Мультивибратор — это генератор электрических прямоугольных импульсов, состоящий всего из восьми радиодеталей: двух транзисторов, четырёх резисторов и двух конденсаторов.
Мультивибратор применяется для организации последовательности импульсов с заданной частотой, или для задержки сигнала. Примерами могут служить:
- генераторы тактовых импульсов в цифровых схемах;
- генераторы звука;
- световые индикаторы и мигалки;
- блоки временной задержки сигнала.
Существует несколько видов мультивибраторов: автоколебательный, моностабильный и бистабильный. В этом уроке мы будем собирать как раз с первым вариантом, схема которого часто используется в образовательных целях и в разного рода DIY-устройствах.
Список необходимых компонентов
Непосредственно для электрической схемы нам понадобится:
- два биполярных NPN транзистора 2N2222;
- два электролитических конденсатора на 100 мкФ;
- два резистора на 10 кОм;
- два резистора на 200 Ом;
- два светодиода.
Еще будет нужна беспаечная макетная плата и немного проводов-перемычек. Для питания схемы подойдёт любой источник с напряжением до 5-6 Вольт: четыре обычные батарейки, модуль питания для макетных плат или даже выход +5В с платы Arduino.
Принципиальная схема мультивибратора
В схеме, которую мы будем собирать на этом уроке, присутствует не восемь, а десять радиодеталей, так как для наглядности работы схемы мы добавим ещё два светодиода.
Собираем схему на макетной плате и подаём питание. Светодиоды должны поочередно вспыхивать с частотой примерно 1 Гц (один раз в секунду).
Расчёт частоты импульсов
Частота импульсов, генерируемых мультивибратором зависит от номиналов резисторов R1 и R2, и от номиналов конденсаторов C1 и C2.
Общая формула расчёта частоты выглядит следующим образом:
f = 1 / (0,693 * (R1*C1 + R2*C2))
В большинстве случаев, когда коэффициент заполнения равен 50% (читаем про ШИМ), формулу можно упростить:
f = 0,721 / (R*C)
где R = R1 = R2, а C = C1 = C2.
Таким образом, если мы посчитаем частоту для собранной схемы получим (переводим килоомы в Омы, а микрофарады в Фарады):
f = 0,721 / (10000 * 0,0001) = 0,721 / 1 = 0,721 Гц
К размышлению
На практике, при возникновении необходимости генерировать импульсы, можно использовать готовую микросхему таймера, например: NE555P. Микросхема обладает рядом приемуществ, перед классическим мультивибратором:
- более стабильные временные характеристики и точность за счет внутренней схемы и высокой температурной стабильности;
- может работать в разных режимах: и в автоколебательном, и в моностабильном и в бистабильном;
- высокий диапазон рабочего напряжения: от 4,5 до 15 Вольт.
Познакомиться с микросхемой 555 можно в одном из наших уроков:
