Valikoima yksinkertaisia ​​ja tehokkaita järjestelmiä. Multivibraattorit transistoreilla Multivibraattori transistoreilla kaavion toimintaperiaate

LED-vilkku tai kuinka koota symmetrinen multivibraattori omin käsin. Symmetrisen multivibraattorin piiriä on tutkittava ja kerättävä elektroniikkakerhoissa. Multivibraattoripiiri on yksi tunnetuimmista ja sitä käytetään usein erilaisissa elektronisissa malleissa. Symmetrinen multivibraattori synnyttää käytön aikana suorakaiteen muotoisia värähtelyjä. Multivibraattorin yksinkertaisuus johtuu sen suunnittelusta - se on vain kaksi transistoria ja useita lisäelementtejä. Ohjattu toiminto kehottaa sinua kokoamaan ensimmäisen elektronisen LED-vilkkupiirisi. Jotta et joutuisi pettymään vian sattuessa, alla on yksityiskohtaiset vaiheittaiset ohjeet multivibraattorin LED-vilkun kokoamiseen valokuvien ja videoiden kanssa.

Kuinka koota LED-vilkku omin käsin

Vähän teoriaa. Multivibraattori on olennaisesti kaksivaiheinen transistoreiden VT1 ja VT2 vahvistin, jossa on positiivinen takaisinkytkentäpiiri elektrolyyttikondensaattorin C2 kautta transistoreiden VT2 ja VT1 vahvistusasteiden välissä. Tämä takaisinkytkentä muuttaa piirin oskillaattoriksi. Symmetrinen multivibraattorin nimi johtuu elementiparien R1=R2, R3=R4, C1=C2 samoista arvoista. Tällaisilla elementtien arvoilla multivibraattori tuottaa pulsseja ja taukoja samanpituisten pulssien välillä. Pulssin toistotaajuus asetetaan suuremmassa määrin parien R1=R2 ja C1=C2 arvoilla. Pulssien ja taukojen kestoa voidaan säätää LED-vilkkujen avulla. Jos elementtiparien tasa-arvoa rikotaan, multivibraattori muuttuu epäsymmetriseksi. Epäsymmetria johtuu ensisijaisesti pulssin keston ja tauon keston erosta.

Multivibraattori on koottu kahdelle transistorille, lisäksi tarvitaan neljä vastusta, kaksi elektrolyyttikondensaattoria ja kaksi LEDiä osoittamaan multivibraattorin toimintaa. Osien ja piirilevyn hankintatehtävä ratkeaa helposti. Tässä linkki valmiin osasarjan ostamiseen http://ali.pub/2bk9qh . Sarja sisältää kaikki osat, laadukkaan 28mm x 30mm piirilevyn, kaavion, kytkentäkaavion ja tekniset tiedot. Piirilevyn piirustuksessa osien sijainnissa ei käytännössä ole virheitä.

Multivibraattorin osasarjan kokoonpano

Aloitetaan piirin kokoaminen; työhön tarvitset pienitehoisen juotosraudan, juotosvirran, juotteen, sivuleikkurit ja akut. Piiri on yksinkertainen, mutta se on koottava oikein ja ilman virheitä.

1. Tarkista pakkauksen sisältö. Pura vastusten arvot värikoodilla ja asenna ne levylle.
2. Juota vastukset ja pure pois ulkonevat elektrodien jäännökset.
3. Elektrolyyttikondensaattorit on sijoitettava levylle tietyllä tavalla. Kytkentäkaavio ja piirustus taululle auttavat oikean sijoittelussa. Elektrolyyttikondensaattorit on merkitty runkoon negatiivisella elektrodilla, ja positiivinen elektrodi on hieman pidempi. Negatiivisen elektrodin sijainti levyllä on kondensaattorisymbolin varjostetussa osassa.
4. Aseta kondensaattorit levylle ja juota ne.
5. Transistorien sijoitus levylle on tiukasti avaimen mukaan.
6. LEDeillä on myös elektrodien napaisuus. Katso valokuva. Asennamme ja juotamme ne. Varo ylikuumentamasta tätä osaa juotettaessa. LED2:n plus sijaitsee lähempänä vastusta R4 (katso video).

   Ledit on asennettu multivibraattorilevyyn

7. Juota virtajohtimet napaisuuden mukaan ja syötä jännite akuista. 3 voltin syöttöjännitteellä LED-valot syttyivät yhdessä. Hetken pettymyksen jälkeen kolmesta akusta syötettiin jännite ja LEDit alkoivat vilkkua vuorotellen. Multivibraattorin taajuus riippuu syöttöjännitteestä. Koska piiri oli tarkoitus asentaa 3 voltin jännitteellä toimivaan leluun, vastukset R1 ja R2 oli korvattava 120 kOhmin vastuksilla, jolloin saavutettiin selkeä vuorotteleva vilkkuminen. Katso video.

LED-vilkkuvalo - symmetrinen multivibraattori

Symmetrisen multivibraattoripiirin käyttöalue on erittäin laaja. Multivibraattoripiirien elementtejä löytyy tietotekniikasta, radiomittaus- ja lääketieteellisistä laitteista.

Osasarjan LED-vilkkujen kokoamiseen voi ostaa seuraavasta linkistä http://ali.pub/2bk9qh . Jos haluat vakavasti harjoitella yksinkertaisten rakenteiden juottamista, Master suosittelee 9 sarjan ostamista, mikä säästää huomattavasti toimituskulujasi. Tässä linkki ostokseen http://ali.pub/2bkb42 . Mestari keräsi kaikki sarjat ja he alkoivat työskennellä. Menestystä ja taitojen kasvua juottamisessa.

Multivibraattori on ehkä suosituin laite aloittelevien radioamatöörien keskuudessa. Ja äskettäin minun piti koota sellainen yhden henkilön pyynnöstä. Vaikka en ole enää kiinnostunut tästä, en silti ollut laiska ja koonnut tuotteen artikkeliksi aloittelijoille. On hyvä, kun yksi materiaali sisältää kaikki kokoamista varten tarvittavat tiedot. erittäin yksinkertainen ja hyödyllinen asia, joka ei vaadi virheenkorjausta ja jonka avulla voit visuaalisesti tutkia transistorien, vastusten, kondensaattoreiden ja LEDien toimintaperiaatteita. Ja myös, jos laite ei toimi, kokeile itseäsi säädin-debuggerina. Kaava ei ole uusi, se on rakennettu vakioperiaatteella ja osat löytyvät mistä tahansa. Ne ovat hyvin yleisiä.

Kaavio

Mitä nyt tarvitsemme radioelementeistä kokoonpanoon:

• 2 vastusta 1 kOhm
• 2 vastusta 33 kOhm
• 2 kondensaattoria 4,7 uF 16 voltilla
• 2 kpl KT315-transistoria kirjaimilla
• 2 LEDiä 3-5 voltille
• 1 kruunun virtalähde 9 volttia

Jos et löytänyt tarvitsemiasi osia, älä huoli. Tämä piiri ei ole kriittinen luokituksille. Likimääräisten arvojen asettaminen riittää, tämä ei vaikuta työhön kokonaisuutena. Se vaikuttaa vain LEDien kirkkauteen ja vilkkumistaajuuteen. Vilkkumisaika riippuu suoraan kondensaattorien kapasitanssista. Transistorit voidaan asentaa vastaaviin pienitehoisiin n-p-n rakenteisiin. Valmistamme piirilevyn. Tekstioliittipalan koko on 40 x 40 mm, voit ottaa sen varauksella.

Tulostettava tiedostomuoto. makasi 6 ladata. Jotta asennuksessa tekisi mahdollisimman vähän virheitä, käytin tekstioliitille asentomerkintöjä. Tämä auttaa välttämään sekaannuksia kokoonpanon aikana ja lisää kauneutta yleisilmeeseen. Tältä valmis painettu piirilevy näyttää syövytettynä ja porattuna:

Asennamme osat kaavion mukaisesti, tämä on erittäin tärkeää! Tärkeintä ei ole sekoittaa transistorien ja LEDien liitäntää. Myös juottamiseen tulee kiinnittää riittävästi huomiota.

Aluksi se ei ehkä ole yhtä tyylikäs kuin teollinen, mutta sen ei tarvitse olla. Tärkeintä on varmistaa radioelementin hyvä kosketus painettuun johtimeen. Tätä varten osat on tinattava ennen juottamista. Kun komponentit on asennettu ja juotettu, tarkistamme kaikki uudelleen ja pyyhimme hartsi pois levyltä alkoholilla. Valmiin tuotteen pitäisi näyttää suunnilleen tältä:

Jos kaikki tehtiin oikein, multivibraattori alkaa vilkkua, kun virta kytketään. LEDien värin valitset itse. Selvyyden vuoksi suosittelen katsomaan videon.

Multivibraattori video

”Vilkkuvien valojemme” virrankulutus on vain 7,3 mA. Tämä sallii tämän ilmentymän käynnistämisen kruunuja"melko pitkään. Yleensä kaikki on ongelmatonta ja informatiivista, ja mikä tärkeintä, erittäin yksinkertaista! Toivon sinulle onnea ja menestystä pyrkimyksissäsi! Valmisteli Daniil Gorjatšov ( Alex 1).

Keskustele artikkelista SYMMETRINEN MULTIVIBRAATTORI LEDEILLE

Elektroniset generaattorit: multivibraattori. Tarkoitus, toimintaperiaate, sovellus.

Multivibraattorit

Multivibraattori on lähes suorakaiteen muotoinen rentoutusoskillaattori. Se on kaksivaiheinen vastusvahvistin, jossa on positiivinen takaisinkytkentä, jossa kunkin portaan lähtö on kytketty toisen tuloon. Itse nimi "multivibraattori" tulee kahdesta sanasta: "multi" - monta ja "vibraattori" - värähtelyjen lähde, koska multivibraattorin värähtelyt sisältävät suuren määrän harmonisia. Multivibraattori voi toimia itsevärähtelevässä tilassa, synkronointitilassa ja valmiustilassa. Itsevärähtelevässä tilassa multivibraattori toimii itseherättyvänä oskillaattorina, synkronointitilassa multivibraattoriin vaikuttaa ulkoisesti tahdistusjännite, jonka taajuus määrää pulssitaajuuden, ja valmiustilassa multivibraattori toimii. generaattorina ulkoisella virityksellä.

Multivibraattori itsevärähtelevässä tilassa

Kuvassa 1 on yleisin kapasitiivisilla kollektori-kantaliitännöillä varustetun transistoreihin perustuvan multivibraattorin piiri ja kuvassa 2 sen toimintaperiaatetta selostavat kaaviot. Multivibraattori koostuu kahdesta vastusten vahvistusasteesta. Kunkin portaan lähtö on kytketty toisen portaan tuloon liittimien C1 ja C2 kautta.

Riisi. 1 - Multivibraattori, joka perustuu kapasitiivisilla kollektori-pohjaliitännöillä varustettuihin transistoreihin

Multivibraattoria, jossa transistorit ovat identtisiä ja symmetristen elementtien parametrit ovat samat, kutsutaan symmetriseksi. Sen värähtelyjakson molemmat osat ovat yhtä suuret ja käyttösuhde on 2. Jos joku on unohtanut, mikä on käyttösuhde, muistutan: käyttöjakso on toistojakson suhde pulssin kestoon Q = T ja /t ja . Käyttöjakson käänteislukua kutsutaan käyttöjaksoksi. Joten jos parametreissa on eroja, multivibraattori on epäsymmetrinen.

Itsevärähtelevässä multivibraattorissa on kaksi kvasi-tasapainotilaa, kun toinen transistoreista on saturaatiotilassa, toinen katkaisutilassa ja päinvastoin. Nämä olosuhteet eivät ole vakaat. Piirin siirtyminen tilasta toiseen tapahtuu kuin lumivyöry syvän PIC:n vuoksi.

Riisi. 2 - Kaaviot, jotka selittävät symmetrisen multivibraattorin toiminnan

Oletetaan, että kun virta kytketään päälle, transistori VT1 on auki ja kyllästetty vastuksen R3 läpi kulkevalla virralla. Sen kollektorin jännite on minimaalinen. Lauhdutin C1 on tyhjä. Transistori VT2 on kiinni ja kondensaattori C2 latautuu. Jännite johtimessa C1 pyrkii nollaan, ja transistorin VT2 kannan potentiaali muuttuu vähitellen positiiviseksi ja VT2 alkaa avautua. Jännite sen kollektorissa laskee ja kondensaattori C2 alkaa purkaa, transistori VT1 sulkeutuu. Prosessi toistetaan sitten loputtomiin.

Piiriparametrien tulee olla seuraavat: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Pulssin kesto määritetään kaavalla:

Pulssijakso määritetään:

No, määrittääksesi taajuuden, sinun on jaettava yksi tällä paskalla (katso yllä).

Lähtöpulssit otetaan yhden transistorin kollektorista, ja mistä sillä ei ole väliä. Toisin sanoen piirissä on kaksi lähtöä.

Transistorikollektorista poistettujen multivibraattorin lähtöpulssien muotoa voidaan parantaa sisällyttämällä kollektoripiireihin eristys- (irrotus)diodeja, kuten kuvassa 3. Näiden diodien kautta on kytketty lisävastukset R d1 ja R d2 rinnan keräilijän kuormat.

Riisi. 3 - Multivibraattori, jossa on parannettu lähtöpulssin muoto

Tässä piirissä, kun yksi transistoreista on suljettu ja kollektoripotentiaalia laskettu, myös sen kollektoriin kytketty diodi sulkeutuu ja irrottaa kondensaattorin kollektoripiiristä. Kondensaattorin varaus tapahtuu ylimääräisen vastuksen Rd kautta, ei kollektoripiirin vastuksen kautta, ja sammutustransistorin kollektoripotentiaalista tulee melkein yhtäkkiä yhtä suuri kuin Ec. Pulssirintamien maksimikesto kollektoripiireissä määräytyy pääasiassa transistorien taajuusominaisuuksien perusteella.

Tämän järjestelmän avulla on mahdollista saada lähes suorakaiteen muotoisia pulsseja, mutta sen haittoja ovat alhaisempi maksimikäyttöjakso ja mahdottomuus säätää tasaisesti värähtelyjaksoa.

Kuva 4 esittää nopean multivibraattorin piiriä, joka tarjoaa korkean taajuuden itsevärähtelyjä.

Riisi. 4 - Nopea multivibraattori

Tässä piirissä vastukset R2, R4 on kytketty rinnan kondensaattoreiden C1 ja C2 kanssa, ja vastukset R1, R3, R4, R6 muodostavat jännitteenjakajia, jotka stabiloivat avoimen transistorin kantapotentiaalin (kun jakajavirta on suurempi kuin perusvirta). Kun multivibraattori kytketään, kylläisen transistorin kantavirta muuttuu terävämmin kuin aiemmin käsitellyissä piireissä, mikä lyhentää kannan varausten resorptioaikaa ja nopeuttaa transistorin poistumista kyllästymisestä.

Odottaa multivibraattoria

Itsevärähtelevässä tilassa toimiva multivibraattori, jolla ei ole stabiilia tasapainotilaa, voidaan muuttaa multivibraattoriksi, jossa on yksi vakaa asento ja yksi epävakaa asento. Tällaisia ​​piirejä kutsutaan valmiustilan multivibraattoreiksi tai yhden laukauksen multivibraattoreiksi, yksipulssisiksi multivibraattoreiksi, rentoutumisreleiksi tai kipp-releiksi. Piiri siirtyy stabiilista tilasta epävakaaseen tilaan ulkoisen liipaisupulssin vaikutuksesta. Piiri pysyy epävakaassa asennossa jonkin aikaa parametreistaan ​​riippuen ja palaa sitten automaattisesti, äkillisesti alkuperäiseen vakaaseen tilaan.

Valmiustilan saamiseksi multivibraattorissa, jonka piiri on esitetty kuvassa. 1, sinun täytyy heittää pois pari osaa ja vaihtaa ne kuvan 1 mukaisesti. 5.

Riisi. 5 - Odottaa multivibraattoria

Alkuperäisessä vakaassa tilassa transistori VT1 on kiinni. Kun riittävän amplitudinen positiivinen laukaisupulssi saapuu piirin tuloon, kollektorivirta alkaa kulkea transistorin läpi. Jännitteen muutos transistorin VT1 kollektorissa välitetään kondensaattorin C2 kautta transistorin VT2 kannalle. PIC:n (vastuksen R4 kautta) ansiosta lumivyörymäinen prosessi lisääntyy, mikä johtaa transistorin VT2 sulkeutumiseen ja transistorin VT1 avautumiseen. Piiri pysyy tässä epävakaassa tasapainotilassa, kunnes kondensaattori C2 purkautuu vastuksen R2 ja johtavan transistorin VT1 kautta. Kondensaattorin purkamisen jälkeen transistori VT2 avautuu ja VT1 sulkeutuu ja piiri palaa alkuperäiseen tilaan.

Generaattorien estäminen

Estooskillaattori on lyhytkestoisten pulssien yksivaiheinen relaksaatiogeneraattori, jolla on vahva induktiivinen positiivinen takaisinkytkentä, jonka pulssimuuntaja tuottaa. Estogeneraattorin tuottamilla pulsseilla on suuri nousu- ja laskujyrkkyys ja ne ovat muodoltaan lähellä suorakaiteen muotoisia. Pulssin kesto voi vaihdella useista kymmenistä ns useisiin satoihin mikrosekunteihin. Tyypillisesti estogeneraattori toimii korkean käyttöjakson tilassa, ts. pulssien kesto on paljon lyhyempi kuin niiden toistojakso. Käyttömäärä voi olla useista sadaista kymmeniin tuhansiin. Transistori, johon estogeneraattori on asennettu, avautuu vain pulssin generoinnin ajaksi ja on suljettuna muun ajan. Siksi suurella käyttöjaksolla aika, jonka transistori on auki, on paljon lyhyempi kuin aika, jonka aikana se on suljettu. Transistorin lämpötila riippuu kollektorissa hajoavasta keskimääräisestä tehosta. Estooskillaattorin korkeasta käyttöjaksosta johtuen voidaan saavuttaa erittäin suuri teho pienten ja keskitehoisten pulssien aikana.

Korkealla käyttöjaksolla estooskillaattori toimii erittäin taloudellisesti, koska transistori kuluttaa energiaa virtalähteestä vain lyhyen pulssinmuodostusajan aikana. Aivan kuten multivibraattori, estävä oskillaattori voi toimia itsevärähtelevässä, valmiustilassa ja synkronointitilassa.

Itsevärähtelevä tila

Estogeneraattorit voidaan koota käyttämällä transistoreja, jotka on kytketty piiriin OE:n kanssa tai piiriin, jossa on OB. Piiriä, jossa on OE, käytetään useammin, koska sen avulla saadaan aikaan parempi muoto generoiduista pulsseista (lyhyempi nousuaika), vaikka piiri OB:lla on vakaampi transistorin parametrien muutoksien suhteen.

Estooskillaattoripiiri on esitetty kuvassa. 1.

Riisi. 1 - Estogeneraattori

Estogeneraattorin toiminta voidaan jakaa kahteen vaiheeseen. Ensimmäisessä vaiheessa, joka vie suurimman osan värähtelyjaksosta, transistori on kiinni, ja toisessa vaiheessa transistori on auki ja pulssi muodostuu. Ensimmäisen vaiheen transistorin suljettua tilaa ylläpitää kondensaattorin C1 jännite, joka on ladattu kantavirralla edellisen pulssin generoinnin aikana. Ensimmäisessä vaiheessa kondensaattori puretaan hitaasti vastuksen R1 suuren resistanssin kautta, jolloin transistorin VT1 kantaan syntyy lähellä nollaa oleva potentiaali ja se pysyy kiinni.

Kun kannan jännite saavuttaa transistorin avautumiskynnyksen, se avautuu ja virta alkaa kulkea muuntajan T kollektorikäämin I läpi. Tällöin kantakäämiin II indusoituu jännite, jonka napaisuuden tulee olla sellainen, että se muodostaa kannalle positiivisen potentiaalin. Jos käämit I ja II on kytketty väärin, estooskillaattori ei generoi. Se tarkoittaa, että yhden käämin päät on vaihdettava, olipa sitten mikä tahansa.

MULTIVIBRAATTORI

Multivibraattori. Olen varma, että monet ihmiset aloittivat radioamatööritoimintansa tällä järjestelmällä.Tämä oli myös ensimmäinen kaavioni - vaneripala, nauloilla reiät, osien johdot kierrettiin langalla juotosraudan puuttuessa.Ja kaikki toimi loistavasti!

LEDejä käytetään kuormana. Kun multivibraattori toimii, LED-valot vaihtuvat.

Kokoaminen vaatii vähintään osia. Tässä on lista:

1. - Vastukset 500 Ohm - 2 kpl
2. - Vastukset 10 kOhm - 2 kpl
3. - Elektrolyyttikondensaattori 1 uF 16 voltille - 2 kpl
4. - Transistori KT972A - 2 kpl (toimii myös KT815 tai KT817), KT315 on myös mahdollista, jos virta on enintään 25mA.
5. - LED - mitkä tahansa 2 kpl
6. - Virtalähde 4,5 - 15 volttia.

Kuvassa on yksi LED jokaisessa kanavassa, mutta useita voidaan kytkeä rinnan. Tai sarjassa (5 kappaleen ketju), mutta silloin virtalähde on vähintään 15 volttia.

KT972A-transistorit ovat komposiittitransistoreja, eli niiden kotelossa on kaksi transistoria ja se on erittäin herkkä ja kestää huomattavaa virtaa ilman jäähdytyselementtiä.

Kokeiden suorittamiseksi sinun ei tarvitse valmistaa piirilevyä, voit koota kaiken pinta-asennuksella. Juotos kuvien mukaisesti.

Piirustukset on tehty erityisesti eri kulmista ja voit tarkastella yksityiskohtaisesti kaikkia asennuksen yksityiskohtia.

Tässä artikkelissa puhumme multivibraattorista, sen toiminnasta, kuorman kytkemisestä multivibraattoriin ja transistorisymmetrisen multivibraattorin laskemisesta.

Multivibraattori on yksinkertainen suorakaiteen muotoinen pulssigeneraattori, joka toimii itseoskillaattoritilassa. Käyttääksesi sitä tarvitset vain virtaa akusta tai muusta virtalähteestä. Tarkastellaan yksinkertaisinta symmetristä multivibraattoria transistoreilla. Sen kaavio on esitetty kuvassa. Multivibraattori voi olla monimutkaisempi riippuen tarvittavista toiminnoista, mutta kaikki kuvassa esitetyt elementit ovat pakollisia, ilman niitä multivibraattori ei toimi.

Symmetrisen multivibraattorin toiminta perustuu kondensaattorien varaus-purkausprosesseihin, jotka yhdessä vastusten kanssa muodostavat RC-piirejä.

Kirjoitin aiemmin RC-piirien toiminnasta artikkelissani Kondensaattori, jonka voit lukea verkkosivustoltani. Internetistä, jos löydät materiaalia symmetrisestä multivibraattorista, se esitetään lyhyesti eikä ymmärrettävästi. Tämä seikka ei anna aloittelevien radioamatöörien ymmärtää mitään, vaan auttaa vain kokeneita elektroniikkainsinöörejä muistamaan jotain. Erään sivustoni vierailijan pyynnöstä päätin poistaa tämän aukon.

Miten multivibraattori toimii?

Tehonsyötön alkuhetkellä kondensaattorit C1 ja C2 purkautuvat, joten niiden virtavastus on pieni. Kondensaattorien alhainen resistanssi johtaa transistorien "nopeaan" avautumiseen virran aiheuttamana:

— VT2 polkua pitkin (näkyy punaisella): "+ teholähde > vastus R1 > purkautuneen C1:n pieni resistanssi > kanta-emitteriliitos VT2 > — virtalähde";

— VT1 polulla (näkyy sinisellä): "+ teholähde > vastus R4 > purkautuneen C2:n pieni resistanssi > kanta-emitteriliitos VT1 > — virtalähde."

Tämä on multivibraattorin "epävakaa" toimintatapa. Se kestää hyvin lyhyen ajan, jonka määrää vain transistorien nopeus. Eikä ole olemassa kahta parametriltaan täysin identtistä transistoria. Kumpi transistori aukeaa nopeammin, pysyy auki - "voittaja". Oletetaan, että kaaviossamme se osoittautuu VT2:ksi. Sitten purkautuneen kondensaattorin C2 alhaisen resistanssin ja kollektori-emitteriliitoksen VT2 pienen vastuksen kautta transistorin VT1 kanta oikosuljetaan emitteriin VT1. Seurauksena on, että transistori VT1 pakotetaan sulkeutumaan - "tule tappiolle".

Koska transistori VT1 on kiinni, kondensaattorin C1 "nopea" lataus tapahtuu polulla: "+ teholähde > vastus R1 > purkautuneen C1:n pieni resistanssi > kanta-emitteriliitos VT2 > — virtalähde." Tämä lataus tapahtuu lähes virtalähteen jännitteeseen asti.

Samanaikaisesti kondensaattori C2 ladataan käänteisellä polariteetilla polkua pitkin: "+ virtalähde > vastus R3 > purkautuneen C2:n pieni resistanssi > kollektori-emitteriliitos VT2 > — virtalähde." Latauksen kesto määräytyy luokituksen R3 ja C2 mukaan. Ne määrittävät ajan, jolloin VT1 on suljetussa tilassa.

Kun kondensaattori C2 ladataan jännitteeseen, joka on suunnilleen yhtä suuri kuin 0,7-1,0 voltin jännite, sen vastus kasvaa ja transistori VT1 avautuu jännitteellä, jota syötetään pitkin polkua: “+ teholähde > vastus R3 > kanta-emitteriliitos VT1 > - virtalähde." Tässä tapauksessa varatun kondensaattorin C1 jännite avoimen kollektori-emitteriliitoksen VT1 kautta syötetään transistorin VT2 emitteri-kantaliitokseen käänteisellä polariteetilla. Tämän seurauksena VT2 sulkeutuu ja virta, joka on aiemmin kulkenut avoimen kollektori-emitteriliitoksen VT2 kautta, kulkee piirin läpi: “+ teholähde > vastus R4 > pieni vastus C2 > kanta-emitteriliitos VT1 > — virtalähde. ” Tämä piiri lataa nopeasti kondensaattorin C2. Tästä hetkestä lähtien "steady-state" -itsegenerointitila alkaa.

Symmetrisen multivibraattorin toiminta "steady-state" -generointitilassa

Multivibraattorin ensimmäinen puolijakso (värähtely) alkaa.

Kun transistori VT1 on auki ja VT2 kiinni, kuten juuri kirjoitin, kondensaattori C2 latautuu nopeasti (yhden napaisuuden 0,7...1,0 voltin jännitteestä vastakkaisen napaisuuden virtalähteen jännitteeseen) pitkin piiriä : "+ virtalähde > vastus R4 > pieni vastus C2 > kanta-emitteriliitos VT1 > - virtalähde." Lisäksi kondensaattori C1 latautuu hitaasti (yhden napaisuuden virtalähteen jännitteestä 0,7...1,0 voltin jännitteeseen päinvastaiseen napaisuuteen) pitkin piiriä: “+ teholähde > vastus R2 > oikea levy C1 > vasen. levy C1 > transistorin VT1 kollektori-emitteri liitos > - - virtalähde."

Kun C1:n uudelleenlatauksen seurauksena VT2:n kannan jännite saavuttaa +0,6 voltin arvon suhteessa VT2:n emitteriin, transistori avautuu. Siksi varatun kondensaattorin C2 jännite avoimen kollektori-emitteriliitoksen VT2 kautta syötetään transistorin VT1 emitteri-kantaliitokseen käänteisellä polariteetilla. VT1 sulkeutuu.

Multivibraattorin toinen puolijakso (värähtely) alkaa.

Kun transistori VT2 on auki ja VT1 kiinni, kondensaattori C1 latautuu nopeasti (yhden napaisuuden 0,7...1,0 voltin jännitteestä vastakkaisen napaisuuden virtalähteen jännitteeseen) pitkin piiriä: “+ virtalähde > vastus R1 > pieni vastus C1 > perusemitteriliitos VT2 > - virtalähde." Lisäksi kondensaattori C2 latautuu hitaasti (yhden napaisuuden virtalähteen jännitteestä 0,7...1,0 voltin jännitteeseen, jonka napaisuus on vastakkainen) pitkin piiriä: "C2:n oikea levy > kollektori-emitteri liitos transistori VT2 > - virtalähde > + lähdeteho > vastus R3 > vasen levy C2". Kun jännite VT1:n kannalla saavuttaa +0,6 volttia suhteessa VT1:n emitteriin, transistori avautuu. Siksi varatun kondensaattorin C1 jännite avoimen kollektori-emitteriliitoksen VT1 kautta syötetään transistorin VT2 emitteri-kantaliitokseen käänteisellä polariteetilla. VT2 sulkeutuu. Tässä vaiheessa multivibraattorin värähtelyn toinen puolijakso päättyy ja ensimmäinen puolijakso alkaa uudelleen.

Prosessi toistetaan, kunnes multivibraattori irrotetaan virtalähteestä.

Menetelmät kuorman liittämiseksi symmetriseen multivibraattoriin

Suorakulmaiset pulssit poistetaan symmetrisen multivibraattorin kahdesta pisteestä- transistorikollektorit. Kun yhdessä kollektorissa on "korkea" potentiaali, toisessa kerääjässä on "matala" potentiaali (se puuttuu) ja päinvastoin - kun yhdessä lähdössä on "matala" potentiaali, on "korkea" potentiaali toisaalta. Tämä näkyy selvästi alla olevasta aikakaaviosta.

Multivibraattorin kuorma on kytkettävä rinnan yhden kollektorivastuksen kanssa, mutta ei missään tapauksessa rinnan kollektori-emitteritransistoriliitoksen kanssa. Transistoria ei voi ohittaa kuormalla. Jos tämä ehto ei täyty, vähintään pulssien kesto muuttuu, ja enintään multivibraattori ei toimi. Alla oleva kuva näyttää, kuinka kuorma kytketään oikein ja miten sitä ei tehdä.

Jotta kuorma ei vaikuttaisi itse multivibraattoriin, sillä on oltava riittävä tulovastus. Tähän tarkoitukseen käytetään yleensä puskuritransistoriasteita.

Esimerkki osoittaa matalaimpedanssisen dynaamisen pään yhdistäminen multivibraattoriin. Lisävastus lisää puskuriasteen tuloresistanssia ja eliminoi siten puskuriasteen vaikutuksen multivibraattoritransistoriin. Sen arvon tulee olla vähintään 10 kertaa kollektorivastuksen arvo. Kahden transistorin yhdistäminen "komposiittitransistori" -piiriin lisää merkittävästi lähtövirtaa. Tässä tapauksessa on oikein kytkeä puskuriasteen kanta-emitteripiiri rinnakkain multivibraattorin kollektorivastuksen kanssa, ei rinnakkain multivibraattoritransistorin kollektori-emitteriliitoksen kanssa.

Korkeaimpedanssisen dynaamisen pään liittämiseen multivibraattoriin puskurivaihetta ei tarvita. Pää on kytketty yhden kollektorivastuksen sijaan. Ainoa ehto, joka on täytettävä, on, että dynaamisen pään läpi kulkeva virta ei saa ylittää transistorin maksimikollektorivirtaa.

Jos haluat liittää tavalliset LEDit multivibraattoriin– ”vilkkuvan valon” tekemiseen, puskurikaskadeja ei tarvita tähän. Ne voidaan kytkeä sarjaan kollektorivastusten kanssa. Tämä johtuu siitä, että LED-virta on pieni ja jännitehäviö sen yli käytön aikana on enintään yksi voltti. Siksi niillä ei ole vaikutusta multivibraattorin toimintaan. Totta, tämä ei koske superkirkkaita LEDejä, joiden käyttövirta on suurempi ja jännitehäviö voi olla 3,5 - 10 volttia. Mutta tässä tapauksessa on ulospääsy - lisää syöttöjännitettä ja käytä suuritehoisia transistoreja, jotka tarjoavat riittävän kollektorivirran.

Huomaa, että oksidi- (elektrolyytti)kondensaattorit on kytketty positiivillaan transistorien keräilijöihin. Tämä johtuu siitä, että bipolaaristen transistorien kannoilla jännite ei nouse yli 0,7 voltin emitteriin nähden, ja meidän tapauksessamme emitterit ovat virtalähteen miinus. Mutta transistorien keräilijöissä jännite muuttuu melkein nollasta virtalähteen jännitteeseen. Oksidikondensaattorit eivät pysty suorittamaan tehtäväänsä, kun ne on kytketty käänteisellä polariteetilla. Luonnollisesti, jos käytät erilaisen rakenteen transistoreita (ei N-P-N, vaan P-N-P-rakenteita), virtalähteen napaisuuden muuttamisen lisäksi sinun on käännettävä LEDit katodeilla "ylös piirissä" ja kondensaattorit plussat transistorien kannaksiin.

Selvitetään se nyt Mitkä multivibraattorielementtien parametrit määräävät multivibraattorin lähtövirrat ja generointitaajuuden?

Mihin kollektorivastusten arvot vaikuttavat? Olen nähnyt joissakin keskinkertaisissa Internet-artikkeleissa, että kollektorivastusten arvot eivät vaikuta merkittävästi multivibraattorin taajuuteen. Tämä kaikki on täyttä hölynpölyä! Jos multivibraattori on laskettu oikein, näiden vastusten arvojen poikkeama yli viisi kertaa lasketusta arvosta ei muuta multivibraattorin taajuutta. Tärkeintä on, että niiden vastus on pienempi kuin perusvastukset, koska kollektorivastukset tarjoavat kondensaattorien nopean latauksen. Mutta toisaalta, kollektorivastusten arvot ovat tärkeimmät virrankulutuksen laskemiseen virtalähteestä, jonka arvo ei saa ylittää transistorien tehoa. Jos katsot sitä, oikein kytkettynä niillä ei ole edes suoraa vaikutusta multivibraattorin lähtötehoon. Mutta kytkentöjen välinen kesto (multibraattorin taajuus) määräytyy kondensaattoreiden "hitaalla" uudelleenlatauksella. Latausaika määräytyy RC-piirien - kantavastukset ja kondensaattorit (R2C1 ja R3C2) - arvoista.

Multivibraattori, vaikka sitä kutsutaan symmetriseksi, viittaa vain sen rakenteen piiriin, ja se voi tuottaa kestoltaan sekä symmetrisiä että epäsymmetrisiä lähtöpulsseja. VT1-kollektorin pulssin kesto (korkea taso) määräytyy arvoilla R3 ja C2, ja pulssin kesto (korkea taso) VT2-kollektorissa määritetään arvoilla R2 ja C1.

Kondensaattorien latausaika määritetään yksinkertaisella kaavalla, jossa Tau– pulssin kesto sekunneissa, R- vastuksen vastus ohmeina, KANSSA– Faradsin kondensaattorin kapasitanssi:

Joten, jos et ole jo unohtanut, mitä tässä artikkelissa kirjoitettiin pari kappaletta aikaisemmin:

Jos tasa-arvo on olemassa R2 = R3 Ja C1 = C2, multivibraattorin lähdöissä on "meander" - suorakaiteen muotoisia pulsseja, joiden kesto on yhtä suuri kuin pulssien väliset tauot, jotka näet kuvassa.

Multivibraattorin koko värähtelyjakso on T yhtä suuri kuin pulssin ja tauon kestojen summa:

Värähtelytaajuus F(Hz) suhteessa jaksoon T(s) suhteen kautta:

Yleensä, jos Internetissä on laskelmia radiopiireistä, ne ovat niukkoja. Siksi Lasketaan esimerkin avulla symmetrisen multivibraattorin elementit .

Kuten kaikki transistorin vaiheet, laskenta on suoritettava lopusta - lähdöstä. Ja lähdössä meillä on puskurivaihe, sitten on kollektorivastuksia. Kokoojavastukset R1 ja R4 suorittavat transistorien kuormituksen. Kollektorivastukset eivät vaikuta generointitaajuuteen. Ne lasketaan valittujen transistorien parametrien perusteella. Joten ensin lasketaan kollektorivastukset, sitten kantavastukset, sitten kondensaattorit ja sitten puskuriaste.

Transistorisymmetrisen multivibraattorin laskentamenetelmä ja esimerkki

Alkutiedot:

Syöttöjännite Ui.p. = 12 V.

Vaadittu multivibraattorin taajuus F = 0,2 Hz (T = 5 sekuntia), ja pulssin kesto on yhtä suuri kuin 1 (yksi sekunti.

Kuormana käytetään auton hehkulamppua. 12 volttia, 15 wattia.

Kuten arvasit, laskemme "vilkkuvan valon", joka vilkkuu kerran viidessä sekunnissa ja hehkun kesto on 1 sekunti.

Transistorien valinta multivibraattorille. Meillä on esimerkiksi neuvostoajan yleisimmät transistorit KT315G.

Heille: Pmax = 150 mW; Imax = 150 mA; h21>50.

Puskurivaiheen transistorit valitaan kuormitusvirran perusteella.

Jotta kaaviota ei kuvata kahdesti, olen jo allekirjoittanut kaavion elementtien arvot. Niiden laskelma esitetään tarkemmin päätöksessä.

Ratkaisu:

1. Ensinnäkin sinun on ymmärrettävä, että transistorin käyttäminen suurilla virroilla kytkentätilassa on turvallisempaa itse transistorille kuin käyttö vahvistustilassa. Siksi siirtymätilan tehoa ei tarvitse laskea silloin, kun vaihtosignaali kulkee transistorin staattisen tilan toimintapisteen "B" läpi - siirtyminen avoimesta tilasta suljettuun tilaan ja takaisin . Bipolaarisille transistoreille rakennetuissa pulssipiireissä teho lasketaan yleensä avoimessa tilassa oleville transistoreille.

Ensin määritetään transistorien maksimitehohäviö, jonka tulisi olla 20 prosenttia pienempi (tekijä 0,8) kuin viitekirjassa ilmoitettu transistorin maksimiteho. Mutta miksi meidän täytyy ajaa multivibraattori suurten virtojen jäykkään kehykseen? Ja jopa lisääntyneellä teholla energiankulutus virtalähteestä on suuri, mutta siitä on vain vähän hyötyä. Siksi, kun olemme määrittäneet transistorien suurimman tehohäviön, vähennämme sitä 3 kertaa. Tehonhäviön vähentäminen edelleen ei ole toivottavaa, koska bipolaarisiin transistoreihin perustuvan multivibraattorin toiminta matalavirtatilassa on "epävakaa" ilmiö. Jos virtalähdettä ei käytetä vain multivibraattorille tai se ei ole täysin vakaa, myös multivibraattorin taajuus "kelluu".

Määritämme suurimman tehohäviön: Pdis.max = 0,8 * Pmax = 0,8 * 150 mW = 120 mW

Määritämme nimellishajotetun tehon: Pdis.nom. = 120 / 3 = 40 mW

2. Määritä kollektorin virta avoimessa tilassa: Ik0 = Pdis.nom. / Ui.p. = 40mW / 12V = 3,3mA

Otetaan se suurimmaksi kollektorivirraksi.

3. Selvitetään kollektorikuorman resistanssin ja tehon arvo: Rk.total = Ui.p./Ik0 = 12V/3,3mA = 3,6 kOhm

Valitsemme olemassa olevasta nimellisalueesta vastukset, jotka ovat mahdollisimman lähellä 3,6 kOhmia. Vastusten nimellissarjan nimellisarvo on 3,6 kOhm, joten laskemme ensin multivibraattorin kollektorivastusten R1 ja R4 arvon: Rк = R1 = R4 = 3,6 kOhm.

Kollektorivastusten R1 ja R4 teho on yhtä suuri kuin transistorien nimellistehohäviö Pras.nom. = 40 mW. Käytämme vastuksia, joiden teho ylittää määritellyn Pras.nom. - tyyppi MLT-0.125.

4. Siirrytään perusvastusten R2 ja R3 laskemiseen. Niiden luokitus määräytyy transistorien h21 vahvistuksen perusteella. Samanaikaisesti multivibraattorin luotettavan toiminnan varmistamiseksi resistanssiarvon on oltava alueella: 5 kertaa suurempi kuin kollektorivastusten vastus ja pienempi kuin tuote Rк * h21. Meidän tapauksessamme Rmin = 3,6 * 5 = 18 kOhm ja Rmax = 3,6 * 50 = 180 kOhm

Siten vastuksen Rb (R2 ja R3) arvot voivat olla välillä 18...180 kOhm. Valitsemme ensin keskiarvon = 100 kOhm. Mutta se ei ole lopullinen, koska meidän on tarjottava multivibraattorin vaadittu taajuus, ja kuten aiemmin kirjoitin, multivibraattorin taajuus riippuu suoraan kantavastuksista R2 ja R3 sekä kondensaattoreiden kapasitanssista.

5. Laske kondensaattorien C1 ja C2 kapasitanssit ja tarvittaessa laske uudelleen R2:n ja R3:n arvot.

Kondensaattorin C1 kapasitanssin ja vastuksen R2 resistanssin arvot määräävät lähtöpulssin keston kollektorissa VT2. Tämän impulssin aikana meidän lamppumme pitäisi syttyä. Ja tilassa pulssin kesto oli asetettu 1 sekuntiin.

Määritetään kondensaattorin kapasitanssi: C1 = 1 sek / 100 kOhm = 10 µF

Kondensaattori, jonka kapasiteetti on 10 μF, sisältyy nimellisalueeseen, joten se sopii meille.

Kondensaattorin C2 kapasitanssin ja vastuksen R3 resistanssin arvot määräävät lähtöpulssin keston kollektorissa VT1. Juuri tämän pulssin aikana VT2-keräimessä on "tauko", eikä lamppumme pitäisi syttyä. Ja tilassa määritettiin täysi 5 sekunnin jakso ja pulssin kesto 1 sekunti. Siksi tauon kesto on 5 sekuntia – 1 sekunti = 4 sekuntia.

Muutettuamme latauksen kestokaavan, me Määritetään kondensaattorin kapasitanssi: C2 = 4 sek / 100 kOhm = 40 µF

Kondensaattori, jonka kapasiteetti on 40 μF, ei sisälly nimellisalueeseen, joten se ei sovi meille, ja otamme kondensaattorin, jonka kapasiteetti on 47 μF, mahdollisimman lähellä sitä. Mutta kuten ymmärrät, myös "tauko"-aika muuttuu. Tämän estämiseksi me Lasketaan vastuksen R3 resistanssi uudelleen tauon keston ja kondensaattorin C2 kapasitanssin perusteella: R3 = 4 s / 47 µF = 85 kOhm

Nimellissarjan mukaan vastuksen resistanssin lähin arvo on 82 kOhm.

Joten saimme multivibraattorielementtien arvot:

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

6. Laske puskuriportaan vastuksen R5 arvo.

Multivibraattoriin kohdistuvan vaikutuksen poistamiseksi ylimääräisen rajoitusvastuksen R5 resistanssi valitaan vähintään 2 kertaa suuremmiksi kuin kollektorivastuksen R4 vastus (ja joissakin tapauksissa enemmän). Sen vastus yhdessä emitteri-kantaliitosten VT3 ja VT4 resistanssin kanssa ei tässä tapauksessa vaikuta multivibraattorin parametreihin.

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

Nimellissarjan mukaan lähin vastus on 7,5 kOhm.

Kun vastuksen arvo on R5 = 7,5 kOhm, puskurin portaan ohjausvirta on yhtä suuri:

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

Lisäksi, kuten aiemmin kirjoitin, multivibraattoritransistoreiden kollektorikuormitus ei vaikuta sen taajuuteen, joten jos sinulla ei ole tällaista vastusta, voit korvata sen toisella ”suljetulla” arvolla (5 ... 9 kOhm). ). On parempi, jos tämä on laskusuuntainen, jotta puskurivaiheen ohjausvirta ei putoa. Mutta muista, että lisävastus on lisäkuorma multivibraattorin transistorille VT2, joten tämän vastuksen läpi kulkeva virta summautuu kollektorivastuksen R4 virtaan ja on kuormitus transistorille VT2: Yhteensä = Ik + Icontrol. = 3,3 mA + 1,44 mA = 4,74 mA

Transistorin VT2 kollektorin kokonaiskuorma on normaaleissa rajoissa. Jos se ylittää viitekirjassa määritellyn maksimikollektorivirran ja kerrottuna kertoimella 0,8, lisää vastusta R4, kunnes kuormitusvirta pienenee riittävästi, tai käytä tehokkaampaa transistoria.

7. Meidän on annettava virtaa hehkulampulle In = Рн / Ui.p. = 15 W / 12 V = 1,25 A

Mutta puskuriportaan ohjausvirta on 1,44 mA. Multivibraattorin virtaa on lisättävä arvolla, joka on yhtä suuri kuin suhde:

In / Icontrol = 1,25A / 0,00144A = 870 kertaa.

Kuinka tehdä se? Merkittävään lähtövirran vahvistukseen käytä "komposiittitransistori" -piirin mukaan rakennettuja transistorikaskadeja. Ensimmäinen transistori on yleensä pienitehoinen (käytämme KT361G:tä), sillä on suurin vahvistus, ja toisen on tarjottava riittävä kuormavirta (otetaan yhtä yleinen KT814B). Sitten niiden lähetyskertoimet h21 kerrotaan. Eli KT361G-transistorille h21>50 ja KT814B-transistorille h21=40. Ja näiden "komposiittitransistori"-piirin mukaan kytkettyjen transistorien yleinen siirtokerroin: h21 = 50 * 40 = 2000. Tämä luku on suurempi kuin 870, joten nämä transistorit riittävät hehkulampun ohjaamiseen.

No, siinä kaikki!