O selecție de scheme simple și eficiente. Multivibratoare pe tranzistoare Multivibratoare pe tranzistoare schema de functionare

Flasher LED sau cum să asamblați un multivibrator simetric cu propriile mâini. Circuitul unui multivibrator simetric trebuie studiat și colectat în cluburi de electronice. Circuitul multivibrator este unul dintre cele mai faimoase și adesea folosite în diferite modele electronice. Un multivibrator simetric în timpul funcționării generează oscilații în formă care se apropie dreptunghiulară. Simplitatea multivibratorului se datorează designului său - este doar doi tranzistori și mai multe elemente suplimentare. Vrăjitorul vă invită să asamblați primul circuit electronic de intermitent LED. Pentru a nu fi dezamăgit în caz de defecțiune, mai jos sunt detaliate instrucțiuni pas cu pas pentru asamblarea unui flash LED multivibrator cu ilustrații foto și video.

Cum să asamblați o lampă LED cu propriile mâini

Puțină teorie. Un multivibrator este în esență un amplificator în două trepte pe tranzistoarele VT1 și VT2 cu un circuit de feedback pozitiv printr-un condensator electrolitic C2 între etapele de amplificare pe tranzistoarele VT2 și VT1. Acest feedback transformă circuitul într-un oscilator. Denumirea multivibrator simetric se datorează acelorași valori ale perechilor de elemente R1=R2, R3=R4, C1=C2. Cu astfel de valori ale elementelor, multivibratorul va genera impulsuri și pauze între impulsuri de durată egală. Rata de repetiție a pulsului este setată într-o măsură mai mare de valorile perechilor R1=R2 și C1=C2. Durata impulsurilor și pauzelor poate fi controlată prin clipiri LED. Dacă egalitatea perechilor de elemente este încălcată, multivibratorul devine asimetric. Asimetria se va datora în primul rând diferenței dintre durata pulsului și durata pauzei.

Multivibratorul este asamblat pe doi tranzistori; în plus, sunt necesare patru rezistențe, doi condensatori electrolitici și două LED-uri pentru a indica funcționarea multivibratorului. Sarcina de a achiziționa piese și o placă de circuit imprimat este ușor de rezolvat. Iată un link pentru a cumpăra un set gata de piese http://ali.pub/2bk9qh . Setul include toate piesele, o placă de circuit imprimat de 28 mm x 30 mm de bună calitate, o schemă, o diagramă de cablare și o fișă cu specificații. Practic, nu există erori în localizarea pieselor pe desenul plăcii de circuit imprimat.

Compoziția setului de piese multivibrator

Să începem asamblarea circuitului; pentru lucru veți avea nevoie de un fier de lipit de putere redusă, flux de lipit, lipit, tăietoare laterale și baterii. Circuitul este simplu, dar trebuie asamblat corect și fără erori.

1. Verificați conținutul pachetului. Descifrați valorile rezistenței după codul de culoare și instalați-le pe placă.
2. Lipiți rezistențele și mușcați resturile proeminente ale electrozilor.
3. Condensatoarele electrolitice trebuie plasate într-un mod specific pe placă. Schema de conexiuni și desenul de pe placă vă vor ajuta cu amplasarea corectă. Condensatorii electrolitici sunt marcați pe corp cu un electrod negativ, iar electrodul pozitiv este puțin mai lung. Locația electrodului negativ pe placă este în partea umbrită a simbolului condensatorului.
4. Așezați condensatorii pe placă și lipiți-i.
5. Amplasarea tranzistoarelor pe placă este strict conform cheii.
6. LED-urile au și polaritatea electrodului. Vezi poza. Le instalăm și le lipim. Aveți grijă să nu supraîncălziți această piesă atunci când lipiți. Plusul LED2 este situat mai aproape de rezistorul R4 (vezi video).

   LED-urile sunt instalate pe placa multivibratoare

7. Lipiți conductorii de putere conform polarității și aplicați tensiune de la baterii. La o tensiune de alimentare de 3 volți, LED-urile s-au aprins împreună. După un moment de dezamăgire, s-a aplicat tensiune de la trei baterii, iar LED-urile au început să clipească alternativ. Frecvența multivibratorului depinde de tensiunea de alimentare. Deoarece circuitul urma să fie instalat într-o jucărie alimentată de 3 volți, rezistențele R1 și R2 trebuiau înlocuite cu rezistențe de 120 kOhm și s-a obținut o clipire alternantă clară. Priveste filmarea.

Flasher LED - multivibrator simetric

Aplicația circuitului multivibrator simetric este foarte largă. Elemente ale circuitelor multivibratoare se găsesc în tehnologia computerelor, în echipamentele de măsurare radio și în echipamentele medicale.

Un set de piese pentru asamblarea flash-urilor LED poate fi achiziționat de la următorul link http://ali.pub/2bk9qh . Dacă doriți să exersați serios lipirea structurilor simple, Maestrul vă recomandă să cumpărați un set de 9 seturi, care vă vor economisi foarte mult costurile de transport. Iată link-ul de cumpărare http://ali.pub/2bkb42 . Stăpânul a adunat toate seturile și au început să lucreze. Succesul și creșterea abilităților în lipire.

Multivibratorul este poate cel mai popular dispozitiv printre radioamatorii începători. Și recent a trebuit să pun unul împreună la cererea unei persoane. Deși nu mă mai interesează acest lucru, tot nu am fost leneș și am compilat produsul într-un articol pentru începători. Este bine când un material conține toate informațiile pentru asamblare. un lucru foarte simplu și util care nu necesită depanare și vă permite să studiați vizual principiile de funcționare a tranzistorilor, rezistențelor, condensatoarelor și LED-urilor. Și, de asemenea, dacă dispozitivul nu funcționează, încercați-vă ca regulator-depanator. Schema nu este nouă, este construită după un principiu standard, iar piesele pot fi găsite oriunde. Sunt foarte frecvente.

Sistem

Acum ce avem nevoie de la radioelemente pentru asamblare:

• 2 rezistențe de 1 kOhm
• 2 rezistențe 33 kOhm
• 2 condensatoare 4,7 uF la 16 volți
• 2 tranzistoare KT315 cu orice litere
• 2 LED-uri pentru 3-5 volți
• 1 sursa de alimentare coroana 9 volti

Dacă nu ați găsit piesele de care aveți nevoie, nu vă faceți griji. Acest circuit nu este critic pentru evaluări. Este suficient să setați valori aproximative; acest lucru nu va afecta munca în ansamblu. Afectează doar luminozitatea și frecvența de clipire a LED-urilor. Timpul de clipire depinde direct de capacitatea condensatoarelor. Tranzistoarele pot fi instalate în structuri similare n-p-n de putere mică. Facem o placă de circuit imprimat. Dimensiunea unei bucăți de textolit este de 40 pe 40 mm, o puteți lua cu rezervă.

Format de fișier imprimabil. laic6 Descarca. Pentru a face cât mai puține greșeli în timpul instalării, am aplicat textolitului desemnări de poziție. Acest lucru ajută la evitarea confuziei în timpul asamblarii și adaugă frumusețe aspectului general. Iată cum arată placa de circuit imprimat finită, gravată și găurită:

Instalăm piesele conform diagramei, acest lucru este foarte important! Principalul lucru este să nu confundați pinout-ul tranzistorilor și LED-urilor. De asemenea, lipirea ar trebui să primească atenția cuvenită.

La început poate să nu fie la fel de elegant ca unul industrial, dar nu trebuie să fie. Principalul lucru este să asigurați un contact bun al elementului radio cu conductorul imprimat. Pentru a face acest lucru, trebuie să cositorim piesele înainte de a lipi. După ce componentele sunt instalate și lipite, verificăm totul din nou și ștergem colofonia de pe placă cu alcool. Produsul finit ar trebui să arate cam așa:

Dacă totul a fost făcut corect, atunci când este aplicată puterea, multivibratorul începe să clipească. Culoarea LED-urilor o alegi singur. Pentru claritate, vă sugerez să vizionați videoclipul.

Video cu multivibrator

Consumul de curent al „luminilor intermitente” este de numai 7,3 mA. Acest lucru permite ca această instanță să fie alimentată de la " coroane„de mult timp. În general, totul este fără probleme și informativ și, cel mai important, extrem de simplu! Îți doresc succes și succes în demersurile tale! Pregătit de Daniil Goryachev ( Alex1).

Discutați articolul MULTIVIBRATOR SIMETRIC PENTRU LED-uri

Generatoare electronice: multivibrator. Scop, principiu de funcționare, aplicare.

Multivibratoare

Multivibratorul este un oscilator de relaxare de formă aproape dreptunghiulară. Este un amplificator cu rezistență în două trepte cu feedback pozitiv, în care ieșirea fiecărei trepte este conectată la intrarea celeilalte. Numele „multivibrator” în sine provine din două cuvinte: „multi” - multe și „vibrator” - o sursă de oscilații, deoarece oscilațiile unui multivibrator conțin un număr mare de armonici. Multivibratorul poate funcționa în modul auto-oscilant, modul de sincronizare și modul de așteptare. În modul auto-oscilant, multivibratorul funcționează ca un oscilator auto-excitat; în modul de sincronizare, multivibratorul este acționat extern printr-o tensiune de sincronizare, a cărei frecvență determină frecvența pulsului; iar în modul de așteptare, multivibratorul funcționează ca generator cu excitaţie externă.

Multivibrator în modul auto-oscilant

Figura 1 prezintă cel mai comun circuit al unui multivibrator bazat pe tranzistoare cu conexiuni capacitive colector-bază, iar Figura 2 prezintă grafice care explică principiul funcționării acestuia. Multivibratorul constă din două trepte de amplificare pe rezistențe. Ieșirea fiecărei etape este conectată la intrarea celeilalte etape prin conectorii C1 și C2.

Orez. 1 - Multivibrator bazat pe tranzistoare cu conexiuni capacitive colector-bază

Un multivibrator în care tranzistoarele sunt identice și parametrii elementelor simetrice sunt aceiași se numește simetric. Ambele părți ale perioadei oscilațiilor sale sunt egale, iar ciclul de lucru este 2. Dacă cineva a uitat ce este ciclul de lucru, vă reamintesc: ciclul de lucru este raportul dintre perioada de repetiție și durata pulsului Q = T și /t și . Reciproca ciclului de lucru se numește ciclu de funcționare. Deci, dacă există diferențe în parametri, atunci multivibratorul va fi asimetric.

Un multivibrator într-un mod auto-oscilant are două stări de cvasi-echilibru, când unul dintre tranzistori este în modul de saturație, celălalt în modul de tăiere și invers. Aceste condiții nu sunt stabile. Trecerea circuitului de la o stare la alta are loc ca o avalanșă din cauza PIC-ului adânc.

Orez. 2 - Grafice care explică funcționarea unui multivibrator simetric

Să presupunem că atunci când alimentarea este pornită, tranzistorul VT1 este deschis și saturat cu curentul care trece prin rezistorul R3. Tensiunea la colectorul său este minimă. Condensatorul C1 este descărcat. Tranzistorul VT2 este închis și condensatorul C2 se încarcă. Tensiunea la conductorul C1 tinde spre zero, iar potențialul de la baza tranzistorului VT2 devine treptat pozitiv și VT2 începe să se deschidă. Tensiunea la colectorul său scade și condensatorul C2 începe să se descarce, tranzistorul VT1 se închide. Procesul se repetă apoi la infinit.

Parametrii circuitului ar trebui să fie după cum urmează: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Durata pulsului este determinată de formula:

Perioada pulsului este determinată:

Ei bine, pentru a determina frecvența, trebuie să împărțiți unul la această porcărie (vezi chiar mai sus).

Impulsurile de ieșire sunt preluate de la colectorul unuia dintre tranzistori și din care nu contează. Cu alte cuvinte, există două ieșiri în circuit.

Îmbunătățirea formei impulsurilor de ieșire ale multivibratorului îndepărtate din colectorul tranzistorului poate fi realizată prin includerea diodelor de izolare (deconectare) în circuitele colectoare, așa cum se arată în Figura 3. Rezistoarele suplimentare R d1 și R d2 sunt conectate prin aceste diode în paralel cu încărcături colectoare.

Orez. 3 - Multivibrator cu formă îmbunătățită a impulsului de ieșire

În acest circuit, după ce unul dintre tranzistori este închis și potențialul colectorului este scăzut, se închide și dioda conectată la colectorul său, deconectând condensatorul de la circuitul colector. Încărcarea condensatorului are loc printr-un rezistor suplimentar Rd, și nu printr-un rezistor din circuitul colector, iar potențialul colector al tranzistorului de oprire devine aproape brusc egal cu Ec. Durata maximă a fronturilor de impuls în circuitele colectorului este determinată în principal de proprietățile de frecvență ale tranzistorilor.

Această schemă face posibilă obținerea de impulsuri de formă aproape dreptunghiulară, dar dezavantajele sale sunt un ciclu de lucru maxim mai scăzut și imposibilitatea de a regla fără probleme perioada de oscilație.

Figura 4 prezintă un circuit al unui multivibrator de mare viteză care oferă o frecvență mare de auto-oscilații.

Orez. 4 - Multivibrator de mare viteză

În acest circuit, rezistențele R2, R4 sunt conectate în paralel cu condensatoarele C1 și C2, iar rezistențele R1, R3, R4, R6 formează divizoare de tensiune care stabilizează potențialul de bază al tranzistorului deschis (când curentul divizorului este mai mare decât curentul de bază). Când multivibratorul este comutat, curentul de bază al tranzistorului saturat se modifică mai brusc decât în ​​circuitele discutate anterior, ceea ce reduce timpul de resorbție a sarcinilor în bază și accelerează ieșirea tranzistorului din saturație.

Multivibrator în așteptare

Un multivibrator care funcționează într-un mod auto-oscilant și care nu are o stare de echilibru stabil poate fi transformat într-un multivibrator având o poziție stabilă și o poziție instabilă. Astfel de circuite se numesc multivibratoare standby sau multivibratoare cu un singur impuls, multivibratoare cu un singur impuls, relee de relaxare sau relee kipp. Circuitul este transferat de la o stare stabilă la o stare instabilă prin acțiunea unui impuls de declanșare extern. Circuitul rămâne într-o poziție instabilă pentru o perioadă de timp, în funcție de parametrii săi, apoi automat revine brusc la starea inițială stabilă.

Pentru a obține un mod de așteptare într-un multivibrator, al cărui circuit a fost prezentat în Fig. 1, trebuie să aruncați câteva piese și să le înlocuiți, așa cum se arată în Fig. 5.

Orez. 5 - Multivibrator de așteptare

În starea staționară inițială, tranzistorul VT1 este închis. Când un impuls de declanșare pozitiv de amplitudine suficientă ajunge la intrarea circuitului, un curent de colector începe să curgă prin tranzistor. Modificarea tensiunii la colectorul tranzistorului VT1 este transmisă prin condensatorul C2 la baza tranzistorului VT2. Datorită PIC (prin rezistența R4), un proces asemănător avalanșei crește, ducând la închiderea tranzistorului VT2 și deschiderea tranzistorului VT1. Circuitul rămâne în această stare de echilibru instabil până când condensatorul C2 este descărcat prin rezistorul R2 și tranzistorul conductor VT1. După descărcarea condensatorului, tranzistorul VT2 se deschide, iar VT1 se închide și circuitul revine la starea inițială.

Blocarea generatoarelor

Oscilatorul de blocare este un generator de relaxare cu o singură etapă de impulsuri de scurtă durată cu feedback pozitiv inductiv puternic creat de un transformator de impulsuri. Impulsurile generate de generatorul de blocare au o pantă mare de creștere și scădere și sunt aproape de formă dreptunghiulară. Durata impulsului poate varia de la câteva zeci de ns la câteva sute de microsecunde. De obicei, generatorul de blocare funcționează în modul cu ciclu de lucru ridicat, adică durata impulsurilor este mult mai mică decât perioada de repetare a acestora. Ciclul de funcționare poate fi de la câteva sute la zeci de mii. Tranzistorul pe care este asamblat generatorul de blocare se deschide numai pe durata generării impulsului și este închis în restul timpului. Prin urmare, cu un ciclu de lucru mare, timpul în care tranzistorul este deschis este mult mai mic decât timpul în care este închis. Regimul termic al tranzistorului depinde de puterea medie disipată la colector. Datorită ciclului de lucru mare din oscilatorul de blocare, se poate obține o putere foarte mare în timpul impulsurilor de putere mică și medie.

Cu un ciclu de funcționare ridicat, oscilatorul de blocare funcționează foarte economic, deoarece tranzistorul consumă energie de la sursa de alimentare doar într-un timp scurt de formare a impulsului. La fel ca un multivibrator, un oscilator de blocare poate funcționa în modurile auto-oscilante, de așteptare și de sincronizare.

Mod auto-oscilant

Generatoarele de blocare pot fi asamblate folosind tranzistoare conectate într-un circuit cu un OE sau într-un circuit cu un OB. Circuitul cu OE este utilizat mai des, deoarece permite obținerea unei forme mai bune a impulsurilor generate (timp de creștere mai scurt), deși circuitul cu OB este mai stabil în ceea ce privește modificările parametrilor tranzistorului.

Circuitul oscilator de blocare este prezentat în Fig. 1.

Orez. 1 - Generator de blocare

Funcționarea generatorului de blocare poate fi împărțită în două etape. În prima etapă, care ocupă cea mai mare parte a perioadei de oscilație, tranzistorul este închis, iar în a doua, tranzistorul este deschis și se formează un impuls. Starea închisă a tranzistorului din prima etapă este menținută de tensiunea de pe condensatorul C1, încărcată de curentul de bază în timpul generării impulsului anterior. În prima etapă, condensatorul este descărcat lent prin rezistența ridicată a rezistenței R1, creând un potențial apropiat de zero la baza tranzistorului VT1 și acesta rămâne închis.

Când tensiunea de la bază atinge pragul de deschidere al tranzistorului, se deschide și curentul începe să circule prin înfășurarea colectorului I a transformatorului T. În acest caz, în înfășurarea bazei II este indusă o tensiune, a cărei polaritate trebuie să fie astfel încât să creeze un potențial pozitiv la bază. Dacă înfășurările I și II sunt conectate incorect, oscilatorul de blocare nu va genera. Înseamnă că capetele uneia dintre înfășurări, indiferent care dintre ele, trebuie schimbate.

MULTIVIBRATOR

Multivibrator. Sunt sigur că mulți oameni și-au început activitățile de radio amator cu această schemă.Aceasta a fost și prima mea diagramă - o bucată de placaj, găuri perforate cu cuie, cablurile pieselor au fost răsucite cu sârmă în absența unui fier de lipit.Și totul a funcționat excelent!

LED-urile sunt folosite ca sarcină. Când multivibratorul funcționează, LED-urile se comută.

Asamblarea necesită un minim de piese. Iată lista:

1. - Rezistoare 500 Ohm - 2 buc
2. - Rezistoare 10 kOhm - 2 buc
3. - Condensator electrolitic 1 uF pentru 16 volti - 2 bucati
4. - Tranzistorul KT972A - 2 bucăți (vor funcționa și KT815 sau KT817), este posibil și KT315, dacă curentul nu este mai mare de 25mA.
5. - LED - oricare 2 piese
6. - Alimentare de la 4,5 la 15 volți.

Figura arată câte un LED pe fiecare canal, dar mai multe pot fi conectate în paralel. Sau în serie (un lanț de 5 bucăți), dar atunci sursa de alimentare nu este mai mică de 15 volți.

Tranzistoarele KT972A sunt tranzistoare compozite, adică carcasa lor conține două tranzistoare și este foarte sensibilă și poate rezista la curent semnificativ fără radiator.

Pentru a efectua experimente, nu trebuie să faceți o placă de circuit imprimat; puteți asambla totul folosind o instalație montată pe suprafață. Lipiți așa cum se arată în imagini.

Desenele sunt realizate special din diferite unghiuri și puteți examina în detaliu toate detaliile instalației.

În acest articol vom vorbi despre multivibrator, cum funcționează, cum să conectați o sarcină la multivibrator și calculul unui multivibrator simetric cu tranzistor.

Multivibrator este un generator de impulsuri dreptunghiular simplu care funcționează în modul auto-oscilator. Pentru a-l utiliza, aveți nevoie doar de alimentare de la o baterie sau altă sursă de alimentare. Să luăm în considerare cel mai simplu multivibrator simetric folosind tranzistori. Diagrama sa este prezentată în figură. Multivibratorul poate fi mai complicat în funcție de funcțiile necesare îndeplinite, dar toate elementele prezentate în figură sunt obligatorii, fără ele multivibratorul nu va funcționa.

Funcționarea unui multivibrator simetric se bazează pe procesele de încărcare-descărcare ale condensatoarelor, care împreună cu rezistențele formează circuite RC.

Am scris mai devreme despre cum funcționează circuitele RC în articolul meu Condensator, pe care îl puteți citi pe site-ul meu. Pe Internet, dacă găsiți material despre un multivibrator simetric, acesta este prezentat pe scurt și nu înțeles. Această împrejurare nu permite radioamatorilor începători să înțeleagă nimic, ci doar îi ajută pe inginerii electronici experimentați să-și amintească ceva. La cererea unuia dintre vizitatorii site-ului meu, am decis să elimin acest decalaj.

Cum funcționează un multivibrator?

În momentul inițial al alimentării, condensatoarele C1 și C2 sunt descărcate, astfel încât rezistența lor de curent este scăzută. Rezistența scăzută a condensatoarelor duce la deschiderea „rapidă” a tranzistoarelor cauzată de fluxul de curent:

— VT2 de-a lungul traseului (indicat cu roșu): „+ alimentare > rezistență R1 > rezistență scăzută a C1 descărcat > joncțiune bază-emițător VT2 > — alimentare”;

— VT1 de-a lungul traseului (indicat cu albastru): „+ sursă de alimentare > rezistor R4 > rezistență scăzută a C2 descărcat > joncțiune bază-emițător VT1 > — sursă de alimentare.”

Acesta este modul de funcționare „instabil” al multivibratorului. Durează foarte puțin, determinat doar de viteza tranzistoarelor. Și nu există doi tranzistori care să fie absolut identici ca parametri. Tranzistorul care se deschide mai repede va rămâne deschis – „câștigătorul”. Să presupunem că în diagrama noastră se dovedește a fi VT2. Apoi, prin rezistența scăzută a condensatorului descărcat C2 și rezistența scăzută a joncțiunii colector-emițător VT2, baza tranzistorului VT1 va fi scurtcircuitată la emițătorul VT1. Ca urmare, tranzistorul VT1 va fi forțat să se închidă - „deveniți învins”.

Deoarece tranzistorul VT1 este închis, de-a lungul căii are loc o încărcare „rapidă” a condensatorului C1: „+ sursa de alimentare > rezistența R1 > rezistența scăzută a C1 descărcat > joncțiunea bază-emițător VT2 > — sursa de alimentare.” Această încărcare are loc aproape până la tensiunea sursei de alimentare.

În același timp, condensatorul C2 este încărcat cu un curent de polaritate inversă de-a lungul căii: „+ sursă de alimentare > rezistor R3 > rezistență scăzută a C2 descărcat > joncțiune colector-emițător VT2 > — sursă de alimentare.” Durata de încărcare este determinată de evaluările R3 și C2. Ele determină momentul în care VT1 este în stare închisă.

Când condensatorul C2 este încărcat la o tensiune aproximativ egală cu tensiunea de 0,7-1,0 volți, rezistența acestuia va crește și tranzistorul VT1 se va deschide cu tensiunea aplicată de-a lungul traseului: „+ alimentare > rezistența R3 > joncțiunea bază-emițător VT1 > - alimentare electrică." În acest caz, tensiunea condensatorului încărcat C1, prin joncțiunea colector-emițător deschis VT1, va fi aplicată joncțiunii emițător-bază a tranzistorului VT2 cu polaritate inversă. Ca urmare, VT2 se va închide și curentul care a trecut anterior prin joncțiunea colector-emițător deschis VT2 va curge prin circuit: „+ alimentare > rezistență R4 > rezistență scăzută C2 > joncțiune bază-emițător VT1 > — sursă de alimentare. ” Acest circuit va reîncărca rapid condensatorul C2. Din acest moment, începe modul de autogenerare „în stare stabilă”.

Funcționarea unui multivibrator simetric în modul de generare „în stare stabilă”.

Începe prima jumătate de ciclu de funcționare (oscilație) a multivibratorului.

Când tranzistorul VT1 este deschis și VT2 este închis, așa cum tocmai am scris, condensatorul C2 este reîncărcat rapid (de la o tensiune de 0,7...1,0 volți de o polaritate, la tensiunea sursei de alimentare de polaritate opusă) de-a lungul circuitului : „+ alimentare > rezistență R4 > rezistență scăzută C2 > joncțiune bază-emițător VT1 > - alimentare.” În plus, condensatorul C1 este reîncărcat lent (de la tensiunea sursei de alimentare cu o polaritate la o tensiune de 0,7...1,0 volți de polaritate opusă) de-a lungul circuitului: „+ sursă de alimentare > rezistor R2 > placa din dreapta C1 > placa din stânga C1 > joncțiunea colector-emițător a tranzistorului VT1 > - - sursă de alimentare.”

Când, ca urmare a reîncărcării C1, tensiunea de la baza VT2 atinge o valoare de +0,6 volți în raport cu emițătorul lui VT2, tranzistorul se va deschide. Prin urmare, tensiunea condensatorului încărcat C2, prin joncțiunea colector-emițător deschis VT2, va fi aplicată joncțiunii emițător-bază a tranzistorului VT1 cu polaritate inversă. VT1 se va închide.

Începe a doua jumătate de ciclu de funcționare (oscilație) a multivibratorului.

Când tranzistorul VT2 este deschis și VT1 este închis, condensatorul C1 este reîncărcat rapid (de la o tensiune de 0,7...1,0 volți de o polaritate, la tensiunea sursei de alimentare de polaritate opusă) de-a lungul circuitului: „+ alimentare > rezistența R1 > rezistență scăzută C1 > joncțiunea emițătorului de bază VT2 > - sursă de alimentare.” În plus, condensatorul C2 este reîncărcat lent (de la tensiunea sursei de alimentare cu o polaritate, la o tensiune de 0,7...1,0 volți de polaritate opusă) de-a lungul circuitului: „placa dreaptă a C2 > joncțiunea colector-emițător a tranzistor VT2 > - alimentare > + sursă de alimentare > rezistență R3 > placa stângă C2". Când tensiunea de la baza VT1 atinge +0,6 volți în raport cu emițătorul VT1, tranzistorul se va deschide. Prin urmare, tensiunea condensatorului încărcat C1, prin joncțiunea colector-emițător deschis VT1, va fi aplicată joncțiunii emițător-bază a tranzistorului VT2 cu polaritate inversă. VT2 se va închide. În acest moment, a doua jumătate de ciclu al oscilației multivibratorului se termină și prima jumătate de ciclu începe din nou.

Procesul se repetă până când multivibratorul este deconectat de la sursa de alimentare.

Metode pentru conectarea unei sarcini la un multivibrator simetric

Impulsurile dreptunghiulare sunt îndepărtate din două puncte ale unui multivibrator simetric– colectoare de tranzistori. Când există un potențial „înalt” pe un colector, atunci există un potențial „scăzut” pe celălalt colector (este absent) și invers - când există un potențial „scăzut” la o ieșire, atunci există un potenţial „înalt” pe de altă parte. Acest lucru este arătat clar în graficul de timp de mai jos.

Sarcina multivibratorului trebuie conectată în paralel cu unul dintre rezistențele colectorului, dar în niciun caz în paralel cu joncțiunea tranzistorului colector-emițător. Nu puteți ocoli tranzistorul cu o sarcină. Dacă această condiție nu este îndeplinită, atunci cel puțin durata impulsurilor se va schimba, iar la maximum multivibratorul nu va funcționa. Figura de mai jos arată cum să conectați corect sarcina și cum să nu o faceți.

Pentru ca sarcina să nu afecteze multivibratorul în sine, acesta trebuie să aibă o rezistență de intrare suficientă. În acest scop, se folosesc de obicei etaje de tranzistor tampon.

Exemplul arată conectarea unui cap dinamic cu impedanță scăzută la un multivibrator. Un rezistor suplimentar crește rezistența de intrare a etapei tampon și, prin urmare, elimină influența etajului tampon asupra tranzistorului multivibrator. Valoarea sa nu trebuie să fie mai mică de 10 ori valoarea rezistenței colectorului. Conectarea a două tranzistoare într-un circuit „tranzistor compozit” crește semnificativ curentul de ieșire. În acest caz, este corect să conectați circuitul bază-emițător al etapei tampon în paralel cu rezistorul colector al multivibratorului și nu în paralel cu joncțiunea colector-emițător a tranzistorului multivibrator.

Pentru conectarea unui cap dinamic de înaltă impedanță la un multivibrator nu este necesară o etapă tampon. Capul este conectat în locul unuia dintre rezistențele colectorului. Singura condiție care trebuie îndeplinită este ca curentul care curge prin capul dinamic să nu depășească curentul maxim de colector al tranzistorului.

Dacă doriți să conectați LED-uri obișnuite la multivibrator– pentru a face o „lumină intermitentă”, atunci nu sunt necesare cascade tampon pentru aceasta. Ele pot fi conectate în serie cu rezistențe colectoare. Acest lucru se datorează faptului că curentul LED-ului este mic, iar căderea de tensiune pe el în timpul funcționării nu este mai mare de un volt. Prin urmare, ele nu au niciun efect asupra funcționării multivibratorului. Adevărat, acest lucru nu se aplică LED-urilor super-luminoase, pentru care curentul de funcționare este mai mare și căderea de tensiune poate fi de la 3,5 la 10 volți. Dar, în acest caz, există o cale de ieșire - creșteți tensiunea de alimentare și utilizați tranzistori cu putere mare, oferind suficient curent de colector.

Vă rugăm să rețineți că condensatoarele de oxid (electrolitice) sunt conectate cu pozitivele lor la colectorii tranzistorilor. Acest lucru se datorează faptului că, pe bazele tranzistoarelor bipolare, tensiunea nu crește peste 0,7 volți față de emițător, iar în cazul nostru emițătorii sunt minusul sursei de alimentare. Dar la colectorii tranzistorilor, tensiunea se schimbă aproape de la zero la tensiunea sursei de alimentare. Condensatorii de oxid nu își pot îndeplini funcția atunci când sunt conectați cu polaritate inversă. Desigur, dacă utilizați tranzistori cu o structură diferită (nu N-P-N, ci structuri P-N-P), atunci, pe lângă schimbarea polarității sursei de alimentare, trebuie să transformați LED-urile cu catozii „în sus în circuit” și condensatorii. cu plusurile la bazele tranzistoarelor.

Să ne dăm seama acum Ce parametri ai elementelor multivibratorului determină curenții de ieșire și frecvența de generare a multivibratorului?

Ce afectează valorile rezistențelor colectoare? Am văzut în unele articole mediocre de pe Internet că valorile rezistențelor colectoare nu afectează în mod semnificativ frecvența multivibratorului. Toate acestea sunt o prostie totală! Dacă multivibratorul este calculat corect, o abatere a valorilor acestor rezistențe de mai mult de cinci ori față de valoarea calculată nu va modifica frecvența multivibratorului. Principalul lucru este că rezistența lor este mai mică decât rezistența de bază, deoarece rezistențele colectoare asigură încărcarea rapidă a condensatoarelor. Dar, pe de altă parte, valorile rezistențelor colectoare sunt principalele pentru calcularea consumului de energie de la sursa de alimentare, a cărui valoare nu trebuie să depășească puterea tranzistoarelor. Dacă te uiți la el, dacă sunt conectate corect, nici măcar nu au un efect direct asupra puterii de ieșire a multivibratorului. Dar durata dintre comutări (frecvența multivibratorului) este determinată de reîncărcarea „lentă” a condensatoarelor. Timpul de reîncărcare este determinat de valorile nominale ale circuitelor RC - rezistențe de bază și condensatoare (R2C1 și R3C2).

Un multivibrator, deși este numit simetric, acesta se referă numai la circuitele construcției sale și poate produce atât impulsuri de ieșire simetrice, cât și asimetrice în durată. Durata impulsului (nivel înalt) pe colectorul VT1 este determinată de valorile R3 și C2, iar durata impulsului (nivel înalt) pe colectorul VT2 este determinată de valorile R2 și C1.

Durata reîncărcării condensatoarelor este determinată de o formulă simplă, unde Tau– durata pulsului în secunde, R- rezistența rezistenței în ohmi, CU– capacitatea condensatorului în Farads:

Astfel, dacă nu ați uitat deja ce a fost scris în acest articol cu ​​câteva paragrafe mai devreme:

Dacă există egalitate R2=R3Și C1=C2, la ieșirile multivibratorului va exista un „meandru” - impulsuri dreptunghiulare cu o durată egală cu pauzele dintre impulsuri, pe care le vedeți în figură.

Perioada completă de oscilație a multivibratorului este T egal cu suma duratelor pulsului și pauzei:

Frecvența de oscilație F(Hz) raportat la perioada T(sec) prin raportul:

De regulă, dacă există calcule ale circuitelor radio pe Internet, acestea sunt slabe. De aceea Să calculăm elementele unui multivibrator simetric folosind exemplul .

Ca orice trepte de tranzistor, calculul trebuie efectuat de la sfârșit - ieșire. Și la ieșire avem o etapă tampon, apoi există rezistențe de colector. Rezistoarele colectoare R1 și R4 îndeplinesc funcția de încărcare a tranzistoarelor. Rezistoarele colectoare nu au niciun efect asupra frecvenței de generare. Acestea sunt calculate pe baza parametrilor tranzistorilor selectați. Astfel, mai întâi calculăm rezistențele colectoarelor, apoi rezistențele de bază, apoi condensatoarele și apoi treapta tampon.

Procedură și exemplu de calcul a unui multivibrator simetric cu tranzistor

Date inițiale:

Tensiunea de alimentare Ui.p. = 12 V.

Frecvența multivibratorului necesară F = 0,2 Hz (T = 5 secunde), iar durata pulsului este egală cu 1 (o secundă.

Un bec cu incandescență pentru mașină este folosit ca încărcătură. 12 volți, 15 wați.

După cum ați ghicit, vom calcula o „lumină intermitentă” care va clipi o dată la cinci secunde, iar durata strălucirii va fi de 1 secundă.

Selectarea tranzistorilor pentru multivibrator. De exemplu, avem cele mai comune tranzistoare din vremea sovietică KT315G.

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

Tranzistoarele pentru etapa tampon sunt selectate pe baza curentului de sarcină.

Pentru a nu descrie diagrama de două ori, am semnat deja valorile elementelor de pe diagramă. Calculul acestora este prezentat în continuare în Decizie.

Soluţie:

1. În primul rând, trebuie să înțelegeți că operarea unui tranzistor la curenți mari în modul de comutare este mai sigură pentru tranzistorul în sine decât operarea în modul de amplificare. Prin urmare, nu este nevoie să se calculeze puterea pentru starea de tranziție în momentele de trecere a unui semnal alternativ prin punctul de funcționare „B” al modului static al tranzistorului - trecerea de la starea deschisă la starea închisă și înapoi. . Pentru circuitele cu impulsuri construite pe tranzistoare bipolare, puterea este de obicei calculată pentru tranzistoarele în stare deschisă.

În primul rând, determinăm puterea maximă de disipare a tranzistorilor, care ar trebui să fie cu 20 la sută mai mică (factor 0,8) decât puterea maximă a tranzistorului indicată în cartea de referință. Dar de ce trebuie să conducem multivibratorul în cadrul rigid al curenților mari? Și chiar și cu o putere crescută, consumul de energie de la sursa de alimentare va fi mare, dar va fi puțin beneficiu. Prin urmare, după ce am determinat puterea maximă de disipare a tranzistorilor, o vom reduce de 3 ori. O reducere suplimentară a disipării puterii este nedorită deoarece funcționarea unui multivibrator bazat pe tranzistori bipolari în modul de curent scăzut este un fenomen „instabil”. Dacă sursa de alimentare este utilizată nu numai pentru multivibrator sau nu este complet stabilă, frecvența multivibratorului va „pluti”.

Determinăm puterea maximă de disipare: Pdis.max = 0,8 * Pmax = 0,8 * 150 mW = 120 mW

Determinăm puterea disipată nominală: Pdis.nom. = 120 / 3 = 40mW

2. Determinaţi curentul colectorului în stare deschisă: Ik0 = Pdis.nom. / Ui.p. = 40 mW / 12 V = 3,3 mA

Să-l luăm ca curent maxim al colectorului.

3. Să găsim valoarea rezistenței și puterii sarcinii colectorului: Rk.total = Ui.p./Ik0 = 12V/3.3mA = 3.6 kOhm

Selectăm rezistențe din gama nominală existentă care sunt cât mai apropiate de 3,6 kOhm. Seria nominală de rezistențe are o valoare nominală de 3,6 kOhm, așa că mai întâi calculăm valoarea rezistențelor colectoare R1 și R4 ale multivibratorului: Rк = R1 = R4 = 3,6 kOhm.

Puterea rezistențelor colectoare R1 și R4 este egală cu puterea nominală disipată a tranzistoarelor Pras.nom. = 40 mW. Folosim rezistențe cu o putere ce depășește pras.nom specificat. - tip MLT-0.125.

4. Să trecem la calcularea rezistențelor de bază R2 și R3. Evaluarea lor este determinată pe baza câștigului tranzistorilor h21. În același timp, pentru funcționarea fiabilă a multivibratorului, valoarea rezistenței trebuie să fie în intervalul: de 5 ori mai mare decât rezistența rezistențelor colectoare și mai mică decât produsul Rк * h21. În cazul nostru Rmin = 3,6 * 5 = 18 kOhm și Rmax = 3,6 * 50 = 180 kOhm

Astfel, valorile rezistenței Rb (R2 și R3) pot fi în intervalul 18...180 kOhm. Selectăm mai întâi valoarea medie = 100 kOhm. Dar nu este definitiv, deoarece trebuie să furnizăm frecvența necesară a multivibratorului și, așa cum am scris mai devreme, frecvența multivibratorului depinde direct de rezistențele de bază R2 și R3, precum și de capacitatea condensatoarelor.

5. Calculați capacitățile condensatoarelor C1 și C2 și, dacă este necesar, recalculați valorile lui R2 și R3.

Valorile capacității condensatorului C1 și rezistența rezistenței R2 determină durata impulsului de ieșire pe colectorul VT2. În timpul acestui impuls, becul nostru ar trebui să se aprindă. Și în condiția, durata pulsului a fost setată la 1 secundă.

Să determinăm capacitatea condensatorului: C1 = 1 sec / 100 kOhm = 10 µF

Un condensator cu o capacitate de 10 μF este inclus în domeniul nominal, așa că ni se potrivește.

Valorile capacității condensatorului C2 și rezistența rezistenței R3 determină durata impulsului de ieșire pe colectorul VT1. În timpul acestui puls, există o „pauză” pe colectorul VT2 și becul nostru nu ar trebui să se aprindă. Și în stare, a fost specificată o perioadă completă de 5 secunde cu o durată a pulsului de 1 secundă. Prin urmare, durata pauzei este de 5 secunde – 1 secundă = 4 secunde.

După ce am transformat formula duratei de reîncărcare, noi Să determinăm capacitatea condensatorului: C2 = 4 sec / 100 kOhm = 40 µF

Un condensator cu o capacitate de 40 μF nu este inclus în domeniul nominal, deci nu ni se potrivește și vom lua condensatorul cu o capacitate de 47 μF cât mai aproape de acesta. Dar, după cum înțelegeți, se va schimba și timpul de „pauză”. Pentru a preveni acest lucru, noi Să recalculăm rezistența rezistenței R3 pe baza duratei pauzei și a capacității condensatorului C2: R3 = 4sec / 47 µF = 85 kOhm

Conform seriei nominale, cea mai apropiată valoare a rezistenței rezistenței este de 82 kOhm.

Deci, am obținut valorile elementelor multivibratoare:

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

6. Calculați valoarea rezistenței R5 a etapei tampon.

Pentru a elimina influența asupra multivibratorului, rezistența rezistorului de limitare suplimentar R5 este selectată să fie de cel puțin 2 ori mai mare decât rezistența rezistorului colector R4 (și în unele cazuri mai mult). Rezistența sa, împreună cu rezistența joncțiunilor emițător-bază VT3 și VT4, în acest caz nu vor afecta parametrii multivibratorului.

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

Conform seriei nominale, cel mai apropiat rezistor este de 7,5 kOhm.

Cu o valoare a rezistenței R5 = 7,5 kOhm, curentul de control al etapei tampon va fi egal cu:

Icontrol = (Ui.p. - Ube) / R5 = (12v - 1.2v) / 7.5 kOhm = 1.44 mA

În plus, așa cum am scris mai devreme, capacitatea de încărcare a colectorului tranzistoarelor multivibratoare nu afectează frecvența acestuia, așa că dacă nu aveți un astfel de rezistor, îl puteți înlocui cu un alt rating „închis” (5 ... 9 kOhm). ). Este mai bine dacă acest lucru este în direcția scăderii, astfel încât să nu existe o scădere a curentului de control în etapa tampon. Dar rețineți că rezistorul suplimentar este o sarcină suplimentară pentru tranzistorul VT2 al multivibratorului, astfel încât curentul care curge prin acest rezistor se adună la curentul rezistorului colector R4 și este o sarcină pentru tranzistorul VT2: Itotal = Ik + Icontrol. = 3,3 mA + 1,44 mA = 4,74 mA

Sarcina totală pe colectorul tranzistorului VT2 este în limite normale. Dacă depășește curentul maxim al colectorului specificat în cartea de referință și înmulțit cu un factor de 0,8, creșteți rezistența R4 până când curentul de sarcină este suficient de redus sau utilizați un tranzistor mai puternic.

7. Trebuie să furnizăm curent becului In = Рн / Ui.p. = 15 W / 12 V = 1,25 A

Dar curentul de control al etapei tampon este de 1,44 mA. Curentul multivibratorului trebuie crescut cu o valoare egală cu raportul:

În / Icontrol = 1,25A / 0,00144A = 870 ori.

Cum să o facă? Pentru o amplificare semnificativă a curentului de ieșire utilizați cascade de tranzistori construite conform circuitului „tranzistor compozit”. Primul tranzistor este de obicei de mică putere (vom folosi KT361G), are cel mai mare câștig, iar al doilea trebuie să furnizeze suficient curent de sarcină (să luăm KT814B, nu mai puțin obișnuit). Apoi se înmulțesc coeficienții lor de transmisie h21. Deci, pentru tranzistorul KT361G h21>50, iar pentru tranzistorul KT814B h21=40. Și coeficientul total de transmisie al acestor tranzistori conectați conform circuitului „tranzistor compozit”: h21 = 50 * 40 = 2000. Această cifră este mai mare de 870, așa că acești tranzistori sunt destul de suficiente pentru a controla un bec.

Ei bine, asta-i tot!