- В данной статье предлагаю разобрать работу простого симметричного мультивибратора с двумя попеременно мигающими светодиодами. Сама схема этого мультивибратора представляет собой простой вариант генератора прямоугольных импульсов. Этот мультивибратор является классической схемой, который используется во многих схемах, где есть необходимость в генерации сигналов с определенной частотой и скважностью. Примером использования схемы может быть не только простые мигалки, а и допустим ШИМ регуляторы для постоянных электродвигателей.
Итак, теперь о самой работе этой схемы мультивибратора. По сути на схеме мы видим два усилительных каскада на биполярных транзисторах, которые между собой связаны положительной обратной связью (ПОС). А как известно, при использовании ПОС любой усилитель превращается в генератор сигналов. Как происходит запуск этой схемы и последующая генерация прямоугольных импульсов. Как мы знаем, чтобы биполярный транзистор открылся обязательным условием является наличие тока в база-эмиттерной цепи. При этом величина напряжения на этом переходе у кремниевых транзисторов будет где-то в пределе от 0,5 до 0,7 вольт.
В начальный момент, когда только на схему было подано питание, электрическому току легче пройти через резисторы малой величины. В схеме стартовыми цепями являются путь №1 – VD1, R1, C1, база-эмиттерный переход VT2 и путь №2 – VD2, R5, C2, база-эмиттерный переход VT1. Но дело в том, что эти два пути стартового электрического тока для запуска мультивибратора взаимоисключающие. То есть, работа одной такой цепи будет противодействовать работе второй такой цепи. И если бы все компоненты схемы были бы идеальными, то данная схема вовсе не запустилась. Но поскольку всегда у электронных деталей есть свои отклонения, то одна из цепей в произвольном порядке стартует раньше другой. После старта одной цепи, вторая будет подавлена.
Допустим произошел запуск мультивибратора цепью №1 – VD1, R1, C1, база-эмиттерный переход VT2. Как известно при подаче напряжения на изначально разряженный конденсатор произойдет кратковременное прохождение тока через этот конденсатор (пока идет процесс заряда его емкости). То есть, в начальный момент кратковременно через база-эмиттерный переход транзистора VT2 потечет ток и откроет этот самый транзистор. После открытия VT2 плюсовая ножка C2 будет притянута к минусу схемы, что и препятствует открытию противоположного транзистора VT1. Но поскольку C2 начинает заряжаться через резистор R4, то через некоторое время, когда напряжение на база-эмиттерном переходе VT1 достигнет величины открытия этого транзистора, все поменяется местами. А именно, открытие VT1 будет способствовать закрытию VT2. Далее все процессы будут повторятся.
В итоге мы имеем, что из-за заряда и разряда конденсаторов в схеме и поочередного открытия и закрытия транзисторов на коллекторах этих транзисторов будет возникать всплески напряжения прямоугольной формы. Поскольку в коллекторных цепях транзисторов стоят обычные светодиоды, то они будут зажигаться также поочередно. Время переходных процессов зависит от величины емкости конденсаторов и резисторов R2, R3, R4. Чем больше емкость конденсаторов и чем больше сопротивление резисторов, тем меньше частота, генерируемая этим мультивибратором. Если конденсаторы C1, C2 и резисторы R2, R4 одинаковые между собой, то частота работы светодиодов также будет одинаковая. Но если эти конденсаторы и резисторы будут разные, то и длительность свечения светодиодов тоже будет разной. Переменным резистором R3 можно задавать нужную частоту мигания светодиодов.
Для работы этой схемы мультивибратора подойдут любые резисторы и конденсаторы (по типу и по мощности). Лишь бы они были заведомо работоспособными. Биполярные транзисторы также можно в схему ставить практически любые (n-p-n проводимости), при условии, что нагрузкой мультивибратора будут маломощные светодиоды. Если же вместо светодиодов в схему поставить более мощную нагрузку, то в этом случае транзисторы должны легко выдерживать этот самый ток нагрузки. Если вы планирует питать схему от больших напряжений, то тогда используемые транзисторы также должны быть рассчитаны на данное напряжение питания. Что касается коэффициента усиления транзистора, то он может быть любым.
Эту схему можно использовать как источник прямоугольных импульсов, хотя если нужно сделать эти импульсы треугольной формы, то достаточно на выход схемы поставить дополнительные конденсаторы. Чтобы увеличить выходной ток мультивибратора, то можно использовать более мощные транзисторы или же добавить дополнительные усилительный каскад. Добавлением нового транзисторного каскада можно также добиться инверсии выходного сигнала. В общем, собирайте схему и экспериментируйте сами. Поняв общий принцип действия схемы вы легко можете сами подстраивать ее к нужному режиму работы, чтобы применять для своих конкретных задач.
Эта схема синхронного мультивибратора является базовой в электронике, и ее обязан знать каждый электронщик и радиолюбитель. При ремонте различной электронной аппаратуры вы будете часто встречать этот мультивибратор, как генератор импульсов нужной формы и частоты.
Видео по теме данной статьи (подробное объяснение работы схемы мультивибратора (симметричного) на биполярных транзисторах, описание принципа действия) можно посмотреть тут - https://dzen.ru/video/watch/61a63d5fed6564603cc4a58c .
