Симетричні та несиметричні мультивібратори різного призначення можна будувати не тільки на біполярних транзисторах, а й на польових. Один із прикладів тому ви знайдете в . Враховуючи, що польові транзистори мають ряд переваг перед біполярними, основна з яких - вкрай малий струм у ланцюгу управління при роботі на низькій частоті або в статичному режимі, можна вважати, що і звичайний мультивібратор двотранзисторний, але тільки на польових транзисторах, виявиться у виграшному положенні перед аналогічними вузлами, зібраними з їхньої біполярних побратимів.
Схему першого мульвібратора ви бачите на рис. 1. Робота його багато в чому аналогічна роботі мультивібратора на p-n-р біполярних транзисторах - світлодіоди так само переморгуватиметься. Відмінність у тому, що для закривання кожного з транзисторів VT1.1, VT1.2 необхідно докласти позитивну напругу затвор-витік, яка повинна перевищувати напругу відсічення цих транзисторів (близько 4). Це відбувається при кожному перемиканні плечей мультивібратора, завдяки наявності конденсаторів С1, С2. Саме тому немає потреби у двополярному джерелі харчування.
Частота перемикання транзисторів у цьому генераторі – один раз на 6 с. При встановленні якісних електролітичних конденсаторів (з малим струмом витоку), ємністю 100...4700 мкФ, можна домогтися перемикання транзисторів з періодом кілька десятків хвилин, що недосяжно для простих пристроїв на біполярних транзисторах.
Опір резисторів R2 і R3 можуть відрізнятися в кілька тисяч разів, наприклад, R2 можна взяти 30 МОм, а R3 - 10 кОм. Мультивібратор стане несиметричним. Так само змінюються і ємності конденсаторів. Потрібно підібравши ці елементи, можна отримати на виведенні стоку одного з транзисторів дуже короткі імпульси, що йдуть з великою шпаруватістю (100... 10000). Якщо у пристрої, виготовленому за схемою рис. 1, замість звичайних світлодіодів в якості навантаження транзисторів включити миготливі, наприклад, L-36BSRD, то будь-який з них, блимнувши кілька разів, буде відпочивати, поки блимає його сусід. зменшити у 10...20 разів, а конденсатори взяти ємністю кілька сотень пікофарад.
Замість звичайних резисторів R2, R3 можна встановити фоторезистори (ФСК, СФ2-х, СФЗ-х, ФР117 та ін.). При цьому частота перемикання транзисторів буде змінюватись у кілька тисяч разів залежно від рівня освітленості. Слід лише зазначити, що з опорі резисторів R2, R3 менше 3 ком генерація може зриватися.
Мультивібратор виготовлений за схемою, наведеною на рис. 1 вимагає застосування польових транзисторів з великим початковим струмом стоку (10...30 мА). За відсутності таких збірок із серії КР504 можна зібрати аналогічний мультивібратор за схемою, наведеною на рис. 2. Тут польові транзистори працюють з меншим струмом стоку, а щоб отримати достатню яскравість світлодіодів, встановлені підсилювачі струму на транзисторах біполярних VT1, VT4. Частота перемикання цього мультивібратора – близько 1 Гц. Якщо на місце транзистори VT1, VT4 встановити потужні складові транзистори з серії КТ829, то як їх навантаження можна застосовувати лампи розжарювання. При цьому R2, R6 не встановлюються, оскільки транзистори типу КТ829 містять вбудовані резистори.
Якщо цей мультивібратор "відмовиться" працювати, слід точніше підібрати резистори R3, R7. У вузлі, зібраному за схемою, зображеною на рис. 1, можна використовувати мікроскладання узгоджених пар польових транзисторів серій КР504 (К504, 504) з початковим струмом стоку більше 10 мА. Найбільше підходять КР504НТ4В, КР504НТЗВ, але можна спробувати і з індексами А, Б. При зміні полярності напруги живлення та підключення світлодіодів, замість транзисторного складання можна використовувати два окремі польові n-канальні транзистори із серій КП302, КП307. Якщо у них виявиться велика напруга відсічення, то напруга живлення можна збільшити до 15 В.
Для вузла схема якого наведена на рис. 2, підійдуть мікросхеми КР504НТ1, КР504НТ2 з будь-яким буквеним індексом, а при підборі резисторів R3, R7 - КР504НТЗ, КР504НТ4. Крім того, без налаштування будуть працювати і багато польових транзистори серій КП103, КП101. 1-1513, L-934 і т.п. Миготливі - L-816BRSC-B, L-769BGR, L-56DGD, Т1ВК5410 та інші.
Оскільки польові транзистори збірок КР504НТ(1...4) допускають максимальну напругу виток-стік не більше 10 В, напруга живлення мультивібраторів не повинна перевищувати 10...12 В.
Література
Публікація: www.cxem.net
Робота схеми мультивібратора
Симетричний мультивібратор на транзисторах
Схематично мультивібратор складаєтьсяіз двох підсилювальних каскадів із загальним емітером, вихідна напруга кожного з яких подається на вхід іншого. При під'єднанні схеми до джерела живлення Ек обидва транзистори пропускають колекторні точки - їх робочі точки знаходяться в активній області, оскільки бази через резистори RБ1 і RБ2 подається негативне зміщення. Однак такий стан схеми нестійкий. Через наявність у схемі позитивного зворотного зв'язку виконується умова?Ку>1 і двокаскадний підсилювач самозбуджується. Починається процес регенерації - швидке збільшення струму одного транзистора та зменшення струму іншого транзистора. Нехай у результаті будь-якої випадкової зміни напруги на базах або колекторах дещо збільшиться струм IK1 транзистора VT1. При цьому збільшиться падіння напруги на резисторі RK1 і колектор транзистора VT1 отримає збільшення позитивного потенціалу. Оскільки напруга на конденсаторі СБ1 не може миттєво змінитись, це збільшення прикладається до бази транзистора VT2, замикаючи його. Колекторний струм IK2 при цьому зменшується, напруга на колекторі транзистора VT2 стає негативнішим і, передаючись через конденсатор СБ2 на базу транзистора VT1, ще більше відкриває його, збільшуючи струм IK1. Цей процес протікає лавиноподібно і закінчується тим, що транзистор VT1 входить у режим насичення, а транзистор VT2 - режим відсічки. Схема перетворюється на одне зі своїх тимчасово стійких станів рівноваги. При цьому відкритий стан транзистора VT1 забезпечується зміщенням від джерела живлення Ек через резистор RБ1, а замкнений стан транзистора VT2 - позитивною напругою на конденсаторі СБ1 (Ucm = UБ2 > 0), який через відкритий транзистор VT1 включений в проміжок база - еміт.
Для спорудження мультивібраторанам з радіокомпонентів знадобляться:1. Два транзистори типу КТ315.
2. Два електролітичні конденсатори на 16в, 10-200мікрофарад (Чим менше ємність, тим частіше моргання).
3. 4 резистора номіналом: 100-500 ом 2 штуки (якщо ви ставите 100 ом, то схема буде працювати навіть від 2.5в), 10 кому 2 штуки. Всі резистори потужністю 0.125 Вт.
4. Два не яскраві світлодіоди (Будь-якого кольору, крім білого).
Друкована плата формату Lay6. Приступимо до виготовлення. Сама друкована плата має такий вигляд:
Припаює два транзистори, не переплутайте колектор і базу на транзисторі - це часта помилка.
Паяємо конденсатори 10-200 Мікрофарад. Зверніть увагу, що конденсатори на 10 вольт вкрай небажані для використання в цій схемі, якщо ви подаватимете живлення 12 вольт. Пам'ятайте, що електролітичні конденсатори мають полярність!
Мультивібратор майже готовий. Залишається припаяти світлодіоди, та вхідні дроти. Фото готового пристрою виглядає приблизно так:
І щоб вам все стало зрозуміло, відеоролик роботи простого мультивібратора:
На практиці, мультивібратори застосовують як генератори імпульсів, дільників частоти, формувачів імпульсів, безконтактних перемикачів і так далі, в електронних іграшках, пристроях автоматики, обчислювальної та вимірювальної техніки, в реле часу та пристроях, що задають. З вами був Boil-:D . (матеріал був підготовлений за запитом Дем'ян" a)
Обговорити статтю МУЛЬТИВІБРАТОР
Радіотехніка початківцям
А. БУТОВ, с. Курба Ярославської обл.
Радіо, 2002 рік, № 4
Початківці радіоаматори, звичайно, знають, що мультивібратори(симетричні та несиметричні) виконують на біполярних транзисторах. На жаль, подібні мультивібратори мають недолік - при роботі з досить потужним навантаженням, наприклад, лампами розжарювання, для повного відкриття транзисторів необхідні великі базові струми.
Якщо ж плечі мультивібратора перемикаються з частотою 3...0.2 Гц, доводиться встановлювати в частотозадаючих ланцюгах оксидні конденсатори великої ємності, а значить, і великих габаритів. Не слід забувати і про відносно велику напругу насичення відкритих транзисторів.
У пропонованому мультивібраторі (див. малюнок) використані вітчизняні польові n-канальні транзистори з ізольованим затвором та індукованим каналом. Усередині корпусу між виводами затвора та витоку стоїть захисний стабілітрон, який значно зменшує ймовірність виходу з ладу транзистора при невмілому з ним поводженні.
Частота перемикання транзисторів мультивібратора близько 2 Гц, вона задається конденсаторами та резисторами. Навантаження транзисторів мультивібратора – лампи розжарювання EL1, EL2.
Резистори, включені між стоком та затвором транзисторів, забезпечують м'який запуск мультивібратора. На жаль, вони трохи "затягують" вимикання транзисторів.
Замість ламп розжарювання в ланцюг стоку транзисторів можна включити світлодіоди з обмежувальними резисторами опором 360 Ом або телефонний капсуль, наприклад, ТК-47 (для цього варіанта мультивібратор повинен працювати в області звукових частот). У разі використання тільки одного капсуля, ланцюг стоку іншого транзистора необхідно включити в якості навантаження резистор опором 100...200 Ом.
Резистори R1, R2 вказаних на схемі номіналів можна скласти з кількох послідовно з'єднаних меншого опору. Якщо такого варіанта немає, встановіть резистори менших номіналів, а конденсатори більших.
Конденсатори можуть бути неполярні керамічні або плівкові, наприклад серій КМ-5, КМ-6, К73-17. Лампи розжарювання застосовані від "блимаючої" ялинкової гірлянди китайського виробництва на напругу 6 і струм 100 мА. Підійдуть також компактні лампи на напругу 6 В і струм 60 або 20 мА.
Замість транзисторів зазначеної серії, що витримують постійний струм до 180 мА, допустимо застосувати розраховані на більший струм ключі серій КР1064КТ1 КР1014КТ1. У разі використання мультивібратора з потужнішим навантаженням, скажімо, автомобільними лампами розжарювання, знадобляться інші транзистори, наприклад КП744Г, що допускають струм стоку до 9 А. Але при цьому варіанті потрібно між затвором та витоком встановити захисні стабілітрони на напругу 8...10 В ( катодом до затвора) – КС191Ж або аналогічні. При великих струмах навантаження транзистори доведеться встановити тепловідведення.
Налагоджують мультивібратор підбором конденсаторів до отримання бажаної частоти перемикання транзисторів. p align="justify"> Для роботи пристрою на звукових частотах конденсатори повинні бути ємністю 300 ... 600 пф. Якщо залишити конденсатори зазначеної на схемі ємності, доведеться підібрати резистори меншого опору - до 47 кОм.
Мультивібратор працездатний при напрузі живлення 3...10, зрозуміло, з відповідним навантаженням. Якщо його передбачається використовувати в якості якогось вузла в конструкції, що розробляється, між проводами живлення мультивібратора встановлюють блокувальний конденсатор ємністю 0,1 ... 100 мкФ.
ВСТУП
Електронна обчислювальна техніка - порівняно молодий науково-технічний напрям, але вона надає найбільше революціонізуючу дію на всі галузі науки і техніки, на всі сторони життя суспільства. Характерно постійний розвиток елементної бази ЕОМ. Елементна база розвивається дуже швидко; з'являються нові типи логічних схем, що модифікуються існуючі. Існує безліч різних електронних пристроїв: логічні елементи, регістри, суматори, дешифратори, мультиплексори, лічильники, дільники частоти, тригери, генератори та ін.
Генератори перетворюють енергію джерела живлення на енергію періодичних або квазіперіодичних електричних коливань. Основне призначення генераторів в електроніці - це формування імпульсів початкової установки та синхронізації, керуючих сигналів різної форми та тривалості.
Все різноманіття генераторів можна поділити на такі типи:
Генератори прямокутних імпульсів;
Генератори лінійно-змінної напруги (ЛІН);
Генератори ступінчасто-змінної напруги;
Генератори синусоїдальних коливань
Типові форми прямокутних коливань показано на рис.1
Генератори прямокутних імпульсів, що мають у петлі зворотного зв'язку елементи, що накопичують енергію, називаються мультивібраторами.
Мультивібратори поділяються на дві групи:
Автоколивальні мультивібратори;
Чекаючі мультивібратори або одновібратори.
Основна відмінність між цими мультивібраторами полягає в тому, що автоколивальні мультивібратори формують імпульсну послідовність при подачі напруги живлення на схему, так як вони мають два ланцюги зворотного зв'язку з накопичувачами енергії, а мультивібратори, що чекають, формують одиночний імпульс із заданими параметрами по зовнішньому запуску, так як одна петля зворотного зв'язку не має накопичувача енергії. Одновібратор - щось середнє між мультивібратором та тригером.
Розрізняють м'який та жорсткий режими збудження мультивібраторів. При м'якому режимі будь-які зміни напруги ланцюга зворотного зв'язку в момент включення живлення призводять до виникнення режиму генерацій; при жорсткому режимі генерація виникає, коли напруга ланцюга зворотного зв'язку досягає певного порога.
Мультивібратори поділяються на перезапуску та неперезапуск. У першому випадку при подачі імпульсу запуску генерація вихідних сигналів починається знову з вихідного стану. Перезапуски дозволяють необмежено збільшувати тривалість вихідного імпульсу, незалежно від параметрів схеми мультивібратора. Мультивібратори, що не перезапускаються, не реагують на зовнішні імпульси запуску
Опис схеми мультивібратора на польових транзисторах
Високий вхідний опір польових транзисторів (ПТ) дозволяє конструювати мультивібратори на дуже низькі частоти повторення імпульсів при малих ємностях конденсаторів. Завдяки цьому форма вихідних імпульсів виявляється менш спотвореною, а шпаруватість більша, ніж у мультивібраторів на біполярних транзисторах.
Для автоколивальних мультивібраторів найбільше підходять ПТ з керуючим p-n переходом, так як під час заряду конденсаторів напруга на ділянці затвор-виток прикладено в прямому напрямку і тому опір цієї ділянки мало і малим стає час заряду конденсаторів.
Схема мультивібраторів із ПТ з керуючим p-n переходом і каналом p-типу зображена на рис.2. У цьому мультивібраторі через резистори подається невелика негативна напруга на затвор відносно витоку, що підвищує стабільність періоду коливань і тривалість вихідних імпульсів. ).
Тимчасові діаграми роботи несиметричного мультивібратора показано на рис.3. В основних рисах принцип дії цього мультивібратора такий самий, як і у лампового. Від мультивібратора на БТ його відрізняє те, що в тимчасово стійких станах рівноваги розряд конденсаторів відбувається практично тільки через резистори і не до нульової напруги, а до значення, при якому напруга на затворі стає рівною напруги відсікання (зазвичай 1-6)
Якщо розібратися, вся електроніка складається з великої кількості окремих цеглинок. Це транзистори, діоди, резистори, конденсатори, індуктивні елементи. А вже з цих цеглин можна скласти все, що завгодно.
Від нешкідливої дитячої іграшки, що видає, наприклад, звук «мяу», до системи наведення балістичної ракети з головною частиною, що розділяється, на вісім мегатонних зарядів.
Однією з дуже відомих схем, що часто застосовуються в електроніці, є симетричний мультивібратор, який являє собою електронний пристрій, що виробляє (генерує) коливання за формою, що наближаються до прямокутної.
Мультивібратор збирається на двох транзисторах чи логічних схемах з додатковими елементами. По суті, це двокаскадний підсилювач з ланцюгом позитивного зворотного зв'язку (ПОС). Це означає, що вихід другого каскаду з'єднаний через конденсатор із входом першого каскаду. В результаті підсилювач за рахунок позитивного зворотного зв'язку перетворюється на генератор.
Для того, щоб мультивібратор почав генерувати імпульси, достатньо підключити напругу живлення. Мультивібратори можуть бути симетричнимиі несиметричними.
На малюнку представлена схема симетричного мультивібратора.
У симетричному мультивібраторі номінали елементів кожного з двох плечей абсолютно однакові: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Якщо подивитися на осцилограму вихідного сигналу симетричного мультивібратора, легко помітити, що прямокутні імпульси і паузи між ними однакові за часом. t імпульсу ( t і) = t паузи ( t п). Резистори в колекторних ланцюгах транзисторів не впливають на параметри імпульсів, і їх номінал підбирається залежно від типу транзистора, що застосовується.
Частота проходження імпульсів такого мультивібратора легко вираховується за нескладною формулою:
Де f – частота в герцах (Гц), С – ємність у мікрофарадах (мкФ) та R – опір у кілоомах (кОм). Наприклад: С = 0,02 мкФ, R = 39 кОм. Підставляємо у формулу, виконуємо дії та отримуємо частоту у звуковому діапазоні приблизно рівну 1000 Гц, а точніше 897,4 Гц.
Сам по собі такий мультивібратор нецікавий, тому що він видає один немодульований «писк», але якщо елементами підібрати частоту 440 Гц, а це нота Ля першої октави, ми отримаємо мініатюрний камертон, за допомогою якого можна, наприклад, налаштувати гітару в поході. Єдине, що потрібно зробити, це додати каскад підсилювача на одному транзисторі та мініатюрний динамік.
Основними характеристиками імпульсного сигналу прийнято вважати такі параметри:
Частота. Одиниця виміру (Гц) Герц. 1 Гц – одне коливання за секунду. Частоти, що сприймаються людським вухом, перебувають у діапазоні 20 Гц – 20 кГц.
Тривалість імпульсу. Вимірюється в частках секунди: милі, мікро, нано, піко і таке інше.
Амплітуда. У розглянутому мультивібраторі регулювання амплітуди не передбачено. У професійних приладах використовується і ступінчасте та плавне регулювання амплітуди.
Добре. Відношення періоду (Т) до тривалості імпульсу ( t). Якщо довжина імпульсу дорівнює 0,5 періоду, то шпаруватість дорівнює двом.
Виходячи з наведеної вище формули, легко розрахувати мультивібратор практично на будь-яку частоту за винятком високих і надвисоких частот. Там діють дещо інші фізичні принципи.
Для того щоб мультивібратор видавав кілька дискретних частот, достатньо поставити двосекційний перемикач і п'ять шість конденсаторів різної ємності, природно однакові в кожному плечі і за допомогою перемикача вибирати необхідну частоту. Резистори R2, R3 також впливають на частоту і шпаруватість і їх можна зробити змінними. Ось ще одна схема мультивібратора з підстроюванням частоти перемикання.
Зменшення опору резисторів R2 і R4 менше певної величини залежить від типу застосовуваних транзисторів може викликати зрив генерації і мультивібратор працювати не буде, тому послідовно з резисторами R2 і R4 можна підключити змінний резистор R3, яким можна підібрати частоту перемикань мультивібратора.
Практичне застосування симетричного мультивібратора дуже широке. Імпульсна обчислювальна техніка, радіовимірювальна апаратура під час виробництва побутової техніки. Дуже багато унікальної медичної техніки побудовано на схемах, в основі яких лежить цей мультивібратор.
Завдяки винятковій простоті та невисокій вартості мультивібратор знайшов широке застосування у дитячих іграшках. Ось приклад звичайної мигалки на світлодіодах.
При вказаних на схемі величинах електролітичних конденсаторів С1, С2 та резисторів R2, R3 частота імпульсів буде 2,5 Гц, а отже, світлодіоди будуть спалахувати приблизно двічі на секунду. Можна використовувати схему, запропоновану вище, і включити змінний резистор спільно з резисторами R2, R3. Завдяки цьому можна буде подивитися, як змінюватиметься частота спалахів світлодіодів при зміні опору змінного резистора. Можна поставити конденсатори різних номіналів та спостерігати за результатом.
Будучи ще школярем, я збирав на мультивібратор перемикач ялинкових гірлянд. Все вийшло, але коли підключив гірлянди, то мій приладчик став перемикати їх з дуже високою частотою. Через це у сусідній кімнаті телевізор став показувати з дикими перешкодами, а електромагнітне реле у схемі тріщало, як із кулемету. Було й радісно (працює ж!) і трохи страшнувато. Батьки переполошилися ненажарт.
Такий прикрий промах з дуже частим перемиканням не давав мені спокою. І схему перевіряв, і конденсатори за номіналом були ті, що треба. Не врахував лише одного.
Електролітичні конденсатори були дуже старі та висохли. Місткість їх була невелика і зовсім не відповідала тій, що була вказана на їхньому корпусі. Через низьку ємність мультивібратор і працював на вищій частоті і занадто часто перемикав гірлянди.
Приладів, якими можна було б виміряти ємність конденсаторів, у той час у мене не було. Та й тестером користувався стрілочним, а не сучасним цифровим мультиметром.
Тому, якщо ваш мультивібратор видає підвищену частоту, то спочатку перевіряйте електролітичні конденсатори. Благо зараз можна за невеликі гроші купити універсальний тестер радіокомпонентів, яким можна виміряти ємність конденсатора.