Multivibrador assimétrico e sua aplicação. Pisca LED - multivibrador

A operação do circuito multivibrador

Multivibrador simétrico em transistores

Esquematicamente, o multivibrador consiste de dois estágios amplificadores com um emissor comum, a tensão de saída de cada um deles é alimentada na entrada do outro. Quando o circuito é conectado a uma fonte de alimentação Ek, ambos os transistores passam por pontos coletores - seus pontos de operação ficam na região ativa, pois uma polarização negativa é aplicada às bases através dos resistores RB1 e RB2. No entanto, este estado do circuito é instável. Devido à presença de feedback positivo no circuito, a condição?Ku>1 é satisfeita e o amplificador de dois estágios é autoexcitado. O processo de regeneração começa - um rápido aumento na corrente de um transistor e uma diminuição na corrente do outro transistor. Deixe a corrente IK1 do transistor VT1 aumentar ligeiramente como resultado de qualquer mudança aleatória nas tensões nas bases ou coletores. Isso aumentará a queda de tensão no resistor RK1 e o coletor do transistor VT1 receberá um incremento de potencial positivo. Como a tensão no capacitor SB1 não pode mudar instantaneamente, esse incremento é aplicado na base do transistor VT2, bloqueando-o. Neste caso, a corrente do coletor IK2 diminui, a tensão no coletor do transistor VT2 torna-se mais negativa e, passando pelo capacitor SB2 até a base do transistor VT1, abre-o ainda mais, aumentando a corrente IK1. Este processo prossegue como uma avalanche e termina com o fato de o transistor VT1 entrar no modo de saturação e o transistor VT2 entrar no modo de corte. O circuito entra em um de seus estados de equilíbrio temporariamente estáveis. Neste caso, o estado aberto do transistor VT1 é fornecido por uma polarização da fonte de energia Ek através do resistor RB1, e o estado bloqueado do transistor VT2 é garantido por uma tensão positiva através do capacitor SB1 (Ucm = UB2 > 0 ), que é conectado através do transistor aberto VT1 ao intervalo base-emissor do transistor VT2.

1. Dois transistores do tipo KT315.
2. Dois capacitores eletrolíticos para 16V, 10-200 microfarads (Quanto menor a capacitância, mais piscando).
3. 4 resistores com valor nominal: 100-500 ohms 2 peças (se você definir 100 ohms, o circuito funcionará mesmo a partir de 2,5v), 10 kOhm 2 peças. Todos os resistores têm 0,125 watts.
4. Dois LEDs não brilhantes (qualquer cor diferente de branco).

Placa de circuito impresso em formato Lay6. Vamos começar a fabricar. O próprio PCB se parece com isto:

Soldamos dois transistores, não confunda coletor e base em transistor - esse é um erro comum.

Soldamos capacitores de 10 a 200 microfarads. Observe que capacitores de 10 volts são altamente indesejáveis ​​para este circuito se você estiver fornecendo 12 volts. Lembre-se de que os capacitores eletrolíticos têm polaridade!

O multivibrador está quase pronto. Resta soldar os LEDs e os fios de entrada. Uma foto do dispositivo finalizado é mais ou menos assim:

E para que tudo fique claro para você, um vídeo do funcionamento de um simples multivibrador:

Na prática, os multivibradores são usados ​​como geradores de pulso, divisores de frequência, modeladores de pulso, interruptores sem contato e assim por diante, em brinquedos eletrônicos, dispositivos de automação, equipamentos de computação e medição, em relés de tempo e dispositivos de ajuste. estava com você Ferver-:D . (o material foi preparado a pedido Demyan" a)

Discuta o artigo MULTIVIBRADOR

Circuitos de rádio para radioamadores iniciantes

Neste artigo apresentamos vários dispositivos baseados em um circuito - um multivibrador assimétrico baseado em transistores de diferentes condutividades.

pisca-pisca

Usando este esquema, você pode montar um dispositivo com uma lâmpada intermitente (ver Fig. 1) e usá-lo para diversos fins. Por exemplo, instale em uma bicicleta para alimentar uma lâmpada de direção ou em um modelo de farol, luz de sinalização, em um modelo de carro ou navio como uma luz intermitente.

A carga de um multivibrador assimétrico montado nos transistores T1, T2 é uma lâmpada L1. A frequência de repetição do pulso é determinada pelo valor da capacitância do capacitor C1 e dos resistores R1, R2. O resistor R1 limita a frequência máxima do flash e o resistor R2 pode alterar suavemente sua frequência. É necessário iniciar o trabalho a partir da frequência máxima, que corresponde à posição superior do resistor R2 do motor conforme diagrama.

Observe que o dispositivo é alimentado por uma bateria 3336L, que fornece 3,5 V sob carga, e a lâmpada L1 é usada para uma tensão de apenas 2,5 V. Ela queimará? Não! A duração do brilho é muito curta e o fio não tem tempo de superaquecer. Se os transistores tiverem um ganho alto, então, em vez de uma lâmpada de 2,5 V x 0,068 A, você pode usar uma lâmpada de 3,5 V x 0,16 A. Os transistores do tipo MP35-MP38 são adequados como transistor T1 e MP39-MP42 do tipo T2.

Metrônomo

Se você instalar um alto-falante no mesmo circuito em vez de uma lâmpada, obterá outro dispositivo - um metrônomo eletrônico. É utilizado no ensino de música, para cronometragem durante experimentos físicos e para impressão de fotos.

Se você mudar um pouco o circuito - reduzir a capacitância do capacitor C1 e inserir um resistor R3, a duração do pulso do gerador aumentará. O som se intensificará (Fig. 2). Este dispositivo pode funcionar como uma campainha doméstica, uma buzina modelo ou um carrinho infantil a pedal. (Neste último caso, a tensão deve ser aumentada para 9 V.) E também pode ser usado para ensinar código Morse. Só então, em vez do botão Kn1, é necessário colocar uma chave telegráfica. O tom do som é selecionado pelo capacitor C1 e pelo resistor R2. Quanto maior R3, mais alto será o som do gerador. Porém, se seu valor for superior a um quiloohm, as oscilações no gerador podem não ocorrer.

O gerador usa os mesmos transistores do circuito anterior, e fones de ouvido ou um cabeçote com resistência de bobina de 5 a 65 ohms são usados ​​​​como alto-falante.

Indicador de umidade

Um multivibrador assimétrico baseado em transistores de diferentes condutividades tem uma propriedade interessante: durante a operação, ambos os transistores estão abertos ou bloqueados ao mesmo tempo. A corrente consumida pelos transistores desabilitados é muito pequena. Isso permite criar indicadores econômicos de mudanças em grandezas não elétricas, como indicadores de umidade. Um diagrama esquemático de tal indicador é mostrado na Figura 3. Como pode ser visto no diagrama, o gerador está constantemente conectado à fonte de alimentação, mas não funciona, pois ambos os transistores estão travados. Reduz o consumo de corrente e o resistor R4. Um sensor de umidade é conectado aos soquetes G1, G2 - dois fios finos estanhados de 1,5 cm de comprimento, costurados no tecido a uma distância de 3 a 5 mm um do outro. A resistência do sensor seco é alta. Quando molhado, ele cai. Os transistores abrem, o gerador começa a funcionar. Para reduzir o volume é necessário reduzir a tensão de alimentação ou o valor do resistor R3. Esse indicador de umidade pode ser usado no cuidado de recém-nascidos.

Indicador de umidade com sinal sonoro e luminoso

Se você expandir um pouco o circuito, o indicador de umidade emitirá um sinal luminoso simultaneamente com o sinal sonoro - a luz L1 começará a acender. Neste caso, como pode ser visto no diagrama (Fig. 4), dois multivibradores assimétricos são instalados no gerador em transistores de diferentes condutividades. Um é montado nos transistores T1, T2 e é controlado por um sensor de umidade conectado aos soquetes G1, G2. A carga deste multivibrador é a lâmpada L1. A tensão do coletor T2 controla o funcionamento do segundo multivibrador, montado nos transistores T3, T4. Funciona como um gerador de frequência de áudio, e o alto-falante Gr1 está ligado em sua saída. Se não houver necessidade de sinal sonoro, o segundo multivibrador pode ser desabilitado.

Os transistores, lâmpada e alto-falante neste indicador de umidade são os mesmos dos dispositivos anteriores.

Simulador de sirene

Dispositivos interessantes podem ser construídos usando a dependência da frequência de um multivibrador assimétrico em transistores de diferentes condutividades na corrente de base do transistor T1. Por exemplo, um gerador que imita o som de uma sirene. Tal dispositivo pode ser instalado em um modelo de ambulância, carro de bombeiros, barco de resgate.

O diagrama esquemático do dispositivo é mostrado na Figura 5. Na posição inicial, o botão Kn1 está aberto. Os transistores estão desligados. O gerador não está funcionando. Quando o botão é fechado através do resistor R4, o capacitor C2 é carregado. Os transistores abrem e o multivibrador começa a funcionar. À medida que o capacitor C2 carrega, a corrente de base do transistor T1 aumenta e a frequência do multivibrador aumenta. Ao abrir o botão, tudo se repete na ordem inversa. O som de uma sirene é simulado quando o botão é fechado e aberto periodicamente. A taxa de subida e descida do som é selecionada pelo resistor R4 e pelo capacitor C2. O tom da sirene é definido pelo resistor R3, e o volume do som é definido pela seleção do resistor R5. Os transistores e o alto-falante são selecionados da mesma forma que nos dispositivos anteriores.

Testador de transistor

Dado que este multivibrador usa transistores de diferentes condutividades, você pode usá-lo como um dispositivo para testar transistores por substituição. Um diagrama esquemático de tal dispositivo é mostrado na Figura 6. O circuito gerador de som é tomado como base, mas um gerador de pulsos de luz pode ser usado com igual sucesso.

Inicialmente, fechando o botão Kn1, verifique o funcionamento do dispositivo. Dependendo do tipo de condutividade, conecte o transistor em teste aos soquetes G1 - G3 ou G4-G6. Neste caso utilize a chave P1 ou P2. Se houver som no alto-falante quando o botão for pressionado, o transistor está funcionando.

Como chaves P1 e P2, você pode usar chaves seletoras com dois contatos para comutação. A figura mostra os interruptores na posição “Control”. O dispositivo é alimentado por uma bateria 3336L.

Gerador de som para testar amplificadores

Com base no mesmo multivibrador, você pode construir um gerador bastante simples para testar receptores e amplificadores. Seu diagrama esquemático é mostrado na Figura 7. Sua diferença em relação ao gerador de som é que, em vez de um alto-falante, um regulador de nível de tensão de 7 estágios é incluído na saída do multivibrador.

E. TARASSOV
Arroz Yu.CHESNOKOBA
YUT Para mãos habilidosas 1979 No.

Um multivibrador é o gerador de pulsos mais simples operando no modo de autooscilação, ou seja, quando a tensão é aplicada ao circuito, ele próprio começa a gerar pulsos.

O esquema mais simples é mostrado na figura abaixo:

Além disso, as capacitâncias dos capacitores C1, C2 são sempre selecionadas da forma mais idêntica possível, e o valor das resistências de base R2, R3 deve ser superior ao do coletor. Esta é uma condição importante para o correto funcionamento do MT.

Como funciona um multivibrador em transistores, então: quando a energia é ligada, as capacitâncias C1, C2 começam a carregar.

O primeiro capacitor na cadeia R1-C1 é a transição BE do segundo caso.

A segunda capacitância será carregada através do circuito R4 - C2 - a transição BE do primeiro transistor - o case.

Como os transistores têm corrente de base, eles quase abrem. Mas como não existem dois transistores idênticos, um deles abrirá um pouco antes do seu colega.

Suponha que tenhamos o primeiro transistor aberto anteriormente. Quando aberto, descarregará a capacitância C1. Além disso, será descarregado na polaridade reversa, fechando o segundo transistor. Mas o primeiro fica no estado aberto apenas por um momento, até que o capacitor C2 seja carregado até o nível da tensão de alimentação. No final do processo de carregamento, C2, Q1 estão bloqueados.

Mas a esta altura, C1 está quase vazio. E isso significa que uma corrente fluirá por ele, abrindo o segundo transistor, que descarregará a capacitância C2 e permanecerá aberta até que o primeiro capacitor seja recarregado. E assim, de ciclo em ciclo, até desligarmos a energia do circuito.

Como você pode ver facilmente, o tempo de comutação aqui é determinado pelo valor da capacitância dos capacitores. A propósito, a resistência das resistências de base R1, R3 também introduz um certo fator aqui.

Voltemos ao estado original, quando o primeiro transistor está aberto. Neste momento, a capacitância C1 não só terá tempo de descarregar, mas também começará a carregar em polaridade reversa através do circuito R2-C1- coletor-emissor do Q1 aberto.

Mas a resistência de R2 é bastante grande e C1 não tem tempo de carregar até o nível da fonte de alimentação, mas quando Q1 estiver travado, ele será descarregado através do circuito base Q2, ajudando-o a abrir mais cedo. A mesma resistência aumenta o tempo de carga do primeiro capacitor C1. Mas as resistências do coletor R1, R4 são uma carga e não têm efeito especial na frequência de geração de pulsos.

Como introdução prática, proponho montar, no mesmo artigo, também considerado o projeto em três transistores.

Vamos lidar com a operação de um multivibrador assimétrico em dois transistores usando o exemplo de um circuito caseiro simples de rádio amador que emite o som de uma bola de metal quicando. O circuito funciona da seguinte forma: à medida que a capacitância C1 é descarregada, o volume das batidas diminui. A duração total do som depende do valor de C1, e o capacitor C2 define a duração das pausas. Os transistores podem ser absolutamente qualquer tipo p-n-p.

Existem dois tipos de multivibradores de microdesign doméstico - autooscilantes (GG) e de espera (AG).

A autooscilação gera uma sequência periódica de pulsos retangulares. Sua duração e período de repetição são definidos pelos parâmetros dos elementos externos de resistências e capacitâncias ou pelo nível da tensão de controle.

Microcircuitos domésticos de MT autooscilantes, por exemplo, são 530GG1, K531GG1, KM555GG2 você encontrará informações mais detalhadas sobre eles e muitos outros em, por exemplo, Yakubovsky S.V. Circuitos integrados ou CIs digitais e analógicos e seus equivalentes estrangeiros. Manual em 12 volumes editado por Nefedov

Para MWs em espera, a duração do pulso gerado também é definida pelas características dos componentes de rádio conectados, e o período de repetição do pulso é definido pelo período de repetição dos pulsos de disparo recebidos em uma entrada separada.

Exemplos: K155AG1 contém um multivibrador standby que gera pulsos retangulares únicos com boa estabilidade de duração; 133AG3, K155AG3, 533AG3, KM555AG3, KR1533AG3 contém dois MTs de espera que formam pulsos de tensão retangulares únicos com boa estabilidade; 533AG4, KM555AG4 dois MVs em espera que formam pulsos de tensão retangulares únicos.

Muitas vezes, na prática do rádio amador, eles preferem não microcircuitos especializados, mas sim montá-los em elementos lógicos.

O circuito multivibrador mais simples em elementos lógicos AND-NOT é mostrado na figura abaixo. Possui dois estados: em um estado DD1.1 está bloqueado e DD1.2 está aberto, no outro tudo é o contrário.

Por exemplo, se DD1.1 estiver fechado, DD1.2 estiver aberto, então a capacitância C2 é carregada pela corrente de saída DD1.1 que passa pela resistência R2. A tensão na entrada DD1.2 é positiva. Mantém DD1.2 aberto. À medida que a capacitância C2 é carregada, a corrente de carga diminui e a tensão em R2 cai. No momento em que o nível limite é atingido, DD1.2 começa a travar e seu potencial na saída aumenta. O crescimento desta tensão é transmitido através de C1 para a saída DD1.1, esta última abre, e o processo inverso se desenvolve, terminando com o bloqueio completo de DD1.2 e desbloqueio de DD1.1 - a transição do dispositivo para o segundo estado instável. Agora C1 será carregado através de R1 e da impedância de saída do componente do chip DD1.2, e C2 através de DD1.1. Assim, observamos um típico processo auto-oscilatório.

Outro dos circuitos simples que podem ser montados em elementos lógicos é um gerador de pulsos retangular. Além disso, tal gerador operará em modo de geração automática, semelhante a um transistor. A figura abaixo mostra um gerador construído em uma micromontagem lógica digital nativa K155LA3

circuito multivibrador em K155LA3

Um exemplo prático de tal implementação pode ser encontrado na página de eletrônica no design da campainha.

É considerado um exemplo prático da implementação da operação de um MW em espera em um gatilho no projeto de um interruptor óptico de luz em raios IR.

Um multivibrador transistorizado é um gerador de onda quadrada. Abaixo na foto está um dos oscilogramas de um multivibrador simétrico.

Um multivibrador simétrico gera pulsos retangulares com um ciclo de trabalho de dois. Você pode ler mais sobre ciclo de trabalho no artigo gerador de frequência. Usaremos o princípio de funcionamento de um multivibrador simétrico para ligar os LEDs um a um.

O esquema consiste em:

- dois KT315B (possível com qualquer outra letra)

- dois capacitores com capacidade de 10 microfarads

- quatro, dois de 300 ohms e dois de 27 quilo ohms

- dois LEDs chineses para 3 Volts

Esta é a aparência do dispositivo na placa de ensaio:

E é assim que funciona:

Para alterar a duração do piscar dos LEDs, você pode alterar os valores dos capacitores C1 e C2, ou dos resistores R2 e R3.

Existem também outros tipos de multivibradores. Você pode ler mais sobre eles. Também descreve o princípio de operação de um multivibrador simétrico.

Se você tiver preguiça de montar tal aparelho, pode comprar um já pronto ;-) Até encontrei um aparelho pronto no Alik. Você pode olhar para isso esse link.

Aqui está um vídeo detalhando como funciona o multivibrador:

Diagrama esquemático de um poderoso multivibrador transistorizado com controle, construído nos transistores KT972, KT973. Muitos radioamadores começaram sua jornada criativa montando rádios simples de amplificação direta, amplificadores de potência de áudio simples e montando multivibradores simples consistindo de um par de transistores, dois ou quatro resistores e dois capacitores.

O multivibrador simétrico tradicional tem uma série de desvantagens, incluindo uma impedância de saída relativamente alta, bordas de pulso longas, tensão de alimentação limitada e baixa eficiência quando operando em uma carga de baixa resistência.

diagrama de circuito

Na fig. 1. mostra um diagrama de um multivibrador bifásico simétrico controlado operando em frequências de áudio, cuja carga está conectada através de um circuito em ponte, a carga seria incluída em um dos braços do multivibrador.

Além disso, uma tensão CA "real" é fornecida à carga, o que melhora significativamente as condições de trabalho do cabeçote dinâmico conectado como carga - não há efeito de recuo ou protrusão do difusor (dependendo da polaridade do alto-falante) . Também não há cliques ao ligar ou desligar o multivibrador.

Arroz. 1. Diagrama esquemático de um poderoso multivibrador baseado nos transistores KT972, KT973.

Um multivibrador bifásico simétrico consiste em dois braços push-pull, cuja tensão muda alternadamente de baixa para alta. Suponha que quando a energia é ligada, o transistor composto VT2 abre primeiro.

Então a tensão nos terminais dos coletores dos transistores VT1, VT2 ficará próxima de zero (VT1 está aberto, VT2 está fechado) Um transistor p-n-r composto VT5 é conectado ao ponto de conexão de seus coletores através de um resistor limitador de corrente R12 , que será aberto. Uma tensão de cerca de 8 V será aplicada à carga em uma tensão de alimentação do multivibrador de 9 V. Com a recarga dos capacitores C2, C4, o multivibrador irá comutar - VT1, VT6 abrirá, VT2, VT5 fechará.

A mesma tensão será aplicada à carga, mas com polaridade reversa. A frequência de comutação do multivibrador depende da capacitância dos capacitores C2, C4 e, em menor grau, da resistência definida do resistor de sintonia R7. Com uma tensão de alimentação de 9 V, a frequência pode ser sintonizada de 1,4 a 1,5 kHz.

Quando a resistência R7 diminui abaixo do valor condicional, a geração de frequências sonoras é interrompida. Deve-se observar que após a partida o multivibrador pode funcionar sem os resistores R5, R11. A forma da tensão na saída do multivibrador é quase retangular.

Os resistores R6, R8 e os diodos VD1, VD2 protegem as junções do emissor dos transistores VT2, VT6 contra quebras, o que é especialmente importante quando a tensão de alimentação do multivibrador é superior a 10V. Os resistores R1, R13 são necessários para uma geração estável; na sua ausência, o multivibrador pode “chiar”. O diodo VD3 protege transistores potentes da reversão da tensão de alimentação.Se estiver ausente e se a fonte de alimentação for suficiente, quando a tensão for invertida, os diodos de proteção integrados dos transistores podem ser danificados.

Para expandir a funcionalidade deste multivibrador, ele tem a capacidade de ligar/desligar quando uma tensão de polaridade positiva é aplicada à entrada de controle. Se a entrada de controle não estiver conectada em nenhum lugar ou a tensão nela não for superior a 0,5 V, os transistores VТЗ, VT4 estão fechados, o multivibrador está funcionando.

Quando uma tensão de alto nível é aplicada à entrada de controle, por exemplo, da saída TTLSH. Microcircuitos CMOS, sensor de grandezas elétricas ou não elétricas, por exemplo, sensor de umidade, transistores VTZ, VT4 abertos, o multivibrador desacelera. Neste estado, o multivibrador consome menos de 200 µA de corrente, excluindo a corrente através de R2, R3, R9.

Detalhes e instalação

O multivibrador pode ser montado em uma placa de circuito impresso com dimensões de 70 * 50 mm, cujo esboço é mostrado na fig. 2 Resistores fixos podem ser usados ​​de qualquer tamanho. Resistor trimmer RP1-63M, SP4-1 ou similar importado. Capacitores de óxido K50-29, K50-35 ou análogos Capacitores C2, C4 - K73-9, K73-17, K73-24 ou quaisquer capacitores de filme pequenos.

Arroz. 2. Placa de circuito impresso para um poderoso circuito multivibrador em transistores.

Os diodos KD522A podem ser substituídos por KD503. KD521. D223 com qualquer índice de letras ou importado 1N914, 1N4148. Em vez dos diodos KD226A e KD243A, qualquer uma das séries KD226, KD257, KD258, 1 N5401...1 N5407 é adequada.

Os transistores compostos KT972A podem ser substituídos por qualquer uma desta série ou da série KT8131, e em vez de KT973 por qualquer uma das séries KT973, KT8130. Se necessário, transistores potentes são instalados em pequenos dissipadores de calor. Na ausência de tais transistores, eles podem ser substituídos por análogos de dois transistores conectados de acordo com o circuito Darlington, Fig. 3. Em vez de transistores pp de baixa potência KT315G, qualquer um dos KT312, KT315, KT342, KT3102, KT645, SS9014 e séries semelhantes são adequados.

Arroz. 3. Diagrama esquemático da substituição equivalente dos transistores KT972, KT973.

A carga deste multivibrador pode ser uma cabeça dinâmica, uma cápsula telefônica, um emissor de som piezocerâmico, um transformador elevador/redutor de pulso.

Ao usar um driver com impedância de enrolamento de 8 ohms, esteja ciente de que com uma tensão de alimentação de 9 V, 8 watts de energia CA serão fornecidos à carga. Portanto, um cabeçote dinâmico de dois... quatro watts pode ser danificado após 1...2 minutos de operação.

Estabelecimento

A frequência operacional do multivibrador é significativamente afetada pela capacitância da carga e pela tensão de alimentação. Por exemplo, quando a tensão de alimentação muda de 5 para 15 V, a frequência muda de 2.850 para 1.200 Hz ao trabalhar em um multivibrador para uma carga em forma de cápsula telefônica com resistência de enrolamento de 56 ohms. Na região de baixas tensões de alimentação, a mudança na frequência de operação é mais significativa

Ao selecionar as resistências dos resistores R5, R11, R6, R8, você pode definir a forma dos pulsos para ser quase estritamente retangular quando o multivibrador opera com uma carga específica conectada em uma determinada tensão de alimentação.

Este multivibrador pode ser utilizado em diversos dispositivos de sinalização, dispositivos de alerta sonoro, quando, com uma pequena tensão disponível da fonte de alimentação, é necessário obter potência significativa no emissor sonoro. Além disso, é conveniente utilizá-lo em conversores de baixa tensão para alta tensão, inclusive aqueles que operam em baixa frequência da rede de iluminação de 50 Hz.

Butov A. L. RK-2010-04.