Данный набор позволит вам или вашим детям разобраться в работе такого популярного узла радиолюбительских конструкций, как мультивибратор. Собрав его можно понаблюдать за работой мультивибратора, а так же изменять параметры - частоту и скважность.
Набор создан по мотивам одноимённой статьи (см. ниже...), в которой популярно, но в тоже время, весьма подробно описываются принципы работы симметричного мультивибратора.
Разработчики немного изменили оригинальную схему, приведённую в статье, добавив в неё регуляторы частоты и скважности импульсов, чтобы изучение работы мультивибратора стало ещё нагляднее и интереснее.
 |
Характеристики:
• Номинальное напряжение питания: 5 В;
• Сложность: 0 баллов;
• Время сборки: Около 0,5 часа;
• Размеры печатной платы: 40 x 37 x 2 мм;
• Размеры устройства: ~40 x 37 x 30 мм;
• Общая масса набора: ~150 г.
Комплект поставки:
• Плата печатная;
• Набор радиодеталей;
• БОНУС! Моточек трубчатого припоя ПОС–61 (~0,5 м);
• Схема цоколёвки компонентов;
• Схема цветовой маркировки резисторов;
• Инструкция по сборке и эксплуатации.
Примечания:
• Подключите собранный мультивибратор к источнику питания +5 В, можно использовать, например, наш набор RKT-P01 или любой другой, подходящий.
• В качестве источника питания можно так же использовать три элемента питания (аккумулятора) АА или ААА, включённых последовательно (не забудьте обзавестись соответствующим холдером).
• Установите движки переменных резисторов в среднее положение.
• Подайте питание на устройство.
• Оба светодиода начнут мигать по очереди с одинаковой частотой.
• Вращением резистора R3 можно изменять частоту мигания, резистором R2 - паузы между вспышками.
Для увеличения нажмите на картинку
(навигация по картинкам осуществляется стрелочками на клавиатуре)
 |
 |
И нечего на меня так смотреть. Это не та штуковина на японских микропроцессорах, о которой ты подумал. Это совершенно безобидная железяка, с помощью которой можно заставить моргать светодиодики или пищать пищалки. Разумеется, этим её применение не ограничивается. Особенно когда речь идёт о японских микропроцессорах… эээ… виноват, сбился с мысли.
Так вот, смотрим на схему:
Знакомые все лица, не правда ли? Я думаю, что эту схему вы видели до… ну очень много раз, в общем. Однако, сейчас мы не только на неё посмотрим, но и поймём наконец, как она работает и попробуем посчитать некоторые её компоненты.
Итак, перед нами классический симметричный мультивибратор. Занимается он тем, что генерит прямоугольные импульсы, параметры которых зависят от резисторов Rb1 и Rb2 и конденсаторов Cb1 и Cb2.
Строго говоря, Rk1 и Rk2 тоже участвуют в этом безобразии, однако, их влияние можно нивелировать вышеозначенными конденсаторами. Причем номиналы Rb и Rk выбираются таким образом, чтобы Rk
Ладно, рассматриваем работу мультивибратора, пока опять не началось. По сути, симметричный мультивибратор является автогенератором - то есть помимо включения питания, для начала генерации ничего не требуется.
Итак, предположим, мы включаем питание. Начинается генерация импульсов.
Теперь мы возьмем условный дебагер и растянем время генерации одного импульса настолько, чтобы увидеть глазами, что же там происходит. Обозначим момент времени, в который мы остановили мультивибратор для разглядывания через T0(смотрим график).
И в этот самый момент оказалось, что транзистор VT2 закрыт, VT1 открыт, конденсатор Cb2 разряжен, а Cb1 заряжен, но не полностью, а полярность этого заряда такова, что к базе VT2 приложено отрицательное напряжение (собственно потому он и закрыт).
Дальше происходит вот что: конденсатор Cb1 продолжает заряжаться от источника питания через резистор Rb1 и транзистор VT1, однако, напряжения на нем еще не достаточно, для открывания транзистора VT2. И в это же самое время, конденсатор Cb2 заряжается через резистор Rk2 и тот же самый открытый VT1. Емкость конденсаторов одинакова, однако, так как Rk < Rb, то Cb2 заряжается быстрее, чем Cb1. Итак, все сидят и ждут, пока зарядятся Cb2 и Cb1.
По мере заряда Cb1 напряжение на базе VT2 растет. И в определенный момент, который мы обозначим T1, напряжение достигает некоторого порога и VT2 открывается. Cb2 к этому моменту заряжен почти до напряжения питания.
Ну а дальше начинается форменный беспредел. Поскольку VT2 переходит в активный режим работы, увеличивается его коллекторный ток и соответственно уменьшается напряжение коллектор-эмиттер, что в свою очередь вызывает падение базового тока VT1, а это приводит к уменьшению коллекторного тока VT1, поскольку сопротивление коллектор-эмиттер увеличивается. В следствие этого, ток начинает течь через Rk1 в базу T2, что увеличивает его базовый ток.
Короче говоря, все вместе они таки ухандохивают несчастный VT1 и он закрывается. Весь процесс проходит практически мгновенно и лавинообразно, так что никто ничего понять не успевает. Однако, мы имеем картину уже противоположную начальному моменту - VT1 закрыт, VT2 открыт, Cb1 практически разряжен, а Cb2 заряжен почти до напряжения питания.
Угадайте, что происходит дальше? Ну да, точно - Cb1 начинает заряжаться через цепь Rk1, VT2, а Cb2 поддерживает отрицательным напряжением транзистор VT1 в закрытом состоянии. И когда Cb1 зарядится все повторится с точностью до наоборот и на этот раз закроют VT2. И так до тех пор, пока не отключат питание.
А теперь немножко формул.
Итак, длительность импульса равна примерно следующему:
в зависимости, с какого транзистора снимать сигнал.
Частоту сигнала, который выдает мультивибратор можно прикинуть по формуле:
где Rb и Cb - величина базовых резисторов и базовых конденсаторов в килоомах и микрофарадах соответственно.
Вернее, одного из базовых резисторов и конденсаторов - складывать их величины не надо.
И ещё одно пояснение по графику:
tи - длительность импульса, которая определяется временем заряда конденсатора C1,
tпз - длительность паузы, определяемая временем зарядки C2.
Это если мы подключаем нагрузку к VT2. Если к VT1, то с точностью до наоборот.
Ну и чтобы разгрузить мозги простенькая схемка мигалки для двух светодиодов.
Особых пояснений вроде не требуется.
Светодиоды - практически любые.
Транзисторы - с любым буквенным индексом.
Кстати, вместо постоянных базовых резисторов можно поставить переменные и смотреть как меняется частота мигания одного или другого диода.
