Multivibraator

Multivibraator on isevõnkuv relaksatsioongeneraator, mis tekitab ristkülikukujulisi impulsse. Multivibraatoreid saab valmistada transistoride, operatsioonvõimendite, loogikaelementide ja mikrolülituste baasil.

Bipolaartransistoridega multivibraator

Multivibraator koosneb kahest lülitirežiimis astmest, kusjuures ühe astme väljund on teise astme sisendiga ühendatud kondensaatorite vahendusel. Kondensaatorite laadumiseks kuluv aeg määrab generaatori astmete sulgumise või avanemise. Üleminek ühest olekust teise toimub väga kiiresti tänu kondensaatorite kaudu loodud positiivsele tagasisidele.

Bipolaartransistoridega multivibraator

Transistoride baasiahela takistid R2 ja R3 on võrdse takistusega; neid läbivast voolust piisab transistoride täielikuks avamiseks, s.t viimiseks küllastusrežiimi. Kollektoriahela takistid R1 ja R4 on samuti ühesuurused, kuid nende takistus on tunduvalt väiksem kui baasitakistitel. Kondensaatorid võivad olla erineva mahtuvusega; ühesuuruste mahtuvuste korral võrdub impulsi kestus impulsside vaheaja kestusega, s.t saadakse meanderimpulsside jada.

Toite sisselülitamisel üks transistoridest astmete teatava ebasümmeetria tõttu avaneb (muutub juhtivaks) ja teine sulgub (katkestab kollektori-emitteri ahela). Kui näiteks avaneb Q1 ja sulgub Q2, siis hakkab C2 laaduma läbi suhteliselt väikest takistust omava takisti R4 ja Q1 avatud emittersiirde; C1 aga saab voolu takisti R2 kaudu, mille takistus on tunduvalt suurem. Seetõttu laadub C2 kiiresti peaaegu toitepingeni, kuna aga pinge kondensaatoril C1, olles ühtlasi Q2 baasipingeks, kasvab aeglaselt. Senikaua kui pinge Q2 baasil on veel negatiivne, jääb Q2 suletuks. Hetkel, mil pinge Q2 baasil muutub veidi positiivseks, hakkab see transistor avanema ja pinge tema kollektoril langeb. See pinge vähenemine kandub C2 kaudu Q1 baasile, nii et see transistor hakkab sulguma. Seetõttu pinge tema kollektoril ja ühtlasi Q2 baasil tõuseb. Sellise laviinprotsessi tulemusena avaneb Q2 täielikult ja Q1 sulgub hüppeliselt. Nüüd on transistoride osad vahetunud ja hakkab kiiresti laaduma C1 ja aeglaselt C2. See protsess kestab seni, kuni pinge Q1 baasil muutub veidi positiivseks ning järgneb uus ümberlülitumine, jne.

Niisuguse multivibraatoriga genereeritakse impulsse kordussagedusega vahemikus 100 Hz kuni 100 kHz. Impulsisagedus

$f={\frac {1}{T}}={\frac {1}{\ln(2)\cdot RC}}\approx {\frac {1}{0{,}693\cdot (R_{2}C_{1}+R_{3}C_{2})}},$

kus

• f ‒ sagedus hertsides;
• R₂ ja R₃ ‒ takistus oomides;
• C₁ ja C₂ ‒ mahtuvus faradites;
• T ‒ impulsikorduse periood sekundites.

Mikrolülitusega NE555 multivibraator

Multivibraator mikrolülitusega NE555

See integraalkomponendiga lülitus, mis vajab vaid kahe takisti ja ühe kondensaatori lisamist, võib tekitada ristkülikimpulsse sagedusvahemikus 1 Hz kuni 500 kHz. Erinevalt transistoridega lülitusest ei sõltu impulsisagedus kuigivõrd toitepingest.

Välislingid

• Multivibrators
• Operatsioonvõimendiga multivibraatorid