Схема нестабильного мультивибратора представляет собой классическую схему для мигания двух светодиодов. Не обязательно мигать двумя светодиодами. Может мигать только один светодиод.
Во-первых, позвольте мне сразу показать вам пример одной из схем в действии:
Хотите знать теорию о том, как работает схема?
Итак, вот моя скромная попытка.
Базовая схема нестабильного мультивибратора
Это классическая схема нестабильного мультивибратора.
LED L1 горит, когда транзистор Q1 включен. Светодиод L2 горит, когда транзистор с правой стороны Q2 включен.
Резисторы R1 и R4 предназначены только для установки тока через светодиоды.
Это означает, что остальные шесть компонентов составляют осциллятор: Q1, Q2, C1, C2, R2 и R3.
Понимание работы нестабильного мультивибратора
Напряжение на левой пластине C2 управляет транзистором Q1.
Напряжение на правой пластине С1 управляет транзистором Q2.
Когда транзистор Q1 включается, он изменяет напряжение C1, так что Q2 выключается.
Через некоторое время напряжение С1 снова повышается и включает транзистор Q2.
Когда транзистор Q2 включается, он изменяет напряжение C2 так, что Q1 выключается.
Это повторяется.
Но это очень поверхностное объяснение.
Что, если вы хотите понять, почему это происходит?
Если вы хотите по-настоящему понять, как работает схема нестабильного мультивибратора, вам нужно более подробно посмотреть, как ведут себя напряжения на двух конденсаторах.
Что вы еще должны знать?
Вы должны знать, как работают транзисторы.
И важно, чтобы вы хорошо понимали, как ведут себя напряжения в цепи и как течет ток.
Подробное объяснение
Несколько вещей, которые помогут вам, прежде чем погрузиться в объяснение ...
1. Напряжение всегда измеряется между двумя точками
Когда мы говорим о напряжении в одной конкретной точке, это означает напряжение, измеренное от этой точки до минуса батареи. (Вот почему мы называем минус батареи 0V)
2. Думайте о транзисторе как о переключателе
Для включения необходимо 0,7 В на среднем выводе (базе). Когда он включен, его верхний вывод (коллектор) соединяется с нижним выводом (эмиттером), так что через него может протекать ток.
Это также означает, что верхний вывод имеет то же напряжение, что и нижний вывод, когда транзистор включен. Когда транзистор выключен, между верхним контактом и нижним контактом нет соединений, поэтому ток не может течь.
3. Используйте этот симулятор, чтобы убедиться в этом
Я рекомендую проверить вещи, которые я пишу здесь, используя симулятор. Вот отличный пример, который вы можете использовать сразу (без входа в систему или чего-либо еще):
http://www.falstad.com/circuit/e-multivib-a.html
Когда светодиод 1 включен
Давайте начнем с рассмотрения схемы, когда светодиод L1 горит, а другой светодиод выключен.
L1 горит только когда транзистор Q1 включен.
Из того, как работают транзисторы, мы знаем, что Q1 включается только в том случае, если на его базе находится 0,7 В. Так как левая пластина C2 соединяется с базой Q1, это означает, что он находится на 0,7 В.
Правая пластина конденсатора C2 подключается к 9В через R4 и L2, поэтому он заряжается и напряжение растет.
Конденсатор заряжается экспоненциально, что означает, что напряжение вначале быстро возрастает, а затем замедляется все больше и больше. Напряжение быстро достигает 7-8В, но оттуда напряжение медленно растет.
Напряжения вокруг транзистора Q2
Поскольку транзистор Q2 выключен, его база должна быть ниже 0,7 В.
Правая пластина С1 соединяется с базой Q2, что означает, что это также ниже 0,7 В.
Но правая пластина С1 также подключена к 9 В через резистор R2, что означает, что он заряжается.
Это означает, что напряжение ниже 0,7 В, но растет.
Поворотный момент
Итак, напряжение на правой пластине С1 растет.
И когда оно достигает 0,7 В, начинаются реальные действия!
Когда правая пластина С1 достигает 0,7 В, это означает, что база транзистора Q2 получает 0,7 В на своей базе и включается.
… Что означает, что светодиод справа также включается.
Но когда включается Q2, происходит нечто интересное с напряжениями, которые у нас были над конденсатором C2 ...
Получение отрицательного напряжения
У нас было то, что у C2 было 0,7 В на левой пластине и 8 В на правой.
Или, говоря иначе, левая пластина имела потенциал на 7,3 В ниже, чем правая.
Но теперь, когда Q2 включается, напряжение на правой пластине C2 внезапно снижается до 0 В через транзистор.
Внутренний заряд конденсатора не меняется, поэтому потенциал на левой пластине остается на 7,3 В ниже, чем на правой.
Но теперь, когда потенциал на правой пластине равно 0 В, это означает, что потенциал на левой пластине становится на 7,3 В ниже 0!
Да, это -7,3 В.
Транзистор Q1 получает минус на своей базе
При -7,3 В на левой пластине C2 - база транзистора Q1 также получает -7,3 В на своей базе, что в итоге отключает его.
Итак, теперь левый светодиод и транзистор выключены. И правый светодиод и транзистор включились.
Левая пластина C2 начинается с -7,3 В и заряжается через резистор R3 и, следовательно, напряжение поднимается. Поскольку он подключается к базе транзистора Q1, когда он достигает 0,7 В, Q1 снова включается.
И так продолжается.
Два транзистора постоянно переключаются между включением и выключением, что позволяет двум светодиодам попеременно включаться и выключаться.
Вопросы?
У меня было так много проблем с пониманием схемы нестабильного мультивибратора при его запуске. И это расстроило меня, потому что я думал, что это простая и понятная схема.
Но правда в том, что вам нужно хорошо понять основы электроники прежде чем вы сможете понять эту схему.
