Ett urval av enkla och effektiva scheman. Multivibratorer på transistorer Multivibratorer på transistordiagram arbetsprincip
LED-blixt eller hur man monterar en symmetrisk multivibrator med egna händer. Kretsen för en symmetrisk multivibrator måste studeras och samlas i elektronikklubbar. Multivibratorkretsen är en av de mest kända och används ofta i olika elektroniska konstruktioner. En symmetrisk multivibrator under drift genererar svängningar i form som närmar sig rektangulära. Multivibratorns enkelhet beror på dess design - det är bara två transistorer och flera ytterligare element. Guiden inbjuder dig att montera din första elektroniska LED-blixtkrets. För att inte bli besviken i händelse av misslyckande, nedan är detaljerade steg-för-steg-instruktioner för montering av en multivibrator LED-blixt med foto- och videoillustrationer.
Hur man monterar en LED-blixt med egna händer
Lite teori. En multivibrator är i huvudsak en tvåstegsförstärkare på transistorerna VT1 och VT2 med en positiv återkopplingskrets genom en elektrolytisk kondensator C2 mellan förstärkningsstegen på transistorerna VT2 och VT1. Denna återkoppling förvandlar kretsen till en oscillator. Namnet symmetrisk multivibrator beror på samma värden för paren av element R1=R2, R3=R4, C1=C2. Med sådana värden på elementen kommer multivibratorn att generera pulser och pauser mellan pulser av samma varaktighet. Pulsrepetitionsfrekvensen ställs i högre grad in av värdena för paren R1=R2 och C1=C2. Varaktigheten av pulser och pauser kan styras med LED-blixtar. Om likheten mellan par av element kränks, blir multivibratorn asymmetrisk. Asymmetrin kommer främst att bero på skillnaden i pulsens varaktighet och pausens varaktighet.
Multivibratorn är monterad på två transistorer; dessutom krävs fyra motstånd, två elektrolytiska kondensatorer och två lysdioder för att indikera multivibratorns funktion. Uppgiften att köpa delar och ett kretskort löses enkelt. Här är en länk för att köpa en färdig uppsättning delar http://ali.pub/2bk9qh . Satsen innehåller alla delar, ett 28 mm x 30 mm kretskort av god kvalitet, schema, kopplingsschema och specifikationsblad. Det finns praktiskt taget inga fel i placeringen av delar på kretskortets ritning.
Sammansättningen av multivibratordelssatsen
Låt oss börja montera kretsen; för arbete behöver du en lödkolv med låg effekt, lödmedel, lod, sidoskärare och batterier. Kretsen är enkel, men den måste monteras korrekt och utan fel.
- Granska innehållet i paketet. Dechiffrera motståndsvärdena med färgkod och installera dem på brädet.
- Löd motstånden och bit bort de utstickande resterna av elektroderna.
- Elektrolytiska kondensatorer måste placeras på ett specifikt sätt på kortet. Kopplingsschemat och ritningen på tavlan hjälper dig med rätt placering. Elektrolytiska kondensatorer är märkta på kroppen med en negativ elektrod, och den positiva elektroden är något längre. Placeringen av den negativa elektroden på kortet är i den skuggade delen av kondensatorsymbolen.
- Placera kondensatorerna på kortet och löd dem.
- Placeringen av transistorer på kortet är strikt enligt nyckeln.
- Lysdioder har också elektrodpolaritet. Kolla bilden. Vi installerar och löder dem. Var noga med att inte överhetta denna del vid lödning. Plusen för LED2 är placerad närmare motståndet R4 (se video).
Lysdioder är installerade på multivibratorkortet
- Löd strömledarna enligt polariteten och lägg på spänning från batterierna. Vid en matningsspänning på 3 volt tändes lysdioderna samtidigt. Efter en stunds besvikelse applicerades spänning från tre batterier och lysdioderna började blinka växelvis. Multivibratorns frekvens beror på matningsspänningen. Eftersom kretsen skulle installeras i en leksak som drevs av 3 volt, måste motstånden R1 och R2 ersättas med motstånd märkta 120 kOhm, och tydligt omväxlande blinkning uppnåddes. Titta på videon.
LED-blixt - symmetrisk multivibrator
Tillämpningen av den symmetriska multivibratorkretsen är mycket bred. Inslag av multivibratorkretsar finns i datateknik, radiomätning och medicinsk utrustning.
En uppsättning delar för montering av LED-blinkers kan köpas på följande länk http://ali.pub/2bk9qh . Om du på allvar vill träna på att löda enkla strukturer rekommenderar mästaren att du köper en uppsättning med 9 uppsättningar, vilket avsevärt kommer att spara dina fraktkostnader. Här är länken för att köpa http://ali.pub/2bkb42 . Mästaren samlade ihop alla set och de började arbeta. Framgång och tillväxt av färdigheter inom lödning.
Multivibratorn är kanske den mest populära enheten bland nybörjare radioamatörer. Och nyligen var jag tvungen att sätta ihop en på begäran av en person. Även om jag inte längre är intresserad av detta, var jag fortfarande inte lat och sammanställde produkten till en artikel för nybörjare. Det är bra när ett material innehåller all information för montering. en mycket enkel och användbar sak som inte kräver felsökning och låter dig visuellt studera principerna för drift av transistorer, motstånd, kondensatorer och lysdioder. Och även, om enheten inte fungerar, prova dig själv som en regulator-debugger. Systemet är inte nytt, det är byggt enligt en standardprincip, och delarna kan hittas var som helst. De är mycket vanliga.
Schema
Vad behöver vi nu från radioelement för montering:
- 2 motstånd 1 kOhm
- 2 motstånd 33 kOhm
- 2 kondensatorer 4,7 uF vid 16 volt
- 2 KT315 transistorer med valfri bokstäver
- 2 lysdioder för 3-5 volt
- 1 krona strömförsörjning 9 volt
Om du inte kunde hitta de delar du behövde, oroa dig inte. Denna krets är inte kritisk för betygen. Det räcker med att ställa in ungefärliga värden, detta kommer inte att påverka arbetet som helhet. Det påverkar bara ljusstyrkan och blinkfrekvensen för lysdioderna. Blinktiden beror direkt på kondensatorernas kapacitans. Transistorer kan installeras i liknande lågeffekts n-p-n strukturer. Vi gör ett kretskort. Storleken på en bit textolit är 40 x 40 mm, du kan ta den med en reserv.
Utskrivbart filformat. lägg 6 ladda ner. För att göra så få misstag som möjligt under installationen applicerade jag positionsbeteckningar på textoliten. Detta hjälper till att undvika förvirring under monteringen och tillför skönhet till det övergripande utseendet. Så här ser det färdiga kretskortet ut, etsat och borrat:
Vi installerar delarna i enlighet med diagrammet, detta är mycket viktigt! Det viktigaste är att inte blanda ihop pinouten hos transistorer och lysdioder. Lödning bör också ägnas vederbörlig uppmärksamhet.
Till en början kanske det inte är lika elegant som en industriell, men det behöver inte vara det. Det viktigaste är att säkerställa god kontakt mellan radioelementet och den tryckta ledaren. För att göra detta måste vi förtenna delarna innan lödning. Efter att komponenterna är installerade och lödda kontrollerar vi allt igen och torkar kolofoniumet från brädet med alkohol. Den färdiga produkten ska se ut ungefär så här:
Om allt gjordes korrekt, börjar multivibratorn blinka när strömmen sätts på. Färgen på lysdioderna väljer du själv. För tydlighetens skull föreslår jag att du tittar på videon.
Multivibrator video
Strömförbrukningen för våra "blinkande lampor" är endast 7,3 mA. Detta gör att den här instansen kan drivas från " kronor"under ganska lång tid. I allmänhet är allt problemfritt och informativt, och viktigast av allt, extremt enkelt! Jag önskar dig lycka till och framgång i dina ansträngningar! Förberedd av Daniil Goryachev ( Alex1).
Diskutera artikeln SYMMETRICAL MULTIVIBRATOR FOR LEDS
Elektroniska generatorer: multivibrator. Syfte, funktionsprincip, tillämpning.
Multivibratorer
Multivibratorn är en avslappningsoscillator med nästan rektangulär form. Det är en tvåstegs resistorförstärkare med positiv återkoppling, där utgången från varje steg är ansluten till ingången på den andra. Själva namnet "multivibrator" kommer från två ord: "multi" - många och "vibrator" - en källa till oscillationer, eftersom svängningarna i en multivibrator innehåller ett stort antal övertoner. Multivibratorn kan arbeta i självoscillerande läge, synkroniseringsläge och standbyläge. I det självoscillerande läget fungerar multivibratorn som en självexciterad oscillator; i synkroniseringsläget påverkas multivibratorn externt av en synkroniseringsspänning, vars frekvens bestämmer pulsfrekvensen; och i standby-läge fungerar multivibratorn som en generator med extern excitation.
Multivibrator i självsvängande läge
Figur 1 visar den vanligaste kretsen för en multivibrator baserad på transistorer med kapacitiva kollektor-basanslutningar, och figur 2 visar grafer som förklarar principen för dess funktion. Multivibratorn består av två förstärkningssteg på motstånd. Utgången från varje steg är ansluten till ingången på det andra steget via anslutningarna Cl och C2.
Ris. 1 - Multivibrator baserad på transistorer med kapacitiva kollektor-basanslutningar
En multivibrator där transistorerna är identiska och parametrarna för de symmetriska elementen är desamma kallas symmetrisk. Båda delarna av perioden för dess svängningar är lika och arbetscykeln är 2. Om någon har glömt vad arbetscykel är, påminner jag dig: arbetscykel är förhållandet mellan repetitionsperioden och pulslängden Q = T och /t och . Det reciproka av arbetscykeln kallas arbetscykeln. Så om det finns skillnader i parametrarna kommer multivibratorn att vara asymmetrisk.
En multivibrator i ett självoscillerande läge har två kvasi-jämviktstillstånd, när en av transistorerna är i mättnadsläge, den andra i cutoff-läge och vice versa. Dessa förhållanden är inte stabila. Övergången av kretsen från ett tillstånd till ett annat sker som en lavin på grund av den djupa PIC.
Ris. 2 - Grafer som förklarar funktionen hos en symmetrisk multivibrator
Låt oss säga att när strömmen slås på är transistor VT1 öppen och mättad med ström som passerar genom motstånd R3. Spänningen på dess kollektor är minimal. Kondensor C1 är urladdad. Transistor VT2 är stängd och kondensator C2 laddas. Spänningen vid ledaren Cl tenderar till noll, och potentialen vid basen av transistorn VT2 blir gradvis positiv och VT2 börjar öppnas. Spänningen vid dess kollektor minskar och kondensator C2 börjar ladda ur, transistor VT1 stänger. Processen upprepas sedan i oändlighet.
Kretsparametrarna bör vara följande: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Pulslängden bestäms av formeln:
Pulsperioden bestäms:
Tja, för att bestämma frekvensen måste du dela en med den här skiten (se precis ovan).
Utgångspulserna tas från kollektorn på en av transistorerna, och från vilken spelar det ingen roll. Det finns med andra ord två utgångar i kretsen.
Förbättring av formen på de multivibratorutgångspulser som tas bort från transistorkollektorn kan uppnås genom att inkludera isoleringsdioder (frånkopplings-) i kollektorkretsarna, som visas i figur 3. Ytterligare motstånd Rd1 och Rd2 är kopplade genom dessa dioder parallellt med samlarlaster.
Ris. 3 - Multivibrator med förbättrad utpulsform
I denna krets, efter att en av transistorerna är stängd och kollektorpotentialen sänkts, stänger även dioden som är ansluten till dess kollektor, vilket kopplar bort kondensorn från kollektorkretsen. Laddningen av kondensorn sker genom ett extra motstånd Rd, och inte genom ett motstånd i kollektorkretsen, och kollektorpotentialen för avstängningstransistorn blir nästan abrupt lika med Ec. Den maximala varaktigheten för pulsfronterna i kollektorkretsarna bestäms huvudsakligen av transistorernas frekvensegenskaper.
Detta schema gör det möjligt att erhålla pulser av nästan rektangulär form, men dess nackdelar är en lägre maximal arbetscykel och omöjligheten att smidigt justera oscillationsperioden.
Figur 4 visar en krets av en höghastighets multivibrator som tillhandahåller en hög frekvens av självsvängningar.
Ris. 4 - Höghastighets multivibrator
I denna krets är motstånden R2, R4 parallellkopplade med kondensatorerna C1 och C2, och motstånden R1, R3, R4, R6 bildar spänningsdelare som stabiliserar baspotentialen för den öppna transistorn (när delningsströmmen är större än basströmmen). När multivibratorn växlas ändras basströmmen för den mättade transistorn kraftigare än i de tidigare diskuterade kretsarna, vilket minskar tiden för resorption av laddningar i basen och accelererar transistorns utgång från mättnad.
Väntar multivibrator
En multivibrator som arbetar i ett självoscillerande läge och som inte har ett stabilt jämviktstillstånd kan förvandlas till en multivibrator med ett stabilt läge och ett instabilt läge. Sådana kretsar kallas standby-multivibratorer eller single-shot multivibratorer, enkelpuls multivibratorer, relaxationsreläer eller kipp-reläer. Kretsen överförs från ett stabilt tillstånd till ett instabilt tillstånd genom inverkan av en extern triggerpuls. Kretsen förblir i en instabil position under en tid, beroende på dess parametrar, och återgår sedan automatiskt plötsligt till sitt ursprungliga stabila tillstånd.
För att få ett standbyläge i en multivibrator, vars krets visades i fig. 1 måste du kasta ut ett par delar och byta ut dem, som visas i fig. 5.
Ris. 5 - Väntande multivibrator
I det initiala stationära tillståndet är transistorn VT1 stängd. När en positiv triggpuls med tillräcklig amplitud anländer till kretsens ingång, börjar en kollektorström att flyta genom transistorn. Ändringen i spänningen vid kollektorn hos transistorn VT1 överförs genom kondensatorn C2 till basen av transistorn VT2. Tack vare PIC (genom motståndet R4) ökar en lavinliknande process, vilket leder till att transistorn VT2 stängs och transistorn VT1 öppnas. Kretsen förblir i detta tillstånd av instabil jämvikt tills kondensatorn C2 laddas ur genom motståndet R2 och den ledande transistorn VT1. Efter urladdningen av kondensorn öppnar transistorn VT2 och VT1 stänger och kretsen återgår till sitt ursprungliga tillstånd.
Blockerar generatorer
Den blockerande oscillatorn är en enstegs relaxationsgenerator av korttidspulser med stark induktiv positiv återkoppling skapad av en pulstransformator. Pulserna som genereras av blockeringsgeneratorn har en stor stignings- och fallbranthet och är nästan rektangulära till formen. Pulslängden kan variera från flera tiotals ns till flera hundra mikrosekunder. Typiskt arbetar blockeringsgeneratorn i hög arbetscykelmod, d.v.s. varaktigheten av pulserna är mycket mindre än deras upprepningsperiod. Arbetscykeln kan vara från flera hundra till tiotusentals. Transistorn på vilken blockeringsgeneratorn är monterad öppnar endast under pulsgenereringens varaktighet och är stängd resten av tiden. Därför, med en stor arbetscykel, är tiden under vilken transistorn är öppen mycket kortare än den tid under vilken den är stängd. Transistorns termiska regim beror på den genomsnittliga effekten som förbrukas vid kollektorn. På grund av den höga arbetscykeln i den blockerande oscillatorn kan mycket hög effekt erhållas under låg- och medeleffektpulser.
Med en hög arbetscykel fungerar den blockerande oscillatorn mycket ekonomiskt, eftersom transistorn förbrukar energi från strömkällan endast under en kort pulsbildningstid. Precis som en multivibrator kan en blockerande oscillator arbeta i självoscillerande, standby- och synkroniseringslägen.
Självoscillerande läge
Blockeringsgeneratorer kan monteras med transistorer kopplade i en krets med en OE eller i en krets med en OB. Kretsen med OE används oftare, eftersom den tillåter en bättre form av de genererade pulserna (kortare stigtid), även om kretsen med OB är mer stabil med avseende på förändringar i transistorns parametrar.
Den blockerande oscillatorkretsen visas i fig. 1.
Ris. 1 - Blockeringsgenerator
Driften av blockeringsgeneratorn kan delas upp i två steg. I det första steget, som upptar större delen av oscillationsperioden, är transistorn stängd, och i den andra är transistorn öppen och en puls bildas. Transistorns stängda tillstånd i det första steget upprätthålls av spänningen på kondensatorn Cl, laddad av basströmmen under genereringen av den föregående pulsen. I det första steget urladdas kondensorn långsamt genom det höga motståndet hos motståndet R1, vilket skapar en potential nära noll vid basen av transistorn VT1 och den förblir stängd.
När spänningen vid basen når transistorns öppningströskel, öppnar den och ström börjar flyta genom kollektorlindningen I på transformatorn T. I detta fall induceras en spänning i baslindningen II, vars polaritet måste vara sådan att den skapar en positiv potential vid basen. Om lindningarna I och II är felaktigt anslutna, genereras inte blockeringsoscillatorn. Det betyder att ändarna på en av lindningarna, oavsett vilken, måste bytas.
MULTIVIBRATOR
Multivibrator. Jag är säker på att många människor började sina amatörradioaktiviteter med det här programmet.Detta var också mitt första diagram - en bit plywood, hål stansade med spikar, ledarna på delarna var vridna med tråd i frånvaro av en lödkolv.Och allt fungerade jättebra!
Lysdioder används som belastning. När multivibratorn fungerar växlar lysdioderna.
Montering kräver ett minimum av delar. Här är listan:
- - Motstånd 500 Ohm - 2 st
- - Motstånd 10 kOhm - 2 st
- - Elektrolytisk kondensator 1 uF för 16 volt - 2 st
- - Transistor KT972A - 2 stycken (KT815 eller KT817 kommer också att fungera), KT315 är också möjligt, om strömmen inte är mer än 25mA.
- - LED - valfri 2 st
- - Strömförsörjning från 4,5 till 15 volt.
Bilden visar en lysdiod i varje kanal, men flera kan kopplas parallellt. Eller i serie (en kedja av 5 stycken), men då är strömförsörjningen inte mindre än 15 volt.
KT972A-transistorer är komposittransistorer, det vill säga deras hölje innehåller två transistorer, och det är mycket känsligt och tål betydande ström utan kylfläns.
För att utföra experiment behöver du inte göra ett kretskort, du kan montera allt med en ytmonterad installation. Löd enligt bilderna.
Ritningarna är specialgjorda från olika vinklar och du kan i detalj granska alla detaljer i installationen.
I den här artikeln kommer vi att prata om multivibratorn, hur den fungerar, hur man ansluter en last till multivibratorn och beräkningen av en transistorsymmetrisk multivibrator.
Multivibratorär en enkel rektangulär pulsgenerator som arbetar i självoscillatorläge. För att använda den behöver du bara ström från ett batteri eller annan strömkälla. Låt oss överväga den enklaste symmetriska multivibratorn som använder transistorer. Dess diagram visas i figuren. Multivibratorn kan vara mer komplicerad beroende på de nödvändiga funktionerna som utförs, men alla element som presenteras i figuren är obligatoriska, utan dem fungerar inte multivibratorn.
Driften av en symmetrisk multivibrator är baserad på laddnings-urladdningsprocesserna hos kondensatorer, som tillsammans med motstånd bildar RC-kretsar.
Jag skrev tidigare om hur RC-kretsar fungerar i min artikel Kondensator, som du kan läsa på min hemsida. På Internet, om du hittar material om en symmetrisk multivibrator, presenteras det kort och inte begripligt. Denna omständighet tillåter inte nybörjare radioamatörer att förstå någonting, utan hjälper bara erfarna elektronikingenjörer att komma ihåg något. På begäran av en av mina webbplatsbesökare bestämde jag mig för att eliminera denna lucka.
Hur fungerar en multivibrator?
I det första ögonblicket av strömförsörjning urladdas kondensatorerna C1 och C2, så deras strömresistans är låg. Det låga motståndet hos kondensatorerna leder till den "snabba" öppningen av transistorerna orsakad av strömflödet:
— VT2 längs vägen (visas i rött): "+ strömförsörjning > motstånd R1 > lågt motstånd för urladdad C1 > bas-emitterövergång VT2 > — strömförsörjning";
— VT1 längs banan (visas i blått): "+ strömförsörjning > motstånd R4 > lågt motstånd för urladdad C2 > bas-emitterövergång VT1 > — strömförsörjning."
Detta är det "ostadiga" driftsättet för multivibratorn. Det varar under en mycket kort tid, endast bestäms av hastigheten på transistorerna. Och det finns inga två transistorer som är helt identiska i parametrar. Vilken transistor som än öppnas snabbare kommer att förbli öppen - "vinnaren". Låt oss anta att det i vårt diagram visar sig vara VT2. Sedan, genom det låga motståndet hos den urladdade kondensatorn C2 och det låga motståndet hos kollektor-emitterövergången VT2, kommer basen av transistorn VT1 att kortslutas till emittern VT1. Som ett resultat kommer transistorn VT1 att tvingas stänga - "bli besegrad."
Eftersom transistor VT1 är stängd uppstår en "snabb" laddning av kondensatorn C1 längs vägen: "+ strömförsörjning > motstånd R1 > lågt motstånd för urladdad C1 > bas-emitterövergång VT2 > - strömförsörjning." Denna laddning sker nästan upp till spänningen i nätaggregatet.
Samtidigt laddas kondensatorn C2 med en ström med omvänd polaritet längs vägen: "+ strömkälla > motstånd R3 > lågt motstånd hos urladdad C2 > kollektor-emitterövergång VT2 > - strömkälla." Laddningstiden bestäms av betygen R3 och C2. De bestämmer vid vilken tidpunkt VT1 är i stängt tillstånd.
När kondensator C2 laddas till en spänning som är ungefär lika med spänningen på 0,7-1,0 volt, kommer dess motstånd att öka och transistor VT1 öppnas med spänningen som appliceras längs banan: "+ strömförsörjning > motstånd R3 > bas-emitterövergång VT1 > - strömförsörjning." I detta fall kommer spänningen för den laddade kondensatorn Cl, genom den öppna kollektor-emitterövergången VT1, att appliceras på emitter-basövergången hos transistorn VT2 med omvänd polaritet. Som ett resultat kommer VT2 att stänga, och strömmen som tidigare passerade genom den öppna kollektor-emitterövergången VT2 kommer att flöda genom kretsen: "+ strömförsörjning > motstånd R4 > låg resistans C2 > bas-emitterövergång VT1 > — strömförsörjning. ” Denna krets kommer snabbt att ladda kondensator C2. Från detta ögonblick börjar "steady-state" självgenereringsläget.
Drift av en symmetrisk multivibrator i "steady-state"-genereringsläge
Den första halvcykeln av drift (oscillation) av multivibratorn börjar.
När transistor VT1 är öppen och VT2 är stängd, som jag nyss skrev, laddas kondensator C2 snabbt upp (från en spänning på 0,7...1,0 volt av en polaritet, till spänningen hos strömkällan med motsatt polaritet) längs kretsen : "+ strömförsörjning > motstånd R4 > låg resistans C2 > bas-emitterövergång VT1 > - strömförsörjning." Dessutom laddas kondensatorn C1 långsamt om (från strömkällans spänning med en polaritet till en spänning på 0,7...1,0 volt av motsatt polaritet) längs kretsen: "+ strömkälla > motstånd R2 > höger platta C1 > vänster platta C1 > kollektor-emitterövergång för transistor VT1 > - - strömkälla."
När spänningen vid basen av VT2, som ett resultat av omladdningen av C1, når ett värde av +0,6 volt i förhållande till emittern hos VT2, kommer transistorn att öppnas. Därför kommer spänningen hos den laddade kondensatorn C2, genom den öppna kollektor-emitterövergången VT2, att tillföras emitter-basövergången hos transistorn VT1 med omvänd polaritet. VT1 kommer att stängas.
Multivibratorns andra halva operationscykel (oscillation) börjar.
När transistorn VT2 är öppen och VT1 är stängd laddas kondensatorn C1 snabbt upp (från en spänning på 0,7...1,0 volt av en polaritet, till spänningen hos strömkällan med motsatt polaritet) längs kretsen: "+ strömförsörjning > motstånd R1 > låg resistans C1 > basemitterövergång VT2 > - strömförsörjning." Dessutom laddas kondensatorn C2 långsamt om (från spänningen från strömkällan med en polaritet till en spänning på 0,7...1,0 volt av motsatt polaritet) längs kretsen: "höger platta av C2 > kollektor-emitterövergång av transistor VT2 > - strömförsörjning > + strömkälla > motstånd R3 > vänster platta C2". När spänningen vid basen av VT1 når +0,6 volt i förhållande till emittern på VT1, kommer transistorn att öppnas. Därför kommer spänningen hos den laddade kondensatorn Cl, genom den öppna kollektor-emitterövergången VT1, att tillföras emitter-basövergången hos transistorn VT2 med omvänd polaritet. VT2 kommer att stängas. Vid denna tidpunkt slutar den andra halvcykeln av multivibratoroscillationen, och den första halvcykeln börjar igen.
Processen upprepas tills multivibratorn kopplas bort från strömkällan.
Metoder för att ansluta en last till en symmetrisk multivibrator
Rektangulära pulser avlägsnas från två punkter i en symmetrisk multivibrator– transistorkollektorer. När det finns en "hög" potential på en kollektor, då finns det en "låg" potential på den andra kollektorn (den saknas), och vice versa - när det finns en "låg" potential på en utgång, då finns det en "hög" potential på den andra. Detta visas tydligt i tidsdiagrammet nedan.
Multivibratorbelastningen måste kopplas parallellt med ett av kollektormotstånden, men inte i något fall parallellt med kollektor-emittertransistorövergången. Du kan inte förbigå transistorn med en belastning. Om detta villkor inte är uppfyllt, kommer åtminstone varaktigheten av pulserna att ändras, och högst kommer multivibratorn inte att fungera. Bilden nedan visar hur man ansluter lasten korrekt och hur man inte gör det.
För att belastningen inte ska påverka själva multivibratorn måste den ha tillräckligt ingångsmotstånd. För detta ändamål används vanligtvis bufferttransistorsteg.
Exemplet visar kopplar ett lågimpedans dynamiskt huvud till en multivibrator. Ett extra motstånd ökar buffertstegets inresistans och eliminerar därmed buffertstegets påverkan på multivibratortransistorn. Dess värde bör inte vara mindre än 10 gånger värdet på kollektormotståndet. Att ansluta två transistorer i en "komposittransistor"-krets ökar utströmmen avsevärt. I detta fall är det korrekt att ansluta buffertstegets bas-emitterkrets parallellt med multivibratorns kollektormotstånd och inte parallellt med multivibratortransistorns kollektor-emitterövergång.
För anslutning av ett högimpedans dynamiskt huvud till en multivibrator ett buffertsteg behövs inte. Huvudet är anslutet istället för ett av kollektormotstånden. Det enda villkoret som måste uppfyllas är att strömmen som flyter genom det dynamiska huvudet inte får överstiga transistorns maximala kollektorström.
Om du vill ansluta vanliga lysdioder till multivibratorn– för att göra ett "blinkande ljus", så krävs inte buffertkaskader för detta. De kan seriekopplas med kollektormotstånd. Detta beror på det faktum att LED-strömmen är liten, och spänningsfallet över den under drift är inte mer än en volt. Därför har de ingen effekt på multivibratorns funktion. Det är sant att detta inte gäller superljusa lysdioder, för vilka driftsströmmen är högre och spänningsfallet kan vara från 3,5 till 10 volt. Men i det här fallet finns det en väg ut - öka matningsspänningen och använd transistorer med hög effekt, vilket ger tillräcklig kollektorström.
Observera att oxidkondensatorer (elektrolytiska) är anslutna med sina positiva till transistorernas kollektorer. Detta beror på det faktum att på basen av bipolära transistorer spänningen inte stiger över 0,7 volt i förhållande till emittern, och i vårt fall är emitterna minus av strömförsörjningen. Men vid transistorernas kollektorer ändras spänningen nästan från noll till strömkällans spänning. Oxidkondensatorer kan inte utföra sin funktion när de är anslutna med omvänd polaritet. Naturligtvis, om du använder transistorer med en annan struktur (inte N-P-N, utan P-N-P-strukturer), måste du förutom att ändra strömkällans polaritet vända lysdioderna med katoderna "upp i kretsen" och kondensatorerna med plusen till transistorernas baser.
Låt oss ta reda på det nu Vilka parametrar för multivibratorelementen bestämmer utströmmarna och genereringsfrekvensen för multivibratorn?
Vad påverkar värdena på kollektormotstånd? Jag har sett i några mediokra internetartiklar att värdena på kollektormotstånd inte nämnvärt påverkar multivibratorns frekvens. Allt detta är fullständigt nonsens! Om multivibratorn är korrekt beräknad, kommer en avvikelse av värdena för dessa motstånd med mer än fem gånger från det beräknade värdet inte att ändra multivibratorns frekvens. Huvudsaken är att deras motstånd är mindre än basmotstånden, eftersom kollektormotstånd ger snabb laddning av kondensatorer. Men å andra sidan är värdena på kollektormotstånd de viktigaste för att beräkna strömförbrukningen från strömkällan, vars värde inte bör överstiga transistorernas effekt. Om du tittar på det, om de är korrekt anslutna, har de inte ens en direkt effekt på multivibratorns uteffekt. Men varaktigheten mellan omkopplingarna (multivibratorfrekvens) bestäms av den "långsamma" laddningen av kondensatorerna. Laddningstiden bestäms av RC-kretsarnas märkvärden - basmotstånd och kondensatorer (R2C1 och R3C2).
En multivibrator, även om den kallas symmetrisk, hänvisar denna endast till kretsen i dess konstruktion, och den kan producera både symmetriska och asymmetriska utpulser i varaktighet. Pulslängden (hög nivå) på VT1-kollektorn bestäms av klassificeringarna för R3 och C2, och pulslängden (hög nivå) på VT2-kollektorn bestäms av klassificeringarna R2 och C1.
Varaktigheten av laddningskondensatorer bestäms av en enkel formel, där Tau- pulslängd i sekunder, R– motståndsmotstånd i ohm, MED– kondensatorns kapacitans i Farads:
Således, om du inte redan har glömt vad som skrevs i den här artikeln ett par stycken tidigare:
Om det finns jämlikhet R2=R3 Och C1=C2, vid utgångarna på multivibratorn kommer det att finnas en "meander" - rektangulära pulser med en varaktighet som är lika med pauserna mellan pulserna, som du ser i figuren.
Hela oscillationsperioden för multivibratorn är T lika med summan av puls- och pausvaraktigheter:
Oscillationsfrekvens F(Hz) relaterad till period T(sek) genom förhållandet:
Som regel, om det finns några beräkningar av radiokretsar på Internet, är de magra. Det är därför Låt oss beräkna elementen i en symmetrisk multivibrator med hjälp av exemplet .
Som alla transistorsteg måste beräkningen utföras från slutet - utgången. Och vid utgången har vi ett buffertsteg, sedan finns det kollektormotstånd. Kollektormotstånd R1 och R4 utför funktionen att ladda transistorerna. Kollektormotstånd har ingen effekt på genereringsfrekvensen. De beräknas baserat på parametrarna för de valda transistorerna. Därför beräknar vi först kollektormotstånden, sedan basmotstånden, sedan kondensatorerna och sedan buffertsteget.
Procedur och exempel på beräkning av en transistorsymmetrisk multivibrator
Initial data:
Matningsspänning Ui.p. = 12 V.
Erforderlig multivibratorfrekvens F = 0,2 Hz (T = 5 sekunder), och pulslängden är lika med 1 (en sekund.
En bilglödlampa används som last. 12 volt, 15 watt.
Som du gissat kommer vi att beräkna ett "blinkande ljus" som blinkar en gång var femte sekund, och glödens varaktighet kommer att vara 1 sekund.
Val av transistorer för multivibratorn. Till exempel har vi de vanligaste transistorerna under sovjettiden KT315G.
För dem: Pmax=150 mW; Imax=150 mA; h21>50.
Transistorer för buffertsteget väljs baserat på belastningsströmmen.
För att inte avbilda diagrammet två gånger har jag redan undertecknat värdena för elementen på diagrammet. Deras beräkning ges ytterligare i beslutet.
Lösning:
1. Först och främst måste du förstå att driften av en transistor vid höga strömmar i växlingsläge är säkrare för själva transistorn än att arbeta i förstärkningsläge. Därför finns det inget behov av att beräkna effekten för övergångstillståndet vid de ögonblick då en alternerande signal passerar genom driftspunkten "B" för transistorns statiska läge - övergången från öppet tillstånd till stängt tillstånd och tillbaka . För pulskretsar byggda på bipolära transistorer beräknas vanligtvis effekten för transistorerna i öppet tillstånd.
Först bestämmer vi transistorernas maximala effektförlust, vilket bör vara ett värde 20 procent mindre (faktor 0,8) än den maximala effekten för transistorn som anges i referensboken. Men varför behöver vi köra in multivibratorn i det stela ramverket av höga strömmar? Och även med ökad effekt kommer energiförbrukningen från kraftkällan att vara stor, men det blir liten nytta. Därför, efter att ha bestämt den maximala effektförlusten för transistorer, kommer vi att minska den med 3 gånger. En ytterligare minskning av effektförlusten är oönskad eftersom driften av en multivibrator baserad på bipolära transistorer i lågströmsläge är ett "instabilt" fenomen. Om strömkällan inte bara används för multivibratorn, eller om den inte är helt stabil, kommer även multivibratorns frekvens att "flyta".
Vi bestämmer maximal effektförlust: Pdis.max = 0,8 * Pmax = 0,8 * 150 mW = 120 mW
Vi bestämmer märkeffekten: Pdis.nom. = 120 / 3 = 40 mW
2. Bestäm kollektorströmmen i öppet tillstånd: Ik0 = Pdis.nom. / Ui.p. = 40mW / 12V = 3,3mA
Låt oss ta det som den maximala kollektorströmmen.
3. Låt oss ta reda på värdet på resistansen och effekten av kollektorbelastningen: Rk.total = Ui.p./Ik0 = 12V/3.3mA = 3.6 kOhm
Vi väljer motstånd från det befintliga nominella området som är så nära 3,6 kOhm som möjligt. Den nominella serien av motstånd har ett nominellt värde på 3,6 kOhm, så vi beräknar först värdet på kollektormotstånden R1 och R4 i multivibratorn: Rk = R1 = R4 = 3,6 kOhm.
Effekten hos kollektormotstånden R1 och R4 är lika med märkeffektförlusten för transistorerna Pras.nom. = 40 mW. Vi använder motstånd med en effekt som överstiger den specificerade Pras.nom. - typ MLT-0.125.
4. Låt oss gå vidare till att beräkna grundmotstånden R2 och R3. Deras klassificering bestäms baserat på förstärkningen av transistorerna h21. Samtidigt, för tillförlitlig drift av multivibratorn, måste resistansvärdet ligga inom intervallet: 5 gånger större än resistansen hos kollektormotstånden och mindre än produkten Rк * h21. I vårt fall Rmin = 3,6 * 5 = 18 kOhm och Rmax = 3,6 * 50 = 180 kOhm
Således kan värdena på motståndet Rb (R2 och R3) vara i intervallet 18...180 kOhm. Vi väljer först medelvärdet = 100 kOhm. Men det är inte slutgiltigt, eftersom vi måste tillhandahålla den erforderliga frekvensen för multivibratorn, och som jag skrev tidigare beror multivibratorns frekvens direkt på basmotstånden R2 och R3, såväl som på kondensatorernas kapacitans.
5. Beräkna kapacitanserna för kondensatorerna C1 och C2 och, om nödvändigt, beräkna om värdena för R2 och R3.
Värdena på kapacitansen hos kondensatorn C1 och motståndet hos motståndet R2 bestämmer varaktigheten av utpulsen på kollektorn VT2. Det är under denna impuls som vår glödlampa ska lysa. Och i tillståndet var pulslängden inställd på 1 sekund.
Låt oss bestämma kondensatorns kapacitans: C1 = 1 sek / 100 kOhm = 10 µF
En kondensator med en kapacitet på 10 μF ingår i det nominella området, så det passar oss.
Värdena på kapacitansen hos kondensatorn C2 och motståndet hos motståndet R3 bestämmer varaktigheten av utpulsen på kollektorn VT1. Det är under denna puls som det blir en "paus" på VT2-kollektorn och vår glödlampa ska inte lysa. Och i tillståndet specificerades en hel period på 5 sekunder med en pulslängd på 1 sekund. Därför är pausens längd 5 sekunder – 1 sekund = 4 sekunder.
Efter att ha omvandlat formeln för laddningstid, har vi Låt oss bestämma kondensatorns kapacitans: C2 = 4 sek / 100 kOhm = 40 µF
En kondensator med en kapacitet på 40 μF ingår inte i det nominella området, så det passar oss inte, och vi tar en kondensator med en kapacitet på 47 μF som är så nära den som möjligt. Men som du förstår kommer "paus"-tiden också att ändras. För att förhindra att detta händer, vi Låt oss räkna om motståndet för motståndet R3 baserat på varaktigheten av pausen och kapacitansen för kondensator C2: R3 = 4 sek / 47 µF = 85 kOhm
Enligt den nominella serien är det närmaste värdet på motståndsresistansen 82 kOhm.
Så vi fick värdena för multivibratorelementen:
R1 = 3,6 kOhm, R2 = 100 kOhm, R3 = 82 kOhm, R4 = 3,6 kOhm, C1 = 10 µF, C2 = 47 µF.
6. Beräkna värdet på resistor R5 för buffertsteget.
För att eliminera påverkan på multivibratorn väljs resistansen för det ytterligare begränsningsmotståndet R5 att vara minst 2 gånger större än resistansen för kollektormotståndet R4 (och i vissa fall mer). Dess resistans, tillsammans med resistansen hos emitter-bas-övergångarna VT3 och VT4, kommer i detta fall inte att påverka parametrarna för multivibratorn.
R5 = R4 * 2 = 3,6 * 2 = 7,2 kOhm
Enligt den nominella serien är det närmaste motståndet 7,5 kOhm.
Med ett motståndsvärde på R5 = 7,5 kOhm kommer buffertstegets styrström att vara lika med:
Jag kontrollerar = (Ui.p. - Ube) / R5 = (12v - 1,2v) / 7,5 kOhm = 1,44 mA
Dessutom, som jag skrev tidigare, påverkar kollektorbelastningen för multivibratortransistorerna inte dess frekvens, så om du inte har ett sådant motstånd, kan du ersätta det med en annan "nära" klassificering (5 ... 9 kOhm) ). Det är bättre om detta är i minskningsriktningen, så att det inte blir något fall i styrströmmen i buffertsteget. Men kom ihåg att det extra motståndet är en extra belastning för transistor VT2 i multivibratorn, så strömmen som flyter genom detta motstånd läggs till strömmen för kollektormotstånd R4 och är en belastning för transistor VT2: Ittotal = Ik + Icontrol. = 3,3mA + 1,44mA = 4,74mA
Den totala belastningen på kollektorn på transistor VT2 är inom normala gränser. Om den överskrider den maximala kollektorströmmen som anges i referensboken och multiplicerad med en faktor på 0,8, öka motståndet R4 tills belastningsströmmen är tillräckligt reducerad, eller använd en kraftfullare transistor.
7. Vi måste ge ström till glödlampan In = Рн / Ui.p. = 15W / 12V = 1,25 A
Men buffertstegets styrström är 1,44 mA. Multivibratorströmmen måste ökas med ett värde lika med förhållandet:
In / Icontrol = 1,25A / 0,00144A = 870 gånger.
Hur man gör det? För betydande utströmsförstärkning använd transistorkaskader byggda enligt kretsen "komposittransistor". Den första transistorn är vanligtvis lågeffekt (vi kommer att använda KT361G), den har den högsta förstärkningen och den andra måste ge tillräcklig belastningsström (låt oss ta den inte mindre vanliga KT814B). Sedan multipliceras deras transmissionskoefficienter h21. Så för KT361G-transistorn h21>50, och för KT814B-transistorn h21=40. Och den totala överföringskoefficienten för dessa transistorer anslutna enligt kretsen "komposittransistor": h21 = 50 * 40 = 2000. Denna siffra är större än 870, så dessa transistorer är tillräckligt för att styra en glödlampa.
Tja, det är allt!
