Multivibrátor.

První obvod je nejjednodušší multivibrátor. I přes svou jednoduchost je její záběr velmi široký. Žádný elektronické zařízení se bez toho neobejde.

První obrázek ukazuje jeho schéma zapojení.

Jako zátěž se používají LED diody. Když multivibrátor pracuje, LED se přepínají.

Pro montáž budete potřebovat minimum dílů:

1. Rezistory 500 Ohm - 2 kusy

2. Rezistory 10 kOhm - 2 kusy

3. Elektrolytický kondenzátor 47 uF pro 16 voltů - 2 kusy

4. Tranzistor KT972A - 2 kusy

5. LED - 2 kusy

Tranzistory KT972A jsou kompozitní tranzistory, to znamená, že jejich pouzdro obsahuje dva tranzistory a je vysoce citlivé a vydrží značný proud bez chladiče.

Jakmile zakoupíte všechny díly, vyzbrojte se páječkou a pusťte se do montáže. Chcete-li provádět experimenty, nemusíte vyrábět desku s plošnými spoji, vše můžete sestavit pomocí instalace na povrch. Pájejte, jak je znázorněno na obrázcích.

Nechte svou fantazii, aby vám řekla, jak používat sestavené zařízení! Například místo LED diod můžete nainstalovat relé a použít toto relé ke spínání výkonnější zátěže. Pokud změníte hodnoty rezistorů nebo kondenzátorů, změní se spínací frekvence. Změnou frekvence můžete dosáhnout velmi zajímavé efekty, od skřípání v reproduktoru až po pauzu na mnoho sekund.

Foto relé.

A toto je schéma jednoduchého foto relé. Toto zařízení lze s úspěchem použít kdekoli, k automatickému osvětlení DVD přihrádky, k rozsvícení světla nebo k alarmu proti vniknutí do tmavé skříně. K dispozici jsou dvě schematické možnosti. V jednom provedení je obvod aktivován světlem a ve druhém jeho nepřítomností.

Funguje to takto: když světlo z LED dopadne na fotodiodu, tranzistor se otevře a LED-2 začne svítit. Citlivost zařízení se nastavuje pomocí trimovacího rezistoru. Jako fotodiodu můžete použít fotodiodu ze staré kuličkové myši. LED - jakákoli infračervená LED. Použití infračervené fotodiody a LED zabrání rušení viditelným světlem. Jako LED-2 je vhodná jakákoli LED nebo řetěz několika LED. Lze použít i žárovku. A pokud místo LED nainstalujete elektromagnetické relé, můžete ovládat výkonné žárovky nebo některé mechanismy.

Na obrázcích jsou oba obvody, pinout (umístění nožiček) tranzistoru a LED a také schéma zapojení.

Pokud není fotodioda, můžete vzít starý tranzistor MP39 nebo MP42 a odříznout jeho pouzdro naproti kolektoru takto:

Místo fotodiody budete muset zařadit do obvodu p-n křižovatka tranzistor. Budete muset experimentálně určit, který z nich bude fungovat lépe.

Výkonový zesilovač založený na čipu TDA1558Q.

Tento zesilovač má výstupní výkon 2 x 22 wattů a je dostatečně jednoduchý na replikaci pro začátečníky. Tento diagram se vám bude hodit domácí reproduktory, nebo na domácí hudební centrum, který lze vyrobit ze starého MP3 přehrávače.

K sestavení budete potřebovat pouze pět dílů:

1. Mikroobvod - TDA1558Q

2. Kondenzátor 0,22 uF

3. Kondenzátor 0,33 uF – 2 kusy

4. Elektrolytický kondenzátor 6800 uF při 16 voltech

Mikroobvod má poměrně vysoký výstupní výkon a k jeho chlazení bude potřebovat radiátor. Můžete použít chladič z procesoru.

Celou montáž lze provést povrchovou montáží bez použití tištěný spoj. Nejprve je třeba z mikroobvodu vyjmout kolíky 4, 9 a 15. Nejsou použity. Odznaky se počítají zleva doprava, pokud je držíte tak, aby kolíky směřovaly k vám a značky směřovaly nahoru. Poté vodiče opatrně narovnejte. Dále zahněte kolíky 5, 13 a 14 nahoru, všechny tyto kolíky jsou připojeny ke kladnému napájení. Dalším krokem je ohnutí kolíků 3, 7 a 11 dolů - to je mínus napájení nebo „zem“. Po těchto manipulacích přišroubujte čip k chladiči pomocí tepelně vodivá pasta. Obrázky ukazují instalaci z různých úhlů, ale ještě vysvětlím. Piny 1 a 2 jsou připájeny dohromady - jedná se o vstup pravého kanálu, je třeba k nim připájet kondenzátor 0,33 µF. Totéž musí být provedeno s piny 16 a 17. Společný vodič pro vstup je mínus napájení nebo zem.

Tranzistorový multivibrátor je generátor obdélníkové signály. Níže je fotografie jednoho z oscilogramů symetrický multivibrátor.

Generuje symetrický multivibrátor čtvercové pulsy s pracovním cyklem dva. Více o pracovním cyklu si můžete přečíst v článku frekvenční generátor. K střídavému rozsvěcování LED využijeme princip činnosti symetrického multivibrátoru.

Schéma se skládá z:

– dvě KT315B (může být s jakýmkoli jiným písmenem)

– dva kondenzátory s kapacitou 10 mikroFaradů

– čtyři, dva 300 Ohm každý a dva 27 kiloOhm každý

– dvě čínské 3V LED diody

Takto vypadá zařízení na prkénku:

A takto to funguje:

Chcete-li změnit dobu blikání LED, můžete změnit hodnoty kondenzátorů C1 a C2 nebo rezistorů R2 a R3.

Existují i ​​jiné typy multivibrátorů. Můžete si o nich přečíst více. Popisuje také princip činnosti symetrického multivibrátoru.

Pokud jste líní takové zařízení sestavit, můžete si koupit hotové ;-) Na Aliku jsem dokonce našel hotové zařízení. Můžete se na to podívat tento odkaz.

Zde je video, které podrobně popisuje, jak multivibrátor funguje:

Dobrý den, drazí přátelé a všichni čtenáři mého blogu. Dnešní příspěvek bude o jednoduchém, ale zajímavém zařízení. Dnes se podíváme, prostudujeme a sestavíme LED blikač, jehož základem je jednoduchý obdélníkový generátor pulsů – multivibrátor.

Když navštívím svůj blog, vždy chci udělat něco speciálního, něco, co učiní web nezapomenutelným. Představuji vám tedy novou „tajnou stránku“ na blogu.

Tato stránka nyní nese název „To je zajímavé“.

Pravděpodobně se ptáte: "Jak to najdu?" A je to velmi jednoduché!

Možná jste si všimli, že na blogu je jakýsi oprýskaný koutek s nápisem “Hurry here”.

Navíc, jakmile najedete kurzorem myši na tento nápis, roh se začne ještě více odlupovat a odhalí nápis - odkaz „To je zajímavé“.

Vede na tajnou stránku, kde je malý, ale... příjemné překvapení- dárek, který jsem připravil. Navíc v budoucnu bude tato stránka obsahovat užitečné materiály, radioamatérský software a ještě něco - to mě ještě nenapadlo. Takže se pravidelně dívejte za roh - pro případ, že jsem tam něco schoval.

Dobře, trochu jsem se rozptýlil, teď pokračujme...

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

Například tento multivibrátorový blikač jsem připájel asi před rokem z vyřazených dílů a jak je vidět, bliká. Bliká i přes nemotornou instalaci provedenou na prkénku.

Toto schéma je funkční a nenáročné. Musíte se jen rozhodnout, 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 buď stoupne téměř na napětí zdroje, pak klesne na nulu. To naznačuje, že tranzistory v tomto obvodu pracují ve spínacím režimu. Podotýkám, že když je jeden tranzistor otevřený, druhý je nutně zavřený.

Tranzistory se spínají následovně.

Když je jeden tranzistor otevřený, řekněme VT1, kondenzátor C1 se vybije. Kondenzátor C2 je naopak tiše nabíjen základním proudem přes R4.

Během procesu vybíjení kondenzátor C1 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 základně VT2 zvyšuje a otevře se.Nyní se kondenzátor C2, jakmile je nabitý, vybije. Tranzistor VT1 se ukáže být uzamčen záporným napětím na základně.

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

Multivibrátor ve své konstrukci

Když už jsem jednou vyrobil multivibrátorový blikač na prkénku, chtěl jsem ho trochu vylepšit - 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 striktní vazbu na schéma.

Multivibrátorová deska s plošnými spoji vlevo. Elektrické schéma vpravo.

Tištěný spoj. Elektrické schéma.

Použití výkresů DPS laserová tiskárna Vytiskl jsem to na fotopapír. Poté, zcela v souladu s lidovou tradicí, šátky vyleptal. V důsledku toho jsme po připájení dílů dostali takové šátky.

Abych byl upřímný, po kompletní instalaci a připojení napájení se objevila malá chyba. Znaménko plus vyrobené z LED neblikalo. Hořelo to jednoduše a rovnoměrně, jako by žádný multivibrátor vůbec nebyl.

Musel jsem být pěkně nervózní. Výměna čtyřbodového ukazatele za dvě LED situaci napravila, ale jakmile bylo vše vráceno na své místo, blikající světlo neblikalo.

Ukázalo se, že obě ramena LED byla spojena propojkou, zřejmě jsem při pocínování šátku trochu přehnal pájku. V důsledku toho se „závěsy“ LED rozsvěcovaly synchronně, nikoli v intervalech. No nic, pár pohybů páječkou situaci napravilo.

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

Podle mého názoru to nedopadlo špatně. 🙂 Mimochodem, zanechávám odkazy na schémata a nástěnky - užijte si je pro své zdraví.

Deska a obvod multivibrátoru.

Deska a obvod indikátoru "Plus".

Obecně je použití multivibrátorů různorodé. Jsou vhodné nejen pro jednoduché LED blikače. Po hraní s hodnotami rezistorů a kondenzátorů můžete vysílat signály do reproduktoru zvukový kmitočet. Všude tam, kde je potřeba jednoduchý pulzní generátor, se multivibrátor rozhodně hodí.

Zdá se, že jsem řekl vše, co jsem plánoval. Pokud vám něco uniklo, napište do komentářů - doplním, co je potřeba, a co není potřeba, opravím. Vždy mě potěší komentáře!

Nové články píšu spontánně a ne podle harmonogramu, a proto navrhuji přihlásit se k odběru aktualizací emailem nebo emailem. Nové články pak přijdou přímo k vám Poštovní schránka nebo rovnou 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 schránky. Chcete-li to provést, stačí vyplnit formulář níže.

V tomto článku si povíme něco o multivibrátoru, jak funguje, jak k multivibrátoru připojit zátěž a výpočet tranzistorového symetrického multivibrátoru.

Multivibrátor je jednoduchý obdélníkový pulzní generátor, který pracuje v režimu samooscilátoru. K jeho provozu potřebujete pouze napájení z baterie nebo jiného zdroje energie. Uvažujme o nejjednodušším symetrickém multivibrátoru pomocí tranzistorů. Jeho schéma je znázorněno na obrázku. Multivibrátor může být složitější v závislosti na potřebných provedených funkcích, ale všechny prvky uvedené na obrázku jsou povinné, bez nich multivibrátor nebude fungovat.

Činnost symetrického multivibrátoru je založena na procesech nabíjení-vybíjení kondenzátorů, které spolu s odpory tvoří RC obvody.

O tom, jak fungují RC obvody, jsem psal dříve ve svém článku Kondenzátor, který si můžete přečíst na mém webu. Pokud na internetu najdete materiál o symetrickém multivibrátoru, je prezentován stručně a nesrozumitelně. Tato okolnost neumožňuje začínajícím radioamatérům nic pochopit, ale pouze pomáhá zkušeným elektrotechnikům si něco zapamatovat. Na žádost jednoho z návštěvníků mých stránek jsem se rozhodl tuto mezeru odstranit.

Jak multivibrátor funguje?

V počátečním okamžiku napájení jsou kondenzátory C1 a C2 vybité, takže jejich proudový odpor je nízký. Nízký odpor kondenzátorů vede k „rychlému“ otevření tranzistorů způsobenému tokem proudu:

— VT2 podél cesty (zobrazeno červeně): „+ napájení > rezistor R1 > nízký odpor vybitého C1 > přechod báze-emitor VT2 > — napájení“;

— VT1 podél cesty (zobrazeno modře): „+ napájení > rezistor R4 > nízký odpor vybitého C2 > přechod báze-emitor VT1 > — napájení.“

Toto je „nestabilní“ režim provozu multivibrátoru. Trvá velmi krátkou dobu určenou pouze rychlostí tranzistorů. A neexistují dva tranzistory, které by byly parametry naprosto totožné. Který tranzistor se otevře rychleji, zůstane otevřený – „vítěz“. Předpokládejme, že v našem diagramu se ukáže, že je to VT2. Poté prostřednictvím nízkého odporu vybitého kondenzátoru C2 a nízkého odporu přechodu kolektor-emitor VT2 dojde ke zkratování báze tranzistoru VT1 na emitor VT1. V důsledku toho bude tranzistor VT1 nucen se zavřít - „stane se poražen“.

Protože je tranzistor VT1 uzavřen, dochází k „rychlému“ nabíjení kondenzátoru C1 podél cesty: „+ napájení > rezistor R1 > nízký odpor vybitého C1 > přechod báze-emitor VT2 > — napájení“. K tomuto nabíjení dochází téměř až do napětí napájecího zdroje.

Současně se kondenzátor C2 nabíjí proudem s obrácenou polaritou podél cesty: „+ zdroj energie > rezistor R3 > nízký odpor vybitého C2 > přechod kolektor-emitor VT2 > — zdroj energie“. Doba nabíjení je určena hodnocením R3 a C2. Určují čas, kdy je VT1 v uzavřeném stavu.

Když je kondenzátor C2 nabit na napětí přibližně rovné napětí 0,7-1,0 V, jeho odpor se zvýší a tranzistor VT1 se otevře s napětím přivedeným podél cesty: „+ napájení > rezistor R3 > přechod báze-emitor VT1 > - zdroj napájení." V tomto případě bude napětí nabitého kondenzátoru C1 přes otevřený přechod kolektor-emitor VT1 přivedeno na přechod emitor-báze tranzistoru VT2 s obrácenou polaritou. V důsledku toho se VT2 uzavře a obvodem proteče proud, který dříve procházel přes otevřený přechod kolektor-emitor VT2: „+ napájení > rezistor R4 > nízký odpor C2 > přechod báze-emitor VT1 > — napájení. “ Tento obvod rychle dobije kondenzátor C2. Od tohoto okamžiku začíná samogenerační režim „ustáleného stavu“.

Provoz symetrického multivibrátoru v režimu generování „ustáleného stavu“.

Začíná první půlcyklus činnosti (oscilace) multivibrátoru.

Když je tranzistor VT1 otevřený a VT2 zavřený, jak jsem právě napsal, kondenzátor C2 se rychle dobije (z napětí 0,7...1,0 voltů jedné polarity na napětí zdroje opačné polarity) podél obvodu : “+ napájecí zdroj > rezistor R4 > nízký odpor C2 > přechod báze-emitor VT1 > - napájecí zdroj.” Kromě toho se kondenzátor C1 pomalu dobíjí (z napětí zdroje jedné polarity na napětí 0,7...1,0 voltů opačné polarity) podél obvodu: „+ zdroj energie > rezistor R2 > pravá deska C1 > levá deska C1 > kolektor-emitorový přechod tranzistoru VT1 > - - napájecí zdroj.”

Když v důsledku dobíjení C1 dosáhne napětí na bázi VT2 hodnoty +0,6 voltu vzhledem k emitoru VT2, tranzistor se otevře. Proto bude napětí nabitého kondenzátoru C2 přes otevřený přechod kolektor-emitor VT2 přivedeno na přechod emitor-báze tranzistoru VT1 s obrácenou polaritou. VT1 se zavře.

Začíná druhá polovina cyklu činnosti (oscilace) multivibrátoru.

Když je tranzistor VT2 otevřený a VT1 zavřený, kondenzátor C1 se rychle dobije (z napětí 0,7...1,0 V jedné polarity na napětí zdroje opačné polarity) podél obvodu: „+ napájecí zdroj > rezistor R1 > nízký odpor C1 > přechod základní emitor VT2 > - napájecí zdroj.“ Kromě toho se kondenzátor C2 pomalu dobíjí (z napětí zdroje jedné polarity na napětí 0,7...1,0 voltů opačné polarity) podél obvodu: „pravá deska C2 > přechod kolektor-emitor tranzistor VT2 > - napájení > + napájení zdroje > rezistor R3 > levá deska C2". Když napětí na bázi VT1 dosáhne +0,6 voltu vzhledem k emitoru VT1, tranzistor se otevře. Proto bude napětí nabitého kondenzátoru C1 přes otevřený přechod kolektor-emitor VT1 přivedeno na přechod emitor-báze tranzistoru VT2 s obrácenou polaritou. VT2 se zavře. V tomto okamžiku končí druhý půlcyklus oscilace multivibrátoru a znovu začíná první půlcyklus.

Proces se opakuje, dokud není multivibrátor odpojen od zdroje energie.

Metody připojení zátěže k symetrickému multivibrátoru

Obdélníkové pulsy jsou odstraněny ze dvou bodů symetrického multivibrátoru– tranzistorové kolektory. Když je na jednom kolektoru „vysoký“ potenciál, pak je na druhém kolektoru „nízký“ potenciál (chybí) a naopak – když je na jednom výstupu „nízký“ potenciál, pak je „vysoký“ potenciál na straně druhé. To je jasně vidět na časovém grafu níže.

Multivibrační zátěž musí být zapojena paralelně s jedním z kolektorových rezistorů, ale v žádném případě paralelně s přechodem kolektor-emitor tranzistoru. Tranzistor nemůžete obejít zátěží. Pokud tato podmínka není splněna, změní se minimálně doba trvání pulsů a maximálně nebude multivibrátor fungovat. Obrázek níže ukazuje, jak správně připojit zátěž a jak to nedělat.

Aby zátěž neovlivňovala samotný multivibrátor, musí mít dostatečný vstupní odpor. K tomuto účelu se obvykle používají vyrovnávací tranzistorové stupně.

Příklad ukazuje připojení nízkoimpedanční dynamické hlavy k multivibrátoru. Přídavný odpor zvyšuje vstupní odpor vyrovnávacího stupně a tím eliminuje vliv vyrovnávacího stupně na multivibrační tranzistor. Jeho hodnota by neměla být menší než 10násobek hodnoty kolektorového odporu. Zapojení dvou tranzistorů do „kompozitního tranzistorového“ obvodu výrazně zvyšuje výstupní proud. V tomto případě je správné zapojit obvod báze-emitor vyrovnávacího stupně paralelně s kolektorovým odporem multivibrátoru, a nikoli paralelně s přechodem kolektor-emitor multivibrátorového tranzistoru.

Pro připojení vysokoimpedanční dynamické hlavy k multivibrátoru vyrovnávací stupeň není potřeba. Místo jednoho z kolektorových rezistorů je připojena hlava. Jedinou podmínkou, která musí být splněna, je, že proud procházející dynamickou hlavou nesmí překročit maximální kolektorový proud tranzistoru.

Pokud chcete k multivibrátoru připojit obyčejné LED– pro vytvoření „blikajícího světla“, pak k tomu nejsou nutné kaskády vyrovnávacích pamětí. Mohou být zapojeny do série s kolektorovými rezistory. To je způsobeno skutečností, že proud LED je malý a pokles napětí na něm během provozu není větší než jeden volt. Nemají tedy žádný vliv na provoz multivibrátoru. Pravda, neplatí to pro supersvítivé LED, u kterých je provozní proud vyšší a úbytek napětí může být od 3,5 do 10 voltů. Ale v tomto případě existuje cesta ven - zvyšte napájecí napětí a použijte tranzistory s vysokým výkonem, které poskytují dostatečný kolektorový proud.

Vezměte prosím na vědomí, že oxidové (elektrolytické) kondenzátory jsou připojeny svými kladnými póly ke kolektorům tranzistorů. To je způsobeno skutečností, že na bázi bipolárních tranzistorů napětí nevzroste nad 0,7 voltu vzhledem k emitoru a v našem případě jsou emitory mínusem zdroje. Ale na kolektorech tranzistorů se napětí mění téměř z nuly na napětí zdroje energie. Oxidové kondenzátory nejsou schopny plnit svou funkci, jsou-li zapojeny s obrácenou polaritou. Samozřejmě, pokud použijete tranzistory jiné struktury (ne N-P-N, ale P-N-P struktury), pak kromě změny polarity zdroje energie je nutné natočit LED s katodami „nahoru v obvodu“ a kondenzátory s jejich plusy k bázím tranzistorů.

Pojďme na to teď přijít Jaké parametry prvků multivibrátoru určují výstupní proudy a generační frekvenci multivibrátoru?

Co ovlivňují hodnoty kolektorových rezistorů? V některých průměrných internetových článcích jsem viděl, že hodnoty kolektorových rezistorů významně neovlivňují frekvenci multivibrátoru. To všechno je úplný nesmysl! Pokud je multivibrátor správně vypočítán, odchylka hodnot těchto rezistorů o více než pětkrát od vypočtené hodnoty nezmění frekvenci multivibrátoru. Hlavní věc je, že jejich odpor je menší než základní odpory, protože kolektorové odpory zajišťují rychlé nabíjení kondenzátorů. Ale na druhou stranu jsou hodnoty kolektorových odporů hlavní pro výpočet spotřeby energie ze zdroje, jehož hodnota by neměla překročit výkon tranzistorů. Když se na to podíváte, tak kdy správné připojení nemají ani přímý vliv na výstupní výkon multivibrátoru. Ale doba mezi sepnutími (frekvence multivibrátoru) je určena „pomalým“ dobíjením kondenzátorů. Doba nabíjení je určena jmenovitými hodnotami RC obvodů - základních odporů a kondenzátorů (R2C1 a R3C2).

Multivibrátor, i když se nazývá symetrický, se týká pouze obvodů jeho konstrukce a může produkovat jak symetrické, tak asymetrické výstupní impulsy v trvání. Doba trvání pulsu ( vysoká úroveň) na kolektoru VT1 je určena jmenovitými hodnotami R3 a C2 a doba trvání impulsu (vysoká úroveň) na kolektoru VT2 je určena jmenovitými hodnotami R2 a C1.

Doba dobíjení kondenzátorů je určena jednoduchým vzorcem, kde Tau– trvání pulsu v sekundách, R- odpor odporu v ohmech, S– kapacita kondenzátoru ve Faradech:

Pokud jste tedy ještě nezapomněli, co bylo napsáno v tomto článku o pár odstavců dříve:

Pokud existuje rovnost R2=R3 A C1=C2, na výstupech multivibrátoru bude „meandr“ - obdélníkové pulzy s dobou trvání rovnající se pauzám mezi pulzy, které vidíte na obrázku.

Celá perioda kmitání multivibrátoru je T rovná se součtu trvání pulsu a pauzy:

Frekvence kmitání F(Hz) vztahující se k období T(s) přes poměr:

Pokud jsou na internetu nějaké výpočty rádiových okruhů, jsou zpravidla mizivé. Proto Vypočítejme prvky symetrického multivibrátoru pomocí příkladu .

Jako u všech tranzistorových stupňů musí být výpočet proveden od konce - výstupu. A na výstupu máme vyrovnávací stupeň, pak jsou zde kolektorové odpory. Kolektorové odpory R1 a R4 plní funkci zatížení tranzistorů. Kolektorové rezistory nemají žádný vliv na generační frekvenci. Jsou vypočteny na základě parametrů vybraných tranzistorů. Nejprve tedy vypočítáme kolektorové odpory, poté základní odpory, poté kondenzátory a poté vyrovnávací stupeň.

Postup a příklad výpočtu tranzistorového symetrického multivibrátoru

Počáteční údaje:

Napájecí napětí Ui.p. = 12 V.

Požadovaná frekvence multivibrátoru F = 0,2 Hz (T = 5 sekund) a doba trvání pulsu je rovna 1 (jedna sekunda.

Jako zátěž se používá automobilová žárovka. 12 voltů, 15 wattů.

Jak jste uhodli, vypočítáme „blikající světlo“, které bude blikat každých pět sekund a doba trvání záře bude 1 sekunda.

Výběr tranzistorů pro multivibrátor. Například máme nejběžnější tranzistory v sovětských dobách KT315G.

Pro ně: Pmax=150 mW; Imax=150 mA; h21>50.

Tranzistory pro vyrovnávací stupeň se vybírají na základě zatěžovacího proudu.

Aby se diagram nezobrazoval dvakrát, již jsem podepsal hodnoty prvků na diagramu. Jejich výpočet je uveden dále v Rozhodnutí.

Řešení:

1. Nejprve musíte pochopit, že provoz tranzistoru při vysokých proudech ve spínacím režimu je pro samotný tranzistor bezpečnější než provoz v režimu zesílení. Není tedy třeba počítat výkon pro přechodový stav v okamžicích průchodu střídavého signálu pracovním bodem „B“ statického režimu tranzistoru - přechod z otevřeného stavu do uzavřeného stavu a zpět . Pro pulzní obvody, postavené na bipolárních tranzistorech, výkon se obvykle počítá pro tranzistory v otevřeném stavu.

Nejprve určíme maximální ztrátový výkon tranzistorů, který by měl být o 20 procent nižší (faktor 0,8), než je maximální výkon tranzistoru uvedený v referenční knize. Ale proč potřebujeme zahnat multivibrátor do tuhého rámce vysokých proudů? A dokonce i se zvýšeným výkonem bude spotřeba energie ze zdroje energie velká, ale bude mít malý přínos. Proto, když určíme maximální ztrátový výkon tranzistorů, snížíme jej 3krát. Další snížení ztrátového výkonu je nežádoucí, protože provoz multivibrátoru založeného na bipolárních tranzistorech v režimu nízkého proudu je „nestabilní“ jev. Pokud je zdroj energie používán nejen pro multivibrátor, nebo není zcela stabilní, frekvence multivibrátoru bude také „plavat“.

Stanovíme maximální ztrátový výkon: Pdis.max = 0,8 * Pmax = 0,8 * 150 mW = 120 mW

Jmenovitý ztrátový výkon určíme: Pdis.nom. = 120/3 = 40 mW

2. Určete kolektorový proud v otevřeném stavu: Ik0 = Pdis.nom. / Ui.p. = 40 mW / 12 V = 3,3 mA

Vezměme to jako maximální kolektorový proud.

3. Zjistíme hodnotu odporu a výkonu zátěže kolektoru: Rk.total = Ui.p./Ik0 = 12V/3,3mA = 3,6 kOhm

Ze stávajícího jmenovitého rozsahu vybíráme odpory, které se co nejvíce blíží 3,6 kOhm. Jmenovitá řada rezistorů má jmenovitou hodnotu 3,6 kOhm, proto nejprve vypočítáme hodnotu kolektorových rezistorů R1 a R4 multivibrátoru: Rk = R1 = R4 = 3,6 kOhm.

Výkon kolektorových rezistorů R1 a R4 je roven jmenovitému ztrátovému výkonu tranzistorů Pras.nom. = 40 mW. Používáme rezistory s výkonem přesahujícím stanovený Pras.nom. - typ MLT-0,125.

4. Přejděme k výpočtu základních rezistorů R2 a R3. Jejich hodnocení je určeno na základě zesílení tranzistorů h21. Současně pro spolehlivý provoz multivibrátoru musí být hodnota odporu v rozmezí: 5krát větší než odpor kolektorových odporů a menší než součin Rк * h21. Rmin = 3,6 * 5 = 18 kOhm a Rmax = 3,6 * 50 = 180 kOhm

Hodnoty odporu Rb (R2 a R3) tak mohou být v rozsahu 18...180 kOhm. Nejprve zvolíme průměrnou hodnotu = 100 kOhm. Ale není to konečné, protože potřebujeme zajistit požadovanou frekvenci multivibrátoru, a jak jsem psal dříve, frekvence multivibrátoru přímo závisí na základních rezistorech R2 a R3 a také na kapacitě kondenzátorů.

5. Vypočítejte kapacity kondenzátorů C1 a C2 a případně přepočítejte hodnoty R2 a R3.

Hodnoty kapacity kondenzátoru C1 a odporu rezistoru R2 určují dobu trvání výstupního impulsu na kolektoru VT2. Právě při tomto impulsu by se nám měla rozsvítit žárovka. A ve stavu byla doba trvání pulzu nastavena na 1 sekundu.

Pojďme určit kapacitu kondenzátoru: C1 = 1 s / 100 kOhm = 10 µF

V nominálním rozsahu je zařazen kondenzátor o kapacitě 10 μF, takže nám vyhovuje.

Hodnoty kapacity kondenzátoru C2 a odporu rezistoru R3 určují dobu trvání výstupního impulsu na kolektoru VT1. Právě během tohoto pulzu je na kolektoru VT2 „pauza“ a naše žárovka by se neměla rozsvítit. A v podmínce byla zadána plná perioda 5 sekund s dobou trvání pulzu 1 sekunda. Délka pauzy je tedy 5 sekund – 1 sekunda = 4 sekundy.

Po transformaci vzorce doby dobíjení jsme Určíme kapacitu kondenzátoru: C2 = 4 sec / 100 kOhm = 40 μF

Kondenzátor o kapacitě 40 μF není zahrnut v nominálním rozsahu, takže nám nevyhovuje a vezmeme si kondenzátor o kapacitě 47 μF, který se mu co nejvíce blíží. Ale jak chápete, čas „pauzy“ se také změní. Abychom tomu zabránili, my Přepočítejme odpor rezistoru R3 na základě doby trvání pauzy a kapacity kondenzátoru C2: R3 = 4 s / 47 uF = 85 kOhm

Podle jmenovité řady je nejbližší hodnota odporu rezistoru 82 kOhm.

Takže jsme dostali hodnoty multivibrátorových prvků:

R1 = 3,6 kOhm, R2 = 100 kOhm, R3 = 82 kOhm, R4 = 3,6 kOhm, C1 = 10 µF, C2 = 47 µF.

6. Vypočítejte hodnotu rezistoru R5 vyrovnávacího stupně.

Pro eliminaci vlivu na multivibrátor je odpor přídavného omezovacího rezistoru R5 zvolen tak, aby byl alespoň 2x větší než odpor kolektorového rezistoru R4 (a v některých případech i více). Jeho odpor spolu s odporem přechodů emitor-báze VT3 a VT4 v tomto případě neovlivní parametry multivibrátoru.

R5 = R4 * 2 = 3,6 * 2 = 7,2 kOhm

Podle jmenovité řady je nejbližší rezistor 7,5 kOhm.

Při hodnotě odporu R5 = 7,5 kOhm bude řídicí proud vyrovnávacího stupně roven:

ovládám = (Ui.p. - Ube) / R5 = (12 V - 1,2 V) / 7,5 kOhm = 1,44 mA

Kromě toho, jak jsem napsal dříve, zatížení kolektoru multivibrátorových tranzistorů neovlivňuje jeho frekvenci, takže pokud takový odpor nemáte, můžete jej nahradit jiným „blízkým“ hodnocením (5 ... 9 kOhm ). Je lepší, když je to ve směru poklesu, aby nedocházelo k poklesu řídicího proudu ve stupni vyrovnávací paměti. Mějte však na paměti, že přídavný odpor je dodatečná zátěž pro tranzistor VT2 multivibrátoru, takže proud protékající tímto odporem se sčítá s proudem kolektorového odporu R4 a je zátěží pro tranzistor VT2: Itotal = Ik + Icontrol. = 3,3 mA + 1,44 mA = 4,74 mA

Celkové zatížení kolektoru tranzistoru VT2 je v normálních mezích. Pokud překročí maximální kolektorový proud uvedený v referenční knize a vynásobený faktorem 0,8, zvyšte odpor R4, dokud nebude zatěžovací proud dostatečně snížen, nebo použijte výkonnější tranzistor.

7. Potřebujeme zajistit proud do žárovky In = Рн / Ui.p. = 15W / 12V = 1,25 A

Ale řídicí proud vyrovnávacího stupně je 1,44 mA. Proud multivibrátoru se musí zvýšit o hodnotu rovnou poměru:

In / Icontrol = 1,25A / 0,00144A = 870krát.

Jak to udělat? Pro výrazné zesílení výstupního proudu použijte tranzistorové kaskády sestavené podle obvodu „kompozitního tranzistoru“. První tranzistor je obvykle nízkopříkonový (použijeme KT361G), má nejvyšší zesílení a druhý musí poskytovat dostatečný zatěžovací proud (vezměme neméně obvyklý KT814B). Poté se jejich přenosové koeficienty h21 vynásobí. Takže pro tranzistor KT361G h21>50 a pro tranzistor KT814B h21=40. A celkový koeficient přenosu těchto tranzistorů zapojených podle obvodu „kompozitního tranzistoru“: h21 = 50 * 40 = 2000. Toto číslo je větší než 870, takže tyto tranzistory jsou dostačující pro ovládání žárovky.

No, to je vše!

Tento článek popisuje zařízení navržené jednoduše tak, aby začínající radioamatér (elektrikář, elektronik atd.) lépe porozuměl schémata zapojení a získat zkušenosti při montáži tohoto zařízení. I když je možné, že tento nejjednodušší multivibrátor, který je popsán níže, lze také najít praktické využití. Podívejme se na diagram:

Obrázek 1 - Nejjednodušší multivibrátor na relé

Po přivedení napájení do obvodu se kondenzátor začne nabíjet přes rezistor R1, kontakty K1.1 jsou otevřené, když je kondenzátor nabitý na určité napětí, relé bude fungovat a kontakty se sepnou, když jsou kontakty sepnuté, kondenzátor se přes tyto kontakty a rezistor R2 začne vybíjet, při vybití kondenzátoru na určité napětí se kontakty rozepnou a proces se pak cyklicky opakuje. Tento multivibrátor funguje, protože provozní proud relé je větší než přídržný proud. Odpor rezistorů NELZE měnit v širokých mezích a to je nevýhoda tohoto zapojení. Odpor napájecího zdroje ovlivňuje frekvenci, a proto tento multivibrátor nebude fungovat ze všech zdrojů napájení. Kapacita kondenzátoru může být zvýšena, ale frekvence sepnutí kontaktu se sníží. Pokud má relé druhou skupinu kontaktů a jsou použity velké kapacitní hodnoty, pak lze tento obvod použít k pravidelnému automatickému zapínání/vypínání zařízení. Postup montáže je znázorněn na fotografiích níže:

Připojení rezistoru R2

Připojení kondenzátoru

Připojení rezistoru R1

Připojení kontaktů relé k jeho vinutí

Propojovací vodiče pro napájení

Relé si můžete koupit v obchodě s rádiovými součástkami nebo je získat ze starého rozbitého zařízení. Můžete například odpájet relé z desek z ledniček:

Pokud má relé špatné kontakty, můžete je trochu vyčistit.