Συμμετρικός πολυδονητής, υπολογισμός και σχήμα του πολυδονητή. Πολυδονητής τρανζίστορ. Περιγραφή λειτουργίας Πολυδονητής μονού άκρου με επαγωγικό φορτίο

Σε αυτό το άρθρο, παρουσιάζουμε πολλές συσκευές που βασίζονται σε ένα κύκλωμα - έναν ασύμμετρο πολυδονητή που βασίζεται σε τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας.

Χρησιμοποιώντας αυτό το κύκλωμα ως συσκευή χωρίς επαφή, μπορείτε να συναρμολογήσετε μια συσκευή με έναν λαμπτήρα που αναβοσβήνει (βλ. Εικ. 1) και να τη χρησιμοποιήσετε για διάφορους σκοπούς ή να στείλετε μοντέλα όπως ένα φανάρι που αναβοσβήνει.

Το φορτίο ενός ασύμμετρου πολυδονητή που συναρμολογείται στα τρανζίστορ T1, T2 είναι ένας λαμπτήρας L1. Η συχνότητα επανάληψης παλμού καθορίζεται από την τιμή της χωρητικότητας του πυκνωτή C1 και των αντιστάσεων R1, R2. Η αντίσταση R1 περιορίζει τη μέγιστη συχνότητα φλας και η αντίσταση R2 μπορεί να αλλάξει ομαλά τη συχνότητά της. Είναι απαραίτητο να ξεκινήσετε την εργασία από τη μέγιστη συχνότητα, η οποία αντιστοιχεί στην επάνω θέση του κινητήρα αντίστασης R2 σύμφωνα με το διάγραμμα.

Λάβετε υπόψη ότι η συσκευή τροφοδοτείται από μια μπαταρία 3336L, η οποία δίνει 3,5 V υπό φορτίο, και η λάμπα L1 χρησιμοποιείται για τάση μόνο 2,5 V. Θα καεί; Οχι! Η διάρκεια της λάμψης του είναι πολύ μικρή και το νήμα δεν έχει χρόνο να υπερθερμανθεί. Εάν τα τρανζίστορ έχουν υψηλό κέρδος, τότε αντί για έναν λαμπτήρα 2,5 V x 0,068 A, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε έναν λαμπτήρα 3,5 V x 0,16 A. Τα τρανζίστορ τύπου MP35-MP38 είναι κατάλληλα ως τρανζίστορ T1 και MP39-MP42 τύπου T2.

Εάν εγκαταστήσετε ένα μεγάφωνο στο ίδιο κύκλωμα αντί για έναν λαμπτήρα, θα πάρετε μια άλλη συσκευή - έναν ηλεκτρονικό μετρονόμο. Χρησιμοποιείται στη διδασκαλία της μουσικής, για χρονομέτρηση κατά τη διάρκεια φυσικών πειραμάτων και για εκτύπωση φωτογραφιών.

Εάν αλλάξετε λίγο το κύκλωμα - μειώστε την χωρητικότητα του πυκνωτή C1 και εισάγετε μια αντίσταση R3, τότε η διάρκεια του παλμού της γεννήτριας θα αυξηθεί. Ο ήχος θα ενταθεί (Εικ. 2).

Αυτή η συσκευή μπορεί να λειτουργήσει ως κουδούνι σπιτιού, κόρνα μοντέλου ή παιδικό αυτοκίνητο με πεντάλ. (Στην τελευταία περίπτωση, η τάση πρέπει να αυξηθεί στα 9 V.) Και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για τη διδασκαλία του κώδικα Μορς. Μόνο τότε, αντί για το κουμπί Kn1, πρέπει να βάλετε ένα τηλεγραφικό κλειδί. Ο τόνος του ήχου επιλέγεται από τον πυκνωτή C1 και την αντίσταση R2. Όσο μεγαλύτερο είναι το R3, τόσο πιο δυνατός είναι ο ήχος της γεννήτριας. Ωστόσο, εάν η τιμή του είναι μεγαλύτερη από ένα κιλό, τότε ενδέχεται να μην υπάρχουν ταλαντώσεις στη γεννήτρια.

Η γεννήτρια χρησιμοποιεί τα ίδια τρανζίστορ όπως στο προηγούμενο κύκλωμα και ως ηχείο χρησιμοποιούνται ακουστικά ή κεφαλή με αντίσταση πηνίου 5 έως 65 ohms.

Ένας ασύμμετρος πολυδονητής που βασίζεται σε τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας έχει μια ενδιαφέρουσα ιδιότητα: κατά τη λειτουργία, και τα δύο τρανζίστορ είναι είτε ανοιχτά είτε κλειδωμένα ταυτόχρονα. Το ρεύμα που αντλείται από τα απενεργοποιημένα τρανζίστορ είναι πολύ μικρό. Αυτό σας επιτρέπει να δημιουργήσετε οικονομικούς δείκτες μεταβολών σε μη ηλεκτρικά μεγέθη, όπως δείκτες υγρασίας. Ένα σχηματικό διάγραμμα ενός τέτοιου δείκτη φαίνεται στο σχήμα 3.

Όπως μπορείτε να δείτε από το διάγραμμα, η γεννήτρια είναι συνεχώς συνδεδεμένη με την πηγή ισχύος, αλλά δεν λειτουργεί, αφού και τα δύο τρανζίστορ είναι κλειδωμένα. Μειώνει την κατανάλωση ρεύματος και την αντίσταση R4. Συνδέεται ένας αισθητήρας υγρασίας στις υποδοχές G1, G2 - δύο λεπτά επικασσιτερωμένα σύρματα μήκους 1,5 εκ. Είναι ραμμένα στο ύφασμα σε απόσταση 3-5 mm το ένα από το άλλο. Η αντίσταση του στεγνού αισθητήρα είναι υψηλή. Όταν είναι υγρό, πέφτει. Τα τρανζίστορ ανοίγουν, η γεννήτρια αρχίζει να λειτουργεί Για να μειωθεί ο όγκος, είναι απαραίτητο να μειωθεί η τάση τροφοδοσίας ή η τιμή της αντίστασης R3. Ένας τέτοιος δείκτης υγρασίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί στη φροντίδα των νεογνών.

Εάν επεκτείνετε λίγο το κύκλωμα, τότε η ένδειξη υγρασίας ταυτόχρονα με το ηχητικό σήμα θα δώσει ένα φωτεινό σήμα - ο λαμπτήρας L1 θα αρχίσει να ανάβει. Στην περίπτωση αυτή, όπως φαίνεται από το διάγραμμα (Εικ. 4), δύο ασύμμετροι πολυδονητές είναι εγκατεστημένοι στη γεννήτρια σε τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας. Το ένα είναι συναρμολογημένο σε τρανζίστορ T1, T2 και ελέγχεται από έναν αισθητήρα υγρασίας συνδεδεμένο στις υποδοχές G1, G2. Το φορτίο αυτού του πολυδονητή είναι η λάμπα L1. Η τάση από τον συλλέκτη Τ2 ελέγχει τη λειτουργία του δεύτερου πολυδονητή, συναρμολογημένου στα τρανζίστορ Τ3, Τ4. Λειτουργεί ως γεννήτρια συχνοτήτων ήχου και το μεγάφωνο Gr1 είναι ενεργοποιημένο στην έξοδό του. Εάν δεν υπάρχει ανάγκη για ηχητικό σήμα, τότε ο δεύτερος πολυδονητής μπορεί να απενεργοποιηθεί.

Τα τρανζίστορ, η λάμπα και το μεγάφωνο σε αυτόν τον δείκτη υγρασίας είναι τα ίδια όπως σε προηγούμενες συσκευές.

Ενδιαφέρουσες συσκευές μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας την εξάρτηση της συχνότητας ενός ασύμμετρου πολυδονητή από τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας στο ρεύμα βάσης του τρανζίστορ T1. Για παράδειγμα, μια γεννήτρια που μιμείται τον ήχο μιας σειρήνας. Μια τέτοια συσκευή μπορεί να εγκατασταθεί στο μοντέλο ασθενοφόρου, πυροσβεστική μηχανή, σκάφος διάσωσης.

Το σχηματικό διάγραμμα της συσκευής φαίνεται στο σχήμα 5.

Στην αρχική θέση, το κουμπί Kn1 είναι ανοιχτό. Τα τρανζίστορ είναι σβηστά. Η γεννήτρια δεν λειτουργεί. Όταν το κουμπί είναι κλειστό μέσω της αντίστασης R4, ο πυκνωτής C2 φορτίζεται. Τα τρανζίστορ ανοίγουν και ο πολυδονητής αρχίζει να λειτουργεί. Καθώς ο πυκνωτής C2 φορτίζεται, το ρεύμα βάσης του τρανζίστορ T1 αυξάνεται και η συχνότητα του πολυδονητή αυξάνεται. Όταν ανοίξει το κουμπί, όλα επαναλαμβάνονται με την αντίστροφη σειρά. Ο ήχος μιας σειρήνας προσομοιώνεται όταν το κουμπί κλείνει και ανοίγει περιοδικά. Ο ρυθμός ανόδου και πτώσης του ήχου επιλέγεται από την αντίσταση R4 και τον πυκνωτή C2. Ο τόνος της σειρήνας ρυθμίζεται από την αντίσταση R3 και η ένταση του ήχου ρυθμίζεται από την επιλογή της αντίστασης R5. Τα τρανζίστορ και το μεγάφωνο επιλέγονται όπως και στις προηγούμενες συσκευές.

Δεδομένου ότι σε αυτόν τον πολυδονητή χρησιμοποιούνται τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας, μπορείτε να τον χρησιμοποιήσετε ως συσκευή για τη δοκιμή τρανζίστορ με αντικατάσταση. Ένα σχηματικό διάγραμμα μιας τέτοιας συσκευής φαίνεται στο Σχήμα 6. Το κύκλωμα γεννήτριας ήχου λαμβάνεται ως βάση, αλλά μια γεννήτρια παλμών φωτός μπορεί να χρησιμοποιηθεί με την ίδια επιτυχία.

Αρχικά, κλείνοντας το κουμπί Kn1, ελέγξτε τη λειτουργικότητα της συσκευής. Ανάλογα με τον τύπο αγωγιμότητας, συνδέστε το υπό δοκιμή τρανζίστορ στις υποδοχές G1 - G3 ή G4-G6. Σε αυτήν την περίπτωση, χρησιμοποιήστε το διακόπτη P1 ή P2. Εάν υπάρχει ήχος στο μεγάφωνο όταν πατάτε το κουμπί, τότε το τρανζίστορ λειτουργεί.

Ως διακόπτες P1 και P2, μπορείτε να πάρετε διακόπτες εναλλαγής με δύο επαφές για εναλλαγή. Το σχήμα δείχνει τους διακόπτες στη θέση "Control". Η συσκευή τροφοδοτείται από μπαταρία 3336L.

Αυτό το μάθημα θα είναι αφιερωμένο σε ένα αρκετά σημαντικό και δημοφιλές θέμα, σχετικά με τους πολυδονητές και την εφαρμογή τους. Αν προσπαθούσα να αναφέρω μόνο πού και πώς χρησιμοποιούνται αυτοταλαντούμενοι συμμετρικοί και ασύμμετροι πολυδονητές, αυτό θα απαιτούσε έναν αξιοπρεπή αριθμό σελίδων βιβλίου. Δεν υπάρχει, ίσως, τέτοιος κλάδος της ραδιομηχανικής, των ηλεκτρονικών, των αυτοματισμών, των παλμών ή της τεχνολογίας υπολογιστών, όπου δεν θα χρησιμοποιούνται τέτοιες γεννήτριες. Αυτό το σεμινάριο θα σας δώσει μερικές θεωρητικές πληροφορίες για αυτές τις συσκευές και στο τέλος, θα δώσω μερικά παραδείγματα πρακτικής χρήσης τους σε σχέση με τη δημιουργικότητά σας.

Αυτοταλαντούμενος πολυδονητής

Οι πολυδονητές είναι ηλεκτρονικές συσκευές που παράγουν ηλεκτρικούς κραδασμούς που έχουν σχήμα κοντά σε ορθογώνιο. Το φάσμα των ταλαντώσεων που δημιουργεί ο πολυδονητής περιέχει πολλές αρμονικές - επίσης ηλεκτρικές ταλαντώσεις, αλλά πολλαπλάσια των θεμελιωδών ταλαντώσεων συχνότητας, που αντικατοπτρίζεται στο όνομά του: "πολλαπλοί - πολλοί", "δόνηση - ταλάντωση".

Εξετάστε το κύκλωμα που φαίνεται στο (Εικ. 1α). Αναγνωρίζεις? Ναι, αυτό είναι ένα κύκλωμα ενισχυτή τρανζίστορ δύο σταδίων 3H με έξοδο ακουστικών. Τι συμβαίνει εάν η έξοδος ενός τέτοιου ενισχυτή συνδεθεί στην είσοδό του, όπως φαίνεται από τη διακεκομμένη γραμμή στο διάγραμμα; Ανάμεσά τους προκύπτει μια θετική ανάδραση και ο ενισχυτής θα αυτοδιεγερθεί και θα γίνει γεννήτρια ταλάντωσης ηχητικής συχνότητας και στα τηλέφωνα θα ακούμε έναν ήχο χαμηλής έντασης. Ένας αποφασιστικός αγώνας γίνεται ενάντια σε ένα τέτοιο φαινόμενο σε δέκτες και ενισχυτές, αλλά για αυτόματα συσκευές λειτουργίας αποδεικνύεται χρήσιμο.

Τώρα κοιτάξτε (Εικ. 1β). Σε αυτό βλέπετε ένα κύκλωμα του ίδιου ενισχυτή, καλυμμένο θετική ανταπόκριση , όπως στο (Εικ. 1, α), μόνο το περίγραμμά του έχει αλλάξει κάπως. Έτσι σχεδιάζονται συνήθως τα κυκλώματα των αυτοταλαντωμένων, δηλ. αυτοδιεγερμένων πολυδονητών. Η εμπειρία είναι ίσως η καλύτερη μέθοδος κατανόησης της ουσίας της δράσης μιας ηλεκτρονικής συσκευής. Το έχεις αποδείξει πολλές φορές. Και τώρα, για να κατανοήσουμε καλύτερα τη λειτουργία αυτής της καθολικής συσκευής - μιας αυτόματης μηχανής, προτείνω να πραγματοποιήσω ένα πείραμα με αυτήν. Μπορείτε να δείτε ένα σχηματικό διάγραμμα ενός αυτοταλαντούμενου πολυδονητή με όλα τα δεδομένα των αντιστάσεων και των πυκνωτών του στο (Εικ. 2, α). Τοποθετήστε το σε ένα breadboard. Τα τρανζίστορ πρέπει να είναι χαμηλής συχνότητας (MP39 - MP42), καθώς τα τρανζίστορ υψηλής συχνότητας έχουν πολύ μικρή τάση διάσπασης της διασταύρωσης εκπομπού. Ηλεκτρολυτικοί πυκνωτές C1 και C2 - τύπου K50 - 6, K50 - 3 ή οι εισαγόμενοι αντίστοιχοι για ονομαστική τάση 10 - 12 V. Η αντίσταση των αντιστάσεων μπορεί να διαφέρει από αυτές που υποδεικνύονται στο διάγραμμα έως και 50%. Είναι σημαντικό μόνο οι ονομασίες των αντιστάσεων φορτίου Rl, R4 και των αντιστάσεων βάσης R2, R3 να είναι πιθανώς οι ίδιες. Για τροφοδοσία, χρησιμοποιήστε την μπαταρία Krona ή το PSU. Στο κύκλωμα συλλέκτη οποιουδήποτε τρανζίστορ, ενεργοποιήστε ένα χιλιοστόμετρο (RA) για ρεύμα 10 - 15 mA και συνδέστε ένα βολτόμετρο DC υψηλής αντίστασης (PU) σε τάση έως 10 V στον συλλέκτη πομπού τμήμα του ίδιου τρανζίστορ Αφού ελέγξετε την εγκατάσταση και ιδιαίτερα προσεκτικά την πολικότητα ενεργοποίησης των ηλεκτρολυτικών πυκνωτών, συνδέστε μια πηγή ρεύματος στον πολυδονητή. Τι δείχνουν οι μετρητές; Χιλιοστάμετρο - αυξάνεται απότομα στα 8 - 10 mA, και στη συνέχεια μειώνεται επίσης απότομα σχεδόν στο μηδέν, το ρεύμα του κυκλώματος συλλέκτη του τρανζίστορ. Το βολτόμετρο, αντίθετα, είτε μειώνεται σχεδόν στο μηδέν, είτε αυξάνεται στην τάση της πηγής ισχύος, την τάση του συλλέκτη. Τι λένε αυτές οι μετρήσεις; Το γεγονός ότι το τρανζίστορ αυτού του βραχίονα του πολυδονητή λειτουργεί στη λειτουργία μεταγωγής. Το μεγαλύτερο ρεύμα συλλέκτη και ταυτόχρονα η μικρότερη τάση στον συλλέκτη αντιστοιχεί στην ανοιχτή κατάσταση και το μικρότερο ρεύμα και η μεγαλύτερη τάση συλλέκτη αντιστοιχούν στην κλειστή κατάσταση του τρανζίστορ. Το τρανζίστορ του δεύτερου βραχίονα του πολυδονητή λειτουργεί ακριβώς με τον ίδιο τρόπο, αλλά, όπως λένε, με μετατόπιση φάσης 180° : όταν ένα από τα τρανζίστορ είναι ανοιχτό, το άλλο είναι κλειστό. Είναι εύκολο να επαληθευτεί αυτό συμπεριλαμβάνοντας το ίδιο χιλιοστόμετρο στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ του δεύτερου βραχίονα του πολυδονητή. τα βέλη των οργάνων μέτρησης θα αποκλίνουν εναλλάξ από τα μηδενικά σημάδια της ζυγαριάς. Τώρα, χρησιμοποιώντας ένα ρολόι με δεύτερο δείκτη, μετρήστε πόσες φορές ανά λεπτό τα τρανζίστορ πηγαίνουν από ανοιχτό σε κλειστό. Περίπου 15 - 20 φορές Αυτός είναι ο αριθμός των ηλεκτρικών ταλαντώσεων που δημιουργούνται από τον πολυδονητή ανά λεπτό. Επομένως, η περίοδος μιας ταλάντωσης είναι 3 - 4 s. Συνεχίζοντας να ακολουθείτε το βέλος του χιλιοστόμετρου, προσπαθήστε να απεικονίσετε αυτές τις διακυμάνσεις γραφικά. Στον οριζόντιο άξονα των τεταγμένων, σχεδιάστε σε μια συγκεκριμένη κλίμακα τα χρονικά διαστήματα για το τρανζίστορ να βρίσκεται σε ανοιχτή και κλειστή κατάσταση και κατά μήκος του κατακόρυφου άξονα το ρεύμα συλλέκτη που αντιστοιχεί σε αυτές τις καταστάσεις. Θα λάβετε περίπου το ίδιο γράφημα με αυτό που φαίνεται στο Σχ. 2β.

Έτσι, μπορεί να θεωρηθεί ότι ο πολυδονητής παράγει ηλεκτρικές ταλαντώσεις ορθογώνιου σχήματος. Σε ένα σήμα πολυδονητή, ανεξάρτητα από την έξοδο από την οποία λαμβάνεται, μπορούν να διακριθούν οι παλμοί ρεύματος και οι παύσεις μεταξύ τους. Το χρονικό διάστημα από τη στιγμή που εμφανίζεται ένας μεμονωμένος παλμός ρεύματος (ή τάσης) μέχρι να εμφανιστεί ο επόμενος παλμός της ίδιας πολικότητας συνήθως ονομάζεται περίοδος επανάληψης παλμών T και ο χρόνος μεταξύ παλμών με διάρκεια παύσης Tn - Πολυδονητές που παράγουν παλμούς διάρκειας Tn ισούται με τις μεταξύ τους παύσεις λέγονται συμμετρικές .Επομένως, ο έμπειρος πολυδονητής που έχετε συναρμολογήσει - συμμετρικός. Αντικαταστήστε τους πυκνωτές C1 και C2 με άλλους πυκνωτές 10 έως 15 uF. Ο πολυδονητής παρέμεινε συμμετρικός, αλλά η συχνότητα των ταλαντώσεων που δημιουργούνται από αυτόν αυξήθηκε κατά 3-4 φορές - έως και 60-80 ανά 1 λεπτό, ή, το ίδιο, μέχρι περίπου μια συχνότητα 1 Hz. Τα βέλη των οργάνων μέτρησης μόλις και μετά βίας έχουν χρόνο να παρακολουθήσουν τις αλλαγές στα ρεύματα και τις τάσεις στα κυκλώματα τρανζίστορ. Και αν οι πυκνωτές C1 και C2 αντικατασταθούν με χωρητικότητες χαρτιού 0,01 - 0,05 microfarads; Πώς θα συμπεριφέρονται τώρα τα βέλη των οργάνων μέτρησης; Έχοντας αποκλίνει από τα μηδενικά σημάδια της ζυγαριάς, στέκονται ακίνητα. Μήπως η γενιά έχει σπάσει; Οχι! Απλώς η συχνότητα ταλάντωσης του πολυδονητή έχει αυξηθεί σε αρκετές εκατοντάδες hertz. Πρόκειται για διακυμάνσεις στο εύρος συχνοτήτων ήχου, τις οποίες οι συσκευές DC δεν μπορούν πλέον να διορθώσουν. Μπορείτε να τα εντοπίσετε χρησιμοποιώντας έναν μετρητή συχνότητας ή ακουστικά συνδεδεμένα μέσω ενός πυκνωτή χωρητικότητας 0,01 - 0,05 microfarads σε οποιαδήποτε από τις εξόδους του πολυδονητή ή συνδέοντάς τα απευθείας στο κύκλωμα συλλέκτη οποιουδήποτε από τα τρανζίστορ αντί για αντίσταση φορτίου. Στα τηλέφωνα, θα ακούτε έναν ήχο χαμηλού τόνου. Ποια είναι η αρχή λειτουργίας ενός πολυδονητή; Ας επιστρέψουμε στο διάγραμμα στο Σχ. 2, α. Τη στιγμή που ενεργοποιείται η τροφοδοσία, τα τρανζίστορ και των δύο βραχιόνων του πολυδονητή ανοίγουν, καθώς οι αρνητικές τάσεις πόλωσης εφαρμόζονται στις βάσεις τους μέσω των αντίστοιχων αντιστάσεων R2 και R3. Ταυτόχρονα, οι πυκνωτές ζεύξης αρχίζουν να φορτίζονται: C1 - μέσω της διασταύρωσης εκπομπού του τρανζίστορ V2 και της αντίστασης R1. C2 - μέσω της διασταύρωσης εκπομπού του τρανζίστορ V1 και της αντίστασης R4. Αυτά τα κυκλώματα φόρτισης πυκνωτών, όντας διαιρέτες τάσης του τροφοδοτικού, δημιουργούν στις βάσεις των τρανζίστορ (σε σχέση με τους εκπομπούς) αρνητικές τάσεις που αυξάνονται σε αξία, τείνοντας να ανοίγουν τα τρανζίστορ όλο και περισσότερο. Το άνοιγμα ενός τρανζίστορ προκαλεί πτώση της αρνητικής τάσης στον συλλέκτη του, γεγονός που προκαλεί πτώση της αρνητικής τάσης στη βάση του άλλου τρανζίστορ, κλείνοντάς το. Μια τέτοια διαδικασία συμβαίνει αμέσως και στα δύο τρανζίστορ, ωστόσο, μόνο ένα από αυτά κλείνει, βάσει του οποίου μια υψηλότερη θετική τάση, για παράδειγμα, λόγω της διαφοράς στους συντελεστές μεταφοράς ρεύματος h21e των τιμών αντίστασης και πυκνωτή. Το δεύτερο τρανζίστορ παραμένει ανοιχτό. Αλλά αυτές οι καταστάσεις των τρανζίστορ είναι ασταθείς, επειδή οι ηλεκτρικές διεργασίες στα κυκλώματά τους συνεχίζονται. Ας υποθέσουμε ότι μετά από κάποιο χρονικό διάστημα μετά την ενεργοποίηση της τροφοδοσίας, το τρανζίστορ V2 αποδείχθηκε κλειστό και το τρανζίστορ V1 αποδείχθηκε ανοιχτό. Από αυτή τη στιγμή, ο πυκνωτής C1 αρχίζει να εκφορτίζεται μέσω του ανοιχτού τρανζίστορ V1, η αντίσταση του τμήματος εκπομπού-συλλέκτη του οποίου είναι χαμηλή αυτή τη στιγμή, και της αντίστασης R2. Καθώς ο πυκνωτής C1 εκφορτίζεται, η θετική τάση στη βάση του κλειστού τρανζίστορ V2 μειώνεται. Μόλις ο πυκνωτής αποφορτιστεί πλήρως και η τάση στη βάση του τρανζίστορ V2 πλησιάσει στο μηδέν, εμφανίζεται ένα ρεύμα στο κύκλωμα συλλέκτη αυτού του τρανζίστορ που ανοίγει τώρα, το οποίο δρα μέσω του πυκνωτή C2 στη βάση του τρανζίστορ V1 και μειώνει την αρνητική τάση σε αυτό. Ως αποτέλεσμα, το ρεύμα που ρέει μέσω του τρανζίστορ V1 αρχίζει να μειώνεται και μέσω του τρανζίστορ V2, αντίθετα, αυξάνεται. Αυτό προκαλεί την απενεργοποίηση του τρανζίστορ V1 και την ενεργοποίηση του τρανζίστορ V2. Τώρα ο πυκνωτής C2 θα αρχίσει να εκφορτίζεται, αλλά μέσω του ανοιχτού τρανζίστορ V2 και της αντίστασης R3, που τελικά οδηγεί στο άνοιγμα του πρώτου και στο κλείσιμο του δεύτερου τρανζίστορ κ.λπ. Τα τρανζίστορ αλληλεπιδρούν συνεχώς, με αποτέλεσμα ο πολυδονητής να δημιουργεί ηλεκτρικές ταλαντώσεις. Η συχνότητα ταλάντωσης του πολυδονητή εξαρτάται τόσο από την χωρητικότητα των πυκνωτών ζεύξης, που έχετε ήδη ελέγξει, όσο και από την αντίσταση των αντιστάσεων βάσης, όπως μπορείτε να δείτε αυτή τη στιγμή. Δοκιμάστε, για παράδειγμα, να αντικαταστήσετε τις βασικές αντιστάσεις R2 και R3 με αντιστάσεις υψηλής αντίστασης. Η συχνότητα ταλάντωσης του πολυδονητή θα μειωθεί. Αντίστροφα, εάν οι αντιστάσεις τους είναι μικρότερες, η συχνότητα ταλάντωσης θα αυξηθεί. Μια άλλη εμπειρία: αποσυνδέστε τους άνω (σύμφωνα με το διάγραμμα) ακροδέκτες των αντιστάσεων R2 και R3 από τον αρνητικό αγωγό της πηγής ισχύος, συνδέστε τους μεταξύ τους και μεταξύ αυτών και του αρνητικού αγωγού, ενεργοποιήστε μια μεταβλητή αντίσταση με αντίσταση 30 - 50 kOhm με ρεοστάτη. Περιστρέφοντας τον άξονα της μεταβλητής αντίστασης, μπορείτε να αλλάξετε τη συχνότητα ταλάντωσης των πολυδονητών σε ένα αρκετά μεγάλο εύρος. Η κατά προσέγγιση συχνότητα ταλάντωσης ενός συμμετρικού πολυδονητή μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο απλοποιημένο τύπο: F = 700 / (RC), όπου f είναι η συχνότητα σε Hertz, R είναι η αντίσταση των αντιστάσεων βάσης σε kiloohms, C είναι η χωρητικότητα του πυκνωτές ζεύξης σε microfarads. Χρησιμοποιώντας αυτόν τον απλοποιημένο τύπο, υπολογίστε ποιες συχνότητες παρήγαγε ο πολυδονητής σας. Ας επιστρέψουμε στα αρχικά δεδομένα των αντιστάσεων και των πυκνωτών του πειραματικού πολυδονητή (σύμφωνα με το διάγραμμα στο Σχ. 2, α). Αντικαταστήστε τον πυκνωτή C2 με έναν πυκνωτή χωρητικότητας 2 - 3 μF, ενεργοποιήστε ένα χιλιοστόμετρο στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ V2, ακολουθώντας το βέλος του, απεικονίστε γραφικά τις διακυμάνσεις ρεύματος που δημιουργούνται από τον πολυδονητή. Τώρα το ρεύμα στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ V2 θα εμφανίζεται με μικρότερους παλμούς από πριν (Εικ. 2, γ). Η διάρκεια των παλμών Th θα είναι περίπου τόσες φορές μικρότερη από τις παύσεις μεταξύ των παλμών Th, κατά πόσο έχει μειωθεί η χωρητικότητα του πυκνωτή C2 σε σύγκριση με την προηγούμενη χωρητικότητα του. Και τώρα γυρίστε το ίδιο (ή τέτοιο) χιλιοστόμετρο στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ V1. Τι δείχνει ο μετρητής; Επίσης τρέχουν παλμοί, αλλά η διάρκειά τους είναι πολύ μεγαλύτερη από τις μεταξύ τους παύσεις (Εικ. 2, δ). Τι συνέβη? Μειώνοντας την χωρητικότητα του πυκνωτή C2, παραβιάσατε τη συμμετρία των βραχιόνων του πολυδονητή - έγινε ασύμμετρη . Ως εκ τούτου, οι δονήσεις που δημιουργούνται από αυτό έγιναν ασύμμετρη : στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ V1, το ρεύμα εμφανίζεται σε σχετικά μεγάλους παλμούς, στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ V2, σε βραχείς παλμούς. Από την Έξοδο 1 ενός τέτοιου πολυδονητή, μπορείτε να πάρετε σύντομους παλμούς και από την Έξοδο 2 - μεγάλης τάσης παλμούς. Αλλάξτε προσωρινά τους πυκνωτές C1 και C2. Τώρα οι παλμοί μικρής τάσης θα βρίσκονται στην Έξοδο 1 και οι παλμοί μεγάλης τάσης στην Έξοδο 2. Μετρήστε (με το ρολόι με ένα δεύτερο χέρι) πόσες ηλεκτρικές ώσεις ανά λεπτό παράγει αυτή η έκδοση του πολυδονητή. Περίπου 80. Αυξήστε τη χωρητικότητα του πυκνωτή C1 συνδέοντας παράλληλα έναν δεύτερο ηλεκτρολυτικό πυκνωτή χωρητικότητας 20 - 30 μικροφαράντ. Ο ρυθμός επανάληψης του παλμού θα μειωθεί. Και αν, αντίθετα, μειωθεί η χωρητικότητα αυτού του πυκνωτή; Ο ρυθμός επανάληψης του παλμού θα πρέπει να αυξηθεί. Υπάρχει, ωστόσο, ένας άλλος τρόπος ρύθμισης του ρυθμού επανάληψης παλμών - αλλάζοντας την αντίσταση της αντίστασης R2: με μείωση της αντίστασης αυτής της αντίστασης (αλλά όχι μικρότερη από 3 - 5 kOhm, διαφορετικά το τρανζίστορ V2 θα είναι ανοιχτό όλο ο χρόνος και η διαδικασία αυτοταλάντωσης θα διαταραχθούν), η συχνότητα επανάληψης του παλμού θα πρέπει να αυξηθεί και με την αύξηση της αντίστασής του, αντίθετα, να μειωθεί. Ελέγξτε το εμπειρικά - είναι έτσι; Επιλέξτε μια αντίσταση τέτοιας τιμής ώστε ο αριθμός των παλμών σε 1 λεπτό να είναι ακριβώς 60. Η βελόνα του χιλιοστόμετρου θα ταλαντώνεται με συχνότητα 1 Hz. Ο πολυδονητής σε αυτή την περίπτωση θα γίνει, σαν να λέγαμε, ένας ηλεκτρονικός μηχανισμός ρολογιού που μετράει δευτερόλεπτα.

Πολυδονητής σε αναμονή

Ένας τέτοιος πολυδονητής παράγει παλμούς ρεύματος (ή τάσης) όταν εφαρμόζονται σήματα ενεργοποίησης στην είσοδό του από άλλη πηγή, για παράδειγμα, από έναν αυτοταλαντούμενο πολυδονητή. Για να μετατρέψετε τον αυτοταλαντούμενο πολυδονητή, με τον οποίο έχετε ήδη πραγματοποιήσει πειράματα σε αυτό το μάθημα (σύμφωνα με το διάγραμμα στο Σχ. 2, α), σε πολυδονητή αναμονής, πρέπει να κάνετε τα εξής: αφαιρέστε τον πυκνωτή C2 και αντί για αυτό, συνδέστε μια αντίσταση μεταξύ του συλλέκτη του τρανζίστορ V2 και της βάσης του τρανζίστορ V1 (στο Σχήμα 3 - R3) με αντίσταση 10 - 15 kOhm. μεταξύ της βάσης του τρανζίστορ V1 και του γειωμένου αγωγού, συνδέστε ένα συνδεδεμένο σε σειρά στοιχείο 332 (G1 ή άλλη πηγή σταθερής τάσης) και μια αντίσταση με αντίσταση 4,7 - 5,1 kOhm (R5), αλλά έτσι ώστε ο θετικός πόλος του Το στοιχείο συνδέεται με τη βάση (μέσω R5). συνδέστε έναν πυκνωτή (στο Σχ. 3 - C2) με χωρητικότητα 1 - 5 χιλιάδες pF στο κύκλωμα βάσης του τρανζίστορ V1, η δεύτερη έξοδος του οποίου θα λειτουργεί ως επαφή για το σήμα ελέγχου εισόδου. Η αρχική κατάσταση του τρανζίστορ V1 ενός τέτοιου πολυδονητή είναι κλειστή, το τρανζίστορ V2 είναι ανοιχτό. Ελέγξτε - είναι αλήθεια; Η τάση στον συλλέκτη ενός κλειστού τρανζίστορ πρέπει να είναι κοντά στην τάση της πηγής ισχύος και στον συλλέκτη ενός ανοιχτού τρανζίστορ δεν πρέπει να υπερβαίνει τα 0,2 - 0,3 V. , ανάβει μεταξύ της επαφής Uin και του γειωμένου αγωγού, κυριολεκτικά για μια στιγμή, ένα ή δύο στοιχεία 332 συνδεδεμένα σε σειρά (στο διάγραμμα GB1) ή μια μπαταρία 3336L. Απλώς μην μπερδεύεστε: ο αρνητικός πόλος αυτού του εξωτερικού ηλεκτρικού σήματος πρέπει να συνδεθεί στην επαφή Uin. Σε αυτήν την περίπτωση, το βέλος του χιλιοστόμετρου θα πρέπει να αποκλίνει αμέσως στην τιμή του υψηλότερου ρεύματος του κυκλώματος συλλέκτη του τρανζίστορ, να παγώσει για λίγο και στη συνέχεια να επιστρέψει στην αρχική του θέση για να περιμένει το επόμενο σήμα. Επαναλάβετε αυτή την εμπειρία αρκετές φορές. Το χιλιοστόμετρο με κάθε σήμα θα εμφανίζει μια στιγμιαία αύξηση στα 8 - 10 mA και μετά από λίγο, το ρεύμα συλλέκτη του τρανζίστορ V1 θα μειωθεί επίσης αμέσως σχεδόν στο μηδέν. Αυτοί είναι παλμοί μονού ρεύματος που παράγονται από έναν πολυδονητή. Και αν η μπαταρία GB1 είναι μεγαλύτερη για να παραμείνει συνδεδεμένη με το σφιγκτήρα Uin. Το ίδιο θα συμβεί όπως και στα προηγούμενα πειράματα - μόνο ένας παλμός θα εμφανιστεί στην έξοδο του πολυδονητή. Δοκιμάστε το!

Και ένα ακόμη πείραμα: αγγίξτε την έξοδο της βάσης του τρανζίστορ V1 με κάποιο μεταλλικό αντικείμενο που έχετε πάρει στο χέρι σας. Ίσως, σε αυτή την περίπτωση, ο πολυδονητής αναμονής να λειτουργήσει - από το ηλεκτροστατικό φορτίο του σώματός σας. Επαναλάβετε τα ίδια πειράματα, αλλά συμπεριλαμβάνοντας ένα χιλιοστόμετρο στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ V2. Όταν εφαρμόζεται ένα σήμα ελέγχου, το ρεύμα συλλέκτη αυτού του τρανζίστορ θα πρέπει να μειωθεί απότομα σχεδόν στο μηδέν και στη συνέχεια να αυξηθεί εξίσου απότομα στην τιμή του ρεύματος ενός ανοιχτού τρανζίστορ. Είναι επίσης ένας παλμός ρεύματος, αλλά αρνητικής πολικότητας. Ποια είναι η αρχή λειτουργίας ενός πολυδονητή αναμονής; Σε έναν τέτοιο πολυδονητή, η σύνδεση μεταξύ του συλλέκτη του τρανζίστορ V2 και της βάσης του τρανζίστορ V1 δεν είναι χωρητική, όπως σε έναν αυτοταλαντούμενο, αλλά ωμική - μέσω της αντίστασης R3.Μια αρνητική τάση πόλωσης εφαρμόζεται στη βάση του τρανζίστορ V2 μέσω της αντίστασης R2. Το τρανζίστορ V1 είναι καλά κλειστό από τη θετική τάση του στοιχείου G1 στη βάση του. Αυτή η κατάσταση των τρανζίστορ είναι πολύ σταθερή. Μπορούν να μείνουν σε αυτή την κατάσταση για όσο χρόνο θέλουν. Αλλά με βάση το τρανζίστορ V1, εμφανίστηκε ένας παλμός τάσης αρνητικής πολικότητας. Από αυτό το σημείο και μετά, τα τρανζίστορ περνούν σε ασταθή κατάσταση. Υπό την επίδραση του σήματος εισόδου, το τρανζίστορ V1 ανοίγει και η μεταβαλλόμενη τάση στον συλλέκτη του μέσω του πυκνωτή C1 κλείνει το τρανζίστορ V2. Τα τρανζίστορ βρίσκονται σε αυτή την κατάσταση μέχρι να εκφορτιστεί ο πυκνωτής C1 (μέσω της αντίστασης R2 και του ανοιχτού τρανζίστορ V1, η αντίσταση του οποίου είναι χαμηλή αυτή τη στιγμή). Μόλις εκφορτιστεί ο πυκνωτής, το τρανζίστορ V2 ανοίγει αμέσως και το τρανζίστορ V1 κλείνει. Από αυτό το σημείο και μετά, ο πολυδονητής βρίσκεται ξανά στην αρχική, σταθερή λειτουργία αναμονής. Ετσι, ο πολυδονητής αναμονής έχει μία σταθερή και μία ασταθή κατάσταση . Κατά τη διάρκεια μιας ασταθούς κατάστασης, δημιουργεί ένα τετραγωνικό κύμα ρεύμα (τάση), η διάρκεια του οποίου εξαρτάται από την χωρητικότητα του πυκνωτή C1. Όσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα αυτού του πυκνωτή, τόσο μεγαλύτερη είναι η διάρκεια του παλμού. Έτσι, για παράδειγμα, με χωρητικότητα πυκνωτή 50 μF, ο πολυδονητής παράγει έναν παλμό ρεύματος με διάρκεια περίπου 1,5 s και με πυκνωτή 150 μF - τρεις φορές περισσότερο. Μέσω πρόσθετων πυκνωτών - παλμοί θετικής τάσης μπορούν να ληφθούν από την έξοδο 1 και αρνητικοί παλμοί από την έξοδο 2. Μπορεί ο πολυδονητής να βγει από τη λειτουργία αναμονής μόνο με έναν παλμό αρνητικής τάσης που εφαρμόζεται στη βάση του τρανζίστορ V1; Όχι, όχι μόνο. Αυτό μπορεί επίσης να γίνει με την εφαρμογή ενός παλμού τάσης θετικής πολικότητας, αλλά στη βάση του τρανζίστορ V2. Απομένει λοιπόν να ελέγξετε πειραματικά πώς η χωρητικότητα του πυκνωτή C1 επηρεάζει τη διάρκεια των παλμών και τη δυνατότητα ελέγχου του πολυδονητή σε αναμονή με παλμούς θετικής τάσης. Πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί πρακτικά ένας πολυδονητής σε κατάσταση αναμονής; Διαφορετικά. Για παράδειγμα, για να μετατρέψετε μια ημιτονοειδή τάση σε ορθογώνιους παλμούς τάσης (ή ρεύματος) της ίδιας συχνότητας ή να ενεργοποιήσετε μια άλλη συσκευή για κάποιο χρονικό διάστημα, εφαρμόζοντας ένα βραχυπρόθεσμο ηλεκτρικό σήμα στην είσοδο ενός πολυδονητή αναμονής. Πως αλλιώς? Νομίζω!

Πολυδονητής σε γεννήτριες και ηλεκτρονικούς διακόπτες

Ηλεκτρονική κλήση.Ένας πολυδονητής μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ένα κουδούνι σπιτιού, αντικαθιστώντας ένα συμβατικό ηλεκτρικό με αυτό. Μπορεί να συναρμολογηθεί σύμφωνα με το σχήμα που φαίνεται στο (Εικ. 4). Τα τρανζίστορ V1 και V2 λειτουργούν σε έναν συμμετρικό πολυδονητή που δημιουργεί ταλαντώσεις με συχνότητα περίπου 1000 Hz και το τρανζίστορ V3 λειτουργεί σε έναν ενισχυτή ισχύος αυτών των ταλαντώσεων. Οι ενισχυμένοι κραδασμοί μετατρέπονται από τη δυναμική κεφαλή Β1 σε ηχητικές δονήσεις. Εάν χρησιμοποιείτε ένα μεγάφωνο συνδρομητή για μια κλήση, συμπεριλαμβάνοντας το πρωτεύον τύλιγμα του μετασχηματιστή μετάβασης στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ V3, όλα τα ηλεκτρονικά κλήσεων που είναι τοποθετημένα στην πλακέτα θα τοποθετηθούν στη θήκη του. Εκεί θα βρίσκεται και η μπαταρία.

Ένα ηλεκτρονικό κουδούνι μπορεί να εγκατασταθεί στο διάδρομο συνδέοντάς το με δύο καλώδια στο κουμπί S1. Όταν πατήσετε το κουμπί -, θα εμφανιστεί ήχος στη δυναμική κεφαλή. Εφόσον η συσκευή τροφοδοτείται με ρεύμα μόνο κατά τη διάρκεια των σημάτων κουδουνίσματος, δύο μπαταρίες 3336L συνδεδεμένες σε σειρά ή "Krona" θα διαρκέσουν αρκετούς μήνες κουδουνίσματος. Ρυθμίστε τον επιθυμητό τόνο ήχου αντικαθιστώντας τους πυκνωτές C1 και C2 με πυκνωτές άλλης χωρητικότητας. Ένας πολυδονητής συναρμολογημένος σύμφωνα με το ίδιο σχήμα μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μελέτη και την εκπαίδευση στην ακρόαση του τηλεγραφικού αλφαβήτου - κώδικα Μορς. Σε αυτήν την περίπτωση, είναι απαραίτητο μόνο να αντικαταστήσετε το κουμπί με ένα τηλεγραφικό κλειδί.

Ηλεκτρονικός διακόπτης.Αυτή η συσκευή, το κύκλωμα της οποίας φαίνεται στο (Εικ. 5), μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εναλλαγή δύο γιρλάντες χριστουγεννιάτικων δέντρων που τροφοδοτούνται από ένα δίκτυο AC. Ο ίδιος ο ηλεκτρονικός διακόπτης μπορεί να τροφοδοτηθεί από δύο μπαταρίες 3336L συνδεδεμένες σε σειρά ή από έναν ανορθωτή που θα εξάγει σταθερή τάση 9–12 V.

Το κύκλωμα του διακόπτη είναι πολύ παρόμοιο με το κύκλωμα του ηλεκτρονικού κουδουνιού. Αλλά οι χωρητικότητες των πυκνωτών C1 και C2 του διακόπτη είναι πολλές φορές μεγαλύτερες από τις χωρητικότητες παρόμοιων πυκνωτών καμπάνας. Ο πολυδονητής διακόπτης, στον οποίο λειτουργούν τα τρανζίστορ V1 και V2, δημιουργεί ταλαντώσεις με συχνότητα περίπου 0,4 Hz και το φορτίο του ενισχυτή ισχύος του (τρανζίστορ V3) είναι η περιέλιξη του ηλεκτρομαγνητικού ρελέ K1. Το ρελέ έχει ένα ζεύγος πλακών επαφής για μεταγωγή. Για παράδειγμα, είναι κατάλληλο ένα ρελέ RES - 10 (διαβατήριο RS4.524.302) ή άλλο ηλεκτρομαγνητικό ρελέ που λειτουργεί αξιόπιστα από τάση 6 - 8 V ​​σε ρεύμα 20 - 50 mA. Όταν ενεργοποιείται η τροφοδοσία, τα τρανζίστορ V1 και V2 του πολυδονητή ανοίγουν και κλείνουν εναλλάξ, παράγοντας σήματα τετραγωνικών κυμάτων. Όταν το τρανζίστορ V2 είναι ενεργοποιημένο, μια αρνητική τάση τροφοδοσίας εφαρμόζεται μέσω της αντίστασης R4 και αυτό το τρανζίστορ εφαρμόζεται στη βάση του τρανζίστορ V3, διαποτίζοντας το. Σε αυτήν την περίπτωση, η αντίσταση του τμήματος εκπομπού-συλλέκτη του τρανζίστορ V3 μειώνεται σε αρκετά ohms και σχεδόν όλη η τάση της πηγής ισχύος εφαρμόζεται στην περιέλιξη του ρελέ K1 - το ρελέ ενεργοποιείται και συνδέει μία από τις γιρλάντες στο δίκτυο με τις επαφές του. Όταν το τρανζίστορ V2 είναι κλειστό, το κύκλωμα τροφοδοσίας της βάσης του τρανζίστορ V3 έχει σπάσει και είναι επίσης κλειστό, δεν ρέει ρεύμα μέσω του πηνίου του ρελέ. Αυτή τη στιγμή, το ρελέ απελευθερώνει την άγκυρα και οι επαφές του, εναλλάσσοντας, συνδέουν τη δεύτερη γιρλάντα του χριστουγεννιάτικου δέντρου στο δίκτυο. Εάν θέλετε να αλλάξετε τον χρόνο ενεργοποίησης των γιρλάντες, αντικαταστήστε τους πυκνωτές C1 και C2 με πυκνωτές άλλων χωρητικοτήτων. Αφήστε τα δεδομένα των αντιστάσεων R2 και R3 ίδια, διαφορετικά ο τρόπος λειτουργίας των τρανζίστορ σε συνεχές ρεύμα θα παραβιαστεί. Ένας ενισχυτής ισχύος, παρόμοιος με τον ενισχυτή στο τρανζίστορ V3, μπορεί επίσης να συμπεριληφθεί στο κύκλωμα εκπομπού του τρανζίστορ V1 του πολυδονητή. Σε αυτήν την περίπτωση, τα ηλεκτρομαγνητικά ρελέ (συμπεριλαμβανομένων των αυτοκατασκευασμένων) μπορεί να μην έχουν ομάδες επαφών μεταγωγής, αλλά κανονικά ανοιχτά ή κανονικά κλειστά. Οι επαφές ρελέ ενός από τους βραχίονες πολυδονητή θα κλείνουν και θα ανοίγουν περιοδικά το κύκλωμα τροφοδοσίας ισχύος μιας γιρλάντας και οι επαφές ρελέ του άλλου βραχίονα πολυδονητή θα κλείνουν περιοδικά το κύκλωμα τροφοδοσίας της δεύτερης γιρλάντας. Ο ηλεκτρονικός διακόπτης μπορεί να τοποθετηθεί σε μια σανίδα από getinax ή άλλο μονωτικό υλικό και, μαζί με την μπαταρία, να τοποθετηθεί σε κουτί από κόντρα πλακέ. Κατά τη λειτουργία, ο διακόπτης καταναλώνει ρεύμα που δεν υπερβαίνει τα 30 mA, επομένως η ενέργεια δύο μπαταριών 3336L ή Krona θα είναι αρκετή για όλες τις διακοπές της Πρωτοχρονιάς. Ένας παρόμοιος διακόπτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί και για άλλους σκοπούς. Για παράδειγμα, για το φωτισμό μασκών, αξιοθέατων. Φανταστείτε ένα ειδώλιο του ήρωα του παραμυθιού "Γουί με μπότες" πριονισμένο από κόντρα πλακέ και ζωγραφισμένο. Πίσω από τα διαφανή μάτια υπάρχουν λαμπτήρες από φακό, που ενεργοποιούνται από έναν ηλεκτρονικό διακόπτη και στην ίδια τη φιγούρα υπάρχει ένα κουμπί. Μόλις πατήσετε το κουμπί, η γάτα θα αρχίσει αμέσως να σας κλείνει το μάτι. Δεν είναι δυνατόν να χρησιμοποιήσετε διακόπτη για να ηλεκτρίσετε ορισμένα μοντέλα, όπως ένα μοντέλο φάρου; Σε αυτήν την περίπτωση, αντί για ηλεκτρομαγνητικό ρελέ, ένας λαμπτήρας πυρακτώσεως μικρού μεγέθους, σχεδιασμένος για μικρό ρεύμα πυράκτωσης, μπορεί να συμπεριληφθεί στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ του ενισχυτή ισχύος, το οποίο θα μιμείται τις λάμψεις του φάρου. Εάν ένας τέτοιος διακόπτης συμπληρώνεται με έναν διακόπτη εναλλαγής, με τον οποίο δύο τέτοιοι λαμπτήρες μπορούν να ανάβουν εναλλάξ στο κύκλωμα συλλέκτη του τρανζίστορ εξόδου, τότε μπορεί να γίνει δείκτης κατεύθυνσης για το ποδήλατό σας.

Μετρονόμος- αυτό είναι ένα είδος ρολογιού που σας επιτρέπει να μετράτε ίσες χρονικές περιόδους με ακρίβεια κλασμάτων του δευτερολέπτου με ηχητικά σήματα. Τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται, για παράδειγμα, για να αναπτύξουν μια αίσθηση τακτ κατά τη διδασκαλία της μουσικής παιδείας, κατά την πρώτη εκπαίδευση στη σηματοδότηση του τηλεγραφικού αλφαβήτου. Βλέπετε ένα διάγραμμα μιας από αυτές τις συσκευές στο (Εικ. 6).

Αυτός είναι επίσης ένας πολυδονητής, αλλά ασύμμετρος. Ένας τέτοιος πολυδονητής χρησιμοποιεί τρανζίστορ διαφορετικών δομών: Vl - n - p - n (MP35 - MP38), V2 - p - n - p (MP39 - MP42). Αυτό κατέστησε δυνατή τη μείωση του συνολικού αριθμού εξαρτημάτων του πολυδονητή. Η αρχή της λειτουργίας του παραμένει η ίδια - η παραγωγή συμβαίνει λόγω θετικής ανάδρασης μεταξύ της εξόδου και της εισόδου ενός ενισχυτή 3H δύο σταδίων. η σύνδεση πραγματοποιείται με ηλεκτρολυτικό πυκνωτή C1. Το φορτίο του πολυδονητή είναι μια μικρού μεγέθους δυναμική κεφαλή B1 με πηνίο φωνής με αντίσταση 4 - 10 ohms, για παράδειγμα 0,1GD - 6, 1GD - 8 (ή μια τηλεφωνική κάψουλα), η οποία δημιουργεί ήχους παρόμοιους με τα κλικ με βραχυπρόθεσμους παλμούς ρεύματος. Ο ρυθμός επανάληψης παλμού μπορεί να ρυθμιστεί με μια μεταβλητή αντίσταση R1 από περίπου 20 έως 300 παλμούς ανά λεπτό. Η αντίσταση R2 περιορίζει το ρεύμα βάσης του πρώτου τρανζίστορ όταν ο ολισθητήρας της αντίστασης R1 βρίσκεται στη χαμηλότερη (σύμφωνα με το κύκλωμα) θέση του, που αντιστοιχεί στην υψηλότερη συχνότητα των παραγόμενων ταλαντώσεων. Ο μετρονόμος μπορεί να τροφοδοτείται από μία μπαταρία 3336L ή τρεις κυψέλες 332 συνδεδεμένες σε σειρά. Το ρεύμα που καταναλώνει από την μπαταρία δεν υπερβαίνει τα 10 mA. Η μεταβλητή αντίσταση R1 πρέπει να έχει μια κλίμακα βαθμονομημένη σύμφωνα με έναν μηχανικό μετρονόμο. Χρησιμοποιώντας το, περιστρέφοντας απλά το κουμπί της αντίστασης, μπορείτε να ρυθμίσετε την επιθυμητή συχνότητα των σημάτων ήχου του μετρονόμου.

Πρακτική δουλειά

Ως πρακτική εργασία, σας συμβουλεύω να συλλέξετε τα κυκλώματα πολυδονητή που παρουσιάζονται στα σχέδια του μαθήματος, τα οποία θα σας βοηθήσουν να κατανοήσετε την αρχή του πολυδονητή. Περαιτέρω, προτείνω τη συναρμολόγηση ενός πολύ ενδιαφέροντος και χρήσιμου στο νοικοκυριό "Electronic Nightingale Simulator", βασισμένο σε πολυδονητές, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως κουδούνι πόρτας. Το κύκλωμα είναι πολύ απλό, αξιόπιστο, λειτουργεί αμέσως εάν δεν υπάρχουν σφάλματα στην εγκατάσταση και τη χρήση ραδιοστοιχείων που μπορούν να επισκευαστούν. Το χρησιμοποιώ ως κουδούνι για 18 χρόνια, μέχρι σήμερα. Είναι εύκολο να μαντέψει κανείς ότι το μάζεψα - όταν, όπως εσύ, ήμουν αρχάριος ραδιοερασιτέχνης.

Ένας πολυδονητής είναι η απλούστερη γεννήτρια παλμών που λειτουργεί σε λειτουργία αυτο-ταλάντωσης, δηλαδή, όταν εφαρμόζεται τάση στο κύκλωμα, αρχίζει να παράγει παλμούς.

Το απλούστερο σχήμα φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

Επιπλέον, οι χωρητικότητες των πυκνωτών C1, C2 επιλέγονται πάντα όσο το δυνατόν πανομοιότυπες και η τιμή των αντιστάσεων βάσης R2, R3 πρέπει να είναι υψηλότερη από αυτές του συλλέκτη. Αυτή είναι μια σημαντική προϋπόθεση για τη σωστή λειτουργία του MV.

Πώς λειτουργεί ένας πολυδονητής σε τρανζίστορ, έτσι: όταν η τροφοδοσία είναι ενεργοποιημένη, οι χωρητικότητες C1, C2 αρχίζουν να φορτίζονται.

Ο πρώτος πυκνωτής στην αλυσίδα R1-C1 είναι η μετάβαση BE της δεύτερης περίπτωσης.

Η δεύτερη χωρητικότητα θα φορτιστεί μέσω του κυκλώματος R4 - C2 - η μετάβαση BE του πρώτου τρανζίστορ - η θήκη.

Δεδομένου ότι τα τρανζίστορ έχουν ρεύμα βάσης, σχεδόν ανοίγουν. Επειδή όμως δεν υπάρχουν δύο πανομοιότυπα τρανζίστορ, το ένα από αυτά θα ανοίξει λίγο νωρίτερα από τον συνάδελφό του.

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε το πρώτο τρανζίστορ ανοιχτό νωρίτερα. Όταν ανοίξει, θα εκφορτίσει την χωρητικότητα C1. Επιπλέον, θα εκφορτιστεί σε αντίστροφη πολικότητα, κλείνοντας το δεύτερο τρανζίστορ. Αλλά ο πρώτος είναι σε ανοιχτή κατάσταση μόνο για λίγο, έως ότου ο πυκνωτής C2 φορτιστεί στο επίπεδο της τάσης τροφοδοσίας. Στο τέλος της διαδικασίας φόρτισης, τα C2, Q1 είναι κλειδωμένα.

Αλλά αυτή τη στιγμή, το C1 είναι σχεδόν άδειο. Και αυτό σημαίνει ότι θα διαρρέει ρεύμα, ανοίγοντας το δεύτερο τρανζίστορ, το οποίο θα εκφορτίσει την χωρητικότητα C2 και θα παραμείνει ανοιχτό μέχρι να επαναφορτιστεί ο πρώτος πυκνωτής. Και έτσι από κύκλο σε κύκλο, μέχρι να κλείσουμε το ρεύμα από το κύκλωμα.

Όπως μπορείτε εύκολα να δείτε, ο χρόνος μεταγωγής εδώ καθορίζεται από την τιμή της χωρητικότητας των πυκνωτών. Παρεμπιπτόντως, η αντίσταση των αντιστάσεων βάσης R1, R3 εισάγει επίσης έναν ορισμένο παράγοντα εδώ.

Ας επιστρέψουμε στην αρχική κατάσταση, όταν το πρώτο τρανζίστορ είναι ανοιχτό. Αυτή τη στιγμή, η χωρητικότητα C1 όχι μόνο θα έχει χρόνο να εκφορτιστεί, αλλά θα αρχίσει επίσης να φορτίζεται με αντίστροφη πολικότητα μέσω του κυκλώματος R2-C1- συλλέκτης-εκπομπός ανοιχτού Q1.

Αλλά η αντίσταση του R2 είναι αρκετά μεγάλη και το C1 δεν έχει χρόνο να φορτίσει μέχρι το επίπεδο της πηγής ισχύος, αλλά όταν το Q1 είναι κλειδωμένο, θα αποφορτιστεί μέσω του κυκλώματος βάσης Q2, βοηθώντας το να ανοίξει νωρίτερα. Η ίδια αντίσταση αυξάνει τον χρόνο φόρτισης του πρώτου πυκνωτή C1. Όμως οι αντιστάσεις συλλέκτη R1, R4 είναι φορτίο και δεν έχουν ιδιαίτερη επίδραση στη συχνότητα παραγωγής παλμών.

Ως πρακτική εισαγωγή, προτείνω τη συναρμολόγηση, στο ίδιο άρθρο, εξετάζεται επίσης ο σχεδιασμός σε τρία τρανζίστορ.

Ας ασχοληθούμε με τη λειτουργία ενός ασύμμετρου πολυδονητή σε δύο τρανζίστορ χρησιμοποιώντας το παράδειγμα ενός απλού σπιτικού κυκλώματος ραδιοερασιτεχνών που κάνει τον ήχο μιας μεταλλικής μπάλας που αναπηδά. Το κύκλωμα λειτουργεί ως εξής: καθώς αποφορτίζεται η χωρητικότητα C1, ο όγκος των παλμών μειώνεται. Η συνολική διάρκεια του ήχου εξαρτάται από την τιμή του C1 και ο πυκνωτής C2 ορίζει τη διάρκεια των παύσεων. Τα τρανζίστορ μπορούν να είναι απολύτως οποιουδήποτε τύπου p-n-p.

Υπάρχουν δύο τύποι πολυδονητών οικιακής μικροσχεδίασης - αυτοταλαντούμενοι (GG) και αναμονής (AG).

Η αυτοταλάντωση δημιουργεί μια περιοδική ακολουθία ορθογώνιων παλμών. Η διάρκεια και η περίοδος επανάληψης τους καθορίζονται από τις παραμέτρους των εξωτερικών στοιχείων αντιστάσεων και χωρητικοτήτων ή από το επίπεδο της τάσης ελέγχου.

Τα οικιακά μικροκυκλώματα αυτοταλαντούμενου MV, για παράδειγμα, είναι 530GG1, K531GG1, KM555GG2Θα βρείτε πιο λεπτομερείς πληροφορίες για αυτά και για πολλά άλλα, για παράδειγμα, στα ψηφιακά και αναλογικά ολοκληρωμένα κυκλώματα ή IC της Yakubovsky S.V. Εγχειρίδιο σε 12 τόμους που επιμελήθηκε ο Nefedov

Για αναμονή MW, η διάρκεια του παραγόμενου παλμού ρυθμίζεται επίσης από τα χαρακτηριστικά των συνδεδεμένων εξαρτημάτων ραδιοφώνου και η περίοδος επανάληψης παλμού ορίζεται από την περίοδο επανάληψης των παλμών ενεργοποίησης που λαμβάνονται σε ξεχωριστή είσοδο.

Παραδείγματα: Κ155ΑΓ1περιέχει έναν πολυδονητή αναμονής που παράγει μεμονωμένους ορθογώνιους παλμούς με καλή σταθερότητα διάρκειας. 133AG3, K155AG3, 533AG3, KM555AG3, KR1533AG3περιέχει δύο MV αναμονής που σχηματίζουν απλούς ορθογώνιους παλμούς τάσης με καλή σταθερότητα. 533AG4, KM555AG4δύο MV αναμονής που σχηματίζουν απλούς ορθογώνιους παλμούς τάσης.

Πολύ συχνά, στην πρακτική του ραδιοερασιτέχνη, προτιμούν όχι εξειδικευμένα μικροκυκλώματα, αλλά το συναρμολογούν σε λογικά στοιχεία.

Το απλούστερο κύκλωμα πολυδονητή σε λογικά στοιχεία ΚΑΙ ΟΧΙ φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Έχει δύο καταστάσεις: στη μία κατάσταση, το DD1.1 είναι κλειδωμένο και το DD1.2 είναι ανοιχτό, στην άλλη, όλα είναι το αντίθετο.

Για παράδειγμα, εάν το DD1.1 είναι κλειστό, το DD1.2 είναι ανοιχτό, τότε η χωρητικότητα C2 φορτίζεται από το ρεύμα εξόδου DD1.1 που διέρχεται από την αντίσταση R2. Η τάση στην είσοδο DD1.2 είναι θετική. Διατηρεί το DD1.2 ανοιχτό. Καθώς η χωρητικότητα C2 φορτίζεται, το ρεύμα φόρτισης μειώνεται και η τάση στο R2 πέφτει. Τη στιγμή που επιτυγχάνεται το επίπεδο κατωφλίου, το DD1.2 αρχίζει να κλειδώνει και το δυναμικό του στην έξοδο αυξάνεται. Η ανάπτυξη αυτής της τάσης μεταδίδεται μέσω του C1 στην έξοδο DD1.1, η τελευταία ανοίγει και αναπτύσσεται η αντίστροφη διαδικασία, που τελειώνει με το πλήρες κλείδωμα του DD1.2 και το ξεκλείδωμα του DD1.1 - τη μετάβαση της συσκευής στο δεύτερο ασταθής κατάσταση. Τώρα το C1 θα φορτίζεται μέσω του R1 και της σύνθετης αντίστασης εξόδου του στοιχείου τσιπ DD1.2 και το C2 μέσω του DD1.1. Έτσι, παρατηρούμε μια τυπική διαδικασία αυτοταλάντωσης.

Ένα άλλο από τα απλά κυκλώματα που μπορούν να συναρμολογηθούν σε λογικά στοιχεία είναι μια ορθογώνια γεννήτρια παλμών. Επιπλέον, μια τέτοια γεννήτρια θα λειτουργεί σε λειτουργία αυτόματης παραγωγής, παρόμοια με μια τρανζίστορ. Το παρακάτω σχήμα δείχνει μια γεννήτρια που βασίζεται σε μια λογική ψηφιακή εγγενή μικροσυγκρότηση K155LA3

κύκλωμα πολυδονητή στο K155LA3

Ένα πρακτικό παράδειγμα μιας τέτοιας υλοποίησης μπορεί να βρεθεί στη σελίδα ηλεκτρονικών στο σχέδιο κουδουνίσματος.

Εξετάζεται ένα πρακτικό παράδειγμα εφαρμογής της λειτουργίας ενός αναμονής MW σε μια σκανδάλη στο σχεδιασμό ενός διακόπτη οπτικού φωτός στις ακτίνες IR.

Πολυδονητής.

Το πρώτο κύκλωμα είναι ο απλούστερος πολυδονητής. Παρά την απλότητά του, το πεδίο εφαρμογής του είναι πολύ ευρύ. Καμία ηλεκτρονική συσκευή δεν είναι πλήρης χωρίς αυτήν.

Το πρώτο σχήμα δείχνει το σχηματικό του διάγραμμα.

Τα LED χρησιμοποιούνται ως φορτίο. Όταν ο πολυδονητής λειτουργεί, τα LED αλλάζουν.

Η συναρμολόγηση απαιτεί ελάχιστα εξαρτήματα:

1. Αντιστάσεις 500 Ohm - 2 τεμάχια

2. Αντιστάσεις 10 kOhm - 2 τεμάχια

3. Ηλεκτρολυτικό πυκνωτή 47 uF στα 16 βολτ - 2 τεμάχια

4. Τρανζίστορ KT972A - 2 τεμάχια

5. LED - 2 τεμάχια

Τα τρανζίστορ KT972A είναι σύνθετα τρανζίστορ, δηλαδή υπάρχουν δύο τρανζίστορ στην περίπτωσή τους και έχει υψηλή ευαισθησία και μπορεί να αντέξει σημαντικό ρεύμα χωρίς ψύκτρα.

Όταν παραλάβετε όλα τα εξαρτήματα, οπλιστείτε με ένα κολλητήρι και ξεκινήστε τη συναρμολόγηση. Για να πραγματοποιήσετε πειράματα, δεν πρέπει να φτιάξετε μια πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος, μπορείτε να συναρμολογήσετε τα πάντα με επιφανειακή τοποθέτηση. Συγκόλληση όπως φαίνεται στις εικόνες.

Και πώς να χρησιμοποιήσετε τη συναρμολογημένη συσκευή, αφήστε τη φαντασία σας να σας πει! Για παράδειγμα, αντί για LED, μπορείτε να βάλετε ένα ρελέ και αυτό το ρελέ μπορεί να αλλάξει ένα πιο ισχυρό φορτίο. Εάν αλλάξετε τις τιμές των αντιστάσεων ή των πυκνωτών, η συχνότητα μεταγωγής θα αλλάξει. Αλλάζοντας τη συχνότητα, μπορείτε να επιτύχετε πολύ ενδιαφέροντα εφέ, από ένα τρίξιμο στη δυναμική, έως μια παύση για πολλά δευτερόλεπτα..

Φωτορελέ.

Και αυτό είναι ένα διάγραμμα ενός απλού φωτορελέ. Αυτή η συσκευή μπορεί να χρησιμοποιηθεί με επιτυχία οπουδήποτε, για αυτόματο φωτισμό της θήκης DVD, για ενεργοποίηση του φωτός ή για σήμα κατά της εισβολής σε σκοτεινό περίβλημα. Παρέχονται δύο παραλλαγές του συστήματος. Σε μία υλοποίηση, το κύκλωμα ενεργοποιείται από το φως και η άλλη από την απουσία του.

Δουλεύει κάπως έτσι:όταν το φως από το LED χτυπήσει τη φωτοδίοδο, το τρανζίστορ θα ανοίξει και το LED-2 θα αρχίσει να ανάβει. Η αντίσταση συντονισμού ρυθμίζει την ευαισθησία της συσκευής. Ως φωτοδίοδος, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια φωτοδίοδο από ένα παλιό ποντίκι με μπάλα. LED - οποιοδήποτε υπέρυθρο LED. Η χρήση μιας υπέρυθρης φωτοδιόδου και ενός LED θα αποφύγει τις παρεμβολές από το ορατό φως. Ως LED-2, κάθε LED ή μια αλυσίδα πολλών LED είναι κατάλληλη. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια λάμπα πυρακτώσεως. Και αν αντί για LED βάλουμε ένα ηλεκτρομαγνητικό ρελέ, τότε θα είναι δυνατός ο έλεγχος ισχυρών λαμπτήρων πυρακτώσεως ή ορισμένων μηχανισμών.

Τα σχήματα δείχνουν και τα δύο κυκλώματα, το pinout (θέση των ποδιών) του τρανζίστορ και του LED, καθώς και το διάγραμμα καλωδίωσης.

Εάν δεν υπάρχει φωτοδίοδος, μπορείτε να πάρετε ένα παλιό τρανζίστορ MP39 ή MP42 και να κόψετε τη θήκη του απέναντι από τον συλλέκτη, ως εξής:

Αντί για φωτοδίοδο, η σύνδεση p-n του τρανζίστορ θα πρέπει να συμπεριληφθεί στο κύκλωμα. Ποιο θα λειτουργήσει καλύτερα - πρέπει να καθορίσετε πειραματικά.

Ενισχυτής ισχύος σε τσιπ TDA1558Q.

Αυτός ο ενισχυτής έχει ισχύ εξόδου 2 x 22 watt και είναι αρκετά απλός για αρχάριους να επαναλάβουν. Ένα τέτοιο σχέδιο θα σας φανεί χρήσιμο για σπιτικά ηχεία ή για ένα σπιτικό μουσικό κέντρο που μπορεί να κατασκευαστεί από ένα παλιό MP3 player.

Για να το συναρμολογήσετε, χρειάζεστε μόνο πέντε μέρη:

1. Τσιπ - TDA1558Q

2. Πυκνωτής 0,22uF

3. Πυκνωτής 0,33 uF - 2 τεμάχια

4. Ηλεκτρολυτικό πυκνωτή 6800 uF στα 16 volt

Το μικροκύκλωμα έχει αρκετά υψηλή ισχύ εξόδου και χρειάζεται καλοριφέρ για την ψύξη του. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε μια ψύκτρα από τον επεξεργαστή.

Ολόκληρη η συναρμολόγηση μπορεί να γίνει με επιφανειακή τοποθέτηση χωρίς τη χρήση πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος. Αρχικά, πρέπει να αφαιρεθούν οι ακίδες 4, 9 και 15 από το μικροκύκλωμα. Δεν χρησιμοποιούνται. Το πλήθος των ακίδων πηγαίνει από αριστερά προς τα δεξιά, αν το κρατάτε με τις καρφίτσες στραμμένες προς εσάς και τα σημάδια προς τα πάνω. Στη συνέχεια ισιώστε προσεκτικά τα καλώδια. Στη συνέχεια, λυγίστε τις ακίδες 5, 13 και 14 προς τα πάνω, όλες αυτές οι ακίδες συνδέονται στο power plus. Το επόμενο βήμα είναι να λυγίσετε τις ακίδες 3, 7 και 11 προς τα κάτω - αυτή είναι η ισχύς μείον, ή "γείωση". Μετά από αυτούς τους χειρισμούς, βιδώστε το τσιπ στην ψύκτρα χρησιμοποιώντας θερμοαγώγιμη πάστα. Οι εικόνες δείχνουν την εγκατάσταση από διαφορετικές οπτικές γωνίες, αλλά θα σας εξηγήσω πάντως. Οι ακίδες 1 και 2 συγκολλούνται μεταξύ τους - αυτή είναι η είσοδος του σωστού καναλιού, πρέπει να συγκολληθεί ένας πυκνωτής 0,33 uF σε αυτούς. Το ίδιο πρέπει να γίνει και με τους ακροδέκτες 16 και 17. Το κοινό καλώδιο για την είσοδο είναι η ισχύς μείον ή η γείωση.

Οι πολυδονητές είναι μια άλλη μορφή ταλαντωτών. Η γεννήτρια είναι ένα ηλεκτρονικό κύκλωμα που είναι ικανό να διατηρεί ένα σήμα AC στην έξοδο. Μπορεί να δημιουργήσει τετραγωνικές κυματομορφές, γραμμικές ή παλμικές κυματομορφές. Για να ταλαντωθεί, η γεννήτρια πρέπει να ικανοποιεί δύο συνθήκες Barkhausen:

Το T είναι το κέρδος βρόχου, θα πρέπει να είναι ελαφρώς μεγαλύτερο από τη μονάδα.

Η μετατόπιση φάσης του κύκλου πρέπει να είναι 0 μοίρες ή 360 μοίρες.

Για να πληρούνται και οι δύο προϋποθέσεις, ο ταλαντωτής πρέπει να έχει κάποια μορφή ενισχυτή και μέρος της εξόδου του πρέπει να αναγεννηθεί στην είσοδο. Εάν το κέρδος του ενισχυτή είναι μικρότερο από ένα, το κύκλωμα δεν θα ταλαντωθεί και εάν είναι μεγαλύτερο από ένα, το κύκλωμα θα υπερφορτωθεί και θα παράγει μια παραμορφωμένη κυματομορφή. Μια απλή γεννήτρια μπορεί να δημιουργήσει ένα ημιτονοειδές κύμα, αλλά δεν μπορεί να δημιουργήσει ένα τετράγωνο κύμα. Ένα τετράγωνο κύμα μπορεί να δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας έναν πολυδονητή.

Ο πολυδονητής είναι μια μορφή γεννήτριας που έχει δύο στάδια, χάρη στα οποία μπορούμε να πάρουμε έξοδο από οποιαδήποτε κατάσταση. Αυτά είναι βασικά δύο κυκλώματα ενισχυτών διατεταγμένα με ανάδραση αναγέννησης. Σε αυτή την περίπτωση, κανένα από τα τρανζίστορ δεν άγει ταυτόχρονα. Μόνο ένα τρανζίστορ άγει κάθε φορά, ενώ το άλλο είναι σε κατάσταση απενεργοποίησης. Μερικά κυκλώματα έχουν συγκεκριμένες καταστάσεις. η κατάσταση με γρήγορη μετάβαση ονομάζεται διεργασίες μεταγωγής, όπου υπάρχει ταχεία αλλαγή στο ρεύμα και την τάση. Αυτός ο διακόπτης ονομάζεται σκανδάλη. Επομένως, μπορούμε να τρέξουμε το κύκλωμα μέσα ή έξω.

Τα σχήματα έχουν δύο καταστάσεις.

Ένα από αυτά είναι μια σταθερή κατάσταση, στην οποία το κύκλωμα παραμένει για πάντα χωρίς καμία εκκίνηση.
Η άλλη κατάσταση είναι ασταθής: σε αυτήν την κατάσταση, το κύκλωμα παραμένει για περιορισμένο χρονικό διάστημα χωρίς εξωτερική σκανδάλη και μεταβαίνει σε άλλη κατάσταση. Επομένως, η χρήση multivibartor πραγματοποιείται σε δύο καταστάσεις κυκλωμάτων, όπως χρονόμετρα και flip-flops.

Ασταθής πολυδονητής με χρήση τρανζίστορ

Είναι ένας ταλαντωτής ελεύθερης λειτουργίας που αλλάζει συνεχώς μεταξύ δύο ασταθών καταστάσεων. Ελλείψει εξωτερικού σήματος, τα τρανζίστορ αλλάζουν εναλλάξ από την κατάσταση απενεργοποίησης στην κατάσταση κορεσμού σε συχνότητα που καθορίζεται από τις σταθερές χρόνου RC των κυκλωμάτων ζεύξης. Εάν αυτές οι σταθερές χρόνου είναι ίσες (το R και το C είναι ίσα), τότε θα δημιουργηθεί ένα τετράγωνο κύμα με συχνότητα 1/1,4 RC. Επομένως, ένας ασταθής πολυδονητής ονομάζεται γεννήτρια παλμών ή γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων. Όσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του βασικού φορτίου των R2 και R3 σε σχέση με το φορτίο συλλέκτη των R1 και R4, τόσο μεγαλύτερο θα είναι το κέρδος ρεύματος και τόσο πιο οξύ θα είναι το άκρο του σήματος.

Η βασική αρχή λειτουργίας ενός ασταθούς πολυδονητή είναι μια μικρή αλλαγή στις ηλεκτρικές ιδιότητες ή χαρακτηριστικά ενός τρανζίστορ. Αυτή η διαφορά κάνει το ένα τρανζίστορ να ανάβει πιο γρήγορα από το άλλο την πρώτη φορά που εφαρμόζεται ρεύμα, προκαλώντας ταλάντωση.

Επεξήγηση σχήματος

Ο ασταθής πολυδονητής αποτελείται από δύο ενισχυτές RC με διασταυρούμενη σύζευξη.
Το κύκλωμα έχει δύο ασταθείς καταστάσεις
Όταν V1=LOW και V2=HIGH τότε Q1 ON και Q2 OFF
Όταν V1=HIGH και V2=LOW, το Q1 είναι OFF. και Q2 ON.
Σε αυτή την περίπτωση, τα R1 = R4, R2 = R3, R1 πρέπει να είναι μεγαλύτερα από R2
C1=C2
Όταν το κύκλωμα ενεργοποιείται για πρώτη φορά, κανένα από τα τρανζίστορ δεν είναι ενεργοποιημένο.
Η βασική τάση και των δύο τρανζίστορ αρχίζει να αυξάνεται. Οποιοδήποτε από τα τρανζίστορ ανάβει πρώτο λόγω της διαφοράς στο ντόπινγκ και των ηλεκτρικών χαρακτηριστικών του τρανζίστορ.

Ρύζι. 1: Σχηματικό διάγραμμα λειτουργίας πολυδονητή ασταθούς τρανζίστορ

Δεν μπορούμε να πούμε ποιο τρανζίστορ άγει πρώτο, οπότε υποθέτουμε ότι το Q1 αγώγει πρώτο και το Q2 είναι απενεργοποιημένο (το C2 είναι πλήρως φορτισμένο).

Το Q1 άγει και το Q2 είναι απενεργοποιημένο, επομένως VC1 = 0V, καθώς όλο το ρεύμα είναι προς τη γείωση λόγω βραχυκυκλώματος του Q1, και VC2 = Vcc, καθώς όλη η τάση στο VC2 πέφτει λόγω του ανοιχτού κυκλώματος TR2 (ίση με την τάση τροφοδοσίας).
Λόγω της υψηλής τάσης του VC2, ο πυκνωτής C2 αρχίζει να φορτίζει από το Q1 έως το R4 και το C1 αρχίζει να φορτίζει από το R2 έως το Q1. Ο χρόνος που απαιτείται για τη φόρτιση του C1 (T1 = R2C1) είναι μεγαλύτερος από τον χρόνο που απαιτείται για τη φόρτιση του C2 (T2 = R4C2).
Δεδομένου ότι η δεξιά πλάκα του C1 συνδέεται με τη βάση του Q2 και φορτίζεται, αυτή η πλάκα έχει υψηλό δυναμικό και όταν ξεπεράσει τα 0,65 V, ανάβει το Q2.
Εφόσον το C2 είναι πλήρως φορτισμένο, η αριστερή του πλάκα είναι στα -Vcc ή -5V και συνδέεται με τη βάση του Q1. Επομένως, απενεργοποιεί το Q2
TR Τώρα το TR1 είναι απενεργοποιημένο και το Q2 άγει, επομένως VC1 = 5 V και VC2 = 0 V. Η αριστερή πλάκα του C1 ήταν προηγουμένως στα -0,65 V, το οποίο αρχίζει να ανεβαίνει στα 5 V και συνδέεται με τον συλλέκτη του Q1. Το C1 πρώτα εκφορτίζεται από 0 σε 0,65 V και στη συνέχεια αρχίζει να φορτίζει από το R1 έως το Q2. Κατά τη φόρτιση, η δεξιά πλάκα του C1 έχει χαμηλό δυναμικό, το οποίο απενεργοποιεί το Q2.
Η δεξιά πλάκα του C2 συνδέεται με τον συλλέκτη του Q2 και είναι προ-τοποθετημένη στα +5V. Έτσι το C2 πρώτα εκφορτίζεται από 5V σε 0V και μετά αρχίζει να φορτίζει μέσω του R3. Η αριστερή πλάκα του C2 είναι σε υψηλό δυναμικό κατά τη φόρτιση, η οποία ενεργοποιεί το Q1 όταν φτάσει τα 0,65 V.

Ρύζι. 2: Σχηματικό διάγραμμα λειτουργίας πολυδονητή ασταθούς τρανζίστορ

Τώρα το Q1 διεξάγει και το Q2 είναι απενεργοποιημένο. Η παραπάνω ακολουθία επαναλαμβάνεται και παίρνουμε σήμα και στους δύο συλλέκτες του τρανζίστορ που είναι εκτός φάσης μεταξύ τους. Για να αποκτήσουμε ένα τέλειο τετραγωνικό κύμα με οποιονδήποτε συλλέκτη τρανζίστορ, λαμβάνουμε ως αντίσταση συλλέκτη του τρανζίστορ, την αντίσταση βάσης, δηλαδή (R1 = R4), (R2 = R3), καθώς και την ίδια τιμή του πυκνωτή, που μας κάνει κύκλωμα συμμετρικό. Επομένως, ο κύκλος λειτουργίας για τη χαμηλή και την υψηλή τιμή του σήματος εξόδου είναι ο ίδιος που δημιουργεί ένα τετραγωνικό κύμα
Σταθερά Η σταθερά χρόνου της κυματομορφής εξαρτάται από την αντίσταση βάσης και τον συλλέκτη του τρανζίστορ. Μπορούμε να υπολογίσουμε τη χρονική του περίοδο με: Χρονική σταθερά = 0,693RC

Η αρχή λειτουργίας του πολυδονητή στο βίντεο με μια εξήγηση

Σε αυτό το εκπαιδευτικό βίντεο του τηλεοπτικού καναλιού Soldering Iron, θα δείξουμε πώς συνδέονται τα στοιχεία ενός ηλεκτρικού κυκλώματος και θα εξοικειωθούμε με τις διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε αυτό. Το πρώτο κύκλωμα, βάσει του οποίου θα εξεταστεί η αρχή λειτουργίας, είναι ένα κύκλωμα πολυδονητή τρανζίστορ. Το κύκλωμα μπορεί να βρίσκεται σε μία από τις δύο καταστάσεις και να αλλάζει περιοδικά από τη μία στην άλλη.

Ανάλυση 2 καταστάσεων του πολυδονητή.

Το μόνο που βλέπουμε αυτή τη στιγμή είναι δύο LED που αναβοσβήνουν εναλλάξ. Γιατί συμβαίνει αυτό? Σκεφτείτε πρώτα πρώτη κατάσταση.

Το πρώτο τρανζίστορ VT1 είναι κλειστό και το δεύτερο τρανζίστορ είναι πλήρως ανοιχτό και δεν εμποδίζει τη ροή του ρεύματος συλλέκτη. Το τρανζίστορ αυτή τη στιγμή βρίσκεται σε λειτουργία κορεσμού, γεγονός που μειώνει την πτώση τάσης σε αυτό. Και έτσι το σωστό LED ανάβει σε πλήρη ισχύ. Ο πυκνωτής C1 εκφορτίστηκε την πρώτη στιγμή και το ρεύμα πέρασε ελεύθερα στη βάση του τρανζίστορ VT2, ανοίγοντάς το εντελώς. Αλλά μετά από μια στιγμή, ο πυκνωτής αρχίζει να φορτίζει γρήγορα το ρεύμα βάσης του δεύτερου τρανζίστορ μέσω της αντίστασης R1. Αφού φορτιστεί πλήρως (και όπως γνωρίζετε, ένας πλήρως φορτισμένος πυκνωτής δεν περνά ρεύμα), τότε το τρανζίστορ VT2 κλείνει ως αποτέλεσμα και το LED σβήνει.

Η τάση στον πυκνωτή C1 είναι ίση με το γινόμενο του ρεύματος βάσης και της αντίστασης της αντίστασης R2. Ας γυρίσουμε τον χρόνο πίσω. Ενώ το τρανζίστορ VT2 ήταν ανοιχτό και το δεξί LED ήταν αναμμένο, ο πυκνωτής C2, που είχε φορτιστεί προηγουμένως στην προηγούμενη κατάσταση, αρχίζει να εκφορτίζεται αργά μέσω του ανοιχτού τρανζίστορ VT2 και της αντίστασης R3. Μέχρι να αποφορτιστεί, η τάση στη βάση του VT1 θα είναι αρνητική, γεγονός που μπλοκάρει εντελώς το τρανζίστορ. Το πρώτο LED είναι σβηστό. Αποδεικνύεται ότι μέχρι να σβήσει το δεύτερο LED, ο πυκνωτής C2 έχει χρόνο να εκφορτιστεί και είναι έτοιμος να περάσει ρεύμα στη βάση του πρώτου τρανζίστορ VT1. Μέχρι να σταματήσει να ανάβει το δεύτερο LED, ανάβει το πρώτο LED.

ΕΝΑ στη δεύτερη κατάστασητο ίδιο συμβαίνει, αλλά αντίθετα, το τρανζίστορ VT1 είναι ανοιχτό, το VT2 είναι κλειστό. Η μετάβαση σε άλλη κατάσταση συμβαίνει όταν ο πυκνωτής C2 αποφορτιστεί, η τάση σε αυτόν μειώνεται. Μόλις αποφορτιστεί πλήρως, αρχίζει να φορτίζει προς την αντίθετη κατεύθυνση. Όταν η τάση στη διασταύρωση βάσης-εκπομπού του τρανζίστορ VT1 φτάσει σε μια τάση επαρκή για να το ανοίξει, περίπου 0,7 V, αυτό το τρανζίστορ θα αρχίσει να ανοίγει και το πρώτο LED θα ανάψει.

Ας δούμε ξανά το διάγραμμα.

Οι πυκνωτές φορτίζονται μέσω των αντιστάσεων R1 και R4 και αποφορτίζονται μέσω των R3 και R2. Οι αντιστάσεις R1 και R4 περιορίζουν το ρεύμα του πρώτου και του δεύτερου LED. Όχι μόνο η φωτεινότητα των LED εξαρτάται από την αντίστασή τους. Καθορίζουν επίσης το χρόνο φόρτισης των πυκνωτών. Η αντίσταση R1 και R4 επιλέγεται πολύ μικρότερη από τα R2 και R3, έτσι ώστε οι πυκνωτές να φορτίζονται πιο γρήγορα από ό,τι εκφορτίζονται. Ο πολυδονητής χρησιμοποιείται για τη λήψη ορθογώνιων παλμών, οι οποίοι λαμβάνονται από τον συλλέκτη του τρανζίστορ. Σε αυτή την περίπτωση, το φορτίο συνδέεται παράλληλα με μία από τις αντιστάσεις συλλέκτη R1 ή R4.

Το γράφημα δείχνει τους ορθογώνιους παλμούς που δημιουργούνται από αυτό το κύκλωμα. Μία από τις περιοχές ονομάζεται μέτωπο παλμού. Το μπροστινό μέρος έχει κλίση και όσο μεγαλύτερος είναι ο χρόνος φόρτισης των πυκνωτών, τόσο μεγαλύτερη θα είναι αυτή η κλίση.

Εάν στον πολυδονητή χρησιμοποιούνται τα ίδια τρανζίστορ, πυκνωτές ίδιας χωρητικότητας και εάν οι αντιστάσεις έχουν συμμετρικές αντιστάσεις, τότε ένας τέτοιος πολυδονητής ονομάζεται συμμετρικός. Έχει την ίδια διάρκεια παλμού και διάρκεια παύσης. Και αν υπάρχουν διαφορές στις παραμέτρους, τότε ο πολυδονητής θα είναι ασύμμετρος. Όταν συνδέουμε τον πολυδονητή στην πηγή ισχύος, τότε την πρώτη στιγμή αποφορτίζονται και οι δύο πυκνωτές, πράγμα που σημαίνει ότι θα ρέει ρεύμα στη βάση και των δύο πυκνωτών και θα εμφανιστεί ένας ασταθής τρόπος λειτουργίας, στον οποίο μόνο ένα από τα τρανζίστορ θα πρέπει να Άνοιξε. Δεδομένου ότι αυτά τα στοιχεία του κυκλώματος έχουν κάποια σφάλματα σε χαρακτηρισμούς και παραμέτρους, ένα από τα τρανζίστορ θα ανοίξει πρώτα και ο πολυδονητής θα ξεκινήσει.

Εάν θέλετε να προσομοιώσετε αυτό το κύκλωμα στο πρόγραμμα Multisim, τότε πρέπει να ορίσετε τις τιμές των αντιστάσεων R2 και R3 έτσι ώστε οι αντιστάσεις τους να διαφέρουν τουλάχιστον κατά το ένα δέκατο του ωμ. Κάντε το ίδιο με την χωρητικότητα των πυκνωτών, διαφορετικά ο πολυδονητής μπορεί να μην ξεκινήσει. Στην πρακτική εφαρμογή αυτού του κυκλώματος, προτείνω την παροχή τάσης από 3 έως 10 βολτ και τώρα θα μάθετε τις παραμέτρους των ίδιων των στοιχείων. Με την προϋπόθεση ότι χρησιμοποιείται το τρανζίστορ KT315. Οι αντιστάσεις R1 και R4 δεν επηρεάζουν τη συχνότητα παλμού. Στην περίπτωσή μας, περιορίζουν το ρεύμα του LED. Η αντίσταση των αντιστάσεων R1 και R4 μπορεί να ληφθεί από 300 ohms έως 1 kOhm. Η αντίσταση των αντιστάσεων R2 και R3 είναι από 15 kOhm έως 200 kOhm. Η χωρητικότητα των πυκνωτών είναι από 10 έως 100 microfarads. Φανταστείτε έναν πίνακα με τις τιμές της αντίστασης και της χωρητικότητας, που δείχνει την κατά προσέγγιση αναμενόμενη συχνότητα των παλμών. Δηλαδή, για να πάρετε έναν παλμό με διάρκεια 7 δευτερολέπτων, δηλαδή τη διάρκεια της λάμψης ενός LED, ίση με 7 δευτερόλεπτα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε αντιστάσεις R2 και R3 με αντίσταση 100 kOhm και πυκνωτή με χωρητικότητα 100 microfarads.

Συμπέρασμα.

Τα στοιχεία χρονισμού αυτού του κυκλώματος είναι οι αντιστάσεις R2, R3 και οι πυκνωτές C1 και C2. Όσο χαμηλότερη είναι η βαθμολογία τους, τόσο πιο συχνά θα αλλάζουν τα τρανζίστορ και τόσο πιο συχνά θα αναβοσβήνουν τα LED.

Ο πολυδονητής μπορεί να εφαρμοστεί όχι μόνο σε τρανζίστορ, αλλά και με βάση μικροκυκλώματα. Αφήστε τα σχόλιά σας, μην ξεχάσετε να εγγραφείτε στο κανάλι Soldering TV στο YouTube για να μην χάσετε νέα ενδιαφέροντα βίντεο.

Πιο ενδιαφέρον για τον πομπό ραδιοφώνου.