การเลือกแผนการที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพ มัลติไวเบรเตอร์บนทรานซิสเตอร์ หลักการทำงานของมัลติไวเบรเตอร์บนไดอะแกรมของทรานซิสเตอร์

ไฟกะพริบ LED หรือวิธีประกอบเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรด้วยมือของคุณเอง จะต้องศึกษาและรวบรวมวงจรของเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรในชมรมอิเล็กทรอนิกส์ วงจรมัลติไวเบรเตอร์เป็นหนึ่งในวงจรที่มีชื่อเสียงที่สุดและมักใช้ในการออกแบบอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ เครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรระหว่างการทำงานจะสร้างการสั่นในรูปร่างที่เข้าใกล้สี่เหลี่ยม ความเรียบง่ายของมัลติไวเบรเตอร์เกิดจากการออกแบบ - มีเพียงทรานซิสเตอร์สองตัวและองค์ประกอบเพิ่มเติมหลายอย่าง ตัวช่วยสร้างขอเชิญให้คุณประกอบวงจรไฟกะพริบ LED อิเล็กทรอนิกส์ชุดแรกของคุณ เพื่อไม่ให้ผิดหวังในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาด ด้านล่างนี้คือคำแนะนำโดยละเอียดทีละขั้นตอนสำหรับการประกอบไฟกะพริบ LED แบบมัลติไวเบรเตอร์พร้อมภาพประกอบภาพถ่ายและวิดีโอ

วิธีประกอบไฟกะพริบ LED ด้วยมือของคุณเอง

ทฤษฎีเล็กน้อย โดยพื้นฐานแล้วมัลติไวเบรเตอร์นั้นเป็นแอมพลิฟายเออร์สองสเตจบนทรานซิสเตอร์ VT1 และ VT2 โดยมีวงจรป้อนกลับเชิงบวกผ่านตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า C2 ระหว่างสเตจขยายของทรานซิสเตอร์ VT2 และ VT1 การตอบสนองนี้จะเปลี่ยนวงจรให้เป็นออสซิลเลเตอร์ ชื่อเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรนั้นเกิดจากค่าเดียวกันของคู่ขององค์ประกอบ R1=R2, R3=R4, C1=C2 ด้วยค่าขององค์ประกอบดังกล่าว multivibrator จะสร้างพัลส์และหยุดชั่วคราวระหว่างพัลส์ที่มีระยะเวลาเท่ากัน อัตราการทำซ้ำของพัลส์ถูกกำหนดในระดับที่มากขึ้นโดยค่าของคู่ R1=R2 และ C1=C2 สามารถควบคุมระยะเวลาของพัลส์และการหยุดชั่วคราวได้ด้วยไฟแฟลช LED หากความเท่าเทียมกันของคู่ขององค์ประกอบถูกละเมิด เครื่องมัลติไวเบรเตอร์จะไม่สมมาตร ความไม่สมดุลจะมีสาเหตุหลักมาจากความแตกต่างระหว่างระยะเวลาของชีพจรและระยะเวลาของการหยุดชั่วคราว

มัลติไวเบรเตอร์ประกอบขึ้นด้วยทรานซิสเตอร์สองตัว นอกจากนี้ ต้องใช้ตัวต้านทาน 4 ตัว ตัวเก็บประจุไฟฟ้า 2 ตัว และไฟ LED 2 ดวงเพื่อระบุการทำงานของมัลติไวเบรเตอร์ งานจัดซื้อชิ้นส่วนและแผงวงจรพิมพ์แก้ไขได้อย่างง่ายดาย นี่คือลิงค์สำหรับซื้อชุดชิ้นส่วนสำเร็จรูป http://ali.pub/2bk9qh . ชุดประกอบด้วยชิ้นส่วนทั้งหมด แผงวงจรพิมพ์คุณภาพดีขนาด 28 มม. x 30 มม. แผนผัง แผนผังสายไฟ และแผ่นข้อมูลจำเพาะ ตำแหน่งของชิ้นส่วนบนภาพวาดของแผงวงจรพิมพ์แทบไม่มีข้อผิดพลาด

ส่วนประกอบของชุดชิ้นส่วนมัลติไวเบรเตอร์

มาเริ่มประกอบวงจรกันดีกว่าสำหรับงานคุณจะต้องใช้หัวแร้งพลังงานต่ำฟลักซ์การบัดกรีบัดกรีเครื่องตัดด้านข้างและแบตเตอรี่ วงจรนั้นเรียบง่าย แต่ต้องประกอบอย่างถูกต้องและไม่มีข้อผิดพลาด

1. ตรวจสอบเนื้อหาของแพ็คเกจ ถอดรหัสค่าตัวต้านทานด้วยรหัสสีและติดตั้งบนบอร์ด
2. บัดกรีตัวต้านทานและกัดส่วนที่ยื่นออกมาของอิเล็กโทรดออก
3. ต้องวางตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าในลักษณะเฉพาะบนบอร์ด แผนภาพการเดินสายไฟและการวาดภาพบนบอร์ดจะช่วยคุณในการวางตำแหน่งที่ถูกต้อง ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะถูกทำเครื่องหมายบนตัวเครื่องด้วยอิเล็กโทรดลบ และอิเล็กโทรดบวกจะยาวกว่าเล็กน้อย ตำแหน่งของอิเล็กโทรดลบบนบอร์ดอยู่ในส่วนที่แรเงาของสัญลักษณ์ตัวเก็บประจุ
4. วางตัวเก็บประจุไว้บนบอร์ดแล้วบัดกรี
5. การวางตำแหน่งของทรานซิสเตอร์บนบอร์ดเป็นไปตามคีย์อย่างเคร่งครัด
6. ไฟ LED ยังมีขั้วอิเล็กโทรด ดูรูปถ่าย. เราติดตั้งและประสานพวกเขา ระวังอย่าให้ชิ้นส่วนนี้ร้อนเกินไปเมื่อทำการบัดกรี เครื่องหมายบวกของ LED2 ตั้งอยู่ใกล้กับตัวต้านทาน R4 (ดูวิดีโอ)

   มีการติดตั้ง LED บนบอร์ดมัลติไวเบรเตอร์

7. บัดกรีตัวนำไฟฟ้าตามขั้วและใช้แรงดันไฟฟ้าจากแบตเตอรี่ ที่แรงดันไฟฟ้า 3 โวลต์ LED จะเปิดพร้อมกัน หลังจากผิดหวังอยู่ครู่หนึ่ง แรงดันไฟฟ้าจากแบตเตอรี่สามก้อนก็ถูกจ่ายเข้าไป และไฟ LED ก็เริ่มกะพริบสลับกัน ความถี่ของมัลติไวเบรเตอร์ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า เนื่องจากจะต้องติดตั้งวงจรในของเล่นที่ใช้พลังงาน 3 โวลต์ จึงต้องเปลี่ยนตัวต้านทาน R1 และ R2 ด้วยตัวต้านทานพิกัด 120 kOhm และมีการสลับการกะพริบที่ชัดเจน ดูวิดีโอ.

ไฟกะพริบ LED - เครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตร

การประยุกต์ใช้วงจรมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรนั้นกว้างมาก องค์ประกอบของวงจรมัลติไวเบรเตอร์พบได้ในเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ การวัดด้วยคลื่นวิทยุ และอุปกรณ์ทางการแพทย์

สามารถซื้อชุดชิ้นส่วนสำหรับประกอบไฟแฟลช LED ได้ที่ลิงค์ต่อไปนี้ http://ali.pub/2bk9qh . หากคุณต้องการฝึกฝนการบัดกรีโครงสร้างง่ายๆ อย่างจริงจัง อาจารย์แนะนำให้ซื้อชุดจำนวน 9 ชุด ซึ่งจะช่วยประหยัดค่าขนส่งของคุณได้อย่างมาก นี่คือลิงค์ที่จะซื้อ http://ali.pub/2bkb42 . อาจารย์รวบรวมชุดทั้งหมดแล้วเริ่มทำงาน ความสำเร็จและการเติบโตของทักษะการบัดกรี

มัลติไวเบรเตอร์อาจเป็นอุปกรณ์ยอดนิยมในหมู่นักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่ และเมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันต้องรวบรวมมันไว้ตามคำร้องขอของคนคนเดียว แม้ว่าฉันจะไม่สนใจเรื่องนี้อีกต่อไป แต่ฉันก็ไม่ขี้เกียจและรวบรวมผลิตภัณฑ์เป็นบทความสำหรับผู้เริ่มต้น เป็นการดีเมื่อวัสดุหนึ่งมีข้อมูลทั้งหมดสำหรับการประกอบ สิ่งที่ง่ายและมีประโยชน์มากซึ่งไม่จำเป็นต้องมีการดีบั๊กและช่วยให้คุณศึกษาหลักการทำงานของทรานซิสเตอร์, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุและไฟ LED ด้วยสายตา และหากอุปกรณ์ใช้งานไม่ได้ให้ลองใช้ตัวเองเป็นตัวควบคุมและดีบักเกอร์ โครงการนี้ไม่ใช่เรื่องใหม่ แต่ถูกสร้างขึ้นตามหลักการมาตรฐานและชิ้นส่วนต่างๆ สามารถพบได้ทุกที่ เป็นเรื่องธรรมดามาก

โครงการ

ตอนนี้เราต้องการอะไรจากองค์ประกอบวิทยุในการประกอบ:

• ตัวต้านทาน 2 ตัว 1 kOhm
• ตัวต้านทาน 2 ตัว 33 kOhm
• ตัวเก็บประจุ 2 ตัว 4.7 uF ที่ 16 โวลต์
• ทรานซิสเตอร์ KT315 2 ตัวพร้อมตัวอักษรใด ๆ
• ไฟ LED 2 ดวงสำหรับ 3-5 โวลต์
• แหล่งจ่ายไฟ 1 คราวน์ 9 โวลต์

หากคุณไม่พบชิ้นส่วนที่ต้องการ ไม่ต้องกังวล วงจรนี้ไม่มีความสำคัญต่อเรตติ้ง การกำหนดค่าโดยประมาณก็เพียงพอแล้วซึ่งจะไม่ส่งผลกระทบต่องานโดยรวม จะส่งผลต่อความสว่างและความถี่การกะพริบของไฟ LED เท่านั้น เวลาในการกะพริบโดยตรงขึ้นอยู่กับความจุของตัวเก็บประจุ สามารถติดตั้งทรานซิสเตอร์ในโครงสร้าง n-p-n กำลังต่ำที่คล้ายกันได้ เราทำแผงวงจรพิมพ์ ขนาดของชิ้นส่วน textolite คือ 40 x 40 มม. คุณสามารถนำไปสำรองได้

รูปแบบไฟล์ที่สามารถพิมพ์ได้ เลย์6ดาวน์โหลด เพื่อให้เกิดข้อผิดพลาดน้อยที่สุดระหว่างการติดตั้ง ฉันจึงใช้การกำหนดตำแหน่งกับ textolite ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงความสับสนระหว่างการประกอบและเพิ่มความสวยงามให้กับรูปลักษณ์โดยรวม นี่คือลักษณะของแผงวงจรพิมพ์ที่เสร็จแล้วแกะสลักและเจาะ:

เราติดตั้งชิ้นส่วนตามแผนภาพ นี่สำคัญมาก! สิ่งสำคัญคืออย่าสับสนกับ pinout ของทรานซิสเตอร์และ LED ควรให้ความสนใจกับการบัดกรีด้วย

ในตอนแรกอาจไม่หรูหราเท่าแบบอินดัสเทรียล แต่ก็ไม่จำเป็นต้องเป็น สิ่งสำคัญคือต้องแน่ใจว่าองค์ประกอบวิทยุสัมผัสกับตัวนำที่พิมพ์ได้ดี ในการทำเช่นนี้ เราต้องดีบุกชิ้นส่วนก่อนทำการบัดกรี หลังจากติดตั้งและบัดกรีส่วนประกอบแล้ว เราจะตรวจสอบทุกอย่างอีกครั้งและเช็ดขัดสนออกจากกระดานด้วยแอลกอฮอล์ ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปควรมีลักษณะดังนี้:

หากทุกอย่างถูกต้องแล้วเมื่อมีการจ่ายไฟเครื่องมัลติไวเบรเตอร์จะเริ่มกะพริบ คุณเลือกสีของไฟ LED ได้ด้วยตัวเอง เพื่อความชัดเจน ฉันขอแนะนำให้ดูวิดีโอ

วิดีโอมัลติไวเบรเตอร์

การใช้ "ไฟกะพริบ" ของเราในปัจจุบันคือเพียง 7.3 mA ซึ่งจะทำให้อินสแตนซ์นี้สามารถขับเคลื่อนจาก " ครอบฟัน“เป็นเวลานานพอสมควร โดยทั่วไปแล้ว ทุกอย่างไร้ปัญหาและให้ความรู้ และที่สำคัญที่สุดคือง่ายมาก! ฉันขอให้คุณประสบความสำเร็จและประสบความสำเร็จในความพยายามของคุณ! จัดทำโดย Daniil Goryachev ( อเล็กซ์1).

อภิปรายบทความ SYMMETRICAL MULTIVIBRATOR สำหรับ LEDS

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์: มัลติไวเบรเตอร์ วัตถุประสงค์ หลักการทำงาน การใช้งาน

มัลติไวเบรเตอร์

มัลติไวเบรเตอร์เป็นออสซิลเลเตอร์แบบผ่อนคลายที่มีรูปร่างเกือบเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า เป็นแอมพลิฟายเออร์ตัวต้านทานแบบสองสเตจที่มีการตอบรับเชิงบวกซึ่งเอาต์พุตของแต่ละสเตจเชื่อมต่อกับอินพุตของอีกอันหนึ่ง ชื่อ "มัลติไวเบรเตอร์" นั้นมาจากคำสองคำ: "มัลติ" - หลายและ "ไวเบรเตอร์" - แหล่งที่มาของการสั่นเนื่องจากการสั่นของมัลติไวเบรเตอร์มีฮาร์โมนิกจำนวนมาก มัลติไวเบรเตอร์สามารถทำงานในโหมดสั่นตัวเอง โหมดซิงโครไนซ์ และโหมดสแตนด์บาย ในโหมดการสั่นในตัว มัลติไวเบรเตอร์จะทำงานเป็นออสซิลเลเตอร์ที่ตื่นเต้นในตัวเอง ในโหมดซิงโครไนซ์ มัลติไวเบรเตอร์จะทำงานภายนอกด้วยแรงดันไฟฟ้าซิงโครไนซ์ ซึ่งความถี่จะเป็นตัวกำหนดความถี่พัลส์ และในโหมดสแตนด์บาย มัลติไวเบรเตอร์จะทำงาน เป็นเครื่องกำเนิดที่มีการกระตุ้นภายนอก

มัลติไวเบรเตอร์ในโหมดสั่นตัวเอง

รูปที่ 1 แสดงวงจรทั่วไปของมัลติไวเบรเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีการเชื่อมต่อฐานตัวสะสมแบบคาปาซิทีฟ และรูปที่ 2 แสดงกราฟที่อธิบายหลักการทำงานของมัน มัลติไวเบรเตอร์ประกอบด้วยขั้นตอนการขยายสองขั้นตอนบนตัวต้านทาน เอาต์พุตของแต่ละสเตจเชื่อมต่อกับอินพุตของสเตจอื่นผ่านขั้วต่อ C1 และ C2

ข้าว. 1 - มัลติไวเบรเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์พร้อมการเชื่อมต่อฐานตัวสะสมแบบคาปาซิทีฟ

มัลติไวเบรเตอร์ที่ทรานซิสเตอร์เหมือนกันและพารามิเตอร์ขององค์ประกอบสมมาตรเหมือนกันเรียกว่าสมมาตร คาบการแกว่งทั้งสองส่วนเท่ากัน และ Duty Cycle คือ 2 หากใครลืมว่า Duty Cycle คืออะไร ผมขอเตือนไว้ก่อนว่า Duty Cycle คืออัตราส่วนของคาบการทำซ้ำต่อระยะเวลาพัลส์ Q = T และ /t และ . ส่วนกลับของรอบการทำงานเรียกว่ารอบการทำงาน ดังนั้นหากพารามิเตอร์มีความแตกต่างกัน มัลติไวเบรเตอร์จะไม่สมมาตร

มัลติไวเบรเตอร์ในโหมดการสั่นในตัวเองมีสถานะกึ่งสมดุลสองสถานะ เมื่อหนึ่งในทรานซิสเตอร์อยู่ในโหมดอิ่มตัว อีกอันอยู่ในโหมดคัตออฟ และในทางกลับกัน เงื่อนไขเหล่านี้ไม่เสถียร การเปลี่ยนวงจรจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่งเกิดขึ้นเหมือนกับหิมะถล่มเนื่องจาก PIC ที่ลึก

ข้าว. 2 - กราฟอธิบายการทำงานของเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตร

สมมติว่าเมื่อเปิดเครื่อง ทรานซิสเตอร์ VT1 จะเปิดและอิ่มตัวด้วยกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทาน R3 แรงดันไฟฟ้าที่ตัวสะสมมีน้อย คอนเดนเซอร์ C1 ถูกปล่อยออกมา ทรานซิสเตอร์ VT2 ปิดอยู่ และตัวเก็บประจุ C2 กำลังชาร์จ แรงดันไฟฟ้าที่ตัวนำ C1 มีแนวโน้มเป็นศูนย์ และศักยภาพที่ฐานของทรานซิสเตอร์ VT2 จะค่อยๆ กลายเป็นบวก และ VT2 จะเริ่มเปิด แรงดันไฟฟ้าที่ตัวสะสมลดลงและตัวเก็บประจุ C2 เริ่มคายประจุ ทรานซิสเตอร์ VT1 จะปิด กระบวนการนี้จะถูกทำซ้ำอย่างไม่สิ้นสุด

พารามิเตอร์วงจรควรเป็นดังนี้: R1=R4, R2=R3, C1=C2 ระยะเวลาพัลส์ถูกกำหนดโดยสูตร:

กำหนดระยะเวลาชีพจร:

เพื่อกำหนดความถี่ คุณต้องหารหนึ่งด้วยอึนี้ (ดูด้านบน)

พัลส์เอาท์พุตจะถูกพรากไปจากตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งและอันไหนไม่สำคัญ กล่าวอีกนัยหนึ่ง มีเอาต์พุตสองตัวในวงจร

การปรับปรุงรูปร่างของพัลส์เอาท์พุตมัลติไวเบรเตอร์ที่ถอดออกจากตัวสะสมทรานซิสเตอร์สามารถทำได้โดยการรวมไดโอดแยก (ตัดการเชื่อมต่อ) ในวงจรตัวรวบรวมดังแสดงในรูปที่ 3 ตัวต้านทานเพิ่มเติม R d1 และ R d2 เชื่อมต่อผ่านไดโอดเหล่านี้ขนานกับ โหลดสะสม

ข้าว. 3 - มัลติไวเบรเตอร์พร้อมรูปร่างพัลส์เอาท์พุตที่ได้รับการปรับปรุง

ในวงจรนี้ หลังจากที่ทรานซิสเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งถูกปิดและลดศักย์ของตัวสะสมลง ไดโอดที่เชื่อมต่อกับตัวสะสมก็จะปิดลงเช่นกัน โดยจะตัดการเชื่อมต่อคอนเดนเซอร์ออกจากวงจรตัวรวบรวม ประจุของคอนเดนเซอร์เกิดขึ้นผ่านตัวต้านทาน Rd เพิ่มเติมและไม่ผ่านตัวต้านทานในวงจรตัวสะสมและศักยภาพของตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ที่ปิดเครื่องเกือบจะทันทีจะเท่ากับ Ec ระยะเวลาสูงสุดของพัลส์ด้านหน้าในวงจรตัวสะสม ถูกกำหนดโดยคุณสมบัติความถี่ของทรานซิสเตอร์เป็นหลัก

รูปแบบนี้ทำให้สามารถรับพัลส์ที่มีรูปร่างเกือบเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าได้ แต่ข้อเสียคือรอบการทำงานสูงสุดที่ต่ำกว่าและไม่สามารถปรับระยะเวลาการสั่นได้อย่างราบรื่น

รูปที่ 4 แสดงวงจรของมัลติไวเบรเตอร์ความเร็วสูงที่ให้ความถี่สูงของการสั่นในตัวเอง

ข้าว. 4 - มัลติไวเบรเตอร์ความเร็วสูง

ในวงจรนี้ ตัวต้านทาน R2, R4 เชื่อมต่อแบบขนานกับตัวเก็บประจุ C1 และ C2 และตัวต้านทาน R1, R3, R4, R6 จะสร้างตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าซึ่งจะทำให้ศักย์ฐานของทรานซิสเตอร์เปิดคงที่ (เมื่อกระแสของตัวแบ่งมากกว่า กระแสฐาน) เมื่อเปิดสวิตช์มัลติไวเบรเตอร์ กระแสพื้นฐานของทรานซิสเตอร์อิ่มตัวจะเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็วมากกว่าในวงจรที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ ซึ่งจะช่วยลดเวลาของการดูดซับประจุในฐานและเร่งการออกจากทรานซิสเตอร์

กำลังรอมัลติไวเบรเตอร์

มัลติไวเบรเตอร์ที่ทำงานในโหมดสั่นในตัวและไม่มีสภาวะสมดุลที่มั่นคงสามารถเปลี่ยนเป็นมัลติไวเบรเตอร์ที่มีตำแหน่งคงที่หนึ่งตำแหน่งและตำแหน่งที่ไม่เสถียรหนึ่งตำแหน่งได้ วงจรดังกล่าวเรียกว่ามัลติไวเบรเตอร์สแตนด์บายหรือมัลติไวเบรเตอร์แบบช็อตเดียว มัลติไวเบรเตอร์แบบพัลส์เดี่ยว รีเลย์ผ่อนคลาย หรือรีเลย์คิปป์ วงจรจะถูกถ่ายโอนจากสถานะเสถียรไปเป็นสถานะไม่เสถียรโดยการกระทำของพัลส์ทริกเกอร์ภายนอก วงจรยังคงอยู่ในตำแหน่งที่ไม่เสถียรเป็นระยะเวลาหนึ่ง ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ จากนั้นจะกลับสู่สถานะเสถียรเดิมโดยอัตโนมัติ

ในการรับโหมดสแตนด์บายในมัลติไวเบรเตอร์ วงจรที่แสดงในรูปที่ 1 1 คุณต้องโยนชิ้นส่วนสองสามชิ้นออกแล้วเปลี่ยนใหม่ดังแสดงในรูป 5.

ข้าว. 5 - กำลังรอมัลติไวเบรเตอร์

ในสถานะคงตัวเริ่มต้น ทรานซิสเตอร์ VT1 จะปิด เมื่อพัลส์ทริกเกอร์เชิงบวกที่มีแอมพลิจูดเพียงพอมาถึงอินพุตของวงจร กระแสสะสมจะเริ่มไหลผ่านทรานซิสเตอร์ การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่ตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ VT1 จะถูกส่งผ่านตัวเก็บประจุ C2 ไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ VT2 ต้องขอบคุณ PIC (ผ่านตัวต้านทาน R4) กระบวนการที่เหมือนหิมะถล่มเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การปิดของทรานซิสเตอร์ VT2 และการเปิดของทรานซิสเตอร์ VT1 วงจรจะยังคงอยู่ในสภาวะสมดุลที่ไม่เสถียรจนกว่าตัวเก็บประจุ C2 จะถูกคายประจุผ่านตัวต้านทาน R2 และทรานซิสเตอร์นำไฟฟ้า VT1 หลังจากการคายประจุคอนเดนเซอร์ ทรานซิสเตอร์ VT2 จะเปิดขึ้น และ VT1 จะปิดลง และวงจรจะกลับสู่สถานะเดิม

การปิดกั้นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

ออสซิลเลเตอร์แบบบล็อคเป็นเครื่องกำเนิดการผ่อนคลายแบบขั้นตอนเดียวของพัลส์ระยะสั้นที่มีการป้อนกลับเชิงบวกเชิงเหนี่ยวนำที่แข็งแกร่งซึ่งสร้างโดยหม้อแปลงพัลส์ พัลส์ที่สร้างโดยเครื่องกำเนิดบล็อกมีความชันขึ้นและลงมาก และมีรูปร่างใกล้เคียงกับสี่เหลี่ยม ระยะเวลาพัลส์สามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่หลายสิบ ns ถึงหลายร้อยไมโครวินาที โดยทั่วไป เครื่องกำเนิดการปิดกั้นจะทำงานในโหมดรอบการทำงานสูง กล่าวคือ ระยะเวลาของพัลส์จะน้อยกว่าระยะเวลาการทำซ้ำมาก รอบการทำงานอาจมีตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายหมื่น ทรานซิสเตอร์ที่ใช้ประกอบเครื่องกำเนิดบล็อคจะเปิดเฉพาะในช่วงเวลาที่สร้างพัลส์เท่านั้น และจะปิดตลอดเวลาที่เหลือ ดังนั้นด้วยรอบการทำงานที่สูง เวลาที่ทรานซิสเตอร์เปิดอยู่จึงน้อยกว่าเวลาที่ปิดอยู่มาก ระบบการระบายความร้อนของทรานซิสเตอร์ขึ้นอยู่กับพลังงานเฉลี่ยที่กระจายไปที่ตัวสะสม เนื่องจากรอบการทำงานที่สูงในบล็อคออสซิลเลเตอร์ จึงสามารถรับกำลังที่สูงมากได้ในระหว่างพัลส์กำลังต่ำและปานกลาง

ด้วยรอบการทำงานที่สูง บล็อกออสซิลเลเตอร์จะทำงานอย่างประหยัด เนื่องจากทรานซิสเตอร์ใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานในช่วงเวลาการสร้างพัลส์สั้นๆ เท่านั้น เช่นเดียวกับมัลติไวเบรเตอร์ ออสซิลเลเตอร์แบบบล็อกสามารถทำงานในโหมดการสั่นอัตโนมัติ โหมดสแตนด์บาย และการซิงโครไนซ์ได้

โหมดการสั่นด้วยตนเอง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบบล็อกสามารถประกอบได้โดยใช้ทรานซิสเตอร์ที่เชื่อมต่อในวงจรที่มี OE หรือในวงจรที่มี OB มีการใช้วงจรที่มี OE บ่อยกว่าเนื่องจากช่วยให้ได้รูปร่างที่ดีขึ้นของพัลส์ที่สร้างขึ้น (เวลาเพิ่มขึ้นสั้นลง) แม้ว่าวงจรที่มี OB จะมีความเสถียรมากกว่าเมื่อเทียบกับการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ของทรานซิสเตอร์

วงจรออสซิลเลเตอร์แบบบล็อกจะแสดงในรูปที่ 1 1.

ข้าว. 1 - เครื่องกำเนิดการบล็อก

การทำงานของเครื่องกำเนิดบล็อคสามารถแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน ในขั้นแรกซึ่งกินเวลาส่วนใหญ่ของคาบการสั่น ทรานซิสเตอร์จะปิด และขั้นที่สอง ทรานซิสเตอร์จะเปิดและเกิดพัลส์ สถานะปิดของทรานซิสเตอร์ในระยะแรกจะถูกรักษาโดยแรงดันไฟฟ้าบนตัวเก็บประจุ C1 ซึ่งชาร์จโดยกระแสฐานระหว่างการสร้างพัลส์ก่อนหน้า ในระยะแรก คอนเดนเซอร์จะถูกปล่อยออกมาอย่างช้าๆ ผ่านความต้านทานสูงของตัวต้านทาน R1 ทำให้เกิดศักย์ไฟฟ้าใกล้กับศูนย์ที่ฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 และยังคงปิดอยู่

เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ฐานถึงเกณฑ์การเปิดของทรานซิสเตอร์ จะเปิดขึ้นและกระแสเริ่มไหลผ่านขดลวดสะสม I ของหม้อแปลง T ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าจะเกิดขึ้นในขดลวดฐาน II ซึ่งมีขั้วที่จะต้องสร้างศักย์เชิงบวกที่ฐาน หากเชื่อมต่อขดลวด I และ II ไม่ถูกต้อง ออสซิลเลเตอร์แบบบล็อกจะไม่สร้าง หมายความว่าจะต้องเปลี่ยนปลายของขดลวดด้านใดด้านหนึ่งไม่ว่าจะด้านใด

มัลติไวเบรเตอร์

มัลติไวเบรเตอร์ ฉันแน่ใจว่าหลายๆ คนเริ่มกิจกรรมวิทยุสมัครเล่นด้วยโครงการนี้นี่เป็นแผนภาพแรกของฉันด้วย - แผ่นไม้อัด, เจาะรูด้วยตะปู, ตัวนำของชิ้นส่วนถูกบิดด้วยลวดในกรณีที่ไม่มีหัวแร้งและทุกอย่างทำงานได้ดีมาก!

ไฟ LED ถูกใช้เป็นโหลด เมื่อมัลติไวเบรเตอร์ทำงาน ไฟ LED จะสลับ

การประกอบต้องใช้ชิ้นส่วนขั้นต่ำ นี่คือรายการ:

1. - ตัวต้านทาน 500 โอห์ม - 2 ชิ้น
2. - ตัวต้านทาน 10 kOhm - 2 ตัว
3. - ตัวเก็บประจุไฟฟ้า 1 uF ต่อ 16 โวลต์ - 2 ตัว
4. - ทรานซิสเตอร์ KT972A - 2 ชิ้น (KT815 หรือ KT817 ก็ใช้งานได้เช่นกัน) KT315 ก็เป็นไปได้เช่นกันหากกระแสไม่เกิน 25mA
5. - LED - 2 ชิ้นใดก็ได้
6. - แหล่งจ่ายไฟ 4.5 ถึง 15 โวลต์

รูปแสดงไฟ LED หนึ่งดวงในแต่ละช่องสัญญาณ แต่หลายช่องสามารถเชื่อมต่อแบบขนานได้ หรือแบบอนุกรม (เป็นโซ่ 5 ตัว) แต่แล้วไฟเลี้ยงต้องไม่ต่ำกว่า 15 โวลต์

ทรานซิสเตอร์ KT972A เป็นทรานซิสเตอร์แบบคอมโพสิต กล่าวคือ ตัวเรือนประกอบด้วยทรานซิสเตอร์สองตัว และมีความไวสูงและสามารถทนต่อกระแสไฟฟ้าที่สำคัญได้โดยไม่ต้องใช้แผ่นระบายความร้อน

ในการทำการทดลอง คุณไม่จำเป็นต้องสร้างแผงวงจรพิมพ์ คุณสามารถประกอบทุกอย่างได้โดยใช้การติดตั้งแบบยึดบนพื้นผิว ประสานตามที่แสดงในภาพ

ภาพวาดทำขึ้นเป็นพิเศษจากมุมที่แตกต่างกันและคุณสามารถตรวจสอบรายละเอียดการติดตั้งทั้งหมดได้อย่างละเอียด

ในบทความนี้เราจะพูดถึงมัลติไวเบรเตอร์, วิธีการทำงาน, วิธีเชื่อมต่อโหลดกับมัลติไวเบรเตอร์และการคำนวณมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรของทรานซิสเตอร์

มัลติไวเบรเตอร์เป็นเครื่องกำเนิดพัลส์สี่เหลี่ยมอย่างง่ายที่ทำงานในโหมดออสซิลเลเตอร์ในตัว หากต้องการใช้งาน คุณจะต้องใช้พลังงานจากแบตเตอรี่หรือแหล่งพลังงานอื่นเท่านั้น ลองพิจารณามัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรที่ง่ายที่สุดโดยใช้ทรานซิสเตอร์ แผนภาพแสดงในรูป เครื่องมัลติไวเบรเตอร์อาจมีความซับซ้อนมากขึ้นขึ้นอยู่กับฟังก์ชันที่จำเป็นที่ดำเนินการ แต่องค์ประกอบทั้งหมดที่แสดงในรูปนั้นเป็นสิ่งจำเป็น หากไม่มีองค์ประกอบเหล่านั้น มัลติไวเบรเตอร์จะไม่ทำงาน

การทำงานของเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรนั้นขึ้นอยู่กับกระบวนการคายประจุของตัวเก็บประจุ ซึ่งเมื่อรวมกับตัวต้านทานจะก่อให้เกิดวงจร RC

ฉันเขียนไว้ก่อนหน้านี้เกี่ยวกับวิธีการทำงานของวงจร RC ในบทความของฉัน ตัวเก็บประจุ ซึ่งคุณสามารถอ่านได้บนเว็บไซต์ของฉัน บนอินเทอร์เน็ต หากคุณพบเนื้อหาเกี่ยวกับเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตร จะมีการนำเสนอโดยย่อและไม่เข้าใจ สถานการณ์นี้ไม่อนุญาตให้นักวิทยุสมัครเล่นมือใหม่เข้าใจสิ่งใด ๆ แต่ช่วยให้วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสบการณ์จดจำบางสิ่งได้เท่านั้น ตามคำร้องขอของผู้เยี่ยมชมเว็บไซต์รายหนึ่งของฉัน ฉันจึงตัดสินใจขจัดช่องว่างนี้

เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ทำงานอย่างไร?

ในช่วงเริ่มต้นของแหล่งจ่ายไฟ ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 จะถูกคายประจุ ดังนั้นความต้านทานกระแสจึงต่ำ ความต้านทานต่ำของตัวเก็บประจุนำไปสู่การเปิดทรานซิสเตอร์ "เร็ว" ที่เกิดจากการไหลของกระแส:

— VT2 ตามเส้นทาง (แสดงเป็นสีแดง): “+ แหล่งจ่ายไฟ > ตัวต้านทาน R1 > ความต้านทานต่ำของการปล่อยประจุ C1 > จุดเชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณฐาน VT2 > — แหล่งจ่ายไฟ”;

— VT1 ตามเส้นทาง (แสดงเป็นสีน้ำเงิน): “+ แหล่งจ่ายไฟ > ตัวต้านทาน R4 > ความต้านทานต่ำของการปล่อยประจุ C2 > จุดเชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณฐาน VT1 > — แหล่งจ่ายไฟ”

นี่คือโหมดการทำงานของมัลติไวเบรเตอร์ที่ "ไม่คงที่" มันคงอยู่ในช่วงเวลาสั้น ๆ ซึ่งกำหนดโดยความเร็วของทรานซิสเตอร์เท่านั้น และไม่มีทรานซิสเตอร์สองตัวที่มีพารามิเตอร์เหมือนกันทุกประการ ไม่ว่าทรานซิสเตอร์ตัวไหนจะเปิดเร็วกว่านั้นจะยังคงเปิดอยู่—“ผู้ชนะ” สมมติว่าในแผนภาพของเรา กลายเป็น VT2 จากนั้นด้วยความต้านทานต่ำของตัวเก็บประจุปล่อยประจุ C2 และความต้านทานต่ำของทางแยกตัวสะสม-ตัวปล่อย VT2 ฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 จะลัดวงจรไปยังตัวปล่อย VT1 เป็นผลให้ทรานซิสเตอร์ VT1 ถูกบังคับให้ปิด - "พ่ายแพ้"

เนื่องจากทรานซิสเตอร์ VT1 ปิดอยู่ ประจุ C1 ของตัวเก็บประจุ "เร็ว" จะเกิดขึ้นตามเส้นทาง: "+ แหล่งจ่ายไฟ > ตัวต้านทาน R1 > ความต้านทานต่ำของคายประจุ C1 > จุดเชื่อมต่อตัวปล่อยฐาน VT2 > — แหล่งจ่ายไฟ" ประจุนี้เกิดขึ้นเกือบถึงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟ

ในเวลาเดียวกันตัวเก็บประจุ C2 จะถูกชาร์จด้วยกระแสขั้วย้อนกลับตามเส้นทาง: “+ แหล่งพลังงาน > ตัวต้านทาน R3 > ความต้านทานต่ำของ C2 ที่ปล่อยออกมา > ทางแยกตัวสะสม-ตัวปล่อย VT2 > — แหล่งพลังงาน” ระยะเวลาการชาร์จถูกกำหนดโดยพิกัด R3 และ C2 โดยจะกำหนดเวลาที่ VT1 อยู่ในสถานะปิด

เมื่อตัวเก็บประจุ C2 ถูกชาร์จด้วยแรงดันไฟฟ้าประมาณเท่ากับแรงดันไฟฟ้า 0.7-1.0 โวลต์ ความต้านทานจะเพิ่มขึ้นและทรานซิสเตอร์ VT1 จะเปิดขึ้นพร้อมกับแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ตามเส้นทาง: “+ แหล่งจ่ายไฟ > ตัวต้านทาน R3 > ทางแยกฐาน-อิมิตเตอร์ VT1 > - แหล่งจ่ายไฟ” ในกรณีนี้ แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุที่มีประจุ C1 ผ่านทางชุมทางตัวสะสม-ตัวปล่อยแบบเปิด VT1 จะถูกนำไปใช้กับทางแยกฐานตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ VT2 ที่มีขั้วกลับกัน เป็นผลให้ VT2 จะปิดและกระแสที่ก่อนหน้านี้ผ่านทางแยกตัวสะสม-ตัวปล่อยแบบเปิด VT2 จะไหลผ่านวงจร: “+ แหล่งจ่ายไฟ > ตัวต้านทาน R4 > ความต้านทานต่ำ C2 > ทางแยกตัวส่งสัญญาณฐาน VT1 > — แหล่งจ่ายไฟ ” วงจรนี้จะรีชาร์จตัวเก็บประจุ C2 อย่างรวดเร็ว นับจากนี้ไป โหมดการสร้างตนเอง "สถานะคงที่" จะเริ่มต้นขึ้น

การทำงานของเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรในโหมดการสร้าง "สถานะคงที่"

ครึ่งรอบแรกของการทำงาน (การแกว่ง) ของมัลติไวเบรเตอร์เริ่มต้นขึ้น

เมื่อทรานซิสเตอร์ VT1 เปิดอยู่และปิด VT2 ตามที่ฉันเพิ่งเขียนตัวเก็บประจุ C2 จะถูกชาร์จใหม่อย่างรวดเร็ว (จากแรงดันไฟฟ้า 0.7...1.0 โวลต์ของขั้วเดียวไปจนถึงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานของขั้วตรงข้าม) ไปตามวงจร : “+ แหล่งจ่ายไฟ > ตัวต้านทาน R4 > ความต้านทานต่ำ C2 > จุดเชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณฐาน VT1 > - แหล่งจ่ายไฟ” นอกจากนี้ ตัวเก็บประจุ C1 จะถูกชาร์จใหม่อย่างช้าๆ (จากแรงดันแหล่งพลังงานของขั้วหนึ่งถึงแรงดัน 0.7...1.0 โวลต์ของขั้วตรงข้าม) ไปตามวงจร: “+ แหล่งพลังงาน > ตัวต้านทาน R2 > แผ่นขวา C1 > แผ่นซ้าย C1 > จุดเชื่อมต่อตัวสะสม-ตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ VT1 > - - แหล่งพลังงาน”

เมื่อเป็นผลมาจากการชาร์จ C1 แรงดันไฟฟ้าที่ฐานของ VT2 ถึงค่า +0.6 โวลต์เมื่อเทียบกับตัวปล่อยของ VT2 ทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้น ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุที่มีประจุ C2 ผ่านทางชุมทางตัวสะสม-ตัวปล่อยแบบเปิด VT2 จะถูกนำไปใช้กับทางแยกฐานตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ VT1 ที่มีขั้วย้อนกลับ VT1 จะปิดตัวลง

ครึ่งรอบหลังของการทำงาน (การแกว่ง) ของมัลติไวเบรเตอร์เริ่มต้นขึ้น

เมื่อทรานซิสเตอร์ VT2 เปิดอยู่และปิด VT1 ตัวเก็บประจุ C1 จะถูกชาร์จใหม่อย่างรวดเร็ว (จากแรงดันไฟฟ้า 0.7...1.0 โวลต์ของขั้วเดียวไปจนถึงแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานของขั้วตรงข้าม) ตามวงจร: “ + แหล่งจ่ายไฟ > ตัวต้านทาน R1 > ความต้านทานต่ำ C1 > จุดเชื่อมต่อตัวส่งสัญญาณฐาน VT2 > - แหล่งจ่ายไฟ” นอกจากนี้ ตัวเก็บประจุ C2 จะถูกชาร์จใหม่อย่างช้าๆ (จากแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานของขั้วหนึ่งไปจนถึงแรงดันไฟฟ้า 0.7...1.0 โวลต์ของขั้วตรงข้าม) ตลอดวงจร: “แผ่นด้านขวาของ C2 > จุดเชื่อมต่อตัวสะสม-ตัวปล่อยของ ทรานซิสเตอร์ VT2 > - แหล่งจ่ายไฟ > + แหล่งพลังงาน > ตัวต้านทาน R3 > แผ่นด้านซ้าย C2" เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของ VT1 ถึง +0.6 โวลต์เมื่อเทียบกับตัวปล่อยของ VT1 ทรานซิสเตอร์จะเปิดขึ้น ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุที่มีประจุ C1 ผ่านทางชุมทางตัวสะสม-ตัวปล่อยแบบเปิด VT1 จะถูกนำไปใช้กับทางแยกฐานตัวปล่อยของทรานซิสเตอร์ VT2 ที่มีขั้วย้อนกลับ VT2 จะปิดตัวลง ณ จุดนี้ ครึ่งรอบหลังของการสั่นของมัลติไวเบรเตอร์จะสิ้นสุดลง และครึ่งรอบแรกจะเริ่มต้นอีกครั้ง

กระบวนการนี้จะทำซ้ำจนกระทั่งมัลติไวเบรเตอร์ถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งพลังงาน

วิธีการเชื่อมต่อโหลดเข้ากับเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตร

พัลส์สี่เหลี่ยมจะถูกลบออกจากจุดสองจุดของเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตร– ตัวสะสมทรานซิสเตอร์ เมื่อมีศักยภาพ "สูง" บนตัวรวบรวมตัวหนึ่ง ก็จะมีศักยภาพ "ต่ำ" บนตัวรวบรวมอีกตัวหนึ่ง (ไม่มี) และในทางกลับกัน - เมื่อมีศักยภาพ "ต่ำ" บนเอาต์พุตตัวหนึ่ง ก็จะมี มีศักยภาพ “สูง” อีกด้าน ซึ่งแสดงไว้อย่างชัดเจนในกราฟเวลาด้านล่าง

โหลดมัลติไวเบรเตอร์ต้องเชื่อมต่อแบบขนานกับตัวต้านทานตัวสะสมตัวใดตัวหนึ่ง แต่ไม่ว่าในกรณีใดจะขนานกับทางแยกทรานซิสเตอร์ตัวสะสม-ตัวปล่อย คุณไม่สามารถข้ามทรานซิสเตอร์ที่มีโหลดได้ หากไม่ตรงตามเงื่อนไขนี้ ระยะเวลาของพัลส์จะเปลี่ยนเป็นอย่างน้อย และมัลติไวเบรเตอร์จะไม่ทำงานในระดับสูงสุด รูปด้านล่างแสดงวิธีการเชื่อมต่อโหลดอย่างถูกต้องและวิธีที่ไม่ควรทำ

เพื่อไม่ให้โหลดส่งผลกระทบต่อมัลติไวเบรเตอร์ จะต้องมีความต้านทานอินพุตเพียงพอ เพื่อจุดประสงค์นี้ มักใช้สเตจทรานซิสเตอร์บัฟเฟอร์

ตัวอย่างแสดงให้เห็น การเชื่อมต่อหัวไดนามิกอิมพีแดนซ์ต่ำเข้ากับมัลติไวเบรเตอร์. ตัวต้านทานเพิ่มเติมจะเพิ่มความต้านทานอินพุตของสเตจบัฟเฟอร์ และด้วยเหตุนี้จึงช่วยลดอิทธิพลของสเตจบัฟเฟอร์บนทรานซิสเตอร์มัลติไวเบรเตอร์ ค่าของมันควรจะไม่น้อยกว่า 10 เท่าของค่าของตัวต้านทานตัวสะสม การเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์สองตัวในวงจร "คอมโพสิตทรานซิสเตอร์" จะทำให้กระแสไฟขาออกเพิ่มขึ้นอย่างมาก ในกรณีนี้ การเชื่อมต่อวงจรตัวส่งสัญญาณฐานของระยะบัฟเฟอร์นั้นถูกต้อง ขนานกับตัวต้านทานตัวสะสมของมัลติไวเบรเตอร์ และไม่ขนานกับทางแยกตัวสะสม-ตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์มัลติไวเบรเตอร์

สำหรับการเชื่อมต่อหัวไดนามิกอิมพีแดนซ์สูงเข้ากับมัลติไวเบรเตอร์ไม่จำเป็นต้องมีระยะบัฟเฟอร์ หัวเชื่อมต่อแทนตัวต้านทานตัวสะสมตัวใดตัวหนึ่ง เงื่อนไขเดียวที่ต้องปฏิบัติตามคือกระแสที่ไหลผ่านไดนามิกเฮดจะต้องไม่เกินกระแสสะสมสูงสุดของทรานซิสเตอร์

หากคุณต้องการเชื่อมต่อ LED ธรรมดาเข้ากับมัลติไวเบรเตอร์– เพื่อสร้าง "ไฟกระพริบ" จึงไม่จำเป็นต้องมีบัฟเฟอร์ลดหลั่นสำหรับสิ่งนี้ สามารถเชื่อมต่อแบบอนุกรมด้วยตัวต้านทานแบบสะสม เนื่องจากกระแสไฟ LED มีขนาดเล็กและแรงดันตกคร่อมระหว่างการทำงานไม่เกินหนึ่งโวลต์ ดังนั้นจึงไม่มีผลกระทบใดๆ ต่อการทำงานของมัลติไวเบรเตอร์ จริงอยู่ สิ่งนี้ใช้ไม่ได้กับ LED ที่สว่างเป็นพิเศษซึ่งกระแสไฟฟ้าในการทำงานสูงกว่าและแรงดันไฟฟ้าตกอาจอยู่ระหว่าง 3.5 ถึง 10 โวลต์ แต่ในกรณีนี้ มีวิธีแก้ปัญหา - เพิ่มแรงดันไฟฟ้าและใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีกำลังสูงโดยให้กระแสสะสมที่เพียงพอ

โปรดทราบว่าตัวเก็บประจุออกไซด์ (อิเล็กโทรไลต์) เชื่อมต่อกับตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ด้วยค่าบวก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าบนฐานของทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์แรงดันไฟฟ้าไม่สูงเกิน 0.7 โวลต์เมื่อเทียบกับตัวปล่อยและในกรณีของเราตัวส่งสัญญาณจะเป็นลบของแหล่งจ่ายไฟ แต่ที่ตัวสะสมของทรานซิสเตอร์แรงดันไฟฟ้าจะเปลี่ยนจากศูนย์เป็นแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานเกือบ ตัวเก็บประจุออกไซด์ไม่สามารถทำหน้าที่ได้เมื่อเชื่อมต่อกับขั้วย้อนกลับ ตามธรรมชาติแล้วหากคุณใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีโครงสร้างต่างกัน (ไม่ใช่ N-P-N แต่เป็นโครงสร้าง P-N-P) นอกเหนือจากการเปลี่ยนขั้วของแหล่งพลังงานแล้วคุณยังต้องหมุน LED ที่มีแคโทด "อยู่ในวงจร" และตัวเก็บประจุ โดยมีข้อดีอยู่ที่ฐานของทรานซิสเตอร์

ลองคิดดูตอนนี้ พารามิเตอร์ใดขององค์ประกอบมัลติไวเบรเตอร์เป็นตัวกำหนดกระแสเอาต์พุตและความถี่ในการสร้างมัลติไวเบรเตอร์

ค่าของตัวต้านทานแบบสะสมส่งผลกระทบอย่างไร? ฉันเคยเห็นในบทความทางอินเทอร์เน็ตธรรมดา ๆ ว่าค่าของตัวต้านทานตัวสะสมไม่ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความถี่ของมัลติไวเบรเตอร์ ทั้งหมดนี้เป็นเรื่องไร้สาระโดยสิ้นเชิง! หากคำนวณมัลติไวเบรเตอร์อย่างถูกต้อง ค่าเบี่ยงเบนของค่าของตัวต้านทานเหล่านี้มากกว่าห้าเท่าจากค่าที่คำนวณได้จะไม่เปลี่ยนความถี่ของมัลติไวเบรเตอร์ สิ่งสำคัญคือความต้านทานน้อยกว่าตัวต้านทานฐานเนื่องจากตัวต้านทานแบบสะสมให้การชาร์จตัวเก็บประจุที่รวดเร็ว แต่ในทางกลับกันค่าของตัวต้านทานแบบสะสมเป็นค่าหลักในการคำนวณการใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานซึ่งค่าที่ไม่ควรเกินกำลังของทรานซิสเตอร์ หากคุณลองดูว่าเชื่อมต่ออย่างถูกต้องแล้วจะไม่ส่งผลโดยตรงต่อกำลังเอาท์พุตของมัลติไวเบรเตอร์ด้วยซ้ำ แต่ระยะเวลาระหว่างการสลับ (ความถี่มัลติไวเบรเตอร์) จะถูกกำหนดโดยการชาร์จตัวเก็บประจุแบบ "ช้า" เวลาในการชาร์จจะถูกกำหนดโดยพิกัดของวงจร RC - ตัวต้านทานฐานและตัวเก็บประจุ (R2C1 และ R3C2)

มัลติไวเบรเตอร์ถึงแม้จะเรียกว่าสมมาตร แต่สิ่งนี้หมายถึงวงจรของโครงสร้างเท่านั้น และสามารถสร้างพัลส์เอาท์พุตทั้งแบบสมมาตรและไม่สมมาตรได้ในระยะเวลาหนึ่ง ระยะเวลาพัลส์ (ระดับสูง) บนตัวสะสม VT1 ถูกกำหนดโดยพิกัดของ R3 และ C2 และระยะเวลาพัลส์ (ระดับสูง) บนตัวสะสม VT2 ถูกกำหนดโดยพิกัด R2 และ C1

ระยะเวลาในการชาร์จตัวเก็บประจุจะถูกกำหนดโดยสูตรง่ายๆโดยที่ ตัว– ระยะเวลาชีพจรเป็นวินาที ร- ความต้านทานของตัวต้านทานเป็นโอห์ม กับ– ความจุของตัวเก็บประจุในฟารัด:

ดังนั้นหากคุณยังไม่ลืมสิ่งที่เขียนในบทความนี้สองสามย่อหน้าก่อนหน้านี้:

หากมีความเท่าเทียม R2=R3และ ค1=ค2ที่เอาต์พุตของมัลติไวเบรเตอร์จะมี "คดเคี้ยว" - พัลส์สี่เหลี่ยมที่มีระยะเวลาเท่ากับการหยุดชั่วคราวระหว่างพัลส์ซึ่งคุณเห็นในรูป

ระยะเวลาการสั่นของมัลติไวเบรเตอร์เต็มคือ ตเท่ากับผลรวมของชีพจรและระยะเวลาหยุดชั่วคราว:

ความถี่การสั่น เอฟ(Hz) ที่เกี่ยวข้องกับช่วงเวลา ต(วินาที) ผ่านอัตราส่วน:

ตามกฎแล้วหากมีการคำนวณวงจรวิทยุบนอินเทอร์เน็ตก็จะถือว่าน้อย นั่นเป็นเหตุผล ลองคำนวณองค์ประกอบของเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรโดยใช้ตัวอย่าง .

เช่นเดียวกับขั้นตอนของทรานซิสเตอร์อื่น ๆ การคำนวณจะต้องดำเนินการจากจุดสิ้นสุด - เอาต์พุต และที่เอาต์พุตเรามีระยะบัฟเฟอร์ จากนั้นก็มีตัวต้านทานแบบสะสม ตัวต้านทานแบบสะสม R1 และ R4 ทำหน้าที่โหลดทรานซิสเตอร์ ตัวต้านทานแบบสะสมไม่มีผลกระทบต่อความถี่ในการสร้าง คำนวณตามพารามิเตอร์ของทรานซิสเตอร์ที่เลือก ดังนั้น ขั้นแรกเราคำนวณตัวต้านทานแบบสะสม จากนั้นตัวต้านทานพื้นฐาน ตัวเก็บประจุ และระยะบัฟเฟอร์

ขั้นตอนและตัวอย่างการคำนวณมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรของทรานซิสเตอร์

ข้อมูลเริ่มต้น:

แรงดันไฟฟ้า อุ้ย.พี. = 12 โวลต์.

ความถี่มัลติไวเบรเตอร์ที่ต้องการ F = 0.2 เฮิรตซ์ (T = 5 วินาที)และระยะเวลาพัลส์เท่ากับ 1 (หนึ่งวินาที.

ใช้หลอดไส้รถยนต์เป็นภาระ 12 โวลต์ 15 วัตต์.

ตามที่คุณเดา เราจะคำนวณ "ไฟกะพริบ" ซึ่งจะกะพริบทุกๆ ห้าวินาที และระยะเวลาของการเรืองแสงจะอยู่ที่ 1 วินาที

การเลือกทรานซิสเตอร์สำหรับมัลติไวเบรเตอร์ ตัวอย่างเช่น เรามีทรานซิสเตอร์ที่พบมากที่สุดในสมัยโซเวียต KT315G.

สำหรับพวกเขา: Pสูงสุด=150มิลลิวัตต์; ไอสูงสุด=150 มิลลิแอมป์; h21>50.

ทรานซิสเตอร์สำหรับสเตจบัฟเฟอร์จะถูกเลือกตามกระแสโหลด

เพื่อไม่ให้แสดงไดอะแกรมสองครั้ง ฉันได้ลงนามค่าขององค์ประกอบในไดอะแกรมแล้ว การคำนวณของพวกเขาจะได้รับเพิ่มเติมในการตัดสิน

สารละลาย:

1. ก่อนอื่นคุณต้องเข้าใจว่าการใช้งานทรานซิสเตอร์ที่กระแสสูงในโหมดสวิตชิ่งนั้นปลอดภัยสำหรับทรานซิสเตอร์มากกว่าการทำงานในโหมดขยายสัญญาณ ดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องคำนวณกำลังสำหรับสถานะการเปลี่ยนแปลง ณ ช่วงเวลาที่สัญญาณสลับผ่านจุดปฏิบัติการ "B" ของโหมดคงที่ของทรานซิสเตอร์ - การเปลี่ยนจากสถานะเปิดเป็นสถานะปิดและด้านหลัง . สำหรับวงจรพัลส์ที่สร้างจากทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ โดยปกติแล้วกำลังจะคำนวณสำหรับทรานซิสเตอร์ที่อยู่ในสถานะเปิด

ขั้นแรก เรากำหนดการกระจายพลังงานสูงสุดของทรานซิสเตอร์ ซึ่งควรมีค่าน้อยกว่า 20 เปอร์เซ็นต์ (แฟคเตอร์ 0.8) มากกว่ากำลังสูงสุดของทรานซิสเตอร์ที่ระบุในหนังสืออ้างอิง แต่เหตุใดเราจึงต้องขับเคลื่อนมัลติไวเบรเตอร์ให้เข้าสู่กรอบที่เข้มงวดของกระแสสูง และถึงแม้จะมีพลังงานเพิ่มขึ้น แต่การใช้พลังงานจากแหล่งพลังงานก็จะมีมาก แต่จะเกิดประโยชน์เพียงเล็กน้อย ดังนั้นเมื่อพิจารณาการกระจายพลังงานสูงสุดของทรานซิสเตอร์แล้วเราจะลดลง 3 เท่า การลดการกระจายพลังงานลงอีกเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์ เนื่องจากการทำงานของมัลติไวเบรเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์แบบไบโพลาร์ในโหมดกระแสต่ำนั้นเป็นปรากฏการณ์ที่ "ไม่เสถียร" หากไม่เพียงแต่ใช้แหล่งพลังงานสำหรับมัลติไวเบรเตอร์เท่านั้น หรือไม่เสถียรโดยสิ้นเชิง ความถี่ของมัลติไวเบรเตอร์จะ "ลอย" ไปด้วย

เรากำหนดการกระจายพลังงานสูงสุด: Pdis.max = 0.8 * Pmax = 0.8 * 150 mW = 120 mW

เรากำหนดกำลังกระจายพิกัด: Pdis.nom = 120/3 = 40มิลลิวัตต์

2. กำหนดกระแสสะสมในสถานะเปิด: Ik0 = Pdis.nom /อุ้ย. = 40mW / 12V = 3.3mA

สมมติว่ามันเป็นกระแสสะสมสูงสุด

3. มาหาค่าความต้านทานและกำลังของโหลดตัวสะสม: Rk.total = Ui.p./Ik0 = 12V/3.3mA = 3.6 kOhm

เราเลือกตัวต้านทานจากช่วงระบุที่มีอยู่ซึ่งใกล้เคียงกับ 3.6 kOhm มากที่สุด ตัวต้านทานแบบอนุกรมมีค่าเล็กน้อย 3.6 kOhm ดังนั้นเราจึงคำนวณค่าของตัวต้านทานตัวสะสม R1 และ R4 ของมัลติไวเบรเตอร์ก่อน: Rк = R1 = R4 = 3.6 กิโลโอห์ม.

กำลังของตัวต้านทานตัวสะสม R1 และ R4 เท่ากับการกระจายกำลังไฟของทรานซิสเตอร์ Pras.nom = 40 มิลลิวัตต์ เราใช้ตัวต้านทานที่มีกำลังเกิน Pras.nom ที่ระบุ - ชนิด MLT-0.125.

4. มาดูการคำนวณตัวต้านทานพื้นฐาน R2 และ R3 กันดีกว่า. การให้คะแนนจะพิจารณาจากอัตราขยายของทรานซิสเตอร์ h21 ในเวลาเดียวกันเพื่อการทำงานที่เชื่อถือได้ของมัลติไวเบรเตอร์ค่าความต้านทานจะต้องอยู่ในช่วง: มากกว่าความต้านทานของตัวต้านทานตัวสะสม 5 เท่าและน้อยกว่าผลิตภัณฑ์ Rк * h21 ในกรณีของเรา Rmin = 3.6 * 5 = 18 kOhm และ Rmax = 3.6 * 50 = 180 kOhm

ดังนั้นค่าความต้านทาน Rb (R2 และ R3) สามารถอยู่ในช่วง 18...180 kOhm ก่อนอื่นเราเลือกค่าเฉลี่ย = 100 kOhm แต่นี่ไม่ใช่จุดสิ้นสุด เนื่องจากเราจำเป็นต้องจัดเตรียมความถี่ที่ต้องการของมัลติไวเบรเตอร์ และอย่างที่ฉันเขียนไว้ก่อนหน้านี้ ความถี่ของมัลติไวเบรเตอร์ขึ้นอยู่กับตัวต้านทานฐาน R2 และ R3 โดยตรง รวมถึงความจุของตัวเก็บประจุด้วย

5. คำนวณความจุของตัวเก็บประจุ C1 และ C2 และหากจำเป็นให้คำนวณค่าของ R2 และ R3 ใหม่.

ค่าความจุของตัวเก็บประจุ C1 และความต้านทานของตัวต้านทาน R2 จะกำหนดระยะเวลาของพัลส์เอาท์พุตบนตัวสะสม VT2 เป็นช่วงที่เกิดแรงกระตุ้นนี้เองที่หลอดไฟของเราควรจะสว่างขึ้น และในสภาวะนั้นระยะเวลาชีพจรถูกตั้งไว้ที่ 1 วินาที

พิจารณาความจุของตัวเก็บประจุ: C1 = 1 วินาที / 100 kOhm = 10 µF

ตัวเก็บประจุที่มีความจุ 10 μF รวมอยู่ในช่วงที่กำหนดดังนั้นจึงเหมาะกับเรา

ค่าความจุของตัวเก็บประจุ C2 และความต้านทานของตัวต้านทาน R3 จะกำหนดระยะเวลาของพัลส์เอาต์พุตบนตัวสะสม VT1 ในระหว่างชีพจรนี้จะมี "หยุดชั่วคราว" บนตัวสะสม VT2 และหลอดไฟของเราไม่ควรสว่างขึ้น และในสภาวะกำหนดระยะเวลาเต็ม 5 วินาที โดยมีระยะเวลาชีพจร 1 วินาที ดังนั้นระยะเวลาของการหยุดชั่วคราวคือ 5 วินาที – 1 วินาที = 4 วินาที

หลังจากเปลี่ยนสูตรระยะเวลาการเติมเงินแล้ว พิจารณาความจุของตัวเก็บประจุ: C2 = 4 วินาที / 100 kOhm = 40 μF

ตัวเก็บประจุที่มีความจุ 40 μF ไม่รวมอยู่ในช่วงที่กำหนด ดังนั้นจึงไม่เหมาะกับเรา และเราจะนำตัวเก็บประจุที่มีความจุ 47 μF ซึ่งใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะทำได้ แต่อย่างที่คุณเข้าใจ เวลา "หยุดชั่วคราว" ก็จะเปลี่ยนไปเช่นกัน เพื่อป้องกันไม่ให้สิ่งนี้เกิดขึ้นเรา ลองคำนวณความต้านทานของตัวต้านทาน R3 ใหม่ขึ้นอยู่กับระยะเวลาของการหยุดชั่วคราวและความจุของตัวเก็บประจุ C2: R3 = 4 วินาที / 47 µF = 85 กิโลโอห์ม

ตามอนุกรมที่กำหนด ค่าที่ใกล้เคียงที่สุดของความต้านทานของตัวต้านทานคือ 82 kOhm

ดังนั้นเราจึงได้ค่าขององค์ประกอบมัลติไวเบรเตอร์:

R1 = 3.6 กิโลโอห์ม, R2 = 100 กิโลโอห์ม, R3 = 82 กิโลโอห์ม, R4 = 3.6 กิโลโอห์ม, C1 = 10 µF, C2 = 47 µF.

6. คำนวณค่าของตัวต้านทาน R5 ของสเตจบัฟเฟอร์.

เพื่อกำจัดอิทธิพลที่มีต่อมัลติไวเบรเตอร์ ความต้านทานของตัวต้านทานจำกัดเพิ่มเติม R5 จะถูกเลือกให้มากกว่าความต้านทานของตัวต้านทานตัวสะสม R4 อย่างน้อย 2 เท่า (และในบางกรณีอาจมากกว่านั้น) ความต้านทานของมันพร้อมกับความต้านทานของทางแยกฐานตัวส่งสัญญาณ VT3 และ VT4 ในกรณีนี้จะไม่ส่งผลกระทบต่อพารามิเตอร์ของมัลติไวเบรเตอร์

R5 = R4 * 2 = 3.6 * 2 = 7.2 โอห์ม

ตามอนุกรมที่ระบุ ตัวต้านทานที่ใกล้ที่สุดคือ 7.5 kOhm

ด้วยค่าตัวต้านทาน R5 = 7.5 kOhm กระแสควบคุมระยะบัฟเฟอร์จะเท่ากับ:

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

นอกจากนี้ดังที่ฉันเขียนไว้ก่อนหน้านี้ อัตราโหลดตัวสะสมของทรานซิสเตอร์มัลติไวเบรเตอร์ไม่ส่งผลต่อความถี่ ดังนั้นหากคุณไม่มีตัวต้านทานดังกล่าว คุณสามารถแทนที่ด้วยระดับ "ปิด" อื่นได้ (5 ... 9 kOhm ). จะดีกว่าถ้าอยู่ในทิศทางลดลง เพื่อไม่ให้กระแสควบคุมลดลงในระยะบัฟเฟอร์ แต่โปรดจำไว้ว่าตัวต้านทานเพิ่มเติมนั้นเป็นโหลดเพิ่มเติมสำหรับทรานซิสเตอร์ VT2 ของมัลติไวเบรเตอร์ ดังนั้นกระแสที่ไหลผ่านตัวต้านทานนี้จะบวกเข้ากับกระแสของตัวต้านทานตัวสะสม R4 และเป็นโหลดสำหรับทรานซิสเตอร์ VT2: อิโททอล = Ik + Icontrol = 3.3mA + 1.44mA = 4.74mA

โหลดรวมบนตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ VT2 อยู่ภายในขีดจำกัดปกติ หากเกินกระแสสะสมสูงสุดที่ระบุในหนังสืออ้างอิงและคูณด้วยปัจจัย 0.8 ให้เพิ่มความต้านทาน R4 จนกว่ากระแสโหลดจะลดลงอย่างเพียงพอ หรือใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีกำลังมากขึ้น

7. เราจำเป็นต้องจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับหลอดไฟ ใน = Рн / Ui.p. = 15W / 12V = 1.25 A

แต่กระแสควบคุมของระยะบัฟเฟอร์คือ 1.44 mA กระแสมัลติไวเบรเตอร์จะต้องเพิ่มขึ้นตามค่าเท่ากับอัตราส่วน:

ใน / ไอคอนโทรล = 1.25A / 0.00144A = 870 เท่า.

ทำอย่างไร? สำหรับการขยายกระแสเอาต์พุตที่สำคัญใช้วงจรเรียงซ้อนของทรานซิสเตอร์ที่สร้างขึ้นตามวงจร "คอมโพสิตทรานซิสเตอร์" ทรานซิสเตอร์ตัวแรกมักจะใช้พลังงานต่ำ (เราจะใช้ KT361G) ซึ่งมีอัตราขยายสูงสุด และตัวที่สองจะต้องให้กระแสโหลดที่เพียงพอ (ลองใช้ KT814B ทั่วไปไม่น้อย) จากนั้นค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่าน h21 จะถูกคูณ ดังนั้นสำหรับทรานซิสเตอร์ KT361G h21>50 และสำหรับทรานซิสเตอร์ KT814B h21=40 และค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่านโดยรวมของทรานซิสเตอร์เหล่านี้เชื่อมต่อตามวงจร "ทรานซิสเตอร์คอมโพสิต": h21 = 50 * 40 = 2,000. ตัวเลขนี้มากกว่า 870 ดังนั้นทรานซิสเตอร์เหล่านี้จึงเพียงพอที่จะควบคุมหลอดไฟได้

นั่นคือทั้งหมด!