Мультивибратор на транзисторах кт315 с регулируемой частотой. Мультивибратор на транзисторах. Описание работы

Как работает мультивибратор на транзисторах

Мультивибратор по сути работает просто. Во время подключения питания два светодиода временами загораются и угасают. Частоту переменного переключения светодиодов может быть изменять с помощью емкостей конденсаторов либо сопротивления резисторов, присоединенных к транзисторам и светодиодам.

Это устройство находится в одном из 2-ух обратных нестабильных состояний и временами перебегает из 1-го в другое и опять назад. Фаза перехода достаточно мала относительно большой продолжительности нахождения в состояниях за счет положительной оборотной связи (ПОС), которая обхватывает два каскада усиления.

Допустим, что VT1 закрыт, VT2 стопроцентно открыт и насыщен, при всем этом C1 стремительно заряжается током открытого базисного перехода VT2 через R1 и VT2 фактически до питающего напряжения. Когда стопроцентно заряжен конденсатор C1 через резистор R1 ток прекращается, напряжение на C1 = (ток базы VT2) ·R2, а на коллекторе VT1 — питающему напряжению.

Электронное напряжение на коллекторе VT2 достаточно невелико (что в свою очередь будет равно падению электронного напряжения на насыщенном транзисторе). C2, заряженный ранее в прошлом состоянии (полярность как по схеме), медлительно начинает разряжаться через открытый транзистор VT2 и резистор R3. Текущее напряжение на базе у транзистора VT1 негативно и благодаря этому напряжению он крепко удерживается в закрытом состоянии. Закрытое от напряжения состояние транзистора VT1 сохраняется до того, пока конденсатор C2 не будет перезаряжаться через R3 и напряжение на базе VT1 не начнет достигать порога его полного отпирания (около +0,6 В).

При всем этом VT1 начинает немедленно приоткрываться, и напряжение его коллектора начинает быстро понижаться, что в свою очередь вызывает необратимое начало запирания VT2, напряжение коллектора транзистора VT2 начинает быстро возрастать, что в свою очередь через конденсатор C2 еще более открывает VT1. По итогу в транзисторном мультивибраторе происходит лавинообразный регенеративный циклический процесс, приводящий к тому, что VT1 перебегает в открытое насыщенное состояние, а VT2 в свою очередь закрывается.

Электронные колебательные процессы в схеме будут повсевременно и временами повторяться, зависимо от емкости и сопротивления компонент и коэффициентов применяемых транзисторов.

Некие типы и систематизация мультивибраторов[ | ]

Электронная принципная схема моностабильного транзисторного мультивибратора (одновибратора). Электронная принципная схема бистабильного мультивибратора (триггера). Есть три типа мультивибраторов зависимо от режима работы:

• нестабильный , автоколебательный либо астабильный : устройство безпрерывно генерирует колебания и самопроизвольно перебегает из 1-го состояния в другое. При всем этом не обязателен наружный сигнал синхронизации, если не требуется захват частоты колебаний;
• моностабильный : одно из состояний является размеренным, но другое состояние нестабильно (переходное). Мультивибратор на некое время, определяемое параметрами его компонент, перебегает в неустойчивое состояние под действием запускающего импульса. Потом ворачивается в устойчивое состояния до прихода еще одного запускающего импульса. Такие мультивибраторы употребляются для формирования импульса с фиксированной продолжительностью, не зависящей от продолжительности запускающего импульса. Таковой тип мультивибраторов время от времени, в литературе, именуют одновибраторы либо ждущие мультивибраторы .
• бистабильный : мультивибратор устойчив в любом из 2-ух состояний и быть может переключён из 1-го состояния в другое подачей наружных импульсов. Такие устройства именуют бистабильными триггерами, и такие триггеры время от времени, не совершенно корректно, именуют «мультивибраторы», потому что двусмысленно[ что? ].

Отнесение мультивибратора к классу автогенераторов оправдано только при автоколебательном режиме его работы. В ждущем режиме мультивибратор производит импульсы только тогда, когда на его вход поступают синхронизирующие сигналы.

Режим синхронизации отличается от автоколебательного тем, что в этом режиме при помощи наружного управляющего (синхронизирующего) колебания удаётся синхронизовать частоту колебаний автоколебательного мультивибратора под частоту синхронизирующего сигнала либо сделать кратной ей (режим «захвата частоты») для автоколебательных мультивибраторов.

Мультивибратор Шмитта[ | ]

Время от времени мультивибраторами именуют триггеры Шмитта — электрические схемы не являющиеся на самом деле мультивибраторами, а компараторами с гистерезисом.

Симметричный мультивибратор[ | ]

Принципная схема «классического» простого транзисторного мультивибратора на транзисторах 1-го типа проводимости Приведенная в качестве примера на рисунке «классическая» схема мультивибратора на 2-ух транзисторах 1-го типа проводимости на данный момент практически не применяется, потому что имеет нехорошие частотные характеристики и недостаточно крутые фронты, что ограничивает частоту его генерации единицами МГц. При уменьшении номиналов компонент (сопротивлений резисторов и ёмкости конденсаторов) для увеличения частоты генерации оба транзистора перебегают в открытое либо насыщенное состояние без генерации, — генерация самопроизвольно срывается, и для восстановления генерации устройство нужно перезапускать, к примеру, подачей импульса на базу 1-го из транзисторов, что в почти всех применениях неприемлемо.

Симметричным

мультивибратор именуют при попарном равенстве сопротивлений резисторов R1 и R4, R2 и R3, ёмкостей конденсаторов C1 и C2, также характеристик транзисторов Q1 и Q2.

Симметричный мультивибратор генерирует прямоугольные колебания («меандр») со скважностью 2, другими словами прямоугольный сигнал у которого продолжительность импульса и продолжительность паузы схожи.

Симметричный мультивибратор по «классической» схеме обширно употребляется для учебных и демо целей в качестве простого по устройству генератора электронных колебаний. Механизм работы этой схемы просто осознать, также эта схема комфортна тем, что не просит для собственной реализации массивных и неловких катушек индуктивности и трансформаторов.

Ждущие мультивибраторы[ | ]

Моностабильный мультивибратор[ | ]

Разновидность ждущего мультивибратора, имеющего одно размеренное состояние и одно неустойчивое. При поступлении запускающего импульса одностабильный мультивибратор (одновибратор) переключается в неустойчивое состояние на время t = ln ? ( 2 ) ? R 2 ? C 1 {displaystyle t=ln(2)cdot R_{2}cdot C_{1}} , причём это время не находится в зависимости от продолжительности запускающего импульса (для схемы на рисунке 2), а потом ворачивается в устойчивое состояние.

Одновибраторы используются для преобразования формы импульсов в расширителях импульсов[2][3].

Бистабильный мультивибратор[ | ]

Бистабильный мультивибратор — разновидность ждущего мультивибратора, который имеет два размеренных (устойчивых) состояния, характеризующихся различными уровнями напряжения на выходе. Обычно, эти устройства переключаются из состояние в состояние сигналами, поданными на различные входы, как показано на рисунке. В данном случае бистабильный мультивибратор представляет собой триггер RS-типа. В некоторых схемах для переключения употребляется один вход, на который для переключения подаются импульсы различной либо одной полярности, при переключении состояний импульсами одной полярности на одном входе такие устройства именуют «триггерами со счётным входом».

Бистабильный мультивибратор, не считая выполнения функции триггера, применяется также для построения генераторов, синхронизированных наружным сигналом. Таковой тип бистабильных мультивибраторов характеризуется наименьшим временем пребывания в каждом из состояний либо наименьшим периодом колебаний. Изменение состояния мультивибратора может быть только по прошествии определённого времени с момента последнего переключения (так называемое «мёртвое время переключения») и происходит в момент поступления фронта синхронизирующего сигнала.

Мультивибратор на операционном усилителе[ | ]

Электронная принципная схема мультивибратора, выполненного на операционном усилителе. Принципно можно выстроить автоколебательный мультивибратор на инвертирующем компараторе с гистерезисом, окутанном отрицательной оборотной связью. Пример таковой структуры с внедрением операционного усилителя (ОУ) приведён на рисунке справа.

Делитель напряжения из пары резисторов R4, включенных в цепь оборотной положительной связи переводят ОУ в режим компаратора с гистерезисом по инвертирующему входу, к которому подключена интегрирующая цепочка R2, C1. При переключении компаратора из состояние в состояние происходит изменение направления тока в интегрирующей цепочке и конденсатор начинает перезаряжаться в другую сторону до заслуги другого порога компарации, и переключения полярности напряжения на выходе ОУ. В этой схеме ОУ делает сразу несколько функций: источника напряжений разряда и заряда конденсатора, компаратора и выходного ключа.

Схема транзисторного мультивибратора с коллекторно-базовыми ёмкостными связями.

Можно ли собрать схема без помощи других

Да, можно. Это устройство прекрасно подойдет для начинающих и для тех, кто интересуется электроникой. На этой схеме не много деталей, но работает она просто и накрепко. Можно собрать схему и навесным монтажом, на монтажной плате либо же испытать свои силы в изготовлении печатной платы — лазерно утюжная разработка (ЛУТ).

Из деталей транзисторы КТ315 можно брать любые, близкие по аналогам. Резисторы 0,125 Вт, а конденсаторы — не меньше напряжения питания. Питать можно от ЛБП (лабораторного блока питания) либо от аккума +12 В, зарядного устройства.

По поводу опции частоты. Можно поменять частоту с помощью емкости и сопротивления. С помощью резисторов изрядно проще. Довольно легко поменять обыденный резистор на переменный (не подстроечный). Достаточно из контактов 1-2-3 использовать 1-2 либо 3-1.

Чем больше сопротивление — тем меньше шаг регулировки. От переменного резистора можно провести провода и зрительно следить за конфигурацией частоты.

Интегральная схема мультивибратора

Вы сможете скачать файл печатной платы для программки SprintLauot.

Перечень применяемых деталей

Как еще можно собрать мультивибратор

Эту схему можно спаять и на обыкновенной макетной плате

Либо навесным монтажом, но будьте внимательны, чтоб не вышло недлинного замыкания — делайте соединения ровненькими и прямолинейными.

Расчет автоколебательного мультивибратора

Для расчёта автоколебательного мультивибратора нужно задать некие начальные характеристики: частота

импульсов f (либо период колебаний T = 1/f), продолжительность генерируемых импульсов t i , амплитуда импульса U m .

Для примера рассчитаем симметричный автоколебательный мультивибратор с частотой выходных импульсов f i = 1 МГц, амплитудой импульса U m = 5 В.

В случае если ведётся расчёт для несимметричного мультивибратора

с разной продолжительностью импульсов t i , то рассчитываются раздельно конденсаторы С1 и С2

Источник: vsamodelino.ru