Simetrik multivibratör, multivibratörün hesaplanması ve şeması. LED'ler için simetrik multivibratör Multivibratör nerede kullanılır?

Merhaba sevgili arkadaşlar ve blog sitemin tüm okuyucuları. Bugünün gönderisi basit ama ilginç bir cihaz hakkında olacak. Bugün basit bir dikdörtgen puls üretecine - bir multivibratöre - dayanan bir LED flaşörü ele alacağız, inceleyeceğiz ve monte edeceğiz.

Bloguma gittiğimde hep böyle bir şey yapmak isterim, siteyi unutulmaz kılacak bir şey. Bu yüzden dikkatinize blogda yeni bir "gizli sayfa" sunuyorum.

Bu sayfanın adı artık - "İlginç".

“Nasıl buldunuz?” diye soruyor olabilirsiniz. Ve çok basit!

Blogda "Acele edin" yazısıyla bir soyulma köşesinin göründüğünü fark etmiş olabilirsiniz.

Dahası, köşe daha da pul pul dökülmeye başladığından, kişinin fare imlecini bu yazıya hareket ettirmesi yeterlidir ve yazıyı - "Bu ilginç" bağlantısını açığa çıkarır.

Sizi küçük ama hoş bir sürprizin beklediği gizli bir sayfaya yönlendiriyor - benim hazırladığım bir hediye. Üstelik gelecekte faydalı materyaller, amatör radyo yazılımı ve başka bir şey bu sayfada yayınlanacak - henüz bulamadım. Bu yüzden, periyodik olarak köşeye bakın - aniden oraya bir şey sakladım.

Tamam, biraz dikkatim dağıldı, şimdi devam edelim ...

Genel olarak, birçok multivibratör devresi vardır, ancak en popüler ve tartışılan kararsız simetrik multivibratör devresidir. Genellikle bu şekilde tasvir edilir.

Örneğin, bu multivibratör flaşörü bir yıl önce doğaçlama parçalardan bir yere lehimledim ve gördüğünüz gibi yanıp sönüyor. Prototip kartında yapılan beceriksiz kablolamaya rağmen yanıp sönüyor.

Bu şema çalışıyor ve gösterişsiz. Nasıl çalıştığını anlamanız mı gerekiyor?

Multivibratörün çalışma prensibi

Bu devreyi bir devre tahtası üzerine kurarsak ve verici ile kollektör arasındaki voltajı bir multimetre ile ölçersek ne görürüz? Transistördeki voltajın neredeyse güç kaynağının voltajına yükseldiğini, ardından sıfıra düştüğünü göreceğiz. Bu, bu devredeki transistörlerin bir anahtar modunda çalıştığını gösterir. Bir transistör açıkken ikincisinin mutlaka kapalı olduğunu unutmayın.

Anahtarlama transistörleri aşağıdaki gibidir.

Bir transistör açıkken, diyelim ki VT1, kapasitör C1 boşalır. Kondansatör C2 - aksine, temel akım tarafından R4 üzerinden sessizce şarj edilir.

Boşaltma sürecinde kapasitör C1, transistör VT2'nin tabanını negatif voltaj altında tutar - kilitler. Daha fazla deşarj, kapasitör C1'i sıfıra getirir ve ardından diğer yönde şarj eder.

Şimdi VT2'nin tabanındaki voltaj onu açarak artıyor.Şimdi C2 kondansatörü şarj edildikten sonra deşarj oluyor. Transistör VT1, tabandaki negatif voltajla kilitlenir.

Ve tüm bu kargaşa, elektrik kesilene kadar aralıksız devam eder.

Performansında multivibratör

Bir devre tahtası üzerinde bir multivibratör flaşörü yaptıktan sonra, onu biraz geliştirmek istedim - multivibratör için normal bir baskılı devre kartı yapın ve aynı zamanda LED göstergesi için bir fular yapın. Bunları, Sprintlayout'tan çok daha karmaşık olmayan, ancak şemaya katı bir şekilde bağlanan Eagle CAD programında geliştirdim.

Multivibratörün baskılı devre kartı soldadır. Sağdaki elektrik şeması.

Baskılı devre kartı. Elektrik şeması.

Bir lazer yazıcı kullanarak devre kartı çizimlerini fotoğraf kağıdına yazdırdım. Daha sonra, halkla tam uyum içinde işlemeli eşarplar. Sonuç olarak, parçaları lehimledikten sonra böyle eşarplar elde ettik.

Dürüst olmak gerekirse, tam kurulum ve güç bağlantısından sonra küçük bir hata oluştu. LED'lerden yazılan artı işareti göz kırpmadı. Sanki hiç multivibratör yokmuş gibi basit ve eşit bir şekilde yandı.

Oldukça gergin olmalıydım. Dört noktalı göstergenin iki LED ile değiştirilmesi durumu düzeltti, ancak her şey yerine oturduğunda flaşör yanıp sönmedi.

İki LED kolunun bir jumper ile kapatıldığı ortaya çıktı, görünüşe göre eşarbı kalaylarken lehimle abarttım. Sonuç olarak, LED "omuzlar" dönüşümlü olarak değil, eşzamanlı olarak yandı. Hiçbir şey, bir havya ile birkaç hareket durumu düzeltti.

Olanların sonucu, videoya aldım:

Bana göre kötü olmadı. 🙂 Bu arada devre ve panoların linklerini bırakıyorum - sağlığınız için kullanın.

Multivibratörün kartı ve devresi.

Artı göstergesinin kartı ve diyagramı.

Genel olarak, multivibratörlerin kullanımı çeşitlidir. Sadece basit LED flaşörler için uygun değildirler. Dirençlerin ve kapasitörlerin değerleriyle oynayarak, ses frekansı sinyallerini hoparlöre verebilirsiniz. Basit bir puls üretecine ihtiyaç duyabileceğiniz her yere bir multivibratör kesinlikle uyacaktır.

Söylemeyi planladığım her şey gibi. Bir şeyi kaçırırsam, yorumları yazın - Gerekli olanı ve gerekli olmayanı ekleyeceğim - düzelteceğim. Yorumlar her zaman beklerim!

Yeni makaleleri bir programa göre değil, kendiliğinden yazıyorum ve bu nedenle güncellemelere e-posta veya e-posta ile abone olmanızı öneriyorum. Daha sonra yeni makaleler doğrudan posta kutunuza veya doğrudan RSS okuyucuya gelir.

benim için hepsi bu Hepinize başarılar ve iyi bir bahar havası diliyorum!

Saygılarımla, Vladimir Vasiliev.

Ayrıca sevgili dostlar, site güncellemelerine abone olabilir, yeni materyalleri ve hediyeleri doğrudan posta kutunuza alabilirsiniz. Bunun için aşağıdaki formu doldurmanız yeterli.

Bakarsanız, tüm elektronik parçalar çok sayıda bireysel tuğladan oluşur. Bunlar transistörler, diyotlar, dirençler, kapasitörler, endüktif elemanlardır. Ve bu tuğlalardan istediğiniz her şeyi ekleyebilirsiniz.

Örneğin "miyav" sesi çıkaran zararsız bir çocuk oyuncağından sekiz megatonluk çoklu savaş başlığına sahip bir balistik füze yönlendirme sistemine.

Elektronikte çok iyi bilinen ve sıklıkla kullanılan devrelerden biri, dikdörtgene yaklaşan şekilde salınımlar üreten (üreten) bir elektronik cihaz olan simetrik bir multivibratördür.

Multivibratör, ek elemanlarla iki transistör veya mantık devresi üzerine monte edilmiştir. Aslında bu, pozitif geri besleme devresine (POS) sahip iki aşamalı bir amplifikatördür. Bu, ikinci aşamanın çıkışının bir kapasitör aracılığıyla birinci aşamanın girişine bağlandığı anlamına gelir. Sonuç olarak, pozitif geri besleme nedeniyle amplifikatör bir jeneratöre dönüşür.

Multivibratörün darbe üretmeye başlaması için besleme voltajını bağlamak yeterlidir. Multivibratörler olabilir simetrik Ve asimetrik.

Şekil, simetrik bir multivibratörün bir diyagramını göstermektedir.

Simetrik bir multivibratörde, iki kolun her birinin elemanlarının değerleri tamamen aynıdır: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Simetrik bir multivibratörün çıkış sinyalinin dalga biçimine bakarsanız, dikdörtgen darbelerin ve aralarındaki duraklamaların aynı zamanda olduğunu görmek kolaydır. t darbe ( t ve) = t duraklar ( tp). Transistörlerin kollektör devrelerindeki dirençler darbe parametrelerini etkilemez ve değerleri kullanılan transistör tipine göre seçilir.

Böyle bir multivibratörün darbe tekrarlama oranı, basit bir formül kullanılarak kolayca hesaplanır:

f, hertz (Hz) cinsinden frekans olduğunda, C, mikrofarad (uF) cinsinden kapasitans ve R, kiloohm (kΩ) cinsinden dirençtir. Örneğin: C \u003d 0,02 uF, R \u003d 39 kOhm. Formülü yerine koyuyoruz, eylemler gerçekleştiriyoruz ve ses aralığında yaklaşık olarak 1000 Hz'e veya daha doğrusu 897.4 Hz'e eşit bir frekans elde ediyoruz.

Kendi başına, böyle bir multivibratör ilginç değildir, çünkü modüle edilmemiş bir "peep" üretir, ancak öğelerle birlikte 440 Hz frekansını seçersek ve bu ilk oktavın A notasıdır, o zaman minyatür bir diyapazon elde ederiz. Yapılması gereken tek şey, tek bir transistör amplifikatör aşaması ve minyatür bir hoparlör eklemek.

Aşağıdaki parametreler darbe sinyalinin ana özellikleri olarak kabul edilir:

Sıklık. Ölçü birimi (Hz) Hertz. 1 Hz, saniyede bir salınımdır. İnsan kulağının algıladığı frekanslar 20 Hz - 20 kHz aralığındadır.

Darbe süresi. Saniyenin kesirleriyle ölçülür: mil, mikro, nano, piko vb.

Genlik. Söz konusu multivibratörde, genlik ayarı sağlanmaz. Profesyonel cihazlarda hem kademeli hem de pürüzsüz genlik ayarı kullanılır.

görev döngüsü. Periyodun (T) nabız süresine oranı ( T). Darbe uzunluğu 0,5 periyot ise görev döngüsü ikidir.

Yukarıdaki formüle dayanarak, yüksek ve ultra yüksek frekanslar dışında hemen hemen her frekans için bir multivibratör hesaplamak kolaydır. İş yerinde birkaç başka fiziksel ilke vardır.

Multivibratörün birkaç ayrı frekans vermesi için, iki bölümlü bir anahtar ve doğal olarak her kola aynı olan farklı kapasitelerde beş ila altı kapasitör koymak ve anahtarı kullanarak gerekli frekansı seçmek yeterlidir. Dirençler R2, R3 ayrıca frekansı ve görev döngüsünü etkiler ve değişken hale getirilebilir. İşte ayarlanabilir anahtarlama frekansına sahip başka bir multivibratör devresi.

Kullanılan transistörlerin türüne bağlı olarak R2 ve R4 dirençlerinin belirli bir değerin altına düşürülmesi üretim arızasına neden olabilir ve multivibratör çalışmaz, bu nedenle R2 ve R4 dirençleriyle seri olarak multivibratörün anahtarlama frekansını seçebilen değişken bir R3 direnci bağlayabilirsiniz.

Simetrik multivibratörün pratik uygulaması çok kapsamlıdır. Nabız bilgisayar teknolojisi, ev aletleri üretiminde radyo ölçüm cihazları. Pek çok benzersiz tıbbi ekipman, aynı multivibratöre dayalı devreler üzerine kuruludur.

Olağanüstü basitliği ve düşük maliyeti nedeniyle multivibratör, çocuk oyuncaklarında geniş uygulama alanı bulmuştur. İşte geleneksel bir LED flaşörün bir örneği.

Şemada belirtilen elektrolitik kapasitörler C1, C2 ve R2, R3 dirençlerinin değerleri ile darbe frekansı 2,5 Hz olacaktır, bu da LED'lerin saniyede yaklaşık iki kez yanıp söneceği anlamına gelir. Yukarıda önerilen devreyi kullanabilir ve R2, R3 dirençleriyle birlikte değişken bir direnç dahil edebilirsiniz. Bu sayede değişken direncin direnci değiştiğinde ledlerin yanıp sönme frekansının nasıl değişeceğini görmek mümkün olacaktır. Farklı derecelerde kapasitörler koyabilir ve sonucu gözlemleyebilirsiniz.

Hala bir okul çocuğuyken, bir multivibratöre bir Noel ağacı çelenk anahtarı monte ettim. Her şey yolunda gitti ama çelenkleri bağladığımda cihazım onları çok yüksek bir frekansta değiştirmeye başladı. Bu nedenle yan odada TV çılgın bir sesle gösterilmeye başlandı ve devredeki elektromanyetik röle makineli tüfek gibi çatırdadı. Hem neşeli (işe yarıyor!) hem de biraz korkutucuydu. Ebeveynler öfkelendi.

Çok sık geçişlerle böylesine sinir bozucu bir hata bana huzur vermedi. Ve devreyi kontrol ettim ve nominal değerdeki kapasitörler gerekli olanlardı. Sadece birini hesaba katmadım.

Elektrolitik kapasitörler çok eskiydi ve kurumuştu. Kapasiteleri küçüktü ve durumlarında belirtilene hiç uymuyordu. Düşük kapasitans nedeniyle multivibratör daha yüksek bir frekansta çalıştı ve çelenkleri çok sık değiştirdi.

O zamanlar kapasitörlerin kapasitansını ölçebilecek herhangi bir aletim yoktu. Evet ve modern bir dijital multimetre değil, işaretçili bir test cihazı kullandım.

Bu nedenle, multivibratörünüz fazla tahmin edilen bir frekans üretiyorsa, önce elektrolitik kapasitörleri kontrol edin. Neyse ki, artık bir kapasitörün kapasitansını ölçebileceğiniz çok az parayla evrensel bir radyo bileşen test cihazı satın alabilirsiniz.

Bir multivibratör (Latince'den çok tereddüt ediyorum), sabit bir besleme voltajını neredeyse dikdörtgen darbe enerjisine dönüştüren doğrusal olmayan bir cihazdır. Multivibratör, pozitif geri beslemeli bir amplifikatöre dayanmaktadır.

Kendiliğinden salınan ve bekleyen multivibratörler var. İlk türü ele alalım.

Şek. Şekil 1, bir geri besleme yükselticisinin genelleştirilmiş bir devresini göstermektedir.

Devre, k=Ke-ik karmaşık kazancı olan bir yükseltici, m kazancı olan bir OOS devresi ve B=e-i karmaşık kazancı olan bir PIC devresi içerir. Jeneratörler teorisinden, herhangi bir frekansta salınımların meydana gelmesi için Bk>1 koşulunun sağlanması gerektiği bilinmektedir. Darbeli bir periyodik sinyal, bir çizgi spektrumu oluşturan bir dizi frekans içerir (1. derse bakın). O. darbeler üretmek için, Bk>1 koşulunu bir frekansta değil, geniş bir frekans bandında yerine getirmek gerekir. Ayrıca, darbe ne kadar kısa ve cepheler ne kadar kısaysa, sinyalin alınması için, daha geniş bir frekans bandı için Vk>1 koşulu gereklidir. Verilen koşul ikiye ayrılır:

genlik denge koşulu - toplam jeneratör transfer katsayısının modülü geniş bir frekans aralığında 1'i geçmelidir - K>1;

faz dengesi koşulu - jeneratörün kapalı devresindeki salınımların aynı frekans aralığındaki toplam faz kayması 2 - ila + = 2n arasında olmalıdır.

Niteliksel olarak, ani voltaj artışı süreci aşağıdaki gibi gerçekleşir. Zamanın bir noktasında, dalgalanmaların bir sonucu olarak, jeneratör girişindeki voltajın küçük bir miktar u artmasına izin verin. Her iki üretim koşulunun yerine getirilmesi sonucunda, cihazın çıkışında bir voltaj artışı görünecektir: uout = Inkin > uin, girişe ilk uin ile aynı fazda iletilir. Buna göre bu artış çıkış geriliminde daha fazla artışa yol açacaktır. Geniş bir frekans aralığında çığ benzeri bir voltaj artışı süreci vardır.

Darbe üretecinin pratik bir devresini oluşturma görevi, çıkış sinyalinin faz farkı = 2 olan bir geniş bant yükseltici kısmının girişine uygulanmasına indirgenmiştir. Bir dirençli amplifikatör, seri bağlı iki amplifikatör kullanarak giriş voltajının fazını 1800 kaydırdığından, faz dengesi koşulu karşılanabilir. Genlik dengesi koşulu bu durumda şöyle görünecektir:

Bu yöntemi uygulayan olası şemalardan biri Şekil 2'de gösterilmektedir. Bu, toplayıcı tabanlı bağlantılara sahip, kendi kendine salınan bir multivibratörün devresidir. Devre iki yükseltme aşaması kullanır. Bir amplifikatörün çıkışı, ikincinin girişine C1 kondansatörü ile bağlanır ve ikincisinin çıkışı, C2 kondansatörü ile birincinin girişine bağlanır.

Niteliksel olarak, multivibratörün çalışmasını Şekil l'de gösterilen zaman voltajı şemalarını (şemalarını) kullanarak ele alıyoruz. 3.

Multivibratörün t=t1 anında geçiş yapmasına izin verin. Transistör VT1 doygunluk moduna girer ve VT2 - kesme modunda. Bu andan itibaren, C1 ve C2 kapasitörlerini yeniden şarj etme işlemleri başlar. t1 anına kadar, C2 kondansatörü tamamen boşaldı ve C1, Ep besleme voltajına şarj edildi (yüklü kondansatörlerin polaritesi, Şekil 2'de gösterilmektedir). VT1'in kilidini açtıktan sonra, En kaynağından direnç Rk2 ve kilidi açılmış transistör VT1'in tabanı üzerinden şarj etmeye başlar. Kondansatör, sabit bir şarjla neredeyse En besleme voltajına kadar şarj edilir.

zar2 = С2Rк2

C2, açık VT1 üzerinden VT2'ye paralel bağlandığından, şarj etme hızı, Uout2 çıkış voltajının değişim oranını belirler.. Uout2 = 0.9Up olduğunda şarj işleminin tamamlandığını varsayarsak, süreyi elde etmek kolaydır

t2-t1= С2Rк2ln102,3С2Rк2

C2'nin şarj edilmesiyle eş zamanlı olarak (t1 anından başlayarak), C1 kondansatörü yeniden şarj edilir. VT2'nin tabanına uygulanan negatif voltajı, bu transistörün kilitli durumunu korur. Kondansatör C1, devre boyunca yeniden şarj edilir: Açık transistör VT1'in En, direnç Rb2, C1, E-K. zaman sabiti olan durum

razr1 \u003d C1Rb2

Rb >> Rk olduğundan, yük<<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

t3 anında, kollektör akımı VT2 belirir, Uke2 voltajı düşer, bu da VT1'in kapanmasına ve buna bağlı olarak Uke1'de bir artışa yol açar. Bu voltaj artışı, C1 üzerinden VT2 tabanına iletilir ve bu da VT2'nin ek bir açılmasını gerektirir. Transistörler aktif moda geçer, multivibratörün başka bir yarı-durağan duruma geçmesinin bir sonucu olarak çığ benzeri bir süreç meydana gelir: VT1 kapalı, VT2 açıktır. Multivibratör devrilme süresi, diğer tüm geçişlerden çok daha azdır ve sıfıra eşit olarak kabul edilebilir.

t3 anından itibaren multivibratördeki işlemler açıklanana benzer şekilde ilerleyecektir, sadece devre elemanlarının indekslerini değiştirmek gerekir.

Böylece, darbe cephesinin süresi, kuplaj kapasitörünün şarj edilmesi işlemleriyle belirlenir ve sayısal olarak şuna eşittir:

Multivibratörün yarı kararlı durumdaki süresi (darbe ve duraklama süresi), kuplaj kapasitörünün temel direnç üzerinden boşaltılması işlemiyle belirlenir ve sayısal olarak şuna eşittir:

Simetrik bir multivibratör devresi ile (Rk1 = Rk2 = Rk, Rb1 = Rb2 = Rb, C1 = C2 = C), darbe süresi duraklama süresine eşittir ve darbe tekrarlama süresi şuna eşittir:

T \u003d sen + n \u003d 1.4CRb

Darbe ve ön süre karşılaştırıldığında, Rb / Rk \u003d h21e / s (modern transistörler için h21e 100 ve s2'dir) dikkate alınmalıdır. Bu nedenle, yükselme süresi her zaman darbe süresinden daha azdır.

Simetrik bir multivibratörün çıkış voltajı frekansı, besleme voltajına bağlı değildir ve sadece devre parametreleri tarafından belirlenir:

Darbelerin süresini ve tekrarlama periyodunu değiştirmek için, Rb ve C'nin değerlerini değiştirmek gerekir. Ancak buradaki olasılıklar küçüktür: Rb'deki değişimin sınırları, daha küçük tarafta açık bir transistörü koruma ihtiyacı ile daha büyük tarafta sınırlıdır - sığ doygunluk. Küçük sınırlar içinde bile C'nin değerini düzgün bir şekilde değiştirmek zordur.

Zorluktan bir çıkış yolu bulmak için Şekil 1'deki t3-t1 zaman dilimine dönelim. 2. Belirtilen zaman aralığının ve dolayısıyla darbe süresinin, kondansatörün doğrudan deşarjının eğimi değiştirilerek ayarlanabileceği şekilden görülebilir. Bu, temel dirençleri güç kaynağına değil, ek bir voltaj kaynağı Ecm'ye bağlayarak elde edilebilir (bkz. Şekil 4). Daha sonra kapasitör En'e değil Esm'ye yeniden şarj olma eğilimindedir ve üssün dikliği Esm'deki bir değişiklikle değişecektir.

Ele alınan devreler tarafından üretilen darbeler, uzun bir yükselme süresine sahiptir. Bazı durumlarda, bu değer kabul edilemez hale gelir. F'yi kısaltmak için, Şekil 5'te gösterildiği gibi kesme kapasitörleri devreye sokulur. Kondansatör C2 bu devrede Rz üzerinden değil, Rd üzerinden şarj edilir. Kapalı kalan diyot VD2, C2 üzerindeki voltajı çıkıştan "keser" ve kolektördeki voltaj, transistörün kapanmasıyla neredeyse aynı anda artar.

Multivibratörlerde, aktif bir eleman olarak işlemsel bir amplifikatör kullanılabilir. Op-amp üzerindeki kendiliğinden salınan multivibratör, Şek. 6.

OU iki işletim sistemi devresi tarafından kapsanmaktadır: pozitif

ve negatif

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

Jeneratörün t0 zamanında açılmasına izin verin. Evirici girişte voltaj sıfırdır, evirmeyen girişte, eşit olasılıkla pozitif veya negatiftir. Kesinlik için, pozitif olanı alıyoruz. POS nedeniyle, mümkün olan maksimum voltaj - Uout m çıkışında ayarlanacaktır. Bu çıkış voltajının oturma süresi, op amp'in frekans özellikleri tarafından belirlenir ve sıfıra ayarlanabilir. t0 anından başlayarak, C kondansatörü =RC zaman sabiti ile şarj edilecektir. t1 zamanına kadar Ud = U+ - U- >0 ve op-amp çıkışında pozitif Uoutm tutulur. t=t1'de, Ud = U+ - U- = 0 olduğunda, amplifikatörün çıkış gerilimi polaritesini - Uout m olarak değiştirecektir. t1 anından sonra, kapasitans C yeniden yüklenir ve - Uout m seviyesine yönelir. Şu ana kadar t2 Ud = U+ - U-< 0, что обеспечивает квазиравновесное состояние системы, но уже с отрицательным выходным напряжением. Т.о. изменение знака Uвых происходит в моменты уравнивания входных напряжений на двух входах ОУ. Длительность квазиравновесного состояния системы определяется постоянной времени =RC, и период следования импульсов будет равен:

T=2RCln(1+2R2/R1).

Şekil 6'da gösterilen multivibratöre simetrik denir, çünkü. pozitif ve negatif çıkış gerilimlerinin süreleri eşittir.

Asimetrik bir multivibratör elde etmek için, OOS'deki direnç, Şekil 1'de gösterildiği gibi bir devre ile değiştirilmelidir. 7. Yeniden şarj etme kapasiteleri için farklı zaman sabitleri tarafından farklı pozitif ve negatif darbe süreleri sağlanır:

R "C, - \u003d R" C.

Bir op amp multivibratör, kolayca tek bir vibratöre veya yedek multivibratöre dönüştürülebilir. İlk olarak, OOS devresinde, C'ye paralel olarak, VD1 diyotunu Şekil 8'de gösterildiği gibi bağlarız. Diyot sayesinde devre, çıkış voltajı negatif olduğunda bir kararlı duruma sahiptir. Gerçekten de, beri Uout = - Uout m, o zaman diyot açıktır ve evirme girişindeki voltaj yaklaşık olarak sıfıra eşittir. Evirmeyen girişteki voltaj ise

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

ve devrenin kararlı durumu korunur. Bir darbe oluşturmak için devreye bir diyot VD2, C1 ve R3'ten oluşan bir tetikleme devresi eklenmelidir. Diyot VD2 kapalı durumda tutulur ve yalnızca girişe t0 zamanında ulaşan pozitif bir giriş darbesi ile açılabilir. Diyotun açılması ile işaret değişir ve devre çıkışta pozitif voltajlı bir duruma geçer. Uout = Uout m. Bundan sonra, C1 kondansatörü bir zaman sabiti =RC ile şarj olmaya başlar. t1 anında, giriş gerilimleri karşılaştırılır. U- \u003d U + \u003d Uout m R2 / (R1 + R2) ve \u003d 0. Bir sonraki anda diferansiyel sinyal negatif olur ve devre sabit duruma geri döner. Diyagramlar Şek. 9.

Ayrık ve mantıksal elemanlar üzerinde bekleyen multivibratörlerin şemaları kullanılır.

Ele alınan multivibratörün şeması, daha önce ele alınana benzer.

Bu ders, multivibratörler ve uygulamaları hakkında oldukça önemli ve popüler bir konuya ayrılacaktır. Kendiliğinden salınan simetrik ve asimetrik multivibratörlerin nerede ve nasıl kullanıldığını listelemeye çalışırsam, bu yeterli sayıda kitap sayfası gerektirir. Belki de, bu tür jeneratörlerin kullanılmadığı böyle bir radyo mühendisliği, elektronik, otomasyon, dürtü veya bilgisayar teknolojisi dalı yoktur. Bu eğitim size bu cihazlar hakkında bazı teorik bilgiler verecek ve sonunda yaratıcılığınızla ilgili pratik kullanımlarına dair bazı örnekler vereceğim.

Kendinden salınımlı multivibratör

Multivibratörler, dikdörtgen şekle yakın elektriksel titreşimler üreten elektronik cihazlardır. Multivibratör tarafından üretilen salınım spektrumu birçok harmonik içerir - ayrıca elektriksel salınımlar, ancak adına yansıtılan temel frekans salınımlarının katları: "çoklu - çok", "titreşim - salınım".

(Şekil 1a)'da gösterilen devreyi düşünün. Tanıdın mı? Evet bu kulaklık çıkışlı 3H iki kademeli transistörlü amfi devresidir. Böyle bir amplifikatörün çıkışı, şemada kesikli çizgi ile gösterildiği gibi girişine bağlanırsa ne olur? Aralarında olumlu bir geri besleme oluşur ve amplifikatör kendi kendini uyararak bir ses frekansı salınım üreteci haline gelir ve telefonlarda düşük perdeli bir ses duyarız.Alıcılarda ve amplifikatörlerde böyle bir olguya karşı kararlı bir mücadele verilir, ancak otomatik olarak çalışan cihazlar için faydalı olduğu ortaya çıkar.

Şimdi bakın (Şekil 1b). Üzerinde aynı amplifikatörün kapalı bir devresini görüyorsunuz. olumlu geribildirim , (Şekil 1, a) 'daki gibi, yalnızca ana hatları biraz değişmiştir. Kendinden salınımlı, yani kendinden uyarımlı multivibratörlerin devreleri genellikle bu şekilde çizilir. Deneyim, belki de bir elektronik cihazın eyleminin özünü anlamanın en iyi yöntemidir. Bunu defalarca kanıtladın. Ve şimdi, bu evrensel cihazın - otomatik bir makinenin - çalışmasını daha iyi anlamak için onunla bir deney yapmayı öneriyorum. Kendiliğinden salınan bir multivibratörün şematik bir diyagramını, dirençlerinin ve kapasitörlerinin tüm verileriyle birlikte görebilirsiniz (Şekil 2, a). Bir breadboard üzerine monte edin. Transistörler düşük frekanslı (MP39 - MP42) olmalıdır, çünkü yüksek frekanslı transistörler yayıcı bağlantısının çok küçük bir kırılma voltajına sahiptir. Elektrolitik kapasitörler C1 ve C2 - K50 - 6, K50 - 3 tipi veya 10 - 12 V nominal voltaj için ithal muadilleri. Dirençlerin direnci, şemada belirtilenlerden% 50'ye kadar farklı olabilir. Sadece R1, R4 yük dirençlerinin ve R2, R3 taban dirençlerinin değerlerinin muhtemelen aynı olması önemlidir. Güç için Krona pilini veya PSU'yu kullanın. Transistörlerden herhangi birinin kollektör devresinde, 10 - 15 mA'lik bir akım için bir miliampermetreyi (RA) açın ve aynı transistörün yayıcı-toplayıcı bölümüne 10 V'a kadar yüksek dirençli bir DC voltmetre (PU) bağlayın.Kurulumu ve özellikle elektrolitik kondansatörleri açmanın kutuplarını dikkatlice kontrol ettikten sonra, güç kaynağını multivibratöre bağlayın. Sayaçlar neyi gösteriyor? Miliammetre - keskin bir şekilde 8 - 10 mA'ya yükselir ve ardından transistörün toplayıcı devresinin akımı olan keskin bir şekilde neredeyse sıfıra düşer. Aksine, voltmetre ya neredeyse sıfıra düşer ya da güç kaynağının voltajı olan kollektör voltajına yükselir. Bu ölçümler ne diyor? Gerçek şu ki multivibratörün bu kolunun transistörü anahtarlama modunda çalışıyor. En büyük kollektör akımı ve aynı zamanda kollektördeki en küçük voltaj açık duruma, en küçük akım ve en büyük kollektör voltajı ise transistörün kapalı durumuna karşılık gelir. Multivibratörün ikinci kolunun transistörü tamamen aynı şekilde çalışır, ancak dedikleri gibi, 180° faz kaydırmalı : Transistörlerden biri açıkken diğeri kapalıdır. Multivibratörün ikinci kolunun transistörünün kollektör devresine aynı miliampermetreyi dahil ederek bunu doğrulamak kolaydır; ölçüm cihazlarının okları dönüşümlü olarak ölçeklerin sıfır işaretlerinden sapacaktır. Şimdi, saniye ibreli bir saat kullanarak, transistörlerin dakikada kaç kez açıktan kapalıya geçtiğini sayın. Yaklaşık 15 - 20 kez Bu, multivibratör tarafından dakikada üretilen elektriksel salınımların sayısıdır. Bu nedenle, bir salınımın süresi 3 - 4 saniyedir. Miliammetrenin okunu takip etmeye devam ederek bu dalgalanmaları grafiksel olarak göstermeye çalışın. Yatay koordinat ekseninde, transistörün açık ve kapalı durumda olduğu zaman aralıklarını ve dikey eksen boyunca bu durumlara karşılık gelen kollektör akımını belirli bir ölçekte çizin. Şekil l'de gösterilenle yaklaşık olarak aynı grafiği elde edeceksiniz. 2b.

Yani, düşünülebilir multivibratör, dikdörtgen şeklinde elektriksel salınımlar üretir. Bir multivibratör sinyalinde, hangi çıkıştan alındığına bakılmaksızın, akım darbeleri ve aralarındaki duraklamalar ayırt edilebilir. Tek bir akım (veya voltaj) darbesinin göründüğü andan aynı polariteye sahip bir sonraki darbenin ortaya çıkmasına kadar olan zaman aralığına genellikle darbe tekrarlama periyodu T denir ve duraklama süresi Tn olan darbeler arasındaki süre Tn süresi aralarındaki duraklamalara eşit olan darbeler üreten multivibratörlere simetrik denir. Bu nedenle, topladığınız deneyimli multivibratör - simetrik. C1 ve C2 kapasitörlerini diğer 10 ila 15 uF kapasitörlerle değiştirin. Multivibratör simetrik kaldı, ancak ürettiği salınımların frekansı 3-4 kat arttı - 1 dakikada 60-80'e veya aynı şekilde yaklaşık 1 Hz frekansa kadar. Ölçüm cihazlarının okları, transistör devrelerindeki akım ve gerilim değişikliklerini zar zor takip eder. Ve C1 ve C2 kapasitörleri 0,01 - 0,05 mikrofaradlık kağıt kapasitanslarla değiştirilirse? Ölçüm cihazlarının okları şimdi nasıl davranacak? Ölçeklerin sıfır işaretlerinden saparak hareketsiz dururlar. Belki nesil bozuldu? HAYIR! Sadece multivibratörün salınım frekansı birkaç yüz hertz'e yükseldi. Bunlar, DC cihazlarının artık düzeltemeyeceği ses frekans aralığındaki dalgalanmalardır. Bunları, multivibratörün herhangi bir çıkışına 0,01 - 0,05 mikrofarad kapasiteli bir kapasitör aracılığıyla bağlanan bir frekans ölçer veya kulaklık kullanarak veya bir yük direnci yerine doğrudan transistörlerden herhangi birinin kollektör devresine bağlayarak tespit edebilirsiniz. Telefonlarda alçak tonlu bir ses duyacaksınız. Bir multivibratörün çalışma prensibi nedir? Şekil l'deki şemaya geri dönelim. 2, bir. Güç açıldığı anda, multivibratörün her iki kolunun transistörleri açılır, çünkü tabanlarına karşılık gelen R2 ve R3 dirençleri aracılığıyla negatif ön gerilimler uygulanır. Aynı zamanda, kuplaj kapasitörleri şarj olmaya başlar: C1 - transistör V2'nin yayıcı bağlantısı ve direnç R1 aracılığıyla; C2 - transistör V1 ve direnç R4'ün yayıcı bağlantısı aracılığıyla. Güç kaynağının voltaj bölücüleri olan bu kapasitör şarj devreleri, transistörlerin tabanlarında (yayıcılara göre) değeri artan ve transistörleri daha fazla açma eğiliminde olan negatif voltajlar oluşturur. Bir transistörün açılması, kollektöründeki negatif voltajın düşmesine neden olur, bu da diğer transistörün tabanındaki negatif voltajın düşmesine ve onu kapatmasına neden olur. Böyle bir işlem, her iki transistörde de hemen gerçekleşir, ancak bunlardan yalnızca biri, örneğin direncin ve kapasitör değerlerinin akım aktarım katsayılarındaki h21e farkı nedeniyle daha yüksek bir pozitif voltajın temelinde kapanır. İkinci transistör açık kalır. Ancak transistörlerin bu durumları kararsızdır çünkü devrelerindeki elektriksel işlemler devam eder. Gücü açtıktan bir süre sonra transistör V2'nin kapalı olduğunu ve V1 transistörünün açık olduğunu varsayalım. Bu andan itibaren, kapasitör C1, şu anda emitör-toplayıcı bölümünün direnci düşük olan açık transistör V1 ve direnç R2 üzerinden boşalmaya başlar. C1 kondansatörü boşaldıkça, kapalı transistör V2'nin tabanındaki pozitif voltaj azalır. Kondansatör tamamen boşaldığında ve transistör V2'nin tabanındaki voltaj sıfıra yaklaştığında, bu şimdi açılan transistörün toplayıcı devresinde, V1 transistörünün tabanındaki C2 kondansatörü aracılığıyla etki eden ve üzerindeki negatif voltajı düşüren bir akım belirir. Sonuç olarak, V1 transistöründen akan akım azalmaya başlar ve aksine V2 transistöründen akan akım artar. Bu, transistör V1'in kapanmasına ve transistör V2'nin açılmasına neden olur. Şimdi kapasitör C2 boşalmaya başlayacak, ancak açık transistör V2 ve direnç R3 aracılığıyla, sonuçta birinci transistörün açılmasına ve ikinci transistörün kapanmasına vb. Transistörler, multivibratörün elektriksel salınımlar üretmesinin bir sonucu olarak her zaman etkileşime girer. Multivibratörün salınım frekansı, şu anda görebileceğiniz gibi, hem daha önce kontrol ettiğiniz kuplaj kapasitörlerinin kapasitansına hem de temel dirençlerin direncine bağlıdır. Örneğin, R2 ve R3 temel dirençlerini yüksek dirençli dirençlerle değiştirmeyi deneyin. Multivibratörün salınım frekansı azalacaktır. Tersine, dirençleri daha azsa salınım frekansı artacaktır. Başka bir deneyim: R2 ve R3 dirençlerinin üst (şemaya göre) terminallerini güç kaynağının negatif iletkeninden ayırın, bunları birbirine bağlayın ve bunlar ile negatif iletken arasında, bir reosta ile 30 - 50 kOhm dirençli değişken bir direnci açın. Değişken direncin eksenini çevirerek, multivibratörlerin salınım frekansını oldukça geniş bir aralıkta değiştirebilirsiniz. Simetrik bir multivibratörün yaklaşık salınım frekansı, aşağıdaki basitleştirilmiş formül kullanılarak hesaplanabilir: F = 700 / (RC), burada f, hertz cinsinden frekanstır, R, temel dirençlerin kiloohm cinsinden direncidir, C, kuplaj kapasitörlerinin mikrofarad cinsinden kapasitansıdır. Bu basitleştirilmiş formülü kullanarak multivibratörünüzün hangi frekansları ürettiğini hesaplayın. Deneysel multivibratörün dirençlerinin ve kapasitörlerinin ilk verilerine dönelim (Şekil 2, a'daki şemaya göre). C2 kondansatörünü 2 - 3 μF kapasiteli bir kondansatörle değiştirin, okunu takip ederek V2 transistörünün kollektör devresinde bir miliampermetreyi açın, multivibratör tarafından üretilen akım dalgalanmalarını grafiksel olarak gösterin. Şimdi transistör V2'nin toplayıcı devresindeki akım, eskisinden daha kısa darbelerde görünecektir (Şekil 2, c). Th darbelerinin süresi, Th darbeleri arasındaki duraklamalardan yaklaşık olarak, C2 kapasitörünün kapasitansının önceki kapasitansına kıyasla ne kadar azaldığı kadar daha az olacaktır. Ve şimdi aynı (veya böyle) miliammetreyi transistör V1'in toplayıcı devresine çevirin. Metre neyi gösterir? Ayrıca akım darbeleri, ancak süreleri aralarındaki duraklamalardan çok daha uzundur (Şekil 2, d). Ne oldu? C2 kondansatörünün kapasitansını azaltarak, multivibratörün kollarının simetrisini ihlal ettiniz - oldu asimetrik . Bu nedenle, ürettiği titreşimler oldu asimetrik : transistör V1'in toplayıcı devresinde, akım nispeten uzun darbelerde, V2 transistörünün toplayıcı devresinde kısa darbelerde görünür. Böyle bir multivibratörün Çıkış 1'inden kısa ve Çıkış 2'den - uzun voltaj darbeleri alabilirsiniz. C1 ve C2 kapasitörlerini geçici olarak değiştirin. Şimdi kısa voltaj darbeleri Çıkış 1'de ve uzun voltaj darbeleri Çıkış 2'de olacaktır. Multivibratörün bu sürümünün dakikada kaç elektrik darbesi ürettiğini sayın (saniye ibresiyle saate göre). Yaklaşık 80. Buna paralel olarak 20 - 30 mikrofarad kapasiteli ikinci bir elektrolitik kondansatör bağlayarak C1 kondansatörünün kapasitansını artırın. Nabız tekrarlama hızı azalacaktır. Ve aksine, bu kapasitörün kapasitansı azalırsa? Nabız tekrarlama hızı artmalıdır. Bununla birlikte, darbe tekrarlama oranını düzenlemenin başka bir yolu vardır - direnç R2'nin direncini değiştirerek: bu direncin direncinde bir azalma ile (ancak 3 - 5 kOhm'dan az olmamak üzere, aksi takdirde transistör V2 her zaman açık olacak ve kendi kendine salınım süreci kesintiye uğrayacaktır), darbe tekrarlama frekansı artmalı ve direncindeki artışla tersine azalmalıdır. Ampirik olarak kontrol edin - öyle mi? 1 dakikadaki darbe sayısı tam olarak 60 olacak şekilde bir direnç seçin. Miliammetre iğnesi 1 Hz frekansta salınacaktır. Bu durumda multivibratör, olduğu gibi, saniyeleri sayan bir elektronik saat mekanizması haline gelecektir.

Bekleyen multivibratör

Böyle bir multivibratör, girişine başka bir kaynaktan, örneğin kendi kendine salınan bir multivibratörden tetikleme sinyalleri uygulandığında akım (veya voltaj) darbeleri üretir. Bu derste zaten deneyler yaptığınız kendi kendine salınan multivibratörü (Şekil 2, a'daki şemaya göre) bekleyen bir multivibratöre dönüştürmek için, aşağıdakileri yapmanız gerekir: C2 kapasitörünü çıkarın ve bunun yerine, transistör V2 toplayıcısı ile transistör V1'in tabanı arasına (Şekil 3 - R3'te) 10 - 15 kOhm dirençli bir direnç bağlayın; transistör V1'in tabanı ile topraklanmış iletken arasına, seri bağlı bir eleman 332 (G1 veya başka bir sabit voltaj kaynağı) ve 4,7 - 5,1 kOhm (R5) dirençli bir direnç bağlayın, ancak elemanın pozitif kutbu tabana bağlanacak şekilde (R5 aracılığıyla); ikinci çıkışı giriş kontrol sinyali için bir kontak görevi görecek olan transistör V1'in temel devresine 1 - 5 bin pF kapasiteli bir kapasitör (Şekil 3 - C2'de) bağlayın. Böyle bir multivibratörün V1 transistörünün ilk durumu kapalı, transistör V2 açıktır. Kontrol edin - bu doğru mu? Kapalı transistörün toplayıcısındaki voltaj, güç kaynağının voltajına yakın olmalı ve açık transistörün toplayıcısında 0,2 - 0,3 V'u geçmemelidir. Ardından, transistör V1'in kollektör devresinde, 10 - 15 mA'lık bir akım için bir miliammetreyi açın ve okunu izleyerek, Uin kontağı ile topraklanmış iletken arasında, kelimenin tam anlamıyla bir an için, seri bağlı bir veya iki 332 eleman açın (GB1 şemasında) ) veya 3336 pil L. Sadece karıştırmayın: bu harici elektrik sinyalinin negatif kutbu Uin kontağına bağlanmalıdır. Bu durumda miliammetrenin oku hemen transistörün kollektör devresinin en yüksek akımının değerine sapmalı, bir süre donmalı ve ardından bir sonraki sinyali beklemek için orijinal konumuna dönmelidir. Bu deneyimi birkaç kez tekrarlayın. Miliampermetre her sinyal ile birlikte anlık olarak 8 - 10 mA artış gösterecek ve bir süre sonra transistör V1'in kollektör akımı da anında neredeyse sıfıra düşecektir. Bunlar, bir multivibratör tarafından üretilen tek akım darbeleridir. Ve GB1 pili daha uzunsa, Uin kelepçesine bağlı kalın. Önceki deneylerde olduğu gibi aynı şey olacak - multivibratörün çıkışında yalnızca bir dürtü belirecek, deneyin!

Ve bir deney daha: Elinize aldığınız bir metal nesneyle transistör V1'in tabanının çıkışına dokunun. Belki de bu durumda, bekleyen multivibratör vücudunuzun elektrostatik yükünden çalışacaktır. Aynı deneyleri V2 transistörünün toplayıcı devresine bir miliampermetre dahil ederek tekrarlayın. Bir kontrol sinyali uygulandığında, bu transistörün toplayıcı akımı keskin bir şekilde neredeyse sıfıra düşmeli ve ardından açık bir transistörün akım değerine aynı derecede keskin bir şekilde yükselmelidir. Bu aynı zamanda bir akım darbesidir, ancak negatif polariteye sahiptir. Bekleyen multivibratörün çalışma prensibi nedir? Böyle bir multivibratörde, transistör V2 toplayıcısı ile transistör V1'in tabanı arasındaki bağlantı, kendiliğinden salınandaki gibi kapasitif değil, dirençli - R3 direnci aracılığıyla. V2 transistörünün tabanına R2 direnci aracılığıyla negatif bir ön gerilim uygulanır. Transistör V1, tabanındaki G1 elemanının pozitif voltajı ile güvenli bir şekilde kapatılır. Transistörlerin bu durumu çok kararlıdır. Bu durumda istedikleri kadar kalabilirler. Ancak transistör V1 temelinde, negatif kutuplu bir voltaj darbesi ortaya çıktı. Bu noktadan itibaren, transistörler kararsız bir duruma geçer. Giriş sinyalinin etkisi altında, V1 transistörü açılır ve C1 kapasitörü aracılığıyla toplayıcısındaki değişen voltaj transistör V2'yi kapatır. Transistörler, C1 kondansatörü boşalana kadar bu durumdadır (direnç R2 ve bu sırada direnci düşük olan açık transistör V1 aracılığıyla). Kapasitör boşalır boşalmaz, transistör V2 hemen açılır ve transistör V1 kapanır. Bu noktadan itibaren, multivibratör kendisini yeniden orijinal, kararlı bekleme modunda bulur. Böylece, yedek multivibratörün bir kararlı ve bir kararsız durumu vardır . Kararsız bir durum sırasında, bir tane üretir kare dalgası süresi C1 kondansatörünün kapasitansına bağlı olan akım (gerilim). Bu kapasitörün kapasitansı ne kadar büyük olursa, darbe süresi o kadar uzun olur. Bu nedenle, örneğin, 50 μF kapasitör kapasitansı ile multivibratör, yaklaşık 1,5 s süreli ve 150 μF kapasiteli bir kapasitörle - üç kat daha fazla bir akım darbesi üretir. Ek kapasitörler aracılığıyla - çıkış 1'den pozitif voltaj darbeleri ve çıkış 2'den negatif darbeler alınabilir. Multivibratör, yalnızca transistör V1'in tabanına uygulanan negatif voltaj darbesiyle bekleme modundan çıkarılabilir mi? Hayır, sadece değil. Bu, pozitif kutuplu bir voltaj darbesi uygulanarak da yapılabilir, ancak V2 transistörünün tabanına. Bu nedenle, C1 kapasitörünün kapasitansının darbelerin süresini nasıl etkilediğini ve bekleyen multivibratörü pozitif voltaj darbeleriyle kontrol etme yeteneğini deneysel olarak kontrol etmeniz size kalır. Yedek multivibratör pratik olarak nasıl kullanılabilir? Farklı olarak. Örneğin, sinüzoidal bir voltajı aynı frekanstaki dikdörtgen voltaj (veya akım) darbelerine dönüştürmek veya bekleyen bir multivibratörün girişine kısa süreli bir elektrik sinyali uygulayarak başka bir cihazı bir süre çalıştırmak. Başka nasıl? Düşünmek!

Jeneratörlerde ve elektronik anahtarlarda multivibratör

Elektronik arama. Bir ev araması için bir multivibratör kullanılabilir ve bununla geleneksel bir elektrik olanı değiştirilir. Gösterilen şemaya göre monte edilebilir (Şekil 4). Transistörler V1 ve V2, yaklaşık 1000 Hz frekansta salınımlar üreten simetrik bir multivibratörde çalışır ve transistör V3, bu salınımların güç amplifikatöründe çalışır. Güçlendirilmiş titreşimler, dinamik kafa B1 tarafından ses titreşimlerine dönüştürülür. Bir arama için abone hoparlörü kullanırsanız, geçiş trafosunun birincil sargısını transistör V3'ün kollektör devresine dahil ederek, panoya monte edilmiş tüm çağrı elektroniği kutusuna yerleştirilecektir. Batarya da orada olacak.

S1 düğmesine iki kablo ile bağlanarak koridora bir elektronik zil takılabilir. - düğmesine bastığınızda, dinamik kafada ses görünecektir. Cihaza güç yalnızca zil sinyalleri sırasında verildiğinden, seri veya "Krona" bağlı iki 3336L pil birkaç ay çalmaya devam eder. C1 ve C2 kapasitörlerini başka kapasitelerdeki kapasitörlerle değiştirerek istenen ses tonunu ayarlayın. Aynı şemaya göre monte edilmiş bir multivibratör, telgraf alfabesi - Mors alfabesini dinlemek için çalışmak ve eğitmek için kullanılabilir. Bu durumda, sadece düğmeyi bir telgraf anahtarıyla değiştirmek gerekir.

Elektronik anahtar. Devresi (Şekil 5)'de gösterilen bu cihaz, bir AC şebekesinden beslenen iki Noel ağacı çelenkini anahtarlamak için kullanılabilir. Elektronik anahtarın kendisi seri bağlı iki 3336L pille veya 9–12 V sabit voltaj veren bir doğrultucudan güç alabilir.

Anahtar devresi, elektronik zil devresine çok benzer. Ancak anahtarın C1 ve C2 kapasitörlerinin kapasitansları, benzer zil kapasitörlerinin kapasitanslarından çok daha fazladır. V1 ve V2 transistörlerinin çalıştığı anahtar multivibratör, yaklaşık 0,4 Hz frekansta salınımlar üretir ve güç amplifikatörünün (transistör V3) yükü, elektromanyetik röle K1'in sargısıdır. Röle, anahtarlama için bir çift kontak plakasına sahiptir. Örneğin, 20 - 50 mA akımda 6 - 8 V ​​​​gerilimden güvenilir bir şekilde çalışan bir röle RES - 10 (pasaport RS4.524.302) veya başka bir elektromanyetik röle uygundur. Güç açıldığında, multivibratörün V1 ve V2 transistörleri sırayla açılıp kapanarak kare dalga sinyalleri üretir. Transistör V2 açıldığında, direnç R4 üzerinden negatif bir besleme voltajı uygulanır ve bu transistör, transistör V3'ün tabanına uygulanarak onu doyurur. Bu durumda, transistör V3'ün yayıcı-toplayıcı bölümünün direnci birkaç ohm'a düşer ve güç kaynağının voltajının neredeyse tamamı K1 rölesinin sargısına uygulanır - röle etkinleştirilir ve çelenklerden birini kontaklarıyla ağa bağlar. Transistör V2 kapatıldığında, transistör V3'ün tabanının güç kaynağı devresi bozulur ve ayrıca kapanır, röle bobininden akım geçmez. Şu anda, röle ankrajı serbest bırakır ve kontaklarını değiştirir, ikinci Noel ağacı çelenkini ağa bağlar. Çelenklerin anahtarlama süresini değiştirmek istiyorsanız, C1 ve C2 kapasitörlerini başka kapasitelerdeki kapasitörlerle değiştirin. R2 ve R3 dirençlerinin verilerini aynı bırakın, aksi takdirde transistörlerin doğru akımda çalışma modu ihlal edilecektir. Transistör V3 üzerindeki amplifikatöre benzer bir güç amplifikatörü, multivibratörün V1 transistörünün yayıcı devresine de dahil edilebilir. Bu durumda, elektromanyetik röleler (kendi kendine yapılanlar dahil) anahtarlama kontak gruplarına sahip olmayabilir, ancak normalde açık veya normalde kapalı olabilir. Multivibratör kollarından birinin röle kontakları, bir çelenkin güç kaynağı devresini periyodik olarak kapatıp açacak ve diğer multivibratör kolunun röle kontakları, ikinci çelenkin güç kaynağı devresini periyodik olarak kapatacaktır. Elektronik anahtar, getinax veya diğer yalıtım malzemesinden yapılmış bir tahta üzerine monte edilebilir ve pil ile birlikte bir kontrplak kutuya yerleştirilebilir. Çalışma sırasında anahtar 30 mA'dan fazla olmayan bir akım tüketir, bu nedenle iki 3336L veya Krona pilin enerjisi tüm Yeni Yıl tatilleri için yeterli olacaktır. Benzer bir anahtar başka amaçlar için de kullanılabilir. Örneğin, maskelerin aydınlatılması için, cazibe merkezleri. "Çizmeli Kedi" masalının kahramanının kontrplaktan kesilmiş ve boyanmış bir heykelcik hayal edin. Şeffaf gözlerin arkasında, elektronik bir anahtarla değiştirilen bir el feneri ampulleri vardır ve şeklin kendisinde bir düğme vardır. Düğmeye basar basmaz kedi hemen size göz kırpmaya başlayacaktır. Deniz feneri modeli gibi bazı modellerde elektrik vermek için bir anahtar kullanmak mümkün değil mi? Bu durumda, bir elektromanyetik röle yerine, güç amplifikatörü transistörünün toplayıcı devresine, işaret flaşlarını taklit edecek, küçük bir akkor akım için tasarlanmış küçük boyutlu bir akkor ampul dahil edilebilir. Böyle bir anahtar, çıkış transistörünün toplayıcı devresinde bu tür iki ampulün dönüşümlü olarak açılabileceği bir geçiş anahtarı ile desteklenirse, bisikletiniz için bir yön göstergesi olabilir.

Metronom- bu, ses sinyalleriyle saniyenin kesirleri kadar doğrulukla eşit zaman dilimlerini saymanıza izin veren bir tür saattir. Bu tür cihazlar, örneğin, telgraf alfabesini işaret etme konusundaki ilk eğitim sırasında müzik okuryazarlığı öğretirken bir incelik duygusu geliştirmek için kullanılır. Bu cihazlardan birinin şemasını görüyorsunuz (Şekil 6).

Bu aynı zamanda bir multivibratördür, ancak asimetriktir. Böyle bir multivibratör, farklı yapıdaki transistörleri kullanır: Vl - n - p - n (MP35 - MP38), V2 - p - n - p (MP39 - MP42). Bu, multivibratörün toplam parça sayısını azaltmayı mümkün kıldı. Çalışma prensibi aynı kalır - üretim, iki aşamalı bir 3H amplifikatörün çıkışı ve girişi arasındaki pozitif geri besleme nedeniyle gerçekleşir; bağlantı bir elektrolitik kondansatör C1 tarafından gerçekleştirilir. Multivibratörün yükü, kısa süreli akım darbeleriyle tıklamalara benzer sesler oluşturan, örneğin 0.1GD - 6, 1GD - 8 (veya bir telefon kapsülü) gibi 4 - 10 ohm dirençli bir ses bobinine sahip küçük boyutlu bir dinamik kafa B1'dir. Darbe tekrarlama hızı, değişken bir direnç R1 ile dakikada yaklaşık 20 ila 300 darbe arasında ayarlanabilir. Direnç R2, direnç R1'in kaydırıcısı, üretilen salınımların en yüksek frekansına karşılık gelen en düşük (devreye göre) konumunda olduğunda, birinci transistörün temel akımını sınırlar. Metronom, tek bir 3336L pil veya seri bağlı üç 332 hücre ile çalıştırılabilir. Aküden tükettiği akım 10 mA'yı geçmez. Değişken direnç R1, mekanik bir metronom uyarınca kalibre edilmiş bir ölçeğe sahip olmalıdır. Bunu kullanarak, sadece direnç topuzunu çevirerek, metronom ses sinyallerinin istediğiniz frekansını ayarlayabilirsiniz.

Pratik iş

Pratik bir çalışma olarak, multivibratörün prensibini kavramanıza yardımcı olacak dersin çizimlerinde sunulan multivibratör devrelerini toplamanızı tavsiye ederim. Ayrıca, kapı zili olarak kullanılabilen multivibratörlere dayalı, evde çok ilginç ve kullanışlı bir "Elektronik Bülbül Simülatörü" oluşturmayı öneriyorum. Devre çok basit, güvenilirdir, servis verilebilir radyo elemanlarının kurulumunda ve kullanımında herhangi bir hata yoksa hemen çalışır. 18 yıldır kapı zili olarak kullanıyorum, bugüne kadar. Onu topladığımı tahmin etmek kolay - senin gibi ben de acemi bir radyo amatörüyken.

pozitif geri besleme devresine sahip bir yükseltici eleman şeklinde oluşturulmuş, neredeyse dikdörtgen şekilli bir puls üretecidir. İki tür multivibratör vardır.

İlk tip, sabit bir duruma sahip olmayan, kendiliğinden salınan multivibratörlerdir. İki tip vardır: simetrik - transistörleri aynıdır ve simetrik elemanların parametreleri de aynıdır. Bunun bir sonucu olarak, salınım periyodunun iki kısmı birbirine eşittir ve görev döngüsü ikiye eşittir. Elemanların parametreleri eşit değilse, bu zaten asimetrik bir multivibratör olacaktır.

İkinci tip, kararlı bir denge durumuna sahip olan ve genellikle tek bir vibratör olarak adlandırılan bekleyen multivibratörlerdir. Çeşitli amatör radyo cihazlarında bir multivibratörün kullanımı oldukça yaygındır.

Bir multivibratörün transistörler üzerindeki çalışmasının açıklaması

Aşağıdaki şema örneğini kullanarak çalışma prensibini analiz edeceğiz.

Simetrik bir flip-flop'un devre şemasını pratik olarak kopyaladığını görmek kolaydır. Tek fark, hem doğru hem de ters anahtarlama üniteleri arasındaki bağlantıların doğru akımla değil alternatif akımla yapılmasıdır. Bu, cihazın özelliklerini kökten değiştirir, çünkü simetrik bir tetikleyici ile karşılaştırıldığında, multivibratör devresi, uzun süre içinde olabileceği kararlı denge durumlarına sahip değildir.

Bunun yerine, cihazın kesin olarak tanımlanmış bir süre boyunca her birinde bulunduğu iki yarı kararlı denge durumu vardır. Bu sürelerin her biri, devrede meydana gelen geçici süreçler tarafından belirlenir. Cihazın çalışması, çıkışta bir dikdörtgen şekli çok anımsatan bir voltajın ortaya çıkmasıyla birlikte bu durumların sürekli değişmesinden oluşur.

Özünde, simetrik bir multivibratör iki aşamalı bir amplifikatördür ve devre, birinci aşamanın çıkışı ikinci aşamanın girişine bağlanacak şekilde oluşturulmuştur. Sonuç olarak devreye güç verildikten sonra mutlaka birinin açık diğerinin ise kapalı durumda olduğu ortaya çıkar.

Transistör VT1'in açık olduğunu ve R3 direncinden geçen akımla doyma durumunda olduğunu varsayalım. Transistör VT2, yukarıda bahsedildiği gibi kapalıdır. Şimdi devrede C1 ve C2 kapasitörlerinin yeniden şarj edilmesiyle ilgili işlemler var. Başlangıçta, C2 kondansatörü tamamen boşalır ve VT1'in doygunluğundan sonra, direnç R4 üzerinden kademeli olarak şarj edilir.

Kondansatör C2, transistör VT2'nin toplayıcı-emitör bağlantısını, transistör VT1'in yayıcı bağlantısı üzerinden şöntlediği için, şarj hızı, toplayıcı VT2'deki voltaj değişim oranını belirler. C2 şarj edildikten sonra transistör VT2 kapanır. Bu işlemin süresi (kolektör voltajı yükselme süresi) aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:

t1a = 2,3*R1*C1

Ayrıca devrenin çalışmasında, önceden şarj edilmiş kapasitör C1'in deşarjı ile ilişkili ikinci işlem gerçekleşir. Boşalması, transistör VT1, direnç R2 ve güç kaynağı aracılığıyla gerçekleşir. Kondansatör VT1'in tabanında boşalırken, pozitif bir potansiyel ortaya çıkar ve açılmaya başlar. Bu süreç, C1'in tamamen boşalmasından sonra sona erer. Bu sürecin süresi (dürtü) şuna eşittir:

t2a = 0,7*R2*C1

t2a süresinden sonra, transistör VT1 kapanacak ve transistör VT2 doygunlukta olacaktır. Bundan sonra, işlem benzer bir şemaya göre tekrarlanacak ve aşağıdaki işlemlerin aralıklarının süresi de formüller kullanılarak hesaplanabilir:

t1b = 2,3*R4*C2 Ve t2b = 0,7*R3*C2

Bir multivibratörün salınım frekansını belirlemek için aşağıdaki ifade doğrudur:

f = 1/(t2a+t2b)

Taşınabilir USB osiloskop, 2 kanal, 40 MHz...