Частота колебаний мультивибратора зависит от величин емкостей конденсаторов и сопротивлений резисторов, входящих в цепи обратной связи. Мультивибратор, имеющий одно состояние устойчивого равновесия, из которого он под действием внешнего запускающего импульса скачкообразно переходит в квазирезонансное состояние и затем возвращается в состояние равновесия, называется ждущим. В зависимости от схемы построения различают симметричные и несимметричные мультивибраторы. Мультивибраторы широко используются в технике, быту и самоделках радиолюбителей. Получить мультивибратор можно из обычного простого усилителя звуковой частоты на двух транзисторах, включив конденсатор между его входом и выходом (рис. 15.1).
Рис. 15.1. Принципиальная схема усилителя звуковой частоты до и после (соединительный провод (пунктирная линия), включенный в разъемы X1 и Х3) превращения его в мультивибратор
Широкораспространенная схема симметричного мультивибратора на двух транзисторах приведена на рис. 15.2.а.
Сигнал мультивибратора можно снимать с резистора R1 или R5 и подавать на вход любого усилителя через конденсатор С3. Желаемая частота мультивибратора устанавливается изменением величин резисторов R3 = R4 и конденсаторов C1 = С2. Частоту генератора в зависимости от указанных резисторов и конденсаторов можно определить по формуле:
f (Гц) = 1/(1,4·R (МОм)·С (мкФ)).
При значениях резисторов и конденсаторов, указанных на схеме, частота первой (основной) гармоники составляет 1000 Гц. Помимо основной частоты мультивибратор генерирует большое количество гармоник других частот, в том числе и частоты средних и длинных волн.
Собрав мультивибратор по вышеприведенной схеме в небольшом корпусе, проверяют его работоспособность. Для этого к его выходу подключают наушники. Наличие звука средней тональности говорит о его исправности. Данный прибор может быть полезен для разных целей: проверки общей работоспособности аппаратуры, налаживания усилителей как низких, так и высоких частот, создания программы для детской железной дороги.
Пользующиеся большой популярностью различные макеты железных дорог можно сделать более занимательными, если составить программу для управления движением поездов. Для этого необходим обычный магнитофон с выходом на наушники, мультивибратор (рис. 15.1) и один тиристор с подпаянными проводниками для подключения к магнитофону, железной дороге и блоку питания (рис. 15.2.б). Сигнал с мультивибратора подают на вход магнитофона, а далее усиленный сигнал на тиристор, на который также подается питание железной дороги. Регулировка силы сигнала приводит к изменению скорости движения поезда вплоть до остановки. Для создания программы включают магнитофон на режим «запись», подключают к его входу мультивибратор и проводят поезд по трассе со всеми остановками. После записи программы включают магнитофон на режим «воспроизведения» (громкость устанавливают на максимум), мультивибратор отключают, пленку перематывают в начало, а поезд возвращают в исходное положение. Подобную программу можно сделать и для электрифицированных игрушек.
Рис. 15.2. Принципиальные схемы симметричного мультивибратора, полученного из УЗЧ рис. 15.1 (а) и приставка (б) к железной дороге при его использовании
15.2. Применение мультивибратора в радиоэлектронных устройствах
Туристы, находящиеся в походах, как известно, очень берегут свои карманные фонарики, не включают их без надобности, экономят энергию гальванических батарей. Выпускающиеся промышленностью фонарики не позволяют изменять яркость свечения лампочки. Ввести в фонарик регулятор яркости несложно, если использовать вышерассмотренный мультивибратор. Схема такого фонарика изображена на рис. 15.3.
Рис. 15.3. Принципиальная схема импульсного фонарика
Как видно, в основе фонарика лежит несимметричный мультивибратор, скважность импульсов (см. Словарь) которого плавно изменяется переменным резистором R3. На транзисторе VT3 собран электронный ключ, который управляет работой лампы EL1. Наибольший интервал между вспышками, который позволяет установить резистор R3 составляет 7 секунд. При самом наименьшем интервале между вспышками, из-за инерционности нити накаливания лампы, свет фонаря кажется непрерывным. В этом случае фонарик работает экономно, так как потребляет незначительную часть электроэнергии батареи. В фонарике могут быть использованы такие детали. Лампочка накаливания на 2,5 В и ток 0,068 А. Транзисторы VT1 и VT2 типа МП39…МП42, a VT3 — МП25, МП26, ГТ402 с желательно с большим статическим коэффициентом передачи тока. Резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы — К50-6. Монтируется электронное устройство на небольшой печатной плате, размеры которой определяются свободным местом в (фонарике. При исправных деталях регулятор яркости фонарика налаживания не требует. Работоспособность импульсного фонарика сохраняется при снижении напряжения питания до 3 В.
15.2.2. Пробник со световой сигнализациейИспользуя симметричный мультивибратор в качестве индикатора проверяемой цепи, можно построить полезный при налаживании радиоэлектронных конструкций малогабаритный универсальный пробник. Такой пробник позволит обнаружить оборванные и короткозамкнутые участки в жгутах и кабелях, проверить исправность реле, резисторов, конденсаторов, предохранителей, ламп накаливания, определить состояние р-n переходов у диодов и транзисторов. Схема пробника представлена на рис. 15.4.
Рис. 15.4. Принципиальная схема пробника со световой сигнализацией с использованием мультивибратора для проверки радиодеталей
Пробник работает следующим образом.
При замыкании щупов X1 и Х2, на базу подается положительное напряжение, транзисторы VT1 и VT2 открываются и начинает работать мультивибратор, собранный на транзисторах VT3 и VT4. Об этом свидетельствует мигание лампочки накаливания. При разомкнутых щупах лампочка не горит, так как не работает мультивибратор. При желании вместо светового сигнала можно ввести звуковой, включив вместо лампочки наушник ДЭМШ-1А. Если заменить резистор R6 на наушник, то получим пробник с двумя оповещающими сигналами — световым и звуковым.
Пробник позволяет проверять цепи сопротивлением до 100 кОм, при токе в исследуемом участке до 200 мкА. Максимальный потребляемый ток прибором в импульсе составляет 20 мА. Для питания прибора используется батарея «Крона». В приборе используется транзисторная сборка К1НТ251, при ее отсутствии можно использовать транзисторы КТ315Б, резисторы типа МЛТ-0,125, а электролитические конденсаторы — К53-14. Лампа СМИ 10-50-2. Все детали пробника смонтированы на печатной плате размером 65x14 мм. К плате припаян щуп ХР2 (игла), щуп ХР2 соединен с ней проводом МГТ 0 0,14 мм. Пробник при исправных деталях начинает работать сразу и не требует настройки.
15.2.3. Генератор-пробник с использованием катушки индуктивностиГенератор-пробник конечно не заменит в полной мере генератор стандартных сигналов (ГСС), но все же, имея стандартные фиксированные частоты, облегчит настройку супергетеродинных приемников, проверит исправность усилителей звуковой и низкой частоты, переходных цепей и другое. Электронный пробник является довольно универсальным прибором, в частности, он может выполнять функции модулятора и генератора. Генератор-пробник состоит из двух генераторов: высокой и звуковой частоты. Его схема приведена на рис. 15.5.
Рис. 15.5. Принципиальная схема генератора-пробника с использованием мультивибратора для настройки ВЧ и НЧ каскадов радиоаппаратуры
Звуковой генератор собран по схеме мультивибратора на транзисторах VT1 и VT2. Частота колебаний звукового генератора составляет 1000 Гц. Высокочастотный генератор собран по схеме с индуктивной обратной связью на транзисторе VT3. Катушка связи L1 включена в цепь коллектора транзистора. Напряжение обратной связи снимается с части витков контурной катушки L2 и через конденсатор С4 поступает в цепь эмиттера. База транзистора по переменному току заземлена через конденсатор С3.
Когда переключатель находится в положении 2, 3 или 4 каскад работает в автоколебательном режиме. В положении 1 каскад превращается в эмиттерный повторитель и на выходе имеем звуковой сигнал. Высокочастотный генератор в зависимости от положения выключателя вырабатывает следующие частоты: 465 кГц для настройки фильтров ПЧ (положение 3), 400 кГц для настройки начала диапазона ДВ (положение 2) и 1500 кГц (положение 4) для настройки начала диапазона СВ. Напряжение на выходе генератора-пробника составляет 100 мВ. Питается прибор от одного гальванического элемента типа 316.
