Мультивибратор пищалка схема на транзисторах

Мультивибратор

Симметричный мультивибратор

Если разобраться, вся электроника состоит из большого числа отдельных кирпичиков. Это транзисторы, диоды, резисторы, конденсаторы, индуктивные элементы. А уже из этих кирпичиков можно сложить всё, что угодно.

От безобидной детской игрушки издающей, например, звук «мяу», до системы наведения баллистической ракеты с разделяющейся головной частью на восемь мегатонных зарядов.

Одной из очень известных и часто применяющихся в электронике схем, является симметричный мультивибратор, который представляет собой электронное устройство вырабатывающее (генерирующее) колебания по форме, приближающиеся к прямоугольной.

Мультивибратор собирается на двух транзисторах или логических схемах с дополнительными элементами. По сути это двухкаскадный усилитель с цепью положительной обратной связи (ПОС). Это значит, что выход второго каскада соединён через конденсатор со входом первого каскада. В результате усилитель за счёт положительной обратной связи превращается в генератор.

Для того чтобы мультивибратор начал генерировать импульсы достаточно подключить напряжение питания. Мультивибраторы могут быть симметричными и несимметричными.

На рисунке представлена схема симметричного мультивибратора.

В симметричном мультивибраторе номиналы элементов каждого из двух плеч абсолютно одинаковы: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Если посмотреть на осциллограмму выходного сигнала симметричного мультивибратора, то легко заметить, что прямоугольные импульсы и паузы между ними одинаковы по времени. t импульса (tи) = t паузы (tп). Резисторы в коллекторных цепях транзисторов не влияют на параметры импульсов, и их номинал подбирается в зависимости от типа применяемого транзистора.

Частота следования импульсов такого мультивибратора легко высчитывается по несложной формуле:

,где f — частота в герцах (Гц), С — ёмкость в микрофарадах (мкФ) и R — сопротивление в килоомах (кОм). Например: С = 0,02 мкФ, R = 39 кОм. Подставляем в формулу, выполняем действия и получаем частоту в звуковом диапазоне приблизительно равную 1000 Гц, а точнее 897,4 Гц.

Сам по себе такой мультивибратор неинтересен, так как он выдаёт один немодулированный «писк», но если элементами подобрать частоту 440 Гц, а это нота Ля первой октавы, то мы получим миниатюрный камертон, с помощью которого можно, например, настроить гитару в походе. Единственно, что нужно сделать, это добавить каскад усилителя на одном транзисторе и миниатюрный динамик.

Основными характеристиками импульсного сигнала принято считать следующие параметры:

Частота. Единица измерения (Гц) Герц. 1 Гц – одно колебание в секунду. Частоты, воспринимаемые человеческим ухом, находятся в диапазоне 20 Гц – 20 кГц.

Длительность импульса. Измеряется в долях секунды: мили, микро, нано, пико и так далее.

Амплитуда. В рассматриваемом мультивибраторе регулировка амплитуды не предусмотрена. В профессиональных приборах используется и ступенчатая и плавная регулировка амплитуды.

Скважность. Отношение периода (Т) к длительности импульса (t). Если длина импульса равна 0,5 периода, то скважность равна двум.

Исходя из вышеприведенной формулы, легко рассчитать мультивибратор практически на любую частоту за исключением высоких и сверхвысоких частот. Там действуют несколько другие физические принципы.

Для того чтобы мультивибратор выдавал несколько дискретных частот достаточно поставить двухсекционный переключатель и пять шесть конденсаторов разной ёмкости, естественно одинаковые в каждом плече и с помощью переключателя выбирать необходимую частоту. Резисторы R2, R3 так же влияют на частоту и скважность и их можно сделать переменными. Вот ещё одна схема мультивибратора с подстройкой частоты переключения.

Уменьшение сопротивления резисторов R2 и R4 меньше определённой величины зависящей от типа применяемых транзисторов может вызвать срыв генерации и мультивибратор работать не будет, поэтому последовательно с резисторами R2 и R4 можно подключить переменный резистор R3, которым можно подобрат частоту переключений мультивибратора.

Практическое применение симметричного мультивибратора очень обширно. Импульсная вычислительная техника, радиоизмерительная аппаратура при производстве бытовой техники. Очень много уникальной медицинской техники построено на схемах, в основе которых лежит тот самый мультивибратор.

Благодаря исключительной простоте и невысокой стоимости мультивибратор нашёл широкое применение в детских игрушках. Вот пример обычной мигалки на светодиодах.

При указанных на схеме величинах электролитических конденсаторов С1, С2 и резисторов R2, R3 частота импульсов будет 2,5 Гц, а значит, светодиоды будут вспыхивать примерно два раза в секунду. Можно использовать схему, предложенную выше и включить переменный резистор совместно с резисторами R2, R3. Благодаря этому можно будет посмотреть, как будет изменяться частота вспышек светодиодов при изменении сопротивления переменного резистора. Можно поставить конденсаторы разных номиналов и наблюдать за результатом.

Вам понравится:  Котлы газовые двухконтурные настенные baxi схема подключения

Будучи ещё школьником, я собирал на мультивибраторе переключатель ёлочных гирлянд. Всё получилось, но вот когда подключил гирлянды, то мой приборчик стал переключать их с очень высокой частотой. Из-за этого в соседней комнате телевизор стал показывать с дикими помехами, а электромагнитное реле в схеме трещало, как из пулемёта. Было и радостно (работает же!) и немного страшновато. Родители переполошились ненашутку.

Такая досадная промашка со слишком частым переключением не давала мне покоя. И схему проверял, и конденсаторы по номиналу были те, что надо. Не учёл я лишь одного.

Электролитические конденсаторы были очень старые и высохли. Ёмкость их была небольшая и совсем не соответствовала той, что была указана на их корпусе. Из-за низкой ёмкости мультивибратор и работал на более высокой частоте и слишком часто переключал гирлянды.

Приборов, которыми можно было бы измерить ёмкость конденсаторов в то время у меня не было. Да и тестером пользовался стрелочным, а не современным цифровым мультиметром.

Поэтому, если ваш мультивибратор выдаёт завышенную частоту, то первым делом проверяйте электролитические конденсаторы. Благо, сейчас можно за небольшие деньги купить универсальный тестер радиокомпонентов, которым можно измерить ёмкость конденсатора.

Источник

Пищалки и мигалки

Статьи публикуются по мере поступления. Для упорядоченного тематического
поиска воспользуйтесь блоком «Карта сайта»

На схеме, изображенной на рисунке б), при нажатии на кнопку G на мультивибратор, состоящий из транзисторов Т1 и Т2, подается напряжение питания 9 В. Динамик, подключенный к коллектору транзистора ТЗ, воспроизводит звук соответствующей частоты. Частота звука может быть изменена соответствующей регулировкой резистора Р.
Рисунок в) демонстрирует работу при различных значениях напряжения. В нем мультивибратор, как и в предыдущих случаях, образуют транзисторы Т1 и Т2. До тех пор, пока напряжение на входных клеммах 1 и 2 не достигнет достаточного для срабатывания транзистора Т1 значения, динамик не включается.

Пищалки для экспериментов

Предлагаемое устройство издает звуки, напоминающие трели соловья. Оно может послужить вызывным узлом для телефона, квартирным звонком, звуковым сигнализатором для какого-либо устройства или просто игрушкой.


Электронный «соловей» (его схема показана на рис. 1) собран всего на двух КМОП микросхемах DD1, D02. Основа устройства — три генератора, вырабатывающих колебания разной частоты. Первый из них (на логических элементах DD1.1 и DD2.1) формирует импульсы с частотой следования примерно 1000, второй (DD1.2 и DD2.2) — 10, третий (DD1.3 и DD2.3) — 500 Гц. Как видно из схемы, один из выходов второго генератора (вывод 10 элемента DD1.2) соединен с входом (вывод 2) элемента DD2.1, а другой (вывод 4 DD2.2) — с входом (вывод 9) элемента DD2.3. Иными словами, второй генератор управляет работой первого и третьего. Их выходные сигналы поступают на входы элемента DD2.4. С его выхода сигнал звуковой частоты поступает на усилитель мощности, собранный на элементах DD1.4—DD1.6. Усиленный сигнал воспроизводит пьезоизлучатель BF1.

Детали «соловья» монтируют на печатной плате (рис. 2) из односторонне фольгированного стеклотекстолита толщиной 1. 1.5 мм. Резисторы — МЛТ-0.125 или МЛТ-0,25, конденсаторы — К50-35 (С2) и КМ (остальные) или аналогичные импортные. Во избежание выхода микросхем из строя при пайке (от статического электричества или перегрева паяльником) на плате рекомендуется установить 14-гнезд-ш.и’ панели (микросхемы вставляют в них после окончания монтажа). Перемычку, изображенную на чертеже штриховой линией, изготовляют из луженого провода диаметром 0,4. 0,5 мм и впаивают со стороны деталей. Собранное из исправных деталей и без ошибок в монтаже устройство налаживания не требует и начинает работать сразу после включения питания. Следует учесть, что звукоизлучателем в этом устройстве может служить только пьезоэлектрический преобразователь Динамическую головку подключать нельзя, выйдет из строя микросхема DD1

Вам понравится:  Как улучшить сигнал своей антенны

Мощная полицейская сирена.

Мощная сирена имитирует звуковые сигналы, которыми оснащены служебные автомобили немецкой полиции. Звук сирены хорошо знаком и слышен на больших расстояниях. Устройство найдет применение в охранных системах, при изготовлении моделей и модернизации игрушек, а также при создании различных звуковых эффектов во время игр и озвучивании любительских фильмов.

Сирена выполнена на основе двух симметричных мультивибраторов и мощного выходного каскада. Для получения специфического звучания устройства первый мультивибратор (VT1, VT2 BC547) управляет частотой работы второго мультивибратора (VT3, VT4 — BC547,МП35-МП38,КТ315, КТ3102. ). Рабочая частота мультивибраторов определяется номиналами резисторов и конденсаторов (R2, R3, C1, C2 и R8, R9, C4, C5 — соответственно для первого и второго мультивибраторов). Первый мультивибратор совместно с элементами R5, R6, C3 управляет скоростью и диапазоном изменения частоты второго мультивибратора. Транзистор VT5 КТ829А применяется в качестве усилителя мощности. Правильно собранное устройство в настройке не нуждается.

Для питания устройства необходим источник питания, обеспечивающий выходное напряжение 9,0…14,0 В и ток, не менее 1,5 А. Питание подается на выводы 1 (-) и 4 (+). Изменение напряжения питания приводит к изменению тональности сирены. Во избежание перегрева и выхода из строя транзистора VT5, его необходимо установить на радиатор.

Имитатор трелей канарейки
Представляет собой генератор, составленный по схеме, которую называют в технике мультивибратором. Его отличительная особенность в том, что каскады на транзисторах соединены симметрично — коллектор каждого транзистора подключен через конденсатор к базе другого.

Электролитические конденсаторы С1 и С2 должны быть рассчитаны на напряжение не менее 10 В. Емкость конденсатора СЗ может колебаться в пределах 4700-5600 пкФ. Динамическая головка подойдет самая маленькая, которую вы только сможете приобрести. Выключатель питания S1 любого типа, источник питания VI стабилизированный источник питания на 9 В. Как видите, деталей не так уж и много.

Мигалки для экспериментов

Симметричный мультивибратор на светодиодах.

Эта схемка очень проста и работает всегда. Транзисторы КТ3107 можно заменить на КТ361 , но тогда вам придется изменить плату. Конденсаторы — вольт можно больше. Микрофарад можно поставить больше, тогда светодиоды будут вспыхивать реже, но сильно увеличится размер готовой схемы больше по размеру. Светодиоды можно ставить любые, рассчитанные на 2,5-3 вольта.


Схема при правильной сборке сразу начнет работать. Если она не заработала, проверьте плату, пайку, контакты, полярность подключения питания и светодиодов. Для лучшей и стабильной работы последовательно со светодиодами впаять резисторы 10-47 Ом.

Еще одна мигалочка

В основе схемы — мультивибратор на транзисторах кт315а, он, периодически, подает импульсы на светодиоды VD1-VD4. Период следования и длительность импульсов определяются ёмкостями конденсаторов C5, C6 и сопротивлениями резисторов R6 и R7 (которые можно изменять).

Схема работает не так как предполагалось но, на мой взгляд, получился неплохой эффект: Подбором ёмкостей конденсаторов C1-С6 можно добиться разных эффектов мигания. Если снизить частоту следования импульсов генерируемых мультивибратором (например увеличив ёмкости конденсаторов) то можно будет наблюдать поочерёдное горение красного и зелёного цветов.

Частота вспышек определяется величиной резисторов R1 и R2 и конденсатора С1. А чтобы вам не сильно париться, в конце приведена табличка с примерами соотношений между номиналами деталей и частотой вспышек. Если схема отказывается работать с какими либо номиналами, обратите внимание, прежде всего, на R1 — он может быть слишком маленьким и на R2 — он может быть слишком большим.
Вообще говоря, резисторы R1 и R2 по разному влияют на процесс. От R1 в большей степени зависит длительность паузы между импульсами, от R2 — длительность импульса. Эта схема довольно универсальна с т.з. нагрузки. Она вполне потянет и лампочку и даже 4-Омный динамик. Конечно, для этого необходимо подобрать VT2 на необходимую мощность. При этом, нагрузка уже будет включаться не в эмиттерную цепь VT2 (как включен светодиод), а в коллекторную, вместо R3. На месте светодиода ставим перемычку.

Вам понравится:  Подключение розетки фаркопа asx

Если в качестве нагрузки используется динамик — то наверно хотим получить от него звук? Для перевода генератора в звуковой диапазон, достаточно пересчитать емкость конденсатора пропорционально желаемой частоте. Например, берем 2-ю строку таблицы. Частота — 60 в минуту, то есть — 1 в секунду, то есть — 1Гц. А нам, скажем, надо 1000 Гц. Значит: уменьшаем емкость С1 в 1000 раз — 0,001 мкФ = 1нФ. Ставим, включаем — наслаждаемся Кроме того, можно попробовать уменьшить сопротивления резисторов. Но особо не увлекайтесь, особенно R1 — можно прожечь транзистор.

Бегущие огни на 10-ти светодиодах

С помощью этого устройства можно украсить семейный праздник, новогоднюю елку, витрину магазина и т.д. Прибор позволяет регулировать скорость переключения светодиодов, имеет небольшие размеры, обладает высокой надёжностью и прост в изготовлении.

В качестве задающего генератора используется специализированная микросхема — таймер 555. Делителем R1, VR1 и конденсатором С2 задается частота сигнала, выдаваемых генератором импульсов. Частота сигнала может регулироваться подстроечным резистором VR1. С генератора (вывод 3 DD1) импульсы поступают на двоично-десятичный счетчик CD4017. Микросхема DD2 работает таким образом, что с приходом каждого тактового импульса с DD1, на выводах разрядов счетчика поочередно появляется высокий потенциал. Соответственно поочередно зажигаются светодиоды, подсоединённые к выходам соответствующих разрядов счетчика. Конденсатор C1 является фильтром по питанию и служит для стабильной работы устройства. Резистор R2 ограничивает ток через светодиоды, предохраняя их от выхода из строя.

Принцип построения мультивибратора

на примере КТ315

Мультивибратор схема которого показана на рисунке 1 представляет собой каскадное соединение транзисторных усилителей где выход первого каскада подключен ко входу второго через цепь содержащую конденсатор и выход второго каскада подключен ко входу первого через цепь содержащую конденсатор. Усилители мультивибратора представляют собой транзисторные ключи которые могут находиться в двух состояниях. Схема мультивибратора на рисунке 1 отличается от схемы триггера рассмотренного в статье «триггер на электронных транзисторных ключах». Тем что имеет в цепях обратной связи реактивные элементы поэтому схема может генерировать несинусоидальные колебания. Найти сопротивления резисторов R1 и R4 можно из соотношений 1 и 2:

Где IКБО=0.5мкА — максимальный обратный ток коллектора транзистора кт315а, Iкmax=0.1А — максимальный ток коллектора транзистора кт315а, Uп=3В — напряжение питания. Выберем R1=R4=100Ом. Конденсаторы C1 и C2 выбираются в зависимости от того какая требуется частота колебаний мультивибратора.

Рисунок 1 — Мультивибратор на транзисторах КТ315А

Снимать напряжение можно между точками 2 и 3 или между точками 2 и 1. На графиках ниже показано как примерно будет меняться напряжение между точками 2 и 3 и между точками 2 и 1.

T — период колебаний, t1 — постоянная времени левого плеча мультивибратора, t2 — постоянная времени правого плеча мультивибратора могут быть рассчитаны по формулам:

Задавать частоту и скважность импульсов генерируемых мультивибратором можно изменяя сопротивления подстроечных резисторов R2 и R3. Можно также заменить конденсаторы C1 и C2 переменными (или подстроечными) и изменяя их ёмкость задавать частоту и скважность импульсов генерируемых мультивибратором, такой способ, даже, более предпочтителен, поэтому если есть подстроечные (или лучше переменные) конденсаторы то лучше их использовать, а на место переменных резисторов R2 и R3 поставить постоянные. На фотографии ниже показан собранный мультивибратор:

Для того чтобы убедиться в том что собранный мультивибратор работает к нему (между точками 2 и 3) был подключен пьезодинамик. После подачи питания на схему пьезодинамик начал трещать. Изменения сопротивлений подстроечных резисторов приводили либо к увеличению частоты звука издаваемого пьезодинамиком либо к её уменьшению или к тому что мультивибратор переставал генерировать. Программа расчёта частоты, периода и постоянных времени, скважности импульсов снимаемых с мультивибратора:

Более подробно с калькулятором и схемой можно ознакомиться на сайте автора

—>Просмотров : 38868 | —>Добавил : china | —>Рейтинг : 4.3 / 6

Источник

Оцените статью
Частотные преобразователи
Adblock
detector