Самоосцилиращ мултивибратор
Мултивибраторите са електронни устройства, които генерират електрически трептения с близка до правоъгълна форма. Спектърът от трептения, генерирани от мултивибратор, съдържа много хармоници - също електрически трептения, но кратни на трептенията на основната честота, което е отразено в името му: „мулти-много“, „виброосцилиране“.
Нека разгледаме схемата, показана на (фиг. 1, а). разпознаваш ли Да, това е схема на двустъпален транзисторен усилвател 3H с изход към слушалки. Какво се случва, ако изходът на такъв усилвател се свърже с неговия вход, както е показано с пунктираната линия на диаграмата? Между тях възниква положителна обратна връзка и усилвателят ще се самовъзбуди и ще се превърне в генератор на звукови честотни колебания, а в телефоните ще чуем нисък звук оказва се полезно.
Сега погледнете (фиг. 1,b). На него виждате диаграма на същия покрит усилвател положителна обратна връзка , както на (фиг. 1, а), само очертанията му са леко променени. Точно така обикновено се чертаят вериги на самоосцилиращи, т.е. самовъзбуждащи се мултивибратори. Опитът е може би най-добрият метод за разбиране на същността на действието на конкретно електронно устройство. В това сте се убеждавали неведнъж. И сега, за да разберем по-добре работата на това универсално устройство - автоматична машина, предлагам да проведем експеримент с него. Можете да видите принципната диаграма на самоосцилиращ мултивибратор с всички данни за неговите резистори и кондензатори в (фиг. 2, а). Монтирайте го на макета. Транзисторите трябва да са нискочестотни (MP39 - MP42), тъй като високочестотните транзистори имат много ниско напрежение на пробив на емитерния преход. Електролитни кондензатори С1 и С2 - тип К50 - 6, К50 - 3 или техните вносни аналози за номинално напрежение 10 - 12 V. Съпротивленията на резистора могат да се различават от посочените на схемата до 50%. Важно е само стойностите на товарните резистори Rl, R4 и базовите резистори R2, R3 да бъдат възможно най-сходни. За захранване използвайте батерия Krona или захранване. Свържете милиамперметър (PA) към колекторната верига на който и да е от транзисторите за ток от 10 - 15 mA и свържете високоомен DC волтметър (PU) към секцията емитер-колектор на същия транзистор за напрежение до до 10 V. След като проверите инсталацията и особено внимателно полярността на електролитните превключващи кондензатори, свържете източник на захранване към мултивибратора. Какво показват измервателните уреди? Милиамперметър - токът на транзисторната колекторна верига рязко се увеличава до 8 - 10 mA, а след това рязко намалява почти до нула. Волтметърът, напротив, или намалява почти до нула, или се увеличава до напрежението на източника на захранване, напрежението на колектора. Какво показват тези измервания? Фактът, че транзисторът на това рамо на мултивибратора работи в режим на превключване. Най-големият колекторен ток и в същото време най-ниското напрежение на колектора съответстват на отвореното състояние, а най-ниският ток и най-високото колекторно напрежение съответстват на затвореното състояние на транзистора. Транзисторът на второто рамо на мултивибратора работи точно по същия начин, но, както се казва, със 180° фазово изместване : Когато един от транзисторите е отворен, другият е затворен. Лесно е да се провери това чрез свързване на същия милиамперметър към колекторната верига на транзистора на второто рамо на мултивибратора; стрелките на измервателните уреди ще се отклоняват последователно от нулевите маркировки на скалата. Сега, като използвате часовник със секундна стрелка, пребройте колко пъти в минута транзисторите преминават от отворено към затворено. Около 15 - 20 пъти Това е броят на електрическите трептения, генерирани от мултивибратора в минута. Следователно периодът на едно трептене е 3 - 4 s. Докато продължавате да наблюдавате стрелката на милиамперметъра, опитайте се да изобразите тези колебания графично. На хоризонталната ординатна ос нанесете в определен мащаб интервалите от време, когато транзисторът е в отворено и затворено състояние, а на вертикалната ос нанесете тока на колектора, съответстващ на тези състояния. Ще получите приблизително същата графика като тази, показана на фиг. 2, б.
Това означава, че можем да приемем, че Мултивибраторът генерира правоъгълни електрически трептения. В сигнала на мултивибратора, независимо от кой изход е взет, е възможно да се разграничат текущите импулси и паузите между тях. Времевият интервал от момента на появата на един импулс на тока (или напрежението) до момента на 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 импулси, чиято продължителност Tn е равна на паузите между тях, се наричат симетрични.Следователно опитният мултивибратор, който сте сглобили, е симетричен. Сменете кондензаторите C1 и C2 с други кондензатори с капацитет 10 - 15 µF. Мултивибраторът остана симетричен, но честотата на генерираните от него трептения се увеличи 3 - 4 пъти - до 60 - 80 в минута или, което е същото, до приблизително 1 Hz. Стрелките на измервателните уреди едва имат време да следват 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 сега стрелките на измервателните уреди? След като се отклонят от нулевите марки на везните, те стоят неподвижни. Може би поколението е нарушено? Не! Просто честотата на трептене на мултивибратора се е увеличила до няколкостотин херца. Това са вибрации в аудиочестотния диапазон, които DC устройствата вече не могат да открият. Те могат да бъдат открити с помощта на честотомер или слушалки, свързани чрез кондензатор с капацитет 0,01 - 0,05 μF към някой от изходите на мултивибратора или чрез директно свързване към колекторната верига на някой от транзисторите вместо товарен резистор. Ще чуете нисък звук на телефоните. Какъв е принципът на работа на мултивибратора? Да се върнем към диаграмата на фиг. 2, а. В момента на включване на захранването транзисторите на двете рамена на мултивибратора се отварят, тъй като към техните бази се прилагат отрицателни преднапрежения чрез съответните резистори R2 и R3. В същото време свързващите кондензатори започват да се зареждат: C1 - през емитерния преход на транзистора V2 и резистора R1; C2 - през емитерния преход на транзистора V1 и резистора R4. Тези вериги за зареждане на кондензатори, като делители на напрежението на източника на захранване, създават все по-отрицателни напрежения в базите на транзисторите (спрямо емитерите), стремейки се да отварят транзисторите все повече и повече. Включването на транзистор води до намаляване на отрицателното напрежение в неговия колектор, което води до намаляване на отрицателното напрежение в основата на другия транзистор, изключвайки го. Този процес се случва и в двата транзистора наведнъж, но само един от тях се затваря, въз основа на което има по-високо положително напрежение, например поради разликата в коефициентите на пренос на ток h21e рейтинги на резистори и кондензатори. Вторият транзистор остава отворен. Но тези състояния на транзисторите са нестабилни, тъй като електрическите процеси в техните вериги продължават. Да приемем, че известно време след включване на захранването транзисторът V2 се оказа затворен, а транзисторът V1 се оказа отворен. От този момент кондензаторът C1 започва да се разрежда през отворения транзистор V1, чието съпротивление на секцията емитер-колектор е ниско в този момент, и резистор R2. Тъй като кондензаторът C1 се разрежда, положителното напрежение в основата на затворения транзистор V2 намалява. Веднага след като кондензаторът е напълно разреден и напрежението в основата на транзистора V2 стане близо до нула, в колекторната верига на този вече отварящ се транзистор се появява ток, който действа през кондензатор С2 на основата на транзистора V1 и намалява отрицателния напрежение върху него. В резултат на това токът, протичащ през транзистора V1, започва да намалява, а през транзистора V2, напротив, се увеличава. Това кара транзистор V1 да се изключи и транзистор V2 да се отвори. Сега кондензаторът C2 ще започне да се разрежда, но през отворения транзистор V2 и резистор R3, което в крайна сметка води до отваряне на първия и затваряне на втория транзистор и т.н. Транзисторите взаимодействат през цялото време, карайки мултивибратора да генерира електрически трептения. Честотата на трептене на мултивибратора зависи както от капацитета на свързващите кондензатори, които вече сте проверили, така и от съпротивлението на базовите резистори, което можете да проверите точно сега. Опитайте например да замените основните резистори R2 и R3 с резистори с високо съпротивление. Честотата на трептене на мултивибратора ще намалее. Обратно, ако съпротивлението им е по-малко, честотата на трептене ще се увеличи. Друг експеримент: изключете горните (според диаграмата) клеми на резистори R2 и R3 от отрицателния проводник на източника на захранване, свържете ги заедно и между тях и отрицателния проводник включете променлив резистор със съпротивление 30 - 50 kOhm като реостат. Чрез завъртане на 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 по следната опростена формула: F = 700/(RC), където f е честотата в херци, R е съпротивлението на базовите резистори в килоома, C е капацитетът на свързващите кондензатори в микрофаради. Използвайки тази опростена формула, изчислете кои честотни трептения е генерирал вашият мултивибратор. Да се върнем към първоначалните данни на резисторите и кондензаторите на експерименталния мултивибратор (според диаграмата на фиг. 2, а). Заменете кондензатор C2 с кондензатор с капацитет 2 - 3 μF, свържете милиамперметър към колекторната верига на транзистора V2, следвайте стрелката му и изобразете графично текущите колебания, генерирани от мултивибратора. Сега токът в колекторната верига на транзистора V2 ще се появи в по-къси импулси от преди (фиг. 2, c). Продължителността на Th импулсите ще бъде приблизително същия 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 подобен) милиамперметър към колекторната верига на транзистора V1. Какво показва измервателният уред? Също и токови импулси, но тяхната продължителност е много по-голяма от паузите между тях (фиг. 2, г). Какво стана? Чрез намаляване на капацитета на кондензатор C2 вие сте нарушили симетрията на рамената на мултивибратора - той е станал асиметричен . Следователно генерираните от него вибрации станаха асиметричен : в колекторната верига на транзистора V1 токът се появява в относително дълги импулси, в колекторната верига на транзистора V2 - в къси. Късите импулси на напрежение могат да бъдат премахнати от Изход 1 на такъв мултивибратор, а дългите импулси на напрежение могат да бъдат премахнати от Изход 2. Разменете временно кондензаторите C1 и C2. Сега късите импулси на напрежение ще бъдат на изход 1, а дългите - на изход 2. Пребройте (на часовник със секундна стрелка) колко електрически импулси в минута генерира тази версия на мултивибратора. Около 80. Увеличете капацитета на кондензатора C1, като свържете втори електролитен кондензатор с капацитет 20 - 30 μF паралелно с него. Скоростта на повторение на импулса ще намалее. Ами ако, напротив, капацитетът на този кондензатор е намален? Честотата на повторение на импулса трябва да се увеличи. Има 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 kOhm, в противен случай транзисторът V2 ще бъде отворен през цялото време и процесът на самоосцилиране ще бъде нарушен), честотата на повторение на импулса трябва да се увеличи, а с увеличаване на съпротивлението му, напротив, намалява. Проверете го емпирично - вярно ли е? Изберете резистор с такава стойност, че броят на импулсите в минута да е точно 60. Стрелката на милиамперметъра ще трепти с честота 1 Hz. Мултивибраторът в този случай ще стане като електронен часовников механизъм, който брои секундите.
Чакащ мултивибратор
Такъв мултивибратор генерира токови (или напреженови) импулси, когато задействащи сигнали се прилагат към неговия вход от друг източник, например от самоосцилиращ мултивибратор. За да превърнете самоосцилиращия мултивибратор, с който вече сте правили експерименти в този урок (според диаграмата на фиг. 2a), в чакащ мултивибратор, трябва да направите следното: премахнете кондензатора C2 и вместо това свържете резистор между колектора на транзистора V2 и основата на транзистора V1 (на фиг. 3 - R3) със съпротивление 10 - 15 kOhm; между основата на транзистора V1 и заземения проводник свържете последователно свързан елемент 332 (G1 или друг източник на постоянно напрежение) и резистор със съпротивление 4,7 - 5,1 kOhm (R5), но така, че положителният полюс на елемента е свързан към основата (чрез R5); Свържете кондензатор (на фиг. 3 - C2) с капацитет 1 - 5 хиляди pF към основната верига на транзистора V1, чийто втори изход ще действа като контакт за входния контролен сигнал. Първоначалното състояние на транзистора V1 на такъв мултивибратор е затворено, транзисторът V2 е отворен. Проверете - това вярно 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 милиамперметър с ток 10 - 15 mA в колекторната верига на транзистора V1 и, като спазвате стрелката му, свържете между контакта Uin и заземения проводник, буквално за момент, един или два елемента 332, свързани последователно (в схемата GB1) или батерия 3336L. Просто не го бъркайте: отрицателният полюс на този външен електрически сигнал трябва да бъде свързан към контакта Uin. В този случай иглата на милиамперметъра трябва незабавно да се отклони до стойността на най-високия ток в 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. При всеки сигнал милиамперметърът ще покаже колекторния ток на транзистора V1, който моментално се увеличава до 8 - 10 mA и след известно време също моментално намалява почти до нула. Това са единични токови импулси, генерирани от мултивибратор. И ако държите батерията GB1 свързана към терминала Uin по-дълго. Ще се случи същото като в предишните експерименти - на изхода на мултивибратора ще се появи само един импулс.
И още един експеримент: докоснете базовия извод на транзистора V1 с някакъв метален предмет, взет в ръка. Може би в този случай чакащият мултивибратор ще работи - от електростатичния заряд на вашето тяло. Повторете същите експерименти, но свържете милиамперметъра към колекторната верига на транзистора V2. Когато се приложи управляващ сигнал, колекторният ток на този транзистор трябва рязко да намалее почти до нула и след това също толкова 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 изчакващ мултивибратор? В такъв мултивибратор връзката между колектора на транзистора V2 и основата на транзистора V1 не е капацитивна, както при самоосцилиращ, а резистивна - чрез резистор R3.Отрицателно преднапрежение, което го отваря, се подава 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 останат в това състояние за произволен период от време. Но в основата на транзистора V1 се появи импулс на напрежение с отрицателна полярност. От този момент нататък транзисторите преминават в нестабилно състояние. Под въздействието на входния сигнал транзисторът V1 се отваря и променящото се напрежение на неговия колектор през кондензатор С1 затваря транзистора V2. Транзисторите остават в това състояние, докато кондензаторът C1 не се разреди (чрез резистор R2 и отворен транзистор V1, чието съпротивление е ниско в този момент). Веднага след като кондензаторът се разреди, транзисторът V2 веднага ще се отвори и транзисторът V1 ще се затвори. От този момент нататък мултивибраторът отново е в първоначалния си стабилен режим на готовност. По този начин, чакащият мултивибратор има едно стабилно и едно нестабилно състояние . По време на нестабилно състояние той генерира такъв квадратен 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 кондензатора от 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 положителни импулси на напрежение могат да бъдат премахнати от изход 1 и отрицателни импулси от изход 2. Само с импулс отрицателно напрежение, подаден на базата на транзистора V1, мултивибраторът може да бъде изведен от режим на готовност? Не, не само. Това може да стане и чрез прилагане на импулс на напрежение с положителна полярност, но към основата на транзистора V2. Така че, всичко, което трябва да направите, е експериментално да проверите как капацитетът на кондензатора C1 влияе върху продължителността на импулсите и възможността за управление на режима на готовност на мултивибратора с импулси на положително напрежение. Как на практика можете да използвате мултивибратор в режим на готовност? различно. Например, за преобразуване на синусоидално напрежение в правоъгълни импулси на напрежение (или ток) със същата честота или за включване на друго устройство за известно време чрез прилагане на краткотраен електрически сигнал към входа на чакащ мултивибратор. Как иначе? Мисля!
Мултивибратор в генератори и електронни превключватели
Електронно обаждане.Мултивибратор може да се използва за звънец на апартамент, замествайки обикновен електрически. Може да се сглоби по схемата, показана на (фиг. 4). Транзисторите V1 и V2 работят в симетричен мултивибратор, генерирайки трептения с честота около 1000 Hz, а транзисторът V3 работи в усилвател на мощност за тези трептения. Усилените вибрации се преобразуват от динамичната глава B1 в звукови вибрации. Ако използвате абонатен високоговорител за провеждане на разговор, свързвайки първичната намотка на неговия преходен трансформатор към колекторната верига на транзистора V3, неговият корпус ще побере цялата електроника на звънеца, монтирана на платката. Батерията също ще бъде разположена там.
Електронен звънец може да се монтира в коридора и да се свърже с два проводника към бутон S1. Когато натиснете бутона, в динамичната глава ще се появи звук. Тъй като захранването се подава към устройството само по време на сигнали за звънене, две батерии 3336L, свързани последователно или "Krona", ще издържат няколко месеца работа на звънене. 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 изучаване и трениране на слушане на телеграфната азбука - морзов код. В този случай трябва само да смените бутона с телеграфен ключ.
Електронен превключвател.Това устройство, чиято диаграма е показана на (фиг. 5), може да се използва за превключване на две коледни гирлянди, захранвани от мрежа с променлив ток. Самият електронен превключвател може да се захранва от две батерии 3336L, свързани последователно, или от токоизправител, който осигурява постоянно напрежение от 9 - 12 V на изхода.
Веригата на превключвателя е много подобна на веригата на електронния звънец. Но капацитетът на кондензаторите C1 и C2 на превключвателя е многократно по-голям от капацитета на подобни звъневи кондензатори. Превключващият 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 K1. Релето има една двойка контактни пластини, които работят за превключване. Подходящо е например реле RES-10 (паспорт RS4.524.302) или друго електромагнитно реле, което надеждно работи от напрежение от 6 - 8 V при ток от 20 - 50 mA. Когато захранването е включено, транзисторите V1 и V2 на мултивибратора последователно се отварят и затварят, генерирайки сигнали с квадратна вълна. Когато транзистор V2 е включен, отрицателно захранващо напрежение се прилага през резистора R4 и този транзистор към основата на транзистора V3, задвижвайки го в насищане. В този случай съпротивлението на секцията емитер-колектор на транзистора V3 намалява до няколко ома и почти цялото напрежение на източника на захранване се прилага към намотката на реле K1 - релето се задейства и неговите контакти свързват един от гирляндите към мрежата. Когато транзисторът V2 е затворен, захранващата верига към основата на транзистора V3 е прекъсната и той също е затворен; през намотката на релето не тече ток. По това време релето освобождава котвата и неговите контакти, превключвайки, свързват втората гирлянда за коледно дърво към мрежата. Ако искате да промените времето за превключване на гирляндите, сменете кондензаторите C1 и C2 с кондензатори с друг капацитет. Оставете данните за резисторите R2 и R3 същите, в противен случай режимът на DC работа на транзисторите ще бъде нарушен. Усилвател на мощност, подобен на усилвателя на транзистор V3, също може да бъде включен в емитерната верига на транзистора V1 на мултивибратора. В този случай електромагнитните релета (включително домашните) може да нямат превключващи групи контакти, но нормално отворени или нормално затворени. Релейните контакти на едно от рамената на мултивибратора периодично затварят и отварят захранващата верига на един гирлянд, а релейните контакти на другото рамо на мултивибратора периодично отварят захранващата верига на втория гирлянд. Електронният превключвател може да се монтира на платка от гетинакс или друг изолационен материал и заедно с батерията да се постави в кутия от шперплат. По време на работа превключвателят консумира ток не повече от 30 mA, така че енергията на две батерии 3336L или Krona е напълно достатъчна за всички новогодишни празници. Подобен превключвател може да се използва и за други цели. Например за осветителни маски и атракции. Представете си фигурка на героя от приказката „Котаракът в чизми“, изрязана от шперплат и боядисана. Зад прозрачните очи има крушки от фенерче, включващи се от електронен ключ, а върху самата фигура има бутон. Веднага щом натиснете бутона, котката веднага ще започне да ви намига. Не е ли възможно да се използва превключвател за електрифициране на някои модели, като модела фар? В този случай в колекторната верига на транзистора на усилвателя на мощността, вместо електромагнитно реле, можете да включите малка крушка с нажежаема жичка, предназначена за малък ток с нажежаема жичка, който ще имитира светкавиците на фар. Ако такъв ключ е допълнен с превключвател, с помощта на който две такива крушки могат да се включват последователно в колекторната верига на изходния транзистор, тогава той може да се превърне в индикатор за посоката на вашия велосипед.
метроном- това е вид часовник, който ви позволява да броите равни периоди от време с помощта на 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 първото обучение за предаване на сигнали с помощта на телеграфната азбука. Можете да видите диаграма на едно от тези устройства на (фиг. 6).
Това също е мултивибратор, но асиметричен. Този 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 неговата работа остава същият - генерирането се дължи на положителна обратна връзка между изхода и входа на двустепенен 3CH усилвател; комуникацията се осъществява от електролитен кондензатор C1. Товарът на мултивибратора е малка динамична глава B1 с гласова намотка със съпротивление 4 - 10 ома, например 0,1GD - 6, 1GD - 8 (или телефонна капсула), която създава звуци, подобни на щраквания по време на краткотрайни токови импулси. Скоростта на повторение на импулса може да се регулира чрез променлив резистор R1 от приблизително 20 до 300 импулса в минута. Резистор R2 ограничава базовия ток на първия транзистор, когато плъзгачът на резистора R1 е в най-ниската (според схемата) позиция, съответстваща на най-високата честота на генерираните трептения. Метрономът може да се захранва от една батерия 3336L или три клетки 332, свързани последователно. Токът, който консумира от батерията, не надвишава 10 mA. Променливият резистор R1 трябва да има скала, калибрирана според механичен метроном. Използвайки го, като просто завъртите копчето на резистора, можете да зададете желаната честота на звуковите сигнали на метронома.
Практическа работа
Като практическа работа ви съветвам да сглобите схемите на мултивибратора, представени в чертежите на урока, което ще ви помогне да разберете принципа на работа на мултивибратора. След това предлагам да събера много интересен и полезен „Електронен симулатор на славея“, базиран на мултивибратори, който може да се използва като звънец. Веригата е много проста, надеждна и работи веднага, ако няма грешки при монтажа и използването на обслужваеми радио елементи. Използвам го като звънец от 18 години, до ден днешен. Не е трудно да се досетите, че го събрах, когато като вас бях начинаещ радиолюбител.
В тази статия ще говорим за мултивибратора, как работи, как да свържете товар към мултивибратора и изчисляването на транзисторен симетричен мултивибратор.
Мултивибраторе прост генератор на правоъгълни импулси, който работи в режим на автоосцилатор. За да работите с него, имате нужда само от батерия или друг източник на захранване. Нека разгледаме най-простия симетричен мултивибратор, използващ транзистори. Диаграмата му е показана на фигурата. Мултивибраторът може да бъде по-сложен в зависимост от необходимите изпълнявани функции, но всички елементи, представени на фигурата, са задължителни, без тях мултивибраторът няма да работи.
Работата на симетричен мултивибратор се основава на процесите на зареждане и разреждане на кондензатори, които заедно с резистори образуват RC вериги.
Писах по-рано за това как работят RC вериги в моята статия Кондензатор, която можете да прочетете на моя уебсайт. В интернет, ако намерите материал за симетричен мултивибратор, той е представен накратко и неразбираемо. Това обстоятелство не позволява на начинаещите радиолюбители да разберат нищо, а само помага на опитни инженери по електроника да запомнят нещо. По молба на един от посетителите на сайта ми реших да премахна тази празнина.
Как работи мултивибраторът?
В началния момент на захранване кондензаторите C1 и C2 са разредени, така че текущото им съпротивление е ниско. Ниското съпротивление на кондензаторите води до "бързо" отваряне на транзисторите, причинено от потока на ток:
— VT2 по пътя (показан в червено): „+ захранване > резистор R1 > ниско съпротивление на разреден C1 > преход база-емитер VT2 > — захранване“;
— VT1 по протежение на пътя (показан в синьо): „+ захранване > резистор R4 > ниско съпротивление на разреден C2 > връзка база-емитер VT1 > — захранване.“
Това е "нестабилният" режим на работа на мултивибратора. Издържа много кратко, определя се само от скоростта на транзисторите. И няма два транзистора, които да са абсолютно еднакви по параметри. Който и транзистор да се отвори по-бързо, ще остане отворен – „победителят“. Да приемем, че в нашата диаграма се оказва VT2. След това, чрез ниското съпротивление на разредения кондензатор C2 и ниското съпротивление на прехода колектор-емитер VT2, основата на транзистора VT1 ще бъде съединена накъсо към емитера VT1. В резултат на това транзисторът VT1 ще бъде принуден да се затвори - „да бъде победен“.
Тъй като транзисторът VT1 е затворен, възниква „бързо“ зареждане на кондензатор C1 по пътя: „+ захранване > резистор R1 > ниско съпротивление на разреден C1 > връзка база-емитер VT2 > — захранване.“ Това зареждане се получава почти до напрежението на захранването.
В същото време кондензаторът C2 се зарежда с ток с обратна полярност по пътя: „+ източник на захранване > резистор R3 > ниско съпротивление на разреден C2 > преход колектор-емитер VT2 > — източник на захранване.“ Продължителността на зареждане се определя от рейтингите R3 и C2. Те определят времето, в което VT1 е в затворено състояние.
Когато кондензаторът C2 се зареди до напрежение, приблизително равно на напрежението от 0,7-1,0 волта, съпротивлението му ще се увеличи и транзисторът VT1 ще се отвори с напрежението, приложено по протежение на пътя: „+ захранване > резистор R3 > преход база-емитер VT1 > - захранване." В този случай напрежението на заредения кондензатор C1, през отворения преход колектор-емитер VT1, ще бъде приложен към прехода емитер-база на транзистора VT2 с обратна полярност. В резултат на това VT2 ще се затвори и токът, преминал преди това през отворения колектор-емитер VT2, ще тече през веригата: „+ захранване > резистор R4 > ниско съпротивление C2 > база-емитер VT1 > — захранване. ” Тази верига бързо презарежда кондензатор C2. От този момент започва режимът на самогенериране в стационарно състояние.
Работа на симетричен мултивибратор в режим на генерация “steady-state”.
Започва първият полупериод на работа (трептене) на мултивибратора.
Когато транзисторът VT1 е отворен и VT2 е затворен, както току-що написах, кондензаторът C2 бързо се презарежда (от напрежение от 0,7...1,0 волта на една полярност, до напрежението на източника на захранване с противоположна полярност) по веригата : “+ захранване > резистор R4 > ниско съпротивление C2 > база-емитер преход VT1 > - захранване.” В допълнение, кондензаторът C1 се презарежда бавно (от захранващото напрежение на един поляритет до напрежение от 0,7...1,0 волта на противоположния поляритет) по веригата: „+ източник на захранване > резистор R2 > дясна плоча C1 > лява плоча C1 > преход колектор-емитер на транзистор VT1 > - - източник на захранване.”
Когато в резултат на презареждане на C1 напрежението в основата на VT2 достигне стойност от +0,6 волта спрямо емитера на VT2, транзисторът ще се отвори. Следователно, напрежението на заредения кондензатор C2, през отворения преход колектор-емитер VT2, ще бъде приложен към прехода емитер-база на транзистора VT1 с обратна полярност. VT1 ще се затвори.
Започва втория полупериод на работа (трептене) на мултивибратора.
Когато транзисторът VT2 е отворен и VT1 е затворен, кондензаторът C1 бързо се презарежда (от напрежение 0,7...1,0 волта на една полярност, до напрежението на източника на захранване с противоположна полярност) по веригата: „+ захранване > резистор R1 > ниско съпротивление C1 > базов емитер преход VT2 > - захранване.” В допълнение, кондензаторът C2 се презарежда бавно (от захранващото напрежение на един поляритет, до напрежение от 0,7...1,0 волта на противоположния поляритет) по веригата: „дясна плоча на C2 > преход колектор-емитер на транзистор VT2 > - захранване > + източник на захранване > резистор R3 > лява плоча C2". Когато напрежението в основата на VT1 достигне +0,6 волта спрямо емитера на VT1, транзисторът ще се отвори. Следователно, напрежението на заредения кондензатор C1, през отворения преход колектор-емитер VT1, ще бъде приложен към прехода емитер-база на транзистора VT2 с обратна полярност. VT2 ще се затвори. В този момент вторият полуцикъл на трептенията на мултивибратора завършва и първият полуцикъл започва отново.
Процесът се повтаря, докато мултивибраторът бъде изключен от източника на захранване.
Методи за свързване на товар към симетричен мултивибратор
Правоъгълни импулси се отстраняват от две точки на симетричен мултивибратор– транзисторни колектори. Когато има “висок” потенциал на единия колектор, тогава има “нисък” потенциал на другия колектор (той липсва) и обратното - когато има “нисък” потенциал на единия изход, тогава има „висок“ потенциал от друга. Това е ясно показано на времевата графика по-долу.
Товарът на мултивибратора трябва да бъде свързан паралелно с един от колекторните резистори, но в никакъв случай паралелно с прехода на транзистора колектор-емитер. Не можете да заобиколите транзистора с товар. Ако това условие не е изпълнено, тогава при минимум продължителността на импулсите ще се промени, а при максимум мултивибраторът няма да работи. Фигурата по-долу показва как да свържете товара правилно и как да не го правите.
За да не повлияе натоварването на самия мултивибратор, той трябва да има достатъчно входно съпротивление. За тази цел обикновено се използват буферни транзисторни стъпала.
Примерът показва свързване на динамична глава с нисък импеданс към мултивибратор. Допълнителен резистор увеличава входното съпротивление на буферното стъпало и по този начин елиминира влиянието на буферното стъпало върху транзистора на мултивибратора. Стойността му трябва да бъде не по-малко от 10 пъти стойността на колекторния резистор. Свързването на два транзистора в схема "композитен транзистор" значително увеличава изходния ток. В този случай е правилно веригата база-емитер на буферния етап да се свърже паралелно с колекторния резистор на мултивибратора, а не паралелно с прехода колектор-емитер на мултивибраторния транзистор.
За свързване на динамична глава с висок импеданс към мултивибраторбуферен етап не е необходим. Главата е свързана вместо един от колекторните резистори. Единственото условие, което трябва да се спазва е токът, протичащ през динамичната глава, да не надвишава максималния колекторен ток на транзистора.
Ако искате да свържете обикновени светодиоди към мултивибратора– за да направите „мигаща светлина“, тогава за това не са необходими буферни каскади. Те могат да бъдат свързани последователно с колекторни резистори. Това се дължи на факта, че токът на светодиода е малък и спадът на напрежението върху него по време на работа е не повече от един волт. Следователно те не оказват никакво влияние върху работата на мултивибратора. Вярно е, че това не се отнася за супер ярки светодиоди, за които работният ток е по-висок и спадът на напрежението може да бъде от 3,5 до 10 волта. Но в този случай има изход - увеличете захранващото напрежение и използвайте транзистори с висока мощност, осигуряващи достатъчен колекторен ток.
Моля, имайте предвид, че оксидните (електролитни) кондензатори са свързани с положителните им полюси към колекторите на транзисторите. Това се дължи на факта, че на базата на биполярни транзистори напрежението не се повишава над 0,7 волта спрямо емитера, а в нашия случай емитерите са минусът на захранването. Но в колекторите на транзисторите напрежението се променя почти от нула до напрежението на източника на захранване. Оксидните кондензатори не могат да изпълняват функцията си, когато са свързани с обратна полярност. Естествено, ако използвате транзистори с различна структура (не N-P-N, а P-N-P структури), тогава в допълнение към промяната на полярността на източника на захранване, трябва да завъртите светодиодите с катодите „нагоре във веригата“ и кондензаторите с плюсовете към базите на транзисторите.
Нека да го разберем сега Какви параметри на елементите на мултивибратора определят изходните токове и честотата на генериране на мултивибратора?
Какво влияят стойностите на колекторните резистори? Виждал съм в някои посредствени интернет статии, че стойностите на колекторните резистори не влияят значително на честотата на мултивибратора. Всичко това са пълни глупости! Ако мултивибраторът е правилно изчислен, отклонението на стойностите на тези резистори с повече от пет пъти от изчислената стойност няма да промени честотата на мултивибратора. Основното е, че съпротивлението им е по-малко от базовите резистори, тъй като колекторните резистори осигуряват бързо зареждане на кондензатори. Но от друга страна, стойностите на колекторните резистори са основните за изчисляване на консумацията на енергия от източника на захранване, чиято стойност не трябва да надвишава мощността на транзисторите. Ако погледнете, ако са свързани правилно, те дори нямат пряко влияние върху изходната мощност на мултивибратора. Но продължителността между превключванията (честотата на мултивибратора) се определя от „бавното“ презареждане на кондензаторите. Времето за презареждане се определя от мощностите на RC вериги - базови резистори и кондензатори (R2C1 и R3C2).
Мултивибраторът, въпреки че се нарича симетричен, това се отнася само за схемата на неговата конструкция и може да произвежда както симетрични, така и асиметрични изходни импулси по продължителност. Продължителността на импулса (високо ниво) на колектора VT1 се определя от номиналните стойности на R3 и C2, а продължителността на импулса (високо ниво) на колектора VT2 се определя от номиналните стойности на R2 и C1.
Продължителността на презареждането на кондензаторите се определя от проста формула, където Тау– продължителност на импулса в секунди, Р– съпротивление на резистора в ома, СЪС– капацитет на кондензатора във фаради:
Така че, ако вече не сте забравили какво беше написано в тази статия няколко параграфа по-рано:
Ако има равнопоставеност R2=R3И C1=C2, на изходите на мултивибратора ще има "меандър" - правоъгълни импулси с продължителност, равна на паузите между импулсите, които виждате на фигурата.
Пълният период на трептене на мултивибратора е Tравна на сумата от продължителността на импулса и паузата:
Честота на трептене Е(Hz), свързани с периода T(сек) чрез отношението:
Като правило, ако има изчисления на радио вериги в Интернет, те са оскъдни. Ето защо Нека изчислим елементите на симетричен мултивибратор, използвайки примера .
Както всички етапи на транзистора, изчислението трябва да се извърши от края - изхода. И на изхода имаме буферен етап, след това има колекторни резистори. Колекторните резистори R1 и R4 изпълняват функцията за натоварване на транзисторите. Колекторните резистори не оказват влияние върху честотата на генериране. Те се изчисляват въз основа на параметрите на избраните транзистори. Така първо изчисляваме колекторните резистори, след това базовите резистори, след това кондензаторите и след това буферното стъпало.
Процедура и пример за изчисляване на транзисторен симетричен мултивибратор
Първоначални данни:
Захранващо напрежение Ui.p. = 12 V.
Необходима честота на мултивибратора F = 0,2 Hz (T = 5 секунди), а продължителността на импулса е равна на 1 (една секунда.
Като товар се използва автомобилна крушка с нажежаема жичка. 12 волта, 15 вата.
Както се досещате, ще изчислим „мигаща светлина“, която ще мига веднъж на всеки пет секунди, а продължителността на сиянието ще бъде 1 секунда.
Избор на транзистори за мултивибратор. Например, ние имаме най-често срещаните транзистори в съветско време KT315G.
За тях: Pmax=150 mW; Imax=150 mA; h21>50.
Транзисторите за буферния етап се избират въз основа на тока на натоварване.
За да не изобразявам диаграмата два пъти, вече съм подписал стойностите на елементите на диаграмата. Изчислението им е дадено по-нататък в Решението.
Решение:
1. На първо място, трябва да разберете, че работата на транзистор при високи токове в режим на превключване е по-безопасна за самия транзистор, отколкото работа в режим на усилване. Следователно не е необходимо да се изчислява мощността за преходното състояние в моментите на преминаване на променлив сигнал през работната точка "B" на статичния режим на транзистора - преходът от отворено състояние към затворено състояние и обратно . За импулсни вериги, изградени върху биполярни транзистори, мощността обикновено се изчислява за транзисторите в отворено състояние.
Първо, определяме максималната мощност на разсейване на транзисторите, която трябва да бъде стойност с 20 процента по-малка (коефициент 0,8) от максималната мощност на транзистора, посочена в справочника. Но защо трябва да задвижваме мултивибратора в твърдата рамка на високи токове? И дори при повишена мощност, консумацията на енергия от източника на енергия ще бъде голяма, но ще има малка полза. Следователно, след като определихме максималното разсейване на мощността на транзисторите, ще го намалим 3 пъти. По-нататъшното намаляване на разсейването на мощността е нежелателно, тъй като работата на мултивибратор, базиран на биполярни транзистори в режим на нисък ток, е „нестабилно“ явление. Ако източникът на захранване се използва не само за мултивибратора или не е напълно стабилен, честотата на мултивибратора също ще „плува“.
Определяме максималната разсейвана мощност: Pdis.max = 0,8 * Pmax = 0,8 * 150 mW = 120 mW
Определяме номиналната разсейвана мощност: Pdis.nom. = 120 / 3 = 40mW
2. Определете тока на колектора в отворено състояние: Ik0 = Pdis.nom. / Ui.p. = 40 mW / 12 V = 3,3 mA
Да го приемем като максимален колекторен ток.
3. Да намерим стойността на съпротивлението и мощността на колекторния товар: Rk.total = Ui.p./Ik0 = 12V/3.3mA = 3.6 kOhm
Ние избираме резистори от съществуващия номинален диапазон, които са възможно най-близки до 3,6 kOhm. Номиналната серия от резистори има номинална стойност от 3,6 kOhm, така че първо изчисляваме стойността на колекторните резистори R1 и R4 на мултивибратора: Rк = R1 = R4 = 3,6 kOhm.
Мощността на колекторните резистори R1 и R4 е равна на номиналната разсейвана мощност на транзисторите Pras.nom. = 40 mW. Използваме резистори с мощност, надвишаваща посочения Pras.nom. - тип MLT-0.125.
4. Нека да преминем към изчисляване на основните резистори R2 и R3. Техният рейтинг се определя въз основа на усилването на транзисторите h21. В същото време, за надеждна работа на мултивибратора, стойността на съпротивлението трябва да бъде в диапазона: 5 пъти по-голямо от съпротивлението на колекторните резистори и по-малко от продукта Rк * h21 Rmin = 3,6 * 5 = 18 kOhm и Rmax = 3,6 * 50 = 180 kOhm
По този начин стойностите на съпротивлението Rb (R2 и R3) могат да бъдат в диапазона от 18...180 kOhm. Първо изберете средната стойност = 100 kOhm. Но не е окончателно, тъй като трябва да осигурим необходимата честота на мултивибратора и както писах по-рано, честотата на мултивибратора директно зависи от базовите резистори R2 и R3, както и от капацитета на кондензаторите.
5. Изчислете капацитета на кондензаторите C1 и C2 и, ако е необходимо, преизчислете стойностите на R2 и R3.
Стойностите на капацитета на кондензатора C1 и съпротивлението на резистора R2 определят продължителността на изходния импулс на колектора VT2. Именно по време на този импулс трябва да светне нашата електрическа крушка. И в състоянието продължителността на импулса беше зададена на 1 секунда.
Нека да определим капацитета на кондензатора: C1 = 1 sec / 100 kOhm = 10 µF
В номиналния диапазон е включен кондензатор с капацитет 10 μF, така че ни подхожда.
Стойностите на капацитета на кондензатора C2 и съпротивлението на резистора R3 определят продължителността на изходния импулс на колектора VT1. Именно по време на този импулс има „пауза“ на колектора VT2 и нашата крушка не трябва да свети. И в условието е посочен пълен период от 5 секунди с продължителност на импулса 1 секунда. Следователно продължителността на паузата е 5 секунди – 1 секунда = 4 секунди.
След като трансформирахме формулата за продължителността на презареждането, ние Нека да определим капацитета на кондензатора: C2 = 4 sec / 100 kOhm = 40 µF
Кондензатор с капацитет 40 µF не е включен в номиналния диапазон, така че не ни подхожда и ще вземем кондензатор с капацитет 47 µF възможно най-близо до него. Но както разбирате, времето за „пауза“ също ще се промени. За да предотвратим това да се случи, ние Нека преизчислим съпротивлението на резистора R3въз основа на продължителността на паузата и капацитета на кондензатора C2: R3 = 4 сек / 47 uF = 85 kOhm
Според номиналната серия най-близката стойност на съпротивлението на резистора е 82 kOhm.
И така, получихме стойностите на елементите на мултивибратора:
R1 = 3,6 kOhm, R2 = 100 kOhm, R3 = 82 kOhm, R4 = 3,6 kOhm, C1 = 10 µF, C2 = 47 µF.
6. Изчислете стойността на резистора R5 на буферното стъпало.
За да се елиминира влиянието върху мултивибратора, съпротивлението на допълнителния ограничителен резистор R5 е избрано да бъде поне 2 пъти по-голямо от съпротивлението на колекторния резистор R4 (а в някои случаи и повече). Неговото съпротивление, заедно със съпротивлението на преходите емитер-база VT3 и VT4, в този случай няма да повлияе на параметрите на мултивибратора.
R5 = R4 * 2 = 3,6 * 2 = 7,2 kOhm
Според номиналната серия най-близкият резистор е 7,5 kOhm.
При стойност на резистора R5 = 7,5 kOhm, контролният ток на буферния етап ще бъде равен на:
Icontrol = (Ui.p. - Ube) / R5 = (12v - 1.2v) / 7.5 kOhm = 1.44 mA
Освен това, както писах по-рано, степента на натоварване на колектора на транзисторите на мултивибратора не влияе на неговата честота, така че ако нямате такъв резистор, можете да го замените с друг „близък“ рейтинг (5 ... 9 kOhm ). По-добре е това да е в посока на намаляване, за да няма спад на управляващия ток в буферното стъпало. Но имайте предвид, че допълнителният резистор е допълнителен товар за транзистора VT2 на мултивибратора, така че токът, протичащ през този резистор, се добавя към тока на колекторния резистор R4 и е товар за транзистора VT2: Общо = Ik + Iконтрол. = 3,3mA + 1,44mA = 4,74mA
Общото натоварване на колектора на транзистора VT2 е в нормални граници. Ако надвишава максималния ток на колектора, посочен в справочника и умножен по коефициент 0,8, увеличете съпротивлението R4, докато токът на натоварване се намали достатъчно, или използвайте по-мощен транзистор.
7. Трябва да осигурим ток към електрическата крушка Iн = Рн / Ui.p. = 15W / 12V = 1,25 A
Но управляващият ток на буферното стъпало е 1,44 mA. Токът на мултивибратора трябва да се увеличи със стойност, равна на съотношението:
В / Icontrol = 1,25A / 0,00144A = 870 пъти.
Как да го направим? За значително увеличение на изходния токизползвайте транзисторни каскади, изградени според схемата "композитен транзистор". Първият транзистор обикновено е с ниска мощност (ще използваме KT361G), той има най-голямо усилване, а вторият трябва да осигури достатъчен ток на натоварване (да вземем не по-малко разпространения KT814B). След това техните коефициенти на предаване h21 се умножават. И така, за транзистора KT361G h21>50, а за транзистора KT814B h21=40. И общият коефициент на предаване на тези транзистори, свързани според веригата "композитен транзистор": h21 = 50 * 40 = 2000. Тази цифра е по-голяма от 870, така че тези транзистори са напълно достатъчни за управление на електрическа крушка.
Е, това е всичко!
Радиосхеми за начинаещи радиолюбители
В тази статия представяме няколко устройства, базирани на една верига - асиметричен мултивибратор, използващ транзистори с различна проводимост.
мигач
Използвайки тази схема, можете да сглобите устройство с мигаща крушка (вижте фиг. 1) и да го използвате за различни цели. Например, монтирайте го на велосипед, за да захранвате мигачи, или в модел на фар, сигнална светлина, или на автомобил или модел на кораб като мигаща светлина.
Натоварването на асиметричен мултивибратор, сглобен на транзистори T1, T2, е електрическа крушка L1. Скоростта на повторение на импулса се определя от стойността на капацитета на кондензатора C1 и резисторите R1, R2. Резистор R1 ограничава максималната честота на мигане, а резистор R2 може да се използва за плавна промяна на тяхната честота. Трябва да започнете да работите от максималната честота, която съответства на горната позиция на плъзгача на резистора R2 на диаграмата.
Моля, обърнете внимание, че устройството се захранва от батерия 3336L, която произвежда 3,5 V при натоварване, а електрическата крушка L1 се използва при напрежение само 2,5 V. Ще изгори ли? Не! Продължителността на светенето му е много кратка и нишката няма време да прегрее. Ако транзисторите имат голямо усилване, тогава вместо електрическа крушка 2,5 V x 0,068 A, можете да използвате електрическа крушка 3,5 V x 0,16 A Транзисторите като MP35-MP38 са подходящи за транзистор T1, а транзисторите като MP39-MP42 са подходящи. подходящ за Т2.
метроном
Ако инсталирате високоговорител в същата верига вместо електрическа крушка, ще получите друго устройство - електронен метроном. Използва се при преподаване на музика, за запазване на времето по време на физически експерименти и при фотографски печат.
Ако леко промените веригата - намалете капацитета на кондензатора C1 и въведете резистор R3, тогава продължителността на импулса на генератора ще се увеличи. Звукът ще се усили (фиг. 2). Това устройство може да служи като домашен звънец, модел на клаксон или детска кола с педали. (В последния случай напрежението трябва да се увеличи до 9 V.) И може да се използва и за преподаване на морзова азбука. Само тогава, вместо бутона Kn1, трябва да инсталирате телеграфен ключ. Тонът на звука се избира от кондензатор C1 и резистор R2. Колкото по-голям е R3, толкова по-силен е звукът на генератора. Ако обаче стойността му е повече от един килоом, тогава колебанията в генератора може да не възникнат.
Генераторът използва същите транзистори като в предишната схема, а като високоговорител се използват слушалки или глава със съпротивление на бобината от 5 до 65 ома.
Индикатор за влажност
Асиметричен мултивибратор, използващ транзистори с различна проводимост, има интересно свойство: по време на работа и двата транзистора са отворени или заключени едновременно. Токът, консумиран от изключените транзистори е много малък. Това прави възможно създаването на икономически ефективни индикатори за промени в неелектрически количества, като индикатори за влажност. Схематичната диаграма на такъв индикатор е показана на фигура 3. Както може да се види от диаграмата, генераторът е постоянно свързан към източника на захранване, но не работи, тъй като и двата транзистора са заключени. Намалява консумацията на ток и резистор R4. Сензорът за влажност е свързан към гнездата G1, G2 - два тънки калайдисани проводника с дължина 1,5 см. Те са пришити на разстояние 3-5 мм един от друг. Когато е мокро пада. Транзисторите се отварят, генераторът започва да работи, за да намалите силата на звука, трябва да намалите захранващото напрежение или стойността на резистора R3. Този индикатор за влажност може да се използва при грижи за новородени бебета.
Индикатор за влажност със звуков и светлинен сигнал
Ако разширите малко веригата, индикаторът за влажност ще излъчва светлина едновременно със звуковия сигнал - електрическата крушка L1 ще започне да свети. В този случай, както се вижда от диаграмата (фиг. 4), в генератора са монтирани два асиметрични мултивибратора на транзистори с различна проводимост. Единият е сглобен на транзистори T1, T2 и се управлява от сензор за влажност, свързан към гнезда G1, G2. Натоварването на този мултивибратор е лампа L1. Напрежението от колектора T2 контролира работата на втория мултивибратор, монтиран на транзистори T3, T4. Работи като генератор на звукова честота, като на изхода му се включва високоговорител Gr1. Ако няма нужда да подавате звуков сигнал, тогава вторият мултивибратор може да бъде изключен.
Транзисторите, лампата и високоговорителят, използвани в този индикатор за влажност, са същите като в предишните устройства.
Симулатор на сирена
Могат да бъдат изградени интересни устройства, като се използва зависимостта на честотата на асиметричен мултивибратор на транзистори с различна проводимост от базовия ток на транзистора T1. Например генератор, който симулира звука на сирена. Такова устройство може да бъде инсталирано на модел на линейка, пожарна кола или спасителна лодка.
Принципната схема на устройството е показана на фигура 5. В първоначалното положение бутонът Kn1 е отворен. Транзисторите са заключени. Генераторът не работи. Когато бутонът е затворен, кондензаторът C2 се зарежда през резистор R4. Транзисторите се отварят и мултивибраторът започва да работи. Тъй като кондензаторът C2 се зарежда, базовият ток на транзистора T1 се увеличава и честотата на мултивибратора се увеличава. При отваряне на бутона всичко се повтаря в обратен ред. Звукът на сирената се симулира чрез периодично затваряне и отваряне на бутона. Скоростта на нарастване и намаляване на звука се избира от резистор R4 и кондензатор C2. Тонът на сирената се задава от резистор R3, а силата на звука чрез избор на резистор R5. Транзисторите и високоговорителят са избрани по същия начин, както в предишните устройства.
Тестер за транзистори
Като се има предвид, че този мултивибратор използва транзистори с различна проводимост, можете да го използвате като устройство за тестване на транзистори чрез замяна. Схематичната диаграма на такова устройство е показана на фигура 6. Веригата на звуков генератор е взета като основа, но генераторът на светлинни импулси може да се използва с еднакъв успех.
Първоначално, като затворите бутона Kn1, проверете работата на устройството. В зависимост от вида на проводимостта, свържете тествания транзистор към гнезда G1 - G3 или G4-G6. В този случай използвайте превключвател P1 или P2. Ако при натискане на бутона има звук в високоговорителя, тогава транзисторът работи.
Като превключватели P1 и P2 можете да вземете превключватели с два превключващи контакта. Фигурата показва превключвателите в позиция "Контрол". Устройството се захранва от батерия 3336L.
Звуков генератор за тестване на усилватели
Въз основа на същия мултивибратор можете да изградите доста прост генератор за тестване на приемници и усилватели. Схемата му е показана на фигура 7. Разликата му от звуковия генератор е, че вместо високоговорител на изхода на мултивибратора се включва 7-степенен регулатор на нивото на напрежението.
Е. ТАРАСОВ
Райс Ю. ЧЕСНОКОБА
ЮТ За сръчни ръце 1979 г. № 8
Тази статия описва устройство, проектирано просто така, че начинаещ радиолюбител (електротехник, електротехник и т.н.) да може по-добре да разбере схемите на веригата и да придобие опит по време на монтажа на това устройство. Въпреки че е възможно този най-прост мултивибратор, който е описан по-долу, да намери и практическо приложение. Да погледнем диаграмата:
Фигура 1 - Най-простият мултивибратор на реле
Когато се подаде захранване към веригата, кондензаторът започва да се зарежда през резистора R1, контактите K1.1 са отворени, когато кондензаторът се зареди до определено напрежение, релето ще работи и контактите се затварят, когато контактите са затворени, кондензаторът ще започне да се разрежда през тези контакти и резистор R2, когато кондензаторът се разреди до определено напрежение, контактите ще се отворят и след това процесът ще се повтаря циклично. Този мултивибратор работи, защото работният ток на релето е по-голям от тока на задържане. Съпротивлението на резисторите НЕ МОЖЕ да се променя в широки граници и това е недостатък на тази схема. Съпротивлението на захранването влияе на честотата и поради това този мултивибратор няма да работи от всички източници на захранване. Капацитетът на кондензатора може да се увеличи, но честотата на затваряне на контакта ще намалее. Ако релето има втора група контакти и се използват големи стойности на капацитета, тогава тази схема може да се използва за периодично автоматично включване / изключване на устройства. Процесът на сглобяване е показан на снимките по-долу:
Свързващ резистор R2
Свързване на кондензатор
Свързващ резистор R1
Свързване на контактите на релето към неговата намотка
Свързващи проводници за захранване
Можете да закупите реле в магазин за радиочасти или да го вземете от старо счупено оборудване. Например, можете да разпоявате релета от платки от хладилници:
Ако релето има лоши контакти, можете да ги почистите малко.
В тази статия ще обясня подробно как да направите мултивибратор, който е първата верига на почти всеки втори радиолюбител. Както знаем, мултивибраторът е електронно устройство, което генерира електрически трептения, близки до правоъгълни по форма, което е отразено в името му: „мулти-много“, „вибро-трептение“. С други думи, мултивибраторът е правоъгълен генератор на импулси от релаксиращ тип с резистивно-капацитивна положителна обратна връзка, използващ двукаскаден усилвател, затворен в пръстен с положителна обратна връзка. Когато мултивибраторът работи в режим на собствено колебание, се генерират периодично повтарящи се правоъгълни импулси. Честотата на генерираните импулси се определя от параметрите на синхронизиращата верига, свойствата на веригата и нейния режим на захранване. Честотата на собствените трептения също се влияе от свързания товар. Обикновено мултивибраторът се използва като импулсен генератор с относително голяма продължителност, който след това се използва за генериране на импулси с необходимата продължителност и амплитуда.
Работа на мултивибраторна верига
Симетричен транзисторен мултивибратор
Схематично мултивибраторът се състоиот две усилвателни стъпала с общ емитер, изходното напрежение на всяко от които се подава на входа на другото. Когато веригата е свързана към източника на захранване Ek, и двата транзистора преминават през колекторните точки - техните работни точки са в активната област, тъй като към базите се прилага отрицателно отклонение през резистори RB1 и RB2. Това състояние на веригата обаче е нестабилно. Поради наличието на положителна обратна връзка във веригата условието?Ku>1 е изпълнено и двустъпалният усилвател се самовъзбужда. Започва процесът на регенерация - бързо нарастване на тока на единия транзистор и намаляване на тока на другия транзистор. Нека в резултат на произволна промяна на напреженията в базите или колекторите токът IK1 на транзистора VT1 леко се увеличи. В този случай спадът на напрежението на резистора RK1 ще се увеличи и колекторът на транзистора VT1 ще получи увеличение на положителния потенциал. Тъй като напрежението на кондензатора SB1 не може да се промени незабавно, това увеличение се прилага към основата на транзистора VT2, изключвайки го. В същото време колекторният ток IK2 намалява, напрежението в колектора на транзистора VT2 става по-отрицателно и, предавано през кондензатор SB2 към основата на транзистора VT1, го отваря още повече, увеличавайки тока IK1. Този процес протича лавинообразно и завършва с преминаване на транзистор VT1 в режим на насищане, а транзистор VT2 в режим на прекъсване. Веригата навлиза в едно от своите временно стабилни равновесни състояния. В този случай отвореното състояние на транзистора VT1 се осигурява от отклонение от източника на захранване Ek през резистора RB1, а заключеното състояние на транзистора VT2 се осигурява от положителното напрежение на кондензатора SB1 (Ucm = UB2 > 0), което е свързан през отворения транзистор VT1 към междината база-емитер на транзистора VT2.
За изграждане на мултивибраторНеобходимите ни радиокомпоненти са:1. Два транзистора тип KT315.
2. Два електролитни кондензатора 16V, 10-200 микрофарада (колкото по-малък е капацитетът, толкова по-често мига).
3. 4 резистора с номинална стойност: 100-500 ома, 2 броя (ако зададете 100 ома, веригата ще работи дори от 2,5 V), 10 ома, 2 броя. Всички резистори са 0,125 вата.
4. Два слаби светодиода (Всеки цвят освен бял).
Печатна платка във формат Lay6. Да започнем производството. Самата печатна платка изглежда така:
Запояваме два транзистора, не бъркайте колектора и основата на транзистора - това е често срещана грешка.
Запояваме кондензатори 10-200 Microfarads. Моля, обърнете внимание, че 10-волтовите кондензатори са силно нежелателни за използване в тази верига, ако ще доставяте 12-волтова мощност. Не забравяйте, че електролитните кондензатори имат полярност!
Мултивибраторът е почти готов. Остава само да запоите светодиодите и входните проводници. Снимка на готовото устройство изглежда така:
И за да ви стане всичко по-ясно, ето видео на прост мултивибратор в действие:
На практика мултивибраторите се използват като генератори на импулси, честотни делители, формировачи на импулси, безконтактни превключватели и т.н., в електронни играчки, устройства за автоматизация, изчислително и измервателно оборудване, в релета за време и главни устройства. Бях с теб Сварете- :D . (материалът е подготвен по заявка Демян" а)
Обсъдете статията МУЛТИВИБРАТОР