強力なマルチバイブレータ。トランジスタのマルチバイブレータ。トランジスタのマルチバイブレータの動作の説明

このレッスンでは、マルチバイブレータとそのアプリケーションについて、かなり重要で要求の厳しいトピックについて説明します。自励発振の平衡型および不平衡型マルチバイブレータがどこでどのように使用されているかをリストアップしようとすると、かなりの数の本のページが必要になります。おそらく、そのような発電機が使用されていない、無線工学、電子工学、自動化、パルスまたはコンピュータ技術のそのような分野はありません。このレッスンでは、これらのデバイスに関する理論的な情報を提供し、最後に、あなたの創造性に関連した実際の使用例をいくつか示します。

自励発振マルチバイブレータ

マルチバイブレータは、長方形に近い形状の電気振動を生成する電子デバイスです。マルチバイブレータによって生成される振動のスペクトルには、多くの高調波が含まれています。電気振動も含まれますが、基本周波数の振動の倍数であり、その名前に反映されています。「マルチ-たくさん」、「振動-振動」。

（図1、a）に示す回路を考えてみましょう。わかりますか？はい、これはヘッドホン用の出力を備えた2段3CHトランジスタアンプの回路です。図の破線で示されているように、そのようなアンプの出力がその入力に接続されている場合はどうなりますか？それらの間で正のフィードバックが発生し、アンプは自己励起して可聴周波数の発振器になり、電話では低音が聞こえます。レシーバーとアンプでは、このような現象に対して決定的な闘いが繰り広げられますが、自動的に動作します。それが有用であることが判明したデバイス。

次に見てください（図1、b）。その上に、でカバーされている同じアンプの図が表示されます 正のフィードバック 、（図1、a）のように、スタイルのみがわずかに変更されています。これは、自励発振、すなわち自励マルチバイブレータの回路が通常描かれる方法です。経験は、おそらく、電子機器の操作の本質を理解するための最良の方法です。あなたはこれを何度も確信しています。そして今、このユニバーサルデバイス（オートマトン）の動作をよりよく理解するために、私はそれを使って実験を行うことを提案します。抵抗とコンデンサのすべてのデータを含む自励発振マルチバイブレータの回路図を見ることができます（図2、a）。ブレッドボードに取り付けます。高周波トランジスタはエミッタ接合のブレークダウン電圧が非常に小さいため、トランジスタは低周波（MP39-MP42）である必要があります。電解コンデンサC1およびC2-タイプK50-6、K50-3、または定格電圧10〜12 Vの輸入品。抵抗器の抵抗は、図に示されているものと最大50％異なる場合があります。重要なのは、負荷抵抗R1、R4とベース抵抗R2、R3の定格が同じである可能性があることだけです。電源は「クロナ」電池または電源ユニットを使用してください。いずれかのトランジスタのコレクタ回路で、10〜15 mAの電流でミリアンペア（RA）をオンにし、高抵抗DC電圧計（PU）を最大10Vの電圧でエミッタ-コレクタに接続します。同じトランジスタのセクション。コンデンサ、電源をマルチバイブレータに接続します。測定器は何を示していますか？ミリアンメータ-トランジスタのコレクタ回路の電流である8〜10 mAに急激に増加し、その後ほぼゼロに急激に減少します。一方、電圧計はほぼゼロまで減少し、次に電源の電圧であるコレクター電圧まで増加します。これらの測定値は何について話しているのですか？マルチバイブレータのこのアームのトランジスタがスイッチングモードで動作しているという事実。最高のコレクタ電流と同時に最低のコレクタ電圧は開状態に対応し、最低の電流と最高のコレクタ電圧はトランジスタの閉状態に対応します。マルチバイブレータの第2アームのトランジスタはまったく同じように機能しますが、彼らが言うように、 180°位相シフト ：トランジスタの1つが開いているとき、もう1つは閉じています。マルチバイブレータの第2アームのトランジスタのコレクタ回路に同じミリアンメータを含めることで、これを簡単に確認できます。測定器の矢印は、目盛りのゼロマークから交互にずれます。ここで、秒針付きの時計を使用して、トランジスタが開いた状態から閉じた状態に変わる1分間の回数を数えます。約15〜20回マルチバイブレータが1分間に発生する電気振動の回数です。したがって、1回の発振の周期は3〜4秒です。ミリアンメータの矢印をたどり続けて、これらの変動をグラフィカルに表現してみてください。縦軸の横軸に沿って、トランジスタが開状態と閉状態にある時間の長さを特定のスケールでプロットし、垂直方向に沿って、これらの状態に対応するコレクタ電流をプロットします。図に示したものとほぼ同じグラフが得られます。 2、b。

したがって、次のように仮定できます。 マルチバイブレータは長方形の電気振動を生成します。 マルチバイブレータの信号では、どの出力から除去されるかに関係なく、電流パルスとそれらの間の一時停止を区別できます。 1つの電流（または電圧）パルスが出現してから同じ極性の次のパルスが出現するまでの時間間隔は、通常、パルス繰り返し周期Tと呼ばれ、休止期間がTnのパルス間の時間-マルチバイブレータは次のようになります。持続時間Tnがそれらの間の休止に等しいパルスを生成することは対称と呼ばれます。したがって、あなたが組み立てた経験豊富なマルチバイブレータは 対称。 コンデンサC1とC2を他の10〜15uFコンデンサと交換します。マルチバイブレータは対称性を維持しましたが、マルチバイブレータによって生成される振動の周波数は、1分あたり最大60〜80、または同じように最大1Hzの周波数で3〜4倍増加しました。測定器の矢印は、トランジスタ回路の電流と電圧の変化を追跡する時間がほとんどありません。そして、コンデンサC1とC2が0.01-0.05μFの紙容量に置き換えられた場合はどうなりますか？測定器の矢印はどのように動作しますか？目盛りのゼロマークから外れて、静止しています。多分世代は混乱しましたか？番号！マルチバイブレータの発振周波数が数百ヘルツに上昇しただけです。これらは、DCデバイスが修正できなくなった可聴周波数範囲の変動です。それらは、0.01〜0.05μFの容量のコンデンサを介してマルチバイブレータの任意の出力に接続された周波数計またはヘッドホンを使用するか、負荷抵抗の代わりに任意のトランジスタのコレクタ回路に直接接続することによって検出できます。電話で低音が聞こえます。マルチバイブレータの動作原理は何ですか？図の図に戻りましょう。 2、a。電源がオンになった瞬間、マルチバイブレータの両アームのトランジスタが開きます。これは、対応する抵抗R2とR3を介して負のバイアス電圧がベースに印加されるためです。同時に、カップリングコンデンサは次のように充電を開始します。C1-トランジスタV2と抵抗R1のエミッタ接合を介して。 C2-トランジスタV1と抵抗R4のエミッタ接合を介して。これらのコンデンサ充電回路は、電源の分圧器であり、トランジスタのベースで（エミッタと比較して）値が増加する負の電圧を生成し、トランジスタをますます開く傾向があります。トランジスタを開くと、コレクタの負電圧が低下し、別のトランジスタのベースの負電圧が低下して、トランジスタが閉じます。このようなプロセスは両方のトランジスタで同時に発生しますが、一方のトランジスタのみが閉じます。これに基づいて、たとえば、電流伝達比h21eの値の違いにより、より高い正の電圧が発生します。抵抗器とコンデンサ。 2番目のトランジスタは開いたままです。しかし、トランジスタのこれらの状態は、回路内の電気的プロセスが継続するため、不安定です。電源を入れてしばらくすると、トランジスタV2が閉じ、トランジスタV1が開いたとします。この瞬間から、コンデンサＣ１は、この時点でそのエミッタ－コレクタセクションの抵抗が小さいオープントランジスタＶ１、および抵抗Ｒ２を介して放電を開始する。コンデンサC1が放電すると、閉じたトランジスタV2のベースの正の電圧が低下します。コンデンサが完全に放電され、トランジスタV2のベースの電圧がゼロに近づくとすぐに、この現在開いているトランジスタのコレクタ回路に電流が現れ、トランジスタV1のベースのコンデンサC2を介して作用します。その両端の負の電圧を下げます。その結果、トランジスタＶ１を流れる電流は減少し始め、逆にトランジスタＶ２を流れる電流は増加する。これにより、V1がオフになり、V2がオンになります。ここで、コンデンサC2は放電を開始しますが、開いたトランジスタV2と抵抗R3を介して、最終的に最初のトランジスタが開き、2番目のトランジスタが閉じます。トランジスタは常に相互作用し、その結果、マルチバイブレータは電気振動を生成します。マルチバイブレータの発振周波数は、すでに確認したカップリングコンデンサの静電容量とベース抵抗の抵抗の両方に依存します。たとえば、ベース抵抗R2とR3を高抵抗の抵抗に置き換えてみてください。マルチバイブレータの振動数が低下します。逆に、抵抗が小さければ振動周波数は高くなります。別の経験：抵抗R2とR3の上部（図による）端子を電源の負の導体から外し、それらを接続し、それらと負の導体の間で、抵抗30の可変抵抗をオンにします。 -レオスタット付き50キロオーム。可変抵抗器の軸を回すことにより、マルチバイブレータの発振周波数をかなり広い範囲で変えることができます。対称マルチバイブレータのおおよその発振周波数は、次の簡略化された式を使用して計算できます。F= 700 /（RC）、ここでfはヘルツ単位の周波数、Rはキロオーム単位のベース抵抗の抵抗、Cはマイクロファラッド単位のカップリングコンデンサの静電容量。この簡略化された式を使用して、マルチバイブレータが生成した周波数の振動を計算します。実験用マルチバイブレータの抵抗とコンデンサの初期データに戻りましょう（図2、aの図による）。コンデンサC2を容量2〜3μFのコンデンサと交換し、トランジスタV2のコレクタ回路のミリアンペアをオンにして、矢印に従って、マルチバイブレータによって生成される電流変動をグラフで示します。これで、トランジスタV2のコレクタ回路の電流が以前よりも短いパルスで現れます（図2、c）。コンデンサＣ２の静電容量が以前の容量と比較して減少しているので、Ｔｈパルスの持続時間は、Ｔｈパルス間の休止よりもほぼ同じ回数短くなる。次に、同じ（またはそのような）ミリアンメータをトランジスタV1のコレクタ回路に接続します。メーターは何を示していますか？また、電流パルスがありますが、その持続時間はそれらの間の一時停止よりもはるかに長くなります（図2、d）。どうしたの？コンデンサC2の静電容量を減らすことにより、マルチバイブレータアームの対称性に違反しました。 非対称 ..。したがって、それによって生成される振動は 非対称 ：トランジスタV1のコレクタ回路では、電流は比較的長いパルスで現れます。つまり、トランジスタV2のコレクタ回路では電流が現れます。このようなマルチバイブレータの出力1からは、短い電圧パルスを除去でき、出力2からは長い電圧パルスを除去できます。コンデンサC1とC2を一時的に交換します。これで、短い電圧パルスが出力1に、長い電圧パルスが出力2になります。このバージョンのマルチバイブレーターが1分間に生成する電気パルスの数を（秒針で1時間単位で）カウントします。約80。コンデンサC1に、容量20〜30 uFの2番目の電解コンデンサを並列に接続して、コンデンサC1の容量を増やします。パルス繰り返し周波数が低下します。それどころか、このコンデンサの容量が減少した場合はどうなりますか？パルス繰り返し周波数が増加するはずです。ただし、パルス繰り返し周波数を調整する別の方法があります-抵抗R2の抵抗を変更することによって：この抵抗の抵抗を減少させます（ただし、3〜5kΩ以上、そうでない場合、トランジスタV2はすべて開きます）時間と自励発振プロセスに違反する）、パルス繰り返し率は増加するはずであり、逆に、その抵抗が増加すると減少します。経験的に確認してください-そうですか？ 1分あたりのパルス数が正確に60になるように、このような定格の抵抗を選択してください。ミリアンペアの針は1Hzの周波数で振動します。この場合のマルチバイブレータは、いわば、秒を数える時計の電子機構になります。

マルチバイブレータを待っています

このようなマルチバイブレータは、別のソースからのトリガー信号が、たとえば自励発振マルチバイブレータからの入力に適用されるときに、電流（または電圧）のパルスを生成します。このレッスンですでに実験した自励発振マルチバイブレータ（図2、aの図による）を待機マルチバイブレータに変えるには、次の手順を実行する必要があります。コンデンサC2を取り外します。代わりに、トランジスタV2のコレクタとトランジスタV1のベース（図3-R3）の間の抵抗を10〜15kOhmの抵抗でオンにします。トランジスタV1のベースと接地された導体の間で、直列接続された要素332（G1または別の定電圧源）と抵抗4.7〜5.1kΩ（R5）の抵抗をオンにしますが、要素は（R5を介して）ベースに接続されています。トランジスタV1のベース回路に、1〜5千pFの容量のコンデンサ（図3-C2）を接続します。このコンデンサの2番目の出力は、入力制御信号の接点として機能します。このようなマルチバイブレータのトランジスタＶ１の初期状態は閉じており、トランジスタＶ２は開いている。チェック-そうですか？閉じたトランジスタのコレクタの電圧は電源の電圧に近く、開いたトランジスタのコレクタの電圧は0.2〜0.3 Vを超えてはなりません。次に、トランジスタV1のコレクタ回路で、 10〜15 mAの電流でミリアンメータを使用し、その矢印を観察して、Uin接点と接地された導体を、文字通り一瞬、直列に接続された1つまたは2つの要素332（GB1図上）または3336Lバッテリーに接続します。混同しないでください。この外部電気信号の負極は、Uin接点に接続する必要があります。この場合、ミリアンメータの矢印は、トランジスタのコレクタ回路の最大電流の値にすぐにずれ、しばらくフリーズしてから、元の位置に戻って次の信号を待つ必要があります。この実験を数回繰り返します。各信号のミリアンメータは、8〜10 mAに瞬時に増加し、しばらくすると、トランジスタV1のコレクタ電流も瞬時にほぼゼロに減少します。これらは、マルチバイブレータによって生成される単一電流パルスです。そして、GB1バッテリーがUin端子に長く接続されたままの場合。前の実験と同じことが起こります-マルチバイブレータの出力に1つのパルスだけが表示されます試してみてください！

そしてもう1つの実験：手に持った金属物でトランジスタV1のベースのリードに触れます。おそらく、この場合、待機中のマルチバイブレータが機能します-あなたの体の静電荷から。同じ実験を繰り返しますが、V2のコレクタ回路に接続されたミリアンメータを使用します。制御信号が印加されると、このトランジスタのコレクタ電流はほぼゼロまで急激に減少し、その後、開いているトランジスタ電流の値まで急激に増加するはずです。これも電流パルスですが、極性が負です。待機中のマルチバイブレータの動作原理は何ですか？このようなマルチバイブレータでは、トランジスタＶ２のコレクタとトランジスタＶ１のベースとの間の接続は、自励発振のもののように容量性ではなく、抵抗器Ｒ３を介して抵抗性である。負のバイアス電圧は、抵抗R2を介してトランジスタV2のベースに印加されます。トランジスタＶ１は、そのベースで要素Ｇ１の正の電圧によって確実に閉じられる。このトランジスタの状態は非常に安定しています。彼らは彼らが望む限りこの状態にとどまることができます。しかし、トランジスタV1に基づいて、負極性の電圧パルスが現れました。この瞬間から、トランジスタは不安定な状態になります。入力信号の作用下で、トランジスタＶ１が開き、同時にコンデンサＣ１を介してそのコレクタで変化する電圧がトランジスタＶ２を閉じる。トランジスタは、コンデンサC1が放電されるまでこの状態にあります（抵抗R2とオープントランジスタV1を介して、この時点で抵抗は小さくなっています）。コンデンサが放電されるとすぐに、トランジスタV2がすぐに開き、トランジスタV1が閉じます。この瞬間から、マルチバイブレータは元の安定したスタンバイモードに戻ります。したがって、 待機中のマルチバイブレータには、1つの安定状態と1つの不安定状態があります ..。不安定な状態の間に、それは1つを生成します 矩形パルス 電流（電圧）。その持続時間はコンデンサC1の静電容量に依存します。このコンデンサの静電容量が大きいほど、パルス幅は長くなります。したがって、たとえば、50μFのコンデンサを使用すると、マルチバイブレータは約1.5秒の持続時間の電流パルスを生成し、150μFのコンデンサを使用すると3倍以上の電流パルスを生成します。追加のコンデンサを介して-正の電圧パルスを出力1から、負の電圧パルスを出力2から除去できます。トランジスタV1のベースに負の電圧パルスを印加するだけで、マルチバイブレータをスタンバイモードから解除できますか？いいえ、それだけではありません。これは、正極性の電圧パルスを印加することによって行うことができますが、トランジスタV2のベースに印加します。したがって、コンデンサC1の静電容量がパルス幅にどのように影響するか、および正の電圧パルスで待機中のマルチバイブレータを制御する能力にどのように影響するかを実験的に確認する必要があります。待機中のマルチバイブレータを実際に使用するにはどうすればよいですか？別の方法で。たとえば、正弦波電圧を同じ周波数の長方形の電圧（または電流）パルスに変換したり、待機中のマルチバイブレータの入力に短期間の電気信号を適用して別のデバイスをしばらくオンにしたりします。他には？考え！

発電機および電子スイッチのマルチバイブレータ

電子通話。マルチバイブレーターはアパートのベルに使用でき、従来の電気式ベルに置き換えることができます。（図4）に示すスキームに従って組み立てることができます。トランジスタV1とV2は、約1000 Hzの周波数で発振を生成する対称マルチバイブレータで動作し、トランジスタV3はこれらの発振用のパワーアンプで動作します。増幅された振動は、ダイナミックヘッドB1によって音の振動に変換されます。加入者スピーカーを使用して電話をかけ、トランジショントランスの一次巻線をV3トランジスタのコレクタ回路に接続すると、そのケースにはボードに取り付けられたすべてのベル電子機器が収納されます。バッテリーもそこにあります。

電子ベルは廊下に設置でき、2本のワイヤーでS1ボタンに接続できます。ボタンを押すと、ダイナミックヘッドに音が鳴ります。デバイスは信号の呼び出し中にのみ電力が供給されるため、直列に接続された2つの3336Lバッテリー、つまり「クローナ」は、数か月の通話動作に耐えます。コンデンサC1とC2を他の容量のコンデンサに交換して、希望の音色を設定します。同じスキームに従って組み立てられたマルチバイブレータは、電信アルファベット（モールス信号）を聞く学習とトレーニングに使用できます。この場合、ボタンを電信キーに交換するだけで済みます。

電子スイッチ。このデバイス（回路は図5）に示されているように、ACで電力を供給される2つのクリスマスツリーライトを切り替えるために使用できます。電子スイッチ自体は、直列に接続された2つの3336Lバッテリーから、または出力に9〜12Vの定電圧を与える整流器から電力を供給できます。

スイッチ回路は電子ベル回路と非常によく似ています。ただし、スイッチのコンデンサC1とC2の静電容量は、同様のベルコンデンサの静電容量よりも何倍も大きくなります。トランジスタV1とV2が動作するスイッチマルチバイブレータは、約0.4 Hzの周波数で振動を発生し、そのパワーアンプ（トランジスタV3）の負荷は電磁リレーK1のコイルです。リレーには1対のスイッチング接点プレートがあります。たとえば、リレーRES-10（パスポートRS4.524.302）または20〜50mAの電流で6〜8Vの電圧で確実に動作する別の電磁リレーに適しています。電源を入れると、マルチバイブレータトランジスタV1とV2が交互に開閉し、方形波信号を発生します。 V2がオンの場合、負の電源電圧が抵抗R4を介して供給され、このトランジスタがV3のベースに供給されて飽和します。この場合、トランジスタV3のエミッタ-コレクタセクションの抵抗は数オームに減少し、電源のほぼすべての電圧がK1リレーの巻線に印加されます-リレーがトリガーされ、その接点でネットワークへの文字列。 V2が閉じると、V3のベース電源も開閉し、リレーコイルに電流が流れなくなります。このとき、リレーはアンカーとその接点を解放し、切り替えて、2番目のクリスマスツリーガーランドをネットワークに接続します。ストリングのスイッチング時間を変更したい場合は、コンデンサC1とC2を他の容量のコンデンサと交換してください。抵抗R2とR3のデータは同じままにしてください。そうしないと、直流でのトランジスタの動作モードに違反します。マルチバイブレータのトランジスタＶ１のエミッタ回路には、トランジスタＶ３の増幅器と同様の電力増幅器を含めることができる。この場合、電磁リレー（自作のものを含む）には、接点のスイッチンググループがない場合がありますが、通常は開いているか、通常は閉じています。マルチバイブレータアームの1つのリレー接点は、1つのガーランドの電源回路を定期的に開閉し、マルチバイブレータのもう1つのアーム（2番目のガーランドの電源回路）のリレー接点は定期的に開閉します。電子スイッチは、getinaxまたは他の絶縁材料で作られたボードに取り付けることができ、バッテリーと一緒に合板の箱に入れることができます。動作中、スイッチは30 mA以下の電流を消費するため、2つの3336Lまたは「クローナ」バッテリーのエネルギーですべての年末年始に十分です。同様のスイッチを他の目的にも使用できます。たとえば、マスクやアトラクションを照らすために。合板から切り出されて描かれたおとぎ話「PussinBoots」の主人公の置物を想像してみてください。透明な目の後ろには懐中電灯の電球があり、電子スイッチで切り替えられ、フィギュア自体にはボタンがあります。ボタンを押すとすぐに、猫はすぐにあなたにウインクを始めます。灯台モデルのように、スイッチを使用して一部のモデルを電化することはできませんか？この場合、電磁リレーの代わりに、ビーコンフラッシュをシミュレートする小さな白熱電流用に設計された小型の白熱電球をパワーアンプトランジスタのコレクタ回路にオンにすることができます。そのようなスイッチにトグルスイッチが追加されている場合、その助けを借りて、2つのそのようなランプを順番に出力トランジスタのコレクタ回路にオンにすることが可能になり、それはあなたの自転車のターンのインジケータになることができます。

メトロノーム-これは、数分の1秒の精度で音声信号によって等間隔の時間をカウントダウンできる一種の時計です。このようなデバイスは、たとえば、電信アルファベットで信号を送信するための最初のトレーニング中に、音楽リテラシーを教えるときにタクト感を養うために使用されます。そのようなデバイスの1つの図を（図6）に見ることができます。

これもマルチバイブレータですが、非対称です。このマルチバイブレータは、異なる構造のトランジスタを使用します：V1-n-p-n（MP35-MP38）、V2-p-n-p（MP39-MP42）。これにより、マルチバイブレータの部品の総数を減らすことができました。その動作原理は同じです。生成は、2段3Chアンプの出力と入力の間の正のフィードバックによって発生します。通信は電解コンデンサC1によって行われます。マルチバイブレータには、抵抗が4〜10オームのボイスコイルを備えた小型のダイナミックヘッドB1が搭載されています（例：0.1GD-6、1GD-8（または電話カプセル））。これにより、短期間のクリック音に似た音が発生します。電流パルス。パルス繰り返し周波数は、可変抵抗器R1を使用して、毎分約20〜300パルスで調整できます。抵抗器Ｒ２は、抵抗器Ｒ１のモーターが、生成された振動の最高周波数に対応する最低（回路による）位置にあるときに、第１のトランジスタのベース電流を制限する。メトロノームは、1つの3336Lバッテリーまたは直列に接続された3つの332セルから電力を供給できます。バッテリーから消費される電流は10mAを超えません。可変抵抗器R1には、機械的メトロノームに対して校正された目盛りが必要です。抵抗つまみを回すだけで、メトロノームの音信号の周波数を設定できます。

実習

実践的な作業として、レッスンの図面に示されているマルチバイブレータ回路を収集することをお勧めします。これは、マルチバイブレータの動作原理を理解するのに役立ちます。次に、ドアベルとして使用できるマルチバイブレータをベースにした、非常に興味深く有用な家電製品「電子ナイチンゲールのシミュレータ」を収集することを提案します。回路は非常にシンプルで信頼性が高く、設置エラーやサービス可能な放射性元素を使用しなくてもすぐに機能します。私はそれをドアベルとして18年間使用しています。今日まで。私がそれを集めたと推測するのは簡単です-あなたのように、私が初心者のアマチュア無線家だったとき。

あなたがそれを見るとき、すべての電子機器は多数の個々のビルディングブロックで構成されています。これらは、トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ、誘導素子です。そして、すでにこれらのレンガから、あなたはあなたが望むものを何でも追加することができます。

たとえば、「ニャー」の音を発する無害な子供のおもちゃから、8メガトンの弾頭を備えた弾道ミサイルの誘導システムまで。

電子機器で非常によく知られ、頻繁に使用される回路の1つは、対称マルチバイブレータです。これは、長方形に近い形状の振動を生成（生成）する電子デバイスです。

マルチバイブレータは、追加の要素を備えた2つのトランジスタまたは論理回路で組み立てられます。これは本質的に2段の正帰還増幅器（PIC）です。これは、第2ステージの出力がコンデンサを介して第1ステージの入力に接続されていることを意味します。その結果、アンプは正のフィードバックにより発振器に変わります。

マルチバイブレータがパルスの生成を開始するには、電源電圧を接続するだけで十分です。マルチバイブレータは対称と 非対称.

この図は、対称マルチバイブレータの図を示しています。

対称マルチバイブレータでは、2つのアームのそれぞれの要素の金種は完全に同じです：R1 = R4、R2 = R3、C1 = C2。対称マルチバイブレータの出力信号のオシログラムを見ると、矩形パルスとそれらの間の休止が時間的に同じであることが簡単にわかります。 tパルス（ tと）= t一時停止（ t p）。トランジスタのコレクタ回路の抵抗はパルスのパラメータに影響を与えず、その値は使用するトランジスタの種類に応じて選択されます。

このようなマルチバイブレータのパルス繰り返し周波数は、次の簡単な式を使用して簡単に計算できます。

ここで、fはヘルツ（Hz）単位の周波数、Cはマイクロファラッド（μF）単位の静電容量、Rはキロオーム（kΩ）単位の抵抗です。例：C =0.02μF、R =39kΩ。これを式に代入し、アクションを実行して、オーディオ範囲の周波数を1000 Hz、つまり897.4Hzにほぼ等しくします。

このようなマルチバイブレーターは、変調されていない「きしみ音」を1つ生成するため、それ自体は興味深いものではありませんが、要素が440 Hzの周波数を選択し、これが最初のオクターブのA音である場合、ミニチュア音叉が得られます。たとえば、ハイキングでギターをチューニングすることができます。唯一行うことは、単一のトランジスタアンプステージとミニチュアスピーカーを追加することです。

以下のパラメータは、パルス信号の主な特性であると考えられています。

周波数..。測定単位（Hz）ヘルツ。 1Hz-1秒あたり1回の振動。人間の耳が知覚する周波数は、20 Hz〜20kHzの範囲です。

パルス持続時間..。マイル、マイクロ、ナノ、ピコなど、1秒未満で測定されます。

振幅..。検討対象のマルチバイブレータでは、振幅調整は提供されていません。業務用デバイスでは、ステップ振幅制御とスムーズ振幅制御の両方が使用されます。

ウェルネス..。周期（T）とパルス持続時間の比率（ NS）。パルス長が0.5周期の場合、デューティサイクルは2です。

上記の式に基づいて、高周波数と超高周波数を除くほぼすべての周波数のマルチバイブレータを簡単に計算できます。他にもいくつかの物理的原理が働いています。

マルチバイブレータがいくつかの個別の周波数を生成するには、2つのセクションのスイッチと容量の異なる5つの6つのコンデンサを配置し、各アームに当然同じで、スイッチを使用して必要な周波数を選択するだけで十分です。抵抗R2、R3も周波数とデューティサイクルに影響を与え、可変にすることができます。これは、スイッチング周波数を調整できるマルチバイブレータの別の回路です。

使用するトランジスタの種類によっては、抵抗R2、R4の抵抗値が一定値以下に低下すると、発電に支障をきたし、マルチバイブレータが動作しなくなるため、可変抵抗器R3を抵抗R2、マルチバイブレータのスイッチング周波数を選択するために使用できるR4。

対称マルチバイブレータの実用化は非常に広範囲です。家電製品の製造におけるパルスコンピュータ、無線測定機器。多くのユニークな医療機器は、同じマルチバイブレータに基づく回路上に構築されています。

マルチバイブレータは、その並外れたシンプルさと低コストにより、子供のおもちゃに広く使用されています。これは典型的なLEDフラッシャーの例です。

図に示されている電解コンデンサC1、C2および抵抗R2、R3の値を使用すると、パルス周波数は2.5 Hzになります。これは、LEDが1秒間に約2回点滅することを意味します。上で提案した回路を使用して、抵抗R2、R3と一緒に可変抵抗をオンにすることができます。これにより、可変抵抗器の抵抗値が変化したときに、LEDの点滅周波数がどのように変化するかを確認することができます。異なる金種のコンデンサを配置して、結果を観察することができます。

男子生徒の頃、マルチバイブレーターにクリスマスツリーライトのスイッチを組み立てました。すべてうまくいきましたが、花輪を接続すると、デバイスが非常に高い頻度で花輪を切り替え始めました。このため、隣の部屋では、テレビが乱暴に干渉し始め、回路内の電磁リレーが機関銃のようにパチパチ音を立てました。それは嬉しかった（うまくいく！）そして少し怖かった。両親は冗談を言っていないことに驚いた。

切り替えが多すぎるこのような迷惑なボブルは、私に休息を与えませんでした。そして回路をチェックしたところ、額面価格のコンデンサが必要でした。私はただ一つのことを考慮に入れていませんでした。

電解コンデンサは非常に古く、乾燥していた。彼らの能力は小さく、彼らのケースに示されたものとはまったく一致していませんでした。容量が小さいため、マルチバイブレーターはより高い周波数で動作し、花輪を頻繁に切り替えました。

当時、コンデンサの静電容量を測定できる装置はありませんでした。はい。テスターは、最新のデジタルマルチメーターではなく、ポインターによって使用されていました。

したがって、マルチバイブレータが過大評価された周波数を出す場合、最初に行うことは電解コンデンサをチェックすることです。幸いなことに、今では、コンデンサの静電容量を測定できる無線コンポーネントのユニバーサルテスターをわずかなお金で購入できます。

上記の周波数の矩形パルスを生成するには、図の回路と同じ原理で動作する回路を使用できます。 18.32。図に示すように。 18.40では、最も単純な差動増幅器がそのような回路のコンパレータとして使用されます。

シュミットトリガー回路の正のフィードバックは、増幅器の出力をその入力に直接接続することによって提供されます。つまり、分圧器の抵抗の抵抗はゼロに等しくなるように選択されます。式（18.16）によると、このようなスキームでは、無限に長い周期の振動が得られるはずですが、これは完全に真実ではありません。この式を導き出す際に、コンパレータとして使用される増幅器は無限に大きなゲインを持っていると仮定されました。入力電圧差がゼロに等しいときに回路のスイッチングプロセスが発生すること。この場合、回路のスイッチングしきい値は出力電圧に等しくなり、コンデンサCの両端の電圧は非常に長い時間だけこの値に達します。

米。 18.40差動増幅器に基づくマルチバイブレータ。

発電機を構成する差動増幅回路を図1に示します。 18.40、ゲインはかなり低いです。このため、アンプの入力信号の差がゼロになる前でも回路が切り替わります。たとえば、図に示すように、このようなスキームが実装されている場合。 18.41、ESL技術を使用して製造された線形増幅器に基づく（たとえば、集積マイクロ回路に基づく、回路が切り替えられる入力信号の差は、出力電圧の振幅がECL技術の基礎として、パルス周期が生成される信号は

検討対象の回路では、最大周波数のパルス電圧を生成できます。

同様のジェネレーターは、TTL回路に基づいて作成することもできます。これらの目的には、既製のシュミットトリガーチップ（たとえば、7414または74132）が適しています。これは、すでに内部に正のフィードバックがあるためです。そのようなマイクロ回路の対応する包含が図に示されている。 18.42。 TTLエレメントの入力電流はシュミットトリガー抵抗を流れる必要があるため、その抵抗は470オームを超えてはなりません。これは、動作の下限しきい値で回路を確実に切り替えるために必要です。この抵抗の最小値は、論理要素の出力負荷容量によって決定され、約100オームに等しくなります。シュミットトリガーのトリガーしきい値は0.8Vと1.6Vです。TTLタイプのICで一般的な約3Vの出力信号振幅の場合、生成される信号のパルス周波数は次のようになります。

達成可能な最大周波数は約10MHzです。

エミッタカップリングを備えた特別なマルチバイブレータ回路を使用すると、最高の生成周波数が達成されます（たとえば、マイクロ回路またはそのようなマルチバイブレータの回路図を図18.43に示します。さらに、これらの集積回路には、に基づいて作成された追加の最終ステージが装備されています。 TTLまたはESL回路の。

回路の動作原理を考えてみましょう。回路のすべてのポイントでの交流電圧の振幅が値を超えないと仮定します。トランジスタが閉じているとき、そのコレクタの電圧は実質的に供給電圧に等しくなります。トランジスタのエミッタ電圧はエミッタ電流です

米。 18.41。 ESL技術を使用して作られた線形増幅器に基づくマルチバイブレータ。

米。 18.42。 TTLテクノロジーを使用して作られたシュミットトリガーに基づくマルチバイブレーター。周波数

米。 18.43。エミッタ結合マルチバイブレータ。

トランジスタの電圧が等しい必要な振幅の信号が抵抗に割り当てられるためには、その抵抗が等しくなければなりません。次に、回路の考慮された状態で、トランジスタのエミッタの電圧は等しくなります。トランジスタが閉じている間、左側のソースからの電流がコンデンサCを流れ、その結果、トランジスタのエミッタの電圧が一定の割合で減少します。

トランジスタTは、エミッタの電圧が値に低下すると開きます。同時に、トランジスタのベースの電圧が0.5 V低下してトランジスタが閉じ、コレクタの電圧が値に上昇します。トランジスタのエミッタフォロワでは、トランジスタのコレクタの電圧が上昇し、トランジスタのベース電圧も上昇します。その結果、トランジスタのエミッタの電圧は、次の値まで急激に増加します。コンデンサCを介してジャンプするこの電圧は、トランジスタのエミッタに送信されるため、この時点での電圧は、

トランジスタがオフのとき、コンデンサCを流れる電流により、トランジスタのエミッタの電圧が一定の割合で減少します。

トランジスタは、エミッタの電位が値から値に低下するまで閉じたままです。トランジスタの場合、今回は次のようになります。

この記事では、アマチュア無線の初心者（電気技師、電子技師など）が回路図をよりよく理解し、この装置の組み立て中に経験を積むことができるように簡単に設計された装置について説明します。以下に説明するこの最も単純なマルチバイブレータは可能ですが、実際のアプリケーションも見つけることができます。回路を考えてみましょう：

図1-リレー上の最も単純なマルチバイブレータ

回路に電力が供給されると、コンデンサは抵抗R1を介して充電を開始し、同時に接点K1.1が開きます。コンデンサが特定の電圧に充電されると、リレーが動作し、接点が閉じます。接点が閉じている場合、コンデンサはこれらの接点と抵抗R2を介して放電を開始し、コンデンサが特定の電圧まで放電されると、接点が開き、プロセスが周期的に繰り返されます。このマルチバイブレータは、リレーの作動電流が保持電流よりも大きいという事実によって機能します。抵抗器の抵抗は広範囲にわたって変更することができず、これはこの回路の欠点です。電源のインピーダンスは周波数に影響を与えるため、このマルチバイブレータはすべての電源で機能するとは限りません。コンデンサの容量を増やすことができますが、接点が閉じる頻度は減少します。リレーに2番目の接点グループがあり、コンデンサの容量の巨大な値を使用する場合、この回路を使用して、デバイスを定期的に自動的にオン/オフにすることができます。組み立てプロセスを下の写真に示します。

抵抗R2の接続

コンデンサー接続

抵抗R1の接続

リレー接点とその巻線の接続

電源の配線を接続する

リレーはラジオ部品店で購入するか、古い壊れた機器から入手できます。たとえば、冷蔵庫の回路基板からリレーをはんだ付けできます。

リレーの接点が悪い場合は、少し掃除することができます。

初心者のアマチュア無線家のための無線回路

この記事では、1つの回路に基づくいくつかのデバイスを紹介します-異なる導電率のトランジスタ上の非対称マルチバイブレータ。

フラッシャー

この図を使用して、電球の点滅ライトを備えたデバイスを組み立て（図1を参照）、さまざまな目的に使用できます。たとえば、方向指示器に電力を供給するために自転車に取り付けたり、ビーコンモデル、信号灯、車や船のモデルに点滅ランプとして取り付けたりします。

トランジスタＴ１、Ｔ２上に組み立てられた非対称マルチバイブレータの負荷は、ランプＬ１である。パルス繰り返し周波数は、コンデンサC1と抵抗R1、R2の静電容量の値によって決まります。抵抗R1はフラッシュの最大周波数を制限し、抵抗R2はフラッシュの周波数をスムーズに変更できます。図によると、抵抗R2のスライダーの上部位置に対応する最大周波数で作業を開始する必要があります。

デバイスは3336Lバッテリーで駆動され、負荷がかかった状態で3.5 Vを供給し、L1ランプはわずか2.5 Vの電圧に印加されることに注意してください。燃え尽きますか？番号！その輝きの持続時間は非常に短く、糸は過熱する時間がありません。トランジスタのゲインが高い場合は、2.5 V x 0.068 Aの電球の代わりに、3.5 V x 0.16 Aの電球を使用できます。トランジスタT1には、MP35-MP38、T2-MP39-MP42などのトランジスタが適しています。

メトロノーム

同じ回路に電球の代わりにスピーカーを設置すると、別のデバイス、つまり電子メトロノームが手に入ります。音楽の指導、物理実験のタイミング、写真印刷に使用されます。

回路を少し変更すると、コンデンサC1の静電容量を減らし、抵抗R3を導入すると、ジェネレータのパルス幅が長くなります。音が大きくなります（図2）。このデバイスは、アパートのベル、モデルブザー、または子供用のペダルカーとして機能します。（後者の場合、電圧を9 Vに上げる必要があります。）また、モールス信号の教育にも使用できます。その場合にのみ、Kn1ボタンの代わりに電信キーを配置する必要があります。音のトーンはコンデンサC1と抵抗R2によって選択されます。 R3が高いほど、ジェネレーターの音は大きくなります。ただし、その値が1キロオームを超える場合は、発電機の発振が発生しない可能性があります。

ジェネレーターは、前の回路と同じトランジスターをスピーカーとして使用します-ヘッドホンまたはコイル抵抗が5〜65オームのヘッド。

水分インジケーター

導電率の異なるトランジスタの非対称マルチバイブレータには、興味深い特性があります。動作中、両方のトランジスタが同時に開いているか、ロックされています。ロックされたトランジスタによって消費される電流は非常に小さいです。これにより、水分インジケーターなど、非電気量の変化を示す経済的なインジケーターを作成できます。このようなインジケータの概略図を図3に示します。図からわかるように、発電機は電源に恒久的に接続されていますが、両方のトランジスタがロックされているため、機能しません。消費電流とR4抵抗を低減します。湿度センサーはソケットG1、G2に接続されています-長さ1.5cmの2本の細い錫メッキワイヤー。それらは互いに3-5mmの距離で生地に縫い付けられています。乾式センサーの抵抗は高いです。濡れると落ちます。トランジスタが開き、発電機が動き始めます。音量を下げるには、電源電圧または抵抗R3の値を下げる必要があります。この水分インジケーターは、新生児の世話をするときに使用できます。

音と光の信号を備えた湿度インジケーター

回路を少し拡張すると、湿度インジケーターが音声信号と同時に光信号を発します。L1ライトが点灯し始めます。この場合、図（図4）からわかるように、導電率の異なるトランジスタを備えた2つの非対称マルチバイブレータが発電機に取り付けられています。 1つはトランジスタT1、T2で組み立てられ、ソケットG1、G2に接続された湿度センサーによって制御されます。ランプL1は、このマルチバイブレータの負荷として機能します。コレクタＴ２からの電圧は、トランジスタＴ３、Ｔ４上に組み立てられた第２のマルチバイブレータの動作を制御する。可聴周波数発生器として機能し、Gr1スピーカーはその出力でオンになります。音声信号が必要ない場合は、2番目のマルチバイブレータをオフにすることができます。

この水分インジケーターのトランジスタ、ランプ、スピーカーは、以前のデバイスと同じです。

サイレンシミュレーター

トランジスタT1のベース電流の異なる導電率のトランジスタに対する非対称マルチバイブレータの周波数の依存性を使用して、興味深いデバイスを構築できます。たとえば、サイレンの音をシミュレートするジェネレーター。このような装置は、「救急車」、消防車、救助艇のモデルに取り付けることができます。

デバイスの概略図を図5に示します。初期位置では、Kn1ボタンが開いています。トランジスタはロックされています。発電機が作動していません。ボタンを閉じると、コンデンサC2は抵抗R4を介して充電されます。トランジスタが開き、マルチバイブレータが動作を開始します。コンデンサC2が充電されると、トランジスタT1のベース電流が増加し、マルチバイブレータの周波数が増加します。ボタンを開くと、すべてが逆の順序で繰り返されます。ボタンを断続的に開閉したときのサイレンの音をシミュレートします。音の立ち上がりと立ち下がりの速度は、抵抗R4とコンデンサC2によって選択されます。サイレン音は抵抗R3で設定し、音量は抵抗R5の選択で設定します。トランジスタとスピーカーは、以前のデバイスと同じように選択されています。