FET multivibratorius
Naujokai radijo mėgėjai, žinoma, žino, kad multivibratoriai (subalansuoti ir nesubalansuoti) veikia dvipoliuose tranzistoriuose. Deja, tokie multivibratoriai turi trūkumą – dirbant su pakankamai galinga apkrova, pavyzdžiui, kaitrinėmis lempomis, norint visiškai atidaryti tranzistorius, reikia didelių bazinių srovių.
Jei multivibratoriaus svirtis persijungia 3 ... 0,2 Hz dažniu, dažnio nustatymo grandinėse būtina sumontuoti didelės talpos oksidinius kondensatorius, taigi ir dideli matmenys. Neturėtume pamiršti apie gana didelę atvirų tranzistorių soties įtampą.
Siūlomame multivibratoriuje (žr. pav.) naudojami buitiniai lauko efekto n kanalų tranzistoriai su izoliuotais užtaisais ir indukuotu kanalu. Korpuso viduje, tarp vartų ir šaltinio gnybtų, yra apsauginis zenerio diodas, kuris žymiai sumažina tranzistoriaus gedimo tikimybę, jei su juo elgiamasi netinkamai.
Multivibratorių tranzistorių perjungimo dažnis yra apie 2 Hz, jį nustato kondensatoriai ir rezistoriai. Multivibratoriaus tranzistoriaus apkrova - kaitrinės lempos EL1, EL2.
Rezistoriai, sujungti tarp drenažo ir tranzistorių užtvaro, užtikrina švelnų multivibratoriaus paleidimą. Deja, jie šiek tiek „sugriežtina“ tranzistorių išjungimą.
Vietoj kaitrinių lempų į tranzistoriaus nutekėjimo grandinę leidžiama įtraukti šviesos diodus su 360 omų ribojančiais rezistoriais arba telefono kapsulę, pavyzdžiui, TK-47 (šiai parinkčiai multivibratorius turi veikti garso dažnio srityje). Jei naudojate tik vieną kapsulę, į kito tranzistoriaus nutekėjimo grandinę būtina įtraukti rezistorių, kurio varža yra 100 ... 200 omų.
Diagramoje nurodytų nominalų rezistoriai R1, R2 gali būti sudaryti iš kelių mažesnių varžų, sujungtų nuosekliai. Jei šios parinkties nėra, įdiekite mažesnius rezistorius ir didesnius kondensatorius.
Kondensatoriai gali būti nepoliniai keramikiniai arba plėveliniai, pavyzdžiui, serijos KM-5, KM-6, K73-17. Kaitinamosios lempos naudojamos iš kinų gamybos „mirksinčios“ eglutės girliandos, kurios įtampa yra 6 V ir srovė 100 mA. Taip pat tinka mažo dydžio lempos, skirtos 6 V įtampai ir 60 arba 20 mA srovei.
Vietoj nurodytos serijos tranzistorių, atlaikyti D.C. iki 180 mA, leidžiama naudoti KR1064KT1, KR1014KT1 serijų klavišus, skirtus didesnei srovei. Jei naudojate multivibratorių su galingesne apkrova, tarkime, automobilių kaitrinėmis lempomis, jums reikės kitų tranzistorių, pavyzdžiui, KP744G, kurie leidžia nutekėjimo srovę iki 9 A. Tačiau naudojant šią parinktį, turite įdiegti apsauginį zenerį. diodai, skirti 8 ... 10 V įtampai tarp vartų ir šaltinio (katodas prie vartų) - KS191Zh ar panašiai. Esant didelėms apkrovos srovėms, tranzistoriai turės būti montuojami ant šilumos kriauklių.
Multivibratorius reguliuojamas pasirenkant kondensatorius, kol gaunamas norimas tranzistorių perjungimo dažnis. Norėdami įjungti įrenginį garso dažnius kondensatoriai turi būti 300 ... 600 pF. Jei paliksite diagramoje nurodytos talpos kondensatorius, turėsite pasirinkti mažesnės varžos rezistorius - iki 47 kOhm.
Multivibratorius veikia esant 3 ... 10 V maitinimo įtampai, žinoma, su atitinkama apkrova. Jei kuriamoje konstrukcijoje jis turėtų būti naudojamas kaip tam tikras mazgas, tarp multivibratoriaus maitinimo laidų yra sumontuotas 0,1 ... 100 μF talpos blokuojantis kondensatorius.
Multivibratorius, kurio grandinė parodyta 1 paveiksle, yra kaskadinė jungtis tranzistoriniai stiprintuvai kur pirmosios pakopos išėjimas yra prijungtas prie antrosios įvesties per grandinę, kurioje yra kondensatorius, o antrosios pakopos išėjimas yra prijungtas prie pirmosios pakopos įvesties per grandinę, kurioje yra kondensatorius. Multivibratoriniai stiprintuvai yra tranzistoriniai jungikliai, kurie gali būti dviejų būsenų. Multivibratoriaus grandinė 1 paveiksle skiriasi nuo paleidimo grandinės, aptartos straipsnyje "". Kas yra grandinėse Atsiliepimas reaktyvieji elementai, kad grandinė galėtų generuoti nesinusinius virpesius. Rezistorių R1 ir R4 varžą galite rasti iš 1 ir 2 ryšių:
Kur I KBO \u003d 0,5 μA yra didžiausia tranzistoriaus kt315a kolektoriaus atvirkštinė srovė,
Ikmax=0,1A - maksimali kt315a tranzistoriaus kolektoriaus srovė, Up=3V - maitinimo įtampa. Pasirinkime R1=R4=100Ω. Kondensatoriai C1 ir C2 parenkami priklausomai nuo pageidaujamo multivibratoriaus dažnio.
1 pav. Multivibratorius ant KT315A tranzistorių
Galite pašalinti įtampą tarp taškų 2 ir 3 arba tarp taškų 2 ir 1. Toliau pateiktose diagramose parodyta, kaip įtampa apytiksliai pasikeis tarp 2 ir 3 taškų ir tarp 2 ir 1 taškų.
T - virpesių periodas, t1 - multivibratoriaus kairiosios rankos laiko konstanta, t2 - dešinės multivibratoriaus rankos laiko konstanta gali būti apskaičiuojama pagal formules:
Galite nustatyti multivibratoriaus generuojamų impulsų dažnį ir darbo ciklą keisdami derinimo rezistorių R2 ir R3 varžą. Kondensatorius C1 ir C2 taip pat galite pakeisti kintamaisiais (arba trimeriais) ir keisdami jų talpą nustatyti multivibratoriaus generuojamų impulsų dažnį ir darbo ciklą, šis metodas yra dar geresnis, todėl jei yra trimeris (arba geresnis kintamasis). ) kondensatoriai, geriau juos naudoti, bet vietoje kintamieji rezistoriai R2 ir R3 nustatomi pastoviai. Žemiau esančioje nuotraukoje parodytas surinktas multivibratorius:
Siekiant įsitikinti, ar surinktas multivibratorius veikia, prie jo buvo prijungtas pjezo garsiakalbis (tarp 2 ir 3 taškų). Prijungus maitinimą į grandinę, pjezo garsiakalbis pradėjo trūkinėti. Pakeitus derinimo rezistorių varžą arba padidėjo pjezo garsiakalbio skleidžiamo garso dažnis, arba sumažėjo, arba nustojo generuoti multivibratorius.
Programa, skirta apskaičiuoti dažnį, periodą ir laiko konstantas, impulsų, paimtų iš multivibratoriaus, darbo ciklą:
Jei programa neveikia, nukopijuokite ją html kodasį užrašų knygelę ir išsaugokite kaip html.
Jei naudojamas interneto naršyklė Explorier ir ji blokuoja programą, turite leisti blokuojamą turinį.
js yra išjungtas
Kiti multivibratoriai:
Šiame straipsnyje mes kalbėsime apie multivibratorių, kaip jis veikia, kaip prijungti apkrovą prie multivibratoriaus ir apskaičiuoti tranzistorių simetriškas multivibratorius.
multivibratorius yra paprastas generatorius stačiakampiai impulsai, kuris veikia autogeneratoriaus režimu. Kad veiktų, jam reikia tik baterijos ar kito maitinimo šaltinio. Apsvarstykite paprasčiausią simetrinį tranzistorių multivibratorių. Jo schema parodyta paveikslėlyje. Multivibratorius gali būti komplikuotas priklausomai nuo reikiamų atlikti funkcijų, tačiau visi paveikslėlyje pavaizduoti elementai yra privalomi, be jų multivibratorius neveiks.
Simetrinio multivibratoriaus veikimas pagrįstas kondensatorių įkrovimo-iškrovimo procesais, kurie kartu su rezistoriais sudaro RC grandines.
Apie tai, kaip veikia RC grandinės, rašiau anksčiau savo straipsnyje Kondensatorius, kurį galite perskaityti mano svetainėje. Internete, jei randate medžiagos apie simetrinį multivibratorių, tai ji pateikiama trumpai ir nesuprantamai. Ši aplinkybė pradedantiesiems radijo mėgėjams neleidžia nieko suprasti, o tik padeda patyrusiems elektronikos inžinieriams ką nors prisiminti. Vieno iš mano svetainės lankytojų prašymu nusprendžiau pašalinti šią spragą.
Kaip veikia multivibratorius?
Pradiniu maitinimo momentu kondensatoriai C1 ir C2 išsikrauna, todėl jų srovės varža nedidelė. Mažas kondensatorių pasipriešinimas lemia tai, kad tranzistoriai „greitai“ atsidaro dėl srovės srauto:
- VT2 pakeliui (rodomas raudonai): "+ maitinimo šaltinis> rezistorius R1> mažas iškrovimo C1 varža> bazės-emiterio jungtis VT2> - maitinimo šaltinis";
- VT1 pakeliui (parodyta mėlyna spalva): "+ maitinimo šaltinis> rezistorius R4> maža iškrovos C2 varža> bazės-emiterio jungtis VT1> - maitinimo šaltinis".
Tai yra „nepastovus“ multivibratoriaus veikimo režimas. Tai trunka labai trumpai, lemia tik tranzistorių greitis. Ir dviejų visiškai vienodų tranzistorių nėra. Kuris tranzistorius atsidaro greičiau, tas ir liks atviras – „laimėtojas“. Tarkime, kad mūsų diagramoje tai pasirodė VT2. Tada per mažą iškrauto kondensatoriaus C2 varžą ir mažą kolektoriaus-emiterio jungties VT2 varžą tranzistoriaus VT1 pagrindas bus uždarytas emiteriui VT1. Dėl to tranzistorius VT1 bus priverstas užsidaryti – „tapti nugalėtas“.
Kadangi tranzistorius VT1 uždarytas, kondensatorius C1 yra „greitasis“ įkrovimas išilgai kelio: „+ maitinimo šaltinis> rezistorius R1> maža iškrauto C1 varža> bazės-emiterio jungtis VT2> - maitinimo šaltinis“. Šis įkrovimas atsiranda beveik iki maitinimo šaltinio įtampos.
Tuo pačiu metu kondensatorius C2 pakraunamas atvirkštinio poliškumo srove palei kelią: „+ maitinimo šaltinis> rezistorius R3> maža iškrauto C2 varža> kolektoriaus-emiterio jungtis VT2> - maitinimo šaltinis“. Įkrovimo trukmė nustatoma pagal R3 ir C2 reikšmes. Jie nustato laiką, kai VT1 yra uždaroje būsenoje.
Kai kondensatorius C2 įkraunamas iki įtampos, maždaug lygios 0,7-1,0 volto įtampai, jo varža padidės ir tranzistorius VT1 atsidarys, kai įtampa tiekiama išilgai kelio: „+ maitinimo šaltinis> rezistorius R3> bazė-emiterio jungtis VT1> – maitinimo šaltinis“. Tokiu atveju įkrauto kondensatoriaus C1 įtampa per atvirą kolektoriaus-emiterio jungtį VT1 bus nukreipta į tranzistoriaus VT2 emiterio-bazės jungtį su atvirkštiniu poliškumu. Dėl to VT2 užsidarys, o srovė, kuri anksčiau praėjo per atvirą kolektoriaus-emiterio sankryžą VT2, eis per grandinę: „+ maitinimo šaltinis> rezistorius R4> maža varža C2> bazė-emiterio jungtis VT1> - maitinimo šaltinis“ . Ši grandinė greitai įkraus kondensatorių C2. Nuo šio momento prasideda „pastovus“ automatinės generacijos režimas.
Simetriško multivibratoriaus veikimas „pastovios“ kartos režimu
Prasideda pirmasis multivibratoriaus veikimo (svyravimo) pusciklas.
Kai tranzistorius VT1 atidarytas ir VT2 uždarytas, kaip ką tik rašiau, kondensatorius C2 greitai įkraunamas (nuo 0,7 ... 1,0 volto vieno poliškumo įtampos iki priešingo poliškumo maitinimo įtampos): „+ galia maitinimas> rezistorius R4 > maža varža C2 > bazės-emiterio jungtis VT1 > - maitinimo šaltinis. Be to, kondensatorius C1 lėtai įkraunamas (nuo vieno poliškumo maitinimo šaltinio įtampos iki 0,7 ... 1,0 volto priešingo poliškumo) išilgai grandinės: „+ maitinimo šaltinis> rezistorius R2> dešinė plokštė C1 > kairioji plokštė C1> tranzistoriaus VT1 kolektoriaus- emiterio jungtis> - maitinimo šaltinis".
Kai dėl perkrovimo C1 įtampa VT2 bazėje pasiekia +0,6 volto vertę, palyginti su VT2 emitteriu, tranzistorius atsidarys. Todėl įkrauto kondensatoriaus C2 įtampa per atvirą kolektoriaus-emiterio jungtį VT2 bus nukreipta į tranzistoriaus VT1 emiterio-bazės jungtį atvirkštiniu poliškumu. VT1 bus uždarytas.
Prasideda antrasis multivibratoriaus veikimo pusciklas (svyravimas).
Kai tranzistorius VT2 yra atidarytas ir VT1 uždarytas, kondensatorius C1 greitai įkraunamas (nuo 0,7 ... 1,0 voltų vieno poliškumo įtampos iki priešingo poliškumo maitinimo įtampos): „+ maitinimo šaltinis> rezistorius R1> maža varža C1> bazė- emiterio jungtis VT2 > - maitinimo šaltinis". Be to, išilgai grandinės vyksta lėtas kondensatoriaus C2 įkrovimas (nuo vieno poliškumo maitinimo šaltinio įtampos iki 0,7 ... 1,0 volto priešingo poliškumo): „dešinė plokštė C2> kolektorius- tranzistoriaus VT2 emiterio jungtis> - maitinimas> + šaltinio maitinimas> rezistorius R3> kairioji plokštė C2. Kai įtampa VT1 bazėje pasieks +0,6 volto, palyginti su VT1 emitteriu, tranzistorius atsidarys. Todėl įkrauto kondensatoriaus C1 įtampa per atvirą kolektoriaus-emiterio jungtį VT1 bus nukreipta į tranzistoriaus VT2 emiterio-bazės jungtį su atvirkštiniu poliškumu. VT2 užsidarys. Tuo baigiasi antrasis multivibratoriaus virpesių pusciklas ir vėl prasideda pirmasis pusciklas.
Procesas kartojamas tol, kol multivibratorius atjungiamas nuo maitinimo šaltinio.
Krovinio prijungimo prie simetrinio multivibratoriaus būdai
Stačiakampiai impulsai imami iš dviejų simetrinio multivibratoriaus taškų- tranzistorių kolektoriai. Kai vieno kolektoriaus potencialas yra „didelis“, kito kolektoriaus potencialas yra „mažas“ (jo nėra), ir atvirkščiai - kai viename išėjime yra „mažas“ potencialas, tada „didelis“ ant kito. Tai aiškiai parodyta toliau pateiktoje laiko juostoje.
Multivibratoriaus apkrova turi būti jungiama lygiagrečiai su vienu iš kolektoriaus rezistorių, bet jokiu būdu ne lygiagrečiai su kolektoriaus-emiterio tranzistoriaus jungtimi. Jūs negalite šuntuoti tranzistoriaus su apkrova. Jei ši sąlyga nebus įvykdyta, pasikeis bent jau impulsų trukmė, o maksimaliai multivibratorius neveiks. Žemiau esančiame paveikslėlyje parodyta, kaip teisingai prijungti apkrovą ir kaip to nedaryti.
Kad apkrova nepaveiktų paties multivibratoriaus, jis turi turėti pakankamą įėjimo varžą. Tam dažniausiai naudojamos buferinės tranzistoriaus pakopos.
Pavyzdys rodo mažo pasipriešinimo dinaminės galvutės prijungimas prie multivibratoriaus. Papildomas rezistorius padidina buferinės pakopos įėjimo varžą ir taip pašalina buferinės pakopos įtaką multivibratoriaus tranzistoriui. Jo vertė turi būti bent 10 kartų didesnė už kolektoriaus rezistoriaus vertę. Sujungus du tranzistorius pagal "sudėtinio tranzistoriaus" schemą, išėjimo srovė labai padidėja. Šiuo atveju teisinga buferinės pakopos bazinio emiterio grandinę jungti lygiagrečiai su multivibratoriaus kolektoriaus rezistoriumi, o ne lygiagrečiai su multivibratoriaus tranzistoriaus kolektoriaus-emiterio jungtimi.
Didelės varžos dinaminei galvutei prijungti prie multivibratoriaus buferio stadija nereikalinga. Vietoj vieno iš kolektoriaus rezistorių prijungiama galvutė. Vienintelė sąlyga, kuri turi būti įvykdyta, yra ta, kad srovė, tekanti per dinaminę galvutę, neturi viršyti maksimalios tranzistoriaus kolektoriaus srovės.
Jei norite prie multivibratoriaus prijungti paprastus šviesos diodus- Norėdami pagaminti blykstę, tam nereikia buferio kaskadų. Jie gali būti nuosekliai sujungti su kolektoriaus rezistoriais. Taip yra dėl to, kad šviesos diodo srovė yra maža, o įtampos kritimas jame veikimo metu yra ne didesnis kaip vienas voltas. Todėl jie neturi jokios įtakos multivibratoriaus veikimui. Tiesa, tai negalioja itin ryškiems šviesos diodams, kuriuose darbinė srovė didesnė, o įtampos kritimas gali būti nuo 3,5 iki 10 voltų. Tačiau šiuo atveju yra išeitis - padidinti maitinimo įtampą ir naudoti didelės galios tranzistorius, užtikrinančius pakankamą kolektoriaus srovę.
Atkreipkite dėmesį, kad oksidiniai (elektrolitiniai) kondensatoriai yra prijungti prie tranzistorių kolektorių su pliusais. Taip yra dėl to, kad dvipolių tranzistorių pagrindu įtampa nepakyla virš 0,7 volto, palyginti su emitteriu, o mūsų atveju emiteriai yra minusas. Tačiau tranzistorių kolektoriuose įtampa keičiasi beveik nuo nulio iki maitinimo šaltinio įtampos. Oksidiniai kondensatoriai negali atlikti savo funkcijos, kai jie yra prijungti naudojant atvirkštinį poliškumą. Natūralu, kad jei naudojate kitokios struktūros tranzistorius (ne N-P-N, a P-N-P konstrukcijos), tada be maitinimo šaltinio poliškumo keitimo reikia pasukti šviesos diodus su katodais "aukštyn grandine", o kondensatorius - pliusus į tranzistorių bazes.
Išsiaiškinkime tai dabar kokie multivibratoriaus elementų parametrai nustato multivibratoriaus išėjimo sroves ir generavimo dažnį?
Kokios yra kolektoriaus rezistorių vertės? Kai kuriuose nekompetentinguose interneto straipsniuose mačiau, kad kolektoriaus rezistorių reikšmės yra nereikšmingos, tačiau jos turi įtakos multivibratoriaus dažniui. Visa tai yra visiška nesąmonė! Teisingai apskaičiavus multivibratorių, šių rezistorių verčių nuokrypis daugiau nei penkis kartus nuo apskaičiuoto nepakeis multivibratoriaus dažnio. Svarbiausia, kad jų varža būtų mažesnė nei bazinių rezistorių, nes kolektoriaus rezistoriai užtikrina greitą kondensatorių įkrovimą. Tačiau, kita vertus, kolektoriaus rezistorių reikšmės yra pagrindinės skaičiuojant energijos suvartojimą iš maitinimo šaltinio, kurio vertė neturėtų viršyti tranzistorių galios. Jei išsiaiškinsi, tada teisingas ryšys jie net neturi tiesioginės įtakos multivibratoriaus išėjimo galiai. Tačiau trukmę tarp perjungimų (multivibratoriaus dažnį) lemia „lėtas“ kondensatorių įkrovimas. Įkrovimo laikas nustatomas pagal RC grandinių - pagrindinių rezistorių ir kondensatorių (R2C1 ir R3C2) - vertes.
Multivibratorius, nors ir vadinamas simetrišku, nurodo tik jo konstrukcijos grandinę ir gali gaminti tiek simetriškus, tiek nesimetrinius išėjimo impulsus. Pulso trukmė ( aukštas lygis) VT1 kolektorius nustatomas pagal R3 ir C2 reikšmes, o impulso trukmė (aukštas lygis) VT2 kolektorius nustatomas pagal R2 ir C1 reikšmes.
Kondensatorių įkrovimo trukmė nustatoma pagal paprastą formulę, kur Tau yra impulso trukmė sekundėmis, R yra rezistoriaus varža omais, NUO yra kondensatoriaus talpa Faraduose:
Taigi, jei dar nepamiršote, kas buvo parašyta šiame straipsnyje keliomis pastraipomis anksčiau:
Jei lygus R2=R3 ir C1=C2, multivibratoriaus išėjimuose bus „meander“ - stačiakampiai impulsai, kurių trukmė lygi pauzėms tarp impulsų, kurias matote paveikslėlyje.
Bendras multivibratoriaus virpesių laikotarpis yra T yra lygi impulso ir pauzės trukmės sumai:
Virpesių dažnis F(Hz), susijęs su periodu T(s) per santykį:
Paprastai, jei internete yra kokių nors radijo grandinių skaičiavimų, jų yra nedaug. Štai kodėl pavyzdžiu apskaičiuosime simetrinio multivibratoriaus elementus .
Kaip ir bet kurios tranzistorių kaskados, skaičiavimas turi būti atliekamas nuo galo - išvesties. O išėjime turime buferinę pakopą, tada yra kolektoriaus rezistoriai. Kolektorių rezistoriai R1 ir R4 atlieka tranzistorių įkrovimo funkciją. Kolektoriaus rezistoriai neturi įtakos generavimo dažniui. Jie apskaičiuojami pagal pasirinktų tranzistorių parametrus. Taigi pirmiausia apskaičiuojame kolektoriaus rezistorius, tada bazinius rezistorius, tada kondensatorius ir tada buferinę pakopą.
Tranzistoriaus simetrinio multivibratoriaus skaičiavimo tvarka ir pavyzdys
Pradiniai duomenys:
Maitinimo įtampa Ui.p. = 12 V.
Reikalingas multivibratoriaus dažnis F = 0,2 Hz (T = 5 sekundės), o impulso trukmė lygi 1 (viena sekundė.
Kaip apkrova naudojama kaitrinė automobilio lemputė. 12 voltų, 15 vatų.
Kaip ir spėjote, apskaičiuosime blykstę, kuri sumirksės kartą per penkias sekundes, o švytėjimo trukmė bus 1 sekundė.
Tranzistorių pasirinkimas multivibratoriui. Pavyzdžiui, pas mus sovietmečiu dažniausiai naudojami tranzistoriai KT315G.
Jiems: Pmax = 150 mW; Imax = 150 mA; h21>50.
Buferinės pakopos tranzistoriai parenkami pagal apkrovos srovę.
Kad grandinė nebūtų pavaizduota du kartus, diagramoje jau pasirašiau elementų reikšmes. Jų apskaičiavimas pateikiamas vėliau Sprendime.
Sprendimas:
1. Visų pirma, reikia suprasti, kad tranzistoriaus veikimas esant didelėms srovėms rakto režimu yra saugiausias pačiam tranzistoriui nei veikimas stiprinimo režimu. Todėl nereikia skaičiuoti pereinamosios būsenos galios kintamo signalo praėjimo momentais per tranzistoriaus statinio režimo veikimo tašką "B" - pereinant iš atviros būsenos į uždarą būseną. ir atvirkščiai. Dėl impulsų grandinės, pastatytas ant bipolinių tranzistorių, paprastai apskaičiuoja atviros būsenos tranzistorių galią.
Pirmiausia nustatome didžiausią tranzistorių galios sklaidą, kuri turėtų būti 20 procentų mažesnė (0,8 koeficientas) už didžiausią tranzistoriaus galią, nurodytą informaciniame knygoje. Bet kodėl turėtume įstumti multivibratorių į tvirtą didelių srovių rėmą? Taip, ir dėl padidėjusios galios energijos suvartojimas iš maitinimo šaltinio bus didelis, tačiau naudos bus mažai. Todėl, nustatę didžiausią tranzistorių galios sklaidą, sumažinsime jį 3 kartus. Tolesnis išsklaidytos galios mažinimas yra nepageidautinas, nes multivibratoriaus veikimas dvipoliuose tranzistoriuose mažos srovės režimu yra „nestabilus“ reiškinys. Jei maitinimo šaltinis naudojamas ne tik multivibratoriui arba jis nėra gana stabilus, multivibratoriaus dažnis taip pat „plauks“.
Nustatykite didžiausią galios sklaidą: Pras.max = 0,8 * Pmax = 0,8 * 150 mW = 120 mW
Nustatome vardinę galios sklaidą: Pras.nom. = 120 / 3 = 40 mW
2. Nustatykite kolektoriaus srovę atviroje būsenoje: Ik0 = Pras.nom. / Ui.p. = 40mW / 12V = 3,3mA
Paimkime tai kaip didžiausią kolektoriaus srovę.
3. Raskite kolektoriaus apkrovos varžos ir galios vertę: Rk.total = Ui.p. / Ik0 = 12V / 3,3mA = 3,6 kOhm
Rezistorius parenkame kuo arčiau 3,6 kOhm esamame vardiniame diapazone. Vardinėje rezistorių serijoje yra 3,6 kOhm nominali vertė, todėl pirmiausia atsižvelgiame į multivibratoriaus kolektoriaus rezistorių R1 ir R4 vertę: Rk \u003d R1 \u003d R4 \u003d 3,6 kOhm.
Kolektoriaus rezistorių R1 ir R4 galia lygi tranzistorių vardinei galios sklaidai Pras.nom. = 40 mW. Naudojame rezistorius, kurių galia viršija nurodytą Pras.nom. - MLT-0,125 tipas.
4. Pereikime prie pagrindinių rezistorių R2 ir R3 skaičiavimo. Jų vertė nustatoma pagal tranzistorių h21 stiprinimą. Tuo pačiu metu, kad multivibratorius veiktų patikimai, varžos vertė turi būti: 5 kartus didesnė už kolektoriaus rezistorių varžą ir mažesnė už gaminį Rk * h21. Mūsų atveju Rmin = 3,6 * 5 \u003d 18 kOhm ir Rmax = 3,6 * 50 = 180 kOhm
Taigi varžos vertės Rb (R2 ir R3) gali būti nuo 18 iki 180 kOhm. Mes iš anksto pasirenkame vidutinę vertę = 100 kOhm. Bet tai nėra galutinis, nes turime pateikti reikiamą multivibratoriaus dažnį, o kaip jau rašiau anksčiau, multivibratoriaus dažnis tiesiogiai priklauso nuo bazinių rezistorių R2 ir R3, taip pat nuo kondensatorių talpos.
5. Apskaičiuokite kondensatorių C1 ir C2 talpas ir, jei reikia, perskaičiuokite R2 ir R3 reikšmes.
Kondensatoriaus C1 talpos ir rezistoriaus R2 varžos reikšmės lemia kolektoriaus VT2 išėjimo impulso trukmę. Būtent veikiant šiam impulsui mūsų lemputė turėtų užsidegti. Esant tokiai būklei, pulso trukmė buvo nustatyta 1 sekundei.
nustatyti kondensatoriaus talpą: C1 \u003d 1 sek / 100 kOhm \u003d 10 uF
Vardiniame diapazone yra 10 mikrofaradų talpos kondensatorius, todėl jis mums tinka.
Kondensatoriaus C2 talpos ir rezistoriaus R3 varžos reikšmės lemia kolektoriaus VT1 išėjimo impulso trukmę. Būtent veikiant šiam impulsui VT2 kolektorius veikia „pauzė“ ir mūsų lemputė neturėtų užsidegti. Esant tokiai būklei, buvo nustatytas visas 5 sekundžių periodas su 1 sekundės impulso trukme. Todėl pauzės trukmė yra 5 sekundės – 1 sekundė = 4 sekundės.
Pakeitę įkrovimo trukmės formulę, mes nustatyti kondensatoriaus talpą: C2 \u003d 4sec / 100kOhm \u003d 40 uF
40 uF kondensatorius nėra vardinėje serijoje, todėl jis mums netinka, o 47 uF kondensatorių imsime kuo arčiau jo. Tačiau, kaip suprantate, „pauzės“ laikas taip pat pasikeis. Kad taip nenutiktų, mes perskaičiuokite rezistoriaus R3 varžą pagal pauzės trukmę ir kondensatoriaus C2 talpą: R3 = 4sek / 47uF = 85kΩ
Pagal nominalią seriją artimiausia rezistoriaus varžos vertė yra 82 kOhm.
Taigi, mes gavome multivibratoriaus elementų reikšmes:
R1 = 3,6 kΩ, R2 = 100 kΩ, R3 = 82 kΩ, R4 = 3,6 kΩ, C1 = 10 uF, C2 = 47 uF.
6. Apskaičiuokite buferinės pakopos rezistoriaus R5 reikšmę.
Papildomo ribojančio rezistoriaus R5 varža, siekiant pašalinti įtaką multivibratoriui, parenkama bent 2 kartus didesnė už kolektoriaus rezistoriaus R4 varžą (o kai kuriais atvejais ir daugiau). Jo atsparumas kartu su emiterio-bazės jungčių VT3 ir VT4 varža šiuo atveju neturės įtakos multivibratoriaus parametrams.
R5 = R4 * 2 = 3,6 * 2 = 7,2 kΩ
Pagal nominalią seriją artimiausias rezistorius yra 7,5 kOhm.
Kai rezistoriaus R5 vertė = 7,5 kOhm, buferio pakopos valdymo srovė bus lygi:
aš ex. \u003d (Ui.p. – Ube) / R5 \u003d (12v – 1,2v) / 7,5 kOhm \u003d 1,44 mA
Be to, kaip jau rašiau anksčiau, multivibratorių tranzistorių kolektoriaus apkrovos vertė neturi įtakos jo dažniui, todėl jei tokio rezistoriaus neturite, tuomet galite jį pakeisti kita „uždaryti“ verte (5 ... 9 kOhm). Geriau, jei tai yra mažėjimo kryptimi, kad buferio stadijoje nesumažėtų valdymo srovė. Tačiau atminkite, kad papildomas rezistorius yra papildoma multivibratoriaus VT2 tranzistoriaus apkrova, todėl per šį rezistorių tekanti srovė sudaro kolektoriaus rezistoriaus R4 srovę ir yra VT2 tranzistoriaus apkrova: Iš viso \u003d Ik + Iupr. = 3,3 mA + 1,44 mA = 4,74 mA
Bendra tranzistoriaus VT2 kolektoriaus apkrova yra normaliose ribose. Jei ji viršija žinyne nurodytą didžiausią kolektoriaus srovę ir padaugintą iš koeficiento 0,8, padidinkite varžą R4, kol apkrovos srovė pakankamai sumažės, arba naudokite galingesnį tranzistorių.
7. Mes turime tiekti srovę elektros lemputei Į \u003d Rn / Ui.p. = 15 W / 12 V = 1,25 A
Tačiau buferio pakopos valdymo srovė yra 1,44 mA. Multivibratoriaus srovė turi būti padidinta dydžiu, lygiu santykiu:
In / I ex. = 1,25A / 0,00144A = 870 kartų.
Kaip tai padaryti? Norint žymiai padidinti išėjimo srovę naudokite tranzistorių kaskadas, pastatytas pagal "sudėtinio tranzistoriaus" schemą. Pirmasis tranzistorius dažniausiai yra mažos galios (naudosime KT361G), turi didžiausią stiprinimą, o antrasis turi užtikrinti pakankamą apkrovos srovę (imkime ne mažiau įprastą KT814B). Tada jų padidėjimas h21 padauginamas. Taigi, tranzistoriui KT361G h21> 50, o tranzistoriui KT814B h21=40. Ir bendras šių tranzistorių perdavimo koeficientas, sujungtas pagal „sudėtinio tranzistoriaus“ schemą: h21 = 50 * 40 = 2000. Šis skaičius yra daugiau nei 870, todėl šių tranzistorių pakanka elektros lemputei įjungti.
Na, tai viskas!
Simetriškas ir vieno galo multivibratoriai įvairiems tikslams gali būti statomas ne tik ant bipolinių, bet ir ant lauko tranzistorių. Vieną to pavyzdį galima rasti . Atsižvelgiant į tai, kad lauko tranzistoriai turi nemažai pranašumų prieš dvipolius, iš kurių pagrindinis yra itin maža srovė valdymo grandinėje dirbant žemu dažniu arba statiniu režimu, galima daryti prielaidą, kad įprastas dviejų tranzistorių. multivibratorius, bet tik įjungtas lauko efekto tranzistoriai, bus laimėjusioje padėtyje prieš panašius mazgus, surinktus ant jų bipolinių atitikmenų.
Pirmojo mulvibratoriaus schemą galite pamatyti pav. 1. Jo veikimas daugeliu atžvilgių panašus į multivibratoriaus veikimą ant pnp bipolinių tranzistorių – šviesos diodai taip pat mirksi. Skirtumas tas, kad norint uždaryti kiekvieną tranzistorių VT1.1, VT1.2, reikia įjungti teigiamą vartų šaltinio įtampą, kuri turi viršyti šių tranzistorių atjungimo įtampą (apie 4 V). Taip nutinka kiekvieną kartą perjungiant multivibratoriaus svirtis, nes yra laiko nustatymo kondensatoriai C1, C2. Štai kodėl nereikia dvipolio maitinimo šaltinio.
Tranzistorių perjungimo dažnis šiame generatoriuje yra kartą per 6 s. Montuojant aukštos kokybės elektrolitinius kondensatorius (su maža nuotėkio srove), kurių talpa 100 ... 4700 μF, galima pasiekti tranzistorių perjungimą kelių dešimčių minučių laikotarpiu, o tai nepasiekiama paprasti įrenginiai ant bipolinių tranzistorių.
Rezistorių R2 ir R3 varžos gali skirtis kelis tūkstančius kartų, pavyzdžiui, R2 galima imti 30 MΩ, o R3 – 10 kΩ. Tada multivibratorius taps asimetriškas. Lygiai taip pat kinta ir kondensatorių talpos. Tinkamai parinkus šiuos elementus, vieno iš tranzistorių nutekėjimo išėjime galima gauti labai trumpus impulsus, kurių veikimo ciklas yra didelis (100...10000). Jei įrenginyje, pagamintame pagal schemą pav. 1, vietoj įprastų šviesos diodų įjunkite mirksinčius tranzistorius kaip tranzistorių apkrovą, pvz., L-36BSRD, tada bet kuris iš jų kelis kartus mirksėdamas pailsės, o kaimynas mirksi. Jei reikia valdyti multivibratorių garso dažniais , tada rezistorių R2 ir R3 varža sumažėja 10 ... 20 kartų ir paimami kelių šimtų pikofaradų talpos kondensatoriai.
Vietoj įprastų rezistorių R2, R3 galite įdiegti fotorezistorius (FSK, SF2-x, SFZ-x, FR117 ir kt.). Tokiu atveju tranzistorių perjungimo dažnis pasikeis kelis tūkstančius kartų, priklausomai nuo apšvietimo lygio. Reikėtų tik pastebėti, kad jei rezistorių R2, R3 varža yra mažesnė nei 3 kΩ, generavimas gali nepavykti.
Multivibratorius pagamintas pagal schemą, parodytą pav. 1, reikia naudoti lauko tranzistorius su didele pradine nutekėjimo srove (10 ... 30 mA). Jei tokių mazgų iš KR504 serijos nėra, galima surinkti panašų multivibratorių pagal schemą, parodytą pav. 2. Čia lauko tranzistoriai veikia su mažesne nutekėjimo srove, o norint gauti pakankamą šviesos diodų ryškumą, ant dvipolių tranzistorių VT1, VT4 montuojami srovės stiprintuvai. Šio multivibratoriaus perjungimo dažnis yra apie 1 Hz. Jei vietoje tranzistorių VT1, VT4 sumontuosite galingus kompozitinius tranzistorius iš KT829 serijos, tada kaip jų apkrovą galima naudoti kaitrines lempas. Šiuo atveju R2, R6 neįdiegti, nes KT829 tipo tranzistoriai turi savo įmontuotus rezistorius.
Jei šis multivibratorius „atsisako“ veikti, tuomet reikėtų tiksliau parinkti rezistorius R3, R7. Mazge, surinktame pagal schemą, parodytą fig. 1, galima naudoti suderintų KR504, (K504, 504) serijos lauko efekto tranzistorių porų mikroagregatus, kurių pradinė nutekėjimo srovė yra didesnė nei 10 mA. Labiausiai tinka KR504NT4V, KR504NTZV, bet galima pabandyti ir su indeksais A, B. Keičiant maitinimo įtampos poliškumą ir jungiant šviesos diodus vietoj tranzistoriaus mazgo galima naudoti du atskirus lauko efekto n kanalų tranzistorius iš KP302, KP307 serijos. Jei jie turi didelę išjungimo įtampą, maitinimo įtampą galima padidinti iki 15 V.
Mazgui, kurio schema parodyta fig. Tinka 2, KR504NT1, KR504NT2 mikroschemos su bet kokiu raidiniu indeksu, o renkantis rezistorius R3, R7 - KR504NTZ, KR504NT4. Be to, daugelis lauko efekto tranzistorių serijos KP103, KP101 veiks ir be derinimo.Geriau naudoti nepolinius kondensatorius, pvz., mažo dydžio K73-17 63 V. "Įprasti" šviesos diodai gali būti bet kokie AL307, KIPD21, KIPD35, KIPD40 serijų, taip pat 1-1513, L-934 ir kt. Mirksi - L-816BRSC-B, L-769BGR, L-56DGD, Т1ВК5410 ir kt.
Kadangi KR504NT (1 ... 4) agregatų lauko tranzistoriai leidžia maksimalią šaltinio ir nutekėjimo įtampą ne didesnę kaip 10 V, multivibratorių maitinimo įtampa neturi viršyti 10 ... 12 V.
Literatūra
Leidinys: www.cxem.net
Multivibratoriaus grandinės veikimas
Simetrinis multivibratorius ant tranzistorių
Schematiškai multivibratorius susideda iš dviejų stiprinimo pakopų su bendru emiteriu, išėjimo įtampa kurių kiekvienas yra tiekiamas į kito įvestį. Kai grandinė yra prijungta prie maitinimo šaltinio Ek, abu tranzistoriai praeina kolektoriaus taškus - jų veikimo taškai yra aktyviojoje srityje, nes per rezistorius RB1 ir RB2 bazėms taikomas neigiamas poslinkis. Tačiau ši grandinės būsena yra nestabili. Dėl teigiamo grįžtamojo ryšio grandinėje tenkinama sąlyga?Ku>1, o dviejų pakopų stiprintuvas savaime sužadinamas. Prasideda regeneracijos procesas greitas padidėjimas vieno tranzistoriaus srovė ir kito tranzistoriaus srovės sumažėjimas. Tegul tranzistoriaus VT1 srovė IK1 šiek tiek padidėja dėl bet kokių atsitiktinių bazių ar kolektorių įtampos pokyčių. Tai padidins įtampos kritimą rezistoriuje RK1, o tranzistoriaus VT1 kolektorius gaus teigiamo potencialo prieaugį. Kadangi įtampa ant kondensatoriaus SB1 negali akimirksniu pasikeisti, šis padidėjimas taikomas tranzistoriaus VT2 pagrindui, blokuojant jį. Tuo pačiu metu kolektoriaus srovė IK2 mažėja, tranzistoriaus VT2 kolektoriaus įtampa tampa neigiama ir, eidama per kondensatorių SB2 į tranzistoriaus VT1 pagrindą, dar labiau jį atidaro, padidindama srovę IK1. Šis procesas vyksta kaip lavina ir baigiasi tuo, kad tranzistorius VT1 pereina į prisotinimo režimą, o tranzistorius VT2 – į atjungimo režimą. Grandinė patenka į vieną iš laikinai stabilių pusiausvyros būsenų. Šiuo atveju tranzistoriaus VT1 atvirą būseną užtikrina poslinkis iš maitinimo šaltinio Ek per rezistorių RB1, o tranzistoriaus VT2 užblokuotą būseną užtikrina teigiama įtampa per kondensatorių SB1 (Ucm = UB2 > 0). ), kuris per atvirą tranzistorių VT1 yra prijungtas prie tranzistoriaus VT2 bazės-emiterio tarpo.
Multivibratoriaus konstrukcijai iš mums reikalingų radijo komponentų:1. Du KT315 tipo tranzistoriai.
2. Du elektrolitiniai kondensatoriai 16V, 10-200 mikrofaradų (Kuo mažesnė talpa, tuo daugiau mirksi).
3. 4 rezistoriai nominalios vertės: 100-500 omų 2 vnt (jei nustatysite 100 omų, tai grandinė veiks net nuo 2,5v), 10 kOhm 2 vnt. Visi rezistoriai yra 0,125 vatai.
4. Du neryškūs šviesos diodai (bet kokios spalvos, išskyrus baltą).
Spausdintinė plokštė Lay6 formatu. Pradėkime gaminti. Pati spausdintinė plokštė atrodo taip:
Lituojame du tranzistorius, nesupainiojame kolektoriaus ir pagrindo ant tranzistoriaus - tai dažna klaida.
Lituojame 10-200 mikrofaradų kondensatorius. Atkreipkite dėmesį, kad 10 voltų kondensatoriai šioje grandinėje yra labai nepageidaujami, jei tiekiate 12 voltų. Atminkite, kad elektrolitiniai kondensatoriai turi poliškumą!
Multivibratorius beveik paruoštas. Belieka lituoti šviesos diodus ir įvesties laidus. Baigto įrenginio nuotrauka atrodo maždaug taip:
Ir kad viskas jums taptų aišku, vaizdo įrašas apie paprasto multivibratoriaus veikimą:
Praktikoje multivibratoriai naudojami kaip impulsų generatoriai, dažnio dalikliai, impulsų formuotojai, bekontakčiai jungikliai ir pan., elektroniniuose žaisluose, automatikos įrenginiuose, skaičiavimo ir matavimo įrenginiuose, laiko relėse ir nustatymo įrenginiuose. buvo su tavimi Verda- :D . (medžiaga paruošta pagal užsakymą Demyan" a)
Aptarkite straipsnį MULTIVIBRATORIUS