Multivibratoarele sunt o altă formă de oscilatoare. Un oscilator este un circuit electronic care este capabil să mențină un semnal de curent alternativ la ieșire. Poate genera semnale pătrate, liniare sau puls. Pentru a oscila, generatorul trebuie să îndeplinească două condiții Barkhausen:
Câștigul buclei T ar trebui să fie puțin mai mare decât unitatea.
Defazatul ciclului trebuie să fie de 0 grade sau 360 de grade.
Pentru a satisface ambele condiții, oscilatorul trebuie să aibă o formă de amplificator și o parte din ieșirea sa trebuie regenerată în intrare. Dacă câștigul amplificatorului este mai mic de unu, circuitul nu va oscila, iar dacă este mai mare de unu, circuitul va fi supraîncărcat și va produce o formă de undă distorsionată. Un generator simplu poate genera o undă sinusoidală, dar nu poate genera o undă pătrată. O undă pătrată poate fi generată folosind un multivibrator.
Un multivibrator este o formă de generator care are două etape, datorită cărora putem obține o cale de ieșire din oricare dintre stări. Acestea sunt practic două circuite amplificatoare aranjate cu feedback regenerativ. În acest caz, niciunul dintre tranzistori nu conduce simultan. Doar un tranzistor este conducător la un moment dat, în timp ce celălalt este în starea oprită. Unele circuite au anumite stări; starea cu tranziție rapidă se numește procese de comutare, unde există o schimbare rapidă a curentului și a tensiunii. Această comutare se numește declanșare. Prin urmare, putem rula circuitul intern sau extern.
Circuitele au două stări.
Una este starea de echilibru, în care circuitul rămâne pentru totdeauna fără nicio declanșare.
Cealaltă stare este instabilă: în această stare, circuitul rămâne pentru o perioadă limitată de timp fără nicio declanșare externă și trece la o altă stare. Prin urmare, utilizarea multivibartoarelor se face în două circuite de stare, cum ar fi cronometre și flip-flops.
Multivibrator stabil folosind tranzistor
Este un generator cu funcționare liberă care comută continuu între două stări instabile. În absența unui semnal extern, tranzistoarele trec alternativ de la starea oprită la starea de saturație la o frecvență determinată de constantele de timp RC ale circuitelor de comunicație. Dacă aceste constante de timp sunt egale (R și C sunt egale), atunci va fi generată o undă pătrată cu o frecvență de 1/1,4 RC. Prin urmare, un multivibrator astable este numit generator de impulsuri sau generator de unde pătrate. Cu cât valoarea sarcinii de bază R2 și R3 este mai mare în raport cu sarcina colectorului R1 și R4, cu atât câștigul de curent este mai mare și cu atât marginea semnalului va fi mai ascuțită.
Principiul de bază al funcționării unui multivibrator astable este o ușoară modificare a proprietăților sau caracteristicilor electrice ale tranzistorului. Această diferență face ca un tranzistor să pornească mai repede decât celălalt atunci când este aplicată pentru prima dată alimentarea, provocând oscilații.
Explicația diagramei
Un multivibrator astable este format din două amplificatoare RC cuplate în cruce.
Circuitul are două stări instabile
Când V1 = LOW și V2 = HIGH, atunci Q1 ON și Q2 OFF
Când V1 = HIGH și V2 = LOW, Q1 este OPRIT. și Q2 ON.
În acest caz, R1 = R4, R2 = R3, R1 trebuie să fie mai mare decât R2
C1 = C2
Când circuitul este pornit pentru prima dată, niciunul dintre tranzistori nu este pornit.
Tensiunea de bază a ambelor tranzistoare începe să crească. Oricare tranzistor pornește mai întâi din cauza diferenței de dopaj și a caracteristicilor electrice ale tranzistorului.
Orez. 1: Schema schematică a funcționării unui multivibrator astable cu tranzistor
Nu putem spune care tranzistor conduce primul, așa că presupunem că Q1 conduce primul și Q2 este oprit (C2 este complet încărcat).
Q1 este conducător și Q2 este oprit, prin urmare VC1 = 0V, deoarece tot curentul la masă se datorează scurtcircuitului Q1 și VC2 = Vcc deoarece toată tensiunea pe VC2 scade din cauza circuitului deschis TR2 (egal cu tensiunea de alimentare).
Datorită tensiunii înalte a VC2, condensatorul C2 începe să se încarce prin Q1 prin R4 și C1 începe să se încarce prin R2 prin Q1. Timpul necesar pentru încărcarea C1 (T1 = R2C1) este mai mare decât timpul necesar pentru încărcarea C2 (T2 = R4C2).
Deoarece placa dreaptă C1 este conectată la baza lui Q2 și se încarcă, atunci această placă are un potențial ridicat și atunci când depășește tensiunea de 0,65 V, pornește Q2.
Deoarece C2 este complet încărcat, placa sa din stânga are o tensiune de -Vcc sau -5V și este conectată la baza lui Q1. Prin urmare, oprește Q2
TR Acum TR1 este oprit și Q2 este conducător, deci VC1 = 5 V și VC2 = 0 V. Placa din stânga a lui C1 era anterior la -0,65 V, care începe să crească la 5 V și se conectează la colectorul lui Q1. C1 se descarcă mai întâi de la 0 la 0,65 V și apoi începe să se încarce prin R1 prin Q2. În timpul încărcării, placa dreaptă C1 este la potențial scăzut, ceea ce oprește Q2.
Placa din dreapta a lui C2 este conectată la colectorul lui Q2 și este prepoziționată la +5V. Deci C2 se descarcă mai întâi de la 5V la 0V și apoi începe să se încarce prin rezistența R3. Placa din stânga C2 este la potențial ridicat în timpul încărcării, care pornește Q1 când ajunge la 0,65 V.
Orez. 2: Schema schematică a funcționării unui multivibrator astable cu tranzistor
Acum Q1 se desfășoară și Q2 este oprit. Secvența de mai sus se repetă și obținem un semnal la ambii colectori ai tranzistorului care este defazat unul cu celălalt. Pentru a obține o undă pătrată perfectă de către orice colector al tranzistorului, luăm atât rezistența colectorului tranzistorului, rezistența de bază, adică (R1 = R4), (R2 = R3), cât și aceeași valoare a condensatorului, care face circuitul nostru simetric. Prin urmare, ciclul de lucru pentru ieșire scăzută și ridicată este același care generează o undă pătrată
Constanta Constanta de timp a formei de unda depinde de rezistenta de baza si de colectorul tranzistorului. Putem calcula perioada sa de timp prin: Constanta de timp = 0,693RC
Principiul de funcționare a unui multivibrator pe video cu explicație
În acest tutorial video de la canalul TV Soldering Iron, vom arăta cum sunt interconectate elementele unui circuit electric și vom face cunoștință cu procesele care au loc în acesta. Primul circuit pe baza căruia va fi luat în considerare principiul de funcționare este un circuit multivibrator care utilizează tranzistori. Circuitul poate fi într-una din cele două stări și trece periodic de la una la alta.
Analiza a 2 stari ale multivibratorului.
Tot ce vedem acum sunt două LED-uri care clipesc alternativ. De ce se întâmplă asta? Să luăm în considerare mai întâi prima stare.
Primul tranzistor VT1 este închis, iar al doilea tranzistor este complet deschis și nu interferează cu fluxul de curent al colectorului. Tranzistorul este în modul de saturație în acest moment, ceea ce reduce căderea de tensiune pe el. Și, prin urmare, LED-ul potrivit se aprinde la putere maximă. Condensatorul C1 a fost descărcat în primul moment, iar curentul a trecut liber la baza tranzistorului VT2, deschizându-l complet. Dar după un moment, condensatorul începe să se încarce rapid cu curentul de bază al celui de-al doilea tranzistor prin rezistorul R1. După ce este complet încărcat (și după cum știți, un condensator complet încărcat nu trece curent), tranzistorul VT2 se închide și LED-ul se stinge.
Tensiunea la condensatorul C1 este egală cu produsul dintre curentul de bază și rezistența rezistorului R2. Să ne întoarcem în timp. În timp ce tranzistorul VT2 era deschis și LED-ul drept era aprins, condensatorul C2, încărcat anterior în starea anterioară, începe să se descarce lent prin tranzistorul deschis VT2 și rezistorul R3. Până la descărcare, tensiunea de la baza VT1 va fi negativă, ceea ce oprește complet tranzistorul. Primul LED nu este aprins. Se pare că, în momentul în care al doilea LED se stinge, condensatorul C2 are timp să se descarce și devine gata să treacă curent la baza primului tranzistor VT1. Când al doilea LED nu se mai aprinde, primul LED se aprinde.
A în a doua stare se întâmplă același lucru, dar dimpotrivă, tranzistorul VT1 este deschis, VT2 este închis. Trecerea la o altă stare are loc atunci când condensatorul C2 este descărcat, tensiunea pe el scade. După ce s-a descărcat complet, începe să se încarce în direcția opusă. Când tensiunea de la joncțiunea bază-emițător a tranzistorului VT1 atinge o tensiune suficientă pentru a-l deschide, aproximativ 0,7 V, acest tranzistor va începe să se deschidă și primul LED se va aprinde.
Să ne uităm din nou la diagramă.
Prin rezistențele R1 și R4, condensatoarele sunt încărcate, iar prin R3 și R2 are loc descărcarea. Rezistoarele R1 și R4 limitează curentul primului și celui de-al doilea LED. Nu numai luminozitatea LED-urilor depinde de rezistența acestora. Ele determină, de asemenea, timpul de încărcare al condensatorilor. Rezistența R1 și R4 este selectată mult mai mică decât R2 și R3, astfel încât încărcarea condensatoarelor are loc mai rapid decât descărcarea lor. Un multivibrator este utilizat pentru a produce impulsuri dreptunghiulare, care sunt îndepărtate din colectorul tranzistorului. În acest caz, sarcina este conectată în paralel la unul dintre rezistențele colectoarelor R1 sau R4.
Graficul arată impulsurile dreptunghiulare generate de acest circuit. Una dintre regiuni se numește frontul pulsului. Frontul are o pantă și cu cât timpul de încărcare al condensatorilor este mai lung, cu atât această pantă va fi mai mare.
Dacă un multivibrator folosește tranzistori identici, condensatori de aceeași capacitate și dacă rezistențele au rezistențe simetrice, atunci un astfel de multivibrator se numește simetric. Are aceeași durată a pulsului și a pauzei. Și dacă există diferențe de parametri, atunci multivibratorul va fi asimetric. Când conectăm multivibratorul la o sursă de alimentare, în primul moment ambii condensatori sunt descărcați, ceea ce înseamnă că curentul va curge la baza ambilor condensatori și va apărea un mod de funcționare instabil, în care doar unul dintre tranzistori ar trebui să se deschidă. . Deoarece aceste elemente de circuit au unele erori în valori nominale și parametri, unul dintre tranzistori se va deschide primul și multivibratorul va porni.
Dacă doriți să simulați acest circuit în programul Multisim, atunci trebuie să setați valorile rezistențelor R2 și R3, astfel încât rezistențele lor să difere cu cel puțin o zecime de ohm. Faceți același lucru cu capacitatea condensatoarelor, altfel multivibratorul poate să nu pornească. În implementarea practică a acestui circuit, recomand alimentarea cu tensiune de la 3 la 10 volți, iar acum veți afla parametrii elementelor în sine. Cu condiția să fie utilizat tranzistorul KT315. Rezistoarele R1 și R4 nu afectează frecvența pulsului. În cazul nostru, ele limitează curentul LED. Rezistența rezistențelor R1 și R4 poate fi luată de la 300 Ohmi la 1 kOhm. Rezistența rezistențelor R2 și R3 este de la 15 kOhm la 200 kOhm. Capacitatea condensatorului este de la 10 la 100 µF. Să prezentăm un tabel cu valorile rezistențelor și capacităților, care arată frecvența aproximativă a pulsului așteptată. Adică, pentru a obține un impuls care durează 7 secunde, adică durata strălucirii unui LED este egală cu 7 secunde, trebuie să utilizați rezistențele R2 și R3 cu o rezistență de 100 kOhm și un condensator cu o capacitate de 100. μF.
Concluzie.
Elementele de sincronizare ale acestui circuit sunt rezistențele R2, R3 și condensatoarele C1 și C2. Cu cât valorile lor sunt mai mici, cu atât tranzistoarele vor comuta mai des și cu atât LED-urile vor pâlpâi mai des.
Un multivibrator poate fi implementat nu numai pe tranzistori, ci și pe microcircuite. Lăsați comentariile voastre, nu uitați să vă abonați la canalul „Soldering Iron TV” de pe YouTube pentru a nu rata videoclipuri noi interesante.
Un alt lucru interesant despre transmițătorul radio.
Un multivibrator este un dispozitiv pentru crearea de oscilații nesinusoidale. Ieșirea produce un semnal de orice formă, în afară de undă sinusoidală. Frecvența semnalului într-un multivibrator este determinată de rezistență și capacitate, mai degrabă decât de inductanță și capacitate. Multivibratorul este format din două trepte de amplificare, ieșirea fiecărei trepte este alimentată la intrarea celeilalte trepte.
Principiul de funcționare a multivibratorului
Un multivibrator poate crea aproape orice formă de undă, în funcție de doi factori: rezistența și capacitatea fiecăreia dintre cele două trepte de amplificare și de unde este preluată ieșirea din circuit.
De exemplu, dacă rezistența și capacitatea a două trepte sunt egale, o treaptă conduce 50% din timp, iar cealaltă treaptă conduce 50% din timp. Pentru discutarea multivibratoarelor din această secțiune, se presupune că rezistența și capacitatea ambelor trepte sunt egale. Când există aceste condiții, semnalul de ieșire este o undă pătrată.
Multivibratoarele bistabile (sau „flip-flops”) au două stări stabile. La starea de echilibru, una dintre cele două trepte de amplificare este conducătoare, iar cealaltă treaptă nu este conducătoare. Pentru a trece de la o stare stabilă la alta, un multivibrator bistabil trebuie să primească un semnal extern.
Acest semnal extern se numește impuls de declanșare extern. Inițiază tranziția multivibratorului de la o stare la alta. Este necesar un alt impuls de declanșare pentru a forța circuitul înapoi la starea inițială. Aceste impulsuri de declanșare se numesc „pornire” și „resetare”.
În afară de multivibratorul bistabil, există și un multivibrator monostabil, care are o singură stare stabilă și un multivibrator astable, care nu are nicio stare stabilă.
Această lecție va fi dedicată unui subiect destul de important și popular: multivibratoarele și aplicațiile lor. Dacă aș încerca doar să enumerez unde și cum sunt folosite multivibratoarele simetrice și asimetrice auto-oscilante, ar necesita un număr decent de pagini ale cărții. Nu există, probabil, nicio ramură a ingineriei radio, electronică, automatizare, puls sau tehnologie computerizată în care astfel de generatoare să nu fie utilizate. Această lecție va oferi informații teoretice despre aceste dispozitive, iar la final, voi da câteva exemple de utilizare practică a acestora în relație cu creativitatea dvs.
Multivibrator auto-oscilant
Multivibratoarele sunt dispozitive electronice care generează oscilații electrice care sunt aproape de formă dreptunghiulară. Spectrul de oscilații generate de un multivibrator conține multe armonice - și oscilații electrice, dar multipli ai oscilațiilor frecvenței fundamentale, care se reflectă în numele său: „multi - multe”, „vibrație - oscilație”.
Să luăm în considerare circuitul prezentat în (Fig. 1, a). Recunoști? Da, acesta este un circuit al unui amplificator cu tranzistor în două trepte 3H cu ieșire la căști. Ce se întâmplă dacă ieșirea unui astfel de amplificator este conectată la intrarea sa, așa cum se arată prin linia întreruptă din diagramă? Între ei apare feedback-ul pozitiv și amplificatorul se va autoexcita și va deveni un generator de oscilații de frecvență audio, iar în telefoane vom auzi un sunet joasă.Acest fenomen este combatut energic la receptoare și amplificatoare, dar pentru dispozitivele care funcționează automat se întoarce a fi de folos.
Orez. 1 Un amplificator cu două trepte acoperit de feedback pozitiv devine un multivibrator
Acum priviți (Fig. 1, b). Pe ea vedeți o diagramă a aceluiași amplificator acoperit feedback pozitiv , ca în (Fig. 1, a), doar conturul său este ușor modificat. Exact așa sunt de obicei desenate circuite de multivibratoare auto-oscilante, adică multivibratoare autoexcitante. Experiența este poate cea mai bună metodă de a înțelege esența acțiunii unui anumit dispozitiv electronic. Ai fost convins de asta de mai multe ori. Și acum, pentru a înțelege mai bine funcționarea acestui dispozitiv universal - o mașină automată, îmi propun să efectuăm un experiment cu acesta. Puteți vedea schema schematică a unui multivibrator auto-oscilant cu toate datele despre rezistențele și condensatorii săi în (Fig. 2, a). Montați-l pe o placă. Tranzistoarele trebuie să fie de joasă frecvență (MP39 - MP42), deoarece tranzistoarele de înaltă frecvență au o tensiune de defalcare foarte scăzută a joncțiunii emițătorului. Condensatoarele electrolitice C1 și C2 - tip K50 - 6, K50 - 3 sau analogii lor importați pentru o tensiune nominală de 10 - 12 V. Rezistențele rezistențelor pot diferi de cele indicate în diagramă cu până la 50%. Este important doar ca valorile rezistențelor de sarcină Rl, R4 și ale rezistențelor de bază R2, R3 să fie cât mai asemănătoare posibil. Pentru alimentare, utilizați o baterie sau o sursă de alimentare Krona. Conectați un miliampermetru (PA) la circuitul colector al oricărui tranzistor pentru un curent de 10 - 15 mA și conectați un voltmetru DC de înaltă rezistență (PU) la secțiunea emițător-colector a aceluiași tranzistor pentru o tensiune de până la la 10 V. După ce ați verificat instalația și mai ales cu atenție polaritatea condensatoarelor electrolitice de comutare, conectați o sursă de alimentare la multivibrator. Ce arată instrumentele de măsură? Miliampermetru - curentul circuitului colector al tranzistorului crește brusc la 8 - 10 mA și apoi scade brusc aproape la zero. Voltmetrul, dimpotrivă, fie scade la aproape zero, fie crește până la tensiunea sursei de alimentare, tensiunea colectorului. Ce indică aceste măsurători? Faptul că tranzistorul acestui braț al multivibratorului funcționează în modul de comutare. Cel mai mare curent de colector și, în același timp, cea mai mică tensiune de pe colector corespund stării deschise, iar cel mai mic curent și cea mai mare tensiune a colectorului corespund stării închise a tranzistorului. Tranzistorul celui de-al doilea braț al multivibratorului funcționează exact în același mod, dar, după cum se spune, cu defazaj de 180° : Când unul dintre tranzistori este deschis, celălalt este închis. Este ușor de verificat acest lucru prin conectarea aceluiași miliampermetru la circuitul colector al tranzistorului celui de-al doilea braț al multivibratorului; săgețile instrumentelor de măsură se vor abate alternativ de la semnele scarii zero. Acum, folosind un ceas cu a doua a doua, numărați de câte ori pe minut tranzistoarele trec de la deschis la închis. De aproximativ 15 - 20 de ori.Acesta este numărul de oscilații electrice generate de multivibrator pe minut. Prin urmare, perioada unei oscilații este de 3 - 4 s. În timp ce continuați să monitorizați acul miliampermetrului, încercați să reprezentați grafic aceste fluctuații. Pe axa ordonatelor orizontale se trasează, pe o anumită scară, intervalele de timp în care tranzistorul se află în stările deschis și închis, iar pe axa verticală se grafică curentul de colector corespunzător acestor stări. Veți obține aproximativ același grafic ca cel prezentat în Fig. 2, b.
Orez. 2 Diagrama unui multivibrator simetric (a) și impulsurile de curent generate de acesta (b, c, d).
Asta înseamnă că putem presupune că Multivibratorul generează oscilații electrice dreptunghiulare. În semnalul multivibrator, indiferent de ce ieșire este luată, este posibil să se distingă între ele impulsurile și pauzele de curent. Intervalul de timp de la momentul apariției unui impuls de curent (sau de tensiune) până la momentul apariției următorului impuls de aceeași polaritate se numește de obicei perioada de repetare a impulsului T, iar timpul dintre impulsuri cu o durată de pauză Tn - Multivibratoarele care generează impulsuri a căror durată Tn este egală cu pauzele dintre ele se numesc simetrice. Prin urmare, multivibratorul cu experiență pe care l-ați asamblat este simetric. Înlocuiți condensatorii C1 și C2 cu alți condensatori cu o capacitate de 10 - 15 µF. Multivibratorul a rămas simetric, dar frecvența oscilațiilor pe care le-a generat a crescut de 3 - 4 ori - la 60 - 80 pe minut sau, ceea ce este același, la aproximativ 1 Hz. Săgețile instrumentelor de măsură abia au timp să urmărească modificările curenților și tensiunilor din circuitele tranzistoarelor. Și dacă condensatoarele C1 și C2 sunt înlocuite cu capacități de hârtie de 0,01 - 0,05 μF? Cum se vor comporta acum săgețile instrumentelor de măsură? După ce s-au abătut de la semnele zero ale cântarilor, ei stau nemișcați. Poate că generația a fost întreruptă? Nu! Doar că frecvența de oscilație a multivibratorului a crescut la câteva sute de herți. Acestea sunt vibrații în intervalul de frecvență audio pe care dispozitivele DC nu le mai pot detecta. Acestea pot fi detectate folosind un frecvențămetru sau căști conectate printr-un condensator cu o capacitate de 0,01 - 0,05 μF la oricare dintre ieșirile multivibratorului sau conectându-le direct la circuitul colector al oricărui tranzistor în loc de un rezistor de sarcină. Veți auzi un sunet scăzut pe telefoane. Care este principiul de funcționare al unui multivibrator? Să revenim la diagrama din fig. 2, a. În momentul în care alimentarea este pornită, tranzistoarele ambelor brațe ale multivibratorului se deschid, deoarece tensiunile de polarizare negative sunt aplicate bazelor lor prin rezistențele corespunzătoare R2 și R3. În același timp, condensatorii de cuplare încep să se încarce: C1 - prin joncțiunea emițătorului tranzistorului V2 și rezistenței R1; C2 - prin joncțiunea emițătorului tranzistorului V1 și rezistenței R4. Aceste circuite de încărcare a condensatoarelor, fiind divizoare de tensiune ale sursei de alimentare, creează tensiuni din ce în ce mai negative la bazele tranzistoarelor (față de emițători), având tendința de a deschide din ce în ce mai mult tranzistoarele. Pornirea unui tranzistor face ca tensiunea negativă la colectorul său să scadă, ceea ce face ca tensiunea negativă de la baza celuilalt tranzistor să scadă, dezactivându-l. Acest proces are loc în ambele tranzistoare simultan, dar numai unul dintre ei se închide, pe baza căruia există o tensiune pozitivă mai mare, de exemplu, datorită diferenței de coeficienți de transfer de curent h21e ai rezistențelor și condensatorilor. Al doilea tranzistor rămâne deschis. Dar aceste stări ale tranzistorilor sunt instabile, deoarece procesele electrice din circuitele lor continuă. Să presupunem că la ceva timp după pornirea alimentării, tranzistorul V2 s-a dovedit a fi închis, iar tranzistorul V1 s-a dovedit a fi deschis. Din acest moment, condensatorul C1 începe să se descarce prin tranzistorul deschis V1, a cărui rezistență a secțiunii emițător-colector este scăzută în acest moment, și rezistența R2. Pe măsură ce condensatorul C1 se descarcă, tensiunea pozitivă la baza tranzistorului închis V2 scade. De îndată ce condensatorul este complet descărcat și tensiunea de la baza tranzistorului V2 devine aproape de zero, apare un curent în circuitul colector al acestui tranzistor care se deschide acum, care acționează prin condensatorul C2 pe baza tranzistorului V1 și scade negativul. tensiune pe el. Ca urmare, curentul care trece prin tranzistorul V1 începe să scadă, iar prin tranzistorul V2, dimpotrivă, crește. Acest lucru face ca tranzistorul V1 să se oprească și tranzistorul V2 să se deschidă. Acum condensatorul C2 va începe să se descarce, dar prin tranzistorul deschis V2 și rezistența R3, ceea ce duce în cele din urmă la deschiderea primului și închiderea celui de-al doilea tranzistor etc. Tranzistoarele interacționează tot timpul, determinând multivibratorul să genereze oscilații electrice. Frecvența de oscilație a multivibratorului depinde atât de capacitatea condensatoarelor de cuplare, pe care ați verificat-o deja, cât și de rezistența rezistențelor de bază, pe care o puteți verifica acum. Încercați, de exemplu, să înlocuiți rezistențele de bază R2 și R3 cu rezistențe de mare rezistență. Frecvența de oscilație a multivibratorului va scădea. În schimb, dacă rezistența lor este mai mică, frecvența de oscilație va crește. Un alt experiment: deconectați bornele superioare (conform diagramei) ale rezistențelor R2 și R3 de la conductorul negativ al sursei de alimentare, conectați-le împreună, iar între ele și conductorul negativ, porniți un rezistor variabil cu o rezistență de 30 - 50 kOhm ca reostat. Prin rotirea axei rezistenței variabile, puteți modifica frecvența de oscilație a multivibratoarelor într-un interval destul de larg. Frecvența aproximativă de oscilație a unui multivibrator simetric poate fi calculată folosind următoarea formulă simplificată: F = 700/(RC), unde f este frecvența în herți, R este rezistența rezistențelor de bază în kilo-ohmi, C este capacitatea a condensatorilor de cuplare în microfarad. Folosind această formulă simplificată, calculați ce oscilații de frecvență a generat multivibratorul dvs. Să revenim la datele inițiale ale rezistențelor și condensatoarelor multivibratorului experimental (conform diagramei din fig. 2, a). Înlocuiți condensatorul C2 cu un condensator cu o capacitate de 2 - 3 μF, conectați un miliampermetru la circuitul colector al tranzistorului V2, urmați-i săgeata și descrieți grafic fluctuațiile curentului generate de multivibrator. Acum curentul din circuitul colector al tranzistorului V2 va apărea în impulsuri mai scurte decât înainte (Fig. 2, c). Durata impulsurilor Th va fi aproximativ de același număr de ori mai mică decât pauzele dintre impulsurile Th, deoarece capacitatea condensatorului C2 a scăzut în comparație cu capacitatea sa anterioară. Acum conectați același miliampermetru (sau similar) la circuitul colector al tranzistorului V1. Ce arată dispozitivul de măsurare? De asemenea impulsuri de curent, dar durata lor este mult mai mare decât pauzele dintre ele (Fig. 2, d). Ce s-a întâmplat? Prin reducerea capacității condensatorului C2, ați rupt simetria brațelor multivibratorului - a devenit asimetric . Prin urmare, vibrațiile generate de acesta au devenit asimetric : în circuitul colector al tranzistorului V1, curentul apare în impulsuri relativ lungi, în circuitul colector al tranzistorului V2 - în impulsuri scurte. Impulsurile scurte de tensiune pot fi eliminate de la Ieșirea 1 a unui astfel de multivibrator, iar impulsurile lungi de tensiune pot fi eliminate de la Ieșirea 2. Schimbați temporar condensatoarele C1 și C2. Acum impulsurile scurte de tensiune vor fi la Ieșirea 1, iar cele lungi la Ieșirea 2. Numărați (pe un ceas cu acul secund) câte impulsuri electrice pe minut generează această versiune a multivibratorului. Aproximativ 80. Măriți capacitatea condensatorului C1 prin conectarea unui al doilea condensator electrolitic cu o capacitate de 20 - 30 μF în paralel cu acesta. Frecvența de repetare a pulsului va scădea. Ce se întâmplă dacă, dimpotrivă, capacitatea acestui condensator este redusă? Frecvența de repetare a pulsului ar trebui să crească. Există, totuși, o altă modalitate de a regla rata de repetare a impulsului - prin schimbarea rezistenței rezistorului R2: cu o scădere a rezistenței acestui rezistor (dar nu mai puțin de 3 - 5 kOhm, altfel tranzistorul V2 va fi deschis tot timpul iar procesul de auto-oscilare va fi perturbat), frecvența de repetare a pulsului ar trebui să crească, iar odată cu creșterea rezistenței sale, dimpotrivă, scade. Verificați empiric - este adevărat? Selectați un rezistor de o astfel de valoare încât numărul de impulsuri pe minut să fie exact 60. Acul miliampermetrului va oscila la o frecvență de 1 Hz. Multivibratorul în acest caz va deveni ca un mecanism de ceas electronic care numără secundele.
Multivibrator în așteptare
Un astfel de multivibrator generează impulsuri de curent (sau tensiune) atunci când semnalele de declanșare sunt aplicate la intrarea sa de la o altă sursă, de exemplu, de la un multivibrator auto-oscilant. Pentru a transforma multivibratorul auto-oscilant, cu care ați efectuat deja experimente în această lecție (conform diagramei din Fig. 2a), într-un multivibrator în așteptare, trebuie să faceți următoarele: îndepărtați condensatorul C2 și conectați în schimb un rezistență între colectorul tranzistorului V2 și baza tranzistorului V1 (în Fig. 3 - R3) cu o rezistență de 10 - 15 kOhm; între baza tranzistorului V1 și conductorul împământat, conectați un element conectat în serie 332 (G1 sau altă sursă de tensiune constantă) și un rezistor cu o rezistență de 4,7 - 5,1 kOhm (R5), dar astfel încât polul pozitiv al elementului este conectat la bază (prin R5); Conectați un condensator (în Fig. 3 - C2) cu o capacitate de 1 - 5 mii pF la circuitul de bază al tranzistorului V1, a cărui ieșire a doua va acționa ca contact pentru semnalul de control de intrare. Starea inițială a tranzistorului V1 a unui astfel de multivibrator este închisă, tranzistorul V2 este deschis. Verificați - este adevărat? Tensiunea de pe colectorul tranzistorului închis ar trebui să fie apropiată de tensiunea sursei de alimentare, iar pe colectorul tranzistorului deschis nu trebuie să depășească 0,2 - 0,3 V. Apoi porniți un miliampermetru la circuitul colector al tranzistorului V1 pentru o perioadă de timp. curent de 10 - 15 mA și, observând săgeata acesteia , conectați între contactul Uin și conductorul împământat, literalmente pentru o clipă, unul sau două elemente 332 conectate în serie (în diagrama GB1) sau o baterie 3336L. Doar nu-l confunda: polul negativ al acestui semnal electric extern trebuie conectat la contactul Uin. În acest caz, acul miliampermetrului ar trebui să devieze imediat la valoarea celui mai mare curent din circuitul colector al tranzistorului, să înghețe pentru un timp și apoi să revină la poziția inițială pentru a aștepta următorul semnal. Repetați acest experiment de mai multe ori. Cu fiecare semnal, miliampermetrul va arăta că curentul de colector al tranzistorului V1 crește instantaneu la 8 - 10 mA și, după un timp, scade instantaneu la aproape zero. Acestea sunt impulsuri unice de curent generate de un multivibrator. Și dacă păstrați bateria GB1 conectată la terminalul Uin mai mult timp. Același lucru se va întâmpla ca în experimentele anterioare - la ieșirea multivibratorului va apărea un singur impuls. Incearca-l!
Orez. 3 Multivibrator cu experiență în așteptare.
Și încă un experiment: atingeți borna de bază a tranzistorului V1 cu un obiect metalic luat în mână. Poate că în acest caz, multivibratorul în așteptare va funcționa - de la încărcarea electrostatică a corpului tău. Repetați aceleași experimente, dar conectând miliampermetrul la circuitul colector al tranzistorului V2. Când se aplică un semnal de control, curentul de colector al acestui tranzistor ar trebui să scadă brusc până la aproape zero și apoi să crească la fel de brusc la valoarea curentului tranzistorului deschis. Acesta este și un impuls de curent, dar de polaritate negativă. Care este principiul de funcționare al unui multivibrator în așteptare? Într-un astfel de multivibrator, legătura dintre colectorul tranzistorului V2 și baza tranzistorului V1 nu este capacitivă, ca într-unul auto-oscilant, ci rezistivă - prin rezistența R3. O tensiune de polarizare negativă care o deschide este furnizată la baza tranzistorului V2 prin rezistorul R2. Tranzistorul V1 este închis în mod fiabil de tensiunea pozitivă a elementului G1 la baza sa. Această stare a tranzistorilor este foarte stabilă. Ele pot rămâne în această stare pentru orice perioadă de timp. Dar la baza tranzistorului V1 a apărut un impuls de tensiune cu polaritate negativă. Din acest moment, tranzistoarele intră într-o stare instabilă. Sub influența semnalului de intrare, tranzistorul V1 se deschide, iar tensiunea în schimbare pe colectorul său prin condensatorul C1 închide tranzistorul V2. Tranzistoarele rămân în această stare până când condensatorul C1 este descărcat (prin rezistorul R2 și tranzistorul deschis V1, a cărui rezistență este scăzută în acest moment). De îndată ce condensatorul este descărcat, tranzistorul V2 se va deschide imediat, iar tranzistorul V1 se va închide. Din acest moment, multivibratorul este din nou în modul de așteptare original, stabil. Prin urmare, un multivibrator în așteptare are o stare stabilă și una instabilă . În timpul unei stări instabile, generează una puls pătrat curent (tensiune), a cărui durată depinde de capacitatea condensatorului C1. Cu cât capacitatea acestui condensator este mai mare, cu atât durata impulsului este mai mare. Deci, de exemplu, cu o capacitate a condensatorului de 50 µF, multivibratorul generează un impuls de curent care durează aproximativ 1,5 s, iar cu un condensator cu o capacitate de 150 µF - de trei ori mai mult. Prin condensatori suplimentari, impulsurile de tensiune pozitive pot fi eliminate de la ieșirea 1, iar cele negative de la ieșirea 2. Numai cu un impuls de tensiune negativ aplicat la baza tranzistorului V1 multivibratorul poate fi scos din modul standby? Nu, nu numai. Acest lucru se poate face și prin aplicarea unui impuls de tensiune cu polaritate pozitivă, dar la baza tranzistorului V2. Deci, tot ce trebuie să faceți este să verificați experimental modul în care capacitatea condensatorului C1 afectează durata impulsurilor și capacitatea de a controla multivibratorul de așteptare cu impulsuri de tensiune pozitivă. Cum poți folosi practic un multivibrator standby? Diferit. De exemplu, pentru a converti tensiunea sinusoidală în impulsuri dreptunghiulare de tensiune (sau curent) cu aceeași frecvență sau pentru a porni un alt dispozitiv pentru o perioadă de timp prin aplicarea unui semnal electric pe termen scurt la intrarea unui multivibrator în așteptare. Cum altfel? Gândi!
Multivibrator în generatoare și întrerupătoare electronice
Apel electronic. Un multivibrator poate fi folosit pentru un sonerie de apartament, inlocuind unul electric obisnuit. Poate fi asamblat conform diagramei prezentate în (Fig. 4). Tranzistoarele V1 și V2 funcționează într-un multivibrator simetric, generând oscilații cu o frecvență de aproximativ 1000 Hz, iar tranzistorul V3 funcționează într-un amplificator de putere pentru aceste oscilații. Vibrațiile amplificate sunt convertite de capul dinamic B1 în vibrații sonore. Dacă utilizați un difuzor de abonat pentru a efectua un apel, conectând înfășurarea primară a transformatorului său de tranziție la circuitul colector al tranzistorului V3, carcasa acestuia va găzdui toată electronica de sonerie montată pe placă. Bateria va fi de asemenea amplasată acolo.
Orez. 4. Apel electronic bazat pe un multivibrator.
Un sonerie electronică poate fi instalată pe coridor și conectată cu două fire la butonul S1. Când apăsați butonul, sunetul va apărea în capul dinamic. Deoarece alimentarea dispozitivului este furnizată numai în timpul semnalelor de apel, două baterii 3336L conectate în serie sau „Krona” vor dura câteva luni de funcționare. Setați tonul sonor dorit prin înlocuirea condensatoarelor C1 și C2 cu condensatoare de alte capacități. Un multivibrator asamblat conform aceluiași circuit poate fi folosit pentru a studia și a se antrena în ascultarea alfabetului telegrafic - codul Morse. În acest caz, trebuie doar să înlocuiți butonul cu o cheie telegrafică.
Comutator electronic. Acest dispozitiv, a cărui diagramă este prezentată în (Fig. 5), poate fi folosit pentru a comuta două ghirlande de brad de Crăciun alimentate de o rețea de curent alternativ. Comutatorul electronic în sine poate fi alimentat de la două baterii 3336L conectate în serie, sau de la un redresor care ar furniza o tensiune constantă de 9 - 12 V la ieșire.
Orez. 5. Comutator electronic bazat pe un multivibrator.
Circuitul comutatorului este foarte asemănător cu circuitul soneriei electronice. Dar capacitățile condensatoarelor C1 și C2 ale comutatorului sunt de multe ori mai mari decât capacitățile condensatoarelor similare. Multivibratorul comutator, în care funcționează tranzistoarele V1 și V2, generează oscilații cu o frecvență de aproximativ 0,4 Hz, iar sarcina amplificatorului său de putere (tranzistorul V3) este înfășurarea releului electromagnetic K1. Releul are o pereche de plăci de contact care funcționează pentru comutare. Potrivit, de exemplu, este un releu RES-10 (pașaport RS4.524.302) sau un alt releu electromagnetic care funcționează în mod fiabil de la o tensiune de 6 - 8 V la un curent de 20 - 50 mA. Când alimentarea este pornită, tranzistoarele V1 și V2 ale multivibratorului se deschid și se închid alternativ, generând semnale de unde pătrate. Când tranzistorul V2 este pornit, o tensiune de alimentare negativă este aplicată prin rezistorul R4 și acest tranzistor la baza tranzistorului V3, conducându-l în saturație. În acest caz, rezistența secțiunii emițător-colector a tranzistorului V3 scade la câțiva ohmi și aproape întreaga tensiune a sursei de alimentare este aplicată înfășurării releului K1 - releul este declanșat și contactele sale conectează una dintre ghirlande la rețeaua. Când tranzistorul V2 este închis, circuitul de alimentare de la baza tranzistorului V3 este întrerupt și este, de asemenea, închis; nu trece curent prin înfășurarea releului. În acest moment, releul eliberează ancora și contactele acesteia, comutând, conectează a doua ghirlandă de brad de Crăciun la rețea. Dacă doriți să schimbați timpul de comutare al ghirlandelor, înlocuiți condensatoarele C1 și C2 cu condensatoare de alte capacități. Lăsați datele pentru rezistențele R2 și R3 la fel, altfel modul de funcționare DC al tranzistoarelor va fi perturbat. Un amplificator de putere similar cu amplificatorul de pe tranzistorul V3 poate fi de asemenea inclus în circuitul emițător al tranzistorului V1 al multivibratorului. În acest caz, releele electromagnetice (inclusiv cele de casă) pot să nu aibă grupuri de comutare de contacte, dar în mod normal deschise sau normal închise. Contactele releului unuia dintre brațele multivibratorului vor închide și deschide periodic circuitul de alimentare al unei ghirlande, iar contactele releului celuilalt braț al multivibratorului vor deschide periodic circuitul de alimentare al celei de-a doua ghirlande. Comutatorul electronic poate fi montat pe o placă din getinax sau alt material izolator și, împreună cu bateria, așezat într-o cutie de placaj. În timpul funcționării, întrerupătorul consumă un curent de cel mult 30 mA, astfel încât energia a două baterii 3336L sau Krona este suficientă pentru toate vacanțele de Anul Nou. Un comutator similar poate fi utilizat în alte scopuri. De exemplu, pentru iluminarea măștilor și a atracțiilor. Imaginați-vă o figurină a eroului basmului „Puss in Boots” tăiată din placaj și pictată. În spatele ochilor transparenți sunt becuri de la o lanternă, comutate de un întrerupător electronic, iar pe figură în sine există un buton. De îndată ce apăsați butonul, pisica va începe imediat să vă facă cu ochiul. Nu se poate folosi un comutator pentru a electriza unele modele, precum modelul far? În acest caz, în circuitul colector al tranzistorului amplificatorului de putere, în locul unui releu electromagnetic, puteți include un bec cu incandescență de dimensiuni mici, proiectat pentru un curent de filament mic, care va imita fulgerele unui far. Dacă un astfel de comutator este completat cu un comutator basculant, cu ajutorul căruia două astfel de becuri pot fi pornite alternativ în circuitul colector al tranzistorului de ieșire, atunci poate deveni un indicator de direcție pentru bicicleta ta.
Metronom- acesta este un fel de ceas care vă permite să numărați perioade egale de timp folosind semnale sonore cu o precizie de fracțiuni de secundă. Astfel de dispozitive sunt folosite, de exemplu, pentru a dezvolta simțul tactului atunci când se preda alfabetizarea muzicală, în timpul primei instruiri în transmiterea semnalelor folosind alfabetul telegrafic. Puteți vedea o diagramă a unuia dintre aceste dispozitive în (Fig. 6).
Orez. 6. Metronom bazat pe un multivibrator.
Acesta este, de asemenea, un multivibrator, dar asimetric. Acest multivibrator folosește tranzistori de diferite structuri: Vl - n - p - n (MP35 - MP38), V2 - p - n - p (MP39 - MP42). Acest lucru a făcut posibilă reducerea numărului total de piese ale multivibratorului. Principiul funcționării sale rămâne același - generarea are loc datorită feedback-ului pozitiv între ieșirea și intrarea unui amplificator 3CH în două trepte; comunicarea se realizează prin condensatorul electrolitic C1. Sarcina multivibratorului este un cap dinamic B1 de dimensiuni mici, cu o bobină vocală cu o rezistență de 4 - 10 ohmi, de exemplu 0,1GD - 6, 1GD - 8 (sau o capsulă telefonică), care creează sunete similare cu clicurile în timpul impulsuri de curent de scurtă durată. Frecvența de repetare a impulsurilor poate fi ajustată prin rezistența variabilă R1 de la aproximativ 20 la 300 de impulsuri pe minut. Rezistorul R2 limitează curentul de bază al primului tranzistor atunci când glisorul rezistorului R1 se află în poziția cea mai joasă (în funcție de circuit), corespunzătoare frecvenței celei mai mari a oscilațiilor generate. Metronomul poate fi alimentat de o baterie 3336L sau trei celule 332 conectate în serie. Curentul pe care îl consumă de la baterie nu depășește 10 mA. Rezistorul variabil R1 trebuie să aibă o scară calibrată conform unui metronom mecanic. Folosind-o, prin simpla rotire a butonului de rezistență, puteți seta frecvența dorită a semnalelor sonore ale metronomului.
Munca practica
Pentru lucrări practice, vă sfătuiesc să asamblați circuitele multivibratoare prezentate în imaginile lecției, ceea ce vă va ajuta să înțelegeți principiul de funcționare al multivibratorului. În continuare, îmi propun să asamblam un „Simulator Electronic Nightingale” foarte interesant și util, bazat pe multivibratoare, care poate fi folosit ca sonerie. Circuitul este foarte simplu, fiabil și funcționează imediat dacă nu există erori de instalare și de utilizare a elementelor radio care pot fi reparate. O folosesc ca sonerie de 18 ani, până astăzi. Nu este greu de ghicit că l-am colectat când, ca tine, eram un radioamator începător.
Apel electronic bazat pe multivibratoare
Multivibratoare în așteptare după sosirea unui impuls scurt de declanșare, este generat un impuls de ieșire. Ei aparțin clasei dispozitive monostabileși au o stare de echilibru stabilă pe termen lung și una cvasi-stabilă. În Fig. 8. Datorită conexiunii de bază VT 2 cu alimentare + E prin R b2, un curent de deblocare curge în circuitul de bază, suficient pentru a satura acest tranzistor. În acest caz, tensiunea de ieșire a fost eliminată din colector VT 2 este aproape de zero. tranzistor VT 1 este blocat de tensiunea negativă obținută prin împărțirea tensiunii sursei de polarizare - E separator cm R b1 R Cu. Astfel, după pornirea surselor de alimentare, se determină starea circuitului. În această stare condensatorul CU 1 încărcat la tensiunea sursă + E(plus pe stânga, minus pe coperta din dreapta).
Orez. 8. Multivibrator tranzistor de așteptare
Multivibratorul în așteptare poate rămâne în această stare atât timp cât se dorește - până când sosește pulsul de declanșare. Un impuls de declanșare pozitiv (Fig. 9) deblochează tranzistorul VT 1, ceea ce duce la o creștere a curentului de colector și o scădere a potențialului de colector al acestui tranzistor. Câștig de potențial negativ la un condensator CU 1 este transmis la bază VT 2, scoate acest tranzistor din saturație și îl face să intre în modul activ. Curentul de colector al tranzistorului scade, tensiunea la colector primește o creștere pozitivă, care de la colector VT 2 prin rezistor R c se transmite la bază VT 1, determinând deblocarea în continuare. Pentru a reduce timpul de deblocare VT 1 în paralel R c include condensatorul de accelerare CU usk. Procesul de comutare a tranzistoarelor are loc ca o avalanșă și se termină cu trecerea multivibratorului la a doua stare de echilibru cvasi-stabilă. În această stare, condensatorul se descarcă CU 1 prin rezistor R b2 și tranzistor saturat VT 1 per sursă de alimentare +E. Placă încărcată pozitiv CU 1 prin tranzistor saturat VT 1 este conectat la firul comun, iar cel încărcat negativ este conectat la bază VT 2. Datorită acestui lucru, tranzistorul VT 2 este ținut încuiat. După externare CU 1 potențial de bază VT 2 devine nenegativ. Acest lucru duce la o comutare asemănătoare avalanșelor a tranzistorilor ( VT 2 este deblocat și VT 1 este blocat). Formarea impulsului de ieșire se încheie. Astfel, durata impulsului de ieșire este determinată de procesul de descărcare a condensatorului CU 1
.
Amplitudinea impulsului de ieșire
.
La sfârșitul formării impulsului de ieșire, începe etapa de recuperare, timp în care condensatorul este încărcat CU 1 din sursa + E printr-un rezistor R k1 și joncțiunea emițătorului tranzistorului saturat VT 2. Timp de recuperare
.
Perioada minimă de repetiție cu care pot urma impulsurile de declanșare este
.
Orez. 9. Diagrame de temporizare a tensiunii în circuitul multivibrator în așteptare
Amplificatoare operaționale
Amplificatoare operaționale(OA) sunt amplificatoare de curent continuu (DCA) de înaltă calitate, concepute pentru a efectua diverse operații pe semnale analogice atunci când funcționează într-un circuit cu feedback negativ.
Amplificatoarele DC vă permit să amplificați semnalele care se schimbă lent, deoarece au o frecvență de limitare inferioară zero a benzii de amplificare (f n = 0). În consecință, astfel de amplificatoare nu au componente reactive (condensatori, transformatoare) care nu transmit componenta DC a semnalului.
În fig. 10a prezintă simbolul amplificatorului operațional. Amplificatorul prezentat are un terminal de ieșire (prezentat în partea dreaptă) și două terminale de intrare (prezentat în partea stângă). Semnul Δ sau > caracterizează câștigul. O intrare a cărei tensiune este decalată în fază cu 180 0 în raport cu tensiunea de ieșire se numește inversareași este indicată prin semnul inversării ○, iar intrarea, tensiunea la care este în fază cu ieșirea, este neinversoare. Op-amp-ul amplifică tensiunea diferenţială (diferenţa) dintre intrări. Amplificatorul operațional conține, de asemenea, pini pentru alimentarea tensiunii de alimentare și poate conține pini de corecție a frecvenței (FC) și pini de echilibrare (NC). Pentru a facilita înțelegerea scopului ieșirilor și pentru a crește conținutul de informații din simbol, este permisă introducerea unuia sau două câmpuri suplimentare pe ambele părți ale câmpului principal, în care sunt indicate etichete care caracterizează funcțiile de ieșire (Fig. 10, b). În prezent, amplificatoarele operaționale sunt produse sub formă de circuite integrate. Acest lucru ne permite să le considerăm componente separate cu anumiți parametri.
Parametrii și caracteristicile unui amplificator operațional pot fi împărțiți în caracteristici de intrare, ieșire și transmisie.
Parametrii de intrare.
Orez. 10. Simbol amplificator operațional: a – fără câmp suplimentar; b – cu un câmp suplimentar; NC – terminale de echilibrare; FC – ieșiri de corecție a frecvenței; U – bornele tensiunii de alimentare; 0V – ieșire comună
Caracteristicile transmisiei.
Câștig de tensiune LA U (10 3 – 10 6)
,
Unde U intrare1 , U vx2– tensiune la intrările amplificatorului operațional.
Raportul modului comun LA U sf
.
Rata de respingere în modul comun LA os sf
.
Frecvența câștigului unitar f 1 este frecvența la care câștigul de tensiune este egal cu unitatea (unitățile sunt zeci de MHz).
Rata de creștere a tensiunii de ieșire V U out este rata maximă posibilă de modificare a semnalului de ieșire.
Parametrii de ieșire.
Tensiunea maximă de ieșire a amplificatorului operațional U out max. De obicei, această tensiune este cu 2-3 V mai mică decât tensiunea de alimentare.
Rezistența de ieșire Rout (zeci - sute de ohmi).
Circuite de bază pentru conectarea unui amplificator operațional.
Amplificatoarele operaționale sunt utilizate de obicei cu feedback negativ profund, deoarece au un câștig semnificativ de tensiune. În acest caz, parametrii rezultați ai amplificatorului depind de elementele circuitului de feedback.
În funcție de intrarea amplificatorului operațional la care este conectată sursa semnalului de intrare, există două scheme principale de conectare (Fig. 11). Când tensiunea de intrare este aplicată intrării neinversoare (Fig. 11, a), câștigul de tensiune este determinat de expresia
. (1)
Această includere a unui amplificator operațional este utilizată atunci când este necesară o impedanță de intrare crescută. Dacă în diagrama Fig. 11 și eliminați rezistența R 1 și rezistența la scurtcircuit R 2, obțineți un adept de tensiune ( LA u=1), care este folosit pentru a potrivi impedanța ridicată a sursei de semnal și impedanța scăzută a receptorului.
Orez. 11. Circuite amplificatoare op-amp: a – amplificator neinversător; b – amplificator inversor
Când tensiunea de intrare este aplicată intrării inversoare (Fig. 11, b), câștigul este egal cu
. (2)
După cum se poate observa din expresia (2), cu această conexiune, tensiunea de intrare este inversată.
În circuitele considerate, la una dintre intrări este conectată o rezistență Re. Nu afectează câștigul și este introdus atunci când este necesar pentru a reduce variațiile tensiunii de ieșire cauzate de variațiile temporare sau de temperatură ale curenților de intrare. Rezistența Re este aleasă astfel încât rezistențele echivalente conectate la intrările amplificatorului operațional să fie aceleași. Pentru diagramele din fig. 10 
.
Prin modificarea diagramei din fig. 11, b, puteți obține un dispozitiv de însumare (Fig. 12, a), în care
. (3)
Când tensiunea este aplicată simultan la ambele intrări ale amplificatorului operațional, se obține un dispozitiv de scădere (Fig. 12, b), pentru care
. (4)
Această expresie este valabilă dacă condiția este îndeplinită 
.
Orez. 12. Circuite de comutare op-amp: a – sumator de tensiune; b – dispozitiv de scădere
Circuite radio pentru radioamatori începători
În acest articol vă prezentăm mai multe dispozitive bazate pe un singur circuit - un multivibrator asimetric care utilizează tranzistori de diferite conductivitati.
intermitent
Folosind acest circuit, puteți asambla un dispozitiv cu un bec care clipește (vezi Fig. 1) și îl puteți utiliza în diverse scopuri. De exemplu, instalați-l pe o bicicletă pentru a alimenta luminile de direcție, sau într-un model de far, o lumină de semnalizare sau pe un model de mașină sau navă ca lumină intermitentă.
Sarcina unui multivibrator asimetric asamblat pe tranzistoarele T1, T2 este becul L1. Rata de repetiție a impulsurilor este determinată de valoarea capacității condensatorului C1 și a rezistențelor R1, R2. Rezistorul R1 limitează frecvența maximă de aprindere, iar rezistorul R2 poate fi utilizat pentru a le schimba fără probleme frecvența. Trebuie să începeți să lucrați de la frecvența maximă, care corespunde poziției superioare a glisorului rezistorului R2 din diagramă.
Vă rugăm să rețineți că dispozitivul este alimentat de o baterie 3336L, care produce 3,5 V sub sarcină, iar becul L1 este folosit la o tensiune de doar 2,5 V. Se va arde? Nu! Durata strălucirii sale este foarte scurtă, iar firul nu are timp să se supraîncălzească. Dacă tranzistoarele au un câștig mare, atunci în loc de un bec de 2,5 V x 0,068 A, puteți utiliza un bec de 3,5 V x 0,16 A. Tranzistoarele precum MP35-MP38 sunt potrivite pentru tranzistorul T1, iar tranzistorii precum MP39-MP42 sunt potrivit pentru T2.
Metronom
Dacă instalați un difuzor în același circuit în loc de un bec, veți obține un alt dispozitiv - un metronom electronic. Este folosit în predarea muzicii, pentru păstrarea timpului în timpul experimentelor fizice și în imprimarea fotografică.
Dacă schimbați ușor circuitul - reduceți capacitatea condensatorului C1 și introduceți rezistența R3, atunci durata impulsului generatorului va crește. Sunetul va crește (Fig. 2). Acest dispozitiv poate servi drept sonerie, model de claxon sau mașină cu pedale pentru copii. (În acest din urmă caz, tensiunea trebuie crescută la 9 V.) Și poate fi folosit și pentru predarea codului Morse. Abia atunci, în loc de butonul Kn1, trebuie să instalați o cheie telegrafică. Tonul sonor este selectat de condensatorul C1 și rezistența R2. Cu cât R3 este mai mare, cu atât sunetul generatorului este mai puternic. Cu toate acestea, dacă valoarea sa este mai mare de un kilo-ohm, este posibil să nu apară oscilații în generator.
Generatorul folosește aceiași tranzistori ca în circuitul anterior, iar căștile sau un cap cu o rezistență a bobinei de 5 până la 65 Ohmi sunt folosite ca difuzor.
Indicator de umiditate
Un multivibrator asimetric care utilizează tranzistori de conductivitate diferită are o proprietate interesantă: în timpul funcționării, ambele tranzistoare sunt fie deschise, fie blocate în același timp. Curentul consumat de tranzistoarele deconectate este foarte mic. Acest lucru face posibilă crearea unor indicatori rentabili ai modificărilor cantităților neelectrice, cum ar fi indicatorii de umiditate. Schema schematică a unui astfel de indicator este prezentată în Figura 3. După cum se poate vedea din diagramă, generatorul este conectat în mod constant la sursa de alimentare, dar nu funcționează, deoarece ambii tranzistori sunt blocați. Reduce consumul de curent și rezistorul R4. Un senzor de umiditate este conectat la prizele G1, G2 - două fire cositorite subțiri de 1,5 cm lungime.Sunt cusute pe material la o distanță de 3-5 mm unul de celălalt.Rezistența senzorului uscat este mare. Când este ud cade. Tranzistoarele se deschid, generatorul începe să funcționeze.Pentru a reduce volumul, trebuie să reduceți tensiunea de alimentare sau valoarea rezistorului R3. Acest indicator de umiditate poate fi folosit atunci când îngrijești nou-născuții.
Indicator de umiditate cu semnal sonor și luminos
Dacă extindeți puțin circuitul, indicatorul de umiditate va emite lumină simultan cu semnalul sonor - becul L1 va începe să se aprindă. În acest caz, după cum se poate observa din diagramă (Fig. 4), în generator sunt instalate două multivibratoare asimetrice pe tranzistoare de diferite conductivitati. Unul este asamblat pe tranzistoarele T1, T2 și este controlat de un senzor de umiditate conectat la prizele G1, G2. Sarcina acestui multivibrator este lampa L1. Tensiunea de la colectorul T2 controlează funcționarea celui de-al doilea multivibrator, asamblat pe tranzistoarele T3, T4. Funcționează ca un generator de frecvență audio, iar difuzorul Gr1 este pornit la ieșire. Dacă nu este nevoie să dați un semnal sonor, atunci al doilea multivibrator poate fi oprit.
Tranzistoarele, lampa și difuzorul utilizate în acest indicator de umiditate sunt aceleași ca în dispozitivele anterioare.
Simulator de sirenă
Dispozitivele interesante pot fi construite folosind dependența frecvenței unui multivibrator asimetric de tranzistori cu conductivitate diferită de curentul de bază al tranzistorului T1. De exemplu, un generator care simulează sunetul unei sirene. Un astfel de dispozitiv poate fi instalat pe un model de ambulanță, camion de pompieri sau barcă de salvare.
Schema schematică a dispozitivului este prezentată în Figura 5. În poziția inițială, butonul Kn1 este deschis. Tranzistoarele sunt blocate. Generatorul nu funcționează. Când butonul este închis, condensatorul C2 este încărcat prin rezistorul R4. Tranzistoarele se deschid și multivibratorul începe să funcționeze. Pe măsură ce condensatorul C2 se încarcă, curentul de bază al tranzistorului T1 crește și frecvența multivibratorului crește. Când butonul este deschis, totul se repetă în ordine inversă. Sunetul sirenei este simulat prin închiderea și deschiderea periodică a butonului. Rata de creștere și scădere a sunetului este selectată de rezistența R4 și condensatorul C2. Tonul sirenei este stabilit de rezistența R3, iar volumul sunetului prin selectarea rezistenței R5. Tranzistoarele și difuzorul sunt selectate la fel ca în dispozitivele anterioare.
Tester de tranzistori
Avand in vedere ca acest multivibrator foloseste tranzistori de diferite conductivitati, il puteti folosi ca dispozitiv pentru testarea tranzistoarelor prin inlocuire. Schema schematică a unui astfel de dispozitiv este prezentată în Figura 6. Circuitul unui generator de sunet este luat ca bază, dar un generator de impulsuri de lumină poate fi utilizat cu același succes.
Inițial, prin închiderea butonului Kn1, verificați funcționarea dispozitivului. În funcție de tipul de conductivitate, conectați tranzistorul testat la mufele G1 - G3 sau G4-G6. În acest caz, utilizați comutatorul P1 sau P2. Dacă există sunet în difuzor când apăsați butonul, atunci tranzistorul funcționează.
Ca întrerupătoare P1 și P2, puteți utiliza întrerupătoare cu două contacte de comutare. Figura arată comutatoarele în poziția „Control”. Dispozitivul este alimentat de o baterie 3336L.
Generator de sunet pentru testarea amplificatoarelor
Bazat pe același multivibrator, puteți construi un generator destul de simplu pentru testarea receptoarelor și amplificatoarelor. Schema sa de circuit este prezentată în Figura 7. Diferența sa față de un generator de sunet este că, în loc de un difuzor, un regulator de nivel de tensiune în 7 trepte este pornit la ieșirea multivibratorului.
E. TARASOV
Rice Y. CHESNOKOBA
YUT Pentru mâini iscusite 1979 Nr. 8
