Сделай сам нестабильный мультивибратор и объясни, как он работает: 4 шага

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:51

Нестабильный мультивибратор - это схема, которая не имеет стабильных состояний, и ее выходной сигнал непрерывно колеблется между двумя нестабильными состояниями, высоким и низким уровнем, без какого-либо внешнего запуска.

Необходимые материалы:

2 резистора по 68 кОм

2 электролитических конденсатора по 100 мкФ

2 красных светодиода

2 x NPN транзистора

Шаг 1: Шаг первый: припаяйте резисторы, светодиоды и транзисторы NPN к печатной плате

Обратите внимание, что длинная ножка светодиода должна быть вставлена в отверстие с символом «+» на печатной плате. Плоская сторона транзистора должна быть на одной стороне диаметра полукруга на печатной плате.

Шаг 2: Шаг второй: припаяйте электролитические конденсаторы к печатной плате

Электролитические конденсаторы имеют полярность: длинная ветвь является анодом, а короткая - катодом. Эта схема нестабильного мультивибратора довольно проста, поэтому это лучший набор для самостоятельной работы, который поможет вам изучить зарядку и разрядку конденсаторов. К этому шагу работа «сделай сам» закончена. Самая важная часть этого руководства - анализ.

Шаг 3. Объясните, как работает нестабильный мультивибратор

Рекомендуемое напряжение питания этой схемы находится в диапазоне от 2 В до 15 В, у меня - 2,7 В. Вы можете выбрать напряжение питания от 2 В до 15 В по своему усмотрению. При подключении источника питания к этой схеме в действительности оба конденсатора C1 и C2 начинают заряжаться, и трудно сказать, какой конденсатор получит около +0,7 В на катодной стороне, что в первую очередь включит базу NPN-транзистора даже они отмечены одинаковым значением емкости. Поскольку все компоненты имеют допуск, они не являются идеальными на 100%. Обычно, когда напряжение на базе транзистора достигает 0,7 В, транзистор будет проводиться и станет активным.

(1) Допустим, Q1 имеет высокую проводимость, а Q2 выключен, LED1 горит, а LED2 выключен. Коллектор Q1 будет иметь низкий выход, как и левая сторона C1. В этом проекте низкая мощность не означает 0 В, это около 2,1 В, это определяется напряжением питания, которое вы приложили к цепи. И теперь C1 начинает заряжаться через R1, и его правая сторона становится все более положительной, пока не достигнет напряжения около +0,7 В. Из принципиальной схемы видно, что правая сторона C1 также подключена к базе транзистора Q2. (2) В это время Q2 сильно проводит. Быстро увеличивающийся ток коллектора через Q2 теперь вызывает падение напряжения на LED2, и напряжение коллектора Q2 падает, в результате чего правая сторона C2 быстро падает в потенциале. Особенностью конденсатора является то, что когда напряжение на одной стороне быстро изменяется, другая сторона также претерпевает аналогичное непрерывное изменение, поэтому, когда правая сторона C2 быстро падает с напряжения питания до низкого выходного напряжения (2,1 В), левая сторона напряжение должно упасть на аналогичную величину. При проводящем Q1 его база была бы около 0,7 В, поэтому, когда Q2 проводит, база Q1 упадет до 0,7- (2,7-2,1) = 0,1 В. Тогда LED1 выключен, а LED2 горит. Однако LED2 длится недолго. Теперь C2 начинает заряжаться через R2, и как только напряжение на левой стороне (база Q1) достигает около +0,7 В, происходит еще одно быстрое изменение состояния, Q1 активен, светодиод LED1 горит, так что Q1 проводит, база Q2 падает до 0,1 В, Q2 становится неактивным, светодиод 2 не горит. Включение и выключение Q1 и Q2 время от времени повторяются, рабочий цикл T определяется постоянной времени RC, T = 0,7 (R1. C1 + R2. C2).

Шаг 4: Показать кривые

Вертикальное смещение моего осциллографа составляет 0 В, и я отметил текст объяснения на каждом изображении сигнала. Эта часть является дополнением к третьему шагу. Чтобы получить материалы для обучения, перейдите на сайт Mondaykids.com.