در این مقاله نحوه ساخت یک مولتی ویبراتور را که اولین مدار تقریباً هر دومین آماتور رادیویی است، به تفصیل توضیح خواهم داد. همانطور که می دانیم مولتی ویبراتور یک دستگاه الکترونیکی است که نوسانات الکتریکی نزدیک به مستطیل شکل ایجاد می کند که در نام آن منعکس شده است: "مولتی چند" ، "ارتعاش نوسان". به عبارت دیگر، مولتی ویبراتور یک مولد پالس مستطیل شکل آرامش‌بخش با بازخورد مثبت خازنی-مقاومتی است که از یک تقویت‌کننده دو آبشاری بسته در یک حلقه بازخورد مثبت استفاده می‌کند. هنگامی که مولتی ویبراتور در حالت خود نوسانی کار می کند، پالس های مستطیلی که به صورت دوره ای تکرار می شوند تولید می شوند. فرکانس پالس های تولید شده توسط پارامترهای مدار زمان بندی، خواص مدار و حالت منبع تغذیه آن تعیین می شود. فرکانس خود نوسانات نیز تحت تأثیر بار متصل است. به طور معمول، یک مولتی ویبراتور به عنوان یک مولد پالس با مدت زمان نسبتا طولانی استفاده می شود، که سپس برای تولید پالس هایی با مدت زمان و دامنه مورد نیاز استفاده می شود.

عملکرد مدار مولتی ویبراتور

مولتی ویبراتور ترانزیستوری متقارن

به طور شماتیک، مولتی ویبراتور شاملاز دو مرحله تقویت کننده با یک امیتر مشترک که ولتاژ خروجی هر کدام به ورودی دیگری اعمال می شود. هنگامی که مدار به منبع برق Ek متصل می شود، هر دو ترانزیستور از نقاط جمع کننده عبور می کنند - نقاط عملیاتی آنها در منطقه فعال هستند، زیرا یک بایاس منفی از طریق مقاومت های RB1 و RB2 به پایه ها اعمال می شود. با این حال، این وضعیت مدار ناپایدار است. به دلیل وجود فیدبک مثبت در مدار، شرط?Ku>1 برآورده می شود و تقویت کننده دو مرحله ای خود تحریک می شود. فرآیند بازسازی آغاز می شود - افزایش سریع جریان یک ترانزیستور و کاهش جریان ترانزیستور دیگر. اجازه دهید، در نتیجه هر تغییر تصادفی در ولتاژها در پایه ها یا کلکتورها، جریان IK1 ترانزیستور VT1 کمی افزایش یابد. در این حالت، افت ولتاژ در مقاومت RK1 افزایش می یابد و کلکتور ترانزیستور VT1 افزایش پتانسیل مثبت را دریافت می کند. از آنجایی که ولتاژ خازن SB1 نمی تواند فورا تغییر کند، این افزایش به پایه ترانزیستور VT2 اعمال می شود و آن را خاموش می کند. در همان زمان، جریان کلکتور IK2 کاهش می یابد، ولتاژ در کلکتور ترانزیستور VT2 منفی تر می شود و از طریق خازن SB2 به پایه ترانزیستور VT1 منتقل می شود، آن را حتی بیشتر باز می کند و جریان IK1 را افزایش می دهد. این فرآیند مانند یک بهمن پیش می رود و با ورود ترانزیستور VT1 به حالت اشباع و ورود ترانزیستور VT2 به حالت قطع به پایان می رسد. مدار وارد یکی از حالت های تعادل موقت پایدار خود می شود. در این حالت، حالت باز ترانزیستور VT1 با بایاس از منبع تغذیه Ek از طریق مقاومت RB1 تضمین می شود و وضعیت بسته ترانزیستور VT2 با ولتاژ مثبت روی خازن SB1 (Ucm = UB2 > 0) تضمین می شود. از طریق ترانزیستور باز VT1 به شکاف پایه-امیتر ترانزیستور VT2 متصل می شود.

برای ساخت مولتی ویبراتورقطعات رادیویی مورد نیاز ما عبارتند از:

1. دو ترانزیستور نوع KT315.
2. دو خازن الکترولیتی 16 ولت، 10-200 میکروفاراد (هرچه ظرفیت کوچکتر باشد، بیشتر چشمک می زند).
3. 4 مقاومت با مقدار اسمی: 100-500 اهم، 2 قطعه (اگر 100 اهم تنظیم کنید، مدار حتی از 2.5 ولت کار می کند)، 10 اهم، 2 قطعه. تمام مقاومت ها 0.125 وات هستند.
4. دو LED کم نور (هر رنگی به جز سفید).

برد مدار چاپی با فرمت Lay6. بیایید تولید را شروع کنیم. خود برد مدار چاپی به شکل زیر است:

ما دو ترانزیستور را لحیم می کنیم، کلکتور و پایه را روی ترانزیستور اشتباه نگیریم - این یک اشتباه رایج است.

ما خازن های 10-200 میکروفاراد را لحیم می کنیم. لطفا توجه داشته باشید که خازن های 10 ولتی برای استفاده در این مدار بسیار نامطلوب هستند اگر برق 12 ولت را تامین کنید. به یاد داشته باشید که خازن های الکترولیتی دارای قطبیت هستند!

مولتی ویبراتور تقریباً آماده است. تنها چیزی که باقی می ماند این است که LED ها و سیم های ورودی را لحیم کنید. یک عکس از دستگاه تمام شده چیزی شبیه به این است:

و برای اینکه همه چیز برای شما واضح تر شود، در اینجا ویدیویی از یک مولتی ویبراتور ساده در حال کار آمده است:

در عمل، مولتی ویبراتورها به عنوان ژنراتور پالس، تقسیم کننده فرکانس، شکل دهنده پالس، سوئیچ بدون تماس و غیره در اسباب بازی های الکترونیکی، دستگاه های اتوماسیون، تجهیزات محاسباتی و اندازه گیری، در رله های زمان و دستگاه های اصلی استفاده می شوند. من با تو بودم جوش-:D . (مطالب در صورت درخواست آماده شد دمیان" آ)

در مورد مقاله MULTIVIBRATOR بحث کنید

سیگنال رادیویی:

مولتی ویبراتور-1
فقط یک نظریه یا یک نظریه ساده

"MULTI" - بسیار، "VIBRATO" - ارتعاش، نوسان، بنابراین، "MULTIVIBRATOR" دستگاهی است که بسیاری از ارتعاشات را ایجاد می کند (تولید می کند).
اجازه دهید ابتدا بفهمیم که چگونه ارتعاشات ایجاد می کند، یا چگونه ارتعاشات در آن ایجاد می شود، و تنها پس از آن خواهیم فهمید که چرا بسیاری از آنها وجود دارد.

2. چگونه یک مولتی ویبراتور ایجاد کنیم؟
مرحله شماره 1.بیایید ساده ترین تقویت کننده فرکانس پایین را در نظر بگیریم (به مقاله من "ترانزیستور"، مورد 4 در صفحه "قطعات رادیویی" مراجعه کنید):

(در اینجا من اصل عملکرد آن را توضیح نمی دهم.)
گام 2.بیایید دو تقویت کننده یکسان را با هم ترکیب کنیم تا یک ULF دو مرحله ای بدست آوریم:


مرحله شماره 3.بیایید خروجی این آمپلی فایر را به ورودی آن وصل کنیم:


یک بازخورد به اصطلاح مثبت (POF) بوجود خواهد آمد. احتمالاً صدای سوتی را شنیده اید که اگر فردی که میکروفون دارد خیلی به آنها نزدیک شود، صدای سوت را شنیده اید. اگر میکروفون را روی بلندگوها بیاورید، همین اتفاق برای مرکز موسیقی در حالت کارائوکه رخ می دهد. در هر صورت سیگنال خروجی تقویت کننده به ورودی خودش می رسد، تقویت کننده وارد حالت خود تحریکی شده و به خود نوسان ساز تبدیل می شود و صدا ظاهر می شود. گاهی اوقات تقویت کننده می تواند حتی در فرکانس های اولتراسونیک خود تحریک شود. به طور خلاصه، هنگام ساخت آمپلی فایرها، PIC مضر است و شما باید به هر طریق ممکن با آن مبارزه کنید، اما این داستان کمی متفاوت است.
بیایید به تقویت کننده خود که توسط PIC پوشش داده شده است، برگردیم. مولتی ویبراتور! بله، او قبلاً است! درست است، برای به تصویر کشیدن دقیقا مولتی ویبراتورپذیرفته شده در شکل سمت راست به هر حال، تعداد کافی "منحرف" در اینترنت وجود دارد که این نمودار را هم وارونه و هم به پهلو دراز کشیده اند. چرا این هست؟ احتمالاً، همانطور که در جوک، "متفاوت بودن" است. یا در سبه اشتراک بگذارید، یا (یک کلمه روسی وجود دارد!) در سخود نمایی کردن.

مولتی ویبراتور را می توان با استفاده از ترانزیستورهای n-p-n یا p-n-p مونتاژ کرد:

شما می توانید عملکرد مولتی ویبراتور را با گوش یا بصری ارزیابی کنید. در مورد اول، بار باید یک ساطع کننده صدا باشد، در مورد دوم - یک لامپ یا LED:


اگر از بلندگوهای کم امپدانس استفاده می شود، یک ترانسفورماتور خروجی یا یک مرحله تقویت کننده اضافی مورد نیاز است:


بار را می توان در هر دو بازوی مولتی ویبراتور قرار داد:


در مورد استفاده از LED ها، توصیه می شود که مقاومت های اضافی را نیز اضافه کنید که نقش آنها را در این مورد توسط R1 و R4 ایفا می کنند.

3. مولتی ویبراتور چگونه کار می کند؟


در لحظه روشن شدن برق ، ترانزیستورهای هر دو بازوی مولتی ویبراتور باز می شوند ، زیرا ولتاژهای بایاس مثبت (منفی - از این پس در پرانتز برای ترانزیستورهای p-n-p) از طریق مقاومت های مربوطه R2 و R3 به پایه های آنها اعمال می شود. در همان زمان، خازن های کوپلینگ شروع به شارژ می کنند: C1 - از طریق اتصال امیتر ترانزیستور VT2 و مقاومت R1. C2 - از طریق اتصال امیتر ترانزیستور V1 و مقاومت R4. این مدارهای شارژ خازن که تقسیم‌کننده‌های ولتاژ منبع تغذیه هستند، در پایه‌های ترانزیستورها (نسبت به امیترها) ولتاژهای مثبت (منفی) ایجاد می‌کنند که به طور فزاینده‌ای در حال افزایش ارزش هستند و تمایل دارند ترانزیستورها را بیشتر و بیشتر باز کنند. روشن کردن یک ترانزیستور باعث کاهش ولتاژ مثبت (منفی) در کلکتور آن می شود که باعث می شود ولتاژ مثبت (منفی) در پایه ترانزیستور دیگر کاهش یابد و آن را خاموش کند. این فرآیند در هر دو ترانزیستور به طور همزمان اتفاق می افتد، اما تنها یکی از آنها بسته می شود، که بر اساس آن ولتاژ منفی (مثبت) بالاتری وجود دارد، به عنوان مثال، به دلیل تفاوت در ضرایب انتقال جریان h21e (به مقاله من "ترانزیستور" مراجعه کنید. ، بند 4 در صفحه "قطعات رادیویی")، مقادیر مقاومت و خازن، زیرا حتی در هنگام انتخاب جفت های یکسان، پارامترهای عناصر هنوز کمی متفاوت خواهند بود. ترانزیستور دوم باز می ماند. اما این حالات ترانزیستورها ناپایدار هستند، زیرا فرآیندهای الکتریکی در مدارهای آنها ادامه دارد. بیایید فرض کنیم که مدتی پس از روشن کردن برق، ترانزیستور V2 بسته است و ترانزیستور V1 باز است. از این لحظه، خازن C1 از طریق ترانزیستور باز V1 شروع به تخلیه می کند که مقاومت بخش امیتر-کلکتور آن در این زمان کم است و مقاومت R2. با تخلیه خازن C1، ولتاژ منفی (مثبت) در پایه ترانزیستور بسته V2 کاهش می یابد. به محض تخلیه کامل خازن و نزدیک شدن ولتاژ پایه ترانزیستور V2 به صفر، جریانی در مدار کلکتور این ترانزیستور در حال باز شدن ظاهر می شود که از طریق خازن C2 روی پایه ترانزیستور V1 عمل می کند و جریان مثبت را کاهش می دهد. ولتاژ (منفی) روی آن. در نتیجه، جریان عبوری از ترانزیستور V1 شروع به کاهش می کند و برعکس از طریق ترانزیستور V2 افزایش می یابد. این باعث می شود ترانزیستور V1 خاموش شود و ترانزیستور V2 باز شود. اکنون خازن C2 شروع به تخلیه می کند، اما از طریق ترانزیستور باز V2 و مقاومت R3، که در نهایت منجر به باز شدن ترانزیستور اول و بسته شدن ترانزیستور دوم و غیره می شود. ترانزیستورها همیشه در تعامل هستند و باعث می شوند مولتی ویبراتور نوسانات الکتریکی ایجاد کند.
عملکرد مولتی ویبراتور با نمودارهای ولتاژ Ube و Uk ترانزیستور یک و دوم نشان داده شده است:

همانطور که می بینید، مولتی ویبراتور عملاً نوسانات "مستطیلی" ایجاد می کند. برخی از نقض شکل مستطیلی با فرآیندهای گذرا در لحظاتی که ترانزیستورها روشن می شوند همراه است. از اینجا واضح است که سیگنال را می توان از هر ترانزیستوری "حذف کرد". فقط این است که بیشتر متداول است که آن را دقیقاً همانطور که در بالا نشان داده شده است به تصویر بکشید.
در عمل، می‌توانیم شکل نوسان یک مولتی ویبراتور را "کاملا مستطیلی" در نظر بگیریم:

از یک طرف، شکل موج مولتی ویبراتور بسیار ساده به نظر می رسد. اما اینطور نیست. دقیق تر، اصلا اینطور نیست. ساده ترین شکل موج یک موج سینوسی است:

اگر ژنراتور ایجاد کند ایده آلسیگنال سینوسی، سپس به شدت مطابقت دارد یکیفرکانس نوسان معین هرچه شکل سیگنال با یک سینوسی بیشتر متفاوت باشد، فرکانس‌های مضرب فرکانس اصلی در طیف سیگنال وجود دارد. و شکل سیگنال مولتی ویبراتور بسیار دور از سینوسی است. بنابراین، اگر به عنوان مثال، فرکانس نوسانات آن 1000 هرتز باشد، طیف دارای فرکانس های 2000 هرتز، و 3000 هرتز، و 4000 هرتز و غیره خواهد بود. دامنه واقعی اینها هارمونیک هابه طور قابل توجهی کمتر از سیگنال اصلی خواهد بود. اما آنها خواهند کرد! به همین دلیل این ژنراتور نامیده می شود MULTIویبراتور
فرکانس نوسان مولتی ویبراتور هم به ظرفیت خازن های کوپلینگ و هم به مقاومت مقاومت های پایه بستگی دارد. اگر شرایط در مولتی ویبراتور برآورده شود: R1=R4، R2=R3، R1 متقارن. همانطور که مشاهده می شود، خازن های کوپلینگ می توانند الکترولیتی و n- پ- nدر ترانزیستورها، نقاط مثبت خازن ها به کلکتورها متصل می شوند. اگر درخواست بدهید پ- n- پترانزیستورها، باید قطبیت منبع تغذیه و قطبیت خازن های الکترولیتی را تغییر دهید.
فرکانس تقریبی نوسان یک مولتی ویبراتور متقارن را می توان با استفاده از یک فرمول ساده محاسبه کرد:
، جایی که f فرکانس بر حسب هرتز، R مقاومت پایه مقاومت بر حسب کیلو اهم، C ظرفیت خازن کوپلینگ بر حسب μF است.

4. تغییر فرکانس و بیشتر
همانطور که در بالا ذکر شد، فرکانس پالس های تولید شده توسط مولتی ویبراتور با مقادیر خازن های کوپلینگ و مقاومت های پایه تعیین می شود. از فرمول بالا می توان دریافت که افزایش ظرفیت خازن ها و / یا افزایش مقاومت مقاومت های پایه منجر به کاهش فرکانس مولتی ویبراتور و بر این اساس، بالعکس می شود. البته می توان خازن هایی با ظرفیت های مختلف یا مقاومت هایی با مقاومت های مختلف را لحیم کرد، اما فقط در مرحله آزمایشی. فرکانس به سرعت با استفاده از یک مقاومت متغیر R5 در مدارهای پایه تغییر می کند:

شکل نمودار نوسان یک مولتی ویبراتور "پیچان" نامیده می شود:


زمان از شروع یک پالس تا شروع پالس دیگر - دوره T - شامل موارد زیر است:
tи – مدت زمان پالس و tп – مدت زمان مکث.
نسبت S=T/ti نامیده می شود چرخه کار. برای مولتی ویبراتور متقارن S=2.
متقابل چرخه وظیفه را چرخه وظیفه D=1/S می گویند. برای مولتی ویبراتور متقارن D=0.5.
مولتی ویبراتور که مدار آن در زیر نشان داده شده است، پالس های مستطیلی شکل تولید می کند. فرکانس تکرار آنها را می توان در محدوده وسیعی تغییر داد، در حالی که چرخه وظیفه پالس ها بدون تغییر باقی می ماند.


عملکرد مولتی ویبراتور از این جهت متفاوت است که در مواقعی که ترانزیستور VT1 بسته است، خازن C2 از طریق زنجیره ای متشکل از دیود VD3 و مقاومت R4 و همچنین از طریق مقاومت R3 تخلیه می شود. به طور مشابه، هنگامی که ترانزیستور VT2 بسته است، خازن C1 از طریق دیود VD2 و مقاومت های R4 و R5 تخلیه می شود.
نرخ تکرار پالس را می توان در محدوده وسیعی با تغییر مقاومت مقاومت R4 تنظیم کرد.
یک مولتی ویبراتور با جزئیات نشان داده شده در نمودار، پالس هایی با فرکانس تکرار از 140 تا 1400 هرتز تولید می کند.
در مولتی ویبراتور می توانید از دیودهای D2V-D2I، D9V-D9L و هر ترانزیستور کم مصرف با ساختار n-p-n یا p-n-p استفاده کنید. هنگام استفاده از ترانزیستورهایی با ساختار pnp، قطبیت سوئیچینگ همه دیودها و منبع تغذیه باید معکوس شود.
اگر اتصال مقاومت R7 را کمی تغییر دهید، متورم می شود مولتی ویبراتور با چرخه کاری متغیرنبض ها:


بسته به موقعیت لغزنده مقاومت R7، این مولتی ویبراتور نامتقارن می شود و نمودار نوسانات آن می تواند به عنوان مثال به صورت زیر باشد:


در یک مورد و مورد دیگر، نسبت T/ti تغییر می کند - چرخه وظیفه تغییر می کند.
همچنین واضح است که امیدوارم با نصب خازن هایی با ظرفیت های مختلف بتوان چرخه وظیفه را تقریباً تغییر داد.

5. مولتی ویبراتور نامتقارن روی ترانزیستورهای رسانایی مختلف:

یک مولتی ویبراتور نامتقارن از یک مرحله تقویت کننده روی دو ترانزیستور تشکیل شده است که خروجی آن (کلکتور ترانزیستور VT2) از طریق خازن C1 به ورودی (پایه ترانزیستور VT1) متصل می شود. بار مقاومت R2 است که سیگنال از آن حذف می شود (به جای آن می توان یک LED، یک لامپ رشته ای یا یک بلندگو روشن کرد). ترانزیستور هدایت مستقیم VT1 (نوع p-n-p) زمانی باز می شود که یک پتانسیل منفی نسبت به امیتر به پایه اعمال شود. ترانزیستور VT2 هدایت معکوس (نوع n-p-n)، زمانی باز می شود که یک پتانسیل مثبت نسبت به امیتر به پایه اعمال شود.

هنگامی که روشن می شود، خازن C1 از طریق مقاومت های R2 و R1 شارژ می شود و پتانسیل پایه کاهش می یابد. هنگامی که یک پتانسیل منفی در پایه VT1 ایجاد می شود، ترانزیستور VT1 باز می شود و مقاومت کلکتور-امیتر کاهش می یابد. معلوم می شود که پایه ترانزیستور VT2 به قطب مثبت منبع متصل است، ترانزیستور VT2 نیز باز می شود و جریان کلکتور افزایش می یابد. در نتیجه، جریان از طریق R2 جریان می یابد، خازن C1 از طریق مقاومت R1 و ترانزیستور VT2 تخلیه می شود. پتانسیل پایه VT1 افزایش می یابد، ترانزیستور VT1 بسته می شود و باعث بسته شدن ترانزیستور VT2 می شود. پس از این، خازن C1 دوباره شارژ می شود، سپس تخلیه می شود و غیره. فرکانس پالس های تولید شده با زمان شارژ خازن T ~ R1 × C نسبت معکوس دارد. با افزایش ولتاژ تغذیه، خازن سریعتر شارژ می شود و فرکانس پالس های تولید شده افزایش می یابد. با افزایش مقاومت مقاومت R1 یا ظرفیت خازن C1 فرکانس نوسان کاهش می یابد.
در واقعیت، فرکانس تغییر می کند، به عنوان مثال، به صورت زیر:

نمونه هایی از سایت http://lessonradio.narod.ru/Diagram.htm

6. مولتی ویبراتور آماده به کار
چنین مولتی ویبراتوری هنگامی که سیگنال‌های راه‌اندازی از منبع دیگری، به عنوان مثال، از یک مولتی ویبراتور خود نوسان‌شونده، به ورودی آن اعمال می‌شود، پالس‌های جریان (یا ولتاژ) تولید می‌کند.برای تبدیل یک مولتی ویبراتور خود نوسانی به یک مولتی ویبراتور منتظر (نمودار نقطه 3 را ببینید)، باید موارد زیر را انجام دهید: خازن C2 را بردارید و به جای آن مقاومت R3 را بین کلکتور ترانزیستور VT2 و پایه ترانزیستور VT1 وصل کنید. بین پایه ترانزیستور VT1 و هادی زمین، یک عنصر 1.5 ولتی متصل به سری و یک مقاومت با مقاومت R5 را وصل کنید، اما به طوری که قطب مثبت عنصر به پایه (از طریق R5) متصل شود. خازن C2 را به مدار پایه ترانزیستور VT1 وصل کنید که ترمینال دوم آن به عنوان یک کنتاکت عمل می کند. سیگنال کنترل ورودی. حالت اولیه ترانزیستور VT1 چنین مولتی ویبراتور بسته است، ترانزیستور VT2 باز است. ولتاژ روی کلکتور ترانزیستور بسته باید نزدیک به ولتاژ منبع تغذیه باشد و در کلکتور ترانزیستور باز - نباید از 0.2 - 0.3 ولت تجاوز کند. یک میلی‌متر (برای جریان 10-15 میلی آمپر) قرار دهید. در مدار جمع کننده ترانزیستور V1 و با مشاهده فلش آن، بین تماس سوئیچ کنید سیگنال UPRو با یک هادی زمین، به معنای واقعی کلمه برای یک لحظه، یک یا دو عنصر AAA به صورت سری (در نمودار GB1) متصل می شوند. هشدار: قطب منفی این سیگنال الکتریکی خارجی باید به کنتاکت وصل شود سیگنال UPR. در این حالت، سوزن میلی‌متر باید فوراً به مقدار بالاترین جریان در مدار کلکتور ترانزیستور منحرف شود، مدتی یخ بزند و سپس به حالت اولیه خود بازگردد تا منتظر سیگنال بعدی باشد. اگر این آزمایش را چندین بار تکرار کنید، میلی‌متر با هر سیگنال افزایش آنی به 8 - 10 میلی آمپر نشان می‌دهد و پس از مدتی، جریان کلکتور ترانزیستور VT1 نیز بلافاصله تقریباً به صفر می‌رسد. اینها پالس های جریان تکی هستند که توسط یک مولتی ویبراتور تولید می شوند. حتی اگر باتری GB1 مدت بیشتری به گیره متصل نگه داشته شود سیگنال UPR، همین اتفاق خواهد افتاد - فقط یک پالس در خروجی مولتی ویبراتور ظاهر می شود.


اگر ترمینال پایه ترانزیستور VT1 را با هر جسم فلزی که در دست گرفته اید لمس کنید، شاید در این حالت مولتی ویبراتور منتظر کار کند - از بار الکترواستاتیک بدن. می توانید یک میلی متر را به مدار کلکتور ترانزیستور VT2 متصل کنید. هنگامی که یک سیگنال کنترل اعمال می شود، جریان کلکتور این ترانزیستور باید به شدت کاهش یابد و تقریباً به صفر برسد و سپس به همان میزان به مقدار جریان ترانزیستور باز افزایش یابد. این نیز یک پالس جریان است، اما منفیقطبیت
اصل عملکرد مولتی ویبراتور آماده به کار چیست؟ در چنین مولتی ویبراتور، اتصال بین کلکتور ترانزیستور VT2 و پایه ترانزیستور VT1 مانند یک خود نوسانی خازنی نیست، بلکه مقاومتی است - از طریق مقاومت R3. یک ولتاژ بایاس منفی که آن را باز می کند از طریق مقاومت R2 به پایه ترانزیستور VT2 عرضه می شود. ترانزیستور VT1 با ولتاژ مثبت عنصر G1 در پایه خود به طور قابل اعتماد بسته می شود. این حالت ترانزیستورها بسیار پایدار است. VT1 می تواند برای هر زمان در این حالت باقی بماند. هنگامی که یک پالس ولتاژ قطبی منفی در پایه ترانزیستور VT1 ظاهر می شود، ترانزیستورها به حالت ناپایدار می روند. تحت تأثیر سیگنال ورودی، ترانزیستور VT1 باز می شود و تغییر ولتاژ روی کلکتور آن از طریق خازن C1 ترانزیستور VT2 را می بندد. ترانزیستورها تا زمانی که خازن C1 تخلیه نشود (از طریق مقاومت R2 و ترانزیستور باز VT1 که مقاومت آنها در این زمان کم است) در این حالت باقی می مانند. به محض تخلیه خازن، ترانزیستور VT2 بلافاصله باز می شود و ترانزیستور VT1 بسته می شود. از این لحظه به بعد، مولتی ویبراتور دوباره در حالت آماده به کار اولیه و پایدار خود قرار دارد. بدین ترتیب، مولتی ویبراتور انتظار دارد یکی پایدارو یکی ناپایدارحالت. در طول یک حالت ناپایدار تولید می کند یکی نبض مربع جریان (ولتاژ) که مدت زمان آن به ظرفیت خازن C1 بستگی دارد. هرچه ظرفیت این خازن بزرگتر باشد، مدت زمان پالس بیشتر می شود. بنابراین، برای مثال، با ظرفیت خازن 50 µF، مولتی ویبراتور یک پالس جریان حدود 1.5 ثانیه و با خازن با ظرفیت 150 µF - سه برابر بیشتر تولید می کند. از طریق خازن های اضافی، پالس های ولتاژ مثبت را می توان از خروجی 1، و پالس های منفی را از خروجی 2 حذف کرد. آیا تنها با یک پالس ولتاژ منفی اعمال شده به پایه ترانزیستور VT1 می توان مولتی ویبراتور را از حالت آماده به کار خارج کرد؟ نه، نه تنها. این را می توان با اعمال یک پالس ولتاژ قطبی مثبت، اما به پایه ترانزیستور VT2 انجام داد.
چگونه می توان عملا از مولتی ویبراتور آماده به کار استفاده کرد؟ متفاوت. به عنوان مثال، برای تبدیل ولتاژ سینوسی به پالس های ولتاژ (یا جریان) مستطیلی با همان فرکانس، یا روشن کردن دستگاه دیگری برای مدتی با اعمال یک سیگنال الکتریکی کوتاه مدت به ورودی مولتی ویبراتور منتظر.

نمونه ای از استفاده از مولتی ویبراتور انتظار، نشانگر حداکثر سرعت است.
هنگام کار در خودروی جدید، دور موتور نباید برای مدت معینی از حداکثر مقدار مجاز توصیه شده توسط سازنده تجاوز کند.
برای کنترل دور موتور، می توانید از دستگاهی استفاده کنید که طبق نمودار ارائه شده در اینجا مونتاژ شده است. یک لامپ رشته ای به عنوان نشانگر حداکثر دور موتور استفاده می شود.


قسمت های اصلی سرعت سنج یک مولتی ویبراتور آماده به کار روی ترانزیستورهای T1 و T2 و یک ماشه اشمیت در ترانزیستورهای T5 و T6 است. سیگنال ورودی که از شکن می آید به زنجیره افتراق R4C1 تغذیه می شود (این برای به دست آوردن پالس هایی با مدت زمان یکسان ضروری است). تشکیل سیگنال بیشتر توسط مولتی ویبراتور انجام می شود. دیود D1 نیمه امواج منفی سیگنال ورودی را به پایه ترانزیستور T2 ارسال نمی کند. پالس های تولید شده توسط مولتی ویبراتور از طریق یک دنبال کننده امیتر ساخته شده بر روی ترانزیستور T3 و یک مدار یکپارچه R7C3 به ماشه اشمیت تغذیه می شود. چراغ نشانگر L1، متصل به مدار امیتر ترانزیستور T6، فقط زمانی روشن می شود که سرعت موتور از یک از پیش تعیین شده بیشتر شود (با استفاده از مقاومت متغیر R8).
دستگاه تمام شده را می توان با استفاده از یک سرعت سنج استاندارد یا یک تولید کننده صدا کالیبره کرد. بنابراین، برای مثال، برای یک موتور چهار زمانه چهار سیلندر، 1500 دور در دقیقه مربوط به فرکانس تولید کننده صدا 60 هرتز، 3000 دور در دقیقه - 100 هرتز، 6000 دور در دقیقه - 200 هرتز و غیره است.
هنگام استفاده از قطعات با داده های نشان داده شده در نمودار، سرعت سنج به شما امکان می دهد از 500 تا 10000 دور در دقیقه ثبت نام کنید. مصرف جریان - 20 میلی آمپر.
ترانزیستورهای BC107 را می توان با KT315 با هر شاخص حرفی جایگزین کرد. هر دیود سیلیکونی را می توان به عنوان دیود D1 استفاده کرد. استفاده از ترانزیستورها و دیودهای ژرمانیومی به دلیل شرایط شدید دمایی توصیه نمی شود.

7. مولتی ویبراتورهای چند فازی
با افزودن مراحل تقویت و PIC به دست می آیند.
مولتی ویبراتور سه فاز:


نمونه از سایت http://www.votshema.ru/324-simmetrichnyy-multivibrator.html

یک مولتی ویبراتور چهار فاز برای اطمینان از عملکرد پایدار به اقدامات خاصی نیاز دارد:


نمونه از سایت http://www.moyashkola.net/krugok/r_begog.htm

8. مولتی ویبراتورها روی عناصر منطقی
مولتی ویبراتور را می توان با استفاده از عناصر منطقی، به عنوان مثال، NAND ساخت. نمودار یک گزینه ممکن، برای مثال، به شرح زیر است:


عملکرد عناصر فعال در اینجا توسط عناصر منطقی 2I-NOT انجام می شود (به مقاله من "CHICROCIRCUIT" در صفحه "قطعات رادیویی" مراجعه کنید)، که توسط اینورترها متصل شده اند. به لطف PIC بین خروجی DD1.2 و ورودی DD1.1 و همچنین خروجی DD1.1 و ورودی DD1.2 که توسط خازن های C1 و C2 ایجاد شده است، دستگاه برانگیخته شده و پالس های الکتریکی تولید می کند. نرخ تکرار پالس به مقادیر خازن ها و مقاومت های R1 و R2 بستگی دارد. با کاهش ظرفیت خازن ها به 1...5 μF، فرکانس صوتی 500...1000 هرتز به دست می آید. هدفون باید از طریق یک خازن با ظرفیت 0.01 ... 0.015 μF به یکی از خروجی های مولتی ویبراتور متصل شود.
گاهی اوقات همان مولتی ویبراتور به شکل زیر نشان داده می شود:

مولتی ویبراتور می تواند بر اساس سه عنصر منطقی ساخته شود:


تمام عناصر توسط اینورتر روشن و به صورت سری متصل می شوند. زنجیره زمان توسط C1 و R1 تشکیل شده است. یک لامپ رشته ای می تواند به عنوان نشانگر استفاده شود. برای تغییر هموار فرکانس، به جای R1، باید یک مقاومت متغیر 1.5 کیلو اهم اضافه کنید.

اگر ظرفیت خازن 1 μF باشد، فرکانس نوسان به صدا تبدیل می شود.
چنین مولتی ویبراتور چگونه کار می کند؟ پس از روشن شدن، یکی از عناصر منطقی اولین کسی است که یکی از حالت های ممکن را می گیرد و در نتیجه بر وضعیت سایر عناصر تأثیر می گذارد. بگذارید عنصر DD1.2 باشد که معلوم می شود در یک حالت واحد است. از طریق عناصر DD1.1 و DD1.2، خازن فورا شارژ می شود و عنصر DD1.1 در حالت صفر است. عنصر DD1.3 خود را در همان حالت می یابد، زیرا ورودی آن 1 منطقی است. این حالت ناپایدار است، زیرا خروجی DD1.3 منطقی 0 است و خازن از طریق مقاومت و مرحله خروجی شروع به تخلیه می کند. عنصر DD1.3. با پیشرفت تخلیه، ولتاژ مثبت در ورودی عنصر DD1.1 کاهش می یابد. به محض اینکه برابر با آستانه شد، این عنصر به حالت واحد و عنصر DD1.2 به حالت صفر تغییر می کند. خازن از طریق عنصر DD1.3 (خروجی آن اکنون در سطح منطقی 1 است)، یک مقاومت و عنصر DD1.2 شروع به شارژ می کند. به زودی ولتاژ در ورودی عنصر اول از آستانه فراتر می رود و همه عناصر به حالت های مخالف سوئیچ می کنند. اینگونه است که پالس های الکتریکی در خروجی مولتی ویبراتور - در خروجی معکوس عنصر DD1.3 تشکیل می شوند.
مولتی ویبراتور "سه عنصری" را می توان با حذف DD1.3 از آن ساده کرد:

مشابه قبلی کار می کند. این نوع مولتی ویبراتور است که بیشتر در دستگاه های مختلف رادیویی الکترونیکی استفاده می شود.

همچنین می توانید با استفاده از عناصر منطقی یک مولتی ویبراتور منتظر بسازید. مانند قبلی، بر روی 2 عنصر منطقی ساخته شده است.


اولین DD1.1 برای هدف مورد نظر خود استفاده می شود - به عنوان یک عنصر 2I-NOT. دکمه SB1 به عنوان سنسور سیگنال ماشه عمل می کند. برای نشان دادن پالس ها، به عنوان مثال، از یک LED استفاده می شود. مدت زمان پالس را می توان با افزایش ظرفیت C1 و مقاومت R1 افزایش داد. به جای R1، می توانید یک مقاومت متغیر (تنظیم) با مقاومت حدود 2 کیلو اهم (اما نه بیشتر از 2.2 کیلو اهم) روشن کنید تا مدت زمان پالس را در محدوده های خاصی تغییر دهید. اما اگر مقاومت کمتر از 100 اهم باشد، مولتی ویبراتور از کار می افتد.
اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد. در لحظه اولیه، پین پایین عنصر DD1.1 به هیچ چیز متصل نیست - سطح منطقی آن 1 است. و برای عنصر 2I-NOT، این کافی است تا در حالت صفر باشد. ورودی DD1.2 نیز در سطح 0 منطقی است، زیرا افت ولتاژ در مقاومت ایجاد شده توسط جریان ورودی عنصر، ترانزیستور ورودی عنصر را در حالت بسته نگه می دارد. ولتاژ منطقی 1 در خروجی این عنصر، عنصر اول را در حالت صفر نگه می دارد. هنگامی که دکمه فشار داده می شود، یک پالس ماشه با قطبیت منفی به ورودی عنصر اول اعمال می شود که عنصر DD1.1 را به حالت واحد تغییر می دهد. پرش ولتاژ مثبتی که در این لحظه در خروجی آن رخ می دهد، از طریق یک خازن به ورودی های عنصر دوم منتقل می شود و آن را از حالت واحد به حالت صفر تغییر می دهد. این حالت از عناصر حتی پس از پایان پالس تحریک باقی می ماند. از لحظه ای که یک پالس مثبت در خروجی عنصر اول ظاهر می شود، خازن شروع به شارژ می کند - از طریق مرحله خروجی این عنصر و یک مقاومت. با انجام شارژ، ولتاژ دو سر مقاومت کاهش می یابد. به محض رسیدن به آستانه، عنصر دوم به حالت یک و عنصر اول به حالت صفر تغییر می کند. خازن به سرعت از مرحله خروجی عنصر اول و مرحله آب عنصر دوم تخلیه می شود و دستگاه در حالت آماده به کار قرار می گیرد.
باید در نظر داشت که برای عملکرد عادی مولتی ویبراتور، مدت زمان پالس آغازگر باید کمتر از مدت زمان تولید شده باشد.

P.S. مبحث "مولتی ویبراتور" نمونه ای از رویکرد خلاقانه برای مطالعه ارتعاشات الکتریکی در درس فیزیک مدرسه است. و نه تنها. ایجاد مدارهای ساده، مدل سازی عملکرد آنها، مشاهده و اندازه گیری کمیت های الکتریکی بسیار فراتر از محدوده فیزیک مدارس معمولی و علوم کامپیوتر است. و ایجاد دستگاه های واقعی به طور کامل ایده جوانان را در مورد آنچه و چگونه می توانند در مدرسه مطالعه کنند تغییر می دهد (من از کلمه "تدریس" متنفرم).

مدار مولتی ویبراتور نشان داده شده در شکل 1، اتصال آبشاری تقویت کننده های ترانزیستوری است که خروجی مرحله اول از طریق مداری حاوی خازن به ورودی مرحله دوم متصل می شود و خروجی مرحله دوم به ورودی مرحله اول متصل می شود. از طریق مداری که یک خازن دارد. تقویت کننده های مولتی ویبراتور کلیدهای ترانزیستوری هستند که می توانند در دو حالت باشند. مدار مولتی ویبراتور در شکل 1 با مدار ماشه مورد بحث در مقاله "" متفاوت است. از آنجایی که مدار دارای عناصر واکنشی در مدارهای فیدبک است، بنابراین مدار می تواند نوسانات غیر سینوسی ایجاد کند. می توانید مقاومت مقاومت های R1 و R4 را از روابط 1 و 2 پیدا کنید:

جایی که I KBO = 0.5 μA حداکثر جریان کلکتور معکوس ترانزیستور KT315a است.

Ikmax=0.1A حداکثر جریان کلکتور ترانزیستور KT315a است، Up=3V ولتاژ تغذیه است. بیایید R1=R4=100 اهم را انتخاب کنیم. خازن های C1 و C2 بسته به فرکانس نوسان مورد نیاز مولتی ویبراتور انتخاب می شوند.

شکل 1 - مولتی ویبراتور مبتنی بر ترانزیستورهای KT315A

می توانید ولتاژ بین نقاط 2 و 3 یا بین نقاط 2 و 1 را کاهش دهید. نمودارهای زیر نشان می دهد که چگونه ولتاژ تقریباً بین نقاط 2 و 3 و بین نقاط 2 و 1 تغییر می کند.

T - دوره نوسان، t1 - ثابت زمانی بازوی چپ مولتی ویبراتور، t2 - ثابت زمانی بازوی راست مولتی ویبراتور را می توان با استفاده از فرمول ها محاسبه کرد:

می توانید فرکانس و چرخه کاری پالس های تولید شده توسط مولتی ویبراتور را با تغییر مقاومت مقاومت های برش R2 و R3 تنظیم کنید. همچنین می توانید خازن های C1 و C2 را با خازن های متغیر (یا تریمر) جایگزین کنید و با تغییر ظرفیت آنها، فرکانس و چرخه کاری پالس های تولید شده توسط مولتی ویبراتور را تنظیم کنید، این روش حتی ارجح تر است، بنابراین در صورت وجود تریمر (یا خازن های متغیر بهتر است، بهتر است از آنها استفاده کنید و در جای خود مقاومت های متغیر R2 و R3 را روی مقاومت های ثابت قرار دهید. عکس زیر مولتی ویبراتور مونتاژ شده را نشان می دهد:

برای اطمینان از کارکرد مولتی ویبراتور مونتاژ شده، یک بلندگوی پیزودینامیک به آن متصل شد (بین نقاط 2 و 3). پس از اعمال برق به مدار، بلندگوی پیزو شروع به ترق زدن کرد. تغییر در مقاومت مقاومت های تنظیم منجر به افزایش فرکانس صدای منتشر شده توسط پیزودینامیک یا کاهش آن یا به این واقعیت شد که مولتی ویبراتور تولید را متوقف کرد.
برنامه ای برای محاسبه فرکانس، دوره و ثابت های زمانی، چرخه وظیفه پالس های گرفته شده از مولتی ویبراتور:

اگر برنامه کار نمی کند، کد html آن را در دفترچه یادداشت کپی کنید و آن را با فرمت html ذخیره کنید.
اگر از مرورگر اینترنت اکسپلورر استفاده می کنید و برنامه را مسدود می کند، باید محتوای مسدود شده را مجاز کنید.

js غیرفعال است

سایر مولتی ویبراتورها:

مولتی ویبراتور ترانزیستوری یک مولد موج مربعی است. در عکس زیر یکی از اسیلوگرام های مولتی ویبراتور متقارن است.

یک مولتی ویبراتور متقارن پالس های مستطیلی با چرخه کاری دو را تولید می کند. اطلاعات بیشتر در مورد چرخه وظیفه را می توانید در مقاله مولد فرکانس مطالعه کنید. ما از اصل عملکرد یک مولتی ویبراتور متقارن برای روشن کردن متناوب LED ها استفاده خواهیم کرد.

این طرح شامل موارد زیر است:

- دو KT315B (می تواند با هر حرف دیگری باشد)

– دو عدد خازن با ظرفیت 10 میکروفاراد

– چهار، دو عدد 300 اهم و دو عدد 27 کیلو اهم

– دو عدد ال ای دی 3 ولت چینی

این چیزی است که دستگاه روی تخته نان به نظر می رسد:

و این روش کار می کند:

برای تغییر مدت زمان چشمک زدن LED ها، می توانید مقادیر خازن های C1 و C2 یا مقاومت های R2 و R3 را تغییر دهید.

انواع دیگری از مولتی ویبراتورها نیز وجود دارد. می توانید در مورد آنها بیشتر بخوانید. همچنین اصل عملکرد یک مولتی ویبراتور متقارن را شرح می دهد.

اگر برای مونتاژ چنین وسیله ای تنبل هستید، می توانید یک دستگاه آماده بخرید؛-) من حتی یک دستگاه آماده در آلیکا پیدا کردم. می توانید به آن نگاه کنید اینارتباط دادن.

در اینجا ویدیویی وجود دارد که به طور مفصل نحوه عملکرد مولتی ویبراتور را شرح می دهد:

برای تولید پالس های مستطیلی با فرکانس های بالا، می توانید از مدارهایی استفاده کنید که بر اساس همان اصل مدار در شکل. 18.32. همانطور که در شکل نشان داده شده است. 18.40، یک تقویت کننده دیفرانسیل ساده به عنوان مقایسه کننده در چنین مدارهایی استفاده می شود.

بازخورد مثبت در مدار ماشه اشمیت با اتصال مستقیم خروجی تقویت کننده به ورودی آن ارائه می شود، یعنی مقاومت مقاومت در تقسیم کننده ولتاژ برابر با صفر انتخاب می شود. طبق فرمول (18.16)، چنین طرحی باید به یک دوره بی نهایت طولانی از نوسان منجر می شد، اما این کاملاً درست نیست. هنگام استخراج این معادله، فرض بر این بود که تقویت کننده ای که به عنوان مقایسه کننده استفاده می شود بهره بی نهایت زیادی دارد، یعنی. که فرآیند سوئیچینگ مدار زمانی اتفاق می افتد که اختلاف ولتاژ ورودی برابر با صفر باشد. در این حالت آستانه سوئیچینگ مدار برابر با ولتاژ خروجی خواهد بود و ولتاژ خازن C تنها پس از مدت زمان بسیار طولانی به این مقدار می رسد.

برنج. 18.40 مولتی ویبراتور مبتنی بر تقویت کننده دیفرانسیل.

مدار تقویت کننده دیفرانسیل که ژنراتور بر اساس آن در شکل 2 ساخته شده است. 18.40، بهره نسبتاً کمی دارد. به همین دلیل حتی قبل از اینکه اختلاف سیگنال های ورودی تقویت کننده به صفر برسد، مدار سوئیچ می کند. به عنوان مثال، اگر چنین طرحی همانطور که در شکل نشان داده شده است اجرا شود. 18.41، بر اساس یک تقویت کننده خطی ساخته شده با استفاده از فناوری ESL (به عنوان مثال، بر اساس یک مدار مجتمع، تفاوت در سیگنال های ورودی که در آن مدار سوئیچ ها تقریباً خواهد بود. زمانی که دامنه ولتاژ خروجی تقریباً معمولی برای مدارهای ساخته شده بر اساس فناوری ESL، دوره پالسی سیگنال تولید شده برابر است

مدار در نظر گرفته شده به شما امکان می دهد یک ولتاژ پالس با فرکانس تا

یک ژنراتور مشابه نیز می تواند بر اساس مدارهای TTL ساخته شود. یک تراشه ماشه آماده اشمیت (به عنوان مثال، 7414 یا 74132) برای این اهداف مناسب است، زیرا از قبل بازخورد مثبت داخلی دارد. اتصال متناظر چنین ریز مداری در شکل نشان داده شده است. 18.42. از آنجایی که جریان ورودی عنصر TTL باید از مقاومت ماشه اشمیت عبور کند، مقاومت آن نباید از 470 اهم تجاوز کند. این برای سوئیچینگ مطمئن مدار در آستانه پایین ضروری است. حداقل مقدار این مقاومت با ظرفیت بار خروجی عنصر منطقی تعیین می شود و برابر با 100 اهم است. آستانه های ماشه اشمیت 0.8 و 1.6 ولت هستند. برای دامنه سیگنال خروجی حدود 3 ولت، معمولی برای آی سی های نوع TTL، فرکانس پالس سیگنال تولید شده است.

حداکثر مقدار فرکانس قابل دستیابی حدود 10 مگاهرتز است.

بالاترین فرکانس‌های تولید هنگام استفاده از مدارهای مولتی ویبراتور ویژه با اتصالات امیتر به دست می‌آیند (به عنوان مثال، ریز مدارها یا نمودار مدار چنین مولتی ویبراتوری در شکل 18.43 نشان داده شده است. علاوه بر این، این مدارهای مجتمع مجهز به مراحل نهایی اضافی هستند که بر اساس آن ساخته شده‌اند. مدارهای TTL یا ESL

بیایید اصل عملکرد مدار را در نظر بگیریم. فرض کنید دامنه ولتاژهای متناوب در تمام نقاط مدار از مقدار تجاوز نمی کند وقتی ترانزیستور بسته است، ولتاژ در کلکتور آن تقریباً برابر با ولتاژ تغذیه است. ولتاژ در امیتر ترانزیستور جریان امیتر است

برنج. 18.41. مولتی ویبراتور مبتنی بر تقویت کننده خطی ساخته شده با استفاده از فناوری ESL.

برنج. 18.42. مولتی ویبراتور مبتنی بر ماشه اشمیت، ساخته شده با استفاده از فناوری TTL. فرکانس

برنج. 18.43. مولتی ویبراتور با اتصالات امیتر.

ترانزیستور برابر است برای اینکه سیگنالی با دامنه مورد نظر در مقاومت آزاد شود، باید مقاومت آن باشد سپس در حالت در نظر گرفته شده مدار، ولتاژ در امیتر ترانزیستور برابر خواهد بود. در مدت زمان بسته شدن ترانزیستور، جریان منبع سمت چپ مطابق مدار از خازن C عبور می کند. در نتیجه، ولتاژ در امیتر ترانزیستور با سرعتی کاهش می یابد.

ترانزیستور T زمانی باز می شود که ولتاژ در امیتر آن به مقدار کاهش یابد، در این حالت ولتاژ پایه ترانزیستور 0.5 ولت کاهش یافته و ترانزیستور بسته می شود و ولتاژ در کلکتور آن به دلیل وجود ترانزیستور به مقدار افزایش می یابد. یک دنبال کننده امیتر در ترانزیستور، ولتاژ در کلکتور ترانزیستور با افزایش ولتاژ همچنین ولتاژ پایه ترانزیستور افزایش می یابد. در نتیجه ولتاژ در امیتر ترانزیستور به طور ناگهانی به این مقدار افزایش می یابد.این پرش ولتاژ از طریق خازن C به امیتر ترانزیستور منتقل می شود به طوری که ولتاژ در این نقطه به طور ناگهانی از به افزایش می یابد.

در طول زمانی که ترانزیستور بسته است، جریان عبوری از خازن C باعث می شود ولتاژ در امیتر ترانزیستور با سرعتی کاهش یابد.

ترانزیستور خاموش می ماند تا زمانی که پتانسیل امیتر آن از مقداری به مقدار دیگر کاهش یابد برای یک ترانزیستور این زمان است