ความสมบูรณ์แบบจะไม่เกิดขึ้นหากไม่มีอะไรเหลือให้เพิ่ม
และเมื่อไม่มีอะไรจะลบออก
อองตวน เดอ แซงเต็กซูเปรี

บางคนคิดว่าการติดตั้งบนพื้นผิวนั้นทำที่บ้านได้ยากเนื่องจากองค์ประกอบ SMD ขนาดเล็ก และ... ไม่มีรูสำหรับสายนำชิ้นส่วน
นี่เป็นเรื่องจริงบางส่วน แต่เมื่อตรวจสอบอย่างรอบคอบแล้วปรากฎว่าองค์ประกอบขนาดเล็กนั้นต้องการการติดตั้งอย่างระมัดระวังโดยแน่นอน โดยมีเงื่อนไขว่าเรากำลังพูดถึงส่วนประกอบ SMD แบบง่าย ๆ ที่ไม่จำเป็นต้องใช้อุปกรณ์พิเศษสำหรับการติดตั้ง การไม่มีจุดอ้างอิงซึ่งเป็นรูสำหรับหมุดของชิ้นส่วน ทำให้เกิดภาพลวงตาของความยากลำบากในการออกแบบแผงวงจรพิมพ์เท่านั้น

คุณต้องฝึกฝนในการสร้างการออกแบบที่เรียบง่ายบนองค์ประกอบ SMD เพื่อที่จะได้รับทักษะ ความมั่นใจในตนเอง และมั่นใจในโอกาสในการติดตั้งบนพื้นผิวสำหรับตัวคุณเองเป็นการส่วนตัว ท้ายที่สุดแล้วกระบวนการผลิตแผงวงจรพิมพ์นั้นง่ายขึ้น (ไม่จำเป็นต้องเจาะรูหรือนำชิ้นส่วนแม่พิมพ์) และความหนาแน่นในการติดตั้งที่เพิ่มขึ้นจะสังเกตเห็นได้ด้วยตาเปล่า

พื้นฐานของการออกแบบของเราคือวงจรมัลติไวเบรเตอร์แบบอสมมาตรโดยใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีโครงสร้างต่างๆ

เราจะประกอบ "ไฟกะพริบ" บน LED ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นเครื่องราง และเรายังจะสร้างรากฐานสำหรับการออกแบบในอนาคตด้วยการสร้างต้นแบบของไมโครวงจรซึ่งเป็นที่นิยมในหมู่นักวิทยุสมัครเล่น แต่ไม่สามารถเข้าถึงได้ทั้งหมด

เครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบอสมมาตรโดยใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีโครงสร้างต่างกัน

ข้าว. 1. วงจรมัลติไวเบรเตอร์ปลายเดียว

--
ขอบคุณสำหรับความสนใจของคุณ!
อิกอร์ โคตอฟ ผู้ก่อตั้งนิตยสาร Datagor

รายชื่อแหล่งที่มา

ผู้แต่งหนังสือ “เพื่อนักวิทยุสมัครเล่นรุ่นเยาว์อ่านด้วยหัวแร้ง”, “ความลับของงานฝีมือวิทยุสมัครเล่น” ผู้ร่วมเขียนหนังสือชุด “อ่านด้วยหัวแร้ง” ในสำนักพิมพ์ “SOLON- สื่อมวลชน” ฉันมีสิ่งพิมพ์ในนิตยสาร “วิทยุ”, “เครื่องมือและเทคนิคการทดลอง” ฯลฯ .

โหวตผู้อ่านครับ

บทความนี้ได้รับการอนุมัติจากผู้อ่าน 66 คน

สัญญาณวิทยุ:

เครื่องมัลติไวเบรเตอร์-1
แค่ทฤษฎีหรือทฤษฎีง่ายๆ

“MULTI” - จำนวนมาก “VIBRATO” - การสั่นสะเทือน การสั่น ดังนั้น “MULTIVIBRATOR” จึงเป็นอุปกรณ์ที่สร้าง (สร้าง) การสั่นสะเทือนมากมาย
ก่อนอื่นให้เราทำความเข้าใจว่ามันสร้างการสั่นสะเทือนได้อย่างไรหรือการสั่นสะเทือนเกิดขึ้นได้อย่างไรแล้วเราจะพบว่าเหตุใดจึงมีการสั่นสะเทือนมากมาย

2. จะสร้างมัลติไวเบรเตอร์ได้อย่างไร?
ขั้นตอนที่ #1ลองใช้แอมพลิฟายเออร์ความถี่ต่ำที่ง่ายที่สุด (ดูบทความ "ทรานซิสเตอร์" ของฉันรายการที่ 4 ในหน้า "ส่วนประกอบวิทยุ"):

(ในที่นี้ฉันไม่ได้อธิบายหลักการทำงานของมัน)
ขั้นตอนที่ #2ลองรวมแอมพลิฟายเออร์ที่เหมือนกันสองตัวเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ ULF แบบสองขั้นตอน:


ขั้นตอนที่ #3มาเชื่อมต่อเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์นี้เข้ากับอินพุต:


สิ่งที่เรียกว่าผลตอบรับเชิงบวก (POF) จะเกิดขึ้น คุณคงเคยได้ยินเสียงผิวปากจากลำโพงเมื่อบุคคลที่มีไมโครโฟนเข้าใกล้พวกเขามากเกินไป สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับ music center ในโหมดคาราโอเกะหากคุณนำไมโครโฟนไปที่ลำโพง ในกรณีเช่นนี้ สัญญาณจากเอาต์พุตของแอมพลิฟายเออร์จะมาถึงอินพุตของตัวเอง แอมพลิฟายเออร์จะเข้าสู่โหมดกระตุ้นตัวเองและเปลี่ยนเป็นออสซิลเลเตอร์ในตัว และเสียงจะปรากฏขึ้น บางครั้งแอมพลิฟายเออร์สามารถกระตุ้นตัวเองได้แม้ที่ความถี่อัลตราโซนิก กล่าวโดยสรุป เมื่อสร้างแอมพลิฟายเออร์ PIC เป็นอันตรายและคุณต้องต่อสู้กับมันในทุกวิถีทางที่เป็นไปได้ แต่นั่นเป็นเรื่องราวที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย
กลับไปที่แอมพลิฟายเออร์ของเราที่ครอบคลุมโดย PIC เช่น มัลติไวเบรเตอร์! ใช่แล้ว เป็นเขาแล้ว! จริงเพื่อแสดงให้เห็นอย่างชัดเจน มัลติไวเบรเตอร์ยอมรับตามในรูป ขวา. อย่างไรก็ตาม มี "พวกนิสัยเสีย" บนอินเทอร์เน็ตจำนวนเพียงพอที่วาดแผนภาพนี้ทั้งกลับหัวและนอนตะแคง ทำไมเป็นเช่นนี้? อาจเป็นเรื่องตลก "ที่จะแตกต่าง" หรือเข้า สแบ่งปันหรือ (มีคำภาษารัสเซียเช่นนี้!) เข้า สแสดงออก

สามารถประกอบมัลติไวเบรเตอร์ได้โดยใช้ทรานซิสเตอร์ n-p-n หรือ p-n-p:

คุณสามารถประเมินการทำงานของมัลติไวเบรเตอร์ได้ด้วยหูหรือด้วยสายตา ในกรณีแรกโหลดควรเป็นตัวส่งสัญญาณเสียงในส่วนที่สอง - หลอดไฟหรือ LED:


หากใช้ลำโพงที่มีอิมพีแดนซ์ต่ำ จะต้องใช้หม้อแปลงเอาท์พุตหรือสเตจแอมพลิฟายเออร์เพิ่มเติม:


โหลดสามารถรวมอยู่ในแขนทั้งสองข้างของมัลติไวเบรเตอร์ได้:


ในกรณีของการใช้ LED ขอแนะนำให้รวมตัวต้านทานเพิ่มเติมซึ่งในกรณีนี้คือ R1 และ R4

3. เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ทำงานอย่างไร?


ในขณะที่เปิดเครื่องทรานซิสเตอร์ของแขนทั้งสองข้างของมัลติไวเบรเตอร์จะเปิดขึ้นเนื่องจากแรงดันไฟฟ้าไบแอสเป็นบวก (ลบ - ต่อไปนี้ในวงเล็บสำหรับทรานซิสเตอร์ p-n-p) จะถูกนำไปใช้กับฐานผ่านตัวต้านทาน R2 และ R3 ที่เกี่ยวข้อง ในเวลาเดียวกันตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้งเริ่มชาร์จ: C1 - ผ่านทางแยกอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ VT2 และตัวต้านทาน R1; C2 - ผ่านทางแยกอิมิตเตอร์ของทรานซิสเตอร์ V1 และตัวต้านทาน R4 วงจรชาร์จตัวเก็บประจุเหล่านี้ เป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงาน สร้างขึ้นที่ฐานของทรานซิสเตอร์ (สัมพันธ์กับตัวปล่อย) แรงดันไฟฟ้าบวก (ลบ) ที่มีมูลค่าเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ มีแนวโน้มที่จะเปิดทรานซิสเตอร์มากขึ้นเรื่อยๆ การเปิดทรานซิสเตอร์จะทำให้แรงดันไฟฟ้าบวก (ลบ) ที่ตัวสะสมลดลง ซึ่งทำให้แรงดันไฟฟ้าบวก (ลบ) ที่ฐานของทรานซิสเตอร์ตัวอื่นลดลง และปิดเครื่อง กระบวนการนี้เกิดขึ้นในทรานซิสเตอร์ทั้งสองพร้อมกัน แต่มีเพียงหนึ่งในนั้นเท่านั้นที่ปิดโดยมีแรงดันไฟฟ้าลบ (บวก) ที่สูงกว่าเช่นเนื่องจากความแตกต่างของค่าสัมประสิทธิ์การถ่ายโอนปัจจุบัน h21e (ดูบทความ "ทรานซิสเตอร์" ของฉัน ย่อหน้า 4 ในหน้า "ส่วนประกอบวิทยุ") ค่าตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ เนื่องจากแม้จะเลือกคู่ที่เหมือนกัน พารามิเตอร์ขององค์ประกอบจะยังคงแตกต่างกันเล็กน้อย ทรานซิสเตอร์ตัวที่สองยังคงเปิดอยู่ แต่สถานะของทรานซิสเตอร์เหล่านี้ไม่เสถียร เนื่องจากกระบวนการทางไฟฟ้าในวงจรยังคงดำเนินต่อไป สมมติว่าหลังจากเปิดเครื่องได้สักระยะหนึ่ง ทรานซิสเตอร์ V2 จะถูกปิด และทรานซิสเตอร์ V1 จะเปิดขึ้น จากช่วงเวลานี้ตัวเก็บประจุ C1 เริ่มคายประจุผ่านทรานซิสเตอร์แบบเปิด V1 ความต้านทานของส่วนตัวสะสมตัวปล่อยซึ่งขณะนี้ต่ำและตัวต้านทาน R2 เมื่อตัวเก็บประจุ C1 คายประจุ แรงดันลบ (บวก) ที่ฐานของทรานซิสเตอร์ V2 แบบปิดจะลดลง ทันทีที่ตัวเก็บประจุหมดประจุจนหมดและแรงดันไฟฟ้าที่ฐานของทรานซิสเตอร์ V2 ใกล้ถึงศูนย์ กระแสไฟฟ้าจะปรากฏขึ้นในวงจรตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ที่กำลังเปิดอยู่ ซึ่งทำหน้าที่ผ่านตัวเก็บประจุ C2 บนฐานของทรานซิสเตอร์ V1 และลดค่าบวกลง แรงดันไฟ (ลบ) ที่มัน เป็นผลให้กระแสที่ไหลผ่านทรานซิสเตอร์ V1 เริ่มลดลงและในทางกลับกันจะเพิ่มขึ้นผ่านทรานซิสเตอร์ V2 ซึ่งจะทำให้ทรานซิสเตอร์ V1 ปิดและทรานซิสเตอร์ V2 เปิด ตอนนี้ตัวเก็บประจุ C2 จะเริ่มคายประจุ แต่ผ่านทรานซิสเตอร์เปิด V2 และตัวต้านทาน R3 ซึ่งท้ายที่สุดจะนำไปสู่การเปิดทรานซิสเตอร์ตัวแรกและตัวที่สอง ฯลฯ ทรานซิสเตอร์โต้ตอบกันตลอดเวลา ทำให้มัลติไวเบรเตอร์สร้างการสั่นทางไฟฟ้า
การทำงานของมัลติไวเบรเตอร์แสดงโดยกราฟของแรงดันไฟฟ้า Ube และ Uk ของทรานซิสเตอร์หนึ่งและตัวที่สอง:

อย่างที่คุณเห็น มัลติไวเบรเตอร์สร้างการสั่นที่เกือบจะเป็น "สี่เหลี่ยม" การละเมิดรูปทรงสี่เหลี่ยมบางอย่างเกี่ยวข้องกับกระบวนการชั่วคราว ณ ช่วงเวลาที่ทรานซิสเตอร์เปิดอยู่ จากที่นี่เป็นที่ชัดเจนว่าสัญญาณสามารถ "ลบ" ออกจากทรานซิสเตอร์ตัวใดก็ได้ เป็นเพียงว่าเป็นเรื่องปกติมากที่สุดที่จะพรรณนาให้ตรงตามที่แสดงไว้ข้างต้น
ในทางปฏิบัติ เราสามารถพิจารณารูปร่างการสั่นของมัลติไวเบรเตอร์ให้เป็น "สี่เหลี่ยมล้วนๆ" ได้:

ในอีกด้านหนึ่ง รูปคลื่นของมัลติไวเบรเตอร์ดูเหมือนจะค่อนข้างง่าย แต่นี่ไม่เป็นความจริงทั้งหมด แม่นยำยิ่งขึ้น ไม่ใช่แบบนั้นเลย- รูปคลื่นที่ง่ายที่สุดคือคลื่นไซน์:

หากเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสร้างขึ้น ในอุดมคติสัญญาณไซน์ซอยด์จะสอดคล้องกันอย่างเคร่งครัด หนึ่งความถี่การสั่นที่แน่นอน ยิ่งรูปร่างของสัญญาณแตกต่างจากไซน์ซอยด์มากเท่าใด ความถี่ที่เป็นทวีคูณของความถี่พื้นฐานก็จะยิ่งปรากฏอยู่ในสเปกตรัมสัญญาณมากขึ้นเท่านั้น และรูปทรงสัญญาณมัลติไวเบรเตอร์อยู่ค่อนข้างไกลจากไซนัสอยด์ ดังนั้น ตัวอย่างเช่น หากความถี่ของการแกว่งคือ 1,000 เฮิรตซ์ สเปกตรัมก็จะมีความถี่ 2,000 เฮิรตซ์ และ 3,000 เฮิรตซ์ และ 4,000 เฮิรตซ์... เป็นต้น แอมพลิจูดที่แท้จริงของสิ่งเหล่านี้ ฮาร์โมนิคจะน้อยกว่าสัญญาณหลักอย่างมาก แต่พวกเขาจะ! นั่นเป็นเหตุว่าทำไมเครื่องกำเนิดนี้จึงถูกเรียกว่า มัลติเครื่องสั่น
ความถี่การสั่นของมัลติไวเบรเตอร์ขึ้นอยู่กับทั้งความจุของตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้งและความต้านทานของตัวต้านทานฐาน หากตรงตามเงื่อนไขในมัลติไวเบรเตอร์: R1=R4, R2=R3, R1 สมมาตร- อย่างที่เห็น ตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้งสามารถเป็นแบบอิเล็กโทรไลต์และ n- พี- nในทรานซิสเตอร์ ข้อดีของตัวเก็บประจุจะเชื่อมต่อกับตัวสะสม หากสมัคร พี- n- พีคุณต้องเปลี่ยนขั้วของแหล่งจ่ายไฟและขั้วของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า
ความถี่การสั่นโดยประมาณของมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตรแบบง่าย:
โดยที่ f คือความถี่ในหน่วย Hz, R คือความต้านทานของตัวต้านทานพื้นฐานในหน่วย kOhm, C คือความจุของตัวเก็บประจุคัปปลิ้งในหน่วย μF

4. การเปลี่ยนแปลงความถี่และอื่น ๆ
ตามที่ระบุไว้ข้างต้น ความถี่ของพัลส์ที่สร้างโดยมัลติไวเบรเตอร์จะถูกกำหนดโดยค่าของตัวเก็บประจุแบบคัปปลิ้งและตัวต้านทานฐาน จากสูตรข้างต้นเป็นที่ชัดเจนว่าการเพิ่มความจุของตัวเก็บประจุและ/หรือการเพิ่มความต้านทานของตัวต้านทานฐานจะทำให้ความถี่ของมัลติไวเบรเตอร์ลดลงและในทางกลับกัน แน่นอนว่าสามารถบัดกรีตัวเก็บประจุที่มีความจุต่างกันหรือตัวต้านทานที่มีความต้านทานต่างกันได้ แต่เฉพาะในขั้นตอนการทดลองเท่านั้น ความถี่จะเปลี่ยนอย่างรวดเร็วโดยใช้ตัวต้านทานผันแปร R5 ในวงจรฐาน:

รูปร่างของกราฟการสั่นของมัลติไวเบรเตอร์เรียกว่า "คดเคี้ยว":


เวลาตั้งแต่จุดเริ่มต้นของพัลส์หนึ่งไปจนถึงจุดเริ่มต้นของอีกช่วงหนึ่ง - ช่วง T - ประกอบด้วย:
tи – ระยะเวลาชีพจร และ tп – ระยะเวลาหยุดชั่วคราว
เรียกว่าอัตราส่วน S=T/ti รอบหน้าที่- สำหรับมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตร S=2
ส่วนกลับของรอบการทำงานเรียกว่ารอบการทำงาน D=1/S สำหรับมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตร D=0.5
มัลติไวเบรเตอร์ซึ่งมีวงจรดังแสดงด้านล่าง จะสร้างพัลส์สี่เหลี่ยม ความถี่ของการทำซ้ำสามารถเปลี่ยนแปลงได้ภายในขอบเขตที่กว้าง รอบการทำงานของพัลส์ยังคงไม่เปลี่ยนแปลง.


การทำงานของมัลติไวเบรเตอร์นั้นแตกต่างกันตรงที่บางครั้งเมื่อทรานซิสเตอร์ VT1 ปิดอยู่ ตัวเก็บประจุ C2 จะถูกปล่อยผ่านสายโซ่ที่ประกอบด้วยไดโอด VD3 และตัวต้านทาน R4 รวมถึงผ่านตัวต้านทาน R3 ในทำนองเดียวกัน เมื่อปิดทรานซิสเตอร์ VT2 ตัวเก็บประจุ C1 จะถูกคายประจุผ่านไดโอด VD2 และตัวต้านทาน R4 และ R5
อัตราการทำซ้ำของพัลส์สามารถปรับได้ภายในขอบเขตกว้างโดยการเปลี่ยนเฉพาะความต้านทานของตัวต้านทาน R4
มัลติไวเบรเตอร์ที่มีรายละเอียดแสดงในแผนภาพจะสร้างพัลส์ที่มีความถี่ซ้ำตั้งแต่ 140 ถึง 1400 Hz
ในมัลติไวเบรเตอร์ คุณสามารถใช้ไดโอด D2V-D2I, D9V-D9L และทรานซิสเตอร์พลังงานต่ำที่มีโครงสร้าง n-p-n หรือ p-n-p เมื่อใช้ทรานซิสเตอร์ที่มีโครงสร้าง pnp จะต้องสลับขั้วสวิตชิ่งของไดโอดทั้งหมดและแหล่งจ่ายไฟ
หากคุณเปลี่ยนการเชื่อมต่อของตัวต้านทาน R7 เล็กน้อยก็จะขยายออก มัลติไวเบรเตอร์พร้อมรอบการทำงานแบบแปรผันพัลส์:


ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของแถบเลื่อนตัวต้านทาน R7 มัลติไวเบรเตอร์นี้จะไม่สมมาตรและกราฟของการแกว่งสามารถเป็นเช่นนี้:


ในกรณีหนึ่งและอีกกรณีหนึ่ง อัตราส่วน T/ti เปลี่ยนแปลง - รอบการทำงานเปลี่ยนไป
ฉันหวังว่าเป็นที่ชัดเจนเช่นกันว่ารอบการทำงานสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยการติดตั้งตัวเก็บประจุที่มีความจุต่างกัน

5. ASSYMMETRICAL MULTIVIBRATOR บนทรานซิสเตอร์ที่มีค่าการนำไฟฟ้าต่างกัน:

มัลติไวเบรเตอร์แบบอสมมาตรประกอบด้วยสเตจแอมพลิฟายเออร์บนทรานซิสเตอร์สองตัวซึ่งเอาต์พุต (ตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ VT2) เชื่อมต่อกับอินพุต (ฐานของทรานซิสเตอร์ VT1) ผ่านตัวเก็บประจุ C1 โหลดคือตัวต้านทาน R2 ซึ่งสัญญาณจะถูกลบออก (สามารถเปิด LED, หลอดไส้หรือลำโพงแทนได้) ทรานซิสเตอร์การนำกระแสตรง VT1 (ชนิด p-n-p) จะเปิดขึ้นเมื่อมีการใช้ค่าลบศักย์สัมพันธ์กับตัวปล่อยที่ฐาน ทรานซิสเตอร์ VT2 ของการนำไฟฟ้าย้อนกลับ (ชนิด n-p-n) จะเปิดขึ้นเมื่อมีการใช้ค่าบวกที่เป็นไปได้สัมพันธ์กับตัวปล่อยที่ฐาน

เมื่อเปิดเครื่อง ตัวเก็บประจุ C1 จะถูกชาร์จผ่านตัวต้านทาน R2 และ R1 และความต่างศักย์ของฐานจะลดลง เมื่อศักย์ไฟฟ้าลบเกิดขึ้นที่ฐานของ VT1 ทรานซิสเตอร์ VT1 จะเปิดขึ้นและความต้านทานของตัวสะสม-ตัวปล่อยจะลดลง ฐานของทรานซิสเตอร์ VT2 กลายเป็นเชื่อมต่อกับขั้วบวกของแหล่งกำเนิด ทรานซิสเตอร์ VT2 ก็เปิดขึ้นและกระแสของตัวสะสมจะเพิ่มขึ้น เป็นผลให้กระแสไหลผ่าน R2 ตัวเก็บประจุ C1 จะถูกปล่อยผ่านตัวต้านทาน R1 และทรานซิสเตอร์ VT2 ศักย์พื้นฐานของ VT1 เพิ่มขึ้น ทรานซิสเตอร์ VT1 ปิด ส่งผลให้ทรานซิสเตอร์ VT2 ปิด หลังจากนั้นตัวเก็บประจุ C1 จะถูกชาร์จอีกครั้งจากนั้นจึงคายประจุ ฯลฯ ความถี่ของพัลส์ที่สร้างขึ้นจะแปรผกผันกับเวลาในการชาร์จของตัวเก็บประจุ T ~ R1×C เมื่อแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ตัวเก็บประจุจะชาร์จเร็วขึ้น และความถี่ของพัลส์ที่สร้างขึ้นจะเพิ่มขึ้น เมื่อความต้านทานของตัวต้านทาน R1 หรือความจุของตัวเก็บประจุ C1 เพิ่มขึ้น ความถี่การสั่นจะลดลง
ในความเป็นจริง ความถี่มีการเปลี่ยนแปลง เช่น:

ตัวอย่างจากเว็บไซต์ http://lessonradio.narod.ru/Diagram.htm

6. เครื่องมัลติไวเบรเตอร์สแตนด์บาย
มัลติไวเบรเตอร์ดังกล่าวจะสร้างพัลส์กระแส (หรือแรงดันไฟฟ้า) เมื่อมีการจ่ายสัญญาณกระตุ้นไปยังอินพุตจากแหล่งอื่น เช่น จากมัลติไวเบรเตอร์แบบสั่นตัวเองในการเปลี่ยนมัลติไวเบรเตอร์แบบสั่นตัวเองให้เป็นมัลติไวเบรเตอร์แบบรอ (ดูแผนภาพจากจุดที่ 3) คุณต้องทำสิ่งต่อไปนี้: ถอดตัวเก็บประจุ C2 ออกและเชื่อมต่อตัวต้านทาน R3 ระหว่างตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ VT2 และฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 แทน ระหว่างฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 และตัวนำที่ต่อสายดินให้เชื่อมต่อองค์ประกอบ 1.5 V และตัวต้านทานที่มีความต้านทาน R5 เป็นอนุกรม แต่เพื่อให้ขั้วบวกขององค์ประกอบเชื่อมต่อกับฐาน (ผ่าน R5) เชื่อมต่อตัวเก็บประจุ C2 เข้ากับวงจรฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 ซึ่งเทอร์มินัลที่สองจะทำหน้าที่เป็นหน้าสัมผัส สัญญาณควบคุมอินพุต- สถานะเริ่มต้นของทรานซิสเตอร์ VT1 ของมัลติไวเบรเตอร์ดังกล่าวปิดอยู่ ทรานซิสเตอร์ VT2 เปิดอยู่ แรงดันไฟฟ้าบนตัวสะสมของทรานซิสเตอร์แบบปิดควรอยู่ใกล้กับแรงดันไฟฟ้าของแหล่งพลังงานและบนตัวสะสมของทรานซิสเตอร์แบบเปิด - ไม่ควรเกิน 0.2 - 0.3 V. รวมมิลลิแอมป์มิเตอร์ (สำหรับกระแส 10-15 mA) ในวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์ V1 และเมื่อสังเกตลูกศรให้สลับระหว่างหน้าสัมผัส สัญญาณ UPRและด้วยตัวนำที่มีสายกราวด์ ชั่วครู่หนึ่ง องค์ประกอบ AAA หนึ่งหรือสองตัวเชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม (ในแผนภาพ GB1) คำเตือน: ขั้วลบของสัญญาณไฟฟ้าภายนอกนี้ต้องเชื่อมต่อกับหน้าสัมผัส สัญญาณ UPR- ในกรณีนี้ เข็มมิลลิแอมมิเตอร์ควรเบี่ยงเบนไปจากค่ากระแสสูงสุดในวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์ทันที หยุดชั่วคราว จากนั้นกลับสู่ตำแหน่งเดิมเพื่อรอสัญญาณถัดไป หากคุณทำการทดลองนี้ซ้ำหลายครั้ง มิลลิแอมมิเตอร์ที่มีแต่ละสัญญาณจะแสดงการเพิ่มขึ้นทันทีเป็น 8 - 10 mA และหลังจากนั้นครู่หนึ่ง กระแสสะสมของทรานซิสเตอร์ VT1 ก็จะลดลงจนเกือบเป็นศูนย์ทันที เหล่านี้เป็นพัลส์กระแสเดี่ยวที่สร้างโดยมัลติไวเบรเตอร์ แม้ว่าแบตเตอรี่ GB1 จะเชื่อมต่อกับแคลมป์นานขึ้นก็ตาม สัญญาณ UPRสิ่งเดียวกันนี้จะเกิดขึ้น - มีเพียงพัลส์เดียวเท่านั้นที่ปรากฏที่เอาต์พุตของมัลติไวเบรเตอร์


หากคุณแตะขั้วของฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 ด้วยวัตถุโลหะใด ๆ ที่ถืออยู่ในมือ บางทีในกรณีนี้เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ที่รอจะทำงาน - จากประจุไฟฟ้าสถิตของร่างกาย คุณสามารถเชื่อมต่อมิลลิแอมป์มิเตอร์เข้ากับวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์ VT2 เมื่อใช้สัญญาณควบคุม กระแสสะสมของทรานซิสเตอร์นี้ควรจะลดลงอย่างรวดเร็วจนเกือบเป็นศูนย์ จากนั้นจึงเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามค่าของกระแสทรานซิสเตอร์แบบเปิด นี่ก็เป็นชีพจรปัจจุบันเช่นกันแต่ เชิงลบขั้ว
หลักการทำงานของเครื่องมัลติไวเบรเตอร์สแตนด์บายคืออะไร? ในเครื่องมัลติไวเบรเตอร์การเชื่อมต่อระหว่างตัวสะสมของทรานซิสเตอร์ VT2 และฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 ไม่ได้เป็นแบบคาปาซิทีฟเช่นเดียวกับในตัวที่สั่นได้เอง แต่เป็นตัวต้านทาน - ผ่านตัวต้านทาน R3 แรงดันไบแอสลบที่เปิดจะจ่ายให้กับฐานของทรานซิสเตอร์ VT2 ผ่านตัวต้านทาน R2 ทรานซิสเตอร์ VT1 ถูกปิดอย่างน่าเชื่อถือด้วยแรงดันบวกขององค์ประกอบ G1 ที่ฐาน สถานะของทรานซิสเตอร์นี้มีความเสถียรมาก VT1 สามารถคงอยู่ในสถานะนี้ได้นานเท่าใดก็ได้ เมื่อพัลส์แรงดันขั้วลบปรากฏที่ฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 ทรานซิสเตอร์จะเข้าสู่สถานะไม่เสถียร ภายใต้อิทธิพลของสัญญาณอินพุต ทรานซิสเตอร์ VT1 จะเปิดขึ้น และแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงบนตัวสะสมผ่านตัวเก็บประจุ C1 จะปิดทรานซิสเตอร์ VT2 ทรานซิสเตอร์จะยังคงอยู่ในสถานะนี้จนกว่าตัวเก็บประจุ C1 จะถูกคายประจุ (ผ่านตัวต้านทาน R2 และทรานซิสเตอร์แบบเปิด VT1 ซึ่งความต้านทานต่ำในขณะนี้) ทันทีที่ตัวเก็บประจุหมด ทรานซิสเตอร์ VT2 จะเปิดทันที และทรานซิสเตอร์ VT1 จะปิด นับจากนี้ไป มัลติไวเบรเตอร์จะเข้าสู่โหมดสแตนด์บายเดิมที่เสถียรอีกครั้ง ดังนั้น, เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ที่รออยู่มีหนึ่งมั่นคง และคนหนึ่งไม่มั่นคง. สถานะ ในช่วงที่สภาวะไม่มั่นคงเกิดขึ้น หนึ่ง กระแส (แรงดันไฟฟ้า) ระยะเวลาซึ่งขึ้นอยู่กับความจุของตัวเก็บประจุ C1 ยิ่งความจุของตัวเก็บประจุนี้มากเท่าใด ระยะเวลาพัลส์ก็จะนานขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่นด้วยความจุของตัวเก็บประจุที่ 50 μF มัลติไวเบรเตอร์จะสร้างพัลส์กระแสที่ยาวนานประมาณ 1.5 วินาทีและด้วยตัวเก็บประจุที่มีความจุ 150 μF - มากกว่าสามเท่า ผ่านตัวเก็บประจุเพิ่มเติม พัลส์แรงดันบวกสามารถลบออกจากเอาต์พุต 1 และพัลส์ลบจากเอาต์พุต 2 ได้ เฉพาะกับพัลส์แรงดันลบที่ใช้กับฐานของทรานซิสเตอร์ VT1 เท่านั้นที่สามารถนำมัลติไวเบรเตอร์ออกจากโหมดสแตนด์บายได้หรือไม่? ไม่ ไม่เพียงแค่นั้น ซึ่งสามารถทำได้โดยการใช้พัลส์แรงดันไฟฟ้าของขั้วบวก แต่ไปที่ฐานของทรานซิสเตอร์ VT2
คุณจะใช้เครื่องมัลติไวเบรเตอร์สแตนด์บายได้จริงได้อย่างไร? แตกต่าง. ตัวอย่างเช่น ในการแปลงแรงดันไฟฟ้าไซน์ซอยด์เป็นพัลส์แรงดันไฟฟ้าสี่เหลี่ยม (หรือกระแส) ที่มีความถี่เดียวกัน หรือเพื่อเปิดอุปกรณ์อื่นเป็นระยะเวลาหนึ่งโดยส่งสัญญาณไฟฟ้าระยะสั้นไปที่อินพุตของมัลติไวเบรเตอร์ที่รอ

ตัวอย่างของการใช้มัลติไวเบรเตอร์ที่รอคือตัวบ่งชี้ความเร็วสูงสุด
เมื่อใช้งานในรถใหม่ ความเร็วของเครื่องยนต์ไม่ควรเกินค่าสูงสุดที่อนุญาตโดยผู้ผลิตในช่วงระยะเวลาหนึ่ง
เพื่อควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์ คุณสามารถใช้อุปกรณ์ที่ประกอบขึ้นตามแผนภาพที่ให้ไว้ที่นี่ ใช้หลอดไส้เป็นตัวบ่งชี้ความเร็วเครื่องยนต์สูงสุด


ส่วนหลักของเครื่องวัดวามเร็วคือมัลติไวเบรเตอร์สแตนด์บายบนทรานซิสเตอร์ T1 และ T2 และทริกเกอร์ Schmitt บนทรานซิสเตอร์ T5 และ T6 สัญญาณอินพุตที่มาจากเบรกเกอร์จะถูกป้อนไปยังโซ่ที่แตกต่าง R4C1 (จำเป็นเพื่อให้ได้พัลส์ที่มีระยะเวลาเท่ากัน) การสร้างสัญญาณเพิ่มเติมจะดำเนินการโดยเครื่องมัลติไวเบรเตอร์ ไดโอด D1 จะไม่ส่งสัญญาณครึ่งคลื่นลบของสัญญาณอินพุตไปยังฐานของทรานซิสเตอร์ T2 พัลส์ที่สร้างโดยมัลติไวเบรเตอร์จะถูกป้อนไปยังทริกเกอร์ Schmitt ผ่านตัวติดตามตัวปล่อยที่สร้างบนทรานซิสเตอร์ T3 และวงจรรวม R7C3 ไฟแสดงสถานะ L1 ซึ่งเชื่อมต่อกับวงจรตัวส่งสัญญาณของทรานซิสเตอร์ T6 จะสว่างขึ้นเฉพาะเมื่อความเร็วของเครื่องยนต์เกินค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้า (โดยใช้ตัวต้านทานแบบแปรผัน R8)
สามารถปรับเทียบอุปกรณ์ที่เสร็จแล้วได้โดยใช้เครื่องวัดวามเร็วมาตรฐานหรือเครื่องกำเนิดเสียง ตัวอย่างเช่น สำหรับเครื่องยนต์สี่สูบสี่จังหวะ 1500 รอบต่อนาทีสอดคล้องกับความถี่กำเนิดเสียงที่ 60 Hz, 3000 rpm - 100 Hz, 6000 rpm - 200 Hz เป็นต้น
เมื่อใช้ชิ้นส่วนกับข้อมูลที่ระบุในแผนภาพ เครื่องวัดวามเร็วจะอนุญาตให้คุณบันทึกตั้งแต่ 500 ถึง 10,000 รอบต่อนาที ปริมาณการใช้ปัจจุบัน - 20 mA
ทรานซิสเตอร์ BC107 สามารถถูกแทนที่ด้วย KT315 ด้วยดัชนีตัวอักษรใดก็ได้ ซิลิคอนไดโอดใดๆ ก็สามารถใช้เป็นไดโอด D1 ได้ ไม่แนะนำให้ใช้ทรานซิสเตอร์และไดโอดเจอร์เมเนียมเนื่องจากสภาวะอุณหภูมิที่รุนแรง

7. เครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบมัลติเฟส
ได้มาจากการเพิ่มขั้นตอนการขยายและ PIC
เครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสามเฟส:


ตัวอย่างจากเว็บไซต์ http://www.votshema.ru/324-simmetrichnyy-multivibrator.html

เครื่องมัลติไวเบรเตอร์สี่เฟสต้องการมาตรการพิเศษเพื่อให้แน่ใจว่าการทำงานมีเสถียรภาพ:


ตัวอย่างจากเว็บไซต์ http://www.moyashkola.net/krugok/r_begog.htm

8. เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ในองค์ประกอบลอจิก
มัลติไวเบรเตอร์สามารถทำได้โดยใช้องค์ประกอบทางลอจิคัล เช่น NAND แผนภาพของตัวเลือกที่เป็นไปได้มีดังนี้:


ฟังก์ชั่นขององค์ประกอบที่ใช้งานอยู่นี้ดำเนินการโดยองค์ประกอบลอจิก 2I-NOT (ดูบทความ "CHICROCIRCUIT" ของฉันในหน้า "ส่วนประกอบ RADIO") ซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยอินเวอร์เตอร์ ต้องขอบคุณ PIC ระหว่างเอาต์พุต DD1.2 และอินพุต DD1.1 รวมถึงเอาต์พุต DD1.1 และอินพุต DD1.2 ที่สร้างโดยตัวเก็บประจุ C1 และ C2 อุปกรณ์จึงตื่นเต้นและสร้างพัลส์ไฟฟ้า อัตราการทำซ้ำของพัลส์ขึ้นอยู่กับค่าของตัวเก็บประจุและตัวต้านทาน R1 และ R2 โดยการลดความจุของตัวเก็บประจุลงเหลือ 1...5 µF เราจะได้ความถี่เสียง 500...1,000 Hz ต้องเชื่อมต่อหูฟังเข้ากับเอาต์พุตตัวใดตัวหนึ่งของมัลติไวเบรเตอร์ผ่านตัวเก็บประจุที่มีความจุ 0.01...0.015 μF
บางครั้งเครื่องมัลติไวเบรเตอร์ตัวเดียวกันก็มีลักษณะดังนี้:

มัลติไวเบรเตอร์สามารถสร้างได้จากองค์ประกอบทางตรรกะสามประการ:


องค์ประกอบทั้งหมดถูกเปิดโดยอินเวอร์เตอร์และเชื่อมต่อแบบอนุกรม โซ่ไทม์มิ่งประกอบด้วย C1 และ R1 สามารถใช้หลอดไส้เป็นตัวบ่งชี้ได้ หากต้องการเปลี่ยนความถี่อย่างราบรื่น แทนที่จะเป็น R1 คุณควรรวมตัวต้านทานปรับค่าได้ 1.5 kOhm

หากความจุของตัวเก็บประจุเท่ากับ 1 µF ความถี่การสั่นจะกลายเป็นเสียง
เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ทำงานอย่างไร? หลังจากเปิดเครื่อง องค์ประกอบลอจิคัลตัวใดตัวหนึ่งจะเป็นคนแรกที่รับสถานะที่เป็นไปได้อย่างใดอย่างหนึ่งและส่งผลต่อสถานะขององค์ประกอบอื่น ๆ ปล่อยให้มันเป็นองค์ประกอบ DD1.2 ซึ่งกลายเป็นสถานะเดียว ผ่านองค์ประกอบ DD1.1 และ DD1.2 ตัวเก็บประจุจะถูกชาร์จทันทีและองค์ประกอบ DD1.1 อยู่ในสถานะศูนย์ องค์ประกอบ DD1.3 พบว่าตัวเองอยู่ในสถานะเดียวกัน เนื่องจากอินพุตเป็นตรรกะ 1 สถานะนี้ไม่เสถียร เนื่องจากเอาต์พุตของ DD1.3 เป็นตรรกะ 0 และตัวเก็บประจุเริ่มคายประจุผ่านตัวต้านทานและระยะเอาต์พุตของ องค์ประกอบ DD1.3 ในขณะที่การคายประจุดำเนินไป แรงดันไฟฟ้าบวกที่อินพุตขององค์ประกอบ DD1.1 จะลดลง ทันทีที่เท่ากับเกณฑ์ องค์ประกอบนี้จะเปลี่ยนเป็นสถานะเดียว และองค์ประกอบ DD1.2 จะเปลี่ยนเป็นสถานะศูนย์ ตัวเก็บประจุจะเริ่มชาร์จผ่านองค์ประกอบ DD1.3 (ตอนนี้เอาต์พุตอยู่ที่ระดับลอจิคัล 1) ตัวต้านทานและองค์ประกอบ DD1.2 ในไม่ช้าแรงดันไฟฟ้าที่อินพุตขององค์ประกอบแรกจะเกินเกณฑ์ และองค์ประกอบทั้งหมดจะเปลี่ยนไปสู่สถานะตรงกันข้าม นี่คือวิธีที่พัลส์ไฟฟ้าเกิดขึ้นที่เอาต์พุตของมัลติไวเบรเตอร์ - ที่เอาต์พุตผกผันขององค์ประกอบ DD1.3
มัลติไวเบรเตอร์ "สามองค์ประกอบ" สามารถทำให้ง่ายขึ้นโดยการลบ DD1.3 ออกจากมัน:

มันทำงานคล้ายกับอันก่อนหน้า เป็นเครื่องมัลติไวเบรเตอร์ประเภทนี้ที่ใช้บ่อยที่สุดในอุปกรณ์วิทยุอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ

คุณสามารถสร้างมัลติไวเบรเตอร์รอได้โดยใช้องค์ประกอบลอจิก เช่นเดียวกับก่อนหน้านี้ มันถูกสร้างขึ้นจาก 2 องค์ประกอบเชิงตรรกะ


DD1.1 ตัวแรกถูกใช้ตามวัตถุประสงค์ - เป็นองค์ประกอบ 2I-NOT ปุ่ม SB1 ทำหน้าที่เป็นเซ็นเซอร์สัญญาณทริกเกอร์ เพื่อระบุพัลส์ เช่น ใช้ LED ระยะเวลาของพัลส์สามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มความจุ C1 และความต้านทาน R1 แทนที่จะเป็น R1 คุณสามารถเปิดตัวต้านทานแบบแปรผัน (การปรับค่า) ที่มีความต้านทานประมาณ 2 kOhm (แต่ไม่เกิน 2.2 kOhm) เพื่อเปลี่ยนระยะเวลาพัลส์ภายในขีดจำกัดที่กำหนด แต่ถ้าความต้านทานน้อยกว่า 100 โอห์ม มัลติไวเบรเตอร์จะหยุดทำงาน
หลักการทำงาน ในตอนแรกพินด้านล่างขององค์ประกอบ DD1.1 ไม่ได้เชื่อมต่อกับสิ่งใดเลย - มีระดับลอจิคัลเป็น 1 และสำหรับองค์ประกอบ 2I-NOT ก็เพียงพอแล้วที่จะอยู่ในสถานะศูนย์ อินพุต DD1.2 ยังอยู่ที่ระดับลอจิคัล 0 เนื่องจากแรงดันตกคร่อมตัวต้านทานที่สร้างขึ้นโดยกระแสอินพุตขององค์ประกอบทำให้ทรานซิสเตอร์อินพุตขององค์ประกอบอยู่ในสถานะปิด แรงดันไฟฟ้าลอจิก 1 ที่เอาต์พุตขององค์ประกอบนี้จะรักษาองค์ประกอบแรกไว้ในสถานะศูนย์ เมื่อกดปุ่ม พัลส์ทริกเกอร์ที่มีขั้วลบจะถูกนำไปใช้กับอินพุตขององค์ประกอบแรก ซึ่งจะสลับองค์ประกอบ DD1.1 เป็นสถานะเดียว การกระโดดของแรงดันไฟฟ้าบวกที่เกิดขึ้นในขณะนี้ที่เอาต์พุตจะถูกส่งผ่านตัวเก็บประจุไปยังอินพุตขององค์ประกอบที่สองและเปลี่ยนจากสถานะเดียวเป็นสถานะศูนย์ สถานะขององค์ประกอบนี้ยังคงอยู่แม้หลังจากสิ้นสุดพัลส์ที่กระตุ้นแล้วก็ตาม นับตั้งแต่วินาทีที่พัลส์บวกปรากฏขึ้นที่เอาต์พุตขององค์ประกอบแรก ตัวเก็บประจุจะเริ่มชาร์จ - ผ่านระยะเอาต์พุตขององค์ประกอบนี้และตัวต้านทาน เมื่อการชาร์จเกิดขึ้น แรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมตัวต้านทานจะลดลง ทันทีที่ถึงเกณฑ์ องค์ประกอบที่สองจะเปลี่ยนเป็นสถานะหนึ่ง และองค์ประกอบแรกจะเปลี่ยนเป็นสถานะศูนย์ ตัวเก็บประจุจะคายประจุอย่างรวดเร็วผ่านระยะเอาท์พุตขององค์ประกอบแรกและระยะน้ำขององค์ประกอบที่สอง และอุปกรณ์จะอยู่ในโหมดสแตนด์บาย
โปรดทราบว่าสำหรับการทำงานปกติของมัลติไวเบรเตอร์ ระยะเวลาของพัลส์ที่กระตุ้นจะต้องน้อยกว่าระยะเวลาของพัลส์ที่สร้างขึ้น

ป.ล. หัวข้อ "MULTIVIBRATOR" เป็นตัวอย่างของแนวทางที่สร้างสรรค์ในการศึกษาการสั่นสะเทือนทางไฟฟ้าในหลักสูตรฟิสิกส์ของโรงเรียน และไม่เพียงเท่านั้น การสร้างวงจรง่ายๆ การสร้างแบบจำลองการทำงาน การสังเกตและการวัดปริมาณไฟฟ้านั้นอยู่นอกเหนือขอบเขตของฟิสิกส์ในโรงเรียนและวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ทั่วไป และการสร้างอุปกรณ์จริงได้เปลี่ยนความคิดของคนหนุ่มสาวอย่างสิ้นเชิงว่าจะเรียนที่โรงเรียนได้อย่างไรและอย่างไร (ฉันเกลียดคำว่า "สอน")

วงจรมัลติไวเบรเตอร์ที่แสดงในรูปที่ 1 เป็นการเชื่อมต่อแบบคาสเคดของเครื่องขยายสัญญาณทรานซิสเตอร์ โดยที่เอาต์พุตของสเตจแรกเชื่อมต่อกับอินพุตของสเตจที่สองผ่านวงจรที่มีตัวเก็บประจุ และเอาต์พุตของสเตจที่สองเชื่อมต่อกับอินพุตของสเตจแรก ผ่านวงจรที่มีตัวเก็บประจุ แอมพลิฟายเออร์มัลติไวเบรเตอร์เป็นสวิตช์ทรานซิสเตอร์ที่สามารถมีได้สองสถานะ วงจรมัลติไวเบรเตอร์ในรูปที่ 1 แตกต่างจากวงจรทริกเกอร์ที่กล่าวถึงในบทความ "" เนื่องจากมีองค์ประกอบปฏิกิริยาในวงจรป้อนกลับ วงจรจึงสามารถสร้างการสั่นที่ไม่ใช่ไซนูซอยด์ได้ คุณสามารถค้นหาความต้านทานของตัวต้านทาน R1 และ R4 ได้จากความสัมพันธ์ 1 และ 2:

โดยที่ I KBO = 0.5 μA คือกระแสสะสมย้อนกลับสูงสุดของทรานซิสเตอร์ KT315a

Ikmax=0.1A คือกระแสสะสมสูงสุดของทรานซิสเตอร์ KT315a, Up=3V คือแรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่าย ลองเลือก R1=R4=100Ohm ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 จะถูกเลือกขึ้นอยู่กับความถี่การสั่นที่ต้องการของมัลติไวเบรเตอร์

รูปที่ 1 - มัลติไวเบรเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ KT315A

คุณสามารถลดแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดที่ 2 และ 3 หรือระหว่างจุดที่ 2 และ 1 ได้ กราฟด้านล่างแสดงการเปลี่ยนแปลงโดยประมาณของแรงดันไฟฟ้าระหว่างจุดที่ 2 และ 3 และระหว่างจุดที่ 2 และ 1

T - ระยะเวลาการสั่น, t1 - ค่าคงที่เวลาของแขนซ้ายของมัลติไวเบรเตอร์, t2 - ค่าคงที่เวลาของแขนขวาของมัลติไวเบรเตอร์สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:

คุณสามารถตั้งค่าความถี่และรอบการทำงานของพัลส์ที่สร้างโดยมัลติไวเบรเตอร์ได้โดยการเปลี่ยนความต้านทานของตัวต้านทานทริมเมอร์ R2 และ R3 คุณยังสามารถแทนที่ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 ด้วยตัวเก็บประจุแบบแปรผัน (หรือทริมเมอร์) และโดยการเปลี่ยนความจุของพวกมัน ให้ตั้งค่าความถี่และรอบการทำงานของพัลส์ที่สร้างโดยมัลติไวเบรเตอร์ วิธีนี้จะยิ่งดีกว่า ดังนั้นหากมีทริมเมอร์ (หรือ ตัวแปรที่ดีกว่า) ตัวเก็บประจุจากนั้นจะดีกว่าถ้าใช้พวกมันและตั้งค่าตัวต้านทานตัวแปร R2 และ R3 ให้เป็นค่าคงที่ ภาพด้านล่างแสดงเครื่องมัลติไวเบรเตอร์ที่ประกอบแล้ว:

เพื่อให้แน่ใจว่าเครื่องมัลติไวเบรเตอร์ที่ประกอบไว้ใช้งานได้ จึงได้เชื่อมต่อลำโพงเพียโซไดนามิกเข้ากับเครื่อง (ระหว่างจุดที่ 2 และ 3) หลังจากจ่ายไฟให้กับวงจรแล้ว ลำโพงเพียโซก็เริ่มส่งเสียงแตก การเปลี่ยนแปลงความต้านทานของตัวต้านทานการปรับค่าทำให้ความถี่ของเสียงที่ปล่อยออกมาจากเพียโซไดนามิกส์เพิ่มขึ้นหรือลดลงหรือทำให้มัลติไวเบรเตอร์หยุดสร้าง
โปรแกรมสำหรับคำนวณค่าคงที่ความถี่ ระยะเวลา และเวลา รอบการทำงานของพัลส์ที่นำมาจากมัลติไวเบรเตอร์:

หากโปรแกรมไม่ทำงาน ให้คัดลอกโค้ด html ลงในแผ่นจดบันทึกและบันทึกในรูปแบบ html
หากคุณใช้เบราว์เซอร์ Internet Explorer และกำลังบล็อกโปรแกรม คุณต้องอนุญาตเนื้อหาที่ถูกบล็อก

หากพิจารณาดู อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดประกอบด้วยตัวต่อจำนวนมาก เหล่านี้คือทรานซิสเตอร์, ไดโอด, ตัวต้านทาน, ตัวเก็บประจุ, องค์ประกอบอุปนัย และจากอิฐเหล่านี้ คุณสามารถสร้างอะไรก็ได้ที่คุณต้องการ

ตั้งแต่ของเล่นเด็กที่ไม่เป็นอันตรายซึ่งส่งเสียง "เหมียว" ไปจนถึงระบบนำทางของขีปนาวุธที่มีหัวรบหลายหัวสำหรับการชาร์จแปดเมกะตัน

หนึ่งในวงจรที่รู้จักกันดีและมักใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์คือเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรซึ่งเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สร้าง (สร้าง) การสั่นในรูปร่างจนเข้าใกล้เป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า

มัลติไวเบรเตอร์ประกอบขึ้นบนทรานซิสเตอร์สองตัวหรือวงจรลอจิกพร้อมองค์ประกอบเพิ่มเติม โดยพื้นฐานแล้ว นี่คือแอมพลิฟายเออร์สองสเตจที่มีวงจรตอบรับเชิงบวก (POC) ซึ่งหมายความว่าเอาต์พุตของสเตจที่สองเชื่อมต่อผ่านตัวเก็บประจุเข้ากับอินพุตของสเตจแรก เป็นผลให้แอมพลิฟายเออร์กลายเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าเนื่องจากการตอบรับเชิงบวก

เพื่อให้มัลติไวเบรเตอร์เริ่มสร้างพัลส์ ก็เพียงพอที่จะเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้า เครื่องมัลติไวเบรเตอร์สามารถเป็นได้ สมมาตรหนึ่งมั่นคง อสมมาตร.

รูปนี้แสดงวงจรของเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตร

ในเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตร ค่าขององค์ประกอบของแต่ละแขนทั้งสองจะเหมือนกันทุกประการ: R1=R4, R2=R3, C1=C2 หากคุณดูออสซิลโลแกรมของสัญญาณเอาท์พุตของมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตร จะสังเกตได้ง่ายว่าพัลส์สี่เหลี่ยมและการหยุดชั่วคราวระหว่างพัลส์ทั้งสองนั้นตรงเวลาเท่ากัน ทีชีพจร ( ทีและ) = t หยุดชั่วคราว ( ทีพี- ตัวต้านทานในวงจรสะสมของทรานซิสเตอร์ไม่ส่งผลต่อพารามิเตอร์พัลส์ และเลือกค่าของมันขึ้นอยู่กับประเภทของทรานซิสเตอร์ที่ใช้

อัตราการเกิดซ้ำของพัลส์ของมัลติไวเบรเตอร์นั้นคำนวณได้อย่างง่ายดายโดยใช้สูตรง่ายๆ:

โดยที่ f คือความถี่ในหน่วยเฮิรตซ์ (Hz) C คือความจุในหน่วยไมโครฟารัด (µF) และ R คือความต้านทานในหน่วยกิโลโอห์ม (kOhm) ตัวอย่างเช่น: C = 0.02 µF, R = 39 kOhm เราแทนที่มันลงในสูตร ดำเนินการและรับความถี่ในช่วงเสียงประมาณเท่ากับ 1,000 Hz หรือที่แม่นยำกว่านั้นคือ 897.4 Hz

ในตัวมันเอง multivibrator ดังกล่าวไม่น่าสนใจเนื่องจากมันสร้าง "เสียงแหลม" ที่ไม่มีการมอดูเลตหนึ่งครั้ง แต่ถ้าองค์ประกอบเลือกความถี่ 440 Hz และนี่คือโน้ต A ของอ็อกเทฟแรกเราจะได้ส้อมเสียงขนาดเล็กด้วย ซึ่งคุณสามารถตั้งสายกีตาร์ขณะเดินป่าได้ สิ่งเดียวที่คุณต้องทำคือเพิ่มสเตจแอมพลิฟายเออร์ทรานซิสเตอร์ตัวเดียวและลำโพงจิ๋ว

พารามิเตอร์ต่อไปนี้ถือเป็นลักษณะสำคัญของสัญญาณพัลส์:

ความถี่- หน่วยวัด (Hz) เฮิรตซ์ 1 Hz – หนึ่งการสั่นต่อวินาที ความถี่ที่หูมนุษย์รับรู้อยู่ในช่วง 20 Hz – 20 kHz

ระยะเวลาของชีพจร- มีหน่วยวัดเป็นเศษส่วนของวินาที: ไมล์, ไมโคร, นาโน, พิโก และอื่นๆ

แอมพลิจูด- ในเครื่องมัลติไวเบรเตอร์ที่กำลังพิจารณา จะไม่มีการปรับแอมพลิจูด อุปกรณ์ระดับมืออาชีพใช้การปรับแอมพลิจูดทั้งแบบสเต็ปและแบบราบรื่น

ปัจจัยหน้าที่- อัตราส่วนของคาบ (T) ต่อระยะเวลาพัลส์ ( ที- หากความยาวพัลส์เท่ากับ 0.5 คาบ แสดงว่ารอบการทำงานเป็นสอง

จากสูตรข้างต้น ทำให้ง่ายต่อการคำนวณเครื่องมัลติไวเบรเตอร์สำหรับความถี่เกือบทุกความถี่ ยกเว้นความถี่สูงและความถี่สูงพิเศษ มีหลักการทางกายภาพที่แตกต่างกันเล็กน้อยในที่ทำงานที่นั่น

เพื่อให้มัลติไวเบรเตอร์สร้างความถี่แยกหลายความถี่ ก็เพียงพอที่จะติดตั้งสวิตช์สองส่วนและตัวเก็บประจุห้าหรือหกตัวที่มีความจุต่างกัน โดยจะเหมือนกันตามธรรมชาติในแต่ละแขน และใช้สวิตช์เพื่อเลือกความถี่ที่ต้องการ ตัวต้านทาน R2, R3 ยังส่งผลต่อความถี่และรอบการทำงานและสามารถทำให้แปรผันได้ นี่คือวงจรมัลติไวเบรเตอร์อีกวงจรหนึ่งที่มีความถี่การสลับที่ปรับได้

การลดความต้านทานของตัวต้านทาน R2 และ R4 ให้น้อยกว่าค่าที่กำหนดขึ้นอยู่กับประเภทของทรานซิสเตอร์ที่ใช้อาจทำให้เกิดความล้มเหลวในการสร้างและมัลติไวเบรเตอร์จะไม่ทำงาน ดังนั้น ตัวต้านทานผันแปร R3 จึงสามารถต่ออนุกรมกับตัวต้านทาน R2 และ R4 ได้ ซึ่งสามารถใช้เพื่อเลือกความถี่ในการสลับของมัลติไวเบรเตอร์

การใช้งานจริงของมัลติไวเบรเตอร์แบบสมมาตรนั้นครอบคลุมมาก เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์พัลส์ อุปกรณ์ตรวจวัดทางวิทยุในการผลิตเครื่องใช้ในครัวเรือน อุปกรณ์ทางการแพทย์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะจำนวนมากถูกสร้างขึ้นบนวงจรที่ใช้เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ตัวเดียวกัน

เนื่องจากความเรียบง่ายเป็นพิเศษและต้นทุนต่ำ เครื่องมัลติไวเบรเตอร์จึงถูกนำไปใช้อย่างกว้างขวางในของเล่นเด็ก นี่คือตัวอย่างของไฟกะพริบ LED ทั่วไป

ด้วยค่าของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า C1, C2 และตัวต้านทาน R2, R3 ที่ระบุในแผนภาพ ความถี่พัลส์จะเป็น 2.5 Hz ซึ่งหมายความว่า LED จะกะพริบประมาณสองครั้งต่อวินาที คุณสามารถใช้วงจรที่เสนอข้างต้นและรวมตัวต้านทานแบบปรับค่าได้พร้อมกับตัวต้านทาน R2, R3 ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นไปได้ที่จะดูว่าความถี่แฟลชของ LED จะเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อความต้านทานของตัวต้านทานแบบแปรผันเปลี่ยนแปลงไป คุณสามารถติดตั้งตัวเก็บประจุที่มีพิกัดต่างกันและสังเกตผลลัพธ์ได้

ตอนที่ยังเป็นเด็กนักเรียน ฉันประกอบสวิตช์พวงมาลัยต้นคริสต์มาสโดยใช้มัลติไวเบรเตอร์ ทุกอย่างเรียบร้อยดี แต่เมื่อฉันเชื่อมต่อมาลัย อุปกรณ์ของฉันก็เริ่มสลับมาลัยด้วยความถี่ที่สูงมาก ด้วยเหตุนี้ทีวีในห้องถัดไปจึงเริ่มแสดงสัญญาณรบกวนที่รุนแรงและรีเลย์แม่เหล็กไฟฟ้าในวงจรก็แตกเหมือนปืนกล มันทั้งสนุกสนาน (ได้ผล!) และน่ากลัวเล็กน้อย พ่อแม่ค่อนข้างตื่นตระหนก

ข้อผิดพลาดที่น่ารำคาญกับการเปลี่ยนบ่อยเกินไปไม่ได้ทำให้ฉันสงบ และฉันตรวจสอบวงจรแล้ว และตัวเก็บประจุก็มีค่าตามที่กำหนด ฉันไม่ได้คำนึงถึงเพียงสิ่งเดียวเท่านั้น

ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าเก่ามากและแห้งมาก ความสามารถของพวกเขามีน้อยและไม่สอดคล้องกับสิ่งที่ระบุไว้บนร่างกายเลย เนื่องจากความจุไฟฟ้าต่ำ มัลติไวเบรเตอร์จึงทำงานที่ความถี่สูงกว่าและเปลี่ยนมาลัยบ่อยเกินไป

ตอนนั้นฉันไม่มีเครื่องมือที่สามารถวัดความจุของตัวเก็บประจุได้ ใช่และผู้ทดสอบใช้ตัวชี้ไม่ใช่มัลติมิเตอร์แบบดิจิตอลสมัยใหม่

ดังนั้น หากมัลติไวเบรเตอร์ของคุณสร้างความถี่มากเกินไป ให้ตรวจสอบตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าก่อน โชคดีที่ตอนนี้คุณสามารถซื้อเครื่องทดสอบส่วนประกอบวิทยุสากลได้ด้วยเงินเพียงเล็กน้อย ซึ่งสามารถวัดความจุของตัวเก็บประจุได้

มัลติไวเบรเตอร์เป็นเครื่องกำเนิดพัลส์ที่ง่ายที่สุดที่ทำงานในโหมดการสั่นด้วยตนเอง นั่นคือเมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกจ่ายให้กับวงจร จะเริ่มสร้างพัลส์

แผนภาพที่ง่ายที่สุดแสดงในรูปด้านล่าง:

นอกจากนี้ความจุของตัวเก็บประจุ C1, C2 จะถูกเลือกให้เหมือนกันที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เสมอและค่าเล็กน้อยของความต้านทานฐาน R2, R3 ควรสูงกว่าตัวสะสม นี่เป็นเงื่อนไขสำคัญสำหรับการทำงานที่เหมาะสมของ MV

มัลติไวเบรเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ทำงานอย่างไร ดังนั้น: เมื่อเปิดเครื่อง ตัวเก็บประจุ C1 และ C2 จะเริ่มชาร์จ

ตัวเก็บประจุตัวแรกในโซ่ R1-C1-transition BE ของตัวที่สอง

ความจุที่สองจะถูกชาร์จตามวงจร R4 - C2 - การเปลี่ยนแปลง พ.ศ. ของตัวเรือนทรานซิสเตอร์ตัวแรก

เนื่องจากมีกระแสเบสอยู่บนทรานซิสเตอร์ พวกมันจึงเกือบจะเปิด แต่เนื่องจากไม่มีทรานซิสเตอร์ที่เหมือนกันสองตัว หนึ่งในนั้นจึงจะเปิดเร็วกว่าเพื่อนร่วมงานเล็กน้อย

สมมติว่าทรานซิสเตอร์ตัวแรกของเราเปิดเร็วขึ้น เมื่อเปิดออกจะคายประจุความจุ C1 ยิ่งไปกว่านั้น มันจะคายประจุในขั้วย้อนกลับ โดยปิดทรานซิสเตอร์ตัวที่สอง แต่อันแรกอยู่ในสถานะเปิดเพียงชั่วครู่จนกว่าตัวเก็บประจุ C2 จะถูกชาร์จตามระดับแรงดันไฟฟ้า เมื่อสิ้นสุดกระบวนการชาร์จ C2, Q1 จะถูกล็อค

แต่คราวนี้ C1 เกือบจะปลดประจำการแล้ว ซึ่งหมายความว่ากระแสจะไหลผ่าน โดยเปิดทรานซิสเตอร์ตัวที่สอง ซึ่งจะคายประจุตัวเก็บประจุ C2 และจะยังคงเปิดอยู่จนกว่าตัวเก็บประจุตัวแรกจะถูกชาร์จใหม่ และต่อจากรอบหนึ่งไปอีกรอบหนึ่งจนกระทั่งเราปิดไฟจากวงจร

ตามที่เห็นได้ง่าย เวลาในการเปลี่ยนจะถูกกำหนดโดยระดับความจุของตัวเก็บประจุ อย่างไรก็ตาม ความต้านทานของความต้านทานพื้นฐาน R1, R3 ก็มีส่วนช่วยเช่นกัน

กลับสู่สถานะเดิมเมื่อทรานซิสเตอร์ตัวแรกเปิด ในขณะนี้ความจุ C1 ไม่เพียงแต่จะมีเวลาในการคายประจุเท่านั้น แต่ยังจะเริ่มชาร์จในขั้วย้อนกลับตามวงจร R2-C1-collector-emitter ของ Q1 ที่เปิดอยู่

แต่ความต้านทานของ R2 นั้นค่อนข้างมาก และ C1 ไม่มีเวลาชาร์จถึงระดับแหล่งพลังงาน แต่เมื่อ Q1 ถูกล็อค มันจะคายประจุผ่านสายโซ่ฐานของ Q2 ช่วยให้เปิดเร็วขึ้น ความต้านทานเดียวกันนี้ยังเพิ่มเวลาในการชาร์จของตัวเก็บประจุตัวแรก C1 แต่ความต้านทานของตัวสะสม R1, R4 นั้นเป็นโหลดและไม่มีผลกระทบต่อความถี่ในการสร้างพัลส์มากนัก

สำหรับการแนะนำเชิงปฏิบัติฉันเสนอให้ประกอบในบทความเดียวกันนี้ยังกล่าวถึงการออกแบบที่มีทรานซิสเตอร์สามตัวด้วย

ลองดูการทำงานของเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบอสมมาตรโดยใช้ทรานซิสเตอร์สองตัวโดยใช้ตัวอย่างของวงจรวิทยุสมัครเล่นแบบโฮมเมดที่เรียบง่ายซึ่งทำให้เกิดเสียงของลูกบอลโลหะที่กระดอน วงจรทำงานดังต่อไปนี้: เมื่อความจุ C1 คลายประจุ ปริมาตรของการระเบิดจะลดลง ระยะเวลารวมของเสียงขึ้นอยู่กับค่าของ C1 และตัวเก็บประจุ C2 จะกำหนดระยะเวลาของการหยุดชั่วคราว ทรานซิสเตอร์สามารถเป็นชนิด p-n-p ใดก็ได้

เครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบไมโครที่ใช้ในบ้านมีสองประเภท ได้แก่ แบบสั่นตัวเอง (GG) และสแตนด์บาย (AG)

การสั่นด้วยตนเองจะสร้างลำดับพัลส์สี่เหลี่ยมเป็นระยะ ระยะเวลาและระยะเวลาการทำซ้ำถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ขององค์ประกอบภายนอกของความต้านทานและความจุหรือระดับของแรงดันไฟฟ้าควบคุม

ตัวอย่างเช่นวงจรไมโครในประเทศของ MV ที่สั่นไหวเอง 530GG1, K531GG1, KM555GG2คุณจะพบข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับพวกเขาและอื่นๆ อีกมากมายใน เช่น Yakubovsky S.V. วงจรรวมหรือไอซีดิจิทัลและแอนะล็อก และแอนะล็อกต่างประเทศ ไดเรกทอรีใน 12 เล่มแก้ไขโดย Nefedov

สำหรับการรอ MV ระยะเวลาของพัลส์ที่สร้างขึ้นจะถูกกำหนดโดยลักษณะของส่วนประกอบวิทยุที่เชื่อมต่อด้วย และระยะเวลาการเกิดซ้ำของพัลส์จะถูกกำหนดโดยระยะเวลาการเกิดซ้ำของพัลส์ทริกเกอร์ที่มาถึงอินพุตที่แยกจากกัน

ตัวอย่าง: K155AG1มีเครื่องมัลติไวเบรเตอร์สแตนด์บายหนึ่งตัวที่สร้างพัลส์สี่เหลี่ยมเดี่ยวที่มีความเสถียรของระยะเวลาที่ดี 133AG3, K155AG3, 533AG3, KM555AG3, KR1533AG3มี MV สแตนด์บายสองตัวที่สร้างพัลส์แรงดันไฟฟ้าสี่เหลี่ยมเดี่ยวที่มีเสถียรภาพที่ดี 533AG4, KM555AG4 MV ที่รอสองอันที่สร้างพัลส์แรงดันสี่เหลี่ยมเดี่ยว

บ่อยครั้งมากในการฝึกวิทยุสมัครเล่นพวกเขาไม่ต้องการใช้วงจรไมโครพิเศษ แต่เพื่อประกอบโดยใช้องค์ประกอบเชิงตรรกะ

วงจรมัลติไวเบรเตอร์ที่ง่ายที่สุดที่ใช้เกต NAND แสดงในรูปด้านล่าง มีสองสถานะ: ในสถานะหนึ่ง DD1.1 ถูกล็อคและ DD1.2 เปิดอยู่ และอีกสถานะหนึ่ง - ทุกอย่างตรงกันข้าม

ตัวอย่างเช่น หาก DD1.1 ปิดอยู่ DD1.2 จะเปิดอยู่ ดังนั้นความจุ C2 จะถูกชาร์จโดยกระแสเอาต์พุตของ DD1.1 ที่ผ่านความต้านทาน R2 แรงดันไฟฟ้าที่อินพุต DD1.2 เป็นบวก มันทำให้ DD1.2 เปิดอยู่ เมื่อประจุตัวเก็บประจุ C2 กระแสไฟชาร์จจะลดลงและแรงดันไฟฟ้าตกคร่อม R2 จะลดลง ในขณะที่ถึงระดับเกณฑ์ DD1.2 จะเริ่มปิดและศักยภาพเอาท์พุตจะเพิ่มขึ้น การเพิ่มขึ้นของแรงดันไฟฟ้านี้จะถูกส่งผ่าน C1 ไปยังเอาต์พุต DD1.1 ส่วนหลังจะเปิดขึ้นและกระบวนการย้อนกลับจะพัฒนาขึ้นโดยลงท้ายด้วยการล็อค DD1.2 อย่างสมบูรณ์และการปลดล็อค DD1.1 - การเปลี่ยนอุปกรณ์ไปสู่สถานะที่ไม่เสถียรที่สอง . ตอนนี้ C1 จะถูกชาร์จผ่าน R1 และความต้านทานเอาต์พุตของส่วนประกอบไมโครวงจร DD1.2 และ C2 ถึง DD1.1 ดังนั้นเราจึงสังเกตกระบวนการสั่นในตัวเองโดยทั่วไป

วงจรง่ายๆ อีกวงจรหนึ่งที่สามารถประกอบได้โดยใช้องค์ประกอบลอจิกคือเครื่องกำเนิดพัลส์รูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า นอกจากนี้เครื่องกำเนิดดังกล่าวจะทำงานในโหมดการสร้างตัวเองซึ่งคล้ายกับทรานซิสเตอร์ รูปด้านล่างแสดงเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่สร้างขึ้นจากชุดไมโครแอสเซมบลีดิจิทัลภายในประเทศแบบลอจิคัล K155LA3 ชุดเดียว

วงจรมัลติไวเบรเตอร์บน K155LA3

ตัวอย่างการใช้งานจริงของการใช้งานดังกล่าวสามารถพบได้ในหน้าอิเล็กทรอนิกส์ในการออกแบบอุปกรณ์การโทร

พิจารณาตัวอย่างเชิงปฏิบัติของการดำเนินการ MV ที่รอบนทริกเกอร์ในการออกแบบสวิตช์ไฟส่องสว่างโดยใช้รังสีอินฟราเรด