Селекция от прости и ефективни схеми. Мултивибратори на транзистори Принцип на работа на мултивибратори на транзистори

LED мигач или как да сглобите симетричен мултивибратор със собствените си ръце. Веригата на симетричен мултивибратор трябва да се изучава и събира в клубове по електроника. Мултивибраторната верига е една от най-известните и често използвани в различни електронни конструкции. Симетричен мултивибратор по време на работа генерира трептения във форма, приближаваща се до правоъгълна. Простотата на мултивибратора се дължи на неговия дизайн - това са само два транзистора и няколко допълнителни елемента. Съветникът ви кани да сглобите първата си електронна верига за мигане на светодиоди. За да не бъдете разочаровани в случай на повреда, по-долу са дадени подробни инструкции стъпка по стъпка за сглобяване на мултивибратор LED мигач с фото и видео илюстрации.

Как да сглобите LED мигач със собствените си ръце

Малко теория. Мултивибраторът е по същество двустепенен усилвател на транзистори VT1 ​​и VT2 с верига за положителна обратна връзка през електролитен кондензатор C2 между етапите на усилване на транзистори VT2 и VT1. Тази обратна връзка превръща веригата в осцилатор. Името симетричен мултивибратор се дължи на еднаквите стойности на двойките елементи R1=R2, R3=R4, C1=C2. С такива стойности на елементите мултивибраторът ще генерира импулси и паузи между импулси с еднаква продължителност. Скоростта на повторение на импулса се задава в по-голяма степен от стойностите на двойките R1=R2 и C1=C2. Продължителността на импулсите и паузите може да се контролира чрез LED мигания. Ако равенството на двойки елементи е нарушено, мултивибраторът става асиметричен. Асиметрията ще се дължи преди всичко на разликата в продължителността на импулса и продължителността на паузата.

Мултивибраторът е сглобен на два транзистора; освен това са необходими четири резистора, два електролитни кондензатора и два светодиода, за да се покаже работата на мултивибратора. Задачата за закупуване на части и печатна платка се решава лесно. Ето линк за закупуване на готов комплект части http://ali.pub/2bk9qh . Комплектът включва всички части, печатна платка с добро качество 28 mm x 30 mm, схема, диаграма на свързване и спецификационен лист. На практика няма грешки в местоположението на частите на чертежа на печатната платка.

Състав на комплекта части на мултивибратора

Нека започнем да сглобяваме веригата, за работа ще ви трябва поялник с ниска мощност, поток за запояване, спойка, странични ножове и батерии. Веригата е проста, но трябва да бъде сглобена правилно и без грешки.

1. Прегледайте съдържанието на опаковката. Дешифрирайте стойностите на резистора по цветен код и ги инсталирайте на платката.
2. Запоете резисторите и отхапете стърчащите остатъци от електродите.
3. Електролитните кондензатори трябва да бъдат поставени по определен начин върху платката. Схемата на свързване и чертежът на таблото ще ви помогнат при правилното поставяне. Електролитните кондензатори са маркирани върху тялото с отрицателен електрод, а положителният електрод е малко по-дълъг. Местоположението на отрицателния електрод на платката е в защрихованата част на символа на кондензатора.
4. Поставете кондензаторите на платката и ги запоете.
5. Разположението на транзисторите на платката е строго по ключ.
6. Светодиодите също имат полярност на електрода. Вижте снимката. Ние ги монтираме и запояваме. Внимавайте да не прегреете тази част при запояване. Плюсът на LED2 се намира по-близо до резистор R4 (виж видеото).

   На платката на мултивибратора са инсталирани светодиоди

7. Запоете захранващите проводници според полярността и подайте напрежение от батериите. При захранващо напрежение от 3 волта, светодиодите се включиха заедно. След момент на разочарование беше приложено напрежение от три батерии и светодиодите започнаха да мигат последователно. Честотата на мултивибратора зависи от захранващото напрежение. Тъй като веригата трябваше да бъде инсталирана в играчка, захранвана от 3 волта, резисторите R1 и R2 трябваше да бъдат заменени с резистори с номинална стойност 120 kOhm и беше постигнато ясно променливо мигане. Гледай видеото.

LED мигач - симетричен мултивибратор

Приложението на схемата на симетричния мултивибратор е много широко. Елементи на мултивибраторни схеми се намират в компютърната техника, радиоизмервателната и медицинската апаратура.

Комплект части за сглобяване на LED мигачи можете да закупите на следния линк http://ali.pub/2bk9qh . Ако искате сериозно да практикувате запояване на прости конструкции, Майсторът препоръчва да закупите комплект от 9 комплекта, което значително ще спести разходите ви за доставка. Ето връзката за покупка http://ali.pub/2bkb42 . Майсторът събра всички комплекти и започнаха работа. Успех и развитие на уменията за запояване.

Мултивибраторът е може би най-популярното устройство сред начинаещите радиолюбители. И наскоро ми се наложи да сглобя един по искане на един човек. Въпреки че вече не се интересувам от това, все още не бях мързелив и компилирах продукта в статия за начинаещи. Добре е, когато един материал съдържа цялата информация за сглобяване. много просто и полезно нещо, което не изисква отстраняване на грешки и ви позволява визуално да изучавате принципите на работа на транзистори, резистори, кондензатори и светодиоди. И също така, ако устройството не работи, опитайте се като регулатор-дебъгер. Схемата не е нова, изградена е на стандартен принцип, а частите могат да бъдат намерени навсякъде. Те са много често срещани.

Схема

Сега какво ни трябва от радиоелементи за монтаж:

• 2 резистора 1 kOhm
• 2 резистора 33 kOhm
• 2 кондензатора 4,7 uF на 16 волта
• 2 транзистора KT315 с всякакви букви
• 2 светодиода за 3-5 волта
• 1 корона захранване 9 волта

Ако не можете да намерите нужните части, не се притеснявайте. Тази схема не е критична за рейтингите. Достатъчно е да зададете приблизителни стойности, това няма да повлияе на работата като цяло. Той засяга само яркостта и честотата на мигане на светодиодите. Времето на мигане директно зависи от капацитета на кондензаторите. Транзисторите могат да бъдат инсталирани в подобни n-p-n структури с ниска мощност. Изработваме печатна платка. Размерът на парче текстолит е 40 на 40 мм, можете да го вземете с резерв.

Файлов формат за печат. lay6Изтегли. За да направя възможно най-малко грешки по време на монтажа, приложих позиционни обозначения към текстолита. Това помага да се избегне объркване по време на сглобяването и добавя красота към цялостния външен вид. Ето как изглежда готовата печатна платка, гравирана и пробита:

Ние инсталираме частите в съответствие с диаграмата, това е много важно! Основното нещо е да не бъркате pinout на транзистори и светодиоди. На запояването също трябва да се обърне нужното внимание.

Първоначално може да не е толкова елегантен като индустриален, но не е необходимо да бъде. Основното нещо е да се осигури добър контакт на радио елемента с печатния проводник. За да направите това, трябва да калайдисваме частите преди запояване. След като компонентите са инсталирани и запоени, проверяваме всичко отново и изтриваме колофона от дъската с алкохол. Крайният продукт трябва да изглежда така:

Ако всичко е направено правилно, тогава при подаване на захранване мултивибраторът започва да мига. Вие сами избирате цвета на светодиодите. За по-голяма яснота предлагам да гледате видеоклипа.

Видео мултивибратор

Консумацията на ток на нашите „мигащи светлини“ е само 7,3 mA. Това позволява този екземпляр да се захранва от " корони"от доста дълго време. Като цяло всичко е безпроблемно и информативно, и най-важното, изключително просто! Желая ти здраве и успех в начинанията! Подготвен от Даниил Горячев ( Алекс1).

Обсъдете статията СИМЕТРИЧЕН МУЛТИВИБРАТОР ЗА СВЕТОДИОДИ

Електронни генератори: мултивибратор. Предназначение, принцип на действие, приложение.

Мултивибратори

Мултивибраторът е релаксиращ осцилатор с почти правоъгълна форма. Представлява двустъпален резисторен усилвател с положителна обратна връзка, при който изходът на всяко стъпало е свързан с входа на другото. Самото име "мултивибратор" идва от две думи: "мулти" - много и "вибратор" - източник на трептения, тъй като трептенията на мултивибратора съдържат голям брой хармоници. Мултивибраторът може да работи в режим на автоколебане, режим на синхронизация и режим на готовност. В режим на автоколебане мултивибраторът работи като самовъзбуждащ се осцилатор; в режим на синхронизация мултивибраторът се въздейства отвън чрез синхронизиращо напрежение, чиято честота определя честотата на импулса; а в режим на готовност мултивибраторът работи като генератор с външно възбуждане.

Мултивибратор в режим на автоколебане

Фигура 1 показва най-често срещаната схема на мултивибратор, базиран на транзистори с капацитивни връзки колектор-база, а Фигура 2 показва графики, обясняващи принципа на неговата работа. Мултивибраторът се състои от два усилващи етапа на резистори. Изходът на всяко стъпало е свързан към входа на другото стъпало чрез конектори C1 и C2.

Ориз. 1 - Мултивибратор на базата на транзистори с капацитивни връзки колектор-база

Мултивибратор, в който транзисторите са еднакви и параметрите на симетричните елементи са еднакви, се нарича симетричен. И двете части на периода на нейните трептения са равни и коефициентът на запълване е 2. Ако някой е забравил какво е коефициент на запълване, напомням ви: коефициентът на запълване е отношението на периода на повторение към продължителността на импулса Q = T и /t и . Реципрочната стойност на работния цикъл се нарича работен цикъл. Така че, ако има разлики в параметрите, тогава мултивибраторът ще бъде асиметричен.

Мултивибраторът в режим на самоосцилиране има две квазиравновесни състояния, когато единият от транзисторите е в режим на насищане, другият в режим на прекъсване и обратно. Тези условия не са стабилни. Преходът на веригата от едно състояние в друго става лавинообразно поради дълбоката PIC.

Ориз. 2 - Графики, обясняващи работата на симетричен мултивибратор

Да кажем, че когато захранването е включено, транзисторът VT1 е отворен и наситен с ток, преминаващ през резистор R3. Напрежението на колектора му е минимално. Кондензатор C1 е разреден. Транзисторът VT2 е затворен и кондензаторът C2 се зарежда. Напрежението в проводника C1 клони към нула и потенциалът в основата на транзистора VT2 постепенно става положителен и VT2 започва да се отваря. Напрежението в неговия колектор намалява и кондензаторът C2 започва да се разрежда, транзисторът VT1 се затваря. След това процесът се повтаря до безкрайност.

Параметрите на веригата трябва да бъдат както следва: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Продължителността на импулса се определя по формулата:

Периодът на импулса се определя:

Е, за да определите честотата, трябва да разделите едно на тези глупости (вижте малко по-горе).

Изходните импулси се вземат от колектора на един от транзисторите и от кой няма значение. С други думи, във веригата има два изхода.

Подобряването на формата на изходните импулси на мултивибратора, отстранени от колектора на транзистора, може да се постигне чрез включване на изолиращи (разединяващи) диоди в колекторните вериги, както е показано на фигура 3. Допълнителни резистори R d1 и R d2 са свързани през тези диоди паралелно с колекторни товари.

Ориз. 3 - Мултивибратор с подобрена форма на изходния импулс

В тази схема, след като един от транзисторите е затворен и потенциалът на колектора е намален, диодът, свързан към неговия колектор, също се затваря, изключвайки кондензатора от колекторната верига. Зареждането на кондензатора става чрез допълнителен резистор Rd, а не през резистор в колекторната верига, а колекторният потенциал на изключващия транзистор почти рязко става равен на Ec Максималната продължителност на импулсните фронтове в колекторните вериги се определя основно от честотните свойства на транзисторите.

Тази схема дава възможност за получаване на импулси с почти правоъгълна форма, но нейните недостатъци са по-нисък максимален работен цикъл и невъзможност за плавно регулиране на периода на трептене.

Фигура 4 показва схема на високоскоростен мултивибратор, който осигурява висока честота на собствени трептения.

Ориз. 4 - Високоскоростен мултивибратор

В тази схема резисторите R2, R4 са свързани успоредно на кондензаторите C1 и C2, а резисторите R1, R3, R4, R6 образуват делители на напрежение, които стабилизират базовия потенциал на отворения транзистор (когато токът на делителя е по-голям от базовия ток). При превключване на мултивибратора базовият ток на наситения транзистор се променя по-рязко, отколкото в разгледаните по-рано схеми, което намалява времето за резорбция на зарядите в основата и ускорява излизането на транзистора от насищане.

Чакащ мултивибратор

Мултивибратор, работещ в режим на автоколебане и нямащ състояние на стабилно равновесие, може да се превърне в мултивибратор с една стабилна позиция и една нестабилна позиция. Такива вериги се наричат ​​резервни мултивибратори или еднократни мултивибратори, едноимпулсни мултивибратори, релаксиращи релета или релета kipp. Веригата се прехвърля от стабилно състояние в нестабилно състояние чрез действието на външен задействащ импулс. Веригата остава в нестабилна позиция за известно време, в зависимост от нейните параметри, и след това автоматично, рязко се връща в първоначалното си стабилно състояние.

За да получите режим на готовност в мултивибратор, чиято верига е показана на фиг. 1, трябва да изхвърлите няколко части и да ги смените, както е показано на фиг. 5.

Ориз. 5 - Изчакващ мултивибратор

В първоначалното стабилно състояние транзисторът VT1 е затворен. Когато на входа на веригата пристигне положителен задействащ импулс с достатъчна амплитуда, през транзистора започва да тече колекторен ток. Промяната в напрежението на колектора на транзистора VT1 се предава през кондензатор C2 към основата на транзистора VT2. Благодарение на PIC (чрез резистор R4) се увеличава лавинообразен процес, водещ до затваряне на транзистора VT2 и отваряне на транзистора VT1. Веригата остава в това състояние на нестабилно равновесие, докато кондензаторът C2 се разреди през резистор R2 и проводящ транзистор VT1. След разреждането на кондензатора транзисторът VT2 се отваря и VT1 ​​се затваря и веригата се връща в първоначалното си състояние.

Блокиращи генератори

Блокиращият осцилатор е едностъпален релаксиращ генератор на краткотрайни импулси със силна индуктивна положителна обратна връзка, създадена от импулсен трансформатор. Импулсите, генерирани от блокиращия генератор, имат голяма стръмност на нарастване и спадане и са близки до правоъгълни по форма. Продължителността на импулса може да варира от няколко десетки ns до няколко стотици микросекунди. Обикновено блокиращият генератор работи в режим на висок работен цикъл, т.е. продължителността на импулсите е много по-малка от техния период на повторение. Работният цикъл може да бъде от няколкостотин до десетки хиляди. Транзисторът, на който е монтиран блокиращият генератор, се отваря само за времето на генериране на импулс и е затворен през останалото време. Следователно при голям работен цикъл времето, през което транзисторът е отворен, е много по-малко от времето, през което е затворен. Топлинният режим на транзистора зависи от средната мощност, разсейвана в колектора. Поради високия работен цикъл в блокиращия осцилатор може да се получи много висока мощност по време на импулси с ниска и средна мощност.

С висок работен цикъл, блокиращият осцилатор работи много икономично, тъй като транзисторът консумира енергия от източника на захранване само по време на кратко време за формиране на импулс. Точно като мултивибратор, блокиращият осцилатор може да работи в режим на самоосцилация, режим на готовност и синхронизация.

Самоосцилиращ режим

Блокиращите генератори могат да бъдат сглобени с помощта на транзистори, свързани във верига с OE или във верига с OB. Веригата с OE се използва по-често, тъй като позволява да се получи по-добра форма на генерираните импулси (по-кратко време на нарастване), въпреки че веригата с OB е по-стабилна по отношение на промените в параметрите на транзистора.

Веригата на блокиращия осцилатор е показана на фиг. 1.

Ориз. 1 - Блокиращ генератор

Работата на блокиращия генератор може да бъде разделена на два етапа. В първия етап, който заема по-голямата част от периода на трептене, транзисторът е затворен, а във втория транзисторът е отворен и се образува импулс. Затвореното състояние на транзистора в първия етап се поддържа от напрежението на кондензатора C1, заредено от базовия ток по време на генерирането на предишния импулс. В първия етап кондензаторът бавно се разрежда през високото съпротивление на резистора R1, създавайки близък до нула потенциал в основата на транзистора VT1 и той остава затворен.

Когато напрежението в основата достигне прага на отваряне на транзистора, той се отваря и токът започва да тече през колекторната намотка I на трансформатор Т. В този случай в основната намотка II се индуцира напрежение, чиято полярност трябва да бъде такава, че да създава положителен потенциал в основата. Ако намотки I и II са свързани неправилно, блокиращият осцилатор няма да генерира. Това означава, че краищата на една от намотките, независимо коя, трябва да бъдат разменени.

МУЛТИВИБРАТОР

Мултивибратор. Сигурен съм, че много хора са започнали своите радиолюбителски дейности с тази схема.Това беше и първата ми схема - парче шперплат, пробити дупки с пирони, изводите на частите бяха усукани с тел при липса на поялник.И всичко работи чудесно!

Като товар се използват светодиоди. Когато мултивибраторът работи, светодиодите се превключват.

Сглобяването изисква минимум части. Ето списъка:

1. - Резистори 500 Ohm - 2 бр
2. - Резистори 10 kOhm - 2 бр
3. - Електролитен кондензатор 1 uF за 16 волта - 2 бр
4. - Транзистор KT972A - 2 броя (KT815 или KT817 също ще работят), KT315 също е възможно, ако токът е не повече от 25mA.
5. - LED - произволни 2 бр
6. - Захранване от 4,5 до 15 волта.

Фигурата показва един светодиод във всеки канал, но няколко могат да бъдат свързани паралелно. Или последователно (верига от 5 броя), но тогава захранването е не по-малко от 15 волта.

Транзисторите KT972A са композитни транзистори, тоест корпусът им съдържа два транзистора и е много чувствителен и може да издържи значителен ток без радиатор.

За да провеждате експерименти, не е необходимо да правите печатна платка; можете да сглобите всичко с помощта на повърхностно монтирана инсталация. Запоете както е показано на снимките.

Чертежите са специално направени от различни ъгли и можете да разгледате подробно всички детайли на инсталацията.

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 транзистор се отвори по-бързо, той 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 VT2 колектор-емитер, 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, неговото съпротивление 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 схема 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 > колекторно-емитерна връзка на транзистора 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 напрежението на източника на захранване с една полярност до напрежение от 0,7...1,0 волта с противоположна полярност) 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 рейтингите на R3 и C2, а продължителността на импулса (високо ниво) на колектора VT2 се определя от рейтингите 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

Нека 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 , В нашия случай 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 избираме 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

Кондензатор с капацитет 10 μF е включен в номиналния диапазон, 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, който е 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 µF = 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 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 бъде достатъчно намален, или използвайте по-мощен транзистор.

7. Трябва да осигурим ток към електрическата крушка In = Рн / Ui.p. = 15W / 12V = 1,25 A

Но управляващият ток на буферния етап 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 усилване 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!