Symetrický multivibrátor, výpočet a schéma multivibrátoru. Symetrický multivibrátor pro LED Kde se multivibrátor používá?

Dobrý den, drazí přátelé a všichni čtenáři mého blogu. Dnešní příspěvek bude o jednoduchém, ale zajímavém zařízení. Dnes budeme zvažovat, studovat a sestavovat LED blikač, který je založen na jednoduchém obdélníkovém generátoru impulsů - multivibrátoru.

Když jdu na svůj blog, vždycky chci udělat něco takového, něco, co udělá web nezapomenutelným. Představuji vám tedy novou "tajnou stránku" na blogu.

Tato stránka se nyní nazývá - "Je to zajímavé."

Možná se ptáte: "Jak to najdete?" A velmi jednoduché!

Možná jste si všimli, že se na blogu objevil oprýskaný koutek s nápisem "Pospěšte si sem."

Navíc stačí na tento nápis najet kurzorem myši, protože roh se začne ještě více odlupovat a odhaluje nápis - odkaz "To je zajímavé."

Vede na tajnou stránku, kde na vás čeká malé, ale milé překvapení - mnou připravený dárek. Navíc v budoucnu budou na této stránce zveřejněny užitečné materiály, radioamatérský software a něco jiného - zatím jsem na to nepřišel. Takže se pravidelně dívejte za roh - najednou jsem tam něco schoval.

Dobře, trochu roztěkaný, teď pokračujme...

Obecně existuje mnoho multivibračních obvodů, ale nejpopulárnější a diskutovaný je nestabilní symetrický multivibrátorový obvod. Obvykle je takto zobrazována.

Například tento multivibrátorový blikač jsem někde před rokem připájel z improvizovaných dílů a jak je vidět, bliká. Bliká i přes nemotornou kabeláž provedenou na prototypové desce.

Toto schéma je funkční a nenáročné. Potřebujete jen zjistit, jak to funguje?

Princip činnosti multivibrátoru

Pokud tento obvod sestavíme na prkénko a změříme multimetrem napětí mezi emitorem a kolektorem, co uvidíme? Uvidíme, že napětí na tranzistoru stoupne téměř na napětí zdroje, pak klesne na nulu. To naznačuje, že tranzistory v tomto obvodu pracují v klíčovém režimu. Podotýkám, že když je jeden tranzistor otevřený, druhý je nutně zavřený.

Spínání tranzistorů je následující.

Když je otevřený jeden tranzistor, řekněme VT1, kondenzátor C1 je vybitý. Kondenzátor C2 - naopak se tiše nabíjí proudem báze přes R4.

Kondenzátor C1 v procesu vybíjení udržuje bázi tranzistoru VT2 pod záporným napětím - uzamkne ji. Dalším vybíjením se kondenzátor C1 vynuluje a pak se nabíjí v opačném směru.

Nyní se napětí na bázi VT2 zvyšuje jeho otevřením.Nyní se kondenzátor C2, jakmile je nabitý, vybíjí. Tranzistor VT1 je uzamčen záporným napětím na bázi.

A celé toto pandemonium pokračuje nepřetržitě, dokud není vypnuto napájení.

Multivibrátor ve svém výkonu

Když už jsem jednou vyrobil multivibrátorový blikač na breadboardu, chtěl jsem ho trochu zušlechtit - udělat normální plošný spoj pro multivibrátor a zároveň udělat šátek pro LED indikaci. Vyvinul jsem je v programu Eagle CAD, který není o moc složitější než Sprintlayout, ale má pevnou vazbu na schéma.

Deska plošných spojů multivibrátoru je vlevo. Elektrické schéma vpravo.

Tištěný spoj. Elektrické schéma.

Pomocí laserové tiskárny jsem vytiskl výkresy plošných spojů na fotopapír. Pak plně v souladu s lidovými leptanými šátky. V důsledku toho jsme po pájení dílů dostali takové šátky.

Abych byl upřímný, po kompletní instalaci a připojení napájení došlo k malé chybě. Znaménko plus napsané z LED neblikalo. Jednoduše a rovnoměrně hořel, jako by žádný multivibrátor vůbec nebyl.

Musel jsem být pěkně nervózní. Výměna čtyřbodového ukazatele za dvě LED situaci napravila, ale jakmile se vše vrátilo na místo, blikačka neblikala.

Ukázalo se, že dvě LED ramena byla uzavřena propojkou, zřejmě když jsem šátek pocínoval, přehnal jsem to s pájkou. Díky tomu LED „ramena“ nehořela střídavě, ale synchronně. No nic, pár pohybů páječkou situaci napravilo.

Výsledek toho, co se stalo, jsem zachytil na videu:

Podle mě to nedopadlo špatně. 🙂 Mimochodem, nechávám odkazy na obvody a desky - využijte to pro své zdraví.

Deska a obvod multivibrátoru.

Deska a schéma indikátoru Plus.

Obecně je použití multivibrátorů různorodé. Jsou vhodné nejen pro jednoduché LED blikače. Hraním s hodnotami rezistorů a kondenzátorů můžete do reproduktoru vysílat audiofrekvenční signály. Kdekoli budete potřebovat jednoduchý pulzní generátor, multivibrátor se určitě hodí.

Jako všechno, co jsem plánoval říct. Pokud jsem něco přehlédl, napište do komentářů - doplním, co je potřeba, a co není potřeba - opravím. Komentáře jsou vždy vítány!

Nové články píšu spontánně a ne podle harmonogramu, a proto doporučuji přihlásit se k odběru aktualizací e-mailem nebo e-mailem. Nové články vám pak přijdou přímo do schránky nebo přímo do RSS čtečky.

To je z mé strany vše. Přeji vám všem úspěch a dobrou jarní náladu!

S pozdravem Vladimír Vasiliev.

Vážení přátelé, můžete se také přihlásit k odběru aktualizací stránek a dostávat nové materiály a dárky přímo do vaší poštovní schránky. Chcete-li to provést, stačí vyplnit formulář níže.

Když se podíváte, veškerá elektronika se skládá z velkého množství jednotlivých cihel. Jedná se o tranzistory, diody, rezistory, kondenzátory, indukční prvky. A z těchto cihel můžete přidat, co chcete.

Od neškodné dětské hračky, která vydává například zvuk „mňau“, až po naváděcí systém balistických střel s osmimegatunovou vícebojovou hlavicí.

Jedním z velmi známých a často používaných obvodů v elektronice je symetrický multivibrátor, což je elektronické zařízení, které generuje (generuje) kmity ve tvaru blížícím se obdélníkovému.

Multivibrátor je sestaven na dvou tranzistorech nebo logických obvodech s přídavnými prvky. Ve skutečnosti se jedná o dvoustupňový zesilovač s obvodem pozitivní zpětné vazby (POS). To znamená, že výstup druhého stupně je připojen přes kondenzátor ke vstupu prvního stupně. V důsledku toho se zesilovač díky pozitivní zpětné vazbě změní na generátor.

Aby multivibrátor začal generovat impulsy, stačí připojit napájecí napětí. Multivibrátory mohou být symetrický A asymetrické.

Na obrázku je schéma symetrického multivibrátoru.

V symetrickém multivibrátoru jsou hodnoty prvků každého ze dvou ramen přesně stejné: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Pokud se podíváte na průběh výstupního signálu symetrického multivibrátoru, je snadné vidět, že obdélníkové impulsy a pauzy mezi nimi jsou v čase stejné. t puls ( t a) = t pauzy ( t p). Rezistory v kolektorových obvodech tranzistorů neovlivňují pulzní parametry a jejich hodnota se volí v závislosti na typu použitého tranzistoru.

Frekvenci opakování pulsu takového multivibrátoru lze snadno vypočítat pomocí jednoduchého vzorce:

Kde f je frekvence v hertzech (Hz), C je kapacita v mikrofaradech (uF) a R je odpor v kiloohmech (kΩ). Například: C \u003d 0,02 uF, R \u003d 39 kOhm. Dosadíme do vzorce, provedeme akce a získáme frekvenci ve zvukovém rozsahu přibližně rovnou 1000 Hz, nebo spíše 897,4 Hz.

Sám o sobě je takový multivibrátor nezajímavý, protože produkuje jedno nemodulované „pípnutí“, ale pokud s prvky vybereme frekvenci 440 Hz, a to je tón A první oktávy, dostaneme miniaturní ladičku , se kterým si na tupě naladíte třeba kytaru. Jediné, co je třeba udělat, je přidat jeden tranzistorový zesilovač a miniaturní reproduktor.

Následující parametry jsou považovány za hlavní charakteristiky pulzního signálu:

Frekvence. Jednotka měření (Hz) Hertz. 1 Hz je jeden kmit za sekundu. Frekvence vnímané lidským uchem se pohybují v rozmezí 20 Hz - 20 kHz.

Doba trvání pulsu. Měřeno ve zlomcích sekundy: míle, mikro, nano, piko a tak dále.

Amplituda. V uvažovaném multivibrátoru není k dispozici nastavení amplitudy. V profesionálních zařízeních se používá krokové i plynulé nastavení amplitudy.

pracovní cyklus. Poměr periody (T) k trvání pulsu ( t). Pokud je délka impulsu 0,5 periody, pak je pracovní cyklus dva.

Na základě výše uvedeného vzorce je snadné vypočítat multivibrátor pro téměř jakoukoli frekvenci, s výjimkou vysokých a ultravysokých frekvencí. Funguje zde několik dalších fyzikálních principů.

Aby multivibrátor vydal několik diskrétních frekvencí, stačí do každého ramene umístit dvousekční spínač a pět až šest kondenzátorů různých kapacit, přirozeně stejné, a pomocí přepínače zvolit požadovanou frekvenci. Rezistory R2, R3 také ovlivňují frekvenci a pracovní cyklus a mohou být variabilní. Zde je další multivibrátorový obvod s nastavitelnou spínací frekvencí.

Snížení odporu rezistorů R2 a R4 pod určitou hodnotu v závislosti na typu použitých tranzistorů může způsobit selhání generace a multivibrátor nebude fungovat, proto v sérii s rezistory R2 a R4 můžete připojit proměnný rezistor R3, který můžete zvolit spínací frekvenci multivibrátoru.

Praktické využití symetrického multivibrátoru je velmi rozsáhlé. Pulzní výpočetní technika, rádiová měřicí zařízení při výrobě domácích spotřebičů. Mnoho unikátních lékařských zařízení je postaveno na obvodech založených na stejném multivibrátoru.

Díky své výjimečné jednoduchosti a nízké ceně našel multivibrátor široké uplatnění v dětských hračkách. Zde je příklad běžného LED blikače.

Při hodnotách elektrolytických kondenzátorů C1, C2 a rezistorů R2, R3 uvedených na diagramu bude frekvence pulsů 2,5 Hz, což znamená, že LED budou blikat přibližně dvakrát za sekundu. Můžete použít obvod navržený výše a zahrnout proměnný odpor spolu s odpory R2, R3. Díky tomu bude možné vidět, jak se změní frekvence záblesků LED při změně odporu proměnného rezistoru. Můžete vložit kondenzátory různých jmenovitých hodnot a sledovat výsledek.

Ještě jako školák jsem sestavil spínač na vánoční stromeček na multivibrátor. Všechno fungovalo, ale když jsem zapojil girlandy, moje zařízení je začalo spínat na velmi vysoké frekvenci. Ve vedlejší místnosti se kvůli tomu začala televize ozývat divokým hlukem a elektromagnetické relé v obvodu praskalo jako kulomet. Bylo to radostné (funguje to!) i trochu děsivé. Rodiče byli pobouřeni.

Taková otravná chyba s příliš častým přepínáním mi nedala klid. A zkontroloval jsem obvod a kondenzátory v nominální hodnotě byly ty, které byly potřeba. Nebral jsem v úvahu pouze jeden.

Elektrolytické kondenzátory byly velmi staré a vyschlé. Jejich kapacita byla malá a vůbec neodpovídala kapacitě uvedené na jejich pouzdru. Kvůli nízké kapacitě multivibrátor pracoval na vyšší frekvenci a příliš často spínal girlandy.

V té době jsem neměl žádné přístroje, které by dokázaly změřit kapacitu kondenzátorů. Ano, a použil jsem tester s ukazatelem a ne moderní digitální multimetr.

Pokud tedy váš multivibrátor produkuje nadhodnocenou frekvenci, pak nejprve zkontrolujte elektrolytické kondenzátory. Naštěstí si nyní za málo peněz můžete pořídit univerzální tester rádiových součástek, kterým změříte kapacitu kondenzátoru.

Multivibrátor (z latiny hodně váhám) je nelineární zařízení, které převádí konstantní napájecí napětí na téměř pravoúhlou energii pulzu. Multivibrátor je založen na zesilovači s kladnou zpětnou vazbou.

Existují samooscilační a čekající multivibrátory. Podívejme se na první typ.

Na Obr. 1 znázorňuje zobecněný obvod zpětnovazebního zesilovače.

Obvod obsahuje zesilovač s komplexním zesílením k=Ke-ik, obvod OOS se zesílením m a obvod PIC s komplexním zesílením B=e-i. Z teorie generátorů je známo, že pro vznik kmitů na libovolné frekvenci je nutné, aby na ní byla splněna podmínka Bk>1. Pulzní periodický signál obsahuje množinu frekvencí, které tvoří čárové spektrum (viz 1. přednáška). Že. pro generování impulsů je nutné splnit podmínku Bk>1 nikoli na jednom kmitočtu, ale v širokém kmitočtovém pásmu. Navíc, čím kratší je puls a kratší čela, je vyžadován příjem signálu, pro širší frekvenční pásmo je vyžadována podmínka Vk>1. Daná podmínka se dělí na dvě:

podmínka amplitudového vyvážení - modul celkového koeficientu přenosu generátoru musí překročit 1 v širokém frekvenčním rozsahu - K>1;

podmínka fázové rovnováhy - celkový fázový posun kmitů v uzavřeném obvodu generátoru ve stejném kmitočtovém rozsahu musí být násobkem 2 - až + = 2n.

Kvalitativně probíhá proces prudkého růstu napětí následovně. Nechť se v určitém okamžiku v důsledku kolísání napětí na vstupu generátoru o malé množství u zvýšilo. V důsledku splnění obou generačních podmínek se na výstupu zařízení objeví napěťový přírůstek: uout = Inkin > uin, který je přenášen na vstup ve fázi s počátečním uin. V souladu s tím toto zvýšení povede k dalšímu zvýšení výstupního napětí. Dochází k lavinovitému procesu růstu napětí v širokém frekvenčním rozsahu.

Úkol sestrojení praktického obvodu pulzního generátoru se redukuje na přivedení části výstupního signálu s fázovým rozdílem =2 na vstup širokopásmového zesilovače. Protože jeden odporový zesilovač posouvá fázi vstupního napětí o 1800, použitím dvou zesilovačů zapojených do série, může být splněna podmínka fázového vyvážení. Podmínka amplitudového vyvážení bude v tomto případě vypadat takto:

Jedno z možných schémat, které tuto metodu implementuje, je znázorněno na obr.2. Jedná se o obvod samooscilačního multivibrátoru s připojením kolektor-báze. Obvod používá dva zesilovací stupně. Výstup jednoho zesilovače je připojen ke vstupu druhého pomocí kondenzátoru C1 a výstup druhého zesilovače je připojen ke vstupu prvního pomocí kondenzátoru C2.

Kvalitativně uvažujeme provoz multivibrátoru pomocí diagramů časového napětí (diagramů) uvedených na Obr. 3.

Nechte multivibrátor sepnout v čase t=t1. Tranzistor VT1 vstoupí do režimu saturace a VT2 - do režimu cutoff. Od tohoto okamžiku začínají procesy dobíjení kondenzátorů C1 a C2. Do okamžiku t1 byl kondenzátor C2 zcela vybit a C1 byl nabit na napájecí napětí Ep (polarita nabitých kondenzátorů je na obr. 2). Po odblokování VT1 se začne nabíjet ze zdroje En přes rezistor Rk2 a bázi odjištěného tranzistoru VT1. Kondenzátor se nabíjí téměř na napájecí napětí En s konstantním nábojem

zar2 = С2Rк2

Protože C2 je připojen paralelně k VT2 přes otevřený VT1, rychlost jeho nabíjení určuje rychlost změny výstupního napětí Uout2 .. Za předpokladu, že proces nabíjení je dokončen, když Uout2 = 0,9 Up, je snadné získat dobu trvání

t2-t1= С2Rк2ln102,3С2Rк2

Současně s nabíjením C2 (počínaje okamžikem t1) se dobíjí kondenzátor C1. Jeho záporné napětí aplikované na bázi VT2 udržuje uzamčený stav tohoto tranzistoru. Kondenzátor C1 se dobíjí podél obvodu: En, rezistor Rb2, C1, E-K otevřeného tranzistoru VT1. případ s časovou konstantou

razr1 \u003d C1Rb2

Protože Rb >> Rk, pak náboj<<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-ti = 0,7C1Rb2

V čase t3 se objeví kolektorový proud VT2, napětí Uke2 klesne, což vede k uzavření VT1 a v důsledku toho ke zvýšení Uke1. Tento přírůstek napětí je přenášen přes C1 do základny VT2, což znamená dodatečné otevření VT2. Tranzistory přecházejí do aktivního režimu, dochází k lavině podobnému procesu, v důsledku čehož multivibrátor přechází do jiného kvazistacionárního stavu: VT1 je uzavřen, VT2 je otevřen. Doba trvání převrácení multivibrátoru je mnohem kratší než u všech ostatních přechodových jevů a lze ji považovat za rovnou nule.

Od okamžiku t3 budou procesy v multivibrátoru probíhat podobně jako je popsáno, pouze je nutné prohodit indexy prvků obvodu.

Doba trvání pulsu je tedy určena procesy nabíjení vazebního kondenzátoru a je číselně rovna:

Doba trvání multivibrátoru v kvazistabilním stavu (trvání pulsu a pauzy) je určena procesem vybíjení vazebního kondenzátoru přes základní rezistor a je číselně rovna:

Se symetrickým multivibrátorovým obvodem (Rk1 = Rk2 = Rk, Rb1 = Rb2 = Rb, C1 = C2 = C) je doba trvání pulsu rovna trvání pauzy a perioda opakování pulsu je rovna:

T \u003d u + n \u003d 1,4CRb

Při porovnání doby trvání pulsu a přední části je třeba vzít v úvahu, že Rb / Rk \u003d h21e / s (h21e pro moderní tranzistory je 100 a s2). Proto je doba náběhu vždy kratší než doba trvání impulsu.

Frekvence výstupního napětí symetrického multivibrátoru nezávisí na napájecím napětí a je určena pouze parametry obvodu:

Pro změnu doby trvání pulsů a jejich periody opakování je nutné měnit hodnoty Rb a C. Možnosti jsou zde ale malé: limity změny Rb jsou na větší straně omezeny potřebou pro udržení otevřeného tranzistoru, na menší straně - mělká saturace. Je obtížné plynule měnit hodnotu C i v malých mezích.

Abychom našli cestu z obtížnosti, vraťme se k časovému úseku t3-t1 na Obr. 2. Z obrázku je patrné, že zadaný časový interval a tím i dobu trvání pulsu lze upravit změnou strmosti přímého vybití kondenzátoru. Toho lze dosáhnout připojením základních odporů nikoli ke zdroji, ale k přídavnému zdroji napětí Ecm (viz obr. 4). Potom má kondenzátor tendenci se dobíjet ne na En, ale na Esm a strmost exponentu se bude měnit se změnou Esm.

Impulzy generované uvažovanými obvody mají dlouhou dobu náběhu. V některých případech se tato hodnota stává nepřijatelnou. Pro zkrácení f se do obvodu zavedou oddělovací kondenzátory, jak je znázorněno na obr. 5. Obr. Kondenzátor C2 se v tomto obvodu nabíjí ne přes Rz, ale přes Rd. Dioda VD2, zůstávající zavřená, "odstřihne" napětí na C2 od výstupu a napětí na kolektoru se zvyšuje téměř současně se sepnutím tranzistoru.

V multivibrátorech lze jako aktivní prvek použít operační zesilovač. Samooscilační multivibrátor na operačním zesilovači je znázorněn na Obr. 6.

OU je pokryta dvěma obvody OS: pozitivní

a negativní

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

Nechte generátor zapnout v čase t0. Na invertujícím vstupu je napětí nulové, na neinvertujícím vstupu je stejně pravděpodobně kladné nebo záporné. Pro jistotu to bereme pozitivně. Kvůli POS bude na výstupu nastaveno maximální možné napětí - Uout m. Doba ustálení tohoto výstupního napětí je určena frekvenčními vlastnostmi operačního zesilovače a lze ji nastavit na nulu. Počínaje okamžikem t0 se bude kondenzátor C nabíjet časovou konstantou =RC. Až do času t1 je na výstupu operačního zesilovače Ud = U+ - U- >0 a kladné Uoutm. Při t=t1, kdy Ud = U+ - U- = 0, změní výstupní napětí zesilovače svou polaritu na - Uout m. Po okamžiku t1 je kapacita C dobita a směřuje k úrovni - Uout m. Až do okamžiku 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(l+2R2/Rl).

Multivibrátor znázorněný na obr. 6 se nazývá symetrický, protože. časy kladného a záporného výstupního napětí jsou stejné.

Pro získání asymetrického multivibrátoru by měl být rezistor v OOS nahrazen obvodem, jak je znázorněno na obr. 7. Rozdílné trvání kladných a záporných impulsů je zajištěno různými časovými konstantami pro nabíjecí kapacity:

R "C, - \u003d R" C.

Multivibrátor operačního zesilovače lze snadno změnit na jediný vibrátor nebo pohotovostní multivibrátor. Nejprve v obvodu OOS paralelně s C připojíme diodu VD1, jak je znázorněno na obr. 8. Díky diodě má obvod jeden stabilní stav, když je výstupní napětí záporné. Opravdu, od té doby Uout = - Uout m, pak je dioda otevřená a napětí na invertujícím vstupu je přibližně rovno nule. Zatímco napětí na neinvertujícím vstupu je

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

a stabilní stav obvodu je udržován. Pro generování jednoho impulsu by měl být do obvodu přidán spouštěcí obvod, který se skládá z diody VD2, C1 a R3. Dioda VD2 je udržována v sepnutém stavu a může být otevřena pouze kladným vstupním impulsem, který dorazí na vstup v čase t0. Rozevřením diody se změní znaménko a obvod přejde do stavu s kladným napětím na výstupu. Uout = Uout m. Poté se kondenzátor C1 začne nabíjet s časovou konstantou =RC. V čase t1 jsou porovnána vstupní napětí. U- \u003d U + \u003d Uout m R2 / (R1 + R2) a \u003d 0. V příštím okamžiku se diferenciální signál stane záporným a obvod se vrátí do ustáleného stavu. Diagramy jsou uvedeny na Obr. 9.

Používají se schémata čekajících multivibrátorů na diskrétních a logických prvcích.

Schéma uvažovaného multivibrátoru je podobné tomu, které bylo zvažováno dříve.

Tato lekce bude věnována poměrně důležitému a oblíbenému tématu, o multivibrátorech a jejich aplikaci. Kdybych se pokusil jen vypsat, kde a jak se používají samooscilační symetrické a asymetrické multivibrátory, chtělo by to slušný počet stránek knihy. Snad neexistuje odvětví radiotechniky, elektroniky, automatizace, impulsní nebo výpočetní techniky, kde by se takové generátory nepoužívaly. Tento tutoriál vám poskytne teoretické informace o těchto zařízeních a na závěr uvedu několik příkladů jejich praktického využití ve vztahu k vaší kreativitě.

Samooscilační multivibrátor

Multivibrátory jsou elektronická zařízení, která generují elektrické vibrace, které jsou svým tvarem blízké obdélníkovému. Spektrum kmitů generovaných multivibrátorem obsahuje mnoho harmonických - také elektrické kmity, ale násobky kmitů základní frekvence, což se odráží v jeho názvu: "multi - many", "vibration - oscilovat".

Uvažujme obvod znázorněný na (obr. 1a). poznáváte? Ano, jedná se o dvoustupňový tranzistorový zesilovač 3H se sluchátkovým výstupem. Co se stane, když je výstup takového zesilovače připojen k jeho vstupu, jak je znázorněno čárkovanou čarou ve schématu? Vznikne mezi nimi kladná zpětná vazba a zesilovač se samovolně vzbudí a stane se generátorem kmitů audiofrekvenční a v telefonech uslyšíme hluboký zvuk Proti takovému jevu se vede rozhodující boj v přijímačích a zesilovačích, ale pro automaticky ovládání zařízení se ukazuje jako užitečné.

Nyní se podívejte na (obr. 1b). Na něm vidíte obvod stejného zesilovače, zakrytý Pozitivní zpětná vazba , jako na (obr. 1, a), pouze jeho obrys je poněkud pozměněn. Takto se obvykle kreslí obvody samooscilačních, tedy samobuzených multivibrátorů. Zkušenost je možná nejlepší metodou, jak pochopit podstatu činnosti elektronického zařízení. Už jste to mnohokrát dokázali. A nyní, abych lépe porozuměl fungování tohoto univerzálního zařízení - automatického stroje, navrhuji s ním provést experiment. Schematický diagram samooscilačního multivibrátoru se všemi údaji o jeho odporech a kondenzátorech můžete vidět na (obr. 2, a). Upevněte jej na prkénko. Tranzistory musí být nízkofrekvenční (MP39 - MP42), protože vysokofrekvenční tranzistory mají velmi malé průrazné napětí přechodu emitoru. Elektrolytické kondenzátory C1 a C2 - typ K50 - 6, K50 - 3 nebo jejich importované protějšky pro jmenovité napětí 10 - 12 V. Odpor rezistorů se může lišit od odporu uvedených v diagramu až o 50%. Je pouze důležité, aby jmenovité hodnoty zatěžovacích odporů Rl, R4 a základních odporů R2, R3 byly případně stejné. Pro napájení použijte baterii Krona nebo PSU. V kolektorovém obvodu kteréhokoli z tranzistorů zapněte miliampérmetr (PA) na proud 10 - 15 mA a připojte vysokoodporový stejnosměrný voltmetr (PU) na napětí do 10 V k emitor-kolektor. sekce stejného tranzistoru Po kontrole instalace a zvláště pečlivě polarity zapínání elektrolytických kondenzátorů připojte k multivibrátoru zdroj. Co ukazují měřiče? Miliampérmetr - prudce se zvyšuje na 8 - 10 mA a pak také prudce klesá téměř na nulu, proud kolektorového obvodu tranzistoru. Voltmetr naopak buď klesá téměř na nulu, nebo se zvyšuje na napětí zdroje energie, kolektorové napětí. Co tato měření říkají? Skutečnost, že tranzistor tohoto ramene multivibrátoru pracuje ve spínacím režimu. Největší kolektorový proud a zároveň nejmenší napětí na kolektoru odpovídá otevřenému stavu a nejmenší proud a největší kolektorové napětí odpovídá zavřenému stavu tranzistoru. Tranzistor druhého ramene multivibrátoru funguje úplně stejně, ale jak se říká, s fázovým posunem o 180° : když je jeden z tranzistorů otevřený, druhý je zavřený. Je snadné to ověřit zařazením stejného miliampérmetru do kolektorového obvodu tranzistoru druhého ramene multivibrátoru; šipky měřicích přístrojů se budou střídavě odchylovat od nulových značek na stupnici. Nyní pomocí hodin se vteřinovou ručičkou spočítejte, kolikrát za minutu tranzistory přejdou z otevřeného do uzavřeného stavu. Přibližně 15 - 20 krát. To je počet elektrických oscilací generovaných multivibrátorem za minutu. Doba jednoho kmitu je tedy 3 - 4 s. Pokračujte ve sledování šipky miliampérmetru a pokuste se tyto výkyvy znázornit graficky. Na vodorovnou osu pořadnic vykreslete v určitém měřítku časové intervaly, kdy je tranzistor v otevřeném a uzavřeném stavu, a na svislé ose kolektorový proud odpovídající těmto stavům. Získáte přibližně stejný graf, jako je znázorněn na obr. 2b.

Takže se to dá považovat multivibrátor generuje elektrické oscilace obdélníkového tvaru. V signálu multivibrátoru, bez ohledu na to, z kterého výstupu je odebírán, lze rozlišit proudové impulsy a pauzy mezi nimi. Časový interval od okamžiku, kdy se objeví jeden proudový (nebo napěťový) pulz, do okamžiku, kdy se objeví další pulz stejné polarity, se obvykle nazývá perioda opakování pulzu T a doba mezi pulzy s pauzou Tn - Multivibrátory generující pulzy, jejichž trvání Tn se rovná pauzám mezi nimi se nazývají symetrické . Proto zkušený multivibrátor, který jste sestavili - symetrický. Vyměňte kondenzátory C1 a C2 za jiné 10 až 15 uF kondenzátory. Multivibrátor zůstal symetrický, ale frekvence jím generovaných kmitů se zvýšila 3-4krát - až na 60-80 za 1 min, nebo, což je stejné, až na frekvenci 1 Hz. Šipky měřicích přístrojů sotva stihnou sledovat změny proudů a napětí v tranzistorových obvodech. A pokud jsou kondenzátory C1 a C2 nahrazeny papírovými kapacitami 0,01 - 0,05 mikrofaradu? Jak se nyní budou chovat šipky měřicích přístrojů? Poté, co se odchýlili od nulových značek na stupnici, stojí na místě. Možná je generace rozbitá? Ne! Jde jen o to, že frekvence oscilací multivibrátoru se zvýšila na několik set hertzů. Jedná se o kolísání frekvenčního rozsahu zvuku, které již stejnosměrná zařízení nedokážou opravit. Můžete je detekovat pomocí frekvenčního měřiče nebo sluchátek připojených přes kondenzátor o kapacitě 0,01 - 0,05 mikrofaradu k některému z výstupů multivibrátoru nebo jejich připojením přímo ke kolektorovému obvodu některého z tranzistorů místo zatěžovacího odporu. Na telefonech uslyšíte zvuk nízkého tónu. Jaký je princip fungování multivibrátoru? Vraťme se ke schématu na obr. 2, a. V okamžiku zapnutí napájení se tranzistory obou ramen multivibrátoru otevřou, protože na jejich báze jsou přes odpovídající odpory R2 a R3 aplikována záporná předpětí. Současně se začnou nabíjet vazební kondenzátory: C1 - přes emitorový přechod tranzistoru V2 a rezistoru R1; C2 - přes emitorový přechod tranzistoru V1 a rezistoru R4. Tyto obvody pro nabíjení kondenzátorů, které jsou děliči napětí napájecího zdroje, vytvářejí na bázi tranzistorů (vzhledem k emitorům) záporná napětí, která nabývají na hodnotě a mají tendenci tranzistory stále více otevírat. Otevření tranzistoru způsobí pokles záporného napětí na jeho kolektoru, což způsobí pokles záporného napětí na bázi druhého tranzistoru a jeho vypnutí. K takovému ději dochází okamžitě u obou tranzistorů, uzavře se však pouze jeden z nich, na základě čehož vzniká vyšší kladné napětí, např. v důsledku rozdílu součinitelů proudového přenosu h21e jmenovitého odporu rezistoru a kondenzátoru. Druhý tranzistor zůstává otevřený. Ale tyto stavy tranzistorů jsou nestabilní, protože elektrické procesy v jejich obvodech pokračují. Předpokládejme, že po nějaké době po zapnutí napájení se ukázalo, že tranzistor V2 je uzavřený a tranzistor V1 je otevřený. Od tohoto okamžiku se kondenzátor C1 začne vybíjet přes otevřený tranzistor V1, jehož odpor sekce emitor-kolektor je v tuto chvíli nízký, a rezistor R2. S vybíjením kondenzátoru C1 se kladné napětí na bázi uzavřeného tranzistoru V2 snižuje. Jakmile je kondenzátor zcela vybitý a napětí na bázi tranzistoru V2 se přiblíží nule, objeví se v kolektorovém obvodu tohoto nyní otevíracího tranzistoru proud, který působí přes kondenzátor C2 na bázi tranzistoru V1 a snižuje na něm záporné napětí. V důsledku toho se proud protékající tranzistorem V1 začne snižovat a tranzistorem V2 se naopak zvyšuje. To způsobí, že se tranzistor V1 vypne a tranzistor V2 sepne. Nyní se kondenzátor C2 začne vybíjet, ale přes otevřený tranzistor V2 a rezistor R3, což nakonec vede k otevření prvního a uzavření druhého tranzistoru atd. Tranzistory neustále interagují, v důsledku čehož multivibrátor generuje elektrické oscilace. Kmitočet kmitů multivibrátoru závisí jak na kapacitě vazebních kondenzátorů, které jste již zkontrolovali, tak na odporu základních rezistorů, jak vidíte právě teď. Zkuste např. vyměnit základní odpory R2 a R3 za vysokoodporové. Frekvence oscilací multivibrátoru se sníží. Naopak, pokud jsou jejich odpory menší, frekvence kmitů se zvýší. Další zkušenost: odpojte horní (podle schématu) svorky rezistorů R2 a R3 od záporného vodiče napájecího zdroje, spojte je dohromady a mezi nimi a záporným vodičem zapněte proměnný rezistor s odporem 30 - 50 kOhm s reostatem. Otáčením osy proměnného rezistoru můžete měnit frekvenci kmitání multivibrátorů v poměrně širokém rozsahu. Přibližnou frekvenci oscilací symetrického multivibrátoru lze vypočítat pomocí následujícího zjednodušeného vzorce: F = 700 / (RC), kde f je frekvence v hertzech, R je odpor základních rezistorů v kiloohmech, C je kapacita vazební kondenzátory v mikrofaradech. Pomocí tohoto zjednodušeného vzorce spočítejte, jaké frekvence generoval váš multivibrátor. Vraťme se k počátečním údajům rezistorů a kondenzátorů experimentálního multivibrátoru (podle schématu na obr. 2, a). Vyměňte kondenzátor C2 za kondenzátor o kapacitě 2 - 3 μF, zapněte miliampérmetr v kolektorovém obvodu tranzistoru V2, po jeho šipce graficky znázorněte kolísání proudu generovaného multivibrátorem. Nyní se proud v kolektorovém obvodu tranzistoru V2 bude objevovat v kratších pulzech než dříve (obr. 2, c). Doba trvání pulsů Th bude přibližně tolikrát kratší než pauzy mezi pulsy Th, o kolik se snížila kapacita kondenzátoru C2 ve srovnání s jeho předchozí kapacitou. A nyní zatočte stejný (nebo takový) miliampérmetr do kolektorového obvodu tranzistoru V1. Co ukazuje měřič? Také proudové impulsy, ale jejich trvání je mnohem delší než pauzy mezi nimi (obr. 2, d). Co se stalo? Snížením kapacity kondenzátoru C2 jste narušili symetrii ramen multivibrátoru - stala se asymetrické . Tím se staly vibrace jím generované asymetrické : v kolektorovém obvodu tranzistoru V1 se proud objevuje v relativně dlouhých pulzech, v kolektorovém obvodu tranzistoru V2 v krátkých pulzech. Z výstupu 1 takového multivibrátoru můžete odebírat krátké a z výstupu 2 dlouhé napěťové impulsy. Dočasně vyměňte kondenzátory C1 a C2. Nyní budou krátké napěťové impulsy na výstupu 1 a dlouhé napěťové impulsy na výstupu 2. Spočítejte (podle hodin vteřinovou ručičkou), kolik elektrických impulsů za minutu generuje tato verze multivibrátoru. Asi 80. Zvyšte kapacitu kondenzátoru C1 tím, že k němu paralelně připojíte druhý elektrolytický kondenzátor o kapacitě 20 - 30 mikrofaradů. Frekvence opakování pulzu se sníží. A pokud se naopak kapacita tohoto kondenzátoru sníží? Frekvence opakování pulsu by se měla zvýšit. Existuje však další způsob, jak regulovat opakovací frekvenci pulsů - změnou odporu rezistoru R2: s poklesem odporu tohoto rezistoru (ale ne méně než 3 - 5 kOhm, jinak bude tranzistor V2 otevřen celý dojde k narušení doby a samooscilačního procesu), frekvence opakování pulsu by se měla zvyšovat a se zvyšováním jejího odporu naopak klesat. Ověřte si to empiricky – je to tak? Vyberte rezistor takové hodnoty, aby počet pulzů za 1 minutu byl přesně 60. Ručička miliampérmetru bude kmitat frekvencí 1 Hz. Multivibrátor se v tomto případě stane jakoby elektronickým hodinovým mechanismem, který počítá sekundy.

Čekací multivibrátor

Takový multivibrátor generuje proudové (nebo napěťové) impulsy, když jsou na jeho vstup přiváděny spouštěcí signály z jiného zdroje, například ze samooscilačního multivibrátoru. Abyste ze samokmitajícího multivibrátoru, se kterým jste již v této lekci prováděli experimenty (podle schématu na obr. 2, a), udělali čekající multivibrátor, musíte provést následující: vyjmout kondenzátor C2 a místo něj zapojte mezi kolektor tranzistoru V2 a bázi tranzistoru V1 (na obr. 3 - R3) rezistor s odporem 10 - 15 kOhm; mezi bázi tranzistoru V1 a uzemněný vodič zapojte sériově zapojený prvek 332 (G1 nebo jiný zdroj konstantního napětí) a rezistor s odporem 4,7 - 5,1 kOhm (R5), ale tak, aby kladný pól el. prvek je připojen k základně (přes R5); do obvodu báze tranzistoru V1 zapojte kondenzátor (na obr. 3 - C2) o kapacitě 1 - 5 tisíc pF, jehož druhý výstup bude fungovat jako kontakt pro vstupní řídicí signál. Počáteční stav tranzistoru V1 takového multivibrátoru je uzavřen, tranzistor V2 je otevřený. Zkontrolujte - je to pravda? Napětí na kolektoru uzavřeného tranzistoru by se mělo blížit napětí zdroje energie a na kolektoru otevřeného tranzistoru by nemělo překročit 0,2 - 0,3 V. , zapněte mezi kontaktem Uin a uzemněným vodičem, doslova na okamžik jeden nebo dva prvky 332 zapojené do série (ve schématu GB1) nebo baterie 3336L. Jen nepleťte: záporný pól tohoto externího elektrického signálu musí být připojen ke kontaktu Uin. V tomto případě by se šipka miliampérmetru měla okamžitě odchýlit na hodnotu nejvyššího proudu kolektorového obvodu tranzistoru, na chvíli ztuhnout a poté se vrátit do původní polohy, aby se čekalo na další signál. Opakujte tuto zkušenost několikrát. Miliampérmetr s každým signálem ukáže okamžitý nárůst na 8 - 10 mA a po chvíli kolektorový proud tranzistoru V1 také okamžitě klesne téměř na nulu. Jedná se o jednotlivé proudové impulsy generované multivibrátorem. A pokud je baterie GB1 delší, aby zůstala připojena ke svorce Uin. Stane se to samé jako v předchozích experimentech – na výstupu multivibrátoru se objeví pouze jeden impuls. Zkuste to!

A ještě jeden experiment: dotkněte se výstupu báze tranzistoru V1 nějakým kovovým předmětem, který vezmete do ruky. Možná v tomto případě bude fungovat čekající multivibrátor - z elektrostatického náboje vašeho těla. Opakujte stejné experimenty, ale začleněním miliampérmetru do kolektorového obvodu tranzistoru V2. Při přivedení řídicího signálu by se kolektorový proud tohoto tranzistoru měl prudce snížit téměř na nulu a pak stejně prudce vzrůst na hodnotu proudu otevřeného tranzistoru. Toto je také proudový impuls, ale se zápornou polaritou. Jaký je princip fungování vyčkávacího multivibrátoru? V takovém multivibrátoru není spojení mezi kolektorem tranzistoru V2 a bází tranzistoru V1 kapacitní, jako u samokmitajícího, ale odporové - přes rezistor R3. Na bázi tranzistoru V2 je přes rezistor R2 přivedeno záporné předpětí. Tranzistor V1 je bezpečně uzavřen kladným napětím prvku G1 na jeho bázi. Tento stav tranzistorů je velmi stabilní. V tomto stavu mohou zůstat, jak dlouho chtějí. Ale na základě tranzistoru V1 se objevil napěťový impuls záporné polarity. Od tohoto okamžiku přecházejí tranzistory do nestabilního stavu. Pod vlivem vstupního signálu se tranzistor V1 otevírá a měnící se napětí na jeho kolektoru přes kondenzátor C1 uzavírá tranzistor V2. Tranzistory jsou v tomto stavu až do vybití kondenzátoru C1 (přes rezistor R2 a otevřený tranzistor V1, jehož odpor je v tuto chvíli malý). Jakmile je kondenzátor vybit, tranzistor V2 se okamžitě otevře a tranzistor V1 se uzavře. Od tohoto okamžiku se multivibrátor opět ocitne v původním, stabilním pohotovostním režimu. Tím pádem, pohotovostní multivibrátor má jeden stabilní a jeden nestabilní stav . Během nestabilního stavu jeden generuje čtvercová vlna proud (napětí), jehož doba trvání závisí na kapacitě kondenzátoru C1. Čím větší je kapacita tohoto kondenzátoru, tím delší je trvání impulsu. Takže například s kapacitou kondenzátoru 50 μF generuje multivibrátor proudový impuls s dobou trvání asi 1,5 s a s kondenzátorem s kapacitou 150 μF - třikrát více. Přes přídavné kondenzátory - kladné napěťové impulsy lze odebírat z výstupu 1 a záporné z výstupu 2. Lze multivibrátor vyvést z pohotovostního režimu pouze záporným napěťovým impulsem přivedeným na bázi tranzistoru V1? Ne, nejen. To lze také provést aplikací napěťového impulsu s kladnou polaritou, ale na bázi tranzistoru V2. Zbývá tedy experimentálně zkontrolovat, jak kapacita kondenzátoru C1 ovlivňuje trvání impulsů a schopnost ovládat čekající multivibrátor kladnými napěťovými impulsy. Jak lze pohotovostní multivibrátor prakticky využít? Jinak. Například převést sinusové napětí na obdélníkové napěťové (nebo proudové) impulsy stejné frekvence nebo zapnout na nějakou dobu jiné zařízení přivedením krátkodobého elektrického signálu na vstup čekajícího multivibrátoru. Jak jinak? Myslet si!

Multivibrátor v generátorech a elektronických spínačích

Elektronické volání. Pro domovní zvonek lze použít multivibrátor, který jím nahradí klasický elektrický. Lze jej sestavit podle schématu uvedeného na (obr. 4). Tranzistory V1 a V2 pracují v symetrickém multivibrátoru, který generuje oscilace s frekvencí asi 1000 Hz, a tranzistor V3 pracuje ve výkonovém zesilovači těchto oscilací. Zesílené vibrace převádí dynamická hlava B1 na zvukové vibrace. Pokud pro hovor použijete účastnický reproduktor, zařazením primárního vinutí jeho přechodového transformátoru do kolektorového obvodu tranzistoru V3 se veškerá volací elektronika namontovaná na desce umístí do jeho pouzdra. Tam bude umístěna i baterie.

Elektronický zvonek lze instalovat na chodbu připojením dvěma vodiči k tlačítku S1. Po stisknutí tlačítka - se v dynamické hlavě objeví zvuk. Protože je zařízení napájeno pouze během vyzváněcích signálů, dvě baterie 3336L zapojené do série nebo „Krona“ vydrží několik měsíců vyzvánění. Nastavte požadovaný zvukový tón výměnou kondenzátorů C1 a C2 za kondenzátory jiných kapacit. Multivibrátor sestavený podle stejného schématu lze použít ke studiu a trénování poslechu telegrafní abecedy - Morseovy abecedy. V tomto případě je nutné pouze vyměnit tlačítko za telegrafní klíč.

Elektronický spínač. Toto zařízení, jehož zapojení je znázorněno na (obr. 5), lze použít ke spínání dvou vánočních girland napájených ze sítě střídavého proudu. Samotný elektronický spínač může být napájen dvěma 3336L bateriemi zapojenými do série nebo z usměrňovače, který by měl na výstupu konstantní napětí 9–12 V.

Spínací obvod je velmi podobný obvodu elektronického zvonku. Ale kapacity kondenzátorů C1 a C2 spínače jsou mnohonásobně větší než kapacity podobných zvonkových kondenzátorů. Spínací multivibrátor, ve kterém pracují tranzistory V1 a V2, generuje kmity o frekvenci asi 0,4 Hz a zátěží jeho výkonového zesilovače (tranzistoru V3) je vinutí elektromagnetického relé K1. Relé má jeden pár kontaktních destiček pro spínání. Vhodné je například relé RES - 10 (pas RS4.524.302) nebo jiné elektromagnetické relé, které spolehlivě pracuje od napětí 6 - 8 V ​​při proudu 20 - 50 mA. Po zapnutí napájení se tranzistory V1 a V2 multivibrátoru střídavě otevírají a zavírají a generují obdélníkové signály. Když je tranzistor V2 zapnutý, záporné napájecí napětí je přivedeno přes rezistor R4 a tento tranzistor je přiveden na bázi tranzistoru V3, čímž je saturován. V tomto případě se odpor části emitor-kolektor tranzistoru V3 sníží na několik ohmů a téměř veškeré napětí zdroje energie je přivedeno na vinutí relé K1 - relé se aktivuje a připojí jednu z girland k síti se svými kontakty. Při sepnutém tranzistoru V2 je přerušen napájecí obvod báze tranzistoru V3 a je rovněž uzavřen, cívkou relé neprotéká proud. V tomto okamžiku relé uvolní kotvu a její kontakty, přepnutí, připojí druhou girlandu vánočního stromku k síti. Pokud chcete změnit dobu sepnutí girland, pak vyměňte kondenzátory C1 a C2 za kondenzátory jiných kapacit. Data rezistorů R2 a R3 ponechte stejná, jinak bude narušen pracovní režim tranzistorů na stejnosměrný proud. Do emitorového obvodu tranzistoru V1 multivibrátoru lze zařadit i výkonový zesilovač, podobný zesilovači na tranzistoru V3. V tomto případě elektromagnetická relé (včetně vlastních vyrobených) nemusí mít spínací skupiny kontaktů, ale normálně rozepnuté nebo normálně sepnuté. Kontakty relé jednoho z ramen multivibrátoru budou periodicky uzavírat a otevírat napájecí obvod jednoho girlandy a kontakty relé druhého ramena multivibrátoru budou periodicky uzavírat napájecí obvod druhého girlandy. Elektronický spínač lze namontovat na desku z getinaxu nebo jiného izolačního materiálu a spolu s baterií umístit do překližkové krabice. Během provozu spínač spotřebovává proud ne více než 30 mA, takže energie dvou baterií 3336L nebo Krona bude stačit na všechny novoroční svátky. Podobný spínač lze použít i pro jiné účely. Například na nasvícení masek, atrakcí. Představte si figurku hrdiny pohádky "Kocour v botách" vyřezanou z překližky a namalovat. Za průhlednými oky jsou žárovky z baterky, spínané elektronickým spínačem a na postavě samotné je tlačítko. Jakmile stisknete tlačítko, kočka na vás okamžitě začne mrkat. Nedá se pomocí vypínače elektrifikovat některé modely, např. model majáku? V tomto případě lze do kolektorového obvodu tranzistoru výkonového zesilovače místo elektromagnetického relé zařadit žárovku malé velikosti, určenou pro malý doutnavý proud, která bude imitovat záblesky majáku. Pokud je takový spínač doplněn páčkovým spínačem, kterým lze v kolektorovém obvodu výstupního tranzistoru střídavě zapínat dvě takové žárovky, pak se může stát ukazatelem směru vašeho jízdního kola.

Metronom- jedná se o druh hodin, které vám umožňují počítat stejné časové úseky s přesností na zlomky sekundy pomocí zvukových signálů. Taková zařízení se používají například k rozvoji smyslu pro takt při výuce hudební gramotnosti, při prvním nácviku signalizace telegrafické abecedy. Schéma jednoho z těchto zařízení vidíte na (obr. 6).

Toto je také multivibrátor, ale asymetrický. Takový multivibrátor používá tranzistory různých struktur: Vl - n - p - n (MP35 - MP38), V2 - p - n - p (MP39 - MP42). To umožnilo snížit celkový počet dílů multivibrátoru. Princip jeho činnosti zůstává stejný - ke generování dochází díky kladné zpětné vazbě mezi výstupem a vstupem dvoustupňového 3H zesilovače; připojení je provedeno elektrolytickým kondenzátorem C1. Zátěž multivibrátoru je malá dynamická hlava B1 s kmitací cívkou s odporem 4 - 10 ohmů, například 0,1GD - 6, 1GD - 8 (nebo telefonní kapsle), která vytváří zvuky podobné cvakání krátkodobé proudové impulsy. Frekvenci opakování pulsů lze nastavit pomocí proměnného odporu R1 od asi 20 do 300 pulsů za minutu. Rezistor R2 omezuje proud báze prvního tranzistoru, když je jezdec rezistoru R1 ve své nejnižší (podle obvodu) poloze, odpovídající nejvyšší frekvenci generovaných kmitů. Metronom může být napájen jednou 3336L baterií nebo třemi 332 články zapojenými do série. Proud, který spotřebovává z baterie, nepřesahuje 10 mA. Proměnný odpor R1 musí mít stupnici kalibrovanou podle mechanického metronomu. Pomocí něj můžete jednoduchým otočením knoflíku odporu nastavit požadovanou frekvenci audio signálů metronomu.

Praktická práce

Jako praktickou práci vám doporučuji shromáždit multivibrační obvody uvedené na výkresech lekce, které pomohou pochopit princip multivibrátoru. Dále navrhuji sestavit velmi zajímavý a v domácnosti užitečný "Elektronický simulátor slavíků", založený na multivibrátorech, který lze použít jako domovní zvonek. Obvod je velmi jednoduchý, spolehlivý, funguje okamžitě, pokud nejsou chyby v instalaci a použití provozuschopných rádiových prvků. Jako domovní zvonek ho používám 18 let, dodnes. Je snadné uhodnout, že jsem to sbíral já - když jsem byl jako vy radioamatér začátečník.

je pulzní generátor téměř obdélníkového tvaru, vytvořený ve formě zesilovacího prvku s obvodem kladné zpětné vazby. Existují dva typy multivibrátorů.

Prvním typem jsou samooscilační multivibrátory, které nemají ustálený stav. Existují dva typy: symetrický - jeho tranzistory jsou stejné a parametry symetrických prvků jsou také stejné. V důsledku toho jsou dvě části periody oscilace navzájem stejné a pracovní cyklus je roven dvěma. Pokud parametry prvků nejsou stejné, pak se již bude jednat o asymetrický multivibrátor.

Druhým typem jsou vyčkávací multivibrátory, které mají stav stabilní rovnováhy a jsou často označovány jako jeden vibrátor. Použití multivibrátoru v různých radioamatérských zařízeních je zcela běžné.

Popis činnosti multivibrátoru na tranzistorech

Princip fungování analyzujeme na příkladu následujícího schématu.

Je dobře vidět, že prakticky kopíruje schéma zapojení symetrického klopného obvodu. Jediný rozdíl je v tom, že spojení mezi spínacími jednotkami, jak stejnosměrné, tak zpětné, jsou prováděny střídavým proudem, nikoli stejnosměrným proudem. To radikálně mění vlastnosti zařízení, protože ve srovnání se symetrickým spouštěčem nemá obvod multivibrátoru stabilní rovnovážné stavy, ve kterých by mohl být po dlouhou dobu.

Místo toho existují dva stavy kvazistabilní rovnováhy, díky nimž je zařízení v každém z nich po přesně definovanou dobu. Každý takový časový úsek je určen přechodnými procesy probíhajícími v obvodu. Činnost zařízení spočívá v neustálé změně těchto stavů, která je doprovázena výskytem napětí na výstupu, které velmi připomíná obdélníkový tvar.

Symetrický multivibrátor je v podstatě dvoustupňový zesilovač a obvod je postaven tak, že výstup prvního stupně je spojen se vstupem druhého. V důsledku toho se po připojení napájení do obvodu nutně ukáže, že jeden z nich je otevřený a druhý je v uzavřeném stavu.

Předpokládejme, že tranzistor VT1 je otevřený a je ve stavu nasycení proudem procházejícím rezistorem R3. Tranzistor VT2, jak je uvedeno výše, je uzavřen. Nyní v obvodu probíhají procesy spojené s dobíjením kondenzátorů C1 a C2. Zpočátku je kondenzátor C2 absolutně vybitý a po nasycení VT1 se postupně nabíjí přes rezistor R4.

Protože kondenzátor C2 posunuje přechod kolektor-emitor tranzistoru VT2 přes přechod emitoru tranzistoru VT1, rychlost jeho nabíjení určuje rychlost změny napětí na kolektoru VT2. Po nabití C2 se tranzistor VT2 uzavře. Dobu trvání tohoto procesu (dobu nárůstu napětí kolektoru) lze vypočítat pomocí vzorce:

tia = 2,3*Rl*Cl

Také při provozu obvodu nastává druhý proces spojený s vybíjením dříve nabitého kondenzátoru C1. K jeho vybití dochází přes tranzistor VT1, rezistor R2 a napájecí zdroj. Když se kondenzátor vybije na základně VT1, objeví se kladný potenciál a začne se otevírat. Tento proces končí po úplném vybití C1. Doba trvání tohoto procesu (impulzu) se rovná:

t2a = 0,7*R2*Cl

Po čase t2a bude tranzistor VT1 uzavřen a tranzistor VT2 bude v saturaci. Poté se proces bude opakovat podle podobného schématu a dobu trvání intervalů následujících procesů lze také vypočítat pomocí vzorců:

tlb = 2,3 x R4 x C2 A t2b = 0,7*R3*C2

Pro určení frekvence oscilací multivibrátoru platí následující výraz:

f = 1/(t2a+t2b)

Přenosný USB osciloskop, 2 kanály, 40 MHz....