Радиолюбитель - это просто

А что еще нужно радиолюбителю, кроме хорошего паяльника и интересной схемы...

Мультивибратор, что это и как его использовать.

Просмотров: 253Комментарии: 0
Игрушки, эффекты
Мультивибратор, что это и как его использовать.Практически любой радиолюбитель и я думаю не однократно слышал это слово: "мультивибратор".
А вот как это работает, как можно использовать и какие они бывают знают к сожалению не все. Если быть до конца честным, написать эту статью меня побудило именно, то, что я не совсем представлял все процессы происходящие в этой схеме. В результате я разобрался, а что бы вам было легче постараюсь всю эту информацию доходчиво изложить тут.
Схема мультивибратора выглядит так:

Схема мультивибратора

Схема как тут видно очень простая, два одинаковых транзисторных ключа или как в многих источниках пишут 2 каскада усилителя с общим эмиттером. Я придерживаюсь первого выражения и по пути изложения расскажу почему. Оба "ключа" имеют между собой связь которая взаимно друг для друга является положительной.

Описание элементов:
- Резисторы R1 и R4 - это нагрузка, на их месте могут стоять светодиоды, лампочки, реле или просто сниматься с них сигнал для дальнейшего использования.
- Резисторы R2 и R3 - это смещение базы транзистора, ими задаются режимы работы транзисторов, номинал этих резисторов должен быть в несколько раз больше R1 и R4.
- Конденсаторы С1 и С2 - это время задающие (частото-задающие) элементы.
- Транзисторы Т1 и Т2 - это непосредственно ключи которые все делают.

Для обьяснения работы этой схемы я буду использовать именно эту схему, она чаще всего встречается, но в конце расскажу как и что может отличатся и на что это будет влиять.

Транзисторы тут работают в ключевом режиме - т.е. большую часть времени они или открыты, или закрыты (или включено, или нет).

Что бы легче было понимание я резисторы R1 и R4 заменю на светодиоды.

1. На первом этапе или на старте один из транзисторов откроется, сразу после подания питания, и предположим это будет Т2. А это означает, что загорится краный светодиод.

Работа мультивибратора

Конечно если посмотреть на схему, возникает первый вопрос, а почему вообще должен открыться хоть один транзистор - схема полностью симметрична, условия равны и равновесие должно сохраниться, пока кто-то не "подтолкнет". И честно говоря, когда-то в юности я маялся тем, что пытался поймать этот момент равновесия. Но теория, как всегда, отличается от практики - не бывает идеальных материалов и характеристики резисторов, транзисторов и конденсаторов имеют отличающиеся друг от друга характеристики при одинаковых номиналах. Вот эти отличия и "подталкивают" схему к пуску в момент включения.


Транзистор Т2 открыт и конденсатор С1 оказывается подключен к "минусу" через открытый транзистор Т2, второй конец конденсатора подключен к плюсу через резистор R2 и в результате конденсатор С1 начнет заряжаться. И будет заряжаться конденсатор до тех пор пока напряжение на нем не достигнет порога открывания транзистора Т1, который базой подключен туда же к конденсатору С1.
Условием открытия транзистора является подтягивание его базы к коллектору. А номиналы резисторов R2 и R3 тут великоваты и транзисторы сразу не открываются.

Работа мультивибратора

В момент открытия транзистора Т1 конденсатор С1 разрядится через "Красный" светодиод и переход база-эмиттер транзистора Т1, загорится "зеленый" светодиод. Конденсатор С2 окажется подключенным к минусу через открытый транзистор Т1 и начнет заряжаться, а транзистор Т2 - закроется, светодиод "Красный" - потухнет.

Работа мультивибратора

Весь процесс который я описал выше повторится только с другой стороны схемы.


Работа мультивибратора


И опять весь процесс повторится по кругу и так будет повторятся до бесконечности, пока не отключат питание.
Результатом работы этой схемы будет поочередное мигание светодиодов. Частота миганий будет напрямую зависеть от следующих факторов: емкости конденсаторов, сопротивления резисторов (R2, R3), напряжения питания и коэффициента передачи транзисторов. В некоторых источниках можно встретить формулу расчета частоты работы мультивибратора, но чаще всего она не учитывает напряжение питания, а только сопротивление (R2 или R3) и емкость конденсатора (С1 или С2).

Исходя из всего выше сказанного, становится понятно, что транзисторы это просто ключи и работают в ключевом режиме, а схема является ничем иным как генератором. И естественно последний вывод это то, что на выходе будет меандр, т.е. сигнал близкий по форме к прямоугольникам с амплитудой близкой к напряжению питания:

Меандр

Ну а теперь какие бывают мультивибраторы и для чего они нужны:

- в схеме можно применять любые транзисторы, к примеру в схеме выше можно поменять указанные транзисторы на транзисторы другой проводимости и схема так же будет работать, правда нужно еще поменять полярность питания, развернуть конденсаторы (если они полярные или электролитические), и перевернуть светодиоды. Естественно могут стоять и полевые транзисторы, и на лампах тоже можно сделать...
Схема мультивибратора



- резисторы R2 и R3 могут быть разного номинала, тогда светодиоды будут мигать не одинаково, а можно сделать смещение и регулировку (1к у резистора R4 указан условно):
Схема мультивибратора

- мультивибратор может быть не только на 2, но и на 3 и более плеч (каналов), транзисторы можно поставить любые маломощные, светодиоды буду загораться по очереди:
Схема мультивибратора на 3 канала

Когда-то давно я делал "бегущие огни" по такой схеме на 15 (!) каналов)))

Практическое применение:

Как я уже сказал, это генератор и применять кроме различных мигающих игрушек можно везде где нужен генератор и если форма сигнала устраивает: генераторы звуковых частот (различные пищалки и пробники, индикаторы и сигнализаторы).
И даже как проверочный генератор для настройки радиоприемников можно сделать, если сделать на частоту скажем 1000Гц, которая отлично прослушивается ухом, то сигнал от такого генератора (как не парадоксально) пройдет через весь тракт приемника, даже при подаче его не антенный вход приемника - а дело в том, что меандр порождает огромное количество гармоник и вот они и пройдут через все тракты приемника и в динамике будет слышен сигнал.

Естественно это далеко не все виды и схемные решения построения мультивибратора и далеко не все возможности и сферы применения, почти любой из вас может дополнить эти списки. Но цель статьи раскрыть как "ОНО" работает и надеюсь я обьяснил доходчиво.

А в заключении хочу предложить собрать вот такой конструктор, который можно купить на Алике (что я и сделал), а он работает именно на мультивибраторе))



колокольчик конструктор с али схемаколокольчик конструктор с али схема

Буду рад ответить на все вопросы, всем свежей канифоли и интересных схем!

Оставьте комментарий!


Комментарий будет опубликован после проверки

Выберите человечка с поднятой рукой!