Symmetriska och asymmetriska multivibratorer för olika ändamål kan byggas inte bara på bipolära transistorer utan även på fälteffektstransistorer. Du hittar ett exempel på detta i. Med tanke på att fälteffekttransistorer har ett antal fördelar jämfört med bipolära, varav den främsta är den extremt låga strömmen i styrkretsen vid drift vid låga frekvenser eller i statiskt läge, kan vi anta att en konventionell tvåtransistor multivibrator, men endast på fälteffekttransistorer, kommer att vara i en fördelaktig position framför liknande noder samlade på sina bipolära motsvarigheter.
Du kan se diagrammet för den första multivibratorn i fig. 1. Dess funktion liknar på många sätt driften av en multivibrator på pnp bipolära transistorer - lysdioderna kommer också att blinka. Skillnaden är att för att stänga var och en av transistorerna VT1.1, VT1.2 är det nödvändigt att applicera en positiv gate-source-spänning, som måste överskrida gränsspänningen för dessa transistorer (ca 4 V). Detta händer varje gång armarna på multivibratorn växlas, på grund av närvaron av tidskondensatorer C1, C2. Det är därför det inte finns något behov av en bipolär strömförsörjning.
Omkopplingsfrekvensen för transistorer i denna generator är en gång var 6:e sekund. Vid installation av högkvalitativa elektrolytiska kondensatorer (med låg läckström), med en kapacitet på 100...4700 μF, är det möjligt att uppnå omkoppling av transistorer med en period på flera tiotals minuter, vilket är ouppnåeligt för enkla enheter som använder bipolär transistorer.
Resistanserna hos motstånden R2 och R3 kan skilja sig åt flera tusen gånger, till exempel kan R2 tas 30 MOhm och R3 - 10 kOhm. Multivibratorn blir asymmetrisk. Kapacitanserna hos kondensatorerna ändras på samma sätt. Genom att välja dessa element på rätt sätt kan du få mycket korta pulser vid dräneringsterminalen på en av transistorerna, efterföljande en hög arbetscykel (100...10000). Om i en enhet tillverkad enligt diagrammet i fig. 1, istället för vanliga lysdioder, slå på blinkande som en transistorbelastning, till exempel L-36BSRD, då kommer någon av dem, som blinkar flera gånger, att vila medan dess granne blinkar. då behövs motståndet hos motstånden R2 och R3 minska med 10...20 gånger, och ta kondensatorer med en kapacitet på flera hundra picofarads.
Istället för konventionella motstånd R2, R3 kan du installera fotoresistorer (FSK, SF2-x, SFZ-x, FR117, etc.). I det här fallet kommer omkopplingsfrekvensen för transistorerna att ändras flera tusen gånger beroende på ljusnivån. Det bör bara noteras att om resistansen hos motstånden R2, R3 är mindre än 3 kOhm, kan genereringen misslyckas.
En multivibrator tillverkad enligt kretsen som visas i fig. 1, kräver användning av fälteffekttransistorer med en stor initial kollektorström (10...30 mA). I avsaknad av sådana enheter från KR504-serien kan du montera en liknande multivibrator enligt kretsen som visas i fig. 2. Här arbetar fälteffekttransistorer med en lägre drainström, och för att få tillräcklig ljusstyrka på lysdioderna installeras strömförstärkare på bipolära transistorer VT1, VT4. Omkopplingsfrekvensen för denna multivibrator är cirka 1 Hz. Om du installerar kraftfulla komposittransistorer från KT829-serien i stället för transistorer VT1, VT4, kan glödlampor användas som deras belastning. I det här fallet är R2, R6 inte installerade, eftersom transistorer av typen KT829 innehåller sina egna inbyggda motstånd.
Om denna multivibrator "vägrar" att fungera, bör motstånden R3, R7 väljas mer exakt. I en enhet monterad enligt diagrammet som visas i fig. 1 kan du använda mikrosammansättningar av matchade par av fälteffekttransistorer i KR504, (K504, 504)-serien med en initial dräneringsström på mer än 10 mA. KR504NT4V, KR504NTZV är mest lämpliga, men du kan också prova med index A, B. När du ändrar polariteten på matningsspänningen och ansluter lysdioder kan du istället för en transistorenhet använda två separata n-kanalstransistorer med fälteffekt från KP302, KP307-serien. Om de har en hög avstängningsspänning kan matningsspänningen ökas till 15 V.
För noden, vars diagram visas i fig. 2, mikrokretsar KR504NT1, KR504NT2 med valfritt bokstavsindex är lämpliga, och vid val av motstånd R3, R7 - KR504NTZ, KR504NT4. Dessutom kommer många fälteffekttransistorer i KP103, KP101-serien att fungera utan justering. Det är bättre att använda icke-polära kondensatorer, till exempel små K73-17 vid 63 V. "Vanliga" lysdioder kan vara vilken som helst. serierna AL307, KIPD21, KIPD35, KIPD40, samt 1-1513, L-934, etc. Blinkande - L-816BRSC-B, L-769BGR, L-56DGD, Т1ВК5410 och andra.
Eftersom fälteffekttransistorerna i KR504NT (1...4)-aggregaten tillåter en maximal source-drain-spänning på högst 10 V, bör matningsspänningen för multivibratorerna inte överstiga 10...12 V.
Litteratur
Publikation: www.cxem.net
Multivibratorkretsdrift
Symmetrisk transistor multivibrator
Schematiskt består multivibratorn av två förstärkarsteg med en gemensam sändare, vars utspänning tillförs den andras ingång. När kretsen är ansluten till strömkällan Ek, passerar båda transistorerna genom kollektorpunkterna - deras arbetspunkter är i det aktiva området, eftersom en negativ förspänning appliceras på baserna genom motstånden RB1 och RB2. Detta tillstånd hos kretsen är emellertid instabilt. På grund av närvaron av positiv återkoppling i kretsen är villkoret?Ky>1 uppfyllt och tvåstegsförstärkaren är självexciterad. Regenereringsprocessen börjar - en snabb ökning av strömmen i en transistor och en minskning av strömmen i den andra transistorn. Låt, som ett resultat av varje slumpmässig förändring av spänningarna vid baserna eller kollektorerna, strömmen IK1 för transistor VT1 öka något. I detta fall kommer spänningsfallet över motståndet RK1 att öka och kollektorn på transistorn VT1 kommer att få en ökning av positiv potential. Eftersom spänningen på kondensatorn SB1 inte kan ändras omedelbart, appliceras detta inkrement på basen av transistorn VT2, vilket stänger av den. Samtidigt minskar kollektorströmmen IK2, spänningen vid kollektorn på transistor VT2 blir mer negativ och, överförd genom kondensatorn SB2 till basen av transistor VT1, öppnar den ännu mer, vilket ökar strömmen IK1. Denna process fortskrider som en lavin och slutar med att transistor VT1 går in i mättnadsläge och transistor VT2 går in i cutoff-läge. Kretsen går in i ett av sina tillfälligt stabila jämviktstillstånd. I detta fall säkerställs det öppna tillståndet för transistorn VT1 av en förspänning från strömkällan Ek genom motståndet RB1, och det stängda tillståndet för transistorn VT2 säkerställs av den positiva spänningen på kondensatorn SB1 (Ucm = UB2 > 0), vilket är ansluten genom den öppna transistorn VT1 till bas-emittergapet hos transistorn VT2.
Att bygga en multivibrator De radiokomponenter vi behöver är:1. Två transistorer av KT315-typ.
2. Två elektrolytkondensatorer 16V, 10-200 mikrofarad (Ju mindre kapacitans, desto oftare blinkar).
3. 4 motstånd med ett nominellt värde på: 100-500 ohm, 2 stycken (ställer du in 100 ohm kommer kretsen att fungera även från 2,5V), 10 ohm, 2 stycken. Alla motstånd är 0,125 watt.
4. Två svaga lysdioder (valfri färg utom vit).
Lay6-format kretskort. Låt oss börja tillverka. Själva kretskortet ser ut så här:
Vi löder två transistorer, blanda inte ihop kollektorn och basen på transistorn - detta är ett vanligt misstag.
Vi löder kondensatorer 10-200 Microfarads. Observera att 10 volts kondensatorer är mycket oönskade för användning i denna krets om du ska leverera 12 volts ström. Kom ihåg att elektrolytkondensatorer har polaritet!
Multivibratorn är nästan klar. Allt som återstår är att löda lysdioderna och ingångskablarna. Ett foto av den färdiga enheten ser ut ungefär så här:
Och för att göra allt tydligare för dig, här är en video av en enkel multivibrator i aktion:
I praktiken används multivibratorer som pulsgeneratorer, frekvensdelare, pulsformare, kontaktlösa omkopplare och så vidare, i elektroniska leksaker, automationsapparater, beräknings- och mätutrustning, i tidsreläer och masterenheter. Jag var med dig Koka-:D . (material utarbetades på begäran Demyan" a)
Diskutera artikeln MULTIVIBRATOR
Radioteknik för nybörjare
A. BUTOV, sid. Kurba, Yaroslavl-regionen.
Radio, 2002, nr 4
Nybörjare radioamatörer vet förstås det multivibratorer(symmetriska och asymmetriska) utförs på bipolära transistorer. Tyvärr har sådana multivibratorer en nackdel - när man arbetar med en ganska kraftig belastning, till exempel glödlampor, krävs stora basströmmar för att helt öppna transistorerna.
Om armarna på multivibratorn växlar med en frekvens på 3...0,2 Hz, är det nödvändigt att installera högkapacitetsoxidkondensatorer i frekvensinställningskretsarna, och därför av stora dimensioner. Vi bör inte glömma den relativt höga mättnadsspänningen hos öppna transistorer.
I den föreslagna multivibratorn (se. ritning) inhemska användes fält n-kanalstransistorer med isolerad gate och inducerad kanal. Inuti höljet, mellan gate- och källterminalerna, finns det en skyddande zenerdiod, som avsevärt minskar sannolikheten för att transistorn misslyckas om den hanteras felaktigt.
Omkopplingsfrekvensen för multivibratortransistorerna är cirka 2 Hz, den ställs in av kondensatorer och motstånd. Belastningen av multivibratortransistorerna är glödlampor EL1, EL2.
Motstånd anslutna mellan transistorernas dränering och gate säkerställer en mjukstart av multivibratorn. Tyvärr fördröjer de något att stänga av transistorerna.
Istället för glödlampor är det tillåtet att inkludera lysdioder med begränsningsmotstånd med ett motstånd på 360 ohm eller en telefonkapsel, till exempel TK-47 (för detta alternativ måste multivibratorn fungera i ljudfrekvensområdet) i transistoravloppet krets. Om endast en kapsel används måste ett motstånd med ett motstånd på 100...200 Ohm ingå som belastning i den andra transistorns dräneringskrets.
Motstånd R1, R2 av de värden som anges i diagrammet kan vara sammansatta av flera seriekopplade med lägre resistans. Om det här alternativet inte är tillgängligt, installera motstånd med lägre värden och kondensatorer med högre värden.
Kondensatorer kan vara opolära keramik eller film, till exempel KM-5, KM-6, K73-17-serien. Glödlampor används från en kinesisktillverkad "blinkande" julgransgirland med en spänning på 6 V och en ström på 100 mA. Små lampor med en spänning på 6 V och en ström på 60 eller 20 mA är också lämpliga.
Istället för transistorer i den specificerade serien, som tål likström upp till 180 mA, är det tillåtet att använda strömbrytare i KR1064KT1, KR1014KT1-serien utformade för högre ström. Om du använder en multivibrator med en kraftigare belastning, säg bilglödlampor, behöver du andra transistorer, till exempel KP744G, som tillåter en dräneringsström på upp till 9 A. Men med det här alternativet måste du installera skyddande zenerdioder mellan grinden och källan för en spänning på 8...10 V (katod till grinden) - KS191Zh eller liknande. Vid höga belastningsströmmar måste transistorer installeras på kylflänsar.
Multivibratorn justeras genom att välja kondensatorer tills önskad switchfrekvens för transistorerna erhålls. För att kunna använda enheten vid ljudfrekvenser måste kondensatorerna ha en kapacitet på 300...600 pF. Om du lämnar kondensatorerna med kapacitansen som anges på diagrammet måste du välja motstånd med lägre motstånd - upp till 47 kOhm.
Multivibratorn är i drift vid en matningsspänning på 3...10 V, naturligtvis, med lämplig belastning. Om den är avsedd att användas som någon form av komponent i den design som utvecklas, installeras en spärrkondensator med en kapacitet på 0,1...100 μF mellan multivibratorns strömledningar.
INTRODUKTION
Elektronisk datoranvändning är ett relativt ungt vetenskapligt och tekniskt område, men det har en mycket revolutionerande inverkan på alla områden av vetenskap och teknik, på alla aspekter av det sociala livet. Utmärkande är den ständiga utvecklingen av datorelementbasen. Elementbasen utvecklas mycket snabbt; Nya typer av logiska kretsar dyker upp, befintliga modifieras. Det finns många olika elektroniska enheter: logiska element, register, adderare, avkodare, multiplexorer, räknare, frekvensdelare, flip-flops, generatorer, etc.
Generatorer omvandlar energin från kraftkällan till energin från periodiska eller kvasi-periodiska elektriska svängningar. Huvudsyftet med generatorer inom elektronik är genereringen av initialinställnings- och synkroniseringspulser, styrsignaler av olika former och varaktigheter.
Hela utbudet av generatorer kan delas in i följande typer:
Rektangulära pulsgeneratorer;
Linjära spänningsgeneratorer (LIN);
Stegvariabla spänningsgeneratorer;
Sinusvågsgeneratorer
Typiska fyrkantsvågformer visas i fig. 1
Rektangulära pulsgeneratorer som har energilagrande element i återkopplingsslingan kallas multivibratorer.
Multivibratorer är indelade i två grupper:
Självsvängande multivibratorer;
Väntande multivibratorer eller monovibratorer.
Huvudskillnaden mellan dessa multivibratorer är att självoscillerande multivibratorer bildar en pulssekvens när matningsspänning påläggs kretsen, eftersom de har två återkopplingskretsar med energilagringsenheter, och standby-multivibratorer bildar en enda puls med specificerade parametrar för extern triggning, eftersom en återkopplingsslinga inte har någon energilagring. En monovibrator är något mellan en multivibrator och en flip-flop.
Det finns mjuka och hårda exciteringslägen för multivibratorer. I mjukt läge leder alla förändringar i spänningen i återkopplingskretsen i det ögonblick som strömmen slås på till uppkomsten av ett genereringsläge; i hårt läge sker generering när spänningen i återkopplingskretsen når en viss tröskel.
Multivibratorer är uppdelade i omstartbara och icke-omstartbara. I det första fallet, när en triggerpuls appliceras, börjar genereringen av utsignaler på nytt från det initiala tillståndet. Med omstarter kan du obegränsat öka varaktigheten för utpulsen, oavsett parametrarna för multivibratorkretsen. Ej omstartbara multivibratorer svarar inte på externa triggerpulser
Beskrivning av multivibratorkretsen som använder fälteffekttransistorer
Den höga ingångsresistansen hos fälteffekttransistorer (FET) gör det möjligt att designa multivibratorer för mycket låga pulsrepetitionsfrekvenser med små kapacitanser hos tidskondensatorer. Tack vare detta är formen på utgångspulserna mindre förvrängd, och arbetscykeln är större än för multivibratorer baserade på bipolära transistorer.
För självoscillerande multivibratorer är PT:er med en styrp-n-övergång mest lämpliga, eftersom under laddningen av kondensatorer spänningen i gate-source-sektionen appliceras i framåtriktningen och därför är motståndet i denna sektion låg och laddningstiden på kondensatorerna blir korta.
Kretsen för PT-multivibratorer med en kontroll-p-n-övergång och en kanal av p-typ visas i fig. 2. I denna multivibrator, genom motstånd, appliceras en liten negativ spänning på grinden i förhållande till källan, vilket ökar stabiliteten för oscillationsperioden och varaktigheten av utgångspulserna Till skillnad från en multivibrator på strömförsörjningstransistorer, fungerar enheten störs inte om motstånden är anslutna mellan gate och den gemensamma punkten (krets med en "noll" gate ).
Tidsdiagrammen för driften av en asymmetrisk multivibrator visas i fig. 3. I grundläggande termer är funktionsprincipen för denna multivibrator densamma som för en rör-multivibrator. Det som skiljer den från en BT-multivibrator är att i tillfälligt stabila jämviktstillstånd sker urladdningen av kondensatorer nästan uteslutande genom motstånd och inte till nollspänning, utan till ett värde vid vilket gate-spänningen blir lika med cutoff-spänningen (vanligtvis 1-6 V)
Om man tittar på det så består all elektronik av ett stort antal enskilda tegelstenar. Dessa är transistorer, dioder, motstånd, kondensatorer, induktiva element. Och av dessa tegelstenar kan du bygga vad du vill.
Från en ofarlig barnleksak som till exempel ger ljudet av "jau", till styrsystemet för en ballistisk missil med en multipel stridsspets för åtta megatonsladdningar.
En av de mycket välkända och ofta använda kretsarna inom elektronik är en symmetrisk multivibrator, som är en elektronisk enhet som producerar (genererar) svängningar i form som närmar sig rektangulära.
Multivibratorn är monterad på två transistorer eller logiska kretsar med ytterligare element. I huvudsak är detta en tvåstegsförstärkare med en positiv återkopplingskrets (POC). Detta innebär att det andra stegets utgång är ansluten via en kondensator till det första stegets ingång. Som ett resultat förvandlas förstärkaren till en generator på grund av positiv feedback.
För att multivibratorn ska börja generera pulser räcker det med att ansluta matningsspänningen. Multivibratorer kan vara symmetrisk Och asymmetrisk.
Figuren visar en krets av en symmetrisk multivibrator.
I en symmetrisk multivibrator är värdena för elementen i var och en av de två armarna absolut desamma: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Om du tittar på oscillogrammet för utsignalen från en symmetrisk multivibrator är det lätt att märka att de rektangulära pulserna och pauserna mellan dem är desamma i tid. t puls ( t och) = t paus ( t sid). Motstånd i transistorernas kollektorkretsar påverkar inte pulsparametrarna, och deras värde väljs beroende på vilken typ av transistor som används.
Pulsrepetitionshastigheten för en sådan multivibrator beräknas enkelt med en enkel formel:
Där f är frekvensen i hertz (Hz), C är kapacitansen i mikrofarader (µF) och R är resistansen i kilo-ohm (kOhm). Till exempel: C = 0,02 µF, R = 39 kOhm. Vi ersätter det i formeln, utför åtgärderna och får en frekvens i ljudområdet ungefär lika med 1000 Hz, eller mer exakt 897,4 Hz.
I sig är en sådan multivibrator ointressant, eftersom den producerar ett omodulerat "gnisslande", men om elementen väljer en frekvens på 440 Hz, och detta är A-noten för den första oktaven, kommer vi att få en miniatyrstämgaffel, med som du till exempel kan stämma en gitarr på en vandring. Det enda du behöver göra är att lägga till ett enda transistorförstärkarsteg och en miniatyrhögtalare.
Följande parametrar anses vara de viktigaste egenskaperna hos en pulssignal:
Frekvens. Måttenhet (Hz) Hertz. 1 Hz – en svängning per sekund. Frekvenser som uppfattas av det mänskliga örat ligger i intervallet 20 Hz – 20 kHz.
Pulslängd. Det mäts i bråkdelar av en sekund: miles, micro, nano, pico och så vidare.
Amplitud. I den aktuella multivibratorn tillhandahålls inte amplitudjustering. Professionella enheter använder både steg- och jämn amplitudjustering.
Pliktfaktor. Förhållandet mellan perioden (T) och pulslängden ( t). Om pulslängden är 0,5 perioder är arbetscykeln två.
Baserat på ovanstående formel är det enkelt att beräkna en multivibrator för nästan vilken frekvens som helst med undantag för höga och ultrahöga frekvenser. Det är lite olika fysiska principer som fungerar där.
För att multivibratorn ska producera flera diskreta frekvenser räcker det att installera en tvåsektionsbrytare och fem eller sex kondensatorer med olika kapacitet, naturligtvis identiska i varje arm, och använda omkopplaren för att välja önskad frekvens. Motstånden R2, R3 påverkar också frekvensen och arbetscykeln och kan göras variabla. Här finns ytterligare en multivibratorkrets med justerbar kopplingsfrekvens.
Att minska resistansen hos motstånden R2 och R4 till mindre än ett visst värde, beroende på vilken typ av transistorer som används, kan orsaka genereringsfel och multivibratorn kommer inte att fungera, därför, i serie med motstånden R2 och R4, kan du ansluta ett variabelt motstånd R3, som kan användas för att välja växlingsfrekvens för multivibratorn.
De praktiska tillämpningarna av en symmetrisk multivibrator är mycket omfattande. Pulsberäkningsteknik, radiomätutrustning vid tillverkning av hushållsapparater. En hel del unik medicinsk utrustning är byggd på kretsar baserade på samma multivibrator.
Tack vare sin exceptionella enkelhet och låga kostnad har multivibratorn hittat bred användning i barnleksaker. Här är ett exempel på en vanlig LED-blixt.
Med värdena på elektrolytkondensatorerna C1, C2 och motstånden R2, R3 indikerade i diagrammet, kommer pulsfrekvensen att vara 2,5 Hz, vilket innebär att lysdioderna blinkar ungefär två gånger per sekund. Du kan använda kretsen som föreslagits ovan och inkludera ett variabelt motstånd tillsammans med motstånden R2, R3. Tack vare detta kommer det att vara möjligt att se hur lysdiodernas blixtfrekvens kommer att ändras när resistansen hos det variabla motståndet ändras. Du kan installera kondensatorer med olika klassificeringar och observera resultatet.
Medan jag fortfarande var skolpojke, satte jag ihop en julgransgirlangbrytare med hjälp av en multivibrator. Allt löste sig, men när jag kopplade ihop girlanderna började min enhet att byta dem med en mycket hög frekvens. På grund av detta började TV:n i nästa rum visa vilda störningar, och det elektromagnetiska reläet i kretsen sprakade som ett maskingevär. Det var både glädjefullt (det fungerar!) och lite läskigt. Föräldrarna var ganska oroliga.
Ett sådant irriterande misstag med för frekvent byte gav mig inte ro. Och jag kontrollerade kretsen, och kondensatorerna hade sitt nominella värde. Jag tog inte bara hänsyn till en sak.
Elektrolytkondensatorerna var mycket gamla och torkade ut. Deras kapacitet var liten och motsvarade inte alls det som angavs på kroppen. På grund av den låga kapacitansen arbetade multivibratorn med en högre frekvens och bytte girlander för ofta.
På den tiden hade jag inga instrument som kunde mäta kondensatorernas kapacitans. Ja, och testaren använde en pekare och inte en modern digital multimeter.
Därför, om din multivibrator producerar en överdriven frekvens, kontrollera först elektrolytkondensatorerna. Lyckligtvis kan du nu köpa en universell radiokomponenttestare för lite pengar, som kan mäta kapacitansen hos en kondensator.