Válogatás egyszerű és hatékony sémákból. Multivibrátorok tranzisztoron Multivibrátor tranzisztoron diagram működési elve

LED villogó, vagy hogyan állítsunk össze egy szimmetrikus multivibrátort saját kezűleg. A szimmetrikus multivibrátor áramkörét kell tanulmányozni és összegyűjteni az elektronikai klubokban. A multivibrátor áramkör az egyik leghíresebb és gyakran használt különféle elektronikai kialakításokban. A szimmetrikus multivibrátor működés közben téglalap alakúhoz közelítő oszcillációkat generál. A multivibrátor egyszerűsége a kialakításának köszönhető - csak két tranzisztor és számos további elem. A varázsló felkéri Önt az első elektronikus LED-villogó áramkör összeállítására. Annak érdekében, hogy meghibásodás esetén ne érjen csalódást, az alábbiakban részletes, lépésről lépésre bemutatjuk a multivibrátoros LED villogó összeszerelését fotó- és videóillusztrációkkal.

Hogyan szereljünk össze egy LED villogót saját kezűleg

Egy kis elmélet. A multivibrátor lényegében egy kétfokozatú erősítő a VT1 és VT2 tranzisztoron, pozitív visszacsatoló áramkörrel egy C2 elektrolitkondenzátoron keresztül a VT2 és VT1 tranzisztorok erősítési fokozatai között. Ez a visszacsatolás az áramkört oszcillátorrá alakítja. A szimmetrikus multivibrátor elnevezés az R1=R2, R3=R4, C1=C2 elempárok azonos értékeinek köszönhető. Az elemek ilyen értékeivel a multivibrátor impulzusokat és szüneteket generál az egyenlő időtartamú impulzusok között. Az impulzusismétlési sebességet nagyobb mértékben az R1=R2 és C1=C2 párok értékei határozzák meg. Az impulzusok és szünetek időtartama LED-villanásokkal szabályozható. Ha az elempárok egyenlősége megsérül, a multivibrátor aszimmetrikussá válik. Az aszimmetria elsősorban az impulzus időtartamának és a szünet időtartamának különbségéből adódik.

A multivibrátor két tranzisztorra van felszerelve, ezen kívül négy ellenállás, két elektrolit kondenzátor és két LED szükséges a multivibrátor működésének jelzéséhez. Könnyen megoldható az alkatrészek és a nyomtatott áramköri lap beszerzésének feladata. Itt található egy link a kész alkatrészkészlet megvásárlásához http://ali.pub/2bk9qh . A készlet minden alkatrészt tartalmaz, egy jó minőségű 28 mm x 30 mm-es nyomtatott áramköri lapot, kapcsolási rajzot, kapcsolási rajzot és specifikációs lapot. A nyomtatott áramköri lap rajzán gyakorlatilag nincs hiba az alkatrészek elhelyezkedésében.

A multivibrátor alkatrészkészlet összetétele

Kezdjük az áramkör összeszerelését, a munkához kis teljesítményű forrasztópáka, forrasztófolyadék, forrasztóanyag, oldalvágók és akkumulátorok szükségesek. Az áramkör egyszerű, de helyesen és hibamentesen kell összeszerelni.

1. Tekintse át a csomag tartalmát. Fejtse meg az ellenállásértékeket színkóddal, és telepítse őket a táblára.
2. Forrassza le az ellenállásokat, és harapja le az elektródák kiálló maradványait.
3. Az elektrolitkondenzátorokat meghatározott módon kell elhelyezni a táblán. A helyes elhelyezésben a kapcsolási rajz és a táblán található rajz segít. Az elektrolitkondenzátorok testén negatív elektródával vannak jelölve, a pozitív elektróda valamivel hosszabb. A negatív elektróda helye a táblán a kondenzátor szimbólum árnyékolt részén található.
4. Helyezze a kondenzátorokat a táblára, és forrassza őket.
5. A tranzisztorok elhelyezése a táblán szigorúan a kulcs szerint történik.
6. A LED-ek elektróda polaritással is rendelkeznek. Lásd a fényképet. Telepítjük és forrasztjuk őket. Ügyeljen arra, hogy forrasztáskor ne melegítse túl ezt a részt. A LED2 pluszja közelebb található az R4 ellenálláshoz (lásd a videót).

   A LED-ek a multivibrátor táblára vannak felszerelve

7. Forrassza a tápvezetékeket a polaritásnak megfelelően, és kapcsoljon feszültséget az elemekről. 3 voltos tápfeszültségnél a LED-ek együtt gyulladtak ki. Egy pillanatnyi csalódás után három akkumulátorról feszültséget kapcsoltak, és a LED-ek felváltva villogni kezdtek. A multivibrátor frekvenciája a tápfeszültségtől függ. Mivel az áramkört egy 3 Volttal működő játékba kellett beépíteni, az R1 és R2 ellenállásokat 120 kOhm névleges ellenállásokra kellett cserélni, és egyértelmű váltakozó villogást értek el. Nézd meg a videót.

LED villogó - szimmetrikus multivibrátor

A szimmetrikus multivibrátor áramkör alkalmazása igen széles. A multivibrátor áramkörök elemei megtalálhatók a számítástechnikában, a rádiós mérő- és orvosi berendezésekben.

A LED villogók összeszereléséhez szükséges alkatrészkészlet az alábbi linken vásárolható meg http://ali.pub/2bk9qh . Ha komolyan szeretnél gyakorolni az egyszerű szerkezetek forrasztását, a Mester egy 9 készletből álló készlet vásárlását javasolja, amivel nagymértékben megtakarítod a szállítási költségeket. Itt a link a vásárláshoz http://ali.pub/2bkb42 . A mester összeszedte az összes készletet, és elkezdtek dolgozni. Siker és készségfejlesztés a forrasztásban.

A multivibrátor talán a legnépszerűbb eszköz a kezdő rádióamatőrök körében. Nemrég pedig egy ember kérésére össze kellett raknom egyet. Bár ez már nem érdekel, mégsem voltam lusta, és egy kezdőknek szóló cikkbe állítottam össze a terméket. Jó, ha egy anyag tartalmazza az összeszereléshez szükséges összes információt. egy nagyon egyszerű és hasznos dolog, amely nem igényel hibakeresést, és lehetővé teszi a tranzisztorok, ellenállások, kondenzátorok és LED-ek működési elveinek vizuális tanulmányozását. És ha az eszköz nem működik, próbálja ki magát szabályozó-hibakeresőként. A séma nem új, szabványos elv szerint épül fel, az alkatrészek bárhol megtalálhatók. Nagyon gyakoriak.

Rendszer

Most mire van szükségünk a rádióelemekből az összeszereléshez:

• 2 ellenállás 1 kOhm
• 2 db 33 kOhm ellenállás
• 2 kondenzátor 4,7 uF 16 volton
• 2 db KT315 tranzisztor tetszőleges betűvel
• 2 db LED 3-5 volthoz
• 1 korona tápegység 9 volt

Ha nem találja a szükséges alkatrészeket, ne aggódjon. Ez az áramkör nem kritikus a besorolás szempontjából. Elég hozzávetőleges értékeket beállítani, ez nem befolyásolja a munka egészét. Csak a LED-ek fényerejét és villogási gyakoriságát befolyásolja. A villogási idő közvetlenül függ a kondenzátorok kapacitásától. A tranzisztorok hasonló kis teljesítményű n-p-n szerkezetekbe is beépíthetők. Nyomtatott áramköri lapot készítünk. Egy textolit darab mérete 40 x 40 mm, tartalékkal vihető.

Nyomtatható fájlformátum. feküdt6 Letöltés. A beépítés során a lehető legkevesebb hiba érdekében a textolitnál helymegjelöléseket alkalmaztam. Ez segít elkerülni a zavart az összeszerelés során, és szépséget ad az összképhez. Így néz ki a kész nyomtatott áramköri lap maratva és fúrva:

Az alkatrészeket a diagramnak megfelelően szereljük be, ez nagyon fontos! A lényeg az, hogy ne keverjük össze a tranzisztorok és a LED-ek kivezetését. A forrasztásra is kellő figyelmet kell fordítani.

Elsőre talán nem olyan elegáns, mint egy ipari, de nem is kell az. A lényeg az, hogy a rádióelem jó érintkezését biztosítsa a nyomtatott vezetővel. Ehhez a forrasztás előtt ónoznunk kell az alkatrészeket. Az alkatrészek beszerelése és forrasztása után mindent újra ellenőrizünk, és alkohollal töröljük le a gyantát a tábláról. A kész terméknek valahogy így kell kinéznie:

Ha minden helyesen történt, akkor a tápfeszültség bekapcsolásakor a multivibrátor villogni kezd. A LED-ek színét Ön választja ki. Az érthetőség kedvéért javaslom a videó megtekintését.

Multivibrátoros videó

A „villogó lámpáink” áramfelvétele mindössze 7,3 mA. Ez lehetővé teszi ennek a példánynak a tápellátását a " koronák"elég sokáig. Általában minden problémamentes és informatív, és ami a legfontosabb, rendkívül egyszerű! Jó munkát és sok sikert kívánok a munkához! Felkészítő: Daniil Goryachev ( Alex 1).

Beszélje meg a SZIMMETRIKUS MULTIVIBRATOR LED-EKHEZ című cikket

Elektronikus generátorok: multivibrátor. Cél, működési elv, alkalmazás.

Multivibrátorok

A multivibrátor egy majdnem téglalap alakú relaxációs oszcillátor. Ez egy kétfokozatú, pozitív visszacsatolású ellenállás-erősítő, amelyben mindegyik fokozat kimenete a másik bemenetére van kötve. Maga a „multivibrátor” név két szóból származik: „multi” - sok és „vibrátor” - rezgések forrása, mivel a multivibrátor rezgései nagyszámú harmonikust tartalmaznak. A multivibrátor önoszcillációs, szinkronizálási és készenléti üzemmódban is működhet. Önoszcilláló üzemmódban a multivibrátor öngerjesztő oszcillátorként, szinkronizálási módban a multivibrátorra kívülről szinkronizáló feszültség hat, melynek frekvenciája határozza meg az impulzusfrekvenciát, készenléti üzemmódban pedig a multivibrátor működik külső gerjesztésű generátorként.

Multivibrátor önoszcilláló üzemmódban

Az 1. ábrán a tranzisztorokra épülő, kapacitív kollektor-bázis csatlakozású multivibrátor legelterjedtebb áramköre látható, a 2. ábrán pedig a működési elvét magyarázó grafikonok láthatók. A multivibrátor két erősítő fokozatból áll az ellenállásokon. Mindegyik fokozat kimenete a C1 és C2 csatlakozókon keresztül csatlakozik a másik fokozat bemenetéhez.

Rizs. 1 - Tranzisztoros multivibrátor kapacitív kollektor-bázis csatlakozással

Szimmetrikusnak nevezzük azt a multivibrátort, amelyben a tranzisztorok azonosak és a szimmetrikus elemek paraméterei megegyeznek. Lengési periódusának mindkét része egyenlő, a munkaciklus 2. Ha valaki elfelejtette, mi az a munkaciklus, emlékeztetem: a munkaciklus az ismétlési periódus és az impulzus időtartamának aránya Q = T és /t és . A munkaciklus reciprokát munkaciklusnak nevezzük. Tehát, ha eltérések vannak a paraméterekben, akkor a multivibrátor aszimmetrikus lesz.

Az önoszcilláló üzemmódú multivibrátornak két kvázi-egyensúlyi állapota van, amikor az egyik tranzisztor telítési módban van, a másik levágás üzemmódban, és fordítva. Ezek a feltételek nem stabilak. Az áramkör átmenete egyik állapotból a másikba lavinaszerűen történik a mély PIC miatt.

Rizs. 2 - Egy szimmetrikus multivibrátor működését magyarázó grafikonok

Tegyük fel, hogy a tápfeszültség bekapcsolásakor a VT1 tranzisztor nyitva van, és az R3 ellenálláson áthaladó árammal telített. A kollektor feszültsége minimális. A C1 kondenzátor lemerült. A VT2 tranzisztor zárva van, és a C2 kondenzátor töltődik. A C1 vezető feszültsége nullára hajlik, és a VT2 tranzisztor bázisán lévő potenciál fokozatosan pozitív lesz, és a VT2 nyitni kezd. A kollektor feszültsége csökken, és a C2 kondenzátor kisülni kezd, a VT1 tranzisztor zár. A folyamatot ezután a végtelenségig megismételjük.

Az áramköri paraméterek a következők legyenek: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Az impulzus időtartamát a következő képlet határozza meg:

Az impulzusperiódus meghatározása:

Nos, a frekvencia meghatározásához el kell osztani egyet ezzel a baromsággal (lásd fent).

A kimeneti impulzusokat az egyik tranzisztor kollektorából veszik, és nem számít, hogy melyikből. Más szóval, két kimenet van az áramkörben.

A tranzisztoros kollektorból eltávolított multivibrátor kimeneti impulzusok alakjának javítása úgy érhető el, hogy a kollektoráramkörökbe leválasztó (leválasztó) diódákat helyezünk be, amint az a 3. ábrán látható. Ezeken a diódákon keresztül további R d1 és R d2 ellenállások vannak csatlakoztatva párhuzamosan a gyűjtőterhelések.

Rizs. 3 - Multivibrátor továbbfejlesztett kimeneti impulzus alakkal

Ebben az áramkörben az egyik tranzisztor zárása és a kollektorpotenciál csökkentése után a kollektorára csatlakoztatott dióda is bezárul, leválasztva a kondenzátort a kollektorkörről. A kondenzátor töltése egy további Rd ellenálláson keresztül történik, nem pedig a kollektoráramkör ellenállásán keresztül, és a lekapcsoló tranzisztor kollektorpotenciálja szinte hirtelen egyenlővé válik az Ec-vel. Az impulzusfrontok maximális időtartama a kollektoráramkörökben főként a tranzisztorok frekvenciatulajdonságai határozzák meg.

Ez a séma lehetővé teszi közel téglalap alakú impulzusok előállítását, de hátránya az alacsonyabb maximális munkaciklus és az oszcillációs periódus zökkenőmentes beállításának lehetetlensége.

A 4. ábra egy nagy sebességű multivibrátor áramkörét mutatja, amely magas frekvenciájú önrezgést biztosít.

Rizs. 4 - Nagy sebességű multivibrátor

Ebben az áramkörben az R2, R4 ellenállások párhuzamosan csatlakoznak a C1 és C2 kondenzátorokhoz, az R1, R3, R4, R6 ellenállások pedig feszültségosztókat képeznek, amelyek stabilizálják a nyitott tranzisztor bázispotenciálját (ha az osztóáram nagyobb, mint az alapáram). A multivibrátor kapcsolásakor a telített tranzisztor bázisárama élesebben változik, mint a korábban tárgyalt áramkörökben, ami csökkenti a töltések felszívódásának idejét az alapban, és felgyorsítja a tranzisztor kilépését a telítésből.

Várakozó multivibrátor

Az önoszcilláló üzemmódban működő, stabil egyensúlyi állapottal nem rendelkező multivibrátor egy stabil helyzetű és egy instabil helyzetű multivibrátorrá alakítható. Az ilyen áramköröket készenléti multivibrátoroknak vagy egylövésű multivibrátoroknak, egyimpulzusos multivibrátoroknak, relaxációs reléknek vagy kipp reléknek hívják. Az áramkör egy külső trigger impulzus hatására stabil állapotból instabil állapotba kerül. Az áramkör a paramétereitől függően egy ideig instabil helyzetben marad, majd automatikusan, hirtelen visszaáll eredeti stabil állapotába.

Készenléti üzemmód eléréséhez egy multivibrátorban, amelynek áramköre az ábrán látható. 1. ábrán látható módon ki kell dobni néhány alkatrészt, és ki kell cserélni őket. 5.

Rizs. 5 - Várakozó multivibrátor

A kezdeti állandósult állapotban a VT1 tranzisztor zárva van. Amikor megfelelő amplitúdójú pozitív trigger impulzus érkezik az áramkör bemenetére, kollektoráram kezd átfolyni a tranzisztoron. A VT1 tranzisztor kollektorának feszültségváltozása a C2 kondenzátoron keresztül a VT2 tranzisztor bázisára kerül. A PIC-nek köszönhetően (az R4 ellenálláson keresztül) egy lavinaszerű folyamat fokozódik, ami a VT2 tranzisztor zárásához és a VT1 tranzisztor nyitásához vezet. Az áramkör ebben az instabil egyensúlyi állapotban marad mindaddig, amíg a C2 kondenzátor kisüti az R2 ellenálláson és a VT1 vezető tranzisztoron keresztül. A kondenzátor kisülése után a VT2 tranzisztor kinyílik, a VT1 pedig zár, és az áramkör visszatér eredeti állapotába.

A generátorok blokkolása

A blokkoló oszcillátor rövid távú impulzusok egyfokozatú relaxációs generátora, erős induktív pozitív visszacsatolással, amelyet egy impulzustranszformátor hoz létre. A blokkoló generátor által generált impulzusok nagy emelkedési és süllyedési meredekséggel rendelkeznek, és közel téglalap alakúak. Az impulzus időtartama több tíz ns-tól több száz mikroszekundumig terjedhet. Jellemzően a blokkoló generátor nagy munkaciklusú üzemmódban működik, azaz az impulzusok időtartama sokkal rövidebb, mint az ismétlési periódusuk. A munkaciklus több száztól több tízezerig terjedhet. A tranzisztor, amelyre a blokkoló generátor fel van szerelve, csak az impulzusgenerálás idejére nyílik ki, és a fennmaradó időben zárva van. Ezért nagy munkaciklus esetén az az idő, amely alatt a tranzisztor nyitva van, sokkal rövidebb, mint az az idő, amely alatt zárva van. A tranzisztor termikus rezsimje a kollektorban disszipált átlagos teljesítménytől függ. A blokkoló oszcillátorban a nagy munkaciklus miatt nagyon nagy teljesítmény érhető el kis és közepes teljesítményű impulzusok során.

Magas munkaciklus mellett a blokkoló oszcillátor nagyon gazdaságosan működik, mivel a tranzisztor csak rövid impulzusképzési idő alatt fogyaszt energiát az áramforrásból. Csakúgy, mint a multivibrátor, a blokkoló oszcillátor is működhet önoszcilláló, készenléti és szinkronizálási módban.

Önoszcilláló üzemmód

A blokkoló generátorok OE-vel vagy OB-vel ellátott áramkörbe kapcsolt tranzisztorok segítségével szerelhetők össze. Az OE-vel ellátott áramkört gyakrabban használják, mivel ez lehetővé teszi a generált impulzusok jobb alakjának elérését (rövidebb felfutási idő), bár az OB-s áramkör stabilabb a tranzisztor paramétereinek változása szempontjából.

A blokkoló oszcillátor áramkör a ábrán látható. 1.

Rizs. 1 - Blokkoló generátor

A blokkoló generátor működése két szakaszra osztható. Az első szakaszban, amely az oszcillációs periódus nagy részét elfoglalja, a tranzisztor zárt, a másodikban pedig a tranzisztor nyitott és impulzus jön létre. A tranzisztor zárt állapotát az első fokozatban a C1 kondenzátor feszültsége tartja fenn, amelyet az előző impulzus generálása során az alapáram tölt fel. Az első szakaszban a kondenzátor lassan kisül az R1 ellenállás nagy ellenállásán keresztül, nullához közeli potenciált hozva létre a VT1 tranzisztor alján, és az zárva marad.

Amikor az alap feszültsége eléri a tranzisztor nyitási küszöbét, az kinyílik, és az áram elkezd folyni a T transzformátor I kollektortekercsén. Ebben az esetben a II alaptekercsben feszültség indukálódik, amelynek polaritásának olyannak kell lennie, hogy pozitív potenciált hozzon létre a bázison. Ha az I és II tekercsek helytelenül vannak csatlakoztatva, a blokkoló oszcillátor nem generál. Ez azt jelenti, hogy az egyik tekercs végeit, függetlenül attól, hogy melyiket, ki kell cserélni.

MULTIVIBRATOR

Multivibrátor. Biztos vagyok benne, hogy sokan ezzel a rendszerrel kezdték rádióamatőr tevékenységüket.Ez volt az első diagramom is - rétegelt lemez darab, szögekkel kilyukasztott lyukak, az alkatrészek vezetékei forrasztópáka hiányában dróttal voltak csavarva.És minden remekül működött!

A LED-eket terhelésként használják. Amikor a multivibrátor működik, a LED-ek kapcsolnak.

Az összeszereléshez minimális alkatrész szükséges. Íme a lista:

1. - Ellenállások 500 Ohm - 2 db
2. - Ellenállások 10 kOhm - 2 db
3. - Elektrolit kondenzátor 1 uF 16 volthoz - 2 db
4. - KT972A tranzisztor - 2db (a KT815 vagy a KT817 is működik), a KT315 is lehetséges, ha az áramerősség nem haladja meg a 25mA-t.
5. - LED - bármilyen 2 db
6. - Tápfeszültség 4,5-15 volt között.

Az ábrán minden csatornában egy-egy LED látható, de több párhuzamosan is csatlakoztatható. Vagy sorosan (5 darabos lánc), de akkor a tápfeszültség nem kevesebb, mint 15 volt.

A KT972A tranzisztorok kompozit tranzisztorok, azaz házuk két tranzisztort tartalmaz, és rendkívül érzékeny, és jelentős áramerősséget is képes elviselni hűtőborda nélkül.

A kísérletezéshez nem kell nyomtatott áramköri lapot készíteni, mindent összeszerelhet egy felületre szerelt telepítéssel. Forrasztás a képeken látható módon.

A rajzok speciálisan különböző szögekből készültek, és részletesen megvizsgálhatja a telepítés minden részletét.

Ebben a cikkben a multivibrátorról, annak működéséről, a terhelés multivibrátorhoz való csatlakoztatásáról és a tranzisztoros szimmetrikus multivibrátor kiszámításáról fogunk beszélni.

Multivibrátor egy egyszerű téglalap alakú impulzusgenerátor, amely önoszcillátor üzemmódban működik. Működtetéséhez csak akkumulátorról vagy más áramforrásról van szükség. Tekintsük a legegyszerűbb szimmetrikus multivibrátort tranzisztorokkal. Diagramja az ábrán látható. A multivibrátor a szükséges funkcióktól függően bonyolultabb lehet, de az ábrán látható összes elem kötelező, ezek nélkül a multivibrátor nem működik.

A szimmetrikus multivibrátor működése a kondenzátorok töltés-kisülési folyamatain alapul, amelyek az ellenállásokkal együtt RC áramköröket alkotnak.

Az RC áramkörök működéséről korábban írtam Kondenzátor című cikkemben, amelyet a honlapomon olvashat. Az interneten, ha találsz anyagot egy szimmetrikus multivibrátorról, azt röviden és nem érthetően mutatják be. Ez a körülmény nem teszi lehetővé, hogy a kezdő rádióamatőrök bármit is megértsenek, hanem csak segít a tapasztalt elektronikai mérnököknek, hogy emlékezzenek valamire. Az egyik oldalam látogatójának kérésére úgy döntöttem, hogy megszüntetem ezt a hiányt.

Hogyan működik a multivibrátor?

A tápellátás kezdeti pillanatában a C1 és C2 kondenzátorok lemerülnek, így áramellenállásuk alacsony. A kondenzátorok alacsony ellenállása a tranzisztorok „gyors” nyitásához vezet az áram áramlása miatt:

— VT2 a pálya mentén (pirossal): „+ tápegység > R1 ellenállás > kisütött C1 alacsony ellenállása > VT2 alap-emitter csomópont > — tápegység”;

— VT1 az út mentén (kék színnel): „+ tápegység > R4 ellenállás > kisütési C2 alacsony ellenállása > VT1 alap-emitter csomópont > — tápegység.”

Ez a multivibrátor „instabil” üzemmódja. Nagyon rövid ideig tart, csak a tranzisztorok sebessége határozza meg. És nincs két tranzisztor, amelyek paraméterei teljesen megegyeznek. Amelyik tranzisztor gyorsabban nyílik, az nyitva marad – a „győztes”. Tegyük fel, hogy a diagramunkban ez VT2-nek bizonyul. Ezután a kisütt C2 kondenzátor alacsony ellenállásán és a VT2 kollektor-emitter csomópont alacsony ellenállásán keresztül a VT1 tranzisztor alapja rövidre záródik a VT1 emitterrel. Ennek eredményeként a VT1 tranzisztor kénytelen lesz bezárni - „legyőzni”.

Mivel a VT1 tranzisztor zárva van, a C1 kondenzátor „gyors” töltése következik be az út mentén: „+ tápegység > R1 ellenállás > kisütött C1 kis ellenállása > VT2 alap-emitter csomópont > — tápegység.” Ez a töltés csaknem a tápfeszültségig jelentkezik.

Ugyanakkor a C2 kondenzátort fordított polaritású árammal töltik fel az út mentén: „+ tápforrás > R3 ellenállás > kisütött C2 kis ellenállása > VT2 kollektor-emitter átmenet > — áramforrás.” A töltés időtartamát az R3 és C2 besorolások határozzák meg. Meghatározzák azt az időt, amikor a VT1 zárt állapotban van.

Ha a C2 kondenzátort körülbelül 0,7–1,0 V feszültséggel egyenlő feszültségre töltjük, az ellenállása megnő, és a VT1 tranzisztor kinyílik a pálya mentén alkalmazott feszültséggel: „+ tápegység > R3 ellenállás > VT1 alap-emitter átmenet > - tápegység." Ebben az esetben a feltöltött C1 kondenzátor feszültsége a VT1 nyitott kollektor-emitter átmeneten keresztül fordított polaritással kerül a VT2 tranzisztor emitter-bázis átmenetére. Ennek eredményeként a VT2 bezárul, és a korábban a VT2 nyitott kollektor-emitter csomóponton áthaladó áram átfolyik az áramkörön: „+ tápegység > R4 ellenállás > alacsony ellenállás C2 > VT1 bázis-emitter csomópont > — tápegység. ” Ez az áramkör gyorsan feltölti a C2 kondenzátort. Ettől a pillanattól kezdve kezdődik az „egyensúlyi” öngenerációs mód.

Szimmetrikus multivibrátor működése „steady-state” generálási módban

Megkezdődik a multivibrátor első félciklusa (oszcilláció).

Amikor a VT1 tranzisztor nyitva van és a VT2 zárva, ahogy az imént írtam, a C2 kondenzátor gyorsan feltöltődik (egy polaritású 0,7...1,0 voltos feszültségről az ellenkező polaritású áramforrás feszültségére) az áramkör mentén. : "+ tápegység > R4 ellenállás > alacsony ellenállás C2 > alap-emitter csomópont VT1 > - tápegység." Ezenkívül a C1 kondenzátor lassan újratöltődik (egy polaritású tápfeszültségről 0,7...1,0 V ellentétes polaritású feszültségre) az áramkör mentén: „+ tápegység > R2 ellenállás > jobb oldali C1 lemez > bal C1 lemez > VT1 tranzisztor kollektor-emitter csatlakozása > - - áramforrás."

Amikor a C1 újratöltése következtében a VT2 bázisán a feszültség eléri a +0,6 V értéket a VT2 emitteréhez képest, a tranzisztor kinyílik. Ezért a feltöltött C2 kondenzátor feszültsége a VT2 nyitott kollektor-emitter átmeneten keresztül fordított polaritással kerül a VT1 tranzisztor emitter-bázis átmenetére. A VT1 bezár.

Megkezdődik a multivibrátor második félciklusa (oszcilláció).

Amikor a VT2 tranzisztor nyitva van és a VT1 zárva van, a C1 kondenzátor gyorsan újratöltődik (egy polaritású 0,7...1,0 V feszültségről az ellenkező polaritású áramforrás feszültségére): „+ tápegység > R1 ellenállás > alacsony ellenállás C1 > alap emitter csomópont VT2 > - tápegység.” Ezenkívül a C2 kondenzátor lassan újratöltődik (az egy polaritású áramforrás feszültségéről 0,7...1,0 V feszültségre ellenkező polaritású feszültségre) az áramkör mentén: „C2 jobb lapja > kollektor-emitter átmenet VT2 tranzisztor > - tápegység > + forrástáp > R3 ellenállás > bal oldali C2". Amikor a VT1 bázisán a feszültség eléri a +0,6 voltot a VT1 emitteréhez képest, a tranzisztor kinyílik. Ezért a feltöltött C1 kondenzátor feszültsége a VT1 nyitott kollektor-emitter átmeneten keresztül fordított polaritással kerül a VT2 tranzisztor emitter-bázis átmenetére. A VT2 bezár. Ezen a ponton véget ér a multivibrátor rezgésének második félciklusa, és újra kezdődik az első félciklus.

A folyamat addig ismétlődik, amíg a multivibrátort le nem választják az áramforrásról.

A terhelés szimmetrikus multivibrátorhoz való csatlakoztatásának módszerei

A téglalap alakú impulzusokat egy szimmetrikus multivibrátor két pontjáról távolítják el– tranzisztoros kollektorok. Ha az egyik kollektoron „magas” potenciál van, akkor a másik kollektoron „alacsony” potenciál van (hiányzik), és fordítva - ha az egyik kimeneten „alacsony” potenciál van, akkor van egy „magas” potenciál a másikon. Ez jól látható az alábbi időgrafikonon.

A multivibrátor terhelést az egyik kollektor-ellenállással párhuzamosan kell kötni, de semmi esetre sem párhuzamosan a kollektor-emitter tranzisztor átmenettel. Terheléssel nem lehet megkerülni a tranzisztort. Ha ez a feltétel nem teljesül, akkor legalább az impulzusok időtartama megváltozik, és legfeljebb a multivibrátor nem fog működni. Az alábbi ábra bemutatja, hogyan kell helyesen csatlakoztatni a terhelést, és hogyan nem.

Annak érdekében, hogy a terhelés ne befolyásolja magát a multivibrátort, elegendő bemeneti ellenállással kell rendelkeznie. Erre a célra általában puffertranzisztor fokozatokat használnak.

A példa mutatja alacsony impedanciájú dinamikus fej csatlakoztatása multivibrátorhoz. Egy további ellenállás növeli a pufferfokozat bemeneti ellenállását, és ezáltal kiküszöböli a pufferfokozat hatását a multivibrátor tranzisztorra. Ennek értéke nem lehet kevesebb, mint a kollektor ellenállás értékének 10-szerese. Két tranzisztor összekapcsolása „kompozit tranzisztoros” áramkörben jelentősen megnöveli a kimeneti áramot. Ebben az esetben helyes a pufferfokozat alap-emitter áramkörét a multivibrátor kollektorellenállásával párhuzamosan csatlakoztatni, és nem párhuzamosan a multivibrátor tranzisztor kollektor-emitter átmenetével.

Nagy impedanciájú dinamikus fej multivibrátorhoz történő csatlakoztatásához pufferfokozatra nincs szükség. Az egyik kollektor-ellenállás helyett a fej van csatlakoztatva. Az egyetlen feltétel, aminek teljesülnie kell, hogy a dinamikus fejen átfolyó áram nem haladhatja meg a tranzisztor maximális kollektoráramát.

Ha hagyományos LED-eket szeretne csatlakoztatni a multivibrátorhoz– „villogó fény” készítéséhez, akkor ehhez nincs szükség pufferkaszkádokra. Kollektív ellenállásokkal sorba köthetők. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a LED-áram kicsi, és a feszültségesés működés közben legfeljebb egy volt. Ezért nincs hatással a multivibrátor működésére. Igaz, ez nem vonatkozik a szuperfényes LED-ekre, amelyeknél nagyobb az üzemi áram és a feszültségesés 3,5 és 10 volt között lehet. De ebben az esetben van kiút - növelje a tápfeszültséget, és használjon nagy teljesítményű tranzisztorokat, amelyek elegendő kollektoráramot biztosítanak.

Kérjük, vegye figyelembe, hogy az oxid (elektrolit) kondenzátorok pozitívukkal a tranzisztorok kollektoraihoz csatlakoznak. Ez annak köszönhető, hogy a bipoláris tranzisztorok alapjain a feszültség nem emelkedik 0,7 volt fölé az emitterhez képest, és esetünkben az emitterek a tápegység mínuszát jelentik. De a tranzisztorok kollektorainál a feszültség szinte nulláról az áramforrás feszültségére változik. Az oxidkondenzátorok fordított polaritással kapcsolva nem képesek ellátni funkciójukat. Természetesen, ha eltérő felépítésű tranzisztorokat használ (nem N-P-N, hanem P-N-P szerkezeteket), akkor az áramforrás polaritásának megváltoztatása mellett a LED-eket a katódokkal „felfelé az áramkörben” és a kondenzátorokat kell fordítani. a pluszokkal a tranzisztorok alapjaihoz.

Most találjuk ki A multivibrátor elemek milyen paraméterei határozzák meg a multivibrátor kimeneti áramait és generálási frekvenciáját?

Mit befolyásolnak a kollektoros ellenállások értékei? Néhány közepes internetes cikkben láttam, hogy a kollektor ellenállások értékei nem befolyásolják jelentősen a multivibrátor frekvenciáját. Ez az egész teljes hülyeség! Ha a multivibrátort helyesen számítják ki, ezen ellenállások értékének több mint ötszörös eltérése a számított értéktől nem változtatja meg a multivibrátor frekvenciáját. A lényeg az, hogy ellenállásuk kisebb, mint az alapellenállásoké, mivel a kollektoros ellenállások biztosítják a kondenzátorok gyors töltését. Másrészt a kollektorellenállások értékei a fő értékek az áramforrásból származó energiafogyasztás kiszámításához, amelynek értéke nem haladhatja meg a tranzisztorok teljesítményét. Ha ránézünk, ha helyesen vannak csatlakoztatva, akkor még közvetlen hatásuk sincs a multivibrátor kimeneti teljesítményére. De a kapcsolások közötti időtartamot (multibrátor frekvencia) a kondenzátorok „lassú” újratöltése határozza meg. Az újratöltési időt az RC áramkörök - alapellenállások és kondenzátorok (R2C1 és R3C2) névleges értéke határozza meg.

A multivibrátort, bár szimmetrikusnak nevezik, ez csak a felépítésének áramkörére vonatkozik, és szimmetrikus és aszimmetrikus kimeneti impulzusokat is képes előállítani. A VT1 kollektor impulzus időtartamát (magas szint) az R3 és C2, a VT2 kollektor impulzus időtartamát (magas szint) pedig az R2 és C1 besorolások határozzák meg.

A kondenzátorok feltöltésének időtartamát egy egyszerű képlet határozza meg, ahol Tau- impulzus időtartama másodpercben, R- ellenállás ellenállás ohmban, VAL VEL– a kondenzátor kapacitása Faradban:

Így, ha még nem felejtette el, amit ebben a cikkben írtak néhány bekezdéssel korábban:

Ha van egyenlőség R2=R3És C1=C2, a multivibrátor kimenetein „meander” lesz - téglalap alakú impulzusok, amelyek időtartama megegyezik az impulzusok közötti szünetekkel, amelyet az ábrán láthat.

A multivibrátor teljes rezgési periódusa az T egyenlő az impulzus és a szünet időtartamának összegével:

Oszcillációs frekvencia F(Hz) a periódushoz kapcsolódóan T(mp) az arányon keresztül:

Általános szabály, hogy ha vannak számítások a rádióáramkörökről az interneten, akkor azok csekélyek. Ezért Számítsuk ki egy szimmetrikus multivibrátor elemeit a példa segítségével! .

Mint minden tranzisztor fokozat, a számítást a végétől - a kimenettől - kell elvégezni. És a kimeneten van egy pufferfokozat, akkor vannak kollektor ellenállások. Az R1 és R4 kollektorellenállások a tranzisztorok terhelését látják el. A kollektor ellenállások nincsenek hatással a generálási frekvenciára. Kiszámításuk a kiválasztott tranzisztorok paraméterei alapján történik. Így először a kollektor-ellenállásokat, majd az alapellenállásokat, majd a kondenzátorokat, majd a pufferfokozatot számítjuk ki.

A tranzisztoros szimmetrikus multivibrátor számítási eljárása és példája

Kiinduló adatok:

Tápfeszültség Ui.p. = 12 V.

Szükséges multivibrátor frekvencia F = 0,2 Hz (T = 5 másodperc), és az impulzus időtartama egyenlő 1 (egy másodperc.

Teherként egy autó izzólámpáját használják. 12 volt, 15 watt.

Ahogy sejtette, kiszámítunk egy „villogó fényt”, amely 5 másodpercenként egyszer felvillan, és a ragyogás időtartama 1 másodperc lesz.

Tranzisztorok kiválasztása a multivibrátorhoz. Például nálunk vannak a legelterjedtebb tranzisztorok a szovjet időkben KT315G.

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

A pufferfokozat tranzisztorait a terhelési áram alapján választják ki.

Annak érdekében, hogy a diagramot ne ábrázoljam kétszer, az elemek értékeit már aláírtam a diagramon. Számításukat a határozat tartalmazza.

Megoldás:

1. Mindenekelőtt meg kell értenie, hogy a tranzisztor nagy áramerősséggel történő működtetése kapcsolási módban biztonságosabb magának a tranzisztornak, mint erősítő üzemmódban. Ezért nincs szükség az átmeneti állapot teljesítményének kiszámítására abban a pillanatban, amikor a váltakozó jel áthalad a tranzisztor statikus üzemmódjának „B” működési pontján - a nyitott állapotból a zárt állapotba és vissza. . A bipoláris tranzisztorokra épített impulzusáramköröknél általában a nyitott állapotban lévő tranzisztorokra számítják a teljesítményt.

Először is meghatározzuk a tranzisztorok maximális teljesítménydisszipációját, amelynek 20 százalékkal kisebbnek kell lennie (0,8-as tényező), mint a referenciakönyvben feltüntetett tranzisztor maximális teljesítménye. De miért kell a multivibrátort a nagy áramok merev keretébe terelnünk? És még megnövekedett teljesítmény mellett is nagy lesz az energiaforrásból származó energiafogyasztás, de kevés haszon lesz. Ezért, miután meghatároztuk a tranzisztorok maximális teljesítménydisszipációját, 3-szor csökkentjük. A teljesítménydisszipáció további csökkentése nem kívánatos, mert a bipoláris tranzisztorokra épülő multivibrátor kisáramú üzemmódban történő működése „instabil” jelenség. Ha az áramforrást nem csak a multivibrátorhoz használják, vagy nem teljesen stabil, akkor a multivibrátor frekvenciája is „lebeg”.

Meghatározzuk a maximális teljesítménydisszipációt: Pdis.max = 0,8 * Pmax = 0,8 * 150 mW = 120 mW

Meghatározzuk a névleges disszipált teljesítményt: Pdis.nom. = 120/3 = 40mW

2. Határozza meg a kollektor áramát nyitott állapotban: Ik0 = Pdis.nom. / Ui.p. = 40mW / 12V = 3,3mA

Vegyük ezt a maximális kollektoráramnak.

3. Határozzuk meg a kollektor terhelés ellenállásának és teljesítményének értékét: Rk.total = Ui.p./Ik0 = 12V/3,3mA = 3,6 kOhm

A meglévő névleges tartományból olyan ellenállásokat választunk, amelyek a lehető legközelebb vannak a 3,6 kOhm-hoz. Az ellenállások névleges sorozatának névleges értéke 3,6 kOhm, ezért először kiszámítjuk a multivibrátor R1 és R4 kollektorellenállásának értékét: Rк = R1 = R4 = 3,6 kOhm.

Az R1 és R4 kollektorellenállások teljesítménye megegyezik a Pras.nom tranzisztorok névleges teljesítménydisszipációjával. = 40 mW. A megadott Pras.nom-ot meghaladó teljesítményű ellenállásokat használunk. - MLT-0.125 típusú.

4. Térjünk át az R2 és R3 alapellenállások kiszámítására. Besorolásukat a h21 tranzisztorok erősítése alapján határozzák meg. Ugyanakkor a multivibrátor megbízható működéséhez az ellenállás értékének a következő tartományon belül kell lennie: 5-ször nagyobb, mint a kollektor ellenállások ellenállása, és kisebb, mint az Rк * h21 termék. Rmin = 3,6 * 5 = 18 kOhm és Rmax = 3,6 * 50 = 180 kOhm

Így az Rb ellenállás értékei (R2 és R3) 18...180 kOhm tartományba eshetnek. Először kiválasztjuk az átlagos értéket = 100 kOhm. De ez nem végleges, mivel biztosítani kell a multivibrátor szükséges frekvenciáját, és ahogy korábban írtam, a multivibrátor frekvenciája közvetlenül függ az R2 és R3 alapellenállásoktól, valamint a kondenzátorok kapacitásától.

5. Számítsa ki a C1 és C2 kondenzátorok kapacitását, és ha szükséges, számítsa újra az R2 és R3 értékét.

A C1 kondenzátor kapacitásának és az R2 ellenállás ellenállásának értékei meghatározzák a VT2 kollektor kimeneti impulzusának időtartamát. Ez alatt az impulzus alatt kell kigyulladni a villanykörténk. És ebben az állapotban az impulzus időtartama 1 másodpercre volt beállítva.

Határozzuk meg a kondenzátor kapacitását: C1 = 1 sec / 100 kOhm = 10 µF

A névleges tartományba 10 μF kapacitású kondenzátor tartozik, így nekünk megfelel.

A C2 kondenzátor kapacitásának és az R3 ellenállás ellenállásának értékei meghatározzák a VT1 kollektor kimeneti impulzusának időtartamát. Ez alatt az impulzus alatt van „szünet” a VT2 kollektoron, és az izzónk nem gyulladhat ki. És ebben az állapotban egy 5 másodperces teljes periódus volt megadva 1 másodperces impulzusidővel. Ezért a szünet időtartama 5 másodperc – 1 másodperc = 4 másodperc.

Az újratöltési időtartam képletének átalakításával mi Határozzuk meg a kondenzátor kapacitását: C2 = 4 sec / 100 kOhm = 40 µF

A 40 μF kapacitású kondenzátor nem tartozik a névleges tartományba, így nem felel meg nekünk, és ehhez a lehető legközelebb eső 47 μF kapacitású kondenzátort vesszük. De mint érti, a „szünet” ideje is megváltozik. Hogy ez ne forduljon elő, mi Számítsuk újra az R3 ellenállás ellenállását a szünet időtartama és a C2 kondenzátor kapacitása alapján: R3 = 4 s / 47 µF = 85 kOhm

A névleges sorozat szerint az ellenállás ellenállásának legközelebbi értéke 82 kOhm.

Tehát megkaptuk a multivibrátor elemek értékeit:

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

6. Számítsa ki a pufferfokozat R5 ellenállásának értékét!.

A multivibrátorra gyakorolt ​​hatás kiküszöbölése érdekében a kiegészítő R5 korlátozó ellenállás ellenállását legalább kétszer nagyobbra kell kiválasztani, mint az R4 kollektor ellenállás ellenállását (és bizonyos esetekben több). Ellenállása, valamint a VT3 és VT4 emitter-bázis csomópontok ellenállása ebben az esetben nem befolyásolja a multivibrátor paramétereit.

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

A névleges sorozat szerint a legközelebbi ellenállás 7,5 kOhm.

Ha az ellenállás értéke R5 = 7,5 kOhm, a pufferfokozat vezérlőárama egyenlő lesz:

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

Ráadásul, mint korábban írtam, a multivibrátor tranzisztorok kollektorterhelése nem befolyásolja a frekvenciáját, így ha nincs ilyen ellenállása, akkor kicserélheti egy másik „közeli” névleges értékre (5 ... 9 kOhm). ). Jobb, ha ez a csökkenés irányába esik, így a puffer fokozatban nem csökken a vezérlőáram. De ne feledje, hogy a kiegészítő ellenállás a multivibrátor VT2 tranzisztorának további terhelése, így az ezen az ellenálláson átfolyó áram összeadja az R4 kollektor-ellenállás áramát, és a VT2 tranzisztor terhelése: Itotal = Ik + Icontrol. = 3,3 mA + 1,44 mA = 4,74 mA

A VT2 tranzisztor kollektorának teljes terhelése a normál határokon belül van. Ha ez meghaladja a referenciakönyvben megadott maximális kollektoráramot, és megszorozzuk 0,8-as tényezővel, növelje az R4 ellenállást, amíg a terhelési áram kellően le nem csökken, vagy használjon erősebb tranzisztort.

7. Áramot kell biztosítanunk az izzónak In = Рн / Ui.p. = 15 W / 12 V = 1,25 A

De a pufferfokozat vezérlőárama 1,44 mA. A multivibrátor áramát az aránnyal egyenlő értékkel kell növelni:

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

Hogyan kell csinálni? Jelentős kimeneti áramerősítéshez használja a „kompozit tranzisztoros” áramkör szerint épített tranzisztor-kaszkádokat. Az első tranzisztor általában kis teljesítményű (a KT361G-t fogjuk használni), ennek van a legnagyobb nyeresége, a másodiknak pedig elegendő terhelési áramot kell biztosítania (vegyük a nem kevésbé elterjedt KT814B-t). Ezután a h21 átviteli együtthatójukat megszorozzuk. Tehát a KT361G tranzisztornál h21>50, a KT814B tranzisztornál pedig h21=40. És ezeknek a tranzisztoroknak a teljes átviteli együtthatója a „kompozit tranzisztor” áramkör szerint csatlakoztatva: h21 = 50 * 40 = 2000. Ez a szám nagyobb, mint 870, tehát ezek a tranzisztorok elégségesek egy izzó vezérléséhez.

Nos, ez minden!