Une sélection de schémas simples et efficaces. Schéma de fonctionnement des multivibrateurs sur transistors Schéma de fonctionnement du multivibrateur sur transistors

Clignotant LED ou comment assembler un multivibrateur symétrique de vos propres mains. Le circuit d'un multivibrateur symétrique doit être étudié et collecté dans des clubs d'électronique. Le circuit multivibrateur est l’un des plus connus et souvent utilisé dans diverses conceptions électroniques. Un multivibrateur symétrique pendant le fonctionnement génère des oscillations de forme proche du rectangulaire. La simplicité du multivibrateur tient à sa conception: il ne s'agit que de deux transistors et de plusieurs éléments supplémentaires. L'assistant vous propose d'assembler votre premier circuit électronique de clignotant LED. Afin de ne pas être déçu en cas de panne, vous trouverez ci-dessous des instructions détaillées étape par étape pour assembler un clignotant LED multivibrateur avec des illustrations photo et vidéo.

Comment assembler un clignotant LED de vos propres mains

Un peu de théorie. Un multivibrateur est essentiellement un amplificateur à deux étages sur les transistors VT1 et VT2 avec un circuit de rétroaction positive via un condensateur électrolytique C2 entre les étages d'amplification sur les transistors VT2 et VT1. Cette rétroaction transforme le circuit en oscillateur. Le nom de multivibrateur symétrique est dû aux mêmes valeurs des paires d'éléments R1=R2, R3=R4, C1=C2. Avec de telles valeurs des éléments, le multivibrateur générera des impulsions et des pauses entre des impulsions de durée égale. Le taux de répétition des impulsions est davantage déterminé par les valeurs des paires R1=R2 et C1=C2. La durée des impulsions et des pauses peut être contrôlée par des flashs LED. Si l'égalité des paires d'éléments est violée, le multivibrateur devient asymétrique. L'asymétrie sera due principalement à la différence de durée du pouls et de durée de la pause.

Le multivibrateur est monté sur deux transistors ; de plus, quatre résistances, deux condensateurs électrolytiques et deux LED sont nécessaires pour indiquer le fonctionnement du multivibrateur. La tâche d'acheter des pièces et un circuit imprimé est facilement résolue. Voici un lien pour acheter un ensemble de pièces prêtes à l'emploi http://ali.pub/2bk9qh . Le kit comprend toutes les pièces, un circuit imprimé de bonne qualité de 28 mm x 30 mm, un schéma, un schéma de câblage et une fiche technique. Il n'y a pratiquement aucune erreur dans l'emplacement des pièces sur le dessin du circuit imprimé.

Composition du kit de pièces multivibrateur

Commençons par assembler le circuit : pour le travail, vous aurez besoin d'un fer à souder de faible puissance, d'un flux à souder, de soudure, d'une pince coupante et de piles. Le circuit est simple, mais il doit être assemblé correctement et sans erreurs.

1. Vérifiez le contenu du colis. Déchiffrez les valeurs des résistances par code couleur et installez-les sur la carte.
2. Soudez les résistances et mordez les restes saillants des électrodes.
3. Les condensateurs électrolytiques doivent être placés d'une manière spécifique sur la carte. Le schéma de câblage et le dessin sur le tableau vous aideront à le placer correctement. Les condensateurs électrolytiques sont marqués sur le corps avec une électrode négative et l'électrode positive est légèrement plus longue. L'emplacement de l'électrode négative sur la carte se trouve dans la partie ombrée du symbole du condensateur.
4. Placez les condensateurs sur la carte et soudez-les.
5. Le placement des transistors sur la carte est strictement conforme à la clé.
6. Les LED ont également une polarité d'électrode. Regarde la photo. Nous les installons et les soudons. Attention à ne pas surchauffer cette pièce lors du soudage. Le plus de LED2 est situé plus près de la résistance R4 (voir vidéo).

   Des LED sont installées sur la carte multivibrateur

7. Soudez les conducteurs d'alimentation selon la polarité et appliquez la tension des batteries. A une tension d'alimentation de 3 Volts, les LED se sont allumées ensemble. Après un moment de déception, la tension de trois batteries a été appliquée et les LED ont commencé à clignoter alternativement. La fréquence du multivibrateur dépend de la tension d'alimentation. Étant donné que le circuit devait être installé dans un jouet alimenté en 3 Volts, les résistances R1 et R2 ont dû être remplacées par des résistances évaluées à 120 kOhm, et un clignotement alternatif clair a été obtenu. Voir la vidéo.

Clignotant LED - multivibrateur symétrique

L'application du circuit multivibrateur symétrique est très large. Des éléments des circuits multivibrateurs se retrouvent dans la technologie informatique, les radiomesures et les équipements médicaux.

Un ensemble de pièces pour l'assemblage des clignotants LED peut être acheté sur le lien suivant http://ali.pub/2bk9qh . Si vous souhaitez vous entraîner sérieusement à souder des structures simples, le Maître vous recommande d'acheter un lot de 9 sets, ce qui vous permettra d'économiser considérablement vos frais de port. Voici le lien pour acheter http://ali.pub/2bkb42 . Le maître a rassemblé tous les décors et ils ont commencé à travailler. Succès et développement des compétences en soudure.

Le multivibrateur est peut-être l'appareil le plus populaire parmi les radioamateurs débutants. Et récemment, j'ai dû en monter un à la demande d'une seule personne. Même si cela ne m’intéresse plus, je n’étais toujours pas paresseux et j’ai compilé le produit dans un article destiné aux débutants. C'est bien quand un matériau contient toutes les informations pour l'assemblage. une chose très simple et utile qui ne nécessite pas de débogage et permet d'étudier visuellement les principes de fonctionnement des transistors, résistances, condensateurs et LED. Et aussi, si l'appareil ne fonctionne pas, essayez-vous comme régulateur-débogueur. Le système n’est pas nouveau, il est construit selon un principe standard et les pièces peuvent être trouvées n’importe où. Ils sont très courants.

Schème

Maintenant, de quoi avons-nous besoin en radioéléments pour l'assemblage :

• 2 résistances 1 kOhm
• 2 résistances 33 kOhm
• 2 condensateurs 4,7 uF à 16 volts
• 2 transistors KT315 avec n'importe quelles lettres
• 2 LED pour 3-5 volts
• 1 alimentation couronne 9 volts

Si vous ne trouvez pas les pièces dont vous avez besoin, ne vous inquiétez pas. Ce circuit n'est pas critique pour les valeurs nominales. Il suffit de fixer des valeurs approximatives, cela n'affectera pas l'ensemble du travail. Cela n'affecte que la luminosité et la fréquence de clignotement des LED. Le temps de clignotement dépend directement de la capacité des condensateurs. Les transistors peuvent être installés dans des structures n-p-n similaires de faible puissance. Nous fabriquons un circuit imprimé. La taille d'un morceau de textolite est de 40 sur 40 mm, vous pouvez le prendre avec une réserve.

Format de fichier imprimable. poser6 télécharger. Afin de commettre le moins d'erreurs possible lors de l'installation, j'ai appliqué des désignations de position au textolite. Cela permet d'éviter toute confusion lors de l'assemblage et ajoute de la beauté à l'aspect général. Voici à quoi ressemble le circuit imprimé fini, gravé et percé :

Nous installons les pièces conformément au schéma, c'est très important ! L'essentiel est de ne pas confondre le brochage des transistors et des LED. La soudure doit également faire l’objet d’une attention particulière.

Au début, ce n’est peut-être pas aussi élégant qu’un modèle industriel, mais ce n’est pas nécessaire. L'essentiel est d'assurer un bon contact de l'élément radio avec le conducteur imprimé. Pour ce faire, il faut étamer les pièces avant de les souder. Une fois les composants installés et soudés, nous vérifions tout à nouveau et essuyons la colophane de la carte avec de l'alcool. Le produit fini devrait ressembler à ceci :

Si tout a été fait correctement, lors de la mise sous tension, le multivibrateur commence à clignoter. Vous choisissez vous-même la couleur des LED. Pour plus de clarté, je suggère de regarder la vidéo.

Vidéo multivibrateur

La consommation électrique de nos « feux clignotants » n’est que de 7,3 mA. Cela permet à cette instance d'être alimentée à partir de " couronnes"pour un assez long moment. En général, tout est sans problème et instructif, et surtout, extrêmement simple ! Je vous souhaite bonne chance et succès dans vos efforts! Préparé par Daniel Goryachev ( Alex1).

Discutez de l'article MULTIVIBRATEUR SYMÉTRIQUE POUR LEDS

Générateurs électroniques : multivibrateur. Objectif, principe de fonctionnement, application.

Multivibrateurs

Le multivibrateur est un oscillateur de relaxation de forme presque rectangulaire. Il s'agit d'un amplificateur à résistance à deux étages avec rétroaction positive, dans lequel la sortie de chaque étage est connectée à l'entrée de l'autre. Le nom « multivibrateur » lui-même vient de deux mots : « multi » - plusieurs et « vibrateur » - une source d'oscillations, puisque les oscillations d'un multivibrateur contiennent un grand nombre d'harmoniques. Le multivibrateur peut fonctionner en mode auto-oscillant, en mode synchronisation et en mode veille. En mode auto-oscillant, le multivibrateur fonctionne comme un oscillateur auto-excité ; en mode synchronisation, le multivibrateur est sollicité de l'extérieur par une tension de synchronisation dont la fréquence détermine la fréquence d'impulsion ; et en mode veille, le multivibrateur fonctionne comme générateur à excitation externe.

Multivibrateur en mode auto-oscillant

La figure 1 montre le circuit le plus courant d'un multivibrateur basé sur des transistors avec des connexions collecteur-base capacitives, et la figure 2 montre des graphiques expliquant le principe de son fonctionnement. Le multivibrateur est constitué de deux étages d'amplification sur résistances. La sortie de chaque étage est connectée à l'entrée de l'autre étage via les connecteurs C1 et C2.

Riz. 1 - Multivibrateur à base de transistors avec connexions collecteur-base capacitives

Un multivibrateur dans lequel les transistors sont identiques et les paramètres des éléments symétriques sont les mêmes est dit symétrique. Les deux parties de la période de ses oscillations sont égales et le rapport cyclique est de 2. Si quelqu'un a oublié ce qu'est le rapport cyclique, je vous le rappelle : le rapport cyclique est le rapport de la période de répétition à la durée d'impulsion Q = T et /t et . L’inverse du rapport cyclique est appelé rapport cyclique. Ainsi, s'il existe des différences dans les paramètres, le multivibrateur sera asymétrique.

Un multivibrateur en mode auto-oscillant présente deux états de quasi-équilibre, lorsque l'un des transistors est en mode saturation, l'autre en mode coupure, et vice versa. Ces conditions ne sont pas stables. La transition du circuit d'un état à un autre se produit comme une avalanche due au PIC profond.

Riz. 2 - Graphiques expliquant le fonctionnement d'un multivibrateur symétrique

Disons qu'à la mise sous tension, le transistor VT1 est ouvert et saturé de courant traversant la résistance R3. La tension sur son collecteur est minime. Le condensateur C1 est déchargé. Le transistor VT2 est fermé et le condensateur C2 est en charge. La tension au conducteur C1 tend vers zéro, et le potentiel à la base du transistor VT2 devient progressivement positif et VT2 commence à s'ouvrir. La tension sur son collecteur diminue et le condensateur C2 commence à se décharger, le transistor VT1 se ferme. Le processus est ensuite répété à l’infini.

Les paramètres du circuit doivent être les suivants : R1=R4, R2=R3, C1=C2. La durée de l'impulsion est déterminée par la formule :

La période d'impulsion est déterminée :

Eh bien, pour déterminer la fréquence, vous devez en diviser une par cette merde (voir juste au-dessus).

Les impulsions de sortie proviennent du collecteur de l'un des transistors, peu importe lequel. En d’autres termes, le circuit comporte deux sorties.

L'amélioration de la forme des impulsions de sortie du multivibrateur retirées du collecteur du transistor peut être obtenue en incluant des diodes d'isolation (déconnexion) dans les circuits du collecteur, comme le montre la figure 3. Des résistances supplémentaires R d1 et R d2 sont connectées via ces diodes en parallèle avec le charges de collecteur.

Riz. 3 - Multivibrateur avec forme d'impulsion de sortie améliorée

Dans ce circuit, après la fermeture de l'un des transistors et l'abaissement du potentiel du collecteur, la diode connectée à son collecteur se ferme également, déconnectant le condensateur du circuit collecteur. La charge du condensateur se produit via une résistance supplémentaire Rd, et non via une résistance dans le circuit collecteur, et le potentiel collecteur du transistor d'arrêt devient presque brusquement égal à Ec. La durée maximale des fronts d'impulsion dans les circuits collecteurs est déterminé principalement par les propriétés de fréquence des transistors.

Ce schéma permet d'obtenir des impulsions de forme presque rectangulaire, mais ses inconvénients sont un rapport cyclique maximum inférieur et l'impossibilité d'ajuster en douceur la période d'oscillation.

La figure 4 montre un circuit d'un multivibrateur à grande vitesse qui fournit une fréquence élevée d'auto-oscillations.

Riz. 4 - Multivibrateur haute vitesse

Dans ce circuit, les résistances R2, R4 sont connectées en parallèle aux condensateurs C1 et C2, et les résistances R1, R3, R4, R6 forment des diviseurs de tension qui stabilisent le potentiel de base du transistor ouvert (lorsque le courant diviseur est supérieur à le courant de base). Lorsque le multivibrateur est commuté, le courant de base du transistor saturé change plus fortement que dans les circuits évoqués précédemment, ce qui réduit le temps de résorption des charges dans la base et accélère la sortie du transistor de la saturation.

Multivibrateur en attente

Un multivibrateur fonctionnant en mode auto-oscillant et n'ayant pas d'état d'équilibre stable peut être transformé en un multivibrateur ayant une position stable et une position instable. De tels circuits sont appelés multivibrateurs de secours ou multivibrateurs à un coup, multivibrateurs à impulsion unique, relais de relaxation ou relais Kipp. Le circuit est transféré d'un état stable à un état instable par l'action d'une impulsion de déclenchement externe. Le circuit reste dans une position instable pendant un certain temps, en fonction de ses paramètres, puis revient automatiquement et brusquement à son état stable d'origine.

Pour obtenir un mode veille dans un multivibrateur dont le circuit a été représenté sur la Fig. 1, vous devez jeter quelques pièces et les remplacer, comme indiqué sur la Fig. 5.

Riz. 5 - Attente multivibrateur

En régime permanent initial, le transistor VT1 est fermé. Lorsqu'une impulsion de déclenchement positive d'amplitude suffisante arrive à l'entrée du circuit, un courant de collecteur commence à circuler à travers le transistor. Le changement de tension au collecteur du transistor VT1 est transmis via le condensateur C2 à la base du transistor VT2. Grâce au PIC (à travers la résistance R4), un processus de type avalanche s'intensifie, conduisant à la fermeture du transistor VT2 et à l'ouverture du transistor VT1. Le circuit reste dans cet état d'équilibre instable jusqu'à ce que le condensateur C2 soit déchargé à travers la résistance R2 et le transistor conducteur VT1. Après la décharge du condensateur, le transistor VT2 s'ouvre et VT1 se ferme et le circuit revient à son état d'origine.

Générateurs de blocage

L'oscillateur bloquant est un générateur de relaxation à un étage d'impulsions à court terme avec une forte rétroaction positive inductive créée par un transformateur d'impulsions. Les impulsions générées par le générateur de blocage ont une forte inclinaison de montée et de descente et sont de forme proche du rectangle. La durée des impulsions peut aller de quelques dizaines de ns à plusieurs centaines de microsecondes. Généralement, le générateur de blocage fonctionne en mode cycle de service élevé, c'est-à-dire que la durée des impulsions est bien inférieure à leur période de répétition. Le cycle de service peut aller de plusieurs centaines à des dizaines de milliers. Le transistor sur lequel est monté le générateur de blocage ne s'ouvre que pendant la durée de génération de l'impulsion, et est fermé le reste du temps. Par conséquent, avec un rapport cyclique important, le temps pendant lequel le transistor est ouvert est bien inférieur au temps pendant lequel il est fermé. Le régime thermique du transistor dépend de la puissance moyenne dissipée au niveau du collecteur. En raison du cycle de service élevé de l'oscillateur bloquant, une puissance très élevée peut être obtenue lors d'impulsions de puissance faible et moyenne.

Avec un rapport cyclique élevé, l'oscillateur bloquant fonctionne de manière très économique, car le transistor ne consomme l'énergie de la source d'alimentation que pendant un court temps de formation d'impulsions. Tout comme un multivibrateur, un oscillateur bloquant peut fonctionner en modes auto-oscillant, veille et synchronisation.

Mode auto-oscillant

Les générateurs de blocage peuvent être assemblés à l'aide de transistors connectés dans un circuit avec un OE ou dans un circuit avec un OB. Le circuit avec OE est utilisé plus souvent, car il permet d'obtenir une meilleure forme des impulsions générées (temps de montée plus court), bien que le circuit avec OB soit plus stable vis-à-vis des modifications des paramètres du transistor.

Le circuit oscillateur de blocage est illustré à la Fig. 1.

Riz. 1 - Générateur de blocage

Le fonctionnement du générateur de blocage peut être divisé en deux étapes. Dans le premier étage, qui occupe la majeure partie de la période d'oscillation, le transistor est fermé, et dans le second, le transistor est ouvert et une impulsion est formée. L'état fermé du transistor du premier étage est maintenu par la tension sur le condensateur C1, chargé par le courant de base lors de la génération de l'impulsion précédente. Dans un premier temps, le condensateur se décharge lentement à travers la haute résistance de la résistance R1, créant un potentiel proche de zéro à la base du transistor VT1 et celui-ci reste fermé.

Lorsque la tension à la base atteint le seuil d'ouverture du transistor, celui-ci s'ouvre et le courant commence à circuler dans l'enroulement collecteur I du transformateur T. Dans ce cas, une tension est induite dans l'enroulement de base II dont la polarité doit être telle qu'elle crée un potentiel positif à la base. Si les enroulements I et II sont mal connectés, l'oscillateur bloquant ne générera pas. Cela signifie que les extrémités de l'un des enroulements, quel que soit celui-ci, doivent être interverties.

MULTIVIBRATEUR

Multivibrateur. Je suis sûr que de nombreuses personnes ont commencé leurs activités de radioamateur avec ce programme.C'était aussi mon premier schéma - un morceau de contreplaqué, des trous percés avec des clous, les fils des pièces étaient torsadés avec du fil en l'absence de fer à souder.Et tout a très bien fonctionné !

Les LED sont utilisées comme charge. Lorsque le multivibrateur fonctionne, les LED s'allument.

L'assemblage nécessite un minimum de pièces. Voici la liste :

1. - Résistances 500 Ohm - 2 pièces
2. - Résistances 10 kOhm - 2 pièces
3. - Condensateur électrolytique 1 uF pour 16 volts - 2 pièces
4. - Transistor KT972A - 2 pièces (KT815 ou KT817 fonctionneront également), KT315 est également possible, si le courant ne dépasse pas 25mA.
5. - LED - 2 pièces au choix
6. - Alimentation de 4,5 à 15 volts.

La figure montre une LED dans chaque canal, mais plusieurs peuvent être connectées en parallèle. Ou en série (une chaîne de 5 pièces), mais alors l'alimentation n'est pas inférieure à 15 volts.

Les transistors KT972A sont des transistors composites, c'est-à-dire que leur boîtier contient deux transistors, ils sont très sensibles et peuvent supporter un courant important sans dissipateur thermique.

Pour réaliser des expériences, vous n’avez pas besoin de réaliser un circuit imprimé, vous pouvez tout assembler à l’aide d’une installation en saillie. Souder comme indiqué sur les photos.

Les dessins sont spécialement réalisés sous différents angles et vous pouvez examiner en détail tous les détails de l'installation.

Dans cet article nous parlerons du multivibrateur, de son fonctionnement, de la façon de connecter une charge au multivibrateur et du calcul d'un multivibrateur symétrique à transistor.

Multivibrateur est un simple générateur d'impulsions rectangulaires qui fonctionne en mode auto-oscillateur. Pour le faire fonctionner, vous n’avez besoin que d’une alimentation provenant d’une batterie ou d’une autre source d’alimentation. Considérons le multivibrateur symétrique le plus simple utilisant des transistors. Son schéma est représenté sur la figure. Le multivibrateur peut être plus compliqué en fonction des fonctions nécessaires exécutées, mais tous les éléments présentés sur la figure sont obligatoires, sans eux le multivibrateur ne fonctionnera pas.

Le fonctionnement d'un multivibrateur symétrique est basé sur les processus de charge-décharge de condensateurs qui, avec les résistances, forment des circuits RC.

J'ai écrit plus tôt sur le fonctionnement des circuits RC dans mon article Condensateur, que vous pouvez lire sur mon site Web. Sur Internet, si vous trouvez des informations sur un multivibrateur symétrique, elles sont présentées brièvement et de manière inintelligible. Cette circonstance ne permet pas aux radioamateurs novices de comprendre quoi que ce soit, mais aide seulement les ingénieurs électroniciens expérimentés à se souvenir de quelque chose. A la demande d'un des visiteurs de mon site, j'ai décidé de supprimer cette lacune.

Comment fonctionne un multivibrateur ?

Au moment initial de l'alimentation, les condensateurs C1 et C2 sont déchargés, leur résistance au courant est donc faible. La faible résistance des condensateurs conduit à l’ouverture « rapide » des transistors provoquée par la circulation du courant :

— VT2 le long du trajet (indiqué en rouge) : « + alimentation > résistance R1 > faible résistance de C1 déchargé > jonction base-émetteur VT2 > — alimentation » ;

— VT1 le long du chemin (indiqué en bleu) : "+ alimentation > résistance R4 > faible résistance de C2 déchargé > jonction base-émetteur VT1 > — alimentation."

C'est le mode de fonctionnement « instationnaire » du multivibrateur. Cela dure très peu de temps, déterminé uniquement par la vitesse des transistors. Et il n’existe pas deux transistors dont les paramètres sont absolument identiques. Quel que soit le transistor qui s’ouvre le plus rapidement, il restera ouvert : le « gagnant ». Supposons que dans notre diagramme, il s'agisse de VT2. Ensuite, grâce à la faible résistance du condensateur déchargé C2 et à la faible résistance de la jonction collecteur-émetteur VT2, la base du transistor VT1 sera court-circuitée vers l'émetteur VT1. En conséquence, le transistor VT1 sera forcé de se fermer - "devenu vaincu".

Puisque le transistor VT1 est fermé, une charge « rapide » du condensateur C1 se produit le long du chemin : « + alimentation > résistance R1 > faible résistance du C1 déchargé > jonction base-émetteur VT2 > — alimentation ». Cette charge se produit presque jusqu'à la tension de l'alimentation.

Dans le même temps, le condensateur C2 est chargé avec un courant de polarité inversée le long du trajet : "+ source d'alimentation > résistance R3 > faible résistance du C2 déchargé > jonction collecteur-émetteur VT2 > — source d'alimentation." La durée de charge est déterminée par les valeurs R3 et C2. Ils déterminent l'heure à laquelle VT1 est à l'état fermé.

Lorsque le condensateur C2 est chargé à une tension approximativement égale à la tension de 0,7-1,0 volts, sa résistance augmentera et le transistor VT1 s'ouvrira avec la tension appliquée le long du chemin : « + alimentation > résistance R3 > jonction base-émetteur VT1 > - source de courant." Dans ce cas, la tension du condensateur chargé C1, à travers la jonction collecteur ouvert-émetteur VT1, sera appliquée à la jonction émetteur-base du transistor VT2 avec polarité inversée. En conséquence, VT2 se fermera et le courant qui traversait auparavant la jonction collecteur ouvert-émetteur VT2 circulera à travers le circuit : « + alimentation > résistance R4 > faible résistance C2 > jonction base-émetteur VT1 > — alimentation. » Ce circuit rechargera rapidement le condensateur C2. A partir de ce moment, le mode d'auto-génération « en régime permanent » commence.

Fonctionnement d'un multivibrateur symétrique en mode génération « stationnaire »

Le premier demi-cycle de fonctionnement (oscillation) du multivibrateur commence.

Lorsque le transistor VT1 est ouvert et VT2 est fermé, comme je viens de l'écrire, le condensateur C2 est rapidement rechargé (d'une tension de 0,7...1,0 volts d'une polarité, à la tension de la source d'alimentation de polarité opposée) le long du circuit : "+ alimentation > résistance R4 > faible résistance C2 > jonction base-émetteur VT1 > - alimentation." De plus, le condensateur C1 se recharge lentement (de la tension d'alimentation d'une polarité à une tension de 0,7...1,0 volts de polarité opposée) le long du circuit : « + alimentation > résistance R2 > plaque droite C1 > gauche plaque C1 > jonction collecteur-émetteur du transistor VT1 > - - source d'alimentation.

Lorsque, suite à la recharge de C1, la tension à la base de VT2 atteint une valeur de +0,6 volts par rapport à l'émetteur de VT2, le transistor s'ouvrira. Par conséquent, la tension du condensateur chargé C2, à travers la jonction collecteur ouvert-émetteur VT2, sera appliquée à la jonction émetteur-base du transistor VT1 avec polarité inversée. VT1 va se fermer.

Le deuxième demi-cycle de fonctionnement (oscillation) du multivibrateur commence.

Lorsque le transistor VT2 est ouvert et VT1 est fermé, le condensateur C1 se recharge rapidement (d'une tension de 0,7...1,0 volts d'une polarité, à la tension de la source d'alimentation de polarité opposée) le long du circuit : « + alimentation > résistance R1 > faible résistance C1 > jonction base-émetteur VT2 > - alimentation. De plus, le condensateur C2 se recharge lentement (de la tension de la source d'alimentation d'une polarité à une tension de 0,7...1,0 volts de polarité opposée) le long du circuit : « plaque droite de C2 > jonction collecteur-émetteur de transistor VT2 > - alimentation > + source d'alimentation > résistance R3 > plaque gauche C2". Lorsque la tension à la base de VT1 atteint +0,6 volts par rapport à l'émetteur de VT1, le transistor s'ouvrira. Par conséquent, la tension du condensateur chargé C1, à travers la jonction collecteur ouvert-émetteur VT1, sera appliquée à la jonction émetteur-base du transistor VT2 avec polarité inversée. VT2 se fermera. À ce stade, le deuxième demi-cycle de l’oscillation du multivibrateur se termine et le premier demi-cycle recommence.

Le processus est répété jusqu'à ce que le multivibrateur soit déconnecté de la source d'alimentation.

Méthodes de connexion d'une charge à un multivibrateur symétrique

Des impulsions rectangulaires sont supprimées de deux points d'un multivibrateur symétrique– des collecteurs de transistors. Lorsqu'il y a un potentiel « élevé » sur un collecteur, alors il y a un potentiel « faible » sur l'autre collecteur (il est absent), et vice versa - lorsqu'il y a un potentiel « faible » sur une sortie, alors il y a un « fort » potentiel d’autre part. Ceci est clairement montré dans le graphique temporel ci-dessous.

La charge du multivibrateur doit être connectée en parallèle avec l'une des résistances du collecteur, mais en aucun cas en parallèle avec la jonction du transistor collecteur-émetteur. Vous ne pouvez pas contourner le transistor avec une charge. Si cette condition n'est pas remplie, alors au minimum la durée des impulsions changera et au maximum le multivibrateur ne fonctionnera pas. La figure ci-dessous montre comment connecter correctement la charge et comment ne pas le faire.

Pour que la charge n'affecte pas le multivibrateur lui-même, celui-ci doit avoir une résistance d'entrée suffisante. A cet effet, des étages à transistors tampons sont généralement utilisés.

L'exemple montre connexion d'une tête dynamique basse impédance à un multivibrateur. Une résistance supplémentaire augmente la résistance d'entrée de l'étage tampon et élimine ainsi l'influence de l'étage tampon sur le transistor multivibrateur. Sa valeur ne doit pas être inférieure à 10 fois la valeur de la résistance du collecteur. La connexion de deux transistors dans un circuit « transistor composite » augmente considérablement le courant de sortie. Dans ce cas, il est correct de connecter le circuit base-émetteur de l'étage tampon en parallèle avec la résistance collecteur du multivibrateur, et non en parallèle avec la jonction collecteur-émetteur du transistor multivibrateur.

Pour connecter une tête dynamique haute impédance à un multivibrateur un étage tampon n’est pas nécessaire. La tête est connectée à la place de l'une des résistances du collecteur. La seule condition à respecter est que le courant circulant dans la tête dynamique ne dépasse pas le courant de collecteur maximum du transistor.

Si vous souhaitez connecter des LED ordinaires au multivibrateur– pour faire un « feu clignotant », alors les cascades tampons ne sont pas nécessaires pour cela. Ils peuvent être connectés en série avec des résistances de collecteur. Cela est dû au fait que le courant de la LED est faible et que la chute de tension à ses bornes pendant le fonctionnement ne dépasse pas un volt. Ils n’ont donc aucun effet sur le fonctionnement du multivibrateur. Certes, cela ne s'applique pas aux LED très lumineuses, pour lesquelles le courant de fonctionnement est plus élevé et la chute de tension peut aller de 3,5 à 10 volts. Mais dans ce cas, il existe une solution : augmenter la tension d'alimentation et utiliser des transistors à haute puissance, fournissant un courant de collecteur suffisant.

Veuillez noter que les condensateurs à oxyde (électrolytiques) sont connectés avec leurs positifs aux collecteurs des transistors. Cela est dû au fait que sur les bases des transistors bipolaires, la tension ne dépasse pas 0,7 volt par rapport à l'émetteur, et dans notre cas, les émetteurs sont le moins de l'alimentation. Mais au niveau des collecteurs des transistors, la tension passe presque de zéro à la tension de la source d'alimentation. Les condensateurs à oxyde ne sont pas capables de remplir leur fonction lorsqu'ils sont connectés avec une polarité inversée. Naturellement, si vous utilisez des transistors de structure différente (pas de structure N-P-N, mais P-N-P), alors en plus de changer la polarité de la source d'alimentation, vous devez allumer les LED avec les cathodes « vers le haut dans le circuit » et les condensateurs avec les plus aux bases des transistors.

Voyons cela maintenant Quels paramètres des éléments du multivibrateur déterminent les courants de sortie et la fréquence de génération du multivibrateur ?

Qu'affectent les valeurs des résistances du collecteur ? J'ai vu dans certains articles Internet médiocres que les valeurs des résistances du collecteur n'affectent pas de manière significative la fréquence du multivibrateur. Tout cela n’a aucun sens ! Si le multivibrateur est correctement calculé, un écart des valeurs de ces résistances de plus de cinq fois par rapport à la valeur calculée ne modifiera pas la fréquence du multivibrateur. L'essentiel est que leur résistance soit inférieure à celle des résistances de base, car les résistances de collecteur assurent une charge rapide des condensateurs. Mais d'un autre côté, les valeurs des résistances du collecteur sont les principales pour calculer la consommation électrique de la source d'alimentation, dont la valeur ne doit pas dépasser la puissance des transistors. Si vous le regardez, s'ils sont correctement connectés, ils n'ont même pas d'effet direct sur la puissance de sortie du multivibrateur. Mais la durée entre les commutations (fréquence du multivibrateur) est déterminée par la recharge « lente » des condensateurs. Le temps de recharge est déterminé par les valeurs nominales des circuits RC - résistances de base et condensateurs (R2C1 et R3C2).

Un multivibrateur, bien qu'il soit appelé symétrique, cela fait uniquement référence aux circuits de sa construction, et il peut produire des impulsions de sortie symétriques et asymétriques en durée. La durée d'impulsion (niveau haut) sur le collecteur VT1 est déterminée par les valeurs R3 et C2, et la durée d'impulsion (niveau haut) sur le collecteur VT2 est déterminée par les valeurs R2 et C1.

La durée de recharge des condensateurs est déterminée par une formule simple, où Tau– durée d'impulsion en secondes, R.– résistance résistance en Ohms, AVEC– capacité du condensateur en Farads :

Ainsi, si vous n’avez pas déjà oublié ce qui a été écrit dans cet article quelques paragraphes plus tôt :

S'il y a égalité R2=R3 Et C1=C2, aux sorties du multivibrateur, il y aura un "méandre" - des impulsions rectangulaires d'une durée égale aux pauses entre les impulsions, que vous voyez sur la figure.

La période complète d'oscillation du multivibrateur est Tégal à la somme des durées d'impulsion et de pause :

Fréquence d'oscillation F(Hz) lié à la période T(sec) à travers le rapport :

En règle générale, s'il existe des calculs de circuits radio sur Internet, ils sont maigres. C'est pourquoi Calculons les éléments d'un multivibrateur symétrique à l'aide de l'exemple .

Comme pour tout étage de transistor, le calcul doit être effectué depuis la fin : la sortie. Et en sortie nous avons un étage tampon, puis il y a des résistances de collecteur. Les résistances de collecteur R1 et R4 remplissent la fonction de chargement des transistors. Les résistances du collecteur n'ont aucun effet sur la fréquence de génération. Ils sont calculés en fonction des paramètres des transistors sélectionnés. Ainsi, nous calculons d'abord les résistances du collecteur, puis les résistances de base, puis les condensateurs, et enfin l'étage tampon.

Procédure et exemple de calcul d'un multivibrateur symétrique à transistor

Donnée initiale:

Tension d'alimentation Ui.p. = 12 V.

Fréquence multivibrateur requise F = 0,2 Hz (T = 5 secondes), et la durée de l'impulsion est égale à 1 (une seconde.

Une ampoule à incandescence de voiture est utilisée comme charge. 12 volts, 15 watts.

Comme vous l'avez deviné, nous calculerons une « lumière clignotante » qui clignotera une fois toutes les cinq secondes et la durée de la lueur sera de 1 seconde.

Sélection de transistors pour le multivibrateur. Par exemple, nous avons les transistors les plus courants à l'époque soviétique KT315G.

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

Les transistors pour l'étage tampon sont sélectionnés en fonction du courant de charge.

Afin de ne pas représenter le schéma deux fois, j'ai déjà signé les valeurs des éléments sur le schéma. Leur calcul est indiqué plus loin dans la Décision.

Solution:

1. Tout d'abord, vous devez comprendre que faire fonctionner un transistor à des courants élevés en mode commutation est plus sûr pour le transistor lui-même que de fonctionner en mode amplification. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de calculer la puissance pour l'état de transition aux moments de passage d'un signal alternatif à travers le point de fonctionnement "B" du mode statique du transistor - le passage de l'état ouvert à l'état fermé et retour . Pour les circuits d'impulsions construits sur des transistors bipolaires, la puissance est généralement calculée pour les transistors à l'état ouvert.

Tout d'abord, nous déterminons la dissipation de puissance maximale des transistors, qui doit être inférieure de 20 % (facteur 0,8) à la puissance maximale du transistor indiquée dans l'ouvrage de référence. Mais pourquoi devons-nous enfoncer le multivibrateur dans le cadre rigide des courants élevés ? Et même avec une puissance accrue, la consommation d'énergie de la source d'alimentation sera importante, mais il y aura peu d'avantages. Par conséquent, après avoir déterminé la dissipation de puissance maximale des transistors, nous la réduirons de 3 fois. Une réduction supplémentaire de la dissipation de puissance n'est pas souhaitable car le fonctionnement d'un multivibrateur basé sur des transistors bipolaires en mode faible courant est un phénomène « instable ». Si la source d'alimentation n'est pas utilisée uniquement pour le multivibrateur, ou si elle n'est pas entièrement stable, la fréquence du multivibrateur « flottera » également.

On détermine la puissance dissipée maximale : Pdis.max = 0,8 * Pmax = 0,8 * 150 mW = 120 mW

On détermine la puissance nominale dissipée : Pdis.nom. = 120 / 3 = 40 mW

2. Déterminez le courant du collecteur à l'état ouvert : Ik0 = Pdis.nom. / Ui.p. = 40 mW / 12 V = 3,3 mA

Prenons-le comme courant maximum du collecteur.

3. Trouvons la valeur de la résistance et de la puissance de la charge du collecteur : Rk.total = Ui.p./Ik0 = 12V/3,3mA = 3,6 kOhm

Nous sélectionnons dans la plage nominale existante des résistances aussi proches que possible de 3,6 kOhm. La série nominale de résistances a une valeur nominale de 3,6 kOhm, on calcule donc d'abord la valeur des résistances collectrices R1 et R4 du multivibrateur : Rк = R1 = R4 = 3,6 kOhm.

La puissance des résistances de collecteur R1 et R4 est égale à la puissance dissipée nominale des transistors Pras.nom. = 40 mW. Nous utilisons des résistances d'une puissance supérieure au Pras.nom spécifié. - tapez MLT-0.125.

4. Passons au calcul des résistances de base R2 et R3. Leur valeur est déterminée en fonction du gain des transistors h21. Dans le même temps, pour un fonctionnement fiable du multivibrateur, la valeur de la résistance doit être comprise dans la plage : 5 fois supérieure à la résistance des résistances du collecteur et inférieure au produit Rк * h21. Dans notre cas Rmin = 3,6 * 5 = 18 kOhm et Rmax = 3,6 * 50 = 180 kOhm

Ainsi, les valeurs de résistance Rb (R2 et R3) peuvent être comprises entre 18 et 180 kOhm. On sélectionne d'abord la valeur moyenne = 100 kOhm. Mais ce n'est pas définitif, puisqu'il faut fournir la fréquence requise du multivibrateur, et comme je l'ai écrit plus tôt, la fréquence du multivibrateur dépend directement des résistances de base R2 et R3, ainsi que de la capacité des condensateurs.

5. Calculez les capacités des condensateurs C1 et C2 et, si nécessaire, recalculez les valeurs de R2 et R3.

Les valeurs de la capacité du condensateur C1 et de la résistance R2 déterminent la durée de l'impulsion de sortie sur le collecteur VT2. C'est lors de cette impulsion que notre ampoule doit s'allumer. Et dans cette condition, la durée de l'impulsion était réglée sur 1 seconde.

Déterminons la capacité du condensateur : C1 = 1 sec / 100 kOhm = 10 µF

Un condensateur d'une capacité de 10 μF est inclus dans la plage nominale, cela nous convient donc.

Les valeurs de la capacité du condensateur C2 et de la résistance R3 déterminent la durée de l'impulsion de sortie sur le collecteur VT1. C'est pendant cette impulsion qu'il y a une « pause » sur le collecteur VT2 et notre ampoule ne doit pas s'allumer. Et dans la condition, une période complète de 5 secondes avec une durée d'impulsion de 1 seconde a été spécifiée. La durée de la pause est donc de 5 secondes – 1 seconde = 4 secondes.

Après avoir transformé la formule de durée de recharge, nous Déterminons la capacité du condensateur : C2 = 4 sec / 100 kOhm = 40 µF

Un condensateur d'une capacité de 40 µF n'est pas inclus dans la plage nominale, il ne nous convient donc pas, et nous prendrons le condensateur d'une capacité de 47 µF qui s'en rapproche le plus possible. Mais comme vous l'avez compris, le temps de « pause » changera également. Pour éviter que cela ne se produise, nous Recalculons la résistance de la résistance R3 en fonction de la durée de la pause et de la capacité du condensateur C2 : R3 = 4 secondes / 47 µF = 85 kOhm

Selon la série nominale, la valeur la plus proche de la résistance est de 82 kOhm.

Ainsi, nous avons obtenu les valeurs des éléments du multivibrateur :

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

6. Calculer la valeur de la résistance R5 de l'étage tampon.

Pour éliminer l'influence sur le multivibrateur, la résistance de la résistance de limitation supplémentaire R5 est choisie pour être au moins 2 fois supérieure à la résistance de la résistance collectrice R4 (et dans certains cas plus). Sa résistance, ainsi que la résistance des jonctions émetteur-base VT3 et VT4, n'affecteront pas dans ce cas les paramètres du multivibrateur.

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

Selon la série nominale, la résistance la plus proche est de 7,5 kOhm.

Avec une valeur de résistance de R5 = 7,5 kOhm, le courant de commande de l'étage tampon sera égal à :

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

De plus, comme je l'ai écrit plus tôt, la charge nominale du collecteur des transistors du multivibrateur n'affecte pas sa fréquence, donc si vous n'avez pas une telle résistance, vous pouvez la remplacer par une autre valeur « proche » (5 ... 9 kOhm ). Il est préférable que ce soit dans le sens d'une diminution, afin qu'il n'y ait pas de chute du courant de commande dans l'étage tampon. Mais gardez à l'esprit que la résistance supplémentaire est une charge supplémentaire pour le transistor VT2 du multivibrateur, donc le courant circulant à travers cette résistance s'ajoute au courant de la résistance de collecteur R4 et constitue une charge pour le transistor VT2 : Itotal = Ik + Icontrôle. = 3,3 mA + 1,44 mA = 4,74 mA

La charge totale sur le collecteur du transistor VT2 se situe dans les limites normales. S'il dépasse le courant maximum du collecteur spécifié dans l'ouvrage de référence et multiplié par un facteur de 0,8, augmentez la résistance R4 jusqu'à ce que le courant de charge soit suffisamment réduit, ou utilisez un transistor plus puissant.

7. Nous devons fournir du courant à l'ampoule In = Рн / Ui.p. = 15 W / 12 V = 1,25 A

Mais le courant de commande de l'étage tampon est de 1,44 mA. Le courant du multivibrateur doit être augmenté d'une valeur égale au rapport :

Dans / Icontrol = 1,25A / 0,00144A = 870 fois.

Comment faire? Pour une amplification significative du courant de sortie utiliser des cascades de transistors construites selon le circuit « transistor composite ». Le premier transistor est généralement de faible puissance (nous utiliserons le KT361G), il a le gain le plus élevé et le second doit fournir un courant de charge suffisant (prenons le non moins courant KT814B). Puis leurs coefficients de transmission h21 sont multipliés. Ainsi, pour le transistor KT361G h21>50, et pour le transistor KT814B h21=40. Et le coefficient de transmission global de ces transistors connectés selon le circuit « transistor composite » : h21 = 50 * 40 = 2000. Ce chiffre est supérieur à 870, ces transistors sont donc largement suffisants pour contrôler une ampoule.

Eh bien voilà tout!