Мультивибратор- как работает, схема
Электроника начинающим
Всем привет.
В этой статейке му рассмотрим одно из простейших устройств- мультивибратор. Точнее схему мультивибратора и как он работает
Итак, поехали…
Мультивибратор это, по сути, генератор прямоугольных импульсов, а схема его выглядит вот таким образом: (рисунок справа- для наглядности, так сказать…)
Схема мультивибратора
Все картинки можно увеличивать- для этого достаточно просто кликнуть по ним
Друзья мои, я жутко извиняюсь за то что в качестве наглядного примера выложил такую древнюю схему… Здесь и транзисторы совдеповские PNP, и питание вместо привычного «плюс» и «масса» развернуто наоборот, однако сама картинка очень уж наглядная…
Можно, конечно, собрать все это дело и на более современных и распространенных «буржуйских» PNP транзюках- просто надо будет изменить полярность питания и развернуть кондеры- электролиты.
В общем схема приведена исключительно ради наглядности.
Итак, продолжаем разговор…
В принципе ничего сложного- пара транзисторов, 4 резистора и два конденсатора. Из схемы включения- питание и два выхода.
Принцип работы мультивибратора
Теперь давайте будем разбираться как работает мультивибратор. С самого начала картина будет такая: схема обесточена, конденсаторы разряжены. Подаем питание… Оба транзистора имеют базовое смещение:
* для T1 это будет цепь R3, C2 (зеленая стрелка)
* для T2 получается цепь R2, C1 (синяя стрелка)
Так как на базах транзисторов имеется смещение то, по сути, получается что они оба должны открыться, однако этого не произойдет: в базовых цепях у нас еще имеются электролитические конденсаторы, которые в момент запуска схемы находились в разряженном состоянии.
После подачи питания на схему (пусть, для примера это будет 5V), конденсаторы начнут заряжаться и, следовательно, в базовых цепях транзисторов произойдет небольшое падение напряжения. Конечно-же транзисторы все равно будут немного приоткрыты, но до полного насыщения этого будет недостаточно, следовательно на обеих выходах будет присутствовать напряжение 5V.
При этом следует обратить внимание еще на один нюанс: зарядка конденсаторов производится через резисторы (к примеру для С1 это R1, R2). Так как у них разное сопротивление, то на выводах конденсатора будет разница потенциалов и он будет заряжаться, но сам процесс зарядки будет замедлен.
А вот дальше- самое интересное…
Вообще, друзья мои, открою я Вам огромную тайну: двух абсолютно одинаковых радиоэлементов в природе не существует!! Да, как бы это не удивительно не прозвучало, но это на самом деле так! То в каком-нибудь полупроводнике на один свободный электрон больше окажется, то номинал какого-то из резисторов на 0,001% отличаться будет, то в конденсаторе одна обкладка на 0,01 мм будет меньше чем в другом и так далее. В конечном счете это все приведет к тому, что какой-то из транзисторов в мультивибраторе откроется чуть раньше другого, и вот что из этого выйдет:
Допустим, к примеру, у нас первым открылся транзистор T1. Что это даст:
* Транзистор T1 открылся, значит левый ( по схеме )выход оказался замкнутым на «общий». Следовательно на нем напряжение упало до 0V.
* После того как транзистор T1 откроется, он разрядит конденсатор С1. Причем разряд будет происходить в обратной полярности и транзистор T2 закроется.
Однако транзистор T1 не может оставаться открытым до бесконечности- он будет отрыт лишь до того момента пока кондер C2 не зарядится окончательно до напряжения питания. Потом T1 закроется, но к этому времени C1 у нас будет полностью разряжен, что вызовет открывание транзистора T2.
Весь процесс пойдет в обратном направлении: T2 открылся, уровни напряжений на выходах поменялись местами (сейчас на правом выходе будет 0V, а на левом 5V), конденсатор C2 разрядился, конденсатор C1 начал процесс зарядки.
Итак весь этот процесс и будет повторяться практически до бесконечности, пока мы не обесточим схему, и называется это режим автогенерации.
В результате мы получим генератор прямоугольных импульсов, который можно использовать в различных устройствах. Например- вот схема простейшей светодиодной мигалки на основе мультивибратора.
При этом частоту импульсов можно изменять- для этого нужно или изменить емкости конденсаторов, или внести дополнительную регулировочную цепочку в цепь заряда. Например установить переменный резистор
Ну вот, на этом, пожалуй, можно и закончить рассказ о мультивибраторе хотя, конечно-же, это еще не все: транзисторные мультивибраторы на практике применяются достаточно часто, однако на них иногда бывает сложно добиться устойчивой генерации в смысле частоты и скважности. Есть, конечно, варианты схем транзисторных мультивибраторов с возможностью регулировки частоты, однако более практичный вариант это использовать мультивибраторы на логических микросхемах. Впрочем, это уже ДРУГАЯ ИСТОРИЯ…
