Как работает мультивибратор

14.11.16

[Домашняя]

 

Прежде всего, хочу заметить, что мультивибратор бывает симметричный и не симметричный. Здесь пойдет разговор о симметричном мультивибраторе. Принципиальная схема симметричного мультивибратора показана на рисунке 1.

По сути дела, на схеме мы видим два транзисторных усилительных каскада, по схеме с общим эмиттером. Один каскад на транзисторе VT1, нагрузкой его является резистор RK1, включенный в коллекторной цепи, а резистор RB1 создает напряжение смещения на его базе. Второй каскад выполнен на транзисторе VT2. Резистор RK2 - его коллекторная нагрузка, а резистор RB2 создает напряжение смещения на базе. А теперь смотрите как включены конденсаторы С1 и С2, - через конденсатор С1 сигнал поступает на базу VT2, с коллектора VT2 сигнал через С2 поступает на базу VT1. Вот и получился автогенератор, а конденсаторы С1 и С2 создают цепь положительной обратной связи, необходимой для генерации. Как известно, любой автогенератор начинает работать сразу после включения питания, то есть для запуска генерации ничего кроме подачи питания не требуется. А теперь рассмотрим процесс генерации подробнее, пользуюсь графиком на рисунке 2.

В схеме два транзистора, при включении питания один оказывается в открытом состоянии, а другой в закрытом, какой именно, - чистая случайность, но допустим, что после включения питания транзистор VT2 оказался закрытым, a VT1 открытым. Соответственно, конденсатор С2 разряжен, а С1 заряжен, но не полностью, а полярность напряжения на С1 такова, что на базу VT2 поступает отрицательное напряжение (поэтому VT2 и закрыт). Далее, конденсатор С1 продолжает заряжаться через резистор RB2 и открытый транзистор VT1, но напряжение на нем еще не достаточно для открывания транзистора VT2. В то же время конденса­тор С2 заряжается через резистор RK2 и базовую цепь открытого транзистора VT1. Конденсаторы одинаковой емкости, но потому что сопротивление коллекторных резисторов меньше сопротивления базовых, конденсатор С2 заряжается быстрее чем С1. По мере заряда С1 напряжение на базе VT2 увеличивается, и в конце концов достигает порога открывания транзистора VT2. Этот момент на графике (рис.2) обозначен как Т1. В этот момент транзистор VT2 открывается, а конденсатор С2 заряжен полностью. В момент открывания транзистора VT2 резко увеличивается его коллекторный ток и уменьшается напряжение между его эмиттером и коллектором, что приводит к уменьшению базового транзистора VT1, что приводит к уменьшению коллекторного тока VT1, сопротивление его участка эмиттер-коллектор увеличивается. Этот процесс продолжается, и в конце концов транзистор VT1 закрывается. В результате состояние схемы получается обратным исходному, - транзистор VT2 открыт, a VT1 оказывается закрытым. Соответственно, конденсатор С1 разряжен, а С2 заряжен, но не полностью, а полярность напряжения на С2 такова, что на базу VT1 поступает отрицательное напряжение. Далее, С2 начинает заряжаться через RK1 и открытый VT2. А отрицательный заряд конденсатора С1 удерживает транзистор VT1 закрытым. Конденсатор С2 продолжает заряжаться через резистор RB1 и открытый транзистор VT2, но напряжение на нем еще не достаточно для открывания транзистора VT1. В то же время конденсатор С1 заряжается через резистор RK1 и базовую цепь открытого транзистора VT2. По мере заряда С2 напряжение на базе VT1 увеличивается, и в конце концов достигает порога открывания транзистора VT1. Этот момент на графике (рис.2) обозначен как Т2. В этот момент транзистор VT1 открывается, а транзистор VT2 закрывается. И так, весь этот процесс, будет повторяться, и повторяться, пока не выключат питание. А в результате на коллекторах транзисторов будут прямоугольные импульсы, обозначенные на графике (рис.2) на эпюрах Uk1 и Uk2, соответственно. Частоту импульсов (в Герцах) можно определить по формуле: F = 700 / (RB • С), где RB - сопротивление одного базового резистора в килоомах, а С емкость одного конденсатора в микрофарадах. На рисунке 3 показана схема рабочего мультивибратора, переключающего два светодиода.

Светодиоды мигают поочередно, то есть, когда горит HL1, светодиод HL2 не горит, а наоборот. Можно вмонтировать схему в маску совы или игрушку. Когда включено питание сова будет мигать светящимися глазами. Частоту мигания можно изменять подбором сопротивлений резисторов R2 и R3, кстати, если эти резисторы будут не одинаковых сопротивлений можно добиться того, что один глаз совы будет светиться дольше другого. Если нужно чтобы мигал только один светодиод, - исключите второй из схемы (рисунок 4).

Если вместо HL2 поставить динамик, а емкости С1 и С2 уменьшить до 0,022 мкф получится звуковой генератор, который будет издавать звук высокого тона.

Радиоконструктор №10 2014г стр. 44

Домашняя

Дата последнего изменения этого узла 14.11.2016