Multivibrator pe o placă. Multivibrator simetric pentru LED-uri. Principiul de funcționare a multivibratorului
Dacă te uiți la ea, toată electronica constă dintr-un număr mare de cărămizi individuale. Acestea sunt tranzistoare, diode, rezistențe, condensatoare, elemente inductive. Și din aceste cărămizi poți construi orice vrei.
De la o jucărie inofensivă pentru copii care face, de exemplu, sunetul „miau”, până la sistemul de ghidare al unei rachete balistice cu un focos multiplu pentru încărcări de opt megatone.
Unul dintre circuitele foarte cunoscute și des folosite în electronică este un multivibrator simetric, care este un dispozitiv electronic producând (generând) vibrații în formă, apropiindu-se dreptunghiulare.
Multivibratorul este asamblat pe două tranzistoare sau circuite logice cu elemente suplimentare. În esență, acesta este un amplificator în două trepte cu un circuit de feedback pozitiv (POC). Aceasta înseamnă că ieșirea celei de-a doua trepte este conectată printr-un condensator la intrarea primei trepte. Ca rezultat, amplificatorul se transformă într-un generator datorită feedback-ului pozitiv.
Pentru ca multivibratorul să înceapă să genereze impulsuri, este suficient să conectați tensiunea de alimentare. Multivibratoarele pot fi simetricȘi asimetric.
Figura prezintă un circuit al unui multivibrator simetric.
Într-un multivibrator simetric, valorile elementelor fiecăruia dintre cele două brațe sunt absolut aceleași: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Dacă vă uitați la oscilograma semnalului de ieșire al unui multivibrator simetric, este ușor de observat că impulsurile dreptunghiulare și pauzele dintre ele sunt aceleași în timp. t puls ( t si) = t pauză ( t p). Rezistoarele din circuitele colectoare ale tranzistoarelor nu afectează parametrii pulsului, iar valoarea lor este selectată în funcție de tipul de tranzistor utilizat.
Rata de repetare a pulsului unui astfel de multivibrator este ușor de calculat folosind o formulă simplă:
Unde f este frecvența în hertzi (Hz), C este capacitatea în microfarads (µF) și R este rezistența în kilo-ohmi (kOhm). De exemplu: C = 0,02 µF, R = 39 kOhm. O înlocuim în formulă, efectuăm acțiunile și obținem o frecvență în domeniul audio aproximativ egală cu 1000 Hz, sau mai precis 897,4 Hz.
În sine, un astfel de multivibrator este neinteresant, deoarece produce un „scârțâit” nemodulat, dar dacă elementele selectează o frecvență de 440 Hz, iar aceasta este nota A a primei octave, atunci vom obține un diapazon în miniatură, cu pe care îl puteți, de exemplu, să acordați o chitară într-o excursie. Singurul lucru pe care trebuie să-l faceți este să adăugați o singură etapă de amplificare cu tranzistor și un difuzor în miniatură.
Următorii parametri sunt considerați a fi principalele caracteristici ale unui semnal de impuls:
Frecvență. Unitate de măsură (Hz) Hertz. 1 Hz – o oscilație pe secundă. Frecvențele percepute de urechea umană sunt în intervalul 20 Hz – 20 kHz.
Durata pulsului. Se măsoară în fracțiuni de secundă: mile, micro, nano, pico și așa mai departe.
Amplitudine. În multivibratorul luat în considerare, nu este prevăzută reglarea amplitudinii. Dispozitivele profesionale folosesc atât reglarea în trepte, cât și ajustarea lină a amplitudinii.
Factorul datoriei. Raportul dintre perioada (T) și durata pulsului ( t). Dacă durata impulsului este de 0,5 perioade, atunci ciclul de lucru este de două.
Pe baza formulei de mai sus, este ușor să calculați un multivibrator pentru aproape orice frecvență, cu excepția frecvențelor înalte și ultra-înalte. Există principii fizice ușor diferite la lucru acolo.
Pentru ca multivibratorul să producă mai multe frecvențe discrete, este suficient să instalați un comutator cu două secțiuni și cinci sau șase condensatoare de capacități diferite, identice în mod natural în fiecare braț, și să utilizați comutatorul pentru a selecta frecvența necesară. Rezistoarele R2, R3 afectează, de asemenea, frecvența și ciclul de lucru și pot fi variate. Iată un alt circuit multivibrator cu frecvență de comutare reglabilă.
Reducerea rezistenței rezistențelor R2 și R4 la mai puțin de o anumită valoare, în funcție de tipul de tranzistoare utilizate, poate provoca defecțiunea generației și multivibratorul nu va funcționa, prin urmare, în serie cu rezistențele R2 și R4, puteți conecta un rezistor variabil. R3, care poate fi folosit pentru a selecta frecvența de comutare a multivibratorului.
Aplicațiile practice ale unui multivibrator simetric sunt foarte extinse. Tehnologie de calcul cu impulsuri, echipamente de măsurare radio în producție aparate electrocasnice. O mulțime de echipamente medicale unice sunt construite pe circuite bazate pe același multivibrator.
Datorită simplității sale excepționale și a costului redus, multivibratorul și-a găsit o aplicație largă în jucăriile pentru copii. Iată un exemplu de lampă LED obișnuită.
Cu valorile condensatoarelor electrolitice C1, C2 și ale rezistențelor R2, R3 indicate în diagramă, frecvența pulsului va fi de 2,5 Hz, ceea ce înseamnă că LED-urile vor clipi aproximativ de două ori pe secundă. Puteți utiliza circuitul propus mai sus și include un rezistor variabil împreună cu rezistențele R2, R3. Datorită acestui fapt, va fi posibil să vedeți cum se va schimba frecvența de clipire a LED-urilor atunci când rezistența rezistenței variabile se va schimba. Puteți instala condensatori de diferite evaluări și puteți observa rezultatul.
Pe când încă eram școlar, am asamblat un comutator cu ghirlande de pom de Crăciun folosind un multivibrator. Totul a funcționat, dar când am conectat ghirlandele, dispozitivul meu a început să le comute cu o frecvență foarte înaltă. Din această cauză, televizorul din camera alăturată a început să arate interferențe sălbatice, iar releul electromagnetic din circuit a trosnit ca o mitralieră. A fost atât vesel (funcționează!) cât și puțin înfricoșător. Părinții erau destul de alarmați.
O astfel de greșeală enervantă cu comutarea prea frecventă nu mi-a dat pace. Și am verificat circuitul, iar condensatorii erau la valoarea lor nominală. Nu am ținut cont de un singur lucru.
Condensatorii electrolitici erau foarte vechi și s-au uscat. Capacitatea lor era mică și nu corespundea deloc cu ceea ce era indicat pe corpul lor. Datorită capacității scăzute, multivibratorul a funcționat la o frecvență mai mare și a schimbat ghirlandele prea des.
La acea vreme nu aveam instrumente care să poată măsura capacitatea condensatoarelor. Da, iar testerul a folosit un indicator, și nu un multimetru digital modern.
Prin urmare, dacă multivibratorul dvs. produce o frecvență excesivă, atunci verificați mai întâi condensatorii electrolitici. Din fericire, acum puteți cumpăra un tester universal de componente radio pentru bani puțini, care poate măsura capacitatea unui condensator.
Pentru a genera impulsuri dreptunghiulare cu frecvențele de mai sus, puteți utiliza circuite care funcționează pe același principiu ca și circuitul din Fig. 18.32. După cum se arată în Fig. 18.40, un amplificator diferenţial simplu este folosit ca comparator în astfel de circuite.
Feedback-ul pozitiv în circuitul de declanșare Schmitt este furnizat prin conectarea directă a ieșirii amplificatorului la intrarea sa, adică rezistența rezistorului din divizorul de tensiune este aleasă egală cu zero. Conform formulei (18.16), o astfel de schemă ar fi trebuit să aibă ca rezultat o perioadă infinit de lungă de oscilație, dar acest lucru nu este în întregime adevărat. La derivarea acestei ecuații, s-a presupus că amplificatorul folosit ca comparator are un câștig infinit de mare, adică că procesul de comutare a circuitului are loc atunci când diferența de tensiune de intrare este egală cu zero. În acest caz, pragul de comutare al circuitului va fi egal cu tensiunea de ieșire, iar tensiunea de pe condensatorul C va atinge această valoare doar după un timp foarte lung.
Orez. 18.40 Multivibrator bazat pe un amplificator diferenţial.
Circuitul amplificator diferenţial pe baza căruia este realizat generatorul din Fig. 18.40, are un câștig destul de scăzut. Din acest motiv, circuitul se va comuta chiar înainte ca diferența dintre semnalele de intrare ale amplificatorului să ajungă la zero. Dacă, de exemplu, o astfel de schemă este implementată așa cum se arată în Fig. 18.41, bazat pe un amplificator liniar fabricat folosind tehnologia ESL (de exemplu, pe baza unui circuit integrat, diferența de semnale de intrare la care comută circuitul va fi de aproximativ. Când amplitudinea tensiunii de ieșire este aproximativ tipică pentru circuitele realizate pe baza de Tehnologia ESL, perioada de impuls cu care este egală semnalul generat
Circuitul considerat vă permite să generați o tensiune de impuls cu o frecvență de până la
Un generator similar poate fi realizat și pe baza circuitelor TTL. Un microcircuit de declanșare Schmitt gata făcut (de exemplu, 7414 sau 74132) este potrivit pentru aceste scopuri, deoarece are deja un pozitiv intern. părere. Conexiunea corespunzătoare a unui astfel de microcircuit este prezentată în Fig. 18.42. Deoarece curentul de intrare al elementului TTL trebuie să circule prin rezistorul de declanșare Schmitt, rezistența acestuia nu trebuie să depășească 470 ohmi. Acest lucru este necesar pentru comutarea sigură a circuitului la pragul inferior. Valoarea minimă a acestei rezistențe este determinată de capacitatea de sarcină de ieșire a elementului logic și este egală cu aproximativ 100 ohmi. Pragurile de declanșare Schmitt sunt 0,8 și 1,6 V. Pentru o amplitudine a semnalului de ieșire de aproximativ 3 V, tipică pentru circuitele integrate de tip TTL, frecvența impulsului semnalului generat este
Valoarea maximă a frecvenței realizabile este de aproximativ 10 MHz.
Cel mai frecvente inalte generarea se realizează folosind circuite speciale multivibratoare cuplate cu emițător (de exemplu, microcircuite sau Diagramă schematică un astfel de multivibrator este prezentat în Fig. 18.43. În plus, aceste circuite integrate sunt echipate cu etape finale suplimentare realizate pe baza circuitelor TTL sau ESL.
Să luăm în considerare principiul de funcționare al circuitului. Să presupunem că amplitudinea tensiunilor alternative în toate punctele circuitului nu depășește valoarea Când tranzistorul este închis, tensiunea la colectorul său este aproape egală cu tensiunea de alimentare. Tensiunea la emițătorul tranzistorului este curentul emițătorului
Orez. 18.41. Multivibrator bazat pe un amplificator liniar realizat folosind tehnologia ESL.
Orez. 18.42. Multivibrator bazat pe un declanșator Schmitt, realizat folosind tehnologia TTL. Frecvență
Orez. 18.43. Multivibrator cu conexiuni pentru emitator.
tranzistorul este egal Pentru ca un semnal de amplitudinea dorită să fie eliberat la rezistor, rezistența acestuia trebuie să fie Atunci în starea considerată a circuitului, tensiunea la emițătorul tranzistorului va fi egală cu . În timpul în care tranzistorul este închis, curentul sursei din stânga conform circuitului trece prin condensatorul C. Ca urmare, tensiunea la emițătorul tranzistorului scade cu o rată
Tranzistorul T se deschide atunci când tensiunea la emițătorul său scade la valoare.În acest caz, tensiunea de la baza tranzistorului scade cu 0,5 V și tranzistorul se închide, iar tensiunea la colectorul său crește până la valoarea Datorită prezenței un emițător urmăritor pe tranzistor, tensiunea la colectorul tranzistorului crește cu creșterea tensiunii și tensiunea de bază a tranzistorului. Ca urmare, tensiunea la emițătorul tranzistorului crește brusc la această valoare.Acest salt de tensiune prin condensatorul C este transmis la emițătorul tranzistorului, astfel încât tensiunea în acest punct crește brusc de la la
În timpul în care tranzistorul este închis, curentul care trece prin condensatorul C face ca tensiunea de la emițătorul tranzistorului să scadă cu o rată.
Tranzistorul rămâne oprit până când potențialul său emițător scade de la o valoare la alta Pentru un tranzistor, acest timp este
Scheme simple de casă LED-uri intermitente bazat pe multivibratoare cu tranzistori. Figura 1 prezintă un circuit multivibrator care comută două LED-uri. LED-urile clipesc alternativ, adică când HL1 este aprins, LED-ul HL2 nu este aprins, ci invers.
Puteți monta diagrama într-o jucărie de pom de Crăciun. Când alimentarea este pornită, jucăria va clipi. Dacă LED-urile sunt de culori diferite, atunci jucăria va clipi simultan și va schimba culoarea strălucirii.
Frecvența de clipire poate fi modificată selectând rezistențele rezistențelor R2 și R3; apropo, dacă aceste rezistențe nu au aceeași rezistență, vă puteți asigura că un LED strălucește mai mult decât celălalt.
Dar două LED-uri nu sunt cumva suficiente nici măcar pentru cel mai mic brad de Crăciun de masă. Figura 2 prezintă un circuit care comută două șiruri de trei LED-uri. Există mai multe LED-uri, la fel și tensiunea necesară pentru a le alimenta. Prin urmare, acum sursa nu este de 5 volți, ci de 9 volți (sau 12 volți).
Fig.1. Circuitul celui mai simplu intermitent folosind LED-uri și tranzistori.
Fig.2. Circuit al unui intermitent simplu cu șase LED-uri și doi tranzistori.
Orez. 3. Circuit intermitent LED cu ieșiri puternice pentru sarcină.
Ca sursă de alimentare, puteți utiliza o sursă de alimentare de la o veche consolă de jocuri de televiziune precum „Dandy” sau puteți cumpăra un „adaptor de rețea” ieftin cu o tensiune de ieșire de 9V sau 12V în magazin.
Și totuși, nici șase LED-uri nu sunt suficiente pentru un brad de Crăciun acasă. Ar fi bine să triplăm numărul de LED-uri. Da, și nu folosește LED-uri simple, ci extrem de strălucitoare. Dar, dacă fiecare ghirlandă are deja nouă LED-uri conectate în serie și chiar super luminoase, atunci tensiunea totală necesară pentru strălucirea lor va fi deja de 2,3Vx9=20,7V.
În plus, mai sunt necesari câțiva volți pentru ca multivibratorul să funcționeze. În plus, la vânzare de obicei „ adaptoare de rețea„dintre cele ieftine nu mai mult de 12V.
Puteți ieși din această situație dacă împărțiți LED-urile în trei grupuri de câte trei. Și porniți grupurile în paralel. Dar acest lucru va duce la o creștere a curentului prin tranzistori și va perturba funcționarea multivibratorului. Cu toate acestea, este posibil să se realizeze etape suplimentare de amplificare folosind încă doi tranzistori (Fig. 3).
Două ghirlande sunt bune, dar clipesc alternativ. Dacă ar fi măcar trei! Pentru un astfel de caz, există un așa-numit circuit „multivibrator trifazat”. Este prezentat în Figura 4.
Fig.4. Circuit multivibrator cu trei tranzistoare.
Dacă porniți ghirlande cu LED-uri în circuitele colectoare ale tranzistoarelor (Fig. 5), veți obține un fel de efect de foc. Viteza de reproducere a efectului de lumină poate fi ajustată prin înlocuirea condensatoarelor C1, C2 și C3 cu condensatoare de alte capacități. Și, de asemenea, înlocuirea rezistențelor R2, R4, R6 cu rezistențe de o rezistență diferită. Pe măsură ce capacitatea sau rezistența crește, viteza de comutare a LED-urilor scade.
Orez. 5. Circuit multivibrator pentru a obține efectul de rulare a focului.
Și în Figura 6 există o versiune mai puternică cu 27 de LED-uri. În „luminile intermitente”, conform diagramelor din figurile 3 și 6, puteți utiliza aproape orice LED-uri, dar este totuși de dorit să fie super luminoase sau super luminoase.
Orez. 6. Diagrama unui intermitent mai puternic cu 27 de LED-uri.
Instalarea se poate face pe panouri plăci de circuite imprimate, care sunt vândute în magazinele de piese radio. Sau fără plăci deloc, lipirea pieselor împreună.
LED-urile sunt instalate pe placa multivibratoare
Flasher LED - multivibrator simetric Aplicația circuitului multivibrator simetric este foarte largă. Elemente ale circuitelor multivibratoare se găsesc în tehnologia computerelor, în echipamentele de măsurare radio și în echipamentele medicale.
Un set de piese pentru asamblarea flash-urilor LED poate fi achiziționat de la următorul link http://ali.pub/2bk9qh . Dacă doriți să exersați serios lipirea structurilor simple, Maestrul vă recomandă să cumpărați un set de 9 seturi, care vă vor economisi foarte mult costurile de transport. Iată link-ul de cumpărare http://ali.pub/2bkb42 . Stăpânul a adunat toate seturile și au început să lucreze. Succesul și creșterea abilităților în lipire.
Un multivibrator tranzistor este un generator de unde pătrate. Mai jos în fotografie este una dintre oscilogramele unui multivibrator simetric.
Un multivibrator simetric generează impulsuri dreptunghiulare cu un ciclu de lucru de doi. Puteți citi mai multe despre ciclul de lucru în articolul generator de frecvență. Vom folosi principiul de funcționare al unui multivibrator simetric pentru a aprinde alternativ LED-urile.
Schema constă din:
– două KT315B (pot fi cu orice altă literă)
– doi condensatori cu o capacitate de 10 microFaradi
– patru, două de 300 Ohm fiecare și două de 27 KiloOhm fiecare
– două LED-uri chinezești de 3 volți
Iată cum arată dispozitivul pe o placă:
Și așa funcționează:
Pentru a modifica durata de clipire a LED-urilor, puteți modifica valorile condensatoarelor C1 și C2 sau ale rezistențelor R2 și R3.
Există și alte tipuri de multivibratoare. Puteți citi mai multe despre ele. De asemenea, descrie principiul de funcționare al unui multivibrator simetric.
Daca iti este prea lene sa asamblezi un astfel de dispozitiv, iti poti cumpara unul gata facut;-) Am gasit chiar si un dispozitiv gata facut pe Alika. Îl poți căuta acest legătură.
Iată un videoclip care descrie în detaliu cum funcționează un multivibrator: