Všetci rádioamatéri vedia, ale málokto vie, že môže fungovať na 3 kanáloch. Jednoduchá schéma trojfázový multivibrátor na troch tranzistoroch pri prevádzke vytvára efekt bežiacej dráhy z troch svetelných zdrojov (LED). Je možné nepoužívať odpory 68 Ohm, iba obmedzujú prúd LED. Na fotke sú namiesto 68 Ohmových odporov paralelne zapojené dva 150 Ohmové odpory, ktoré pri tomto zapojení dali 75 Ohm.
Elektrolytické kondenzátory 47 uF určujú frekvenciu blikania LED diód, čím vyššia je ich kapacita, tým menej často LED diódy spínajú, pri znižovaní počtu uF LED diódy blikajú častejšie. Ak nainštalujete vysokokapacitné kondenzátory (200 µF alebo viac), tri LED diódy sa jednoducho rozsvietia.
Je možné použiť aj iné tranzistory: BC547, KT3102, KT315.
Doska existuje ako formát. ležať pre a pre program s príponou. lyt. Prvý z nich je určený pre tranzistory KT315, a druhý pod BC547 (KT3102). Stiahnite si súbory.
Použil som modré veľké LED diódy s priemerom 10 mm. Ak chcete, môžete spájkovať dve LED diódy naraz, zapojené do série, prúd sa mierne zvýši, ale celkový jas vyžarovaného svetla sa výrazne zvýši.
Napájanie obvodu je cca 5 voltov, vhodné je použiť 3-4 batérie alebo batérie veľkosti AA (perotypové batérie). Ak do obvodu pripojíte zdroj s napätím vyšším, ako je potrebné, frekvencia blikania sa zníži. Ak je napätie príliš vysoké, LED diódy sa jednoducho rozsvietia. Prúdová spotreba multivibrátora je veľmi malá a kolíše medzi 50-54 mA, ja som dostal 53,3 miliampérov.
Nižšie môžete vidieť 3D model obvodu zostaveného na doske plošných spojov ( 3D vizualizácia). Dĺžka mojej dosky bola 3,9 cm a šírka 2,8 cm (~1,5 x 1 palec).
MULTIVIBRÁTOR
Multivibrátor. Som si istý, že veľa ľudí začalo svoje rádioamatérske aktivity s touto schémou.Toto bola tiež moja prvá schéma - kus preglejky, otvory vyrazené klincami, vodiče častí boli skrútené drôtom bez spájkovačky.A všetko fungovalo skvele!
LED diódy sa používajú ako záťaž. Keď multivibrátor funguje, LED diódy sa prepnú.
Montáž vyžaduje minimum dielov. Tu je zoznam:
- - Rezistory 500 Ohm - 2 kusy
- - Rezistory 10 kOhm - 2 kusy
- - Elektrolytický kondenzátor 1 uF pre 16 voltov - 2 kusy
- - Tranzistor KT972A - 2 kusy (budú fungovať aj KT815 alebo KT817), KT315 je tiež možný, ak prúd nie je väčší ako 25 mA.
- - LED - ľubovoľné 2 kusy
- - Napájanie od 4,5 do 15 voltov.
Obrázok ukazuje jednu LED v každom kanáli, ale môže byť pripojených niekoľko paralelne. Alebo v sérii (reťaz 5 kusov), ale potom napájanie nie je menšie ako 15 voltov.
Tranzistory KT972A sú kompozitné tranzistory, to znamená, že ich puzdro obsahuje dva tranzistory a je vysoko citlivé a dokáže odolať značnému prúdu bez chladiča.
Ak chcete vykonávať experimenty, nemusíte vyrábať dosku s plošnými spojmi; všetko môžete zostaviť pomocou inštalácie na povrch. Spájkujte, ako je znázornené na obrázkoch.
Výkresy sú špeciálne vyrobené z rôznych uhlov a môžete podrobne preskúmať všetky detaily inštalácie.
Multivibrátor.
Prvý okruh je najjednoduchší multivibrátor. Napriek svojej jednoduchosti je jej záber veľmi široký. žiadne elektronické zariadenie sa bez toho nezaobíde.
Prvý obrázok ukazuje jeho schému zapojenia.
LED diódy sa používajú ako záťaž. Keď multivibrátor funguje, LED diódy sa prepnú.
Na montáž budete potrebovať minimum dielov:
1. Rezistory 500 Ohm - 2 kusy
2. Rezistory 10 kOhm - 2 kusy
3. Elektrolytický kondenzátor 47 uF pre 16 voltov - 2 kusy
4. Tranzistor KT972A - 2 kusy
5. LED - 2 kusy
Tranzistory KT972A sú kompozitné tranzistory, to znamená, že ich puzdro obsahuje dva tranzistory a je vysoko citlivé a dokáže odolať značnému prúdu bez chladiča.
Po zakúpení všetkých dielov sa vyzbrojte spájkovačkou a začnite s montážou. Ak chcete vykonávať experimenty, nemusíte vyrábať dosku s plošnými spojmi; všetko môžete zostaviť pomocou inštalácie na povrch. Spájkujte, ako je znázornené na obrázkoch.
Nechajte svoju fantáziu, aby vám povedala, ako používať zostavené zariadenie! Napríklad namiesto LED diód môžete nainštalovať relé a použiť toto relé na spínanie výkonnejšieho zaťaženia. Ak zmeníte hodnoty rezistorov alebo kondenzátorov, zmení sa spínacia frekvencia. Zmenou frekvencie môžete dosiahnuť veľmi zaujímavé efekty, od škrípania v dynamike až po pauzu na niekoľko sekúnd.
Foto relé.
A toto je schéma jednoduchého fotografického relé. Toto zariadenie je možné s úspechom použiť všade, kde chcete, na automatické podsvietenie DVD nosiča, zapnutie svetla alebo alarm proti vniknutiu do tmavej skrine. K dispozícii sú dve schematické možnosti. V jednom uskutočnení je okruh aktivovaný svetlom a v druhom jeho neprítomnosťou.
Funguje to takto: keď svetlo z LED dopadne na fotodiódu, tranzistor sa otvorí a LED-2 začne svietiť. Citlivosť zariadenia sa nastavuje pomocou trimovacieho rezistora. Ako fotodiódu môžete použiť fotodiódu zo starej guľôčkovej myši. LED - akákoľvek infračervená LED. Použitie infračervenej fotodiódy a LED zabráni rušeniu viditeľným svetlom. Ako LED-2 je vhodná akákoľvek LED alebo reťaz niekoľkých LED. Možno použiť aj žiarovku. A ak namiesto LED nainštalujete elektromagnetické relé, môžete ovládať výkonné žiarovky alebo niektoré mechanizmy.
Na obrázkoch sú znázornené oba obvody, pinout (umiestnenie nožičiek) tranzistora a LED, ako aj schéma zapojenia.
Ak nie je žiadna fotodióda, môžete si vziať starý tranzistor MP39 alebo MP42 a odrezať jeho kryt oproti kolektoru takto:
Namiesto fotodiódy bude potrebné do obvodu zaradiť p-n prechod tranzistora. Budete musieť experimentálne určiť, ktorý z nich bude fungovať lepšie.
Výkonový zosilňovač založený na čipe TDA1558Q.
Tento zosilňovač má výstupný výkon 2 x 22 wattov a je dostatočne jednoduchý na replikáciu pre začiatočníkov. Tento obvod sa vám bude hodiť pre domáce reproduktory, alebo pre domáce hudobné centrum, ktoré sa dá vyrobiť zo starého MP3 prehrávača.
Na jeho zostavenie budete potrebovať iba päť častí:
1. Mikroobvod - TDA1558Q
2. Kondenzátor 0,22 uF
3. Kondenzátor 0,33 uF – 2 kusy
4. Elektrolytický kondenzátor 6800 uF pri 16 voltoch
Mikroobvod má pomerne vysoký výstupný výkon a na jeho chladenie bude potrebovať radiátor. Môžete použiť chladič z procesora.
Celú montáž je možné vykonať povrchovou montážou bez použitia vytlačená obvodová doska. Najprv musíte z mikroobvodu odstrániť kolíky 4, 9 a 15. Nepoužívajú sa. Odznaky sa počítajú zľava doprava, ak ho držíte tak, aby kolíky smerovali k vám a značky smerovali nahor. Potom vodiče opatrne narovnajte. Potom ohnite kolíky 5, 13 a 14 nahor, všetky tieto kolíky sú pripojené k napájaciemu kladnému pólu. Ďalším krokom je ohnúť kolíky 3, 7 a 11 nadol - to je mínus napájacieho zdroja alebo „zem“. Po týchto manipuláciách priskrutkujte čip k chladiču pomocou tepelne vodivej pasty. Na obrázkoch je montáž z rôznych uhlov pohľadu, ale ešte vysvetlím. Piny 1 a 2 sú prispájkované - to je vstup pravého kanála, musí sa k nim prispájkovať kondenzátor 0,33 µF. To isté sa musí urobiť s kolíkmi 16 a 17. Spoločným vodičom pre vstup je mínus napájanie alebo uzemnenie.
Multivibrátor (z lat. I oscilovať veľa) je nelineárne zariadenie, ktoré premieňa konštantné napájacie napätie na energiu takmer pravouhlých impulzov. Multivibrátor je založený na zosilňovači s pozitívnou spätnou väzbou.
Existujú samooscilačné a pohotovostné multivibrátory. Zoberme si prvý typ.
Na obr. Obrázok 1 zobrazuje zovšeobecnený obvod zosilňovača so spätnou väzbou.
Obvod obsahuje zosilňovač s komplexným koeficientom zosilnenia k=Ke-ik, obvod OOS s koeficientom prenosu m a obvod PIC s komplexným koeficientom prenosu B=e-i. Z teórie generátorov je známe, že pre vznik kmitov pri akejkoľvek frekvencii je potrebné, aby pri nej bola splnená podmienka Bk>1. Impulzný periodický signál obsahuje súbor frekvencií, ktoré tvoria čiarové spektrum (pozri prednášku 1). To. Pre generovanie impulzov je potrebné splniť podmienku Bk>1 nie na jednej frekvencii, ale v širokom frekvenčnom pásme. Navyše, čím kratší impulz a s kratšími okrajmi je potrebné získať signál, pre širšie frekvenčné pásmo je potrebné splniť podmienku Bk>1. Vyššie uvedená podmienka sa delí na dve časti:
podmienka amplitúdovej rovnováhy - modul celkového koeficientu prenosu generátora musí presiahnuť 1 v širokom frekvenčnom rozsahu - K>1;
podmienka fázovej rovnováhy - celkový fázový posun kmitov v uzavretom obvode generátora v rovnakom frekvenčnom rozsahu musí byť násobkom 2 - k + = 2n.
Kvalitatívne sa proces náhleho zvýšenia napätia vyskytuje nasledovne. Predpokladajme, že v určitom okamihu v dôsledku kolísania sa napätie na vstupe generátora zvýši o malú hodnotu u. V dôsledku splnenia oboch podmienok generovania sa na výstupe zariadenia objaví prírastok napätia: uout = Vkuin >uin, ktorý sa prenáša na vstup vo fáze s počiatočným uin. V súlade s tým toto zvýšenie povedie k ďalšiemu zvýšeniu výstupného napätia. V širokom frekvenčnom rozsahu dochádza k lavínovému procesu rastu napätia.
Úloha konštrukcie praktického obvodu generátora impulzov spočíva v privádzaní časti výstupného signálu s fázovým rozdielom = 2 na vstup širokopásmového zosilňovača. Pretože jeden odporový zosilňovač posúva fázu vstupného napätia o 1800, použitie dvoch sériovo zapojených zosilňovačov môže splniť podmienku fázového vyváženia. Podmienka amplitúdového vyváženia bude v tomto prípade vyzerať takto:
Jeden z možné schémy, implementujúci túto metódu, je znázornený na obr. Toto je obvod samooscilačného multivibrátora s pripojením kolektor-báza. Obvod používa dva zosilňovacie stupne. Výstup jedného zosilňovača je spojený so vstupom druhého pomocou kondenzátora C1 a výstup druhého zosilňovača je spojený so vstupom prvého pomocou kondenzátora C2.
Kvalitatívne zvážime fungovanie multivibrátora pomocou diagramov časovania napätia (diagramov) znázornených na obr. 3.
Nechajte multivibrátor prepnúť v čase t=t1. Tranzistor VT1 je v režime saturácie a VT2 je v režime cutoff. Od tohto momentu začínajú procesy dobíjania kondenzátorov C1 a C2. Do momentu t1 bol kondenzátor C2 úplne vybitý a C1 bol nabitý na napájacie napätie Ep (polarita nabitých kondenzátorov je naznačená na obr. 2). Po odblokovaní VT1 sa začne nabíjať zo zdroja Ep cez odpor Rk2 a bázu odomknutého tranzistora VT1. Kondenzátor sa nabíja takmer na napájacie napätie Ep s nabíjacou konštantou
zar2 = С2Rк2
Keďže C2 je pripojený paralelne k VT2 cez otvorený VT1, rýchlosť jeho nabíjania určuje rýchlosť zmeny výstupného napätia Uout2. Za predpokladu, že proces nabíjania je dokončený, keď Uout2 = 0,9 Up, je ľahké získať trvanie
t2-t1= С2Rк2ln102,3С2Rк2
Súčasne s nabíjaním C2 (od momentu t1) sa dobíja kondenzátor C1. Jeho záporné napätie aplikované na základňu VT2 udržuje vypnutý stav tohto tranzistora. Kondenzátor C1 sa dobíja cez obvod: Ep, rezistor Rb2, C1, E-K otvorené tranzistor VT1. prípad s časovou konštantou
razr1 = C1Rb2
Keďže Rb >>Rk, potom nabite<<разр. Следовательно, С2 успевает зарядиться до Еп пока VT2 еще закрыт. Процесс перезарядки С1 заканчивается в момент времени t5, когда UC1=0 и начинает открываться VT2 (для простоты считаем, что VT2 открывается при Uбє=0). Можно показать, что длительность перезаряда С1 равна:
t3-t1 = 0,7C1Rb2
V čase t3 sa objaví kolektorový prúd VT2, napätie Uke2 klesne, čo vedie k uzavretiu VT1, a teda k zvýšeniu Uke1. Toto prírastkové napätie sa prenáša cez C1 do základne VT2, čo znamená dodatočné otvorenie VT2. Tranzistory sa prepnú do aktívneho režimu, dochádza k lavínovému procesu, v dôsledku čoho multivibrátor prechádza do iného kvázistacionárneho stavu: VT1 je zatvorený, VT2 je otvorený. Trvanie prevrátenia multivibrátora je oveľa kratšie ako všetky ostatné prechodné procesy a možno ho považovať za rovné nule.
Od momentu t3 budú procesy v multivibrátore prebiehať podobne ako tie, ktoré sú popísané, stačí len prehodiť indexy prvkov obvodu.
Trvanie čela impulzu je teda určené procesmi nabíjania spojovacieho kondenzátora a číselne sa rovná:
Trvanie multivibrátora v kvázi stabilnom stave (trvanie impulzu a pauzy) je určené procesom vybíjania väzobného kondenzátora cez základný odpor a číselne sa rovná:
Pri symetrickom multivibrátorovom obvode (Rk1 = Rk2 = Rk, Rb1 = Rb2 = Rb, C1 = C2 = C) sa trvanie impulzu rovná trvaniu pauzy a obdobie opakovania impulzu sa rovná:
T = u + n = 1,4 CRb
Pri porovnávaní trvania impulzu a frontu je potrebné vziať do úvahy, že Rb/Rk = h21e/s (h21e pre moderné tranzistory je 100 a s2). V dôsledku toho je čas nábehu vždy kratší ako trvanie impulzu.
Frekvencia výstupného napätia symetrického multivibrátora nezávisí od napájacieho napätia a je určená iba parametrami obvodu:
Ak chcete zmeniť trvanie impulzov a periódu ich opakovania, je potrebné meniť hodnoty Rb a C. Možnosti sú tu však obmedzené: limity zmeny Rb sú z väčšej strany obmedzené potrebou zachovať otvorený tranzistor, na menšej strane plytkou saturáciou. Je ťažké hladko zmeniť hodnotu C aj v malých medziach.
Aby sme našli cestu von z obtiažnosti, obráťme sa na časové obdobie t3-t1 na obr. 2. Z obrázku je vidieť, že špecifikovaný časový interval a následne aj trvanie impulzu je možné upraviť zmenou sklonu priameho vybitia kondenzátora. To je možné dosiahnuť pripojením základných odporov nie k zdroju napájania, ale k prídavnému zdroju napätia ECM (pozri obr. 4). Potom má kondenzátor tendenciu dobíjať sa nie na Ep, ale na Ecm a sklon exponenciály sa bude meniť so zmenou Ecm.
Impulzy generované uvažovanými obvodmi majú dlhú dobu nábehu. V niektorých prípadoch sa táto hodnota stáva neprijateľnou. Na skrátenie f sa do obvodu zavedú vypínacie kondenzátory, ako je znázornené na obr. Kondenzátor C2 sa v tomto obvode nabíja nie cez Rz, ale cez Rd. Dióda VD2, zatiaľ čo zostáva zatvorená, „vypína“ napätie na C2 od výstupu a napätie na kolektore sa zvyšuje takmer súčasne so zatvorením tranzistora.
V multivibrátoroch možno ako aktívny prvok použiť operačný zosilňovač. Samooscilačný multivibrátor založený na operačnom zosilňovači je znázornený na obr. 6.
Operačný zosilňovač je pokrytý dvoma obvodmi OS: kladným
a negatívne
Xc/(Xc+R) = 1/(1+wRC).
Nechajte generátor zapnúť v čase t0. Na invertujúcom vstupe je napätie nulové, na neinvertujúcom vstupe je rovnako pravdepodobne kladné alebo záporné. Aby sme boli konkrétni, berme to pozitívne. Vďaka PIC bude na výstupe stanovené maximálne možné napätie - Uout m. Čas ustálenia tohto výstupného napätia je určený frekvenčnými vlastnosťami operačného zosilňovača a môže byť nastavený na nulu. Od momentu t0 sa kondenzátor C bude nabíjať časovou konštantou =RC. Až do času t1 Ud = U+ - U- >0 a výstup operačného zosilňovača si udržiava kladný Uoutm. Pri t=t1, keď Ud = U+ - U- = 0, výstupné napätie zosilňovača zmení svoju polaritu na - Uout m. Po momente t1 sa kapacita C dobije na úroveň - Uout m. Do momentu t2 Ud = U+ - U-< 0, что обеспечивает квазиравновесное состояние системы, но уже с отрицательным выходным напряжением. Т.о. изменение знака Uвых происходит в моменты уравнивания входных напряжений на двух входах ОУ. Длительность квазиравновесного состояния системы определяется постоянной времени =RC, и период следования импульсов будет равен:
T=2RCln(1+2R2/R1).
Multivibrátor znázornený na obr. 6 sa nazýva symetrický, pretože časy kladného a záporného výstupného napätia sú rovnaké.
Na získanie asymetrického multivibrátora by mal byť odpor v OOS nahradený obvodom, ako je znázornené na obr. 7. Rozdielne trvanie kladných a záporných impulzov je zabezpečené rôznymi časovými konštantami pre dobíjanie zásobníkov:
R"C, - = R"C.
Multivibrátor operačného zosilňovača možno ľahko premeniť na jednorazový alebo pohotovostný multivibrátor. Najprv do obvodu OOS paralelne s C pripojíme diódu VD1, ako je znázornené na obr.8. Vďaka dióde má obvod jeden stabilný stav, keď je výstupné napätie záporné. Skutočne, pretože Uout = - Uout m, potom je dióda otvorená a napätie na invertujúcom vstupe je približne nulové. Zatiaľ čo napätie na neinvertujúcom vstupe je
U+ =- Uout m R2/(R1+R2)
a udržiava sa stabilný stav obvodu. Na vygenerovanie jedného impulzu by sa mal do obvodu pridať spúšťací obvod pozostávajúci z diódy VD2, C1 a R3. Dióda VD2 je udržiavaná v zatvorenom stave a môže byť otvorená iba kladným vstupným impulzom, ktorý príde na vstup v čase t0. Keď sa dióda otvorí, znamienko sa zmení a obvod prejde do stavu s kladným napätím na výstupe. Uout = Uout m. Potom sa kondenzátor C1 začne nabíjať s časovou konštantou =RC. V čase t1 sa porovnávajú vstupné napätia. U- = U+ = Uout mR2/(R1+R2) a =0. V nasledujúcom okamihu sa diferenciálny signál stane záporným a obvod sa vráti do stabilného stavu. Diagramy sú znázornené na obr. 9.
Používajú sa okruhy čakacích multivibrátorov s použitím diskrétnych a logických prvkov.
Obvod predmetného multivibrátora je podobný tomu, ktorý bol diskutovaný vyššie.
Multivibrátory sú ďalšou formou oscilátorov. Oscilátor je elektronický obvod, ktorý je schopný udržiavať na svojom výstupe signál striedavého prúdu. Môže generovať štvorcové, lineárne alebo pulzné signály. Aby mohol generátor oscilovať, musí spĺňať dve Barkhausenove podmienky:
Zisk T slučky by mal byť o niečo väčší ako jednota.
Fázový posun cyklu musí byť 0 stupňov alebo 360 stupňov.
Na splnenie oboch podmienok musí mať oscilátor nejakú formu zosilňovača a časť jeho výstupu musí byť regenerovaná na vstup. Ak je zosilnenie zosilňovača menšie ako jedna, obvod nebude oscilovať a ak je väčší ako jedna, obvod sa preťaží a vytvorí skreslený priebeh. Jednoduchý generátor môže generovať sínusovú vlnu, ale nedokáže generovať štvorcovú vlnu. Štvorcová vlna môže byť vytvorená pomocou multivibrátora.
Multivibrátor je forma generátora, ktorý má dva stupne, vďaka ktorým sa môžeme dostať von z ktoréhokoľvek zo stavov. V podstate ide o dva zosilňovacie obvody usporiadané s regeneratívnou spätnou väzbou. V tomto prípade žiadny z tranzistorov nevedie súčasne. Len jeden tranzistor je súčasne vodivý, zatiaľ čo druhý je vo vypnutom stave. Niektoré obvody majú určité stavy; stav s rýchlym prechodom sa nazýva spínacie procesy, kde dochádza k rýchlej zmene prúdu a napätia. Toto prepínanie sa nazýva spúšťanie. Preto môžeme obvod spustiť interne alebo externe.
Obvody majú dva stavy.
Jedným z nich je ustálený stav, v ktorom obvod zostáva navždy bez akéhokoľvek spustenia.
Iný stav je nestabilný: v tomto stave obvod zostáva obmedzený čas bez akéhokoľvek externého spustenia a prepne sa do iného stavu. Preto sa použitie multivibartorov uskutočňuje v dvoch stavových obvodoch, ako sú časovače a klopné obvody.
Astabilný multivibrátor využívajúci tranzistor
Ide o voľne bežiaci generátor, ktorý plynule prepína medzi dvoma nestabilnými stavmi. Pri absencii externého signálu sa tranzistory striedavo prepínajú z vypnutého stavu do stavu saturácie s frekvenciou určenou časovými konštantami RC komunikačných obvodov. Ak sú tieto časové konštanty rovnaké (R a C sú rovnaké), potom sa vygeneruje štvorcová vlna s frekvenciou 1/1,4 RC. Preto sa astabilný multivibrátor nazýva generátor impulzov alebo generátor štvorcových vĺn. Čím väčšia je hodnota základného zaťaženia R2 a R3 vzhľadom na zaťaženie kolektora R1 a R4, tým väčší bude prúdový zisk a ostrejšia bude hrana signálu.
Základným princípom činnosti astabilného multivibrátora je mierna zmena elektrických vlastností alebo charakteristík tranzistora. Tento rozdiel spôsobuje, že jeden tranzistor sa zapne rýchlejšie ako druhý, keď sa prvýkrát použije napájanie, čo spôsobí osciláciu.
Vysvetlenie diagramu
Astabilný multivibrátor pozostáva z dvoch krížovo viazaných RC zosilňovačov.
Obvod má dva nestabilné stavy
Keď V1 = LOW a V2 = HIGH, potom Q1 ON a Q2 OFF
Keď V1 = VYSOKÁ a V2 = NÍZKA, Q1 je VYPNUTÉ. a Q2 ON.
V tomto prípade R1 = R4, R2 = R3, R1 musí byť väčšie ako R2
C1 = C2
Keď je obvod prvýkrát zapnutý, žiadny z tranzistorov nie je zapnutý.
Základné napätie oboch tranzistorov sa začína zvyšovať. Každý tranzistor sa zapne ako prvý kvôli rozdielu v dopingových a elektrických charakteristikách tranzistora.
Ryža. 1: Schematický diagram činnosti tranzistorového astabilného multivibrátora
Nemôžeme povedať, ktorý tranzistor vedie ako prvý, takže predpokladáme, že Q1 vedie ako prvý a Q2 je vypnutý (C2 je úplne nabitý).
Q1 je vodivý a Q2 je vypnutý, preto VC1 = 0 V, pretože všetok prúd do zeme je spôsobený skratom Q1 a VC2 = Vcc, pretože všetko napätie na VC2 klesá v dôsledku otvoreného obvodu TR2 (rovnajúce sa napájaciemu napätiu).
V dôsledku vysokého napätia VC2 sa kondenzátor C2 začne nabíjať cez Q1 až R4 a C1 sa začne nabíjať cez R2 až Q1. Čas potrebný na nabitie C1 (T1 = R2C1) je dlhší ako čas potrebný na nabitie C2 (T2 = R4C2).
Keďže pravá platňa C1 je pripojená k základni Q2 a nabíja sa, tak táto platňa má vysoký potenciál a keď prekročí napätie 0,65V, zapne Q2.
Pretože C2 je plne nabitý, jeho ľavá doska má napätie -Vcc alebo -5V a je pripojená k základni Q1. Preto vypne Q2
TR Teraz je TR1 vypnutý a Q2 vedie, teda VC1 = 5 V a VC2 = 0 V. Ľavá platňa C1 bola predtým na -0,65 V, ktorá začína stúpať na 5 V a pripája sa ku kolektoru Q1. C1 sa najskôr vybije z 0 na 0,65 V a potom sa začne nabíjať cez R1 cez Q2. Počas nabíjania je pravá platňa C1 na nízkom potenciáli, čo vypne Q2.
Pravá doska C2 je pripojená ku kolektoru Q2 a je vopred umiestnená na +5V. C2 sa teda najprv vybije z 5V na 0V a potom sa začne nabíjať cez odpor R3. Ľavá doska C2 má vysoký potenciál počas nabíjania, ktorý zapne Q1, keď dosiahne 0,65V.
Ryža. 2: Schematický diagram činnosti tranzistorového astabilného multivibrátora
Teraz Q1 vedie a Q2 je vypnutý. Vyššie uvedená sekvencia sa zopakuje a dostaneme signál na oboch kolektoroch tranzistora, ktoré sú navzájom mimo fázy. Na získanie dokonalej pravouhlej vlny ktorýmkoľvek kolektorom tranzistora berieme jednak kolektorový odpor tranzistora, základný odpor, t.j. (R1 = R4), (R2 = R3), a tiež rovnakú hodnotu kondenzátora, ktorý robí náš obvod symetrickým. Preto je pracovný cyklus pre nízky a vysoký výkon rovnaký ako pri vytváraní štvorcovej vlny
Konštanta Časová konštanta priebehu závisí od odporu bázy a kolektora tranzistora. Jeho časový úsek môžeme vypočítať podľa: Časová konštanta = 0,693RC
Princíp fungovania multivibrátora na videu s vysvetlením
V tomto videonávode z televízneho kanála Spájkačka ukážeme, ako sú prvky elektrického obvodu prepojené a zoznámime sa s procesmi, ktoré sa v ňom vyskytujú. Prvým obvodom, na základe ktorého sa bude brať do úvahy princíp činnosti, je multivibračný obvod využívajúci tranzistory. Obvod môže byť v jednom z dvoch stavov a periodicky prechádza z jedného do druhého.
Analýza 2 stavov multivibrátora.
Všetko, čo teraz vidíme, sú dve LED diódy, ktoré striedavo blikajú. Prečo sa to deje? Najprv zvážime prvý štát.
Prvý tranzistor VT1 je uzavretý a druhý tranzistor je úplne otvorený a nezasahuje do toku kolektorového prúdu. Tranzistor je v tomto momente v režime saturácie, čo znižuje pokles napätia na ňom. A preto sa správna LED rozsvieti v plnej sile. Kondenzátor C1 bol vybitý v prvom okamihu a prúd voľne prechádzal do základne tranzistora VT2, čím ho úplne otvoril. Ale po chvíli sa kondenzátor začne rýchlo nabíjať základným prúdom druhého tranzistora cez odpor R1. Po úplnom nabití (a ako viete, plne nabitý kondenzátor neprechádza prúdom), tranzistor VT2 sa preto uzavrie a LED zhasne.
Napätie na kondenzátore C1 sa rovná súčinu základného prúdu a odporu odporu R2. Vráťme sa v čase. Kým bol tranzistor VT2 otvorený a pravá LED svietila, kondenzátor C2, predtým nabitý v predchádzajúcom stave, sa začne pomaly vybíjať cez otvorený tranzistor VT2 a odpor R3. Kým sa nevybije, napätie na báze VT1 bude záporné, čo úplne vypne tranzistor. Prvá LED nesvieti. Ukazuje sa, že v čase, keď druhá LED zhasne, má kondenzátor C2 čas na vybitie a je pripravený na prechod prúdu do bázy prvého tranzistora VT1. Keď prestane svietiť druhá LED, rozsvieti sa prvá LED.
A v druhom stave stane sa to isté, ale naopak, tranzistor VT1 je otvorený, VT2 je zatvorený. Prechod do iného stavu nastáva, keď je kondenzátor C2 vybitý, napätie na ňom klesá. Po úplnom vybití sa začne nabíjať v opačnom smere. Keď napätie na prechode báza-emitor tranzistora VT1 dosiahne napätie dostatočné na jeho otvorenie, približne 0,7 V, tento tranzistor sa začne otvárať a rozsvieti sa prvá LED.
Pozrime sa znova na diagram.
Cez odpory R1 a R4 sa kondenzátory nabíjajú a cez R3 a R2 dochádza k vybíjaniu. Rezistory R1 a R4 obmedzujú prúd prvej a druhej LED. Nielen jas LED diód závisí od ich odporu. Tiež určujú čas nabíjania kondenzátorov. Odpor R1 a R4 je zvolený oveľa nižší ako R2 a R3, takže nabíjanie kondenzátorov prebieha rýchlejšie ako ich vybíjanie. Multivibrátor sa používa na vytváranie pravouhlých impulzov, ktoré sú odstránené z kolektora tranzistora. V tomto prípade je záťaž pripojená paralelne k jednému z kolektorových rezistorov R1 alebo R4.
Graf ukazuje pravouhlé impulzy generované týmto obvodom. Jedna z oblastí sa nazýva predná časť pulzu. Predná strana má sklon a čím dlhší je čas nabíjania kondenzátorov, tým väčší bude tento sklon.
Ak multivibrátor používa identické tranzistory, kondenzátory rovnakej kapacity a ak majú odpory symetrické odpory, potom sa takýto multivibrátor nazýva symetrický. Má rovnaké trvanie impulzu a trvanie pauzy. A ak existujú rozdiely v parametroch, potom bude multivibrátor asymetrický. Keď pripojíme multivibrátor k zdroju energie, v prvom momente sa vybijú oba kondenzátory, čo znamená, že prúd bude tiecť do bázy oboch kondenzátorov a objaví sa nestabilný prevádzkový režim, v ktorom by sa mal otvárať iba jeden z tranzistorov. . Pretože tieto prvky obvodu majú určité chyby v hodnotách a parametroch, jeden z tranzistorov sa otvorí ako prvý a spustí sa multivibrátor.
Ak chcete simulovať tento obvod v programe Multisim, musíte nastaviť hodnoty rezistorov R2 a R3 tak, aby sa ich odpory líšili aspoň o desatinu ohmu. Urobte to isté s kapacitou kondenzátorov, inak sa multivibrátor nemusí spustiť. Pri praktickej realizácii tohto obvodu odporúčam napájať napätie od 3 do 10 Voltov a teraz zistíte parametre samotných prvkov. Za predpokladu, že sa použije tranzistor KT315. Rezistory R1 a R4 neovplyvňujú frekvenciu impulzov. V našom prípade obmedzujú prúd LED. Odpor rezistorov R1 a R4 je možné odoberať od 300 Ohmov do 1 kOhm. Odpor rezistorov R2 a R3 je od 15 kOhm do 200 kOhm. Kapacita kondenzátora je od 10 do 100 µF. Uveďme tabuľku s hodnotami odporov a kapacít, ktorá ukazuje približnú očakávanú frekvenciu impulzov. To znamená, že na získanie impulzu trvajúceho 7 sekúnd, to znamená, že trvanie žiaru jednej LED sa rovná 7 sekundám, musíte použiť odpory R2 a R3 s odporom 100 kOhm a kondenzátor s kapacitou 100 μF.
Záver.
Časovacími prvkami tohto obvodu sú odpory R2, R3 a kondenzátory C1 a C2. Čím je ich hodnotenie nižšie, tým častejšie budú tranzistory spínať a LED diódy budú častejšie blikať.
Multivibrátor môže byť implementovaný nielen na tranzistoroch, ale aj na mikroobvodoch. Zanechajte svoje komentáre, nezabudnite sa prihlásiť na odber kanála „Soldering Iron TV“ na YouTube, aby vám neunikli nové zaujímavé videá.
Ďalšia zaujímavosť o rádiovom vysielači.
