Несиметричний мультивібратор на імпортних транзисторах схема. Симетричний мультивібратор

Принципова схема потужного транзисторного мультивібратора з керуванням, побудована на транзисторах КТ972, КТ973. Багато радіоаматорів розпочинали свій творчий шлях зі складання простих радіоприймачів прямого посилення, нескладних підсилювачів потужності звукової частоти і складання простих мультивібраторів, що складаються з пари транзисторів, двох або чотирьох резисторів і двох конденсаторів.

Традиційний симетричний мультивібратор має низку недоліків, серед яких відносно високий вихідний опір, затягнуті фронти імпульсів, обмежена напруга живлення, невисокий ККД під час роботи на низькоомне навантаження.

Принципова схема

На рис. 1. представлена ​​схема керованого симетричного двофазного мультивібратора, що працює на звукових частотах, навантаження до якого підключається за мостовою схемою Завдяки цьому, розмах амплітуди сигналу на навантаженні майже вдвічі перевищує напругу живлення мультивібратора, що дозволяє отримати значно більшу гучність, якщо б навантаження було б включено в одне з плечей мультивібратора.

Крім того, на навантаження подається «справжня» напруга змінного струму, що значно покращує умови роботи підключеної як навантаження динамічної головки - відсутній ефект вдавлювання або випинання дифузора (залежно від полярності включення динаміка). Також відсутні клацання під час увімкнення або вимкнення мультивібратора.

Рис. 1. Принципова ясхема потужного мультивібратора на транзисторах КТ972, КТ973.

Симетричний двофазний мультивібратор складається з двох двотактних плечей, напруга на яких змінюється поперемінно з низького рівня на високий. Припустимо, що при включенні живлення першим відкрився складовий транзистор VТ2.

Тоді напруга на висновках колекторів транзисторів VТ1, VТ2 стане близько до нуля (VТ1 відкритий, VТ2 закритий) До точки з'єднання їх колекторів через струмообмежувальний резистор R12 підключений складовий р-п транзистор VТ5, який відкриється. До навантаження буде прикладено напругу близько 8 В при напрузі живлення мультивібратора 9 В. З перезарядом конденсаторів С2, С4, мультивібратор перемкнеться – VТ1, VТ6 відкриються, VТ2, VТ5 закриються.

До навантаження буде прикладено таку ж напругу, але у зворотній полярності. Частота перемикання мультивібратора залежить від ємності конденсаторів С2, С4, і, меншою мірою, від встановленого опору підстроювального резистора R7. При напрузі живлення 9 частоту можна перебудовувати від 1,4 до 1,5 кГц.

При зменшенні опору R7 нижче від умовного значення, генерація звукових частот зривається. Слід зазначити, що після запуску, мультивібратор може працювати без резисторів R5, R11. Форма напруги на виході мультивібратора близька до прямокутної.

Резистори R6, R8 та діоди VD1, VD2 захищають емітерні переходи транзисторів VТ2, VТ6 від пробою, що особливо актуально при напрузі живлення мультивібратора більше 10В. Резистори R1, R13 необхідні для стійкої генерації, за їх відсутності мультивібратор може "хрипіти". Діод VD3 захищає потужні транзистори від перепо-совки напруги живлення За його відсутності і за достатньої потужності джерела живлення при переполюсуванні напруги вбудовані захисні дирди транзисторів можуть бути пошкодженими.

Щоб розширити функціональні можливості цього мультивібратора, у нього введена можливість увімкнення/вимкнення при подачі напруги позитивної полярності на вхід керування. Якщо керуючий вхід нікуди не підключений або напруга на ньому не більше 0,5, транзистори VТЗ, VТ4 закриті, мультивібратор працює.

При подачі на вхід керування напруги високого рівня, наприклад з виходу ТТЛШ. КМОП мікросхем, датчика електричних або неелектричних величин, наприклад датчика вологості, транзистори VТЗ, VТ4 відкриваються, мультивібратор загальмовується. У такому стані мультивібратор споживає струм менше 200 мкА, без урахування струму через R2, R3, R9.

Деталі та монтаж

Мультивібратор можна змонтувати на друкованій платі розмірами 70*50 мм, ескіз якої показано на рис. 2 Постійні резистори можна використовувати будь-які малогабаритні. Підстроювальний резистор РП1-63М, СП4-1 або аналогічний імпортний. Оксидні конденсатори К50-29, К50-35 або аналоги Конденсатори С2, С4 - К73-9, К73-17, К73-24 або будь-які малогабаритні плівкові.

Рис. 2. Друкована плата для схеми потужного мультивібратора транзисторах.

Діоди КД522А можна замінити на КД503. КД521. Д223 з будь-яким буквеним індексом або імпортними 1N914, 1N4148. Замість діодів КД226А та КД243А підійде будь-який із серій КД226, КД257, КД258, 1 N5401...1 N5407.

Складові транзистори КТ972А можна замінити будь-яким із цієї серії або із серії КТ8131, а замість КТ973 будь-якої із серії КТ973, КТ8130. При необхідності потужні транзистори встановлюють на невеликі тепловідведення. За відсутності таких транзисторів їх можна замінити аналогами з двох транзисторів, включених за схемою Дарлінгтона, рис. 3. Замість малопотужних п-р-п транзисторів КТ315Г підійдуть будь-які серії КТ312, КТ315, КТ342, КТ3102, КТ645, SS9014 та аналогічні.

Рис. 3. Принципова схема еквівалентної заміни транзисторів КТ972, КТ973.

Навантаженням цього мультивібратора може бути динамічна головка, телефонний капсуль, п'єзокерамічний випромінювач звуку, імпульсний підвищуючий/знижувальний трансформатор.

При використанні динамічної головки з опором обмотки 8 Ом, слід враховувати, що при напрузі живлення 9 на навантаження надходитиме 8 Вт потужності напруги змінного струму. Тому, дво...чотирихватна динамічна головка може бути пошкоджена вже через 1...2 хвилини роботи.

Налагодження

На робочу частоту мультивібратора значний вплив має ємність навантаження та напруга живлення. Наприклад, при зміні напруги живлення від 5 до 15 частота змінюється з 2850 до 1200 Гц при роботі на мультивібратора на навантаження у вигляді телефонного капсуля з опором обмотки 56 Ом. В області малих напруг живлення зміна робочої частоти значно

Підбором опорів резисторів R5, R11, R6, R8 можна задати форму імпульсів майже прямо прямокутної при роботі мультивібратора з конкретним підключеним навантаженням при заданому напрузі живлення.

Цей мультивібратор може знайти застосування в різних сигнальних пристроях, пристроях звукового оповіщення, коли при невеликій напрузі джерела живлення потрібно отримати значну потужність на випромінювачі звуку. Крім того, його зручно використовувати в перетворювачах низької напруги у високу, у тому числі працюючих на низькій частоті освітлювальної мережі 50 Гц.

Бутов О. Л. РК-2010-04.

Мультивібратор на польових транзисторах

Початківці радіоаматори, звичайно, знають, що мультивібратори (симетричні та несиметричні) виконують на біполярних транзисторах. На жаль, подібні мультивібратори мають недолік - при роботі з досить потужним навантаженням, наприклад, лампами розжарювання, для повного відкриття транзисторів необхідні великі базові струми.

Якщо ж плечі мультивібратора перемикаються з частотою 3...0,2 Гц, доводиться встановлювати в ланцюгах ланцюга оксидні конденсатори великої ємності, а значить, і великих габаритів. Не слід забувати і про відносно велику напругу насичення відкритих транзисторів.

У пропонованому мультивібраторі (див. малюнок) використані вітчизняні польові n-канальні транзистори з ізольованим затвором та індукованим каналом. Усередині корпусу між виводами затвора та витоку стоїть захисний стабілітрон, який значно зменшує ймовірність виходу з ладу транзистора при невмілому з ним поводженні.

Частота перемикання транзисторів мультивібратора близько 2 Гц, вона визначається конденсаторами і резисторами. Навантаження транзисторів мультивібратора – лампи розжарювання EL1, EL2.

Резистори, включені між стоком та затвором транзисторів, забезпечують м'який запуск мультивібратора. На жаль, вони трохи "затягують" вимикання транзисторів.

Замість ламп розжарювання в ланцюг стоку транзисторів можна включити світлодіоди з обмежувальними резисторами опором 360 Ом або телефонний капсуль, наприклад, ТК-47 (для цього варіанта мультивібратор повинен працювати в області звукових частот). У разі використання тільки одного капсуля, ланцюг стоку іншого транзистора необхідно включити в якості навантаження резистор опором 100 ... 200 Ом.

Резистори R1, R2 вказаних на схемі номіналів можна скласти з кількох послідовно з'єднаних меншого опору. Якщо такого варіанта немає, встановіть резистори менших номіналів, а конденсатори більших.

Конденсатори можуть бути неполярні керамічні або плівкові, наприклад серій КМ-5, КМ-6, К73-17. Лампи розжарювання застосовані від "блимає" ялинкової гірлянди китайського виробництва на напругу 6 В і струм 100 мА. Підійдуть також компактні лампи на напругу 6 В і струм 60 або 20 мА.

Замість транзисторів зазначеної серії, що витримують постійний струм до 180 мА, можна застосувати розраховані на більший струм ключі серій КР1064КТ1, КР1014КТ1. У разі використання мультивібратора з потужнішим навантаженням, скажімо, автомобільними лампами розжарювання, знадобляться інші транзистори, наприклад КП744Г, що допускають струм стоку до 9 А. Але при цьому варіанті потрібно між затвором та витоком встановити захисні стабілітрони на напругу 8...10 В ( катодом до затвора) – КС191Ж або аналогічні. При великих струмах навантаження транзистори доведеться встановити тепловідведення.

Налагоджують мультивібратор підбором конденсаторів до отримання бажаної частоти перемикання транзисторів. p align="justify"> Для роботи пристрою на звукових частотах конденсатори повинні бути ємністю 300 ... 600 пф. Якщо залишити конденсатори зазначеної на схемі ємності, доведеться підібрати резистори меншого опору - аж до 47 кОм.

Мультивібратор працездатний при напрузі живлення 3...10, зрозуміло, з відповідним навантаженням. Якщо його передбачається використовувати в якості якогось вузла в конструкції, що розробляється, між проводами живлення мультивібратора встановлюють блокувальний конденсатор ємністю 0,1 ... 100 мкФ.

Симетричні та несиметричні мультивібратори різного призначення можна будувати не тільки на біполярних транзисторах, а й на польових. Один з прикладів тому ви знайдете у . Враховуючи, що польові транзистори мають ряд переваг перед біполярними, основна з яких - вкрай малий струм у ланцюзі управління при роботі на низькій частоті або в статичному режимі, можна вважати, що і звичайний мультивібратор двотранзисторний, але тільки на польових транзисторах, виявиться у виграшному положенні перед аналогічними вузлами, зібраними з їхньої біполярних побратимах.

Схему першого мульвібратора ви бачите на рис. 1. Робота його багато в чому аналогічна роботі мультивібратора на p-n-р біполярних транзисторах - світлодіоди також перемігуватиметься. Відмінність у тому, що для закривання кожного з транзисторів VT1.1, VT1.2 необхідно додати позитивну напругу затвор-витік, яка повинна перевищувати напругу відсічення цих транзисторів (близько 4). Це відбувається при кожному перемиканні плечей мультивібратора, завдяки наявності конденсаторів С1, С2. Саме тому немає потреби у двополярному джерелі живлення.

Частота перемикання транзисторів у цьому генераторі – один раз на 6 с. При встановленні якісних електролітичних конденсаторів (з малим струмом витоку), ємністю 100...4700 мкФ, можна домогтися перемикання транзисторів з періодом у кілька десятків хвилин, що є недосяжним для простих пристроїв на біполярних транзисторах.

Опори резисторів R2 і R3 можуть відрізнятися кілька тисяч разів, наприклад, R2 можна взяти 30 МОм, a R3 - 10 кОм. Мультивібратор стане несиметричним. Так само змінюються і ємності конденсаторів. Потрібно підібравши ці елементи, можна отримати на виведенні стоку одного з транзисторів дуже короткі імпульси, що йдуть з великою шпаруватістю (100... 10000). Якщо у пристрої, виготовленому за схемою рис. 1, замість звичайних світлодіодів як навантаження транзисторів включити миготливі, наприклад, L-36BSRD, то будь-який з них, блимнувши кілька разів, буде відпочивати, поки блимає його сусід.Якщо знадобиться робота мультивібратора на звукових частотах, то опір резисторів R2 і R3 потрібно зменшити у 10...20 разів, а конденсатори взяти ємністю кілька сотень пікофарад.

Замість звичайних резисторів R2, R3 можна встановити фоторезистори (ФСК, СФ2-х, СФЗ-х, ФР117 та ін.). При цьому частота перемикання транзисторів буде змінюватись у кілька тисяч разів залежно від рівня освітленості. Слід лише зазначити, що з опорі резисторів R2, R3 менше 3 ком генерація може зриватися.

Мультивібратор, виготовлений за схемою, наведеною на рис. 1 вимагає застосування польових транзисторів з великим початковим струмом стоку (10...30 мА). За відсутності таких збірок із серії КР504 можна зібрати аналогічний мультивібратор за схемою, наведеною на рис. 2. Тут польові транзистори працюють з меншим струмом стоку, а щоб отримати достатню яскравість світлодіодів, встановлені підсилювачі струму на транзисторах біполярних VT1, VT4. Частота перемикання цього мультивібратора – близько 1 Гц. Якщо на місце транзистори VT1, VT4 встановити потужні складові транзистори з серії КТ829, то їх навантаження можна застосовувати лампи розжарювання. При цьому R2, R6 не встановлюються, оскільки транзистори типу КТ829 містять вбудовані резистори.

Якщо цей мультивібратор "відмовиться" працювати, слід точніше підібрати резистори R3, R7. У вузлі, зібраному за схемою, зображеною на рис. 1, можна використовувати мікроскладання узгоджених пар польових транзисторів серій КР504 (К504, 504) з початковим струмом стоку більше 10 мА. Найбільше підходять КР504НТ4В, КР504НТЗВ, але можна спробувати і з індексами А, Б. При зміні полярності напруги живлення та підключення світлодіодів замість транзисторної збірки можна використовувати два окремих польових n-канальних транзистора із серій КП302, КП307. Якщо в них виявиться велика напруга відсічення, то напруга живлення можна збільшити до 15 В.

Для вузла схема якого наведена на рис. 2, підійдуть мікросхеми КР504НТ1, КР504НТ2 з будь-яким буквеним індексом, а при підборі резисторів R3, R7 - КР504НТЗ, КР504НТ4. Крім того, без налаштування будуть працювати і багато польових транзистори серій КП103, КП101. Конденсатори краще використовувати неполярні, наприклад, малогабаритні К73-17 на 63 В. 1-1513, L-934 і т.п. Миготливі - L-816BRSC-B, L-769BGR, L-56DGD, Т1ВК5410 та інші.

Оскільки польові транзистори збірок КР504НТ(1...4) допускають максимальну напругу виток-стік не більше 10 В, напруга живлення мультивібраторів не повинна перевищувати 10...12 В.

Література

О.Бутов. Мультівібратор на польових транзисторах. - Радіо, 2002, N4, С.53.

Мікросхеми та їх застосування. - М: Радіо і зв'язок, 1984, С.73.

Публікація: www.cxem.net

Досконалість досягнута не тоді, коли нічого додати,
а тоді, коли нічого прибрати.
Антуан де Сент-Екзюпері

Багато радіоаматорів, звичайно ж, стикалися з технологією поверхневого монтажу друкованих плат SMT (Surface mount technology), зустрічали елементи SMD (Surface mount device), що монтуються на поверхню і чули про переваги поверхневого монтажу, який по праву називають четвертою революцією в електронній техніці. лампи, транзистора та інтегральної схеми.

Деякі вважають поверхневий монтаж важко реалізованим в домашніх умовах в силу малих розмірів SMD елементів і відсутності отворів під висновки деталей.
Почасти так воно і є, але при уважному розгляді з'ясовується, що малі розміри елементів вимагають просто акуратності при монтажі, звичайно, за умови, що йдеться про прості SMD компоненти, що не вимагають установки спеціального обладнання. Відсутність опорних точок, якими є отвори під висновки деталей, лише створюють ілюзію проблеми виконання малюнка друкованої плати.

Потрібна практика у створенні простих конструкцій на SMD елементах, щоб набути навичок, впевненості у своїх силах, переконатися в перспективності поверхневого монтажу для себе особисто. Адже процес виготовлення друкованої плати спрощується (не потрібно свердлити отвори, формувати висновки деталей), а виграш, що отримується, в щільності монтажу помітний неозброєним оком.

Основою наших конструкцій є схема несиметричного мультивібратора на транзисторах різної структури.

Зберемо «мигалку» на світлодіоді, яка служитиме талісманом, а також створимо заклад для майбутніх конструкцій, виготовивши прототип популярної у радіоаматорів, але не зовсім доступної мікросхеми.

Несиметричний мультивібратор на транзисторах різної структури

(Рис. 1) є справжнім «бестселером» у радіоаматорській літературі.

Рис. 1. Схема несиметричного мультивібратора

Підключаючи до схеми ті чи інші зовнішні ланцюги, можна зібрати не один десяток конструкцій. Наприклад, звуковий пробник, генератор для вивчення азбуки Морзе, прилад для відлякування москітів, основа одноголосого музичного інструменту. А застосування зовнішніх датчиків або пристроїв управління в ланцюзі бази транзистора VT1 дозволяє отримати сторожовий пристрій, індикатор вологості, освітленості, температури та багато інших конструкцій.

--
Дякую за увагу!
Ігор Котов, головний редактор журналу "Датагор"

Список джерел

1. Мосягін В.В. Секрети радіоаматорської майстерності. - М: СОЛОН-Прес. - 2005, 216 с. (С. 47 - 64).
2. Шустов М.А. Практична схемотехніка. 450 корисних схем радіоаматорам. Книга 1. - М: Альтекс-А, 2001. - 352 с.
3. Шустов М.А. Практична схемотехніка. Контроль та захист джерел живлення. Книга 4. - М: Альтекс-А, 2002. - 176 с.
4. Низьковольтна "мигалка". (За кордоном) // Радіо, 1998 №6, с. 64.
5.
6.
7.
8. Шумейкер Ч. Аматорські схеми контролю та сигналізації на ІС. - М:. Світ, 1989 (схема 46. Простий індикатор розряду батареї, с. 104; схема 47. Маркер фалиня (блимає), с. 105).
9. Генератор на LM3909 / / Радіосхема, 2008, № 2. Спеціальність по диплому - радіоінженер, к.т.н.

Автор книг «Юному радіоаматору для прочитання з паяльником», «Секрети радіоаматорської майстерності», співавтор серії книг «Для прочитання з паяльником» у видавництві «СОЛОН-Прес», маю публікації в журналах «Радіо», «Прилади та техніка експерименту» та ін. .

Читацьке голосування

Статтю схвалили 66 читачів.

Для участі в голосуванні зареєструйтесь та увійдіть на сайт із вашими логіном та паролем.

Анотація

У цій пояснювальній записці представлені опис схеми та часових діаграм, розрахункові методики мультивібратора на польових транзисторах. Відповідно до завдання розраховані необхідні параметри схеми.

THE SUMMARY

У Gib explanatory помічено те, що описує circuit і time diagrams, косметологічні технології multivibrator on field transistors є submitted. З огляду на завдання необхідно параметри з circuit є designed.

період проходження імпульсів Т: 200 мкс

тривалість

: 10 мкс.

тривалість зрізу

: 1 мкс

амплітуда імпульсів U вих. u: -10 В

Титульний лист

Анотація

Технічне завдання

Вступ

1.Опис схеми пристрою фантастронного генератора пилкоподібної напруги

2.Розрахунок фантастронного генератора пилкоподібної напруги

2.1.Електричні розрахунки

2.2.Вибір обґрунтування елементної бази

Висновок

бібліографічний список

Специфікація

Тимчасові діаграми

ВСТУП

Електронна обчислювальна техніка – порівняно молодий науково-технічний напрям, але вона надає найреволюціонізуючіший вплив на всі галузі науки і техніки, на всі сторони життя суспільства. Характерним є постійний розвиток елементної бази ЕОМ. Елементна база розвивається дуже швидко; з'являються нові типи логічних схем, що модифікуються існуючі. Існує безліч різних електронних пристроїв: логічні елементи, регістри, суматори, дешифратори, мультиплексори, лічильники, дільники частоти, тригери, генератори та ін.

Генератори перетворюють енергію джерела живлення на енергію періодичних або квазіперіодичних електричних коливань. Основне призначення генераторів в електроніці - це формування імпульсів початкової установки та синхронізації, керуючих сигналів різної форми та тривалості.

Все різноманіття генераторів можна поділити на такі типи:

Генератори прямокутних імпульсів;

Генератори лінійно-змінної напруги (ЛІН);

Генератори ступінчасто-змінної напруги;

Генератори синусоїдальних коливань

Типові форми прямокутних коливань показано на рис.1

Генератори прямокутних імпульсів, що мають у петлі зворотного зв'язку елементи, що накопичують енергію, називаються мультивібраторами.

Мультивібратори поділяються на дві групи:

Автоколивальні мультивібратори;

Очікуючі мультивібратори або одновібратори.

Основна відмінність між цими мультивібраторами полягає в тому, що автоколивальні мультивібратори формують імпульсну послідовність при подачі напруги живлення на схему, так як вони мають два ланцюги зворотного зв'язку з накопичувачами енергії, а мультивібратори, що чекають, формують одиночний імпульс із заданими параметрами по зовнішньому запуску, так як одна петля зворотного зв'язку не має накопичувача енергії. Одновібратор – щось середнє між мультивібратором та тригером.

Розрізняють м'який та жорсткий режими збудження мультивібраторів. При м'якому режимі будь-які зміни напруги ланцюга зворотного зв'язку в момент включення живлення призводять до виникнення режиму генерацій; при жорсткому режимі генерація виникає, коли напруга ланцюга зворотного зв'язку досягає певного порога.

Мультивібратори поділяються на перезапускає і неперезапускає. У першому випадку при подачі імпульсу запуску генерація вихідних сигналів починається наново з вихідного стану. Перезапуски дозволяють необмежено збільшувати тривалість вихідного імпульсу, незалежно від параметрів схеми мультивібратора. Неперезапуск мультивібратори не реагують на зовнішні імпульси запуску

1. Опис схеми мультивібратора на польових транзисторах

Високий вхідний опір польових транзисторів (ПТ) дозволяє конструювати мультивібратори на дуже низькі частоти повторення імпульсів при малих ємностях конденсаторів. Завдяки цьому форма вихідних імпульсів виявляється менш спотвореною, а шпаруватість більша, ніж у мультивібраторів на біполярних транзисторах.

Для автоколивальних мультивібраторів найбільше підходять ПТ з керуючим p-n переходом, так як під час заряду конденсаторів напруга на ділянці затвор-виток прикладено в прямому напрямку і тому опір цієї ділянки мало і малим стає час заряду конденсаторів.

Схема мультивібраторів із ПТ з керуючим p-n переходом та каналом p-типу зображена на рис.2. У цьому мультивібраторі через резистори

подається невелика негативна напруга на затвор відносно витоку, що підвищує стабільність періоду коливань і тривалість вихідних імпульсів На відміну від мультивібратора на транзисторах БП робота пристрою не порушується, якщо резистори включити між затвором і загальною точкою (схема з «нульовим» затвором).

Тимчасові діаграми роботи несиметричного мультивібратора показано на рис.3. В основних рисах принцип дії цього мультивібратора такий самий, як і у лампового. Від мультивібратора на БТ його відрізняє те, що у тимчасово стійких станах рівноваги розряд конденсаторів відбувається практично лише через резистори

і не до нульової напруги, а до значення, при якому напруга на затворі стає рівною напрузі відсічення (зазвичай 1-6 В)

2.1. ЕЛЕКТРИЧНИЙ РОЗРАХУНОК

I. Вибір транзистора. Для забезпечення тимчасово стійких станів рівноваги необхідно вибирати транзистори, у яких

- максимально допустима напруга сток-витік, - напруга відсічення.

За довідником вибираємо ПТ КП103Л, що має такі параметри:

При напругах

=10 В і =0 струм стоку =3 - 6,6 мА, крутість показника S=1.8 – 3.8 мА/В; струм затвора 20 нА, вхідна ємність пФ, прохідна ємність пФ і потужність, що розсіюється на колекторі P = 120 мВт. Розрахуємо середні значення напруги відсічення та вхідного опору.

Для розрахунку приймаємо