Una selección de esquemas simples y efectivos. Multivibradores sobre transistores Diagrama de multivibrador sobre transistores principio de funcionamiento.

Intermitente LED o cómo montar un multivibrador simétrico con tus propias manos. El circuito de un multivibrador simétrico debe estudiarse y montarse en clubes de electrónica. El circuito multivibrador es uno de los más famosos y utilizados con frecuencia en diversos diseños electrónicos. Un multivibrador simétrico durante el funcionamiento genera oscilaciones de forma que se acercan a la rectangular. La simplicidad del multivibrador se debe a su diseño: solo consta de dos transistores y varios elementos adicionales. El asistente te invita a montar tu primer circuito de luces intermitentes LED electrónicas. Para no decepcionarse en caso de falla, a continuación se detallan instrucciones paso a paso para ensamblar un intermitente LED multivibrador con ilustraciones fotográficas y en video.

Cómo montar un intermitente LED con tus propias manos.

Un poco de teoría. Un multivibrador es esencialmente un amplificador de dos etapas en los transistores VT1 y VT2 con un circuito de retroalimentación positiva a través de un capacitor electrolítico C2 entre las etapas de amplificación en los transistores VT2 y VT1. Esta retroalimentación convierte el circuito en un oscilador. El nombre de multivibrador simétrico se debe a los mismos valores de los pares de elementos R1=R2, R3=R4, C1=C2. Con tales valores de los elementos, el multivibrador generará pulsos y pausas entre pulsos de igual duración. La frecuencia de repetición del pulso viene determinada en mayor medida por los valores de los pares R1=R2 y C1=C2. La duración de los pulsos y las pausas se puede controlar mediante destellos LED. Si se viola la igualdad de pares de elementos, el multivibrador se vuelve asimétrico. La asimetría se deberá principalmente a la diferencia en la duración del pulso y la duración de la pausa.

El multivibrador está montado sobre dos transistores, además, se requieren cuatro resistencias, dos condensadores electrolíticos y dos LED para indicar el funcionamiento del multivibrador. La tarea de adquirir piezas y una placa de circuito impreso se resuelve fácilmente. Aquí hay un enlace para comprar un juego de piezas ya preparado. http://ali.pub/2bk9qh . El kit incluye todas las piezas, una placa de circuito impreso de buena calidad de 28 mm x 30 mm, un esquema, un diagrama de cableado y una hoja de especificaciones. Prácticamente no hay errores en la ubicación de las piezas en el dibujo de la placa de circuito impreso.

Composición del kit de piezas multivibrador.

Comencemos a ensamblar el circuito, para trabajar necesitará un soldador de baja potencia, fundente para soldar, soldadura, cortadores laterales y baterías. El circuito es sencillo, pero hay que montarlo correctamente y sin errores.

1. Revise el contenido del paquete. Descifre los valores de las resistencias por código de color e instálelos en la placa.
2. Suelde las resistencias y muerda los restos que sobresalen de los electrodos.
3. Los condensadores electrolíticos deben colocarse de forma específica en la placa. El diagrama de cableado y el dibujo en el tablero le ayudarán con la colocación correcta. Los condensadores electrolíticos están marcados en el cuerpo con un electrodo negativo y el electrodo positivo es un poco más largo. La ubicación del electrodo negativo en la placa se encuentra en la parte sombreada del símbolo del condensador.
4. Coloca los condensadores en la placa y suéldalos.
5. La ubicación de los transistores en la placa se realiza estrictamente según la clave.
6. Los LED también tienen polaridad de electrodo. Ver foto. Los instalamos y soldamos. Tenga cuidado de no sobrecalentar esta pieza al soldar. El plus de LED2 se encuentra más cerca de la resistencia R4 (ver video).

   Los LED están instalados en la placa multivibradora.

7. Suelde los conductores de alimentación según la polaridad y aplique voltaje de las baterías. Con una tensión de alimentación de 3 voltios, los LED se encendieron juntos. Después de un momento de decepción, se aplicó voltaje de tres baterías y los LED comenzaron a parpadear alternativamente. La frecuencia del multivibrador depende de la tensión de alimentación. Dado que el circuito se iba a instalar en un juguete alimentado por 3 voltios, las resistencias R1 y R2 tuvieron que reemplazarse con resistencias de 120 kOhm, y se logró un parpadeo alterno claro. Ver el vídeo.

Intermitente LED - multivibrador simétrico

La aplicación del circuito multivibrador simétrico es muy amplia. Los elementos de los circuitos multivibradores se encuentran en tecnología informática, radiomedición y equipos médicos.

Se puede adquirir un juego de piezas para el montaje de intermitentes LED en el siguiente enlace http://ali.pub/2bk9qh . Si desea practicar seriamente la soldadura de estructuras simples, el Maestro recomienda comprar un juego de 9 juegos, lo que le ahorrará enormemente los costos de envío. Aquí está el enlace para comprar. http://ali.pub/2bkb42 . El maestro recogió todos los decorados y se pusieron a trabajar. Éxito y crecimiento de habilidades en soldadura.

El multivibrador es quizás el dispositivo más popular entre los radioaficionados principiantes. Y recientemente tuve que armar uno a pedido de una persona. Aunque ya no estoy interesado en esto, todavía no fui perezoso y compilé el producto en un artículo para principiantes. Es bueno que un material contenga toda la información para el montaje. algo muy simple y útil que no requiere depuración y le permite estudiar visualmente los principios de funcionamiento de transistores, resistencias, condensadores y LED. Y además, si el dispositivo no funciona, pruébelo usted mismo como regulador-depurador. El esquema no es nuevo, está construido según un principio estándar y las piezas se pueden encontrar en cualquier lugar. Son muy comunes.

Esquema

Ahora, ¿qué necesitamos de los radioelementos para el montaje?

• 2 resistencias 1 kOhmio
• 2 resistencias 33 kiloohmios
• 2 condensadores 4,7 uF a 16 voltios
• 2 transistores KT315 con cualquier letra
• 2 LED para 3-5 voltios
• 1 corona fuente de alimentación 9 voltios

Si no pudo encontrar las piezas que necesitaba, no se preocupe. Este circuito no es crítico para las clasificaciones. Basta con establecer valores aproximados, esto no afectará el trabajo en su conjunto. Sólo afecta el brillo y la frecuencia de parpadeo de los LED. El tiempo de parpadeo depende directamente de la capacitancia de los condensadores. Los transistores se pueden instalar en estructuras npn similares de baja potencia. Hacemos una placa de circuito impreso. El tamaño de un trozo de textolita es de 40 por 40 mm, puedes llevarlo con reserva.

Formato de archivo imprimible. lay6 descargar. Para cometer la menor cantidad de errores posible durante la instalación, apliqué designaciones posicionales a la textolita. Esto ayuda a evitar confusiones durante el montaje y añade belleza al aspecto general. Así es como se ve la placa de circuito impreso terminada, grabada y perforada:

Instalamos las piezas de acuerdo con el diagrama, ¡esto es muy importante! Lo principal es no confundir el pinout de los transistores y los LED. También se debe prestar la debida atención a la soldadura.

Al principio puede que no sea tan elegante como uno industrial, pero no hace falta que lo sea. Lo principal es asegurar un buen contacto del elemento de radio con el conductor impreso. Para ello, debemos estañar las piezas antes de soldar. Una vez instalados y soldados los componentes, comprobamos todo nuevamente y limpiamos la colofonia del tablero con alcohol. El producto terminado debería verse así:

Si todo se hizo correctamente, cuando se aplica energía, el multivibrador comienza a parpadear. Tú mismo eliges el color de los LED. Para mayor claridad, sugiero ver el video.

Vídeo multivibrador

El consumo actual de nuestras “luces intermitentes” es de sólo 7,3 mA. Esto permite que esta instancia se alimente desde " coronas"por un largo tiempo. En general, todo es sencillo, informativo y, lo más importante, ¡muy sencillo! ¡Le deseo lo mejor y éxito en sus esfuerzos! Preparado por Daniil Goryachev ( alex1).

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Generadores electrónicos: multivibrador. Objeto, principio de funcionamiento, aplicación.

Multivibradores

El multivibrador es un oscilador de relajación de forma casi rectangular. Es un amplificador de resistencia de dos etapas con retroalimentación positiva, en el que la salida de cada etapa está conectada a la entrada de la otra. El nombre "multivibrador" en sí proviene de dos palabras: "multi" - muchos y "vibrador" - una fuente de oscilaciones, ya que las oscilaciones de un multivibrador contienen una gran cantidad de armónicos. El multivibrador puede funcionar en modo autooscilante, modo de sincronización y modo de espera. En el modo de autooscilación, el multivibrador funciona como un oscilador autoexcitado; en el modo de sincronización, el multivibrador actúa externamente mediante un voltaje de sincronización, cuya frecuencia determina la frecuencia del pulso; y en el modo de espera, el multivibrador funciona como generador con excitación externa.

Multivibrador en modo autooscilante.

La Figura 1 muestra el circuito más común de un multivibrador basado en transistores con conexiones capacitivas colector-base, y la Figura 2 muestra gráficos que explican el principio de su funcionamiento. El multivibrador consta de dos etapas de amplificación sobre resistencias. La salida de cada etapa se conecta a la entrada de la otra etapa a través de los conectores C1 y C2.

Arroz. 1 - Multivibrador basado en transistores con conexiones colector-base capacitivas

Un multivibrador en el que los transistores son idénticos y los parámetros de los elementos simétricos son los mismos se llama simétrico. Ambas partes del período de sus oscilaciones son iguales y el ciclo de trabajo es 2. Si alguien ha olvidado qué es el ciclo de trabajo, les recuerdo: el ciclo de trabajo es la relación entre el período de repetición y la duración del pulso Q = T y /t y . El recíproco del ciclo de trabajo se llama ciclo de trabajo. Entonces, si hay diferencias en los parámetros, entonces el multivibrador será asimétrico.

Un multivibrador en modo autooscilante tiene dos estados de casi equilibrio, cuando uno de los transistores está en modo de saturación, el otro en modo de corte y viceversa. Estas condiciones no son estables. La transición del circuito de un estado a otro se produce como una avalancha debido al PIC profundo.

Arroz. 2 - Gráficos que explican el funcionamiento de un multivibrador simétrico

Digamos que cuando se enciende la alimentación, el transistor VT1 está abierto y saturado con corriente que pasa a través de la resistencia R3. El voltaje en su colector es mínimo. El condensador C1 está descargado. El transistor VT2 está cerrado y el condensador C2 se está cargando. El voltaje en el conductor C1 tiende a cero y el potencial en la base del transistor VT2 se vuelve gradualmente positivo y VT2 comienza a abrirse. El voltaje en su colector disminuye y el condensador C2 comienza a descargarse, el transistor VT1 se cierra. Luego el proceso se repite hasta el infinito.

Los parámetros del circuito deben ser los siguientes: R1=R4, R2=R3, C1=C2. La duración del pulso está determinada por la fórmula:

El período del pulso se determina:

Bueno, para determinar la frecuencia, debes dividir uno por esta basura (ver arriba).

Los pulsos de salida se toman del colector de uno de los transistores, y de cuál no importa. En otras palabras, hay dos salidas en el circuito.

Se puede mejorar la forma de los pulsos de salida del multivibrador extraídos del colector del transistor incluyendo diodos de aislamiento (desconexión) en los circuitos del colector, como se muestra en la Figura 3. Las resistencias adicionales R d1 y R d2 están conectadas a través de estos diodos en paralelo con el cargas del colector.

Arroz. 3 - Multivibrador con forma de pulso de salida mejorada

En este circuito, después de que se cierra uno de los transistores y se reduce el potencial del colector, el diodo conectado a su colector también se cierra, desconectando el condensador del circuito colector. La carga del condensador se produce a través de una resistencia adicional Rd, y ​​no a través de una resistencia en el circuito colector, y el potencial del colector del transistor de apagado se vuelve casi abruptamente igual a Ec. La duración máxima de los frentes de pulso en los circuitos colectores está determinada principalmente por las propiedades de frecuencia de los transistores.

Este esquema permite obtener pulsos de forma casi rectangular, pero sus desventajas son un ciclo de trabajo máximo más bajo y la imposibilidad de ajustar suavemente el período de oscilación.

La Figura 4 muestra un circuito de un multivibrador de alta velocidad que proporciona una alta frecuencia de autooscilaciones.

Arroz. 4 - Multivibrador de alta velocidad

En este circuito, las resistencias R2, R4 están conectadas en paralelo a los condensadores C1 y C2, y las resistencias R1, R3, R4, R6 forman divisores de voltaje que estabilizan el potencial de base del transistor abierto (cuando la corriente del divisor es mayor que la corriente base). Cuando se enciende el multivibrador, la corriente de base del transistor saturado cambia más bruscamente que en los circuitos discutidos anteriormente, lo que reduce el tiempo de reabsorción de cargas en la base y acelera la salida del transistor de la saturación.

Multivibrador en espera

Un multivibrador que funciona en modo autooscilante y que no tiene un estado de equilibrio estable se puede convertir en un multivibrador que tiene una posición estable y una posición inestable. Estos circuitos se denominan multivibradores de reserva o multivibradores de disparo único, multivibradores de pulso único, relés de relajación o relés kipp. El circuito se transfiere de un estado estable a un estado inestable mediante la acción de un pulso de disparo externo. El circuito permanece en una posición inestable durante algún tiempo, dependiendo de sus parámetros, y luego, de forma automática y abrupta, vuelve a su estado estable original.

Para obtener un modo de espera en un multivibrador, cuyo circuito se muestra en la Fig. 1, es necesario desechar un par de piezas y reemplazarlas, como se muestra en la Fig. 5.

Arroz. 5 - Multivibrador en espera

En el estado estacionario inicial, el transistor VT1 está cerrado. Cuando llega un pulso de disparo positivo de amplitud suficiente a la entrada del circuito, una corriente de colector comienza a fluir a través del transistor. El cambio de voltaje en el colector del transistor VT1 se transmite a través del capacitor C2 a la base del transistor VT2. Gracias al PIC (a través de la resistencia R4), aumenta un proceso similar a una avalancha que provoca el cierre del transistor VT2 y la apertura del transistor VT1. El circuito permanece en este estado de equilibrio inestable hasta que el condensador C2 se descarga a través de la resistencia R2 y el transistor conductor VT1. Después de la descarga del condensador, el transistor VT2 se abre y el VT1 se cierra y el circuito vuelve a su estado original.

Generadores de bloqueo

El oscilador de bloqueo es un generador de relajación de una sola etapa de pulsos de corta duración con una fuerte retroalimentación positiva inductiva creada por un transformador de pulso. Los impulsos generados por el generador de bloqueo tienen una gran pendiente de subida y bajada y tienen una forma casi rectangular. La duración del pulso puede variar desde varias decenas de ns hasta varios cientos de microsegundos. Normalmente, el generador de bloqueo funciona en modo de ciclo de trabajo alto, es decir, la duración de los impulsos es mucho menor que su período de repetición. El ciclo de trabajo puede ser de varios cientos a decenas de miles. El transistor en el que está ensamblado el generador de bloqueo se abre solo mientras dura la generación del pulso y el resto del tiempo está cerrado. Por lo tanto, con un ciclo de trabajo grande, el tiempo durante el cual el transistor está abierto es mucho menor que el tiempo durante el cual está cerrado. El régimen térmico del transistor depende de la potencia promedio disipada en el colector. Debido al alto ciclo de trabajo en el oscilador de bloqueo, se puede obtener una potencia muy alta durante pulsos de potencia baja y media.

Con un ciclo de trabajo alto, el oscilador de bloqueo funciona de manera muy económica, ya que el transistor consume energía de la fuente de energía solo durante un corto tiempo de formación del pulso. Al igual que un multivibrador, un oscilador de bloqueo puede funcionar en modos de oscilación automática, en espera y de sincronización.

Modo autooscilante

Los generadores de bloqueo se pueden ensamblar utilizando transistores conectados en un circuito con un OE o en un circuito con un OB. El circuito con OE se utiliza con mayor frecuencia, ya que permite obtener una mejor forma de los pulsos generados (menor tiempo de subida), aunque el circuito con OB es más estable respecto a los cambios en los parámetros del transistor.

El circuito oscilador de bloqueo se muestra en la Fig. 1.

Arroz. 1 - Generador de bloqueo

El funcionamiento del generador de bloqueo se puede dividir en dos etapas. En la primera etapa, que ocupa la mayor parte del período de oscilación, el transistor está cerrado, y en la segunda, el transistor está abierto y se forma un pulso. El estado cerrado del transistor en la primera etapa se mantiene mediante el voltaje en el capacitor C1, cargado por la corriente de base durante la generación del pulso anterior. En la primera etapa, el condensador se descarga lentamente a través de la alta resistencia de la resistencia R1, creando un potencial cercano a cero en la base del transistor VT1 y éste permanece cerrado.

Cuando el voltaje en la base alcanza el umbral de apertura del transistor, este se abre y la corriente comienza a fluir a través del devanado colector I del transformador T. En este caso se induce una tensión en el devanado de base II, cuya polaridad debe ser tal que genere un potencial positivo en la base. Si los devanados I y II están conectados incorrectamente, el oscilador de bloqueo no generará. Significa que los extremos de uno de los devanados, sin importar cuál, deben intercambiarse.

MULTIVIBRADOR

Multivibrador. Estoy seguro de que muchas personas comenzaron sus actividades de radioaficionado con este esquema.Este también fue mi primer diagrama: un trozo de madera contrachapada, agujeros perforados con clavos, los cables de las piezas estaban retorcidos con alambre en ausencia de un soldador.¡Y todo funcionó muy bien!

Los LED se utilizan como carga. Cuando el multivibrador está funcionando, los LED cambian.

El montaje requiere un mínimo de piezas. Aquí está la lista:

1. - Resistencias 500 Ohm - 2 piezas
2. - Resistencias 10 kOhm - 2 piezas
3. - Condensador electrolítico 1 uF para 16 voltios - 2 piezas
4. - Transistor KT972A - 2 piezas (KT815 o KT817 también funcionarán), KT315 también es posible si la corriente no supera los 25 mA.
5. - LED - 2 piezas cualesquiera
6. - Fuente de alimentación de 4,5 a 15 voltios.

La figura muestra un LED en cada canal, pero se pueden conectar varios en paralelo. O en serie (una cadena de 5 piezas), pero luego la fuente de alimentación es de al menos 15 voltios.

Los transistores KT972A son transistores compuestos, es decir, su carcasa contiene dos transistores, es muy sensible y puede soportar una corriente significativa sin disipador de calor.

Para realizar experimentos no es necesario fabricar una placa de circuito impreso, todo se puede montar mediante una instalación de superficie. Soldar como se muestra en las imágenes.

Los dibujos están hechos especialmente desde diferentes ángulos y puedes examinar en detalle todos los detalles de la instalación.

En este artículo hablaremos sobre el multivibrador, cómo funciona, cómo conectar una carga al multivibrador y el cálculo de un multivibrador simétrico de transistor.

multivibrador es un generador de impulsos rectangular simple que funciona en modo autooscilador. Para operarlo, solo necesita energía de una batería u otra fuente de energía. Consideremos el multivibrador simétrico más simple que utiliza transistores. Su diagrama se muestra en la figura. El multivibrador puede ser más complicado dependiendo de las funciones necesarias que realice, pero todos los elementos presentados en la figura son obligatorios, sin ellos el multivibrador no funcionará.

El funcionamiento de un multivibrador simétrico se basa en los procesos de carga-descarga de condensadores, que junto con resistencias forman circuitos RC.

Escribí anteriormente sobre cómo funcionan los circuitos RC en mi artículo Capacitor, que puedes leer en mi sitio web. En Internet, si encuentra material sobre un multivibrador simétrico, se presenta de forma breve y no inteligible. Esta circunstancia no permite que los radioaficionados novatos comprendan nada, solo ayuda a los ingenieros electrónicos experimentados a recordar algo. A petición de uno de los visitantes de mi sitio, decidí eliminar esta brecha.

¿Cómo funciona un multivibrador?

En el momento inicial del suministro de energía, los condensadores C1 y C2 se descargan, por lo que su resistencia a la corriente es baja. La baja resistencia de los condensadores provoca la apertura “rápida” de los transistores provocada por el flujo de corriente:

— VT2 a lo largo del camino (que se muestra en rojo): “+ fuente de alimentación > resistencia R1 > baja resistencia del C1 descargado > unión base-emisor VT2 > — fuente de alimentación”;

— VT1 a lo largo del camino (que se muestra en azul): “+ fuente de alimentación > resistencia R4 > baja resistencia del C2 descargado > unión base-emisor VT1 > — fuente de alimentación”.

Este es el modo de funcionamiento "inestable" del multivibrador. Dura muy poco tiempo, determinado únicamente por la velocidad de los transistores. Y no hay dos transistores que sean absolutamente idénticos en parámetros. El transistor que se abra más rápido permanecerá abierto: el "ganador". Supongamos que en nuestro diagrama resulta ser VT2. Luego, debido a la baja resistencia del condensador C2 descargado y la baja resistencia de la unión colector-emisor VT2, la base del transistor VT1 se cortocircuitará con el emisor VT1. Como resultado, el transistor VT1 se verá obligado a cerrarse, "quedará derrotado".

Dado que el transistor VT1 está cerrado, se produce una carga "rápida" del condensador C1 a lo largo del camino: "+ fuente de alimentación > resistencia R1 > baja resistencia del C1 descargado > unión base-emisor VT2 > — fuente de alimentación". Esta carga se produce casi hasta el voltaje de la fuente de alimentación.

Al mismo tiempo, el condensador C2 se carga con una corriente de polaridad inversa a lo largo del camino: “+ fuente de energía > resistencia R3 > baja resistencia del C2 descargado > unión colector-emisor VT2 > — fuente de energía”. La duración de la carga está determinada por las clasificaciones R3 y C2. Determinan el momento en el que VT1 está en estado cerrado.

Cuando el condensador C2 se carga a un voltaje aproximadamente igual al voltaje de 0,7-1,0 voltios, su resistencia aumentará y el transistor VT1 se abrirá con el voltaje aplicado a lo largo del camino: “+ fuente de alimentación > resistencia R3 > unión base-emisor VT1 > - fuente de alimentación." En este caso, el voltaje del condensador cargado C1, a través de la unión colector-emisor abierta VT1, se aplicará a la unión emisor-base del transistor VT2 con polaridad inversa. Como resultado, VT2 se cerrará y la corriente que previamente pasó a través de la unión colector-emisor abierta VT2 fluirá a través del circuito: “+ fuente de alimentación > resistencia R4 > baja resistencia C2 > unión base-emisor VT1 > — fuente de alimentación. " Este circuito recargará rápidamente el condensador C2. A partir de este momento se inicia el modo de autogeneración “estado estacionario”.

Funcionamiento de un multivibrador simétrico en modo de generación "estado estable"

Comienza el primer medio ciclo de funcionamiento (oscilación) del multivibrador.

Cuando el transistor VT1 está abierto y VT2 está cerrado, como acabo de escribir, el condensador C2 se recarga rápidamente (de un voltaje de 0,7...1,0 voltios de una polaridad al voltaje de la fuente de alimentación de la polaridad opuesta) a lo largo del circuito. : “+ fuente de alimentación > resistencia R4 > baja resistencia C2 > unión base-emisor VT1 > - fuente de alimentación”. Además, el condensador C1 se recarga lentamente (desde el voltaje de la fuente de alimentación de una polaridad hasta un voltaje de 0,7...1,0 voltios de la polaridad opuesta) a lo largo del circuito: “+ fuente de alimentación > resistencia R2 > placa derecha C1 > placa izquierda C1 > unión colector-emisor del transistor VT1 > - - fuente de alimentación”.

Cuando, como resultado de la recarga de C1, el voltaje en la base de VT2 alcanza un valor de +0,6 voltios con respecto al emisor de VT2, el transistor se abrirá. Por lo tanto, el voltaje del condensador cargado C2, a través de la unión colector-emisor abierta VT2, se aplicará a la unión emisor-base del transistor VT1 con polaridad inversa. VT1 se cerrará.

Comienza el segundo medio ciclo de funcionamiento (oscilación) del multivibrador.

Cuando el transistor VT2 está abierto y VT1 está cerrado, el condensador C1 se recarga rápidamente (de un voltaje de 0,7...1,0 voltios de una polaridad al voltaje de la fuente de alimentación de la polaridad opuesta) a lo largo del circuito: “+ fuente de alimentación > resistencia R1 > baja resistencia C1 > unión base emisor VT2 > - fuente de alimentación.” Además, el condensador C2 se recarga lentamente (desde el voltaje de la fuente de alimentación de una polaridad hasta un voltaje de 0,7...1,0 voltios de polaridad opuesta) a lo largo del circuito: “placa derecha de C2 > unión colector-emisor de transistor VT2 > - fuente de alimentación > + fuente de alimentación > resistencia R3 > placa izquierda C2". Cuando el voltaje en la base de VT1 alcance +0,6 voltios en relación con el emisor de VT1, el transistor se abrirá. Por lo tanto, el voltaje del condensador cargado C1, a través de la unión colector-emisor abierta VT1, se aplicará a la unión emisor-base del transistor VT2 con polaridad inversa. VT2 se cerrará. En este punto, finaliza el segundo semiciclo de la oscilación del multivibrador y comienza de nuevo el primer semiciclo.

El proceso se repite hasta que el multivibrador se desconecta de la fuente de alimentación.

Métodos para conectar una carga a un multivibrador simétrico.

Se eliminan pulsos rectangulares de dos puntos de un multivibrador simétrico.– colectores de transistores. Cuando hay un potencial "alto" en un colector, entonces hay un potencial "bajo" en el otro colector (está ausente), y viceversa: cuando hay un potencial "bajo" en una salida, entonces hay un potencial “alto” por el otro. Esto se muestra claramente en el siguiente gráfico de tiempo.

La carga multivibradora debe conectarse en paralelo con una de las resistencias del colector, pero en ningún caso en paralelo con la unión del transistor colector-emisor. No se puede pasar por alto el transistor con una carga. Si no se cumple esta condición, como mínimo la duración de los pulsos cambiará y como máximo el multivibrador no funcionará. La siguiente figura muestra cómo conectar la carga correctamente y cómo no hacerlo.

Para que la carga no afecte al multivibrador, este debe tener suficiente resistencia de entrada. Para ello se suelen utilizar etapas de transistores buffer.

El ejemplo muestra conectar un cabezal dinámico de baja impedancia a un multivibrador. Una resistencia adicional aumenta la resistencia de entrada de la etapa buffer y, por lo tanto, elimina la influencia de la etapa buffer en el transistor multivibrador. Su valor no debe ser inferior a 10 veces el valor de la resistencia del colector. Conectar dos transistores en un circuito de "transistor compuesto" aumenta significativamente la corriente de salida. En este caso, es correcto conectar el circuito base-emisor de la etapa buffer en paralelo con la resistencia del colector del multivibrador, y no en paralelo con la unión colector-emisor del transistor multivibrador.

Para conectar un cabezal dinámico de alta impedancia a un multivibrador no se necesita una etapa intermedia. El cabezal está conectado en lugar de una de las resistencias del colector. La única condición que se debe cumplir es que la corriente que fluye a través del cabezal dinámico no debe exceder la corriente máxima del colector del transistor.

Si desea conectar LED normales al multivibrador– para hacer una “luz intermitente”, entonces no se necesitan cascadas de buffer para esto. Se pueden conectar en serie con resistencias colectoras. Esto se debe al hecho de que la corriente del LED es pequeña y la caída de voltaje durante el funcionamiento no es más de un voltio. Por tanto, no tienen ningún efecto sobre el funcionamiento del multivibrador. Es cierto que esto no se aplica a los LED ultrabrillantes, para los cuales la corriente de funcionamiento es mayor y la caída de voltaje puede ser de 3,5 a 10 voltios. Pero en este caso hay una salida: aumentar la tensión de alimentación y utilizar transistores de alta potencia que proporcionen suficiente corriente de colector.

Tenga en cuenta que los condensadores de óxido (electrolíticos) están conectados con sus positivos a los colectores de los transistores. Esto se debe al hecho de que en las bases de los transistores bipolares el voltaje no supera los 0,7 voltios con respecto al emisor, y en nuestro caso los emisores son el inconveniente de la fuente de alimentación. Pero en los colectores de los transistores, el voltaje cambia casi de cero al voltaje de la fuente de energía. Los condensadores de óxido no pueden realizar su función cuando se conectan con polaridad inversa. Naturalmente, si usa transistores de una estructura diferente (no N-P-N, sino estructuras P-N-P), además de cambiar la polaridad de la fuente de alimentación, debe encender los LED con los cátodos "arriba en el circuito" y los condensadores. con los plus a las bases de los transistores.

Vamos a resolverlo ahora ¿Qué parámetros de los elementos del multivibrador determinan las corrientes de salida y la frecuencia de generación del multivibrador?

¿A qué afectan los valores de las resistencias del colector? He visto en algunos artículos mediocres de Internet que los valores de las resistencias del colector no afectan significativamente la frecuencia del multivibrador. ¡Todo esto es una completa tontería! Si el multivibrador se calcula correctamente, una desviación de los valores de estas resistencias de más de cinco veces del valor calculado no cambiará la frecuencia del multivibrador. Lo principal es que su resistencia es menor que la de las resistencias base, porque las resistencias colectoras proporcionan una carga rápida de los condensadores. Pero, por otro lado, los valores de las resistencias del colector son los principales para calcular el consumo de energía de la fuente de energía, cuyo valor no debe exceder la potencia de los transistores. Si nos fijamos, si se conectan correctamente, ni siquiera tienen un efecto directo sobre la potencia de salida del multivibrador. Pero la duración entre conmutaciones (frecuencia del multivibrador) está determinada por la recarga "lenta" de los condensadores. El tiempo de recarga está determinado por las clasificaciones de los circuitos RC: resistencias base y condensadores (R2C1 y R3C2).

Un multivibrador, aunque se llama simétrico, esto se refiere sólo al circuito de su construcción, y puede producir pulsos de salida tanto simétricos como asimétricos en duración. La duración del pulso (nivel alto) en el colector VT1 está determinada por las clasificaciones de R3 y C2, y la duración del pulso (nivel alto) en el colector VT2 está determinada por las clasificaciones R2 y C1.

La duración de la recarga de los condensadores está determinada por una fórmula simple, donde tau– duración del pulso en segundos, R– resistencia de resistencia en ohmios, CON– capacitancia del condensador en Faradios:

Así, si aún no te has olvidado de lo escrito en este artículo un par de párrafos antes:

si hay igualdad R2=R3 Y C1=C2, en las salidas del multivibrador habrá un "meandro": pulsos rectangulares con una duración igual a las pausas entre pulsos, que se ve en la figura.

El período completo de oscilación del multivibrador es t igual a la suma de las duraciones del pulso y la pausa:

Frecuencia de oscilación F(Hz) relacionado con el período t(seg) a través de la relación:

Como regla general, si hay cálculos sobre circuitos de radio en Internet, son escasos. Es por eso Calculemos los elementos de un multivibrador simétrico usando el ejemplo. .

Como cualquier etapa de transistor, el cálculo debe realizarse desde el final: la salida. Y en la salida tenemos una etapa de búfer, luego están las resistencias colectoras. Las resistencias colectoras R1 y R4 realizan la función de cargar los transistores. Las resistencias del colector no tienen ningún efecto sobre la frecuencia de generación. Se calculan en función de los parámetros de los transistores seleccionados. Así, primero calculamos las resistencias del colector, luego las resistencias de base, luego los condensadores y finalmente la etapa de búfer.

Procedimiento y ejemplo de cálculo de un multivibrador simétrico de transistores.

Datos iniciales:

Tensión de alimentación Ui.p. = 12 voltios.

Frecuencia multivibradora requerida F = 0,2 Hz (T = 5 segundos), y la duración del pulso es igual a 1 (un segundo.

Como carga se utiliza una bombilla incandescente de automóvil. 12 voltios, 15 vatios.

Como habrás adivinado, calcularemos una "luz intermitente" que parpadeará una vez cada cinco segundos y la duración del brillo será de 1 segundo.

Selección de transistores para el multivibrador. Por ejemplo, tenemos los transistores más comunes en la época soviética. KT315G.

Para ellos: Pmáx=150 mW; Imáx=150 mA; h21>50.

Los transistores para la etapa de búfer se seleccionan en función de la corriente de carga.

Para no representar el diagrama dos veces, ya firmé los valores de los elementos en el diagrama. Su cálculo se proporciona más adelante en la Decisión.

Solución:

1. En primer lugar, debe comprender que operar un transistor a altas corrientes en modo de conmutación es más seguro para el transistor en sí que operar en modo de amplificación. Por lo tanto, no es necesario calcular la potencia para el estado de transición en los momentos en que una señal alterna pasa a través del punto de operación "B" del modo estático del transistor: la transición del estado abierto al estado cerrado y viceversa. . Para los circuitos de impulsos construidos sobre transistores bipolares, la potencia generalmente se calcula para los transistores en estado abierto.

Primero, determinamos la disipación de potencia máxima de los transistores, que debe ser un valor un 20 por ciento menor (factor 0,8) que la potencia máxima del transistor indicada en el libro de referencia. Pero, ¿por qué es necesario introducir el multivibrador en un marco rígido de altas corrientes? E incluso con mayor potencia, el consumo de energía de la fuente de energía será grande, pero habrá pocos beneficios. Por lo tanto, una vez determinada la disipación máxima de potencia de los transistores, la reduciremos 3 veces. Una reducción adicional en la disipación de potencia no es deseable porque el funcionamiento de un multivibrador basado en transistores bipolares en modo de baja corriente es un fenómeno "inestable". Si la fuente de alimentación se utiliza no sólo para el multivibrador, o si no es del todo estable, la frecuencia del multivibrador también “flotará”.

Determinamos la potencia máxima disipada: Pdis.max = 0,8 * Pmax = 0,8 * 150 mW = 120 mW

Determinamos la potencia nominal disipada: Pdis.nom. = 120 / 3 = 40mW

2. Determine la corriente del colector en estado abierto: Ik0 = Pdis.nom. / Ui.p. = 40 mW / 12 V = 3,3 mA

Tomémoslo como la corriente máxima del colector.

3. Encontremos el valor de la resistencia y potencia de la carga del colector: Rk.total = Ui.p./Ik0 = 12V/3.3mA = 3.6 kOhm

Seleccionamos resistencias del rango nominal existente que se acerquen lo más posible a 3,6 kOhm. La serie nominal de resistencias tiene un valor nominal de 3,6 kOhm, por lo que primero calculamos el valor de las resistencias del colector R1 y R4 del multivibrador: Rê = R1 = R4 = 3,6 kOhmios.

La potencia de las resistencias del colector R1 y R4 es igual a la potencia disipada nominal de los transistores Pras.nom. = 40mW. Utilizamos resistencias con una potencia superior al Pras.nom especificado. - tipo MLT-0.125.

4. Pasemos al cálculo de las resistencias básicas R2 y R3.. Su clasificación se determina en función de la ganancia de los transistores h21. Al mismo tiempo, para un funcionamiento confiable del multivibrador, el valor de la resistencia debe estar dentro del rango: 5 veces mayor que la resistencia de las resistencias del colector y menor que el producto Rк * h21. En nuestro caso Rmin = 3,6 * 5 = 18 kOhm y Rmax = 3,6 * 50 = 180 kOhm

Por tanto, los valores de resistencia Rb (R2 y R3) pueden estar en el rango de 18...180 kOhm. Primero seleccionamos el valor medio = 100 kOhm. Pero esto no es definitivo, ya que necesitamos proporcionar la frecuencia requerida del multivibrador y, como escribí anteriormente, la frecuencia del multivibrador depende directamente de las resistencias base R2 y R3, así como de la capacitancia de los condensadores.

5. Calcule las capacitancias de los condensadores C1 y C2 y, si es necesario, vuelva a calcular los valores de R2 y R3..

Los valores de la capacitancia del condensador C1 y la resistencia de la resistencia R2 determinan la duración del pulso de salida en el colector VT2. Es durante este impulso que nuestra bombilla debería encenderse. Y en la condición, la duración del pulso se fijó en 1 segundo.

Determinemos la capacitancia del capacitor: C1 = 1 seg / 100 kOhm = 10 µF

En el rango nominal se incluye un condensador con una capacidad de 10 μF, por lo que nos conviene.

Los valores de la capacitancia del condensador C2 y la resistencia de la resistencia R3 determinan la duración del pulso de salida en el colector VT1. Es durante este pulso que se produce una “pausa” en el colector VT2 y nuestra bombilla no debería encenderse. Y en la condición se especificó un período completo de 5 segundos con una duración de pulso de 1 segundo. Por tanto, la duración de la pausa es de 5 segundos – 1 segundo = 4 segundos.

Habiendo transformado la fórmula de duración de la recarga, tenemos Determinemos la capacitancia del capacitor: C2 = 4 seg / 100 kOhm = 40 µF

Un condensador con una capacidad de 40 μF no está incluido en el rango nominal, por lo que no nos conviene, y tomaremos el condensador con una capacidad de 47 μF que se acerque lo más posible a él. Pero como comprenderá, el tiempo de "pausa" también cambiará. Para evitar que esto suceda, nosotros Volvamos a calcular la resistencia de la resistencia R3. basado en la duración de la pausa y la capacitancia del condensador C2: R3 = 4 segundos / 47 µF = 85 kOhmios

Según la serie nominal, el valor más cercano de la resistencia de la resistencia es 82 kOhm.

Entonces, obtuvimos los valores de los elementos multivibradores:

R1 = 3,6 kOhm, R2 = 100 kOhm, R3 = 82 kOhm, R4 = 3,6 kOhm, C1 = 10 µF, C2 = 47 µF.

6. Calcule el valor de la resistencia R5 de la etapa de búfer..

Para eliminar la influencia en el multivibrador, la resistencia de la resistencia limitadora adicional R5 se selecciona para que sea al menos 2 veces mayor que la resistencia de la resistencia colectora R4 (y en algunos casos más). Su resistencia, junto con la resistencia de las uniones emisor-base VT3 y VT4, en este caso no afectará los parámetros del multivibrador.

R5 = R4 * 2 = 3,6 * 2 = 7,2 kOhmios

Según la serie nominal, la resistencia más cercana es de 7,5 kOhm.

Con un valor de resistencia de R5 = 7,5 kOhm, la corriente de control de la etapa buffer será igual a:

Yo controlo = (Ui.p. - Ube) / R5 = (12v - 1,2v) / 7,5 kOhm = 1,44 mA

Además, como escribí anteriormente, la capacidad de carga del colector de los transistores multivibradores no afecta su frecuencia, por lo que si no tiene dicha resistencia, puede reemplazarla con otra capacidad "cercana" (5 ... 9 kOhm ). Es mejor que esto sea en dirección decreciente, para que no se produzca una caída de la corriente de control en la etapa intermedia. Pero tenga en cuenta que la resistencia adicional es una carga adicional para el transistor VT2 del multivibrador, por lo que la corriente que fluye a través de esta resistencia se suma a la corriente de la resistencia del colector R4 y es una carga para el transistor VT2: Itotal = Ik + Icontrol. = 3,3 mA + 1,44 mA = 4,74 mA

La carga total en el colector del transistor VT2 está dentro de los límites normales. Si excede la corriente máxima del colector especificada en el libro de referencia y multiplicada por un factor de 0,8, aumente la resistencia R4 hasta que la corriente de carga se reduzca lo suficiente o use un transistor más potente.

7. Necesitamos proporcionar corriente a la bombilla. En = Рн / Ui.p. = 15W / 12V = 1,25A

Pero la corriente de control de la etapa intermedia es de 1,44 mA. La corriente del multivibrador debe aumentarse en un valor igual a la relación:

En / yo controlo = 1,25A / 0,00144A = 870 veces.

¿Cómo hacerlo? Para una amplificación significativa de la corriente de salida Utilice cascadas de transistores construidas según el circuito de "transistor compuesto". El primer transistor suele ser de baja potencia (usaremos KT361G), tiene la ganancia más alta y el segundo debe proporcionar suficiente corriente de carga (tomemos el no menos común KT814B). Luego se multiplican sus coeficientes de transmisión h21. Entonces, para el transistor KT361G h21>50 y para el transistor KT814B h21=40. Y el coeficiente de transmisión general de estos transistores conectados según el circuito de "transistor compuesto": h21 = 50 * 40 = 2000. Esta cifra es mayor que 870, por lo que estos transistores son suficientes para controlar una bombilla.

¡Bueno eso es todo!