Multivibrator - μια συσκευή για τη δημιουργία μη ημιτονικών ταλαντώσεων. Η έξοδος είναι οποιαδήποτε κυματομορφή εκτός από ημιτονοειδές κύμα. Η συχνότητα ενός σήματος σε έναν πολυδονητή καθορίζεται από την αντίσταση και την χωρητικότητα, όχι από την επαγωγή και την χωρητικότητα. Ο πολυδονητής αποτελείται από δύο στάδια ενισχυτή, η έξοδος κάθε σταδίου τροφοδοτείται στην είσοδο ενός άλλου σταδίου.
Ένας πολυδονητής μπορεί να παράγει σχεδόν οποιαδήποτε κυματομορφή, ανάλογα με δύο παράγοντες: την αντίσταση και την χωρητικότητα καθενός από τα δύο στάδια του ενισχυτή και από πού λαμβάνεται η έξοδος στο κύκλωμα.
Για παράδειγμα, εάν η αντίσταση και η χωρητικότητα δύο σταδίων είναι ίσες, το ένα στάδιο άγει το 50% του χρόνου και το άλλο στάδιο το 50% του χρόνου. Για τη συζήτηση των πολυδονητών σε αυτή την ενότητα, θεωρείται ότι η αντίσταση και η χωρητικότητα και των δύο σταδίων είναι ίσες. Όταν υπάρχουν αυτές οι συνθήκες, το σήμα εξόδου είναι ένα τετράγωνο κύμα.
Οι δισταθεροί πολυδονητές (ή "σαγιονάρες") έχουν δύο σταθερές καταστάσεις. Σε σταθερή κατάσταση, ένα από τα δύο στάδια του ενισχυτή είναι σε αγωγιμότητα, ενώ το άλλο στάδιο όχι. Για να μεταβείτε από τη μια σταθερή κατάσταση στην άλλη, ο δισταθής πολυδονητής πρέπει να λάβει ένα εξωτερικό σήμα.
Αυτό το εξωτερικό σήμα ονομάζεται εξωτερικός παλμός ενεργοποίησης. Ξεκινά τη μετάβαση του πολυδονητή από τη μια κατάσταση στην άλλη. Ένας άλλος παλμός ενεργοποίησης χρειάζεται για να επαναφέρει το κύκλωμα στην αρχική του κατάσταση. Αυτές οι ωθήσεις ενεργοποίησης ονομάζονται «έναρξη» και «επανεκκίνηση».
Εκτός από τον bistable multivibrator, υπάρχουν επίσης ο monostable multivibrator, ο οποίος έχει μόνο μία σταθερή κατάσταση, και ο asable multivibrator, που δεν έχει σταθερή κατάσταση.
Σχηματικό διάγραμμα ενός ισχυρού πολυδονητή τρανζίστορ με έλεγχο, χτισμένο σε τρανζίστορ KT972, KT973. Πολλοί ραδιοερασιτέχνες ξεκίνησαν το δημιουργικό τους ταξίδι συναρμολογώντας απλά ραδιόφωνα άμεσης ενίσχυσης, απλούς ενισχυτές ισχύος ήχου και συναρμολογώντας απλούς πολυδονητές που αποτελούνται από ένα ζευγάρι τρανζίστορ, δύο ή τέσσερις αντιστάσεις και δύο πυκνωτές.
Ο παραδοσιακός συμμετρικός πολυδονητής έχει μια σειρά από μειονεκτήματα, όπως μια σχετικά υψηλή σύνθετη αντίσταση εξόδου, μεγάλες ακμές παλμού, περιορισμένη τάση τροφοδοσίας και χαμηλή απόδοση όταν λειτουργεί με φορτίο χαμηλής αντίστασης.
Στο σχ. 1. δείχνει ένα διάγραμμα ενός ελεγχόμενου συμμετρικού πολυδονητή δύο φάσεων που λειτουργεί σε συχνότητες ήχου, το φορτίο στο οποίο συνδέεται μέσω ενός κυκλώματος γέφυρας το φορτίο θα περιλαμβάνεται σε έναν από τους βραχίονες του πολυδονητή.
Επιπλέον, παρέχεται στο φορτίο μια "πραγματική" τάση AC, η οποία βελτιώνει σημαντικά τις συνθήκες εργασίας της δυναμικής κεφαλής που συνδέεται ως φορτίο - δεν υπάρχει αποτέλεσμα εσοχής ή προεξοχής του διαχύτη (ανάλογα με την πολικότητα του ηχείου) . Επίσης, δεν υπάρχουν κλικ κατά την ενεργοποίηση ή απενεργοποίηση του πολυδονητή.
Ρύζι. 1. Σχηματικό διάγραμμα ενός ισχυρού πολυδονητή βασισμένου σε τρανζίστορ KT972, KT973.
Ένας συμμετρικός διφασικός πολυδονητής αποτελείται από δύο βραχίονες ώθησης-έλξης, η τάση στους οποίους αλλάζει εναλλάξ από χαμηλή σε υψηλή. Ας υποθέσουμε ότι όταν η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη, το σύνθετο τρανζίστορ VT2 ανοίγει πρώτο.
Τότε η τάση στους ακροδέκτες των συλλεκτών των τρανζίστορ VT1, VT2 θα γίνει κοντά στο μηδέν (το VT1 είναι ανοιχτό, το VT2 είναι κλειστό) Ένα σύνθετο τρανζίστορ p-n-r VT5 συνδέεται στο σημείο σύνδεσης των συλλεκτών τους μέσω μιας αντίστασης περιορισμού ρεύματος R12 , που θα ανοίξει. Μια τάση περίπου 8 V θα εφαρμοστεί στο φορτίο σε μια τάση τροφοδοσίας πολυδονητή 9 V. Με την επαναφόρτιση των πυκνωτών C2, C4, ο πολυδονητής θα αλλάξει - VT1, VT6 θα ανοίξει, VT2, VT5 θα κλείσει.
Η ίδια τάση θα εφαρμοστεί στο φορτίο, αλλά σε αντίστροφη πολικότητα. Η συχνότητα μεταγωγής του πολυδονητή εξαρτάται από την χωρητικότητα των πυκνωτών C2, C4 και, σε μικρότερο βαθμό, από τη ρυθμισμένη αντίσταση της αντίστασης συντονισμού R7. Με τάση τροφοδοσίας 9 V, η συχνότητα μπορεί να ρυθμιστεί από 1,4 έως 1,5 kHz.
Όταν η αντίσταση R7 μειώνεται κάτω από την υπό όρους τιμή, η παραγωγή συχνοτήτων ήχου διακόπτεται. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι μετά την εκκίνηση ο πολυδονητής μπορεί να λειτουργήσει χωρίς αντιστάσεις R5, R11. Το σχήμα τάσης στην έξοδο του πολυδονητή είναι σχεδόν ορθογώνιο.
Οι αντιστάσεις R6, R8 και οι δίοδοι VD1, VD2 προστατεύουν τις διασταυρώσεις εκπομπών των τρανζίστορ VT2, VT6 από βλάβη, κάτι που είναι ιδιαίτερα σημαντικό όταν η τάση τροφοδοσίας του πολυδονητή είναι μεγαλύτερη από 10 V. Οι αντιστάσεις R1, R13 είναι απαραίτητες για σταθερή παραγωγή· σε περίπτωση απουσίας τους, ο πολυδονητής μπορεί να "σφυρίζει". Η δίοδος VD3 προστατεύει τα ισχυρά τρανζίστορ από αντιστροφή τάσης τροφοδοσίας.Εάν απουσιάζει και εάν η τροφοδοσία είναι επαρκής, όταν η τάση αντιστρέφεται, οι ενσωματωμένες προστατευτικές δίοδοι των τρανζίστορ μπορεί να καταστραφούν.
Για να επεκτείνετε τη λειτουργικότητα αυτού του πολυδονητή, έχει τη δυνατότητα να ενεργοποιείται / απενεργοποιείται όταν εφαρμόζεται τάση θετικής πολικότητας στην είσοδο ελέγχου. Εάν η είσοδος ελέγχου δεν είναι συνδεδεμένη πουθενά ή η τάση σε αυτήν δεν είναι μεγαλύτερη από 0,5 V, τα τρανζίστορ VТЗ, VT4 είναι κλειστά, ο πολυδονητής λειτουργεί.
Όταν εφαρμόζεται τάση υψηλού επιπέδου στην είσοδο ελέγχου, για παράδειγμα, από την έξοδο TTLSH. Μικροκυκλώματα CMOS, αισθητήρας ηλεκτρικών ή μη ηλεκτρικών μεγεθών, για παράδειγμα, αισθητήρας υγρασίας, τρανζίστορ VTZ, VT4 ανοιχτά, ο πολυδονητής επιβραδύνεται. Σε αυτήν την κατάσταση, ο πολυδονητής καταναλώνει λιγότερο από 200 µA ρεύματος, εξαιρουμένου του ρεύματος μέσω των R2, R3, R9.
Ο πολυδονητής μπορεί να τοποθετηθεί σε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος με διαστάσεις 70 * 50 mm, ένα σκίτσο του οποίου φαίνεται στο σχ. 2 Οι σταθερές αντιστάσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν οποιεσδήποτε μικρές. Εισαγόμενη αντίσταση κοπής RP1-63M, SP4-1 ή παρόμοια. Πυκνωτές οξειδίου K50-29, K50-35 ή ανάλογοι Πυκνωτές C2, C4 - K73-9, K73-17, K73-24 ή οποιοιδήποτε πυκνωτές μικρού φιλμ.
Ρύζι. 2. Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος για ισχυρό κύκλωμα πολυδονητή σε τρανζίστορ.
Οι δίοδοι KD522A μπορούν να αντικατασταθούν από KD503. KD521. D223 με οποιοδήποτε ευρετήριο γραμμάτων ή εισαγόμενο 1N914, 1N4148. Αντί για τις διόδους KD226A και KD243A, είναι κατάλληλη οποιαδήποτε από τις σειρές KD226, KD257, KD258, 1 N5401 ... 1 N5407.
Τα σύνθετα τρανζίστορ KT972A μπορούν να αντικατασταθούν από οποιαδήποτε από αυτήν τη σειρά ή από τη σειρά KT8131 και αντί για KT973 από οποιαδήποτε από τις σειρές KT973, KT8130. Εάν είναι απαραίτητο, εγκαθίστανται ισχυρά τρανζίστορ σε μικρές ψύκτες θερμότητας. Ελλείψει τέτοιων τρανζίστορ, μπορούν να αντικατασταθούν από ανάλογα δύο τρανζίστορ που είναι συνδεδεμένα σύμφωνα με το κύκλωμα Darlington, Εικ. 3. Αντί για τρανζίστορ χαμηλής ισχύος p-p-p KT315G, είναι κατάλληλη οποιαδήποτε από τις σειρές KT312, KT315, KT342, KT3102, KT645, SS9014 και παρόμοιες σειρές.
Ρύζι. 3. Σχηματικό διάγραμμα ισοδύναμης αντικατάστασης τρανζίστορ KT972, KT973.
Το φορτίο αυτού του πολυδονητή μπορεί να είναι μια δυναμική κεφαλή, μια τηλεφωνική κάψουλα, ένας πιεζοκεραμικός εκπομπός ήχου, ένας παλμικός μετασχηματιστής ανύψωσης / υποβάθμισης.
Όταν χρησιμοποιείτε πρόγραμμα οδήγησης με σύνθετη αντίσταση περιέλιξης 8 ohm, να γνωρίζετε ότι με τάση τροφοδοσίας 9 V, τροφοδοτούνται στο φορτίο 8 watt εναλλασσόμενου ρεύματος. Επομένως, μια δυναμική κεφαλή δύο ... τεσσάρων watt μπορεί να καταστραφεί μετά από 1 ... 2 λεπτά λειτουργίας.
Η συχνότητα λειτουργίας του πολυδονητή επηρεάζεται σημαντικά από την χωρητικότητα φορτίου και την τάση τροφοδοσίας. Για παράδειγμα, όταν η τάση τροφοδοσίας αλλάζει από 5 σε 15 V, η συχνότητα αλλάζει από 2850 σε 1200 Hz όταν εργάζεστε σε πολυδονητή για φορτίο με τη μορφή τηλεφωνικής κάψουλας με αντίσταση περιέλιξης 56 ohms. Στην περιοχή των χαμηλών τάσεων τροφοδοσίας, η αλλαγή στη συχνότητα λειτουργίας είναι πιο σημαντική
Επιλέγοντας τις αντιστάσεις των αντιστάσεων R5, R11, R6, R8, μπορείτε να ρυθμίσετε το σχήμα των παλμών να είναι σχεδόν αυστηρά ορθογώνιο όταν ο πολυδονητής λειτουργεί με ένα συγκεκριμένο συνδεδεμένο φορτίο σε μια δεδομένη τάση τροφοδοσίας.
Αυτός ο πολυδονητής μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε διάφορες συσκευές σηματοδότησης, συσκευές προειδοποίησης ήχου, όταν, με μια μικρή διαθέσιμη τάση της πηγής ισχύος, απαιτείται να ληφθεί σημαντική ισχύς στον εκπομπό ήχου. Επιπλέον, είναι βολικό να το χρησιμοποιείτε σε μετατροπείς χαμηλής τάσης σε υψηλής τάσης, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που λειτουργούν σε χαμηλή συχνότητα του δικτύου φωτισμού 50 Hz.
Butov A. L. RK-2010-04.
πολυδονητής
Σχηματικό διάγραμμα του "κλασικού" απλούστερου πολυδονητή τρανζίστορ
πολυδονητής- γεννήτρια σημάτων χαλάρωσης ηλεκτρικών ορθογώνιων ταλαντώσεων με κοντές μετώπες. Ο όρος προτάθηκε από τον Ολλανδό φυσικό van der Pol, αφού υπάρχουν πολλές αρμονικές στο φάσμα ταλαντώσεων ενός πολυδονητή - σε αντίθεση με μια γεννήτρια ημιτονοειδών ταλαντώσεων («μονοϊδεατής»).
Ένας δισταθής πολυδονητής είναι ένα είδος πολυδονητή σε κατάσταση αναμονής που έχει δύο σταθερές καταστάσεις που χαρακτηρίζονται από διαφορετικά επίπεδα τάσης εξόδου. Κατά κανόνα, αυτές οι καταστάσεις αλλάζουν με σήματα που εφαρμόζονται σε διαφορετικές εισόδους, όπως φαίνεται στο Σχ. 3. Σε αυτήν την περίπτωση, ο δισταθής πολυδονητής είναι μια σαγιονάρα τύπου RS. Σε ορισμένα κυκλώματα, χρησιμοποιείται μία μόνο είσοδος για μεταγωγή, στην οποία εφαρμόζονται παλμοί διαφορετικής ή ίδιας πολικότητας.
Ένας δισταθής πολυδονητής, εκτός από την εκτέλεση της λειτουργίας σκανδάλης, χρησιμοποιείται επίσης για την κατασκευή γεννητριών συγχρονισμένων με εξωτερικό σήμα. Αυτός ο τύπος δισταθερών πολυδονητών χαρακτηρίζεται από έναν ελάχιστο χρόνο παραμονής σε κάθε μία από τις καταστάσεις ή από μια ελάχιστη περίοδο ταλάντωσης. Μια αλλαγή στην κατάσταση του πολυδονητή είναι δυνατή μόνο αφού περάσει ένας ορισμένος χρόνος από την τελευταία εναλλαγή και συμβαίνει τη στιγμή που φθάνει το σήμα συγχρονισμού.
Στο σχ. Το σχήμα 4 δείχνει ένα παράδειγμα συγχρονισμένου ταλαντωτή που κατασκευάστηκε χρησιμοποιώντας ένα σύγχρονο D flip-flop. Η εναλλαγή του πολυδονητή γίνεται με θετική πτώση τάσης στην είσοδο (κατά μήκος της άκρης του παλμού).
Οι πολυδονητές είναι μια άλλη μορφή ταλαντωτών. Η γεννήτρια είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που είναι ικανό να διατηρεί ένα σήμα AC στην έξοδο. Μπορεί να δημιουργήσει τετραγωνικές κυματομορφές, γραμμικές ή παλμικές κυματομορφές. Για να ταλαντωθεί, η γεννήτρια πρέπει να ικανοποιεί δύο συνθήκες Barkhausen:
Το T είναι το κέρδος βρόχου, θα πρέπει να είναι ελαφρώς μεγαλύτερο από τη μονάδα.
Η μετατόπιση φάσης του κύκλου πρέπει να είναι 0 μοίρες ή 360 μοίρες.
Για να πληρούνται και οι δύο προϋποθέσεις, ο ταλαντωτής πρέπει να έχει κάποια μορφή ενισχυτή και μέρος της εξόδου του πρέπει να αναγεννηθεί στην είσοδο. Εάν το κέρδος του ενισχυτή είναι μικρότερο από ένα, το κύκλωμα δεν θα ταλαντωθεί και εάν είναι μεγαλύτερο από ένα, το κύκλωμα θα υπερφορτωθεί και θα παράγει μια παραμορφωμένη κυματομορφή. Μια απλή γεννήτρια μπορεί να δημιουργήσει ένα ημιτονοειδές κύμα, αλλά δεν μπορεί να δημιουργήσει ένα τετράγωνο κύμα. Ένα τετράγωνο κύμα μπορεί να δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας έναν πολυδονητή.
Ο πολυδονητής είναι μια μορφή γεννήτριας που έχει δύο στάδια, χάρη στα οποία μπορούμε να πάρουμε έξοδο από οποιαδήποτε κατάσταση. Αυτά είναι βασικά δύο κυκλώματα ενισχυτών διατεταγμένα με ανάδραση αναγέννησης. Σε αυτή την περίπτωση, κανένα από τα τρανζίστορ δεν άγει ταυτόχρονα. Μόνο ένα τρανζίστορ άγει κάθε φορά, ενώ το άλλο είναι σε κατάσταση απενεργοποίησης. Μερικά κυκλώματα έχουν συγκεκριμένες καταστάσεις. η κατάσταση με γρήγορη μετάβαση ονομάζεται διεργασίες μεταγωγής, όπου υπάρχει ταχεία αλλαγή στο ρεύμα και την τάση. Αυτός ο διακόπτης ονομάζεται σκανδάλη. Ως εκ τούτου, μπορούμε να τρέξουμε το κύκλωμα μέσα ή έξω.
Τα σχήματα έχουν δύο καταστάσεις.
Ένα από αυτά είναι μια σταθερή κατάσταση, στην οποία το κύκλωμα παραμένει για πάντα χωρίς καμία εκκίνηση.
Η άλλη κατάσταση είναι ασταθής: σε αυτήν την κατάσταση, το κύκλωμα παραμένει για περιορισμένο χρονικό διάστημα χωρίς εξωτερική σκανδάλη και μεταβαίνει σε άλλη κατάσταση. Επομένως, η χρήση multivibartor πραγματοποιείται σε δύο καταστάσεις κυκλωμάτων, όπως χρονόμετρα και flip-flops.
Είναι ένας ταλαντωτής ελεύθερης λειτουργίας που αλλάζει συνεχώς μεταξύ δύο ασταθών καταστάσεων. Ελλείψει εξωτερικού σήματος, τα τρανζίστορ αλλάζουν εναλλάξ από την κατάσταση απενεργοποίησης στην κατάσταση κορεσμού σε συχνότητα που καθορίζεται από τις σταθερές χρόνου RC των κυκλωμάτων ζεύξης. Εάν αυτές οι σταθερές χρόνου είναι ίσες (το R και το C είναι ίσα), τότε θα δημιουργηθεί ένα τετράγωνο κύμα με συχνότητα 1/1,4 RC. Επομένως, ένας ασταθής πολυδονητής ονομάζεται γεννήτρια παλμών ή γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του βασικού φορτίου των R2 και R3 σε σχέση με το φορτίο συλλέκτη των R1 και R4, τόσο μεγαλύτερο θα είναι το κέρδος ρεύματος και τόσο πιο οξύ θα είναι το άκρο του σήματος.
Η βασική αρχή λειτουργίας ενός ασταθούς πολυδονητή είναι μια μικρή αλλαγή στις ηλεκτρικές ιδιότητες ή χαρακτηριστικά ενός τρανζίστορ. Αυτή η διαφορά κάνει το ένα τρανζίστορ να ανάβει πιο γρήγορα από το άλλο την πρώτη φορά που εφαρμόζεται ρεύμα, προκαλώντας ταλάντωση.
Επεξήγηση σχήματος
Ο ασταθής πολυδονητής αποτελείται από δύο ενισχυτές RC με διασταυρούμενη σύζευξη.
Το κύκλωμα έχει δύο ασταθείς καταστάσεις
Όταν V1=LOW και V2=HIGH τότε Q1 ON και Q2 OFF
Όταν V1=HIGH και V2=LOW, το Q1 είναι OFF. και Q2 ON.
Σε αυτή την περίπτωση, τα R1 = R4, R2 = R3, R1 πρέπει να είναι μεγαλύτερα από R2
C1=C2
Όταν το κύκλωμα ενεργοποιείται για πρώτη φορά, κανένα από τα τρανζίστορ δεν είναι ενεργοποιημένο.
Η βασική τάση και των δύο τρανζίστορ αρχίζει να αυξάνεται. Οποιοδήποτε από τα τρανζίστορ ανάβει πρώτο λόγω της διαφοράς στο ντόπινγκ και των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών του τρανζίστορ.
Ρύζι. 1: Σχηματικό διάγραμμα λειτουργίας πολυδονητή ασταθούς τρανζίστορ
Δεν μπορούμε να πούμε ποιο τρανζίστορ άγει πρώτο, οπότε υποθέτουμε ότι το Q1 αγώγει πρώτο και το Q2 είναι απενεργοποιημένο (το C2 είναι πλήρως φορτισμένο).
Το Q1 άγει και το Q2 είναι απενεργοποιημένο, επομένως VC1 = 0V, καθώς όλο το ρεύμα είναι προς τη γείωση λόγω βραχυκυκλώματος του Q1, και VC2 = Vcc, καθώς όλη η τάση στο VC2 πέφτει λόγω του ανοιχτού κυκλώματος TR2 (ίση με την τάση τροφοδοσίας).
Λόγω της υψηλής τάσης του VC2, ο πυκνωτής C2 αρχίζει να φορτίζει από το Q1 έως το R4 και το C1 αρχίζει να φορτίζει από το R2 έως το Q1. Ο χρόνος που απαιτείται για τη φόρτιση του C1 (T1 = R2C1) είναι μεγαλύτερος από τον χρόνο που απαιτείται για τη φόρτιση του C2 (T2 = R4C2).
Δεδομένου ότι η δεξιά πλάκα του C1 συνδέεται με τη βάση του Q2 και φορτίζεται, αυτή η πλάκα έχει υψηλό δυναμικό και όταν ξεπεράσει τα 0,65 V, ανάβει το Q2.
Εφόσον το C2 είναι πλήρως φορτισμένο, η αριστερή του πλάκα είναι στα -Vcc ή -5V και συνδέεται με τη βάση του Q1. Επομένως, απενεργοποιεί το Q2
TR Τώρα το TR1 είναι απενεργοποιημένο και το Q2 άγει, επομένως VC1 = 5 V και VC2 = 0 V. Η αριστερή πλάκα του C1 ήταν προηγουμένως στα -0,65 V, το οποίο αρχίζει να ανεβαίνει στα 5 V και συνδέεται με τον συλλέκτη του Q1. Το C1 πρώτα εκφορτίζεται από 0 σε 0,65 V και στη συνέχεια αρχίζει να φορτίζει από το R1 έως το Q2. Κατά τη φόρτιση, η δεξιά πλάκα του C1 έχει χαμηλό δυναμικό, το οποίο απενεργοποιεί το Q2.
Η δεξιά πλάκα του C2 συνδέεται με τον συλλέκτη του Q2 και είναι προ-τοποθετημένη στα +5V. Έτσι το C2 πρώτα εκφορτίζεται από 5V σε 0V και μετά αρχίζει να φορτίζει μέσω του R3. Η αριστερή πλάκα του C2 είναι σε υψηλό δυναμικό κατά τη φόρτιση, η οποία ενεργοποιεί το Q1 όταν φτάσει τα 0,65 V.
Ρύζι. 2: Σχηματικό διάγραμμα λειτουργίας πολυδονητή ασταθούς τρανζίστορ
Τώρα το Q1 διεξάγει και το Q2 είναι απενεργοποιημένο. Η παραπάνω ακολουθία επαναλαμβάνεται και παίρνουμε σήμα και στους δύο συλλέκτες του τρανζίστορ που είναι εκτός φάσης μεταξύ τους. Για να αποκτήσουμε ένα τέλειο τετραγωνικό κύμα με οποιονδήποτε συλλέκτη τρανζίστορ, λαμβάνουμε ως αντίσταση συλλέκτη του τρανζίστορ, την αντίσταση βάσης, δηλαδή (R1 = R4), (R2 = R3), καθώς και την ίδια τιμή του πυκνωτή, που μας κάνει κύκλωμα συμμετρικό. Επομένως, ο κύκλος λειτουργίας για τη χαμηλή και την υψηλή τιμή του σήματος εξόδου είναι ο ίδιος που δημιουργεί ένα τετραγωνικό κύμα
Σταθερά Η σταθερά χρόνου της κυματομορφής εξαρτάται από την αντίσταση βάσης και τον συλλέκτη του τρανζίστορ. Μπορούμε να υπολογίσουμε τη χρονική του περίοδο με: Χρονική σταθερά = 0,693RC
Σε αυτό το εκπαιδευτικό βίντεο του τηλεοπτικού καναλιού Soldering Iron, θα δείξουμε πώς συνδέονται τα στοιχεία ενός ηλεκτρικού κυκλώματος και θα εξοικειωθούμε με τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε αυτό. Το πρώτο κύκλωμα, βάσει του οποίου θα εξεταστεί η αρχή λειτουργίας, είναι ένα κύκλωμα πολυδονητή τρανζίστορ. Το κύκλωμα μπορεί να βρίσκεται σε μία από τις δύο καταστάσεις και να αλλάζει περιοδικά από τη μία στην άλλη.
Το μόνο που βλέπουμε αυτή τη στιγμή είναι δύο LED που αναβοσβήνουν εναλλάξ. Γιατί συμβαίνει αυτό? Σκεφτείτε πρώτα πρώτη κατάσταση.
Το πρώτο τρανζίστορ VT1 είναι κλειστό και το δεύτερο τρανζίστορ είναι πλήρως ανοιχτό και δεν εμποδίζει τη ροή του ρεύματος συλλέκτη. Το τρανζίστορ αυτή τη στιγμή βρίσκεται σε λειτουργία κορεσμού, γεγονός που μειώνει την πτώση τάσης σε αυτό. Και έτσι το σωστό LED ανάβει σε πλήρη ισχύ. Ο πυκνωτής C1 εκφορτίστηκε την πρώτη στιγμή και το ρεύμα πέρασε ελεύθερα στη βάση του τρανζίστορ VT2, ανοίγοντάς το εντελώς. Αλλά μετά από μια στιγμή, ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει γρήγορα το ρεύμα βάσης του δεύτερου τρανζίστορ μέσω της αντίστασης R1. Αφού φορτιστεί πλήρως (και όπως γνωρίζετε, ένας πλήρως φορτισμένος πυκνωτής δεν περνά ρεύμα), τότε το τρανζίστορ VT2 κλείνει ως αποτέλεσμα και το LED σβήνει.
Η τάση στον πυκνωτή C1 είναι ίση με το γινόμενο του ρεύματος βάσης και της αντίστασης της αντίστασης R2. Ας γυρίσουμε τον χρόνο πίσω. Ενώ το τρανζίστορ VT2 ήταν ανοιχτό και το δεξί LED ήταν αναμμένο, ο πυκνωτής C2, που είχε φορτιστεί προηγουμένως στην προηγούμενη κατάσταση, αρχίζει να εκφορτίζεται αργά μέσω του ανοιχτού τρανζίστορ VT2 και της αντίστασης R3. Μέχρι να αποφορτιστεί, η τάση στη βάση του VT1 θα είναι αρνητική, γεγονός που μπλοκάρει εντελώς το τρανζίστορ. Το πρώτο LED είναι σβηστό. Αποδεικνύεται ότι μέχρι να σβήσει το δεύτερο LED, ο πυκνωτής C2 έχει χρόνο να εκφορτιστεί και είναι έτοιμος να περάσει ρεύμα στη βάση του πρώτου τρανζίστορ VT1. Μέχρι να σταματήσει να ανάβει το δεύτερο LED, ανάβει το πρώτο LED.
ΑΛΛΑ στη δεύτερη κατάστασητο ίδιο συμβαίνει, αλλά αντίθετα, το τρανζίστορ VT1 είναι ανοιχτό, το VT2 είναι κλειστό. Η μετάβαση σε άλλη κατάσταση συμβαίνει όταν ο πυκνωτής C2 αποφορτιστεί, η τάση σε αυτόν μειώνεται. Όταν αποφορτιστεί πλήρως, αρχίζει να φορτίζει προς την αντίθετη κατεύθυνση. Όταν η τάση στη διασταύρωση βάσης-εκπομπού του τρανζίστορ VT1 φτάσει σε μια τάση επαρκή για να το ανοίξει, περίπου 0,7 V, αυτό το τρανζίστορ θα αρχίσει να ανοίγει και το πρώτο LED θα ανάψει.
Οι πυκνωτές φορτίζονται μέσω των αντιστάσεων R1 και R4 και αποφορτίζονται μέσω των R3 και R2. Οι αντιστάσεις R1 και R4 περιορίζουν το ρεύμα του πρώτου και του δεύτερου LED. Όχι μόνο η φωτεινότητα των LED εξαρτάται από την αντίστασή τους. Καθορίζουν επίσης το χρόνο φόρτισης των πυκνωτών. Η αντίσταση R1 και R4 επιλέγεται πολύ μικρότερη από τα R2 και R3, έτσι ώστε οι πυκνωτές να φορτίζονται πιο γρήγορα από ό,τι εκφορτίζονται. Ο πολυδονητής χρησιμοποιείται για τη λήψη ορθογώνιων παλμών, οι οποίοι λαμβάνονται από τον συλλέκτη του τρανζίστορ. Σε αυτή την περίπτωση, το φορτίο συνδέεται παράλληλα με μία από τις αντιστάσεις συλλέκτη R1 ή R4.
Το γράφημα δείχνει τους ορθογώνιους παλμούς που δημιουργούνται από αυτό το κύκλωμα. Μία από τις περιοχές ονομάζεται μέτωπο παλμού. Το μπροστινό μέρος έχει κλίση και όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος φόρτισης των πυκνωτών, τόσο μεγαλύτερη θα είναι αυτή η κλίση.
Εάν στον πολυδονητή χρησιμοποιούνται τα ίδια τρανζίστορ, πυκνωτές ίδιας χωρητικότητας και εάν οι αντιστάσεις έχουν συμμετρικές αντιστάσεις, τότε ένας τέτοιος πολυδονητής ονομάζεται συμμετρικός. Έχει την ίδια διάρκεια παλμού και διάρκεια παύσης. Και αν υπάρχουν διαφορές στις παραμέτρους, τότε ο πολυδονητής θα είναι ασύμμετρος. Όταν συνδέουμε τον πολυδονητή στην πηγή ισχύος, τότε την πρώτη στιγμή αποφορτίζονται και οι δύο πυκνωτές, πράγμα που σημαίνει ότι θα ρέει ρεύμα στη βάση και των δύο πυκνωτών και θα εμφανιστεί ένας ασταθής τρόπος λειτουργίας, στον οποίο μόνο ένα από τα τρανζίστορ θα πρέπει να Άνοιξε. Δεδομένου ότι αυτά τα στοιχεία του κυκλώματος έχουν κάποια σφάλματα σε χαρακτηρισμούς και παραμέτρους, ένα από τα τρανζίστορ θα ανοίξει πρώτα και ο πολυδονητής θα ξεκινήσει.
Εάν θέλετε να προσομοιώσετε αυτό το κύκλωμα στο πρόγραμμα Multisim, τότε πρέπει να ορίσετε τις τιμές των αντιστάσεων R2 και R3 έτσι ώστε οι αντιστάσεις τους να διαφέρουν τουλάχιστον κατά το ένα δέκατο του ωμ. Κάντε το ίδιο με την χωρητικότητα των πυκνωτών, διαφορετικά ο πολυδονητής μπορεί να μην ξεκινήσει. Στην πρακτική εφαρμογή αυτού του κυκλώματος, προτείνω την παροχή τάσης από 3 έως 10 βολτ και τώρα θα μάθετε τις παραμέτρους των ίδιων των στοιχείων. Με την προϋπόθεση ότι χρησιμοποιείται το τρανζίστορ KT315. Οι αντιστάσεις R1 και R4 δεν επηρεάζουν τη συχνότητα παλμού. Στην περίπτωσή μας, περιορίζουν το ρεύμα του LED. Η αντίσταση των αντιστάσεων R1 και R4 μπορεί να ληφθεί από 300 ohms έως 1 kOhm. Η αντίσταση των αντιστάσεων R2 και R3 είναι από 15 kOhm έως 200 kOhm. Η χωρητικότητα των πυκνωτών είναι από 10 έως 100 microfarads. Φανταστείτε έναν πίνακα με τις τιμές της αντίστασης και της χωρητικότητας, που δείχνει την κατά προσέγγιση αναμενόμενη συχνότητα των παλμών. Δηλαδή, για να πάρετε έναν παλμό με διάρκεια 7 δευτερολέπτων, δηλαδή τη διάρκεια της λάμψης ενός LED, ίση με 7 δευτερόλεπτα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε αντιστάσεις R2 και R3 με αντίσταση 100 kOhm και πυκνωτή με χωρητικότητα 100 microfarads.
Τα στοιχεία χρονισμού αυτού του κυκλώματος είναι οι αντιστάσεις R2, R3 και οι πυκνωτές C1 και C2. Όσο χαμηλότερη είναι η βαθμολογία τους, τόσο πιο συχνά θα αλλάζουν τα τρανζίστορ και τόσο πιο συχνά θα αναβοσβήνουν τα LED.
Ο πολυδονητής μπορεί να εφαρμοστεί όχι μόνο σε τρανζίστορ, αλλά και με βάση μικροκυκλώματα. Αφήστε τα σχόλιά σας, μην ξεχάσετε να εγγραφείτε στο κανάλι Soldering TV στο YouTube για να μην χάσετε νέα ενδιαφέροντα βίντεο.
Πιο ενδιαφέρον για τον πομπό ραδιοφώνου.
Πολυδονητής.
Το πρώτο κύκλωμα είναι ο απλούστερος πολυδονητής. Παρά την απλότητά του, το πεδίο εφαρμογής του είναι πολύ ευρύ. Καμία ηλεκτρονική συσκευή δεν είναι πλήρης χωρίς αυτήν.
Το πρώτο σχήμα δείχνει το σχηματικό του διάγραμμα.
Τα LED χρησιμοποιούνται ως φορτίο. Όταν ο πολυδονητής λειτουργεί, τα LED αλλάζουν.
Η συναρμολόγηση απαιτεί ελάχιστα εξαρτήματα:
1. Αντιστάσεις 500 Ohm - 2 τεμάχια
2. Αντιστάσεις 10 kOhm - 2 τεμάχια
3. Ηλεκτρολυτικό πυκνωτή 47 uF στα 16 βολτ - 2 τεμάχια
4. Τρανζίστορ KT972A - 2 τεμάχια
5. LED - 2 τεμάχια
Τα τρανζίστορ KT972A είναι σύνθετα τρανζίστορ, δηλαδή υπάρχουν δύο τρανζίστορ στην περίπτωσή τους και έχει υψηλή ευαισθησία και μπορεί να αντέξει σημαντικό ρεύμα χωρίς ψύκτρα.
Όταν παραλάβετε όλα τα εξαρτήματα, οπλιστείτε με ένα κολλητήρι και ξεκινήστε τη συναρμολόγηση. Για να πραγματοποιήσετε πειράματα, δεν πρέπει να φτιάξετε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, μπορείτε να συναρμολογήσετε τα πάντα με επιφανειακή τοποθέτηση. Συγκόλληση όπως φαίνεται στις εικόνες.
Και πώς να χρησιμοποιήσετε τη συναρμολογημένη συσκευή, αφήστε τη φαντασία σας να σας πει! Για παράδειγμα, αντί για LED, μπορείτε να βάλετε ένα ρελέ και αυτό το ρελέ μπορεί να αλλάξει ένα πιο ισχυρό φορτίο. Εάν αλλάξετε τις τιμές των αντιστάσεων ή των πυκνωτών, η συχνότητα μεταγωγής θα αλλάξει. Αλλάζοντας τη συχνότητα, μπορείτε να επιτύχετε πολύ ενδιαφέροντα εφέ, από ένα τρίξιμο στη δυναμική, έως μια παύση για πολλά δευτερόλεπτα..
Φωτορελέ.
Και αυτό είναι ένα διάγραμμα ενός απλού φωτορελέ. Αυτή η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία οπουδήποτε, για αυτόματο φωτισμό της θήκης DVD, για ενεργοποίηση του φωτός ή για σήμα κατά της εισβολής σε σκοτεινό περίβλημα. Παρέχονται δύο παραλλαγές του συστήματος. Σε μία υλοποίηση, το κύκλωμα ενεργοποιείται από το φως και η άλλη από την απουσία του.
Δουλεύει κάπως έτσι:όταν το φως από το LED χτυπήσει τη φωτοδίοδο, το τρανζίστορ θα ανοίξει και το LED-2 θα αρχίσει να ανάβει. Η αντίσταση συντονισμού ρυθμίζει την ευαισθησία της συσκευής. Ως φωτοδίοδος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια φωτοδίοδο από ένα παλιό ποντίκι με μπάλα. LED - οποιοδήποτε υπέρυθρο LED. Η χρήση μιας υπέρυθρης φωτοδιόδου και ενός LED θα αποφύγει τις παρεμβολές από το ορατό φως. Ως LED-2, κάθε LED ή μια αλυσίδα πολλών LED είναι κατάλληλη. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια λάμπα πυρακτώσεως. Και αν αντί για LED βάλουμε ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ, τότε θα είναι δυνατός ο έλεγχος ισχυρών λαμπτήρων πυρακτώσεως ή ορισμένων μηχανισμών.
Τα σχήματα δείχνουν και τα δύο κυκλώματα, το pinout (θέση των ποδιών) του τρανζίστορ και του LED, καθώς και το διάγραμμα καλωδίωσης.
Εάν δεν υπάρχει φωτοδίοδος, μπορείτε να πάρετε ένα παλιό τρανζίστορ MP39 ή MP42 και να κόψετε τη θήκη του απέναντι από τον συλλέκτη, ως εξής:
Αντί για φωτοδίοδο, η σύνδεση p-n του τρανζίστορ θα πρέπει να συμπεριληφθεί στο κύκλωμα. Ποιο θα λειτουργήσει καλύτερα - πρέπει να καθορίσετε πειραματικά.
Ενισχυτής ισχύος σε τσιπ TDA1558Q.
Αυτός ο ενισχυτής έχει ισχύ εξόδου 2 x 22 watt και είναι αρκετά απλός για αρχάριους να επαναλάβουν. Ένα τέτοιο σχέδιο θα σας φανεί χρήσιμο για σπιτικά ηχεία ή για ένα σπιτικό μουσικό κέντρο που μπορεί να κατασκευαστεί από ένα παλιό MP3 player.
Για να το συναρμολογήσετε, χρειάζεστε μόνο πέντε μέρη:
1. Τσιπ - TDA1558Q
2. Πυκνωτής 0,22uF
3. Πυκνωτής 0,33 uF - 2 τεμάχια
4. Ηλεκτρολυτικό πυκνωτή 6800 uF στα 16 volt
Το μικροκύκλωμα έχει αρκετά υψηλή ισχύ εξόδου και χρειάζεται καλοριφέρ για την ψύξη του. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια ψύκτρα από τον επεξεργαστή.
Ολόκληρη η συναρμολόγηση μπορεί να γίνει με επιφανειακή τοποθέτηση χωρίς τη χρήση πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Αρχικά, πρέπει να αφαιρεθούν οι ακίδες 4, 9 και 15 από το μικροκύκλωμα. Δεν χρησιμοποιούνται. Το πλήθος των ακίδων πηγαίνει από αριστερά προς τα δεξιά, αν το κρατάτε με τις καρφίτσες στραμμένες προς εσάς και τα σημάδια προς τα πάνω. Στη συνέχεια ισιώστε προσεκτικά τα καλώδια. Στη συνέχεια, λυγίστε τις ακίδες 5, 13 και 14 προς τα πάνω, όλες αυτές οι ακίδες συνδέονται στο power plus. Το επόμενο βήμα είναι να λυγίσετε τις ακίδες 3, 7 και 11 προς τα κάτω - αυτή είναι η ισχύς μείον, ή "γείωση". Μετά από αυτούς τους χειρισμούς, βιδώστε το τσιπ στην ψύκτρα χρησιμοποιώντας θερμοαγώγιμη πάστα. Οι εικόνες δείχνουν την εγκατάσταση από διαφορετικές οπτικές γωνίες, αλλά θα σας εξηγήσω πάντως. Οι ακίδες 1 και 2 συγκολλούνται μεταξύ τους - αυτή είναι η είσοδος του σωστού καναλιού, πρέπει να συγκολληθεί ένας πυκνωτής 0,33 uF σε αυτούς. Το ίδιο πρέπει να γίνει και με τους ακροδέκτες 16 και 17. Το κοινό καλώδιο για την είσοδο είναι η ισχύς μείον ή η γείωση.
