Korjaus      9.3.2023

Transistoripohjainen multivibraattori. Työnkuvaus. Multivibraattori ja sen käyttö Yksinkertaiset odottavat multivibraattoripiirit

RADIO signaali:

MULTIVIBRAATTORI-1
Vain teoria tai yksinkertainen teoria

"MULTI" - paljon, "VIBRATO" - värähtely, värähtely, joten "MULTIVIBRATOR" on laite, joka luo (tuottaa) monia, monia värähtelyjä.
Ymmärrämme ensin, kuinka se synnyttää värähtelyjä tai kuinka siinä syntyy värähtelyjä, ja vasta sitten saamme selville, miksi niitä on monia.

2. MITEN LUODA MULTIVIBRAATTORI?
Vaihe 1. Otetaan yksinkertaisin matalataajuinen vahvistin (katso artikkelini "Transistor", kohta 4 "Radiokomponentit" -sivulla):

(Tässä en kuvaa sen toimintaperiaatetta.)
Vaihe #2. Yhdistetään kaksi identtistä vahvistinta, jotta saadaan kaksivaiheinen ULF:


Vaihe #3. Yhdistetään tämän vahvistimen lähtö sen tuloon:


Syntyy niin sanottu positiivinen palaute (POF). Olet luultavasti kuullut viheltävän äänen, jonka kaiuttimet pitävät, jos mikrofonia käyttävä henkilö meni liian lähelle niitä. Sama tapahtuu musiikkikeskuksen kanssa karaoketilassa, jos tuot mikrofonin kaiuttimiin. Joka tapauksessa signaali vahvistimen lähdöstä saapuu omaan tuloonsa, vahvistin siirtyy itseherätystilaan ja muuttuu itseoskillaattoriksi, ja ääni tulee näkyviin. Joskus vahvistin voi virittyä itsestään jopa ultraäänitaajuuksilla. Lyhyesti sanottuna vahvistimia valmistettaessa PIC on haitallista ja sitä vastaan ​​on taisteltava kaikin mahdollisin tavoin, mutta se on hieman eri tarina.
Palataan PIC:n piiriin kuuluvaan vahvistimeemme, ts. MULTIVIBRAATTORI! Kyllä, se on jo hän! Totta, kuvata tarkasti multivibraattori hyväksytty kuten kuvassa. oikealla. Muuten, Internetissä on riittävä määrä "perverstejä", jotka piirtävät tämän kaavion sekä ylösalaisin että kyljellään. Miksi tämä on? Luultavasti, kuten vitsissä, "olla erilainen". Tai sisään s jaa tai (on sellainen venäjänkielinen sana!) sisään s pöyhkeillä.

Multivibraattori voidaan koota käyttämällä n-p-n- tai p-n-p-transistoreja:

Voit arvioida multivibraattorin toimintaa korvalla tai silmämääräisesti. Ensimmäisessä tapauksessa kuorman tulee olla äänilähetin, toisessa - hehkulamppu tai LED:


Jos käytetään matalaimpedanssisia kaiuttimia, tarvitaan lähtömuuntaja tai lisävahvistinaste:


Kuorma voidaan sisällyttää multivibraattorin molempiin käsivarsiin:


Käytettäessä LEDejä on suositeltavaa sisällyttää lisävastuksia, joiden roolia ovat tässä tapauksessa R1 ja R4.

3. MITEN MULTIVIBRAATTORI TOIMII?


Kun virta kytketään päälle, multivibraattorin molempien käsivarsien transistorit avautuvat, koska positiiviset (negatiiviset - jäljempänä suluissa p-n-p transistoreille) bias-jännitteet syötetään niiden kannaksiin vastaavien vastusten R2 ja R3 kautta. Samanaikaisesti kytkentäkondensaattorit alkavat latautua: C1 - transistorin VT2 ja vastuksen R1 emitteriliitoksen kautta; C2 - transistorin V1 ja vastuksen R4 emitteriliitoksen kautta. Nämä kondensaattorin latauspiirit, jotka ovat virtalähteen jännitteen jakajia, luovat transistoreiden kannalle (suhteessa emittereihin) positiivisia (negatiivisia) jännitteitä, joiden arvo kasvaa jatkuvasti ja pyrkii avaamaan transistoreita yhä enemmän. Transistorin kytkeminen päälle saa sen kollektorin positiivisen (negatiivisen) jännitteen pienenemään, mikä saa toisen transistorin kannan positiivisen (negatiivisen) jännitteen pienenemään ja sammuttaa sen. Tämä prosessi tapahtuu molemmissa transistoreissa kerralla, mutta vain toinen niistä sulkeutuu, minkä perusteella on suurempi negatiivinen (positiivinen) jännite esimerkiksi virransiirtokertoimien h21e eron vuoksi (katso artikkelini "Transistori" , kappale 4 sivulla ”Radiokomponentit”), vastusten ja kondensaattorien arvot, koska vaikka valittaisiin identtiset parit, elementtien parametrit ovat silti hieman erilaisia. Toinen transistori jää auki. Mutta nämä transistorien tilat ovat epävakaita, koska sähköprosessit niiden piireissä jatkuvat. Oletetaan, että jonkin aikaa virran kytkemisen jälkeen transistori V2 osoittautui kiinni ja transistori V1 auki. Tästä hetkestä lähtien kondensaattori C1 alkaa purkautua avoimen transistorin V1 kautta, jonka emitteri-kollektoriosan resistanssi on tällä hetkellä alhainen, ja vastuksen R2 kautta. Kondensaattorin C1 purkauduttua negatiivinen (positiivinen) jännite suljetun transistorin V2 kannalla pienenee. Heti kun kondensaattori on täysin purkautunut ja transistorin V2 kannan jännite tulee lähelle nollaa, tämän nyt avautuvan transistorin kollektoripiiriin ilmestyy virta, joka toimii transistorin V1 kannalla olevan kondensaattorin C2 kautta ja alentaa positiivista. (negatiivinen) jännite siinä. Tämän seurauksena transistorin V1 läpi kulkeva virta alkaa pienentyä ja transistorin V2 kautta päinvastoin kasvaa. Tämä saa transistori V1 sammumaan ja transistori V2 avautumaan. Nyt kondensaattori C2 alkaa purkautua, mutta avoimen transistorin V2 ja vastuksen R3 kautta, mikä lopulta johtaa ensimmäisen transistorin avaamiseen ja toisten transistorien sulkemiseen jne. Transistorit ovat vuorovaikutuksessa koko ajan, jolloin multivibraattori synnyttää sähköisiä värähtelyjä.
Multivibraattorin toimintaa havainnollistetaan yhden ja toisen transistorin jännitteiden Ube ja Uk kuvaajilla:

Kuten näette, multivibraattori tuottaa käytännössä "suorakulmaisia" värähtelyjä. Jonkin verran suorakulmaisen muodon rikkomista liittyy ohimeneviin prosesseihin silloin, kun transistorit kytketään päälle. Tästä on selvää, että signaali voidaan "poistaa" mistä tahansa transistorista. On vain yleisintä kuvata se täsmälleen kuten yllä on esitetty.
Käytännössä voimme pitää multivibraattorin värähtelymuotoa "puhtaasti suorakaiteen muotoisena":

Toisaalta multivibraattorin aaltomuoto näyttää olevan melko yksinkertainen. Mutta näin ei ole. Tarkemmin, ei ollenkaan niin. Yksinkertaisin aaltomuoto on siniaalto:

Jos generaattori luo ihanteellinen sinimuotoinen signaali, se vastaa tiukasti yksi tietty värähtelytaajuus. Mitä enemmän signaalin muoto eroaa sinimuodosta, sitä enemmän taajuuksia, jotka ovat perustaajuuden kerrannaisia, on signaalispektrissä. Ja multivibraattorin signaalin muoto on melko kaukana sinusoidista. Siksi, jos esimerkiksi sen värähtelyjen taajuus on 1000 Hz, niin spektri sisältää taajuudet 2000 Hz, 3000 Hz ja 4000 Hz... jne. näiden todelliset amplitudit harmonisia on huomattavasti pienempi kuin pääsignaali. Mutta he tekevät! Siksi tätä generaattoria kutsutaan MULTI vibraattori.
Multivibraattorin värähtelytaajuus riippuu sekä kytkentäkondensaattorien kapasitanssista että kantavastusten resistanssista. Jos ehdot täyttyvät multivibraattorissa: R1=R4, R2=R3, R1 symmetrinen. Kuten voidaan nähdä, kytkentäkondensaattorit voivat olla elektrolyyttisiä ja n- s- n Transistoreissa kondensaattorien plussat on kytketty kollektoreihin. Jos haet s- n- s transistorit, sinun on muutettava virtalähteen napaisuutta ja elektrolyyttikondensaattorien napaisuutta.
Symmetrisen multivibraattorin likimääräinen värähtelytaajuus voidaan laskea yksinkertaistetulla kaavalla:
, jossa f on taajuus hertseinä, R on kantavastuksen resistanssi kOhmeina, C on kytkentäkondensaattorin kapasitanssi μF.

4. TAAJUUSVAIHTO ja paljon muuta
Kuten edellä todettiin, multivibraattorin tuottamien pulssien taajuus määräytyy kytkentäkondensaattorien ja kantavastuksen arvojen perusteella. Yllä olevasta kaavasta voidaan nähdä, että kondensaattoreiden kapasitanssin kasvu ja/tai kantavastusten resistanssin kasvu johtaa multivibraattorin taajuuden laskuun ja vastaavasti päinvastoin. Tietenkin on mahdollista juottaa eri kapasiteetin kondensaattoreita tai eri vastuksilla olevia vastuksia, mutta vain koevaiheessa. Taajuutta muutetaan nopeasti käyttämällä muuttuvaa vastusta R5 peruspiireissä:

Multivibraattorin värähtelykaavion muotoa kutsutaan "meanderiksi":


Aika pulssin alusta toisen alkuun - jakso T - koostuu:
tи – pulssin kesto ja tп – tauon kesto.
Kutsutaan suhdetta S=T/ti käyttömäärä. Symmetriselle multivibraattorille S=2.
Toimintajakson käänteislukua kutsutaan toimintajaksoksi D=1/S. Symmetriselle multivibraattorille D=0,5.
Multivibraattori, jonka piiri on esitetty alla, tuottaa suorakaiteen muotoisia pulsseja. Niiden toistotiheyttä voidaan vaihdella laajoissa rajoissa pulssien toimintajakso pysyy ennallaan.


Multivibraattorin toiminta eroaa siinä, että silloin, kun transistori VT1 on kiinni, kondensaattori C2 puretaan diodista VD3 ja vastuksesta R4 koostuvan ketjun sekä vastuksen R3 kautta. Vastaavasti, kun transistori VT2 on kiinni, kondensaattori C1 puretaan diodin VD2 ja vastusten R4 ja R5 kautta.
Pulssin toistotiheyttä voidaan säätää laajoissa rajoissa muuttamalla vain vastuksen R4 resistanssia.
Kaaviossa esitetyillä yksityiskohdilla varustettu multivibraattori tuottaa pulsseja, joiden toistotaajuus on 140 - 1400 Hz.
Multivibraattorissa voit käyttää diodeja D2V-D2I, D9V-D9L ja mitä tahansa pienitehoisia transistoreita, joiden rakenne on n-p-n tai p-n-p. Käytettäessä pnp-rakenteellisia transistoreita kaikkien diodien ja virransyötön kytkentänapaisuus on vaihdettava.
Jos muutat hieman vastuksen R7 liitäntää, se turpoaa multivibraattori, jossa on vaihteleva käyttösuhde pulssit:


Riippuen vastuksen R7 liukusäätimen asennosta, tämä multivibraattori muuttuu epäsymmetriseksi ja sen värähtelykaavio voi olla esimerkiksi seuraava:


Yhdessä ja toisessa tapauksessa suhde T/ti muuttuu - käyttösuhde muuttuu.
On myös selvää, toivon, että käyttösuhdetta voidaan karkeasti muuttaa asentamalla eri kapasiteetin kondensaattoreita.

5. ASSYMMETRINEN MULTIVIBRAATTORI eri johtavuudella oleville transistoreille:

Epäsymmetrinen multivibraattori koostuu kahdessa transistorissa olevasta vahvistinasteesta, jonka lähtö (transistorin VT2 kollektori) on kytketty tuloon (transistorin VT1 kanta) kondensaattorin C1 kautta. Kuorma on vastus R2, josta signaali poistetaan (sytyttää sen sijaan LEDin, hehkulampun tai kaiuttimen). Suorajohtiminen transistori VT1 (tyyppi p-n-p) avautuu, kun kantaan kohdistetaan negatiivinen potentiaali emitteriin nähden. Transistori VT2, jonka johtavuus on käänteinen (tyyppi n-p-n), avautuu, kun kantaan kohdistetaan positiivinen potentiaali emitteriin nähden.

Kondensaattori C1 latautuu päälle kytkettynä vastusten R2 ja R1 kautta ja kantapotentiaali pienenee. Kun negatiivinen potentiaali syntyy VT1:n kannalle, transistori VT1 avautuu ja kollektori-emitteriresistanssi laskee. Transistorin VT2 kanta osoittautuu kytketyksi lähteen positiiviseen napaan, myös transistori VT2 avautuu ja kollektorivirta kasvaa. Tämän seurauksena virta kulkee R2:n läpi, kondensaattori C1 puretaan vastuksen R1 ja transistorin VT2 kautta. VT1:n kantapotentiaali kasvaa, transistori VT1 sulkeutuu, jolloin transistorin VT2 sulkeutuu. Tämän jälkeen kondensaattori C1 ladataan uudelleen, sitten puretaan jne. Muodostettujen pulssien taajuus on kääntäen verrannollinen kondensaattorin latausaikaan T ~ R1×C. Kun syöttöjännite kasvaa, kondensaattori latautuu nopeammin ja generoitujen pulssien taajuus kasvaa. Kun vastuksen R1 resistanssi tai kondensaattorin C1 kapasitanssi kasvaa, värähtelytaajuus pienenee.
Todellisuudessa taajuutta muutetaan esimerkiksi näin:

Esimerkkejä sivustolta http://lessonradio.narod.ru/Diagram.htm

6. STANDBY MULTIVIBRAATTORI
Tällainen multivibraattori generoi virta- (tai jännite) pulsseja, kun sen tuloon syötetään liipaisusignaaleja toisesta lähteestä, esimerkiksi itsevärähtelevästä multivibraattorista. Muuttaaksesi itsevärähtelevän multivibraattorin odottavaksi multivibraattoriksi (katso kaavio kohdasta 3), sinun on tehtävä seuraava: poista kondensaattori C2 ja kytke sen sijaan vastus R3 transistorin VT2 kollektorin ja transistorin VT1 kannan väliin; transistorin VT1 kannan ja maadoitetun johtimen väliin kytke sarjaan kytketty 1,5 V elementti ja vastus, jonka resistanssi on R5, mutta siten, että elementin positiivinen napa on kytketty kantaan (R5:n kautta); kytke kondensaattori C2 transistorin VT1 kantapiiriin, jonka toinen napa toimii koskettimena tuloohjaussignaali. Tällaisen multivibraattorin transistorin VT1 alkutila on suljettu, transistori VT2 on auki. Suljetun transistorin kollektorin jännitteen tulee olla lähellä virtalähteen jännitettä ja avoimen transistorin kollektorissa - ei saa ylittää 0,2 - 0,3 V. Mukana milliampeerimittari (10-15 mA virralle) transistorin V1 kollektoripiirissä ja sen nuolta tarkkailemalla vaihda koskettimien välillä UPR signaali ja maadoitetulla johtimella, kirjaimellisesti hetkeksi, yksi tai kaksi AAA-elementtiä kytkettynä sarjaan (GB1-kaaviossa). VAROITUS: Tämän ulkoisen sähkösignaalin negatiivinen napa on kytkettävä koskettimeen UPR signaali. Tässä tapauksessa milliampeerimittarin neulan tulisi välittömästi poiketa transistorin kollektoripiirin suurimman virran arvoon, jäätyä hetkeksi ja palata sitten alkuperäiseen asentoonsa odottamaan seuraavaa signaalia. Jos toistat tämän kokeen useita kertoja, jokaisen signaalin milliampeerimittari näyttää välittömän lisäyksen 8 - 10 mA:iin ja jonkin ajan kuluttua myös transistorin VT1 kollektorivirta laskee välittömästi melkein nollaan. Nämä ovat multivibraattorin tuottamia yksittäisiä virtapulsseja. Vaikka GB1-akkua pidettäisiin kiinni pidempään UPR signaali, sama tapahtuu - vain yksi pulssi ilmestyy multivibraattorin ulostuloon.


Jos kosketat transistorin VT1 pohjan liitintä millä tahansa käteesi otetulla metalliesineellä, ehkä tässä tapauksessa odottava multivibraattori toimii - kehon sähköstaattisesta varauksesta. Voit liittää milliammetrin transistorin VT2 kollektoripiiriin. Ohjaussignaalia käytettäessä tämän transistorin kollektorivirran tulisi laskea jyrkästi melkein nollaan ja sitten nousta yhtä jyrkästi avoimen transistorin virran arvoon. Tämä on myös virtapulssi, mutta negatiivinen vastakkaisuus.
Mikä on valmiustilan multivibraattorin toimintaperiaate? Tällaisessa multivibraattorissa transistorin VT2 kollektorin ja transistorin VT1 kannan välinen yhteys ei ole kapasitiivinen, kuten itsevärähtelevässä, vaan resistiivinen - vastuksen R3 kautta. Sen avaava negatiivinen esijännite syötetään transistorin VT2 kantaan vastuksen R2 kautta. Transistori VT1 on luotettavasti suljettu elementin G1 positiivisella jännitteellä kannassaan. Tämä transistorien tila on erittäin vakaa. VT1 voi pysyä tässä tilassa minkä tahansa ajan. Kun negatiivisen polariteetin jännitepulssi ilmestyy transistorin VT1 kannalle, transistorit menevät epävakaaseen tilaan. Tulosignaalin vaikutuksesta transistori VT1 avautuu ja sen kollektorin muuttuva jännite kondensaattorin C1 kautta sulkee transistorin VT2. Transistorit pysyvät tässä tilassa, kunnes kondensaattori C1 purkautuu (vastuksen R2 ja avoimen transistorin VT1 kautta, jonka resistanssi on tällä hetkellä pieni). Heti kun kondensaattori purkautuu, transistori VT2 avautuu välittömästi ja transistori VT1 sulkeutuu. Tästä hetkestä lähtien multivibraattori on jälleen alkuperäisessä, vakaassa valmiustilassa. Täten, odottavassa multivibraattorissa on yksi talli Ja yksi epävakaa osavaltio. Epävakaan tilan aikana se tuottaa yksi neliömäinen pulssi virta (jännite), jonka kesto riippuu kondensaattorin C1 kapasitanssista. Mitä suurempi tämän kondensaattorin kapasitanssi on, sitä pidempi pulssin kesto. Joten esimerkiksi kondensaattorin kapasiteetilla 50 µF multivibraattori tuottaa virtapulssin, joka kestää noin 1,5 s, ja kondensaattorilla, jonka kapasiteetti on 150 µF - kolme kertaa enemmän. Lisäkondensaattorien avulla voidaan poistaa positiiviset jännitepulssit lähdöstä 1 ja negatiiviset lähdöstä 2. Voidaanko multivibraattori poistaa valmiustilasta vain negatiivisella jännitepulssilla transistorin VT1 kantaan? Ei, ei vain. Tämä voidaan tehdä myös kohdistamalla positiivisen polariteetin jännitepulssi, mutta transistorin VT2 kantaan.
Kuinka voit käytännössä käyttää valmiustilassa olevaa multivibraattoria? Eri tavalla. Esimerkiksi sinimuotoisen jännitteen muuntamiseksi samantaajuisiksi suorakaiteen muotoisiksi jännite- (tai virta-) pulsseiksi tai toisen laitteen kytkeminen päälle joksikin aikaa kohdistamalla lyhytaikainen sähköinen signaali odottavan multivibraattorin tuloon.

Esimerkki odottavan multivibraattorin käytöstä on maksiminopeuden ilmaisin.
Uudessa autossa ajettaessa moottorin kierrosluku ei saa ylittää tietyn ajan kuluessa valmistajan suosittelemaa suurinta sallittua arvoa.
Moottorin kierrosluvun ohjaamiseen voit käyttää laitetta, joka on koottu tässä esitetyn kaavion mukaan. Hehkulamppua käytetään moottorin suurimman kierrosluvun ilmaisimena.


Kierroslukumittarin pääosat ovat valmiustilassa oleva multivibraattori transistoreissa T1 ja T2 ja Schmitt-laukaisin transistoreissa T5 ja T6. Katkaisijalta tuleva tulosignaali syötetään differentioivaan ketjuun R4C1 (tämä on tarpeen samanpituisten pulssien saamiseksi). Lisää signaalinmuodostusta suorittaa multivibraattori. Diodi D1 ei lähetä tulosignaalin negatiivisia puoliaaltoja transistorin T2 kantaan. Multivibraattorin tuottamat pulssit syötetään Schmitt-liipaisuun transistorille T3 tehdyn emitteriseuraajan ja integrointipiirin R7C3 kautta. Merkkivalo L1, joka on kytketty transistorin T6 emitteripiiriin, syttyy vain, kun moottorin nopeus ylittää esiasetetun (muuttuva vastus R8).
Valmis laite voidaan kalibroida tavallisella kierroslukumittarilla tai äänigeneraattorilla. Joten esimerkiksi nelitahtisessa nelisylinterisessä moottorissa 1500 rpm vastaa äänigeneraattorin taajuutta 60 Hz, 3000 rpm - 100 Hz, 6000 rpm - 200 Hz ja niin edelleen.
Käytettäessä osia, joissa on kaaviossa esitetyt tiedot, kierroslukumittari mahdollistaa 500 - 10 000 rpm:n rekisteröinnin. Virrankulutus - 20 mA.
Transistorit BC107 voidaan korvata KT315:llä millä tahansa kirjainindeksillä. Mitä tahansa piidiodia voidaan käyttää diodina D1. Germaniumtransistoreiden ja -diodien käyttöä ei suositella ankarien lämpötilaolosuhteiden vuoksi.

7. MONIVAIHEET MULTIVIBRAATTORIT
saadaan lisäämällä vahvistusasteita ja PIC:itä.
Kolmivaiheinen multivibraattori:


Esimerkki sivustolta http://www.votshema.ru/324-simmerichnyy-multivibrator.html

Nelivaiheinen multivibraattori vaatii erityistoimenpiteitä vakaan toiminnan varmistamiseksi:


Esimerkki sivustolta http://www.moyashkola.net/krugok/r_begog.htm

8. MULTIVIBRAATTORIT LOGISET ELEMENTIT
Multivibraattori voidaan tehdä käyttämällä loogisia elementtejä, esimerkiksi NAND. Kaavio mahdollisesta vaihtoehdosta on esimerkiksi seuraava:


Aktiivisten elementtien toiminnot tässä suorittavat 2I-NOT-logiikkaelementit (katso artikkelini "CHICROCIRCUIT" sivulla "RADIOkomponentit"), jotka on yhdistetty inverttereillä. Kondensaattorien C1 ja C2 muodostaman lähdön DD1.2 ja tulon DD1.1 sekä lähdön DD1.1 ja tulon DD1.2 välisen PIC:n ansiosta laite viritetään ja tuottaa sähköpulsseja. Pulssin toistonopeus riippuu kondensaattorien ja vastusten R1 ja R2 arvoista. Pienentämällä kondensaattoreiden kapasitanssi 1...5 µF:iin saadaan äänitaajuus 500...1000 Hz. Kuulokkeet on liitettävä johonkin multivibraattorin ulostuloista kondensaattorin kautta, jonka kapasiteetti on 0,01...0,015 μF.
Joskus sama multivibraattori on kuvattu näin:

Multivibraattori voidaan valmistaa kolmella loogisella elementillä:


Kaikki elementit kytketään päälle inverttereillä ja kytketään sarjaan. Ajoitusketjun muodostavat C1 ja R1. Hehkulamppua voidaan käyttää ilmaisimena. Taajuutta sujuvasti muuttaaksesi R1:n sijasta sinun tulee sisällyttää 1,5 kOhmin säädettävä vastus.

Jos kondensaattorin kapasitanssi on 1 µF, värähtelytaajuudesta tulee ääntä.
Miten tällainen multivibraattori toimii? Päälle kytkemisen jälkeen yksi loogisista elementeistä ottaa ensimmäisenä yhden mahdollisista tiloista ja vaikuttaa siten muiden elementtien tilaan. Olkoon se elementti DD1.2, joka osoittautuu yksittäisessä tilassa. Elementtien DD1.1 ja DD1.2 kautta kondensaattori latautuu välittömästi ja elementti DD1.1 on nollatilassa. DD1.3-elementti on samassa tilassa, koska sen tulo on looginen 1. Tämä tila on epävakaa, koska DD1.3:n lähtö on looginen 0 ja kondensaattori alkaa purkaa vastuksen ja lähtöasteen kautta. DD1.3 elementti. Purkauksen edetessä positiivinen jännite elementin DD1.1 sisääntulossa pienenee. Heti kun se on yhtä suuri kuin kynnys, tämä elementti siirtyy yksittäistilaan ja DD1.2-elementti vaihtuu nollatilaan. Kondensaattori alkaa latautua elementin DD1.3 (sen lähtö on nyt loogisella tasolla 1), vastuksen ja elementin DD1.2 kautta. Pian jännite ensimmäisen elementin sisääntulossa ylittää kynnyksen ja kaikki elementit siirtyvät vastakkaisiin tiloihin. Näin muodostuu sähköpulsseja multivibraattorin lähtöön - elementin DD1.3 käänteislähtöön.
"Kolmeelementtiä" multivibraattoria voidaan yksinkertaistaa poistamalla siitä DD1.3:

Se toimii samalla tavalla kuin edellinen. Juuri tällaista multivibraattoria käytetään useimmiten erilaisissa radioelektronisissa laitteissa.

Voit myös tehdä odottavan multivibraattorin käyttämällä logiikkaelementtejä. Kuten edellinen, se on rakennettu 2 loogiseen elementtiin.


Ensimmäistä DD1.1:tä käytetään aiottuun tarkoitukseen - 2I-NOT-elementtinä. Painike SB1 toimii liipaisusignaalin anturina. Esimerkiksi pulssien ilmaisemiseen käytetään LED-valoa. Pulssin kestoa voidaan pidentää lisäämällä kapasitanssia C1 ja resistanssia R1. R1:n sijasta voit kytkeä päälle säädettävän (viritys) vastuksen, jonka resistanssi on noin 2 kOhm (mutta enintään 2,2 kOhm) pulssin keston muuttamiseksi tietyissä rajoissa. Mutta jos vastus on alle 100 ohmia, multivibraattori lakkaa toimimasta.
Toimintaperiaate. Alkuhetkellä DD1.1-elementin alempi nasta ei ole kytketty mihinkään - sen looginen taso on 1. Ja 2I-NOT-elementille tämä riittää, että se on nollatilassa. Myös DD1.2-tulo on loogisella 0-tasolla, koska elementin tulovirran aiheuttama jännitehäviö vastuksen yli pitää elementin tulotransistorin suljetussa tilassa. Logic 1 -jännite tämän elementin lähdössä pitää ensimmäisen elementin nollatilassa. Kun painiketta painetaan, ensimmäisen elementin sisäänmenoon syötetään negatiivisen napaisuuden liipaisupulssi, joka kytkee elementin DD1.1 yksittäistilaan. Positiivinen jännitteen hyppy, joka tapahtuu tällä hetkellä sen lähdössä, välitetään kondensaattorin kautta toisen elementin tuloihin ja kytkee sen yhdestä tilasta nollatilaan. Tämä elementtien tila säilyy myös liipaisupulssin päättymisen jälkeen. Siitä hetkestä lähtien, kun positiivinen pulssi ilmestyy ensimmäisen elementin ulostuloon, kondensaattori alkaa latautua - tämän elementin lähtöasteen ja vastuksen kautta. Kun lataus tapahtuu, vastuksen yli oleva jännite laskee. Heti kun se saavuttaa kynnyksen, toinen elementti vaihtaa yhden tilaan ja ensimmäinen nollatilaan. Kondensaattori purkautuu nopeasti ensimmäisen elementin lähtöasteen ja toisen vesivaiheen kautta, ja laite on valmiustilassa.
On syytä muistaa, että multivibraattorin normaalia toimintaa varten liipaisupulssin keston on oltava lyhyempi kuin generoidun pulssin kesto.

P.S. Aihe "MULTIVIBRAATTORI" on esimerkki luovasta lähestymistavasta sähkövärähtelyjen tutkimukseen koulun fysiikan kurssilla. Eikä vain. Yksinkertaisten piirien luominen, niiden toiminnan mallintaminen, sähkösuureiden havainnointi ja mittaaminen menee paljon tavallisen koulufysiikan ja tietojenkäsittelytieteen rajojen ulkopuolelle. Ja oikeiden laitteiden luominen muuttaa täysin nuorten käsityksen siitä, mitä ja miten he voivat OPISKELLA koulussa (inhoan sanaa "OPETTA").

Multivibraattori (latinasta I oscillate lot) on epälineaarinen laite, joka muuntaa jatkuvan syöttöjännitteen lähes suorakaiteen muotoisten pulssien energiaksi. Multivibraattori perustuu vahvistimeen, jolla on positiivinen palaute.

On itsevärähteleviä ja valmiustilassa olevia multivibraattoreita. Tarkastellaan ensimmäistä tyyppiä.

Kuvassa Kuvassa 1 on esitetty takaisinkytketyn vahvistimen yleinen piiri.

Piiri sisältää vahvistimen kompleksivahvistuskertoimella k=Ke-ik, OOS-piirin lähetyskertoimella m ja PIC-piirin kompleksilähetyskertoimella B=e-i. Generaattoriteoriasta tiedetään, että värähtelyjen esiintyminen millä tahansa taajuudella on välttämätöntä, että ehto Bk>1 täyttyy siinä. Pulssijaksoinen signaali sisältää joukon taajuuksia, jotka muodostavat viivaspektrin (ks. luento 1). Että. Pulssien generoimiseksi on välttämätöntä täyttää ehto Bk>1 ei yhdellä taajuudella, vaan laajalla taajuuskaistalla. Lisäksi mitä lyhyempi pulssi ja lyhyemmillä reunoilla signaali vaaditaan, leveämmällä taajuuskaistalla on täytettävä ehto Bk>1. Yllä oleva ehto jakautuu kahteen osaan:

amplituditasapainotila - generaattorin kokonaislähetyskertoimen moduulin on ylitettävä 1 laajalla taajuusalueella - K>1;

vaihetasapainotila - generaattorin suljetun piirin värähtelyjen kokonaisvaihesiirron samalla taajuusalueella on oltava 2 - k + = 2n kerrannainen.

Laadullisesti jännitteen äkillisen nousun prosessi tapahtuu seuraavasti. Oletetaan, että jossain vaiheessa vaihtelujen seurauksena jännite generaattorin sisääntulossa kasvaa pienellä määrällä u. Molempien generointiehtojen täyttymisen seurauksena laitteen lähtöön ilmestyy jännitelisäys: uout = Vkuin >uin, joka välittyy sisääntuloon samassa vaiheessa alkuperäisen uin:n kanssa. Vastaavasti tämä lisäys johtaa edelleen nousuun lähtöjännitteessä. Lumivyöryn kaltainen jännitteen kasvuprosessi tapahtuu laajalla taajuusalueella.

Käytännön pulssigeneraattoripiirin rakentamisen tehtävänä on syöttää osa lähtösignaalista, jonka vaihe-ero on =2, laajakaistavahvistimen sisäänmenoon. Koska yksi resistiivinen vahvistin siirtää tulojännitteen vaihetta 1800:lla, kahden sarjaan kytketyn vahvistimen käyttö voi täyttää vaihetasapainoehdon. Amplituditasapainotila näyttää tältä tässä tapauksessa:

Yksi mahdollisista tämän menetelmän toteuttavista kaavioista on esitetty kuvassa 2. Tämä on itsevärähtelevän multivibraattorin piiri, jossa on kollektori-kantaliitännät. Piiri käyttää kahta vahvistusastetta. Yhden vahvistimen lähtö on kytketty toisen tuloon kondensaattorilla C1 ja jälkimmäisen lähtö on kytketty ensimmäisen tuloon kondensaattorilla C2.


Harkitsemme multivibraattorin toimintaa kvalitatiivisesti käyttämällä kuvassa 1 esitettyjä jännitteen ajoituskaavioita (kaavioita). 3.

Anna multivibraattorin kytkeytyä hetkellä t=t1. Transistori VT1 on kyllästystilassa ja VT2 on katkaisutilassa. Tästä hetkestä lähtien kondensaattorien C1 ja C2 latausprosessit alkavat. Hetkeen t1 asti kondensaattori C2 oli täysin purkautunut ja C1 ladattu syöttöjännitteeseen Ep (varattujen kondensaattorien napaisuus on esitetty kuvassa 2). Kun VT1 on avattu, se alkaa latautua lähteestä Ep vastuksen Rk2 ja lukitsemattoman transistorin VT1 kannan kautta. Kondensaattori on ladattu lähes syöttöjännitteeseen Ep varausvakiolla

zar2 = С2Rк2

Koska C2 on kytketty rinnan VT2:n kanssa avoimen VT1:n kautta, sen latausnopeus määrää lähtöjännitteen Uout2 muutosnopeuden. Olettaen, että latausprosessi on valmis, kun Uout2 = 0,9 Up, kesto on helppo saada selville.

t2-t1 = С2Rк2ln102,3С2Rк2

Samanaikaisesti C2:n latauksen kanssa (hetkestä t1 alkaen) kondensaattori C1 latautuu. Sen VT2:n kantaan syötetty negatiivinen jännite ylläpitää tämän transistorin pois päältä. Kondensaattori C1 ladataan piirin kautta: Ep, avoimen transistorin VT1 vastus Rb2, C1, E-K. tapaus aikavakiolla

razr1 = C1Rb2

Koska Rb >>Rk, lataa<<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

Ajanhetkellä t3 ilmestyy kollektorivirta VT2, jännite Uke2 laskee, mikä johtaa VT1:n sulkeutumiseen ja vastaavasti Uke1:n kasvuun. Tämä inkrementaalinen jännite välittyy C1:n kautta VT2:n kantaan, mikä aiheuttaa VT2:n lisäaukon. Transistorit siirtyvät aktiiviseen tilaan, tapahtuu lumivyöryn kaltainen prosessi, jonka seurauksena multivibraattori menee toiseen kvasistaationaariseen tilaan: VT1 on kiinni, VT2 on auki. Multivibraattorin kääntymisaika on paljon lyhyempi kuin kaikkien muiden ohimenevien prosessien kesto, ja sen voidaan katsoa olevan nolla.

Hetkestä t3 alkaen prosessit multivibraattorissa etenevät samalla tavalla kuin on kuvattu, sinun tarvitsee vain vaihtaa piirielementtien indeksit.

Siten pulssin rintaman kesto määräytyy kytkentäkondensaattorin latausprosessien mukaan ja on numeerisesti yhtä suuri kuin:

Multivibraattorin lähes vakaassa tilassa olevan kesto (pulssin ja tauon kesto) määräytyy kytkentäkondensaattorin purkamisprosessin perusteella kantavastuksen kautta ja on numeerisesti yhtä suuri kuin:

Symmetrisellä multivibraattoripiirillä (Rk1 = Rk2 = Rk, Rb1 = Rb2 = Rb, C1 = C2 = C) pulssin kesto on yhtä suuri kuin tauon kesto ja pulssin toistojakso on yhtä suuri:

T = u + n = 1,4CRb

Pulssin ja rintaman kestoa verrattaessa on otettava huomioon, että Rb/Rk = h21e/s (nykyaikaisilla transistoreilla h21e on 100 ja s2). Näin ollen nousuaika on aina lyhyempi kuin pulssin kesto.

Symmetrisen multivibraattorin lähtöjännitetaajuus ei riipu syöttöjännitteestä ja sen määräävät vain piiriparametrit:

Pulssien keston ja niiden toistojakson muuttamiseksi on tarpeen vaihdella Rb:n ja C:n arvoja. Mutta mahdollisuudet tässä ovat rajalliset: Rb:n muutoksen rajoja rajoittaa suuremmalla puolella tarve säilyttää avoin transistori, pienemmällä puolella matalalla saturaatiolla. C:n arvoa on vaikea muuttaa sujuvasti pienissäkin rajoissa.

Löytääksemme tien ulos vaikeudesta, siirrytään kuvion ajanjaksoon t3-t1. 2. Kuvasta voidaan nähdä, että määritetty aikaväli ja siten pulssin kesto voidaan säätää muuttamalla kondensaattorin suorapurkauksen kaltevuutta. Tämä voidaan saavuttaa kytkemällä kantavastukset ei virtalähteeseen, vaan lisäjännitelähteeseen ECM (katso kuva 4). Tällöin kondensaattori ei lataudu Ep:iin vaan Ecm:iin, ja eksponentiaalin kaltevuus muuttuu Ecm:n muutoksen myötä.

Tarkasteltujen piirien tuottamilla pulsseilla on pitkä nousuaika. Joissakin tapauksissa tätä arvoa ei voida hyväksyä. F:n lyhentämiseksi piiriin viedään katkaisukondensaattoreita, kuten kuvassa 5. Kondensaattori C2 ladataan tässä piirissä ei Rz:n, vaan Rd:n kautta. Diodi VD2, vaikka se pysyy kiinni, "katkaisee" jännitteen C2:sta lähdöstä ja kollektorin jännite kasvaa lähes samanaikaisesti transistorin sulkeutumisen kanssa.

Multivibraattoreissa operaatiovahvistinta voidaan käyttää aktiivisena elementtinä. Itsevärähtelevä multivibraattori, joka perustuu operaatiovahvistimeen, on esitetty kuvassa. 6.


Operaatiovahvistin on peitetty kahdella käyttöjärjestelmäpiirillä: positiivinen

ja negatiivinen

Xc/(Xc+R) = 1/(1+wRC).

Olkoon generaattori päällä hetkellä t0. Invertoivassa sisääntulossa jännite on nolla, ei-invertoivassa tulossa se on yhtä todennäköistä positiivinen tai negatiivinen. Tarkemmin sanottuna otetaan positiivinen. PIC:n ansiosta suurin mahdollinen jännite muodostetaan lähtöön - Uout m. Tämän lähtöjännitteen asettumisaika määräytyy operaatiovahvistimen taajuusominaisuuksien mukaan, ja se voidaan asettaa nollaksi. Alkaen hetkestä t0, kondensaattori C latautuu aikavakiolla =RC. Kunnes aika t1 Ud = U+ - U- >0, ja operaatiovahvistimen lähtö säilyttää positiivisen Uoutm:n. Kohdassa t=t1, kun Ud = U+ - U- = 0, vahvistimen lähtöjännite muuttaa polariteetiksi - Uout m. Hetken t1 jälkeen kapasitanssi C varataan uudelleen, pyrkien tasolle - Uout m. Hetkeen t2 asti 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:

Т = 2RCln(1+2R2/R1).

Kuvassa 6 esitettyä multivibraattoria kutsutaan symmetriseksi, koska positiivisten ja negatiivisten lähtöjännitteiden ajat ovat yhtä suuret.

Epäsymmetrisen multivibraattorin saamiseksi OOS:n vastus tulisi korvata piirillä, kuten kuvassa 2 on esitetty. 7. Positiivisten ja negatiivisten pulssien erilaiset kestoajat varmistetaan eri aikavakioilla säiliöiden lataamiselle:

R"C, - = R"C.

Op-amp-multivibraattori voidaan helposti muuntaa yhden laukauksen tai valmiustilan multivibraattoriksi. Ensin kytketään OOS-piiriin rinnakkain C:n kanssa diodi VD1, kuten kuvassa 8 on esitetty. Diodin ansiosta piirillä on yksi vakaa tila, kun lähtöjännite on negatiivinen. Todellakin, koska Uout = - Uout m, silloin diodi on auki ja jännite invertoivassa sisääntulossa on suunnilleen nolla. Kun jännite ei-invertoivassa sisääntulossa on

U+ =- Uout m R2/(R1+R2)

ja piirin vakaa tila säilyy. Yhden pulssin muodostamiseksi piiriin on lisättävä liipaisupiiri, joka koostuu diodeista VD2, C1 ja R3. Diodi VD2 pidetään suljetussa tilassa ja se voidaan avata vain positiivisella tulopulssilla, joka saapuu sisääntuloon hetkellä t0. Kun diodi avautuu, etumerkki vaihtuu ja piiri menee tilaan, jossa lähdössä on positiivinen jännite. Uout = Uout m. Tämän jälkeen kondensaattori C1 alkaa latautua aikavakiolla =RC. Ajanhetkellä t1 tulojännitteitä verrataan. U- = U+ = Uout m R2/(R1+R2) ja =0. Seuraavalla hetkellä differentiaalisignaali muuttuu negatiiviseksi ja piiri palaa vakaaseen tilaan. Kaaviot on esitetty kuvassa. 9.

Käytetään odottavien multivibraattorien piirejä, joissa käytetään diskreettejä ja loogisia elementtejä.

Kyseisen multivibraattorin piiri on samanlainen kuin aiemmin käsitelty.

Kotitekoisten LED-vilkkujen yksinkertaiset piirit, jotka perustuvat transistorimultivibraattoriin. Kuvassa 1 on multivibraattoripiiri, joka kytkee kaksi LEDiä. LED-valot vilkkuvat vuorotellen, eli kun HL1 on päällä, HL2-LED ei pala, vaan päinvastoin.

Voit asentaa kaavion joulukuusen leluksi. Kun virta kytketään päälle, lelu vilkkuu. Jos LEDit ovat erivärisiä, lelu vilkkuu samanaikaisesti ja muuttaa hehkun väriä.

Vilkkumistaajuutta voidaan muuttaa valitsemalla vastusten R2 ja R3 resistanssit, muuten, jos nämä vastukset eivät ole samaa vastusta, voit varmistaa, että toinen LED hehkuu pidempään kuin toinen.

Mutta kaksi LEDiä ei jotenkin riitä edes pienimpään pöytäjoulukuuseen. Kuvassa 2 on piiri, joka kytkee kaksi kolmen LEDin merkkijonoa. LEDejä on enemmän, ja niin on myös niiden virransyöttöön tarvittava jännite. Siksi nyt lähde ei ole 5 volttia, vaan 9 volttia (tai 12 volttia).

Kuva 1. Yksinkertaisimman vilkkurin piiri LEDeillä ja transistoreilla.

Kuva 2. Yksinkertaisen vilkkulaitteen piiri, jossa on kuusi LEDiä ja kaksi transistoria.

Riisi. 3. LED-vilkkupiiri, jossa on tehokkaat lähdöt kuormitusta varten.

Virtalähteenä voit käyttää vanhan televisiopelikonsolin, kuten “Dandy”, virtalähdettä tai ostaa kaupasta edullisen “verkkosovittimen”, jonka lähtöjännite on 9V tai 12V.

Ja silti kuusi LEDiä ei riitä kodin joulukuuseen. Olisi kiva kolminkertaistaa LEDien määrä. Kyllä, äläkä käytä yksinkertaisia ​​LEDejä, vaan erittäin kirkkaita. Mutta jos jokaisessa seppeleessä on jo yhdeksän sarjaan kytkettyä LEDiä ja jopa superkirkkaita, niin niiden hehkumiseen tarvittava kokonaisjännite on jo 2,3Vx9=20,7V.

Lisäksi tarvitaan muutama voltti lisää, jotta multivibraattori toimii. Lisäksi myytävät "verkkosovittimet" ovat yleensä edullisia, enintään 12 V.

Voit päästä eroon tästä tilanteesta, jos jaat LEDit kolmeen kolmen hengen ryhmään. Ja kytke ryhmät päälle rinnakkain. Mutta tämä johtaa virran kasvuun transistorien läpi ja häiritsee multivibraattorin toimintaa. On kuitenkin mahdollista tehdä lisävahvistusasteita käyttämällä kahta muuta transistoria (kuva 3).

Kaksi seppelettä ovat hyviä, mutta ne vain vilkkuvat vuorotellen. Kunpa niitä olisi ainakin kolme! Tällaista tapausta varten on olemassa niin kutsuttu "kolmivaiheinen multivibraattori"-piiri. Se näkyy kuvassa 4.

Kuva 4. Multivibraattoripiiri kolmella transistorilla.

Jos kytket LED-seppeleet päälle transistorien kollektoripiireissä (kuva 5), ​​saat eräänlaisen juoksevan tuliefektin. Valoefektin toistonopeutta voidaan säätää korvaamalla kondensaattorit C1, C2 ja C3 muun kapasiteetin kondensaattoreilla. Ja myös vastusten R2, R4, R6 korvaaminen eri vastuksilla. Kapasitanssin tai resistanssin kasvaessa LED-kytkentänopeus pienenee.

Riisi. 5. Multivibraattoripiiri käynnissä olevan tulen vaikutuksen saavuttamiseksi.

Ja kuvassa 6 on tehokkaampi versio, jossa on 27 LEDiä. Kuvien 3 ja 6 kaavioiden mukaisissa "vilkkuvissa valoissa" voit käyttää melkein mitä tahansa LEDiä, mutta silti on toivottavaa, että ne ovat superkirkkaita tai superkirkkaita.

Riisi. 6. Kaavio tehokkaammasta vilkkusta, jossa on 27 LEDiä.

Asennus voidaan tehdä prototyypeille painetuille piirilevyille, joita myydään radioosakaupoissa. Tai ilman levyjä, juottamalla osat yhteen.

Multivibraattori on yksinkertaisin pulssigeneraattori, joka toimii itsevärähtelytilassa, eli kun piiriin syötetään jännite, se alkaa tuottaa pulsseja.

Yksinkertaisin kaavio on esitetty alla olevassa kuvassa:



multivibraattoripiiri transistoreilla

Lisäksi kondensaattorien C1, C2 kapasitanssit valitaan aina mahdollisimman identtisiksi, ja kantaresistanssien R2, R3 nimellisarvon tulee olla suurempi kuin kollektoreiden. Tämä on tärkeä edellytys MV:n asianmukaiselle toiminnalle.

Miten transistoripohjainen multivibraattori toimii?Joten: kun virta kytketään päälle, kondensaattorit C1 ja C2 alkavat latautua.

Ensimmäinen kondensaattori ketjussa R1-C1-siirtymä BE toisen rungon.

Toinen kapasitanssi ladataan ensimmäisen transistorin kotelon piirin R4 - C2 - siirtymä BE kautta.

Koska transistoreissa on kantavirta, ne melkein avautuvat. Mutta koska ei ole kahta identtistä transistoria, toinen niistä avautuu hieman aikaisemmin kuin sen kollega.

Oletetaan, että ensimmäinen transistori avautuu aikaisemmin. Kun se avautuu, se purkaa kapasiteetin C1. Lisäksi se purkaa käänteisessä polariteetissa sulkeen toisen transistorin. Mutta ensimmäinen on avoimessa tilassa vain hetken, kunnes kondensaattori C2 on ladattu syöttöjännitetasolle. Latausprosessin C2 lopussa Q1 lukitaan.

Mutta tähän mennessä C1 on melkein tyhjä. Tämä tarkoittaa, että sen läpi kulkee virta, joka avaa toisen transistorin, joka purkaa kondensaattorin C2 ja pysyy auki, kunnes ensimmäinen kondensaattori latautuu. Ja niin edelleen syklistä toiseen, kunnes katkaisemme virran piiristä.

Kuten on helppo nähdä, tässä kytkentäaika määräytyy kondensaattorien kapasitanssin mukaan. Muuten, perusresistanssien R1, R3 vastus vaikuttaa myös tähän tiettyyn tekijään.

Palataan alkuperäiseen tilaan, kun ensimmäinen transistori on auki. Tällä hetkellä kapasitanssilla C1 ei ole vain aikaa purkaa, vaan se alkaa myös latautua käänteisessä polariteetissa pitkin avoimen Q1:n piiriä R2-C1-kollektori-emitteri.

Mutta R2:n vastus on melko suuri ja C1:llä ei ole aikaa latautua virtalähteen tasolle, mutta kun Q1 on lukittu, se purkautuu Q2:n perusketjun läpi, mikä auttaa sitä avautumaan nopeammin. Sama vastus lisää myös ensimmäisen kondensaattorin C1 latausaikaa. Mutta kollektorivastukset R1, R4 ovat kuormitus, eikä niillä ole paljon vaikutusta pulssin generoinnin taajuuteen.

Käytännön johdannona ehdotan kokoamista, samassa artikkelissa käsitellään myös kolmen transistorin suunnittelua.



multivibraattoripiiri transistoreilla uudenvuoden vilkkujen suunnittelussa

Katsotaanpa epäsymmetrisen multivibraattorin toimintaa kahdella transistoria käyttämällä yksinkertaisen kotitekoisen radioamatööripiirin esimerkkiä, joka tuottaa pomppivan metallipallon äänen. Piiri toimii seuraavasti: kapasitanssin C1 purkaessa iskujen voimakkuus pienenee. Äänen kokonaiskesto riippuu C1:n arvosta, ja kondensaattori C2 asettaa taukojen keston. Transistorit voivat olla mitä tahansa p-n-p tyyppiä.

Kotimaisia ​​mikromultivibraattoreita on kahta tyyppiä - itsevärähtelevä (GG) ja valmiustila (AG).

Itsevärähtelevät tuottavat jaksollisen suorakaiteen muotoisen pulssin sarjan. Niiden kesto ja toistojakso asetetaan ulkoisten vastuksen ja kapasitanssin parametrien tai ohjausjännitteen tason mukaan.

Esimerkiksi itsevärähtelevien MV:iden kotimaiset mikropiirit ovat 530GG1, K531GG1, KM555GG2 Löydät tarkempaa tietoa niistä ja monista muista esimerkiksi julkaisusta Yakubovsky S.V. Digitaaliset ja analogiset integroidut piirit tai IC:t ja niiden ulkomaiset analogit. Hakemisto 12 osassa, toimittanut Nefedov

Odottavia MV:itä varten generoidun pulssin kesto määräytyy myös liitettyjen radiokomponenttien ominaisuuksien mukaan, ja pulssin toistojakson määrää erilliseen tuloon saapuvien liipaisupulssien toistojakso.

Esimerkkejä: K155AG1 sisältää yhden valmiustilassa olevan multivibraattorin, joka tuottaa yksittäisiä suorakaiteen muotoisia pulsseja, joilla on hyvä kestostabiilisuus; 133AG3, K155AG3, 533AG3, KM555AG3, KR1533AG3 sisältää kaksi valmiustilassa olevaa MV:tä, jotka tuottavat yksittäisiä suorakaiteen muotoisia jännitepulsseja, joilla on hyvä vakaus; 533AG4, KM555AG4 kaksi odottavaa MV:tä, jotka muodostavat yksittäisiä suorakaiteen muotoisia jännitepulsseja.

Hyvin usein radioamatöörikäytännössä he eivät halua käyttää erikoistuneita mikropiirejä, vaan koota ne loogisten elementtien avulla.

Yksinkertaisin NAND-portteja käyttävä multivibraattoripiiri on esitetty alla olevassa kuvassa. Siinä on kaksi tilaa: yhdessä tilassa DD1.1 on lukittu ja DD1.2 on auki, toisessa - kaikki on päinvastoin.

Esimerkiksi jos DD1.1 on kiinni, DD1.2 on auki, kapasitanssi C2 varataan resistanssin R2 läpi kulkevalla DD1.1:n lähtövirralla. Jännite DD1.2-tulossa on positiivinen. Se pitää DD1.2:n auki. Kun kondensaattori C2 latautuu, latausvirta pienenee ja jännite R2:n yli laskee. Kun kynnystaso saavutetaan, DD1.2 alkaa sulkeutua ja sen lähtöpotentiaali kasvaa. Tämän jännitteen nousu välittyy C1:n kautta lähtöön DD1.1, jälkimmäinen avautuu ja käänteinen prosessi kehittyy päättyen DD1.2:n täydelliseen lukitsemiseen ja DD1.1:n lukituksen avaamiseen - laitteen siirtymiseen toiseen epävakaaseen tilaan. . Nyt C1 ladataan R1:n ja mikropiirikomponentin DD1.2 lähtöresistanssin kautta ja C2 DD1.1:n kautta. Näin ollen havaitsemme tyypillisen itsevärähtelevän prosessin.

Toinen yksinkertainen piiri, joka voidaan koota logiikkaelementeillä, on suorakaiteen muotoinen pulssigeneraattori. Lisäksi tällainen generaattori toimii itsegenerointitilassa, kuten transistori. Alla olevassa kuvassa on generaattori, joka on rakennettu yhteen loogiseen digitaaliseen kotitalousmikrokokoonpanoon K155LA3


multivibraattoripiiri K155LA3:ssa

Käytännön esimerkki tällaisesta toteutuksesta löytyy kutsuvan laitteen suunnittelun elektroniikkasivulta.

Tarkastellaan käytännön esimerkkiä odottavan MV:n toiminnan toteuttamisesta laukaisulla optisen valaistuskytkimen suunnittelussa IR-säteitä käyttämällä.

Hei rakkaat ystävät ja kaikki blogisivustoni lukijat. Tämän päivän postaus käsittelee yksinkertaista mutta mielenkiintoista laitetta. Tänään tarkastelemme, tutkimme ja koomme LED-vilkkua, joka perustuu yksinkertaiseen suorakaiteen muotoiseen pulssigeneraattoriin - multivibraattoriin.

Kun vierailen blogissani, haluan aina tehdä jotain erityistä, jotain, joka tekee sivustosta ikimuistoisen. Joten esitän huomionne uuden "salaisen sivun" blogissa.

Tällä sivulla on nyt nimi "Tämä on mielenkiintoista".

Kysyt luultavasti: "Kuinka löydän sen?" Ja se on hyvin yksinkertaista!

Olet ehkä huomannut, että blogissa on eräänlainen kuoriutumisnurkkaus, jossa lukee "Hurry here".

Lisäksi heti kun siirrät hiiren osoittimen tähän kirjoitukseen, kulma alkaa irrota vielä enemmän paljastaen merkinnän - linkin "Tämä on mielenkiintoista".

Se johtaa salaiselle sivulle, jossa sinua odottaa pieni mutta miellyttävä yllätys - minun valmistama lahja. Lisäksi tälle sivulle tulee jatkossa hyödyllisiä materiaaleja, radioamatööriohjelmistoja ja jotain muuta - en ole vielä ajatellut sitä. Joten katso aika ajoin nurkan taakse - jos piilotin jotain sinne.

Okei, olin vähän hajamielinen, jatketaan nyt...

Yleisesti ottaen multivibraattoripiirejä on monia, mutta suosituin ja keskusteltu on stabiili symmetrinen multivibraattoripiiri. Hänet on yleensä kuvattu tällä tavalla.

Esimerkiksi tämän multivibraattorivilkun juotin noin vuosi sitten romuosista ja kuten näette, se vilkkuu. Se vilkkuu leipälaudalle tehdystä kömpelöstä asennuksesta huolimatta.

Tämä järjestelmä on toimiva ja vaatimaton. Sinun tarvitsee vain päättää, miten se toimii?

Multivibraattorin toimintaperiaate

Jos kokoamme tämän piirin leipälevylle ja mittaamme jännitteen yleismittarilla emitterin ja kollektorin välillä, mitä näemme? Näemme, että transistorin jännite joko nousee melkein virtalähteen jännitteeseen ja laskee sitten nollaan. Tämä viittaa siihen, että tämän piirin transistorit toimivat kytkintilassa. Huomaan, että kun yksi transistori on auki, toinen on välttämättä kiinni.

Transistorit kytketään seuraavasti.

Kun yksi transistori on auki, esimerkiksi VT1, kondensaattori C1 purkautuu. Kondensaattori C2 päinvastoin latautuu hiljaa kantavirralla R4:n kautta.

Purkausprosessin aikana kondensaattori C1 pitää transistorin VT2 kannan negatiivisen jännitteen alaisena - se lukitsee sen. Lisäpurkaus nollaa kondensaattorin C1 ja lataa sen sitten toiseen suuntaan.

Nyt VT2:n pohjassa oleva jännite kasvaa avaamalla sen, ja nyt kondensaattori C2 purkauttuu, kun se on ladattu. Transistori VT1 osoittautuu lukituksi negatiivisella jännitteellä pohjassa.

Ja kaikki tämä pandemonia jatkuu taukoamatta, kunnes virta katkaistaan.

Multivibraattori suunnittelussaan

Kerran tehtyäni multivibraattorivilkun leipälevylle, halusin hioa sitä hieman - tehdä multivibraattorille normaali piirilevy ja samalla tehdä huivi LED-ilmaisulle. Kehitin ne Eagle CAD -ohjelmassa, joka ei ole paljon monimutkaisempi kuin Sprintlayout, mutta jolla on tiukka yhteys kaavioon.

Multivibraattorin painettu piirilevy vasemmalla. Sähkökaavio oikealla.

Painettu piirilevy. Sähköinen kaava.

Tulostin piirilevyn piirustukset valokuvapaperille lasertulostimella. Sitten hän syövytti huivit täysin kansanperinteen mukaisesti. Tuloksena osien juottamisen jälkeen saimme tällaiset huivit.

Ollakseni rehellinen, täydellisen asennuksen ja virran kytkemisen jälkeen tapahtui pieni virhe. LED-valoista tehty plusmerkki ei vilkunut. Se paloi yksinkertaisesti ja tasaisesti, ikään kuin multivibraattoria ei olisi ollenkaan.

Minun piti olla aika hermostunut. Neljän pisteen merkkivalon vaihtaminen kahdella LEDillä korjasi tilanteen, mutta heti kun kaikki palautettiin paikoilleen, vilkkuva valo ei vilkunut.

Kävi ilmi, että kaksi LED-vartta oli yhdistetty jumperilla; ilmeisesti meni huivia tinattaessa hieman yli laidan juotteen kanssa. Tämän seurauksena LED-ripustimet syttyivät synkronisesti eikä väliajoin. No ei mitään, muutamat liikkeet juotosraudalla korjasivat tilanteen.

Tallensin tapahtuneen tuloksen videolle:

Omasta mielestäni siitä ei tullut paha. 🙂 Muuten, jätän linkkejä kaavioihin ja tauluihin - nauti niistä terveytesi vuoksi.

Multivibraattorikortti ja piiri.

"Plus"-ilmaisimen kortti ja piiri.

Yleisesti ottaen multivibraattorien käyttö on vaihtelevaa. Ne eivät sovellu vain yksinkertaisiin LED-vilkkuihin. Kun olet pelannut vastusten ja kondensaattorien arvoilla, voit lähettää äänitaajuussignaaleja kaiuttimeen. Missä tahansa yksinkertaista pulssigeneraattoria tarvitaan, multivibraattori on ehdottomasti sopiva.

Näyttää siltä, ​​että kerroin kaiken, mitä suunnittelin. Jos unohdat jotain, kirjoita kommentteihin - lisään, mitä tarvitaan, ja mitä ei tarvita, korjaan sen. Otan aina mielelläni kommentteja vastaan!

Kirjoitan uusia artikkeleita spontaanisti enkä aikataulun mukaan, ja siksi suosittelen tilaamaan päivitykset sähköpostitse tai sähköpostitse. Sitten uudet artikkelit lähetetään suoraan sähköpostiisi tai suoraan RSS-lukijaasi.

Siinä kaikki minulle. Toivotan teille kaikille menestystä ja hyvää kevättunnelmaa!

Terveisin, Vladimir Vasiliev.

Rakkaat ystävät, voit myös tilata sivuston päivitykset ja vastaanottaa uusia materiaaleja ja lahjoja suoraan postilaatikkoosi. Voit tehdä tämän täyttämällä alla olevan lomakkeen.