Το κύκλωμα πολυδονητή που φαίνεται στο σχήμα 1 είναι μια διαδοχική σύνδεση ενισχυτών τρανζίστορ όπου η έξοδος του πρώτου σταδίου συνδέεται με την είσοδο του δεύτερου μέσω ενός κυκλώματος που περιέχει έναν πυκνωτή και η έξοδος του δεύτερου σταδίου συνδέεται με την είσοδο του πρώτου μέσω ενός κυκλώματος που περιέχει έναν πυκνωτή. Οι ενισχυτές πολλαπλών δονήσεων είναι διακόπτες τρανζίστορ που μπορούν να βρίσκονται σε δύο καταστάσεις. Το κύκλωμα πολυδονητή στο Σχήμα 1 διαφέρει από το κύκλωμα σκανδάλης που συζητείται στο άρθρο "". Επειδή έχει αντιδραστικά στοιχεία στα κυκλώματα ανάδρασης, το κύκλωμα μπορεί επομένως να δημιουργήσει μη ημιτονοειδή ταλαντώσεις. Μπορείτε να βρείτε την αντίσταση των αντιστάσεων R1 και R4 από τις σχέσεις 1 και 2:
Όπου I KBO = 0,5 μA είναι το μέγιστο αντίστροφο ρεύμα συλλέκτη του τρανζίστορ KT315a,
Ikmax=0,1A είναι το μέγιστο ρεύμα συλλέκτη του τρανζίστορ KT315a, Up=3V είναι η τάση τροφοδοσίας. Ας επιλέξουμε R1=R4=100Ohm. Οι πυκνωτές C1 και C2 επιλέγονται ανάλογα με την απαιτούμενη συχνότητα ταλάντωσης του πολυδονητή.
Εικόνα 1 - Πολυδονητής βασισμένος σε τρανζίστορ KT315A
Μπορείτε να εκτονώσετε την τάση μεταξύ των σημείων 2 και 3 ή μεταξύ των σημείων 2 και 1. Τα παρακάτω γραφήματα δείχνουν πώς περίπου θα αλλάξει η τάση μεταξύ των σημείων 2 και 3 και μεταξύ των σημείων 2 και 1.
T - περίοδος ταλάντωσης, t1 - σταθερά χρόνου του αριστερού βραχίονα του πολυδονητή, t2 - σταθερά χρόνου του δεξιού βραχίονα του πολυδονητή μπορεί να υπολογιστεί χρησιμοποιώντας τους τύπους:
Μπορείτε να ρυθμίσετε τη συχνότητα και τον κύκλο λειτουργίας των παλμών που παράγονται από τον πολυδονητή αλλάζοντας την αντίσταση των αντιστάσεων περικοπής R2 και R3. Μπορείτε επίσης να αντικαταστήσετε τους πυκνωτές C1 και C2 με πυκνωτές μεταβλητού (ή trimmer) και, αλλάζοντας την χωρητικότητά τους, να ρυθμίσετε τη συχνότητα και τον κύκλο λειτουργίας των παλμών που παράγονται από τον πολυδονητή, αυτή η μέθοδος είναι ακόμη πιο προτιμότερη, οπότε εάν υπάρχουν trimmer (ή καλύτερα μεταβλητοί) πυκνωτές, τότε είναι καλύτερο να τους χρησιμοποιήσετε και στη θέση τους ρυθμίστε τις μεταβλητές αντιστάσεις R2 και R3 σε σταθερές. Η παρακάτω φωτογραφία δείχνει τον συναρμολογημένο πολυδονητή:
Για να βεβαιωθείτε ότι λειτουργεί ο συναρμολογημένος πολυδονητής, συνδέθηκε σε αυτόν ένα πιεζοδυναμικό ηχείο (μεταξύ των σημείων 2 και 3). Μετά την εφαρμογή ρεύματος στο κύκλωμα, το πιεζοηλεκτρικό ηχείο άρχισε να κροταλίζει. Οι αλλαγές στην αντίσταση των αντιστάσεων συντονισμού οδήγησαν είτε σε αύξηση της συχνότητας του ήχου που εκπέμπεται από την πιεζοδυναμική, είτε στη μείωση της, είτε στο γεγονός ότι ο πολυδονητής σταμάτησε να παράγει.
Ένα πρόγραμμα για τον υπολογισμό της συχνότητας, της περιόδου και των σταθερών χρόνου, του κύκλου λειτουργίας των παλμών που λαμβάνονται από έναν πολυδονητή:
Εάν το πρόγραμμα δεν λειτουργεί, αντιγράψτε τον κώδικα html στο σημειωματάριο και αποθηκεύστε τον σε μορφή html.
Εάν χρησιμοποιείτε το πρόγραμμα περιήγησης Internet Explorer και αποκλείει το πρόγραμμα, πρέπει να επιτρέψετε το αποκλεισμένο περιεχόμενο.
js απενεργοποιημένο
Άλλοι πολυδονητές:
Σε αυτό το άρθρο παρουσιάζουμε πολλές συσκευές που βασίζονται σε ένα κύκλωμα - έναν ασύμμετρο πολυδονητή που χρησιμοποιεί τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας.
Χρησιμοποιώντας αυτό το κύκλωμα ως συσκευή χωρίς επαφή, μπορείτε να συναρμολογήσετε μια συσκευή με ένα φως που αναβοσβήνει από έναν ηλεκτρικό λαμπτήρα (βλ. Εικ. 1) και να το χρησιμοποιήσετε για διάφορους σκοπούς, για παράδειγμα, να το εγκαταστήσετε σε ένα ποδήλατο για να τροφοδοτήσετε ένα φλας. ή σε ένα μοντέλο ενός φάρου, ένα φως σηματοδότησης ή σε μοντέλα αυτοκινήτου ή πλοίου ως φως που αναβοσβήνει.
Το φορτίο ενός ασύμμετρου πολυδονητή που συναρμολογείται στα τρανζίστορ T1, T2 είναι ο λαμπτήρας L1. Ο ρυθμός επανάληψης παλμού καθορίζεται από την τιμή χωρητικότητας του πυκνωτή C1 και των αντιστάσεων R1, R2. Η αντίσταση R1 περιορίζει τη μέγιστη συχνότητα φλας και η αντίσταση R2 μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ομαλή αλλαγή της συχνότητάς τους. Πρέπει να ξεκινήσετε να εργάζεστε από τη μέγιστη συχνότητα, η οποία αντιστοιχεί στην επάνω θέση του ρυθμιστικού της αντίστασης R2 στο διάγραμμα.
Λάβετε υπόψη ότι η συσκευή τροφοδοτείται από μια μπαταρία 3336L, η οποία παράγει 3,5 V υπό φορτίο και η λάμπα L1 χρησιμοποιείται με τάση μόνο 2,5 V. Θα καεί; Όχι! 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 όπως το MP35-MP38 είναι κατάλληλα για το τρανζίστορ T1 και τα τρανζίστορ όπως το MP39-MP42. κατάλληλο για Τ2.
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 τη διατήρηση χρόνου κατά τη διάρκεια φυσικών πειραμάτων και στη φωτογραφική εκτύπωση.
Εάν αλλάξετε ελαφρώς το κύκλωμα - μειώστε την χωρητικότητα του πυκνωτή C1 και εισάγετε την αντίσταση R3, τότε η διάρκεια παλμού της γεννήτριας θα αυξηθεί. Ο ήχος θα αυξηθεί (Εικ. 2).
Αυτή η συσκευή μπορεί να χρησιμεύσει 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 εγκαταστήσετε 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-Ωμ, 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 Ohm.
Ένας ασύμμετρος πολυδονητής που χρησιμοποιεί τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας έχει μια ενδιαφέρουσα ιδιότητα: κατά τη λειτουργία, και τα δύο τρανζίστορ είναι είτε ανοιχτά είτε κλειδωμένα ταυτόχρονα. Το ρεύμα που καταναλώνεται από τα κλειστά τρανζίστορ είναι πολύ μικρό. Αυτό σας επιτρέπει να δημιουργήσετε οικονομικά αποδοτικούς δείκτες αλλαγής μη ηλεκτρικά μεγέθη, όπως δείκτες υγρασίας. Σχηματικό διάγραμμαένας τέτοιος δείκτης φαίνεται στο σχήμα 3.
Όπως φαίνεται από το διάγραμμα, η γεννήτρια είναι συνεχώς συνδεδεμένη με την πηγή ισχύος, αλλά δεν λειτουργεί επειδή και τα δύο τρανζίστορ είναι κλειδωμένα. Μειώνει την κατανάλωση ρεύματος και την αντίσταση R4. Ένας αισθητήρας υγρασίας συνδέεται με υποδοχές G1, G2 - δύο λεπτά επικασσιτερωμένα σύρματα μήκους 1,5 cm Είναι ραμμένα στο ύφασμα σε απόσταση 3-5 mm το ένα από το άλλο. Όταν είναι υγρό πέφτει. Τα τρανζίστορ ανοίγουν, η γεννήτρια αρχίζει να λειτουργεί Για να μειώσετε τον όγκο, πρέπει να μειώσετε την τάση τροφοδοσίας ή την τιμή της αντίστασης R3. Αυτός ο δείκτης υγρασίας μπορεί να χρησιμοποιηθεί κατά τη φροντίδα των νεογέννητων μωρών.
Εάν επεκτείνετε λίγο το κύκλωμα, η ένδειξη υγρασίας θα εκπέμψει φως ταυτόχρονα με το ηχητικό σήμα - ο λαμπτήρας L1 θα αρχίσει να ανάβει. Στην περίπτωση αυτή, όπως φαίνεται από το διάγραμμα (Εικ. 4), δύο ασύμμετροι πολυδονητές σε τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας είναι εγκατεστημένοι στη γεννήτρια. 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 να δώσετε ηχητικό σήμα, τότε ο δεύτερος πολυδονητής μπορεί να απενεργοποιηθεί.
Τα τρανζίστορ, η λάμπα και το μεγάφωνο που χρησιμοποιούνται σε αυτόν τον δείκτη υγρασίας είναι τα ίδια όπως σε προηγούμενες συσκευές.
Μπορούν να κατασκευαστούν ενδιαφέρουσες συσκευές χρησιμοποιώντας την εξάρτηση της συχνότητας ενός ασύμμετρου πολυδονητή από τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας στο ρεύμα βάσης του τρανζίστορ Τ1. Για παράδειγμα, μια γεννήτρια που προσομοιώνει τον ήχο μιας σειρήνας. Μια τέτοια συσκευή μπορεί να εγκατασταθεί σε μοντέλο ασθενοφόρου, πυροσβεστικού οχήματος ή λέμβου διάσωσης.
Το σχηματικό διάγραμμα της συσκευής φαίνεται στο σχήμα 5.
Στην αρχική θέση, το κουμπί Kn1 είναι ανοιχτό. Τα τρανζίστορ είναι κλειδωμένα. Η γεννήτρια δεν λειτουργεί. Όταν το κουμπί είναι κλειστό, ο πυκνωτής C2 φορτίζεται μέσω της αντίστασης R4. Τα τρανζίστορ ανοίγουν και ο πολυδονητής αρχίζει να λειτουργεί. Καθώς ο πυκνωτής C2 φορτίζεται, το ρεύμα βάσης του τρανζίστορ Τ1 αυξάνεται και η συχνότητα του πολυδονητή αυξάνεται. Όταν ανοίξει το κουμπί, όλα επαναλαμβάνονται με την αντίστροφη σειρά. Ο ήχος της σειρήνας προσομοιώνεται κλείνοντας και ανοίγοντας περιοδικά το κουμπί. 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 επιλέγοντας την αντίσταση R5. Τα τρανζίστορ και το μεγάφωνο επιλέγονται όπως και στις προηγούμενες συσκευές.
Λαμβάνοντας υπόψη ότι αυτός ο πολυδονητής χρησιμοποιεί τρανζίστορ διαφορετικής αγωγιμότητας, μπορείτε να τον χρησιμοποιήσετε ως συσκευή για τη δοκιμή τρανζίστορ με αντικατάσταση. Το σχηματικό διάγραμμα μιας τέτοιας συσκευής φαίνεται στο Σχήμα 6. Το κύκλωμα μιας γεννήτριας ήχου λαμβάνεται ως βάση, αλλά μια γεννήτρια παλμών φωτός μπορεί να χρησιμοποιηθεί με την ίδια επιτυχία.
Αρχικά, κλείνοντας το κουμπί Kn1, ελέγξτε τη λειτουργία 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 μεταγωγής. Το σχήμα δείχνει τους διακόπτες στη θέση "Control". Η συσκευή τροφοδοτείται από μπαταρία 3336L.
Ο πολυδονητής (από τα λατινικά I ταλαντεύομαι πολύ) είναι μια μη γραμμική συσκευή που μετατρέπει σταθερή τάσηπαροχή ρεύματος σε ενεργειακούς παλμούς σχεδόν ορθογώνιου σχήματος. Ο πολυδονητής βασίζεται σε έναν ενισχυτή με θετική ανάδραση.
Υπάρχουν πολυδονητές αυτοταλάντωσης και αναμονής. Ας εξετάσουμε τον πρώτο τύπο.
Στο Σχ. Το σχήμα 1 δείχνει ένα γενικευμένο κύκλωμα ενός ενισχυτή με ανάδραση.
Το κύκλωμα περιέχει έναν ενισχυτή με μιγαδικό συντελεστή κέρδους k=Ke-ik, ένα κύκλωμα OOS με συντελεστή μετάδοσης m και ένα κύκλωμα PIC με μιγαδικό συντελεστή μετάδοσης B=e-i. Από τη θεωρία των γεννητριών είναι γνωστό ότι για να συμβαίνουν ταλαντώσεις σε οποιαδήποτε συχνότητα, είναι απαραίτητο να ικανοποιείται η συνθήκη Bk>1 σε αυτήν. Ένα παλμικό περιοδικό σήμα περιέχει ένα σύνολο συχνοτήτων που σχηματίζουν ένα φάσμα γραμμής (βλ. διάλεξη 1). Οτι. Για τη δημιουργία παλμών, είναι απαραίτητο να εκπληρωθεί η συνθήκη Bk>1 όχι σε μία συχνότητα, αλλά σε μια ευρεία ζώνη συχνοτήτων. Επιπλέον, όσο μικρότερος είναι ο παλμός και με μικρότερες ακμές απαιτείται να ληφθεί το σήμα, για μια ευρύτερη ζώνη συχνοτήτων είναι απαραίτητο να πληρούται η συνθήκη Bk>1. Η παραπάνω συνθήκη χωρίζεται σε δύο:
συνθήκη ισορροπίας πλάτους - ο συντελεστής του συνολικού συντελεστή μετάδοσης της γεννήτριας πρέπει να υπερβαίνει το 1 σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων - K>1.
κατάσταση ισορροπίας φάσης - η συνολική μετατόπιση φάσης των ταλαντώσεων σε ένα κλειστό κύκλωμα της γεννήτριας στην ίδια περιοχή συχνοτήτων πρέπει να είναι πολλαπλάσιο του 2 - k + = 2n.
Ποιοτικά, η διαδικασία της ξαφνικής αύξησης της τάσης συμβαίνει ως εξής. Ας υποθέσουμε ότι κάποια στιγμή, ως αποτέλεσμα διακυμάνσεων, η τάση στην είσοδο της γεννήτριας αυξάνεται κατά μια μικρή τιμή u. Ως αποτέλεσμα της εκπλήρωσης και των δύο συνθηκών παραγωγής, θα εμφανιστεί μια αύξηση της τάσης στην έξοδο της συσκευής: uout = Vkuin >uin, η οποία μεταδίδεται στην είσοδο σε φάση με την αρχική uin. Κατά συνέπεια, αυτή η αύξηση θα οδηγήσει σε περαιτέρω αύξηση της τάσης εξόδου. Μια διαδικασία ανάπτυξης τάσης που μοιάζει με χιονοστιβάδα συμβαίνει σε ένα ευρύ φάσμα συχνοτήτων.
Κατασκευαστική εργασία πρακτικό σχήμαΗ γεννήτρια παλμών περιορίζεται στην τροφοδοσία τμήματος του σήματος εξόδου με διαφορά φάσης =2 στην είσοδο ενός ενισχυτή ευρείας ζώνης. Δεδομένου ότι ένας ενισχυτής αντίστασης μετατοπίζει τη φάση της τάσης εισόδου κατά 1800, η χρήση δύο ενισχυτών που συνδέονται σε σειρά μπορεί να ικανοποιήσει την κατάσταση ισορροπίας φάσης. Η συνθήκη ισορροπίας πλάτους θα μοιάζει με αυτό σε αυτήν την περίπτωση:
Ένα από τα πιθανά σχήματα που εφαρμόζει αυτή τη μέθοδο φαίνεται στο Σχ. 2. Αυτό είναι ένα κύκλωμα ενός αυτοταλαντούμενου πολυδονητή με συνδέσεις συλλέκτη-βάσης. Το κύκλωμα χρησιμοποιεί δύο στάδια ενίσχυσης. Η έξοδος ενός ενισχυτή συνδέεται με την είσοδο του δεύτερου με τον πυκνωτή C1 και η έξοδος του τελευταίου συνδέεται με την είσοδο του πρώτου με τον πυκνωτή C2.
Θα εξετάσουμε ποιοτικά τη λειτουργία του πολυδονητή χρησιμοποιώντας διαγράμματα χρόνου τάσης (διαγράμματα) που φαίνονται στο Σχ. 3.
Αφήστε τον πολυδονητή να αλλάξει τη χρονική στιγμή t=t1. Το τρανζίστορ VT1 είναι σε λειτουργία κορεσμού και το VT2 σε λειτουργία αποκοπής. Από αυτή τη στιγμή ξεκινούν οι διαδικασίες επαναφόρτισης των πυκνωτών C1 και C2. Μέχρι τη στιγμή t1, ο πυκνωτής C2 αποφορτίστηκε πλήρως και το C1 φορτίστηκε στην τάση τροφοδοσίας Ep (η πολικότητα των φορτισμένων πυκνωτών φαίνεται στο Σχ. 2). Μετά το ξεκλείδωμα του VT1, αρχίζει η φόρτιση από την πηγή Ep μέσω της αντίστασης Rk2 και της βάσης του ξεκλειδωμένου τρανζίστορ VT1. Ο πυκνωτής φορτίζεται σχεδόν στην τάση τροφοδοσίας Ep με σταθερά φόρτισης
zar2 = С2Rк2
Εφόσον το C2 συνδέεται παράλληλα με το VT2 μέσω ανοιχτού VT1, ο ρυθμός φόρτισής του καθορίζει τον ρυθμό μεταβολής της τάσης εξόδου Uout2.. Υποθέτοντας ότι η διαδικασία φόρτισης έχει ολοκληρωθεί όταν Uout2 = 0,9 Up, είναι εύκολο να ληφθεί η διάρκεια
t2-t1= С2Rк2ln102,3С2Rк2
Ταυτόχρονα με τη φόρτιση C2 (ξεκινώντας από τη στιγμή t1), ο πυκνωτής C1 επαναφορτίζεται. Η αρνητική τάση που εφαρμόζεται στη βάση του VT2 διατηρεί την κατάσταση εκτός λειτουργίας αυτού του τρανζίστορ. Ο πυκνωτής C1 επαναφορτίζεται μέσω του κυκλώματος: Ep, αντίσταση Rb2, C1, Ε-Κ ανοιχτότρανζίστορ VT1. περίπτωση με σταθερά χρόνου
razr1 = C1Rb2
Αφού Rb >>Rk, τότε χρεώστε<<разр. Следовательно, С2 успевает зарядиться до Еп пока VT2 еще закрыт. Процесс перезарядки С1 заканчивается в момент времени t5, когда UC1=0 и начинает открываться VT2 (для простоты считаем, что VT2 открывается при Uбє=0). Можно показать, что длительность перезаряда С1 равна:
t3-t1 = 0,7C1Rb2
Τη στιγμή t3, εμφανίζεται το ρεύμα συλλέκτη VT2, η τάση Uke2 πέφτει, γεγονός που οδηγεί στο κλείσιμο του VT1 και, κατά συνέπεια, σε αύξηση του Uke1. Αυτή η αυξητική τάση μεταδίδεται μέσω του C1 στη βάση του VT2, πράγμα που συνεπάγεται ένα πρόσθετο άνοιγμα του VT2. Τα τρανζίστορ μεταβαίνουν σε ενεργή λειτουργία, εμφανίζεται μια διαδικασία που μοιάζει με χιονοστιβάδα, ως αποτέλεσμα της οποίας ο πολυδονητής μεταβαίνει σε μια άλλη οιονεί ακίνητη κατάσταση: το VT1 είναι κλειστό, το VT2 είναι ανοιχτό. Η διάρκεια της ανατροπής του πολυδονητή είναι πολύ μικρότερη από όλες τις άλλες μεταβατικές διαδικασίες και μπορεί να θεωρηθεί ίση με μηδέν.
Από τη στιγμή t3, οι διεργασίες στον πολυδονητή θα προχωρήσουν παρόμοια με αυτές που περιγράφονται, απλά πρέπει να αλλάξετε τους δείκτες των στοιχείων του κυκλώματος.
Έτσι, η διάρκεια του μετώπου παλμού καθορίζεται από τις διαδικασίες φόρτισης του πυκνωτή σύζευξης και είναι αριθμητικά ίση με:
Η διάρκεια του πολυδονητή που βρίσκεται σε σχεδόν σταθερή κατάσταση (διάρκεια παλμού και παύσης) καθορίζεται από τη διαδικασία εκφόρτισης του πυκνωτή σύζευξης μέσω της αντίστασης βάσης και είναι αριθμητικά ίση με:
Με ένα συμμετρικό κύκλωμα πολυδονητή (Rk1 = Rk2 = Rk, Rb1 = Rb2 = Rb, C1 = C2 = C), η διάρκεια του παλμού είναι ίση με τη διάρκεια της παύσης και η περίοδος επανάληψης του παλμού είναι ίση με:
T = u + n =1,4CRb
Κατά τη σύγκριση των διάρκειων παλμού και μπροστινού, είναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ότι Rb/Rk = h21e/s (το h21e για τα σύγχρονα τρανζίστορ είναι 100 και το s2). Κατά συνέπεια, ο χρόνος ανόδου είναι πάντα μικρότερος από τη διάρκεια του παλμού.
Η συχνότητα τάσης εξόδου ενός συμμετρικού πολυδονητή δεν εξαρτάται από την τάση τροφοδοσίας και καθορίζεται μόνο από τις παραμέτρους του κυκλώματος:
Για να αλλάξετε τη διάρκεια των παλμών και την περίοδο επανάληψης τους, είναι απαραίτητο να μεταβάλλετε τις τιμές των Rb και C. Αλλά οι δυνατότητες εδώ είναι περιορισμένες: τα όρια αλλαγής στο Rb περιορίζονται στη μεγαλύτερη πλευρά από την ανάγκη διατήρησης ένα ανοιχτό τρανζίστορ, στη μικρότερη πλευρά από ρηχό κορεσμό. Είναι δύσκολο να αλλάξει ομαλά την τιμή του C ακόμη και μέσα σε μικρά όρια.
Για να βρούμε μια διέξοδο από τη δυσκολία, ας στραφούμε στη χρονική περίοδο t3-t1 στο Σχ. 2. Από το σχήμα φαίνεται ότι το καθορισμένο χρονικό διάστημα και, κατά συνέπεια, η διάρκεια του παλμού μπορεί να ρυθμιστεί αλλάζοντας την κλίση της άμεσης εκφόρτισης του πυκνωτή. Αυτό μπορεί να επιτευχθεί συνδέοντας τις αντιστάσεις βάσης όχι στην πηγή ισχύος, αλλά σε μια πρόσθετη πηγή τάσης ECM (βλ. Εικ. 4). Τότε ο πυκνωτής τείνει να επαναφορτιστεί όχι σε Ep, αλλά σε Ecm, και η κλίση της εκθετικής θα αλλάξει με μια αλλαγή στο Ecm.
Οι παλμοί που παράγονται από τα εξεταζόμενα κυκλώματα έχουν μεγάλο χρόνο ανόδου. Σε ορισμένες περιπτώσεις αυτή η τιμή γίνεται απαράδεκτη. Για να μειωθεί η f, εισάγονται πυκνωτές αποκοπής στο κύκλωμα, όπως φαίνεται στο Σχ. 5. Ο πυκνωτής C2 φορτίζεται σε αυτό το κύκλωμα όχι μέσω Rz, αλλά μέσω Rd. Η δίοδος VD2, ενώ παραμένει κλειστή, «κόβει» την τάση στο C2 από την έξοδο και η τάση στον συλλέκτη αυξάνεται σχεδόν ταυτόχρονα με το κλείσιμο του τρανζίστορ.
Στους πολυδονητές, ένας λειτουργικός ενισχυτής μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενεργό στοιχείο. Ένας αυτοταλαντούμενος πολυδονητής βασισμένος σε έναν ενισχυτή op-amp φαίνεται στο Σχ. 6.
Το op-amp καλύπτεται από δύο κυκλώματα λειτουργικού συστήματος: θετικό
και αρνητικό
Xc/(Xc+R) = 1/(1+wRC).
Αφήστε τη γεννήτρια να είναι ενεργοποιημένη τη στιγμή t0. Στην είσοδο αναστροφής η τάση είναι μηδέν, στη μη αναστρέφουσα είσοδο είναι εξίσου πιθανή θετική ή αρνητική. Για να γίνουμε συγκεκριμένοι, ας πάρουμε τα θετικά. Λόγω του PIC, η μέγιστη δυνατή τάση θα καθοριστεί στην έξοδο - Uout m. Ο χρόνος καθίζησης αυτής της τάσης εξόδου καθορίζεται από τις ιδιότητες συχνότητας του op-amp και μπορεί να οριστεί ίσος με το μηδέν. Ξεκινώντας από τη στιγμή t0, ο πυκνωτής C θα φορτίζεται με σταθερά χρόνου =RC. Μέχρι τη στιγμή t1 Ud = U+ - U- >0, και η έξοδος op-amp διατηρεί μια θετική Uoutm. Σε t=t1, όταν Ud = U+ - U- = 0, η τάση εξόδου του ενισχυτή θα αλλάξει την πολικότητα του σε - Uout m. Μετά τη στιγμή t1, η χωρητικότητα C επαναφορτίζεται, τείνει στο επίπεδο - Uout m. Μέχρι τη στιγμή t2 Ud = U+ - U-< 0, что обеспечивает квазиравновесное состояние системы, но уже с отрицательным выходным напряжением. Т.о. изменение знака Uвых происходит в моменты уравнивания входных напряжений на двух входах ОУ. Длительность квазиравновесного состояния системы определяется постоянной времени =RC, и период следования импульсов будет равен:
Т=2RCln(1+2R2/R1).
Ο πολυδονητής που φαίνεται στο Σχ. 6 ονομάζεται συμμετρικός, επειδή οι χρόνοι των θετικών και αρνητικών τάσεων εξόδου είναι ίσοι.
Για να αποκτήσετε έναν ασύμμετρο πολυδονητή, η αντίσταση στο OOS θα πρέπει να αντικατασταθεί με ένα κύκλωμα, όπως φαίνεται στο Σχ. 7. Διαφορετικές διάρκειες θετικών και αρνητικών παλμών διασφαλίζονται από διαφορετικές χρονικές σταθερές για την επαναφόρτιση των δοχείων:
R"C, - = R"C.
Ένας πολυδονητής op-amp μπορεί εύκολα να μετατραπεί σε πολυδονητή one-shot ή σε κατάσταση αναμονής. Αρχικά, στο κύκλωμα OOS, παράλληλα με το C, συνδέουμε τη δίοδο VD1, όπως φαίνεται στο Σχ. 8. Χάρη στη δίοδο, το κύκλωμα έχει μια σταθερή κατάσταση όταν η τάση εξόδου είναι αρνητική. Πράγματι, επειδή Uout = - Uout m, τότε η δίοδος είναι ανοιχτή και η τάση στην είσοδο αναστροφής είναι περίπου μηδέν. Ενώ η τάση στη μη αντιστρεφόμενη είσοδο είναι
U+ =- Uout m R2/(R1+R2)
και διατηρείται η σταθερή κατάσταση του κυκλώματος. Για τη δημιουργία ενός παλμού, ένα κύκλωμα σκανδάλης που αποτελείται από δίοδο VD2, C1 και R3 θα πρέπει να προστεθεί στο κύκλωμα. Η δίοδος VD2 διατηρείται σε κλειστή κατάσταση και μπορεί να ανοίξει μόνο με έναν θετικό παλμό εισόδου που φτάνει στην είσοδο τη χρονική στιγμή t0. Όταν ανοίξει η δίοδος, το σήμα αλλάζει και το κύκλωμα μπαίνει σε κατάσταση με θετική τάση στην έξοδο. Uout = Uout m. Μετά από αυτό, ο πυκνωτής C1 αρχίζει να φορτίζεται με σταθερά χρόνου =RC. Τη χρονική στιγμή t1 συγκρίνονται οι τάσεις εισόδου. U- = U+ = Uout m R2/(R1+R2) και =0. Την επόμενη στιγμή, το διαφορικό σήμα γίνεται αρνητικό και το κύκλωμα επιστρέφει σε σταθερή κατάσταση. Τα διαγράμματα φαίνονται στο Σχ. 9.
Χρησιμοποιούνται κυκλώματα πολυδονητών αναμονής που χρησιμοποιούν διακριτά και λογικά στοιχεία.
Το κύκλωμα του πολυδονητή που εξετάζουμε είναι παρόμοιο με αυτό που συζητήθηκε προηγουμένως.
Ένας πολυδονητής τρανζίστορ είναι μια γεννήτρια τετραγωνικών κυμάτων. Παρακάτω στη φωτογραφία είναι ένα από τα παλμογράμματα ενός συμμετρικού πολυδονητή.
Ένας συμμετρικός πολυδονητής παράγει ορθογώνιους παλμούς με κύκλο λειτουργίας δύο. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα σχετικά με τον κύκλο λειτουργίας στη γεννήτρια συχνότητας άρθρου. Θα χρησιμοποιήσουμε την αρχή λειτουργίας ενός συμμετρικού πολυδονητή για να ανάβουμε εναλλάξ τα LED.
Το σχέδιο αποτελείται από:
– δύο KT315B (μπορεί να είναι με οποιοδήποτε άλλο γράμμα)
– δύο πυκνωτές χωρητικότητας 10 microFarads
– τέσσερα, δύο 300 Ohm το καθένα και δύο 27 KiloOhm το καθένα
– δύο κινέζικα LED 3 Volt
Έτσι φαίνεται η συσκευή σε ένα breadboard:
Και έτσι λειτουργεί:
Για να αλλάξετε τη διάρκεια που αναβοσβήνουν τα LED, μπορείτε να αλλάξετε τις τιμές των πυκνωτών C1 και C2 ή των αντιστάσεων R2 και R3.
Υπάρχουν και άλλοι τύποι πολυδονητών. Μπορείτε να διαβάσετε περισσότερα για αυτούς. Περιγράφει επίσης την αρχή λειτουργίας ενός συμμετρικού πολυδονητή.
Αν είστε πολύ τεμπέλης για να συναρμολογήσετε μια τέτοια συσκευή, μπορείτε να αγοράσετε μια έτοιμη;-) Βρήκα ακόμη και μια έτοιμη συσκευή στο Alika. Μπορείτε να το αναζητήσετε αυτόσύνδεσμος.
Ακολουθεί ένα βίντεο που περιγράφει λεπτομερώς πώς λειτουργεί ένας πολυδονητής:
Γεια σας αγαπητοί φίλοι και όλοι οι αναγνώστες του ιστότοπου του ιστολογίου μου. Η σημερινή ανάρτηση θα αφορά μια απλή αλλά ενδιαφέρουσα συσκευή. Σήμερα θα εξετάσουμε, θα μελετήσουμε και θα συναρμολογήσουμε ένα φλας LED, το οποίο βασίζεται σε μια απλή ορθογώνια γεννήτρια παλμών - έναν πολυδονητή.
Όταν επισκέπτομαι το blog μου, πάντα θέλω να κάνω κάτι ξεχωριστό, κάτι που θα κάνει τον ιστότοπο αξέχαστο. Σας παρουσιάζω λοιπόν μια νέα «μυστική σελίδα» στο blog.
Αυτή η σελίδα φέρει πλέον το όνομα "Αυτό είναι ενδιαφέρον".
Πιθανότατα ρωτάτε: "Πώς μπορώ να το βρω;" Και είναι πολύ απλό!
Ίσως έχετε παρατηρήσει ότι υπάρχει ένα είδος ξεφλουδίσματος στο blog με την επιγραφή «Hurry here».
Επιπλέον, μόλις μετακινήσετε τον κέρσορα του ποντικιού σε αυτήν την επιγραφή, η γωνία αρχίζει να ξεφλουδίζει ακόμα περισσότερο, αποκαλύπτοντας την επιγραφή - τον σύνδεσμο "Αυτό είναι ενδιαφέρον".
Οδηγεί σε μια μυστική σελίδα όπου σε περιμένει μια μικρή αλλά ευχάριστη έκπληξη - ένα δώρο που ετοίμασα εγώ. Επιπλέον, στο μέλλον αυτή η σελίδα θα περιέχει χρήσιμο υλικό, λογισμικό ραδιοερασιτεχνών και κάτι άλλο - δεν το έχω σκεφτεί ακόμα. Έτσι, κοιτάζετε περιοδικά στη γωνία - σε περίπτωση που έκρυψα κάτι εκεί.
Εντάξει, αποσπάθηκα λίγο, ας συνεχίσουμε τώρα...
Γενικά, υπάρχουν πολλά κυκλώματα πολυδονητών, αλλά το πιο δημοφιλές και συζητημένο είναι το σταθεροποιημένο συμμετρικό κύκλωμα πολυδονητή. Συνήθως απεικονίζεται με αυτόν τον τρόπο.
Για παράδειγμα, κόλλησα αυτό το φλας πολυδονητή πριν από περίπου ένα χρόνο από σκραπ και, όπως μπορείτε να δείτε, αναβοσβήνει. Αναβοσβήνει παρά την αδέξια εγκατάσταση που έγινε στο breadboard.
Αυτό το σχέδιο είναι λειτουργικό και ανεπιτήδευτο. Απλώς πρέπει να αποφασίσετε πώς λειτουργεί;
Αρχή λειτουργίας πολυδονητή
Αν συναρμολογήσουμε αυτό το κύκλωμα σε μια πλακέτα ψωμιού και μετρήσουμε την τάση με ένα πολύμετρο μεταξύ του πομπού και του συλλέκτη, τι θα δούμε; Θα δούμε ότι η τάση στο τρανζίστορ είτε ανεβαίνει σχεδόν στην τάση του τροφοδοτικού, μετά πέφτει στο μηδέν. Αυτό υποδηλώνει ότι τα τρανζίστορ σε αυτό το κύκλωμα λειτουργούν σε λειτουργία διακόπτη. Σημειώνω ότι όταν ένα τρανζίστορ είναι ανοιχτό, το δεύτερο είναι απαραίτητα κλειστό.
Τα τρανζίστορ εναλλάσσονται ως εξής.
Όταν ένα τρανζίστορ είναι ανοιχτό, ας πούμε VT1, ο πυκνωτής C1 αποφορτίζεται. Ο πυκνωτής C2, αντίθετα, φορτίζεται αθόρυβα με το ρεύμα βάσης μέσω του R4.
Κατά τη διαδικασία εκφόρτισης, ο πυκνωτής C1 διατηρεί τη βάση του τρανζίστορ VT2 υπό αρνητική τάση - την κλειδώνει. Περαιτέρω εκφόρτιση φέρνει τον πυκνωτή C1 στο μηδέν και στη συνέχεια τον φορτίζει προς την άλλη κατεύθυνση.
Τώρα η τάση στη βάση του VT2 αυξάνεται, ανοίγοντάς την Τώρα, ο πυκνωτής C2, αφού φορτιστεί, υπόκειται σε εκφόρτιση. Το τρανζίστορ VT1 αποδεικνύεται ότι είναι κλειδωμένο με αρνητική τάση στη βάση.
Και όλο αυτό το πανδαιμόνιο συνεχίζεται ασταμάτητα μέχρι να κλείσει το ρεύμα.
Πολυδονητής στη σχεδίασή του
Έχοντας φτιάξει κάποτε ένα φλας πολυδονητή σε μια πλακέτα ψωμιού, ήθελα να το τελειοποιήσω λίγο - να φτιάξω μια κανονική πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος για τον πολυδονητή και ταυτόχρονα να φτιάξω ένα κασκόλ για ένδειξη LED. Τα ανέπτυξα στο πρόγραμμα Eagle CAD, το οποίο δεν είναι πολύ πιο περίπλοκο από το Sprintlayout αλλά έχει αυστηρή σύνδεση με το διάγραμμα.
Πλακέτα τυπωμένου κυκλώματος πολλαπλών δονήσεων στα αριστερά. Ηλεκτρικό διάγραμμα στα δεξιά.
PCB. Ηλεκτρικό διάγραμμα.
Εκτύπωσα τα σχέδια της πλακέτας τυπωμένου κυκλώματος σε φωτογραφικό χαρτί χρησιμοποιώντας έναν εκτυπωτή λέιζερ. Στη συνέχεια, σε πλήρη συμφωνία με τη λαϊκή παράδοση, χάραξε τα κασκόλ. Ως αποτέλεσμα, μετά τη συγκόλληση των εξαρτημάτων, πήραμε κασκόλ όπως αυτό. 
Για να είμαι ειλικρινής, μετά την πλήρη εγκατάσταση και τη σύνδεση του ρεύματος, παρουσιάστηκε ένα μικρό σφάλμα. Το σύμβολο συν από λυχνίες LED δεν αναβοσβήνει. Έκαιγε απλά και ομοιόμορφα σαν να μην υπήρχε καθόλου πολυδονητής.
Έπρεπε να είμαι αρκετά νευρικός. Η αντικατάσταση της ένδειξης τεσσάρων σημείων με δύο LED διόρθωσε την κατάσταση, αλλά μόλις όλα επέστρεψαν στη θέση τους, το φως που αναβοσβήνει δεν αναβοσβήνει.
Αποδείχτηκε ότι οι δύο βραχίονες LED συνδέθηκαν με ένα βραχυκυκλωτήρα, προφανώς, όταν έκασα το κασκόλ, έκανα λίγο υπέρβαση με τη συγκόλληση. Ως αποτέλεσμα, οι "κρεμάστρες" LED δεν ανάβουν κατά διαστήματα, αλλά συγχρονισμένα. Λοιπόν τίποτα, μερικές κινήσεις με κολλητήρι διόρθωσαν την κατάσταση.
Το αποτέλεσμα αυτού που συνέβη το απαθανάτισα σε βίντεο:
Κατά τη γνώμη μου δεν αποδείχθηκε κακό. 🙂 Παρεμπιπτόντως, αφήνω συνδέσμους σε διαγράμματα και πίνακες - απολαύστε τους για την υγεία σας.
Πλακέτα και κύκλωμα πολυδονητή.
Πλακέτα και κύκλωμα της ένδειξης "Plus".
Σε γενικές γραμμές, η χρήση των πολυδονητών είναι ποικίλη. Είναι κατάλληλα όχι μόνο για απλά φλας LED. Αφού παίξετε με τις τιμές των αντιστάσεων και των πυκνωτών, μπορείτε να εξάγετε σήματα συχνότητας ήχου στο ηχείο. Όπου μπορεί να χρειαστεί μια απλή γεννήτρια παλμών, ένας πολυδονητής είναι σίγουρα κατάλληλος.
Φαίνεται ότι είπα όλα όσα σχεδίαζα. Εάν χάσατε κάτι, γράψτε στα σχόλια - θα προσθέσω ό,τι χρειάζεται και ό,τι δεν χρειάζεται, θα το διορθώσω. Πάντα χαίρομαι που λαμβάνω σχόλια!
Γράφω νέα άρθρα αυθόρμητα και όχι σύμφωνα με χρονοδιάγραμμα, και ως εκ τούτου προτείνω να εγγραφείτε σε ενημερώσεις μέσω email ή email.
Στη συνέχεια, νέα άρθρα θα σταλούν απευθείας στα εισερχόμενά σας ή απευθείας στο πρόγραμμα ανάγνωσης RSS.
Αυτό είναι όλο για μένα. Εύχομαι σε όλους καλή επιτυχία και καλή ανοιξιάτικη διάθεση!
Με εκτίμηση, Vladimir Vasiliev.