Zobrazení zdroje stránky Praktická elektronika/Obvody/Astabilní klopný obvod

'''Klopný obvod''' ('''KO''') je [[Elektronika|elektronický]] obvod, který přechází mezi několika diskrétními stavy (nejčastěji dvěma), přičemž ke změně mezi stavy dochází skokově (překlopením).

'''Astabilní''' označované také jako '''AKO,''' nemají žádný stabilní stav, což znamená, že tyto obvody se neustále překlápějí (oscilují) mezi jedním a druhým stavem podle nastavené časové konstanty. Dají se použít jak k jednoduchým zapojením jako jsou blikače, houkačky a podobně, tak i ve složitých konstrukcích, například v procesorech (generátor taktovací frekvence.

== Blikač ==

=== Verze s jedním tranzistorem ===
Jeden z nejjednodušších obvodů vůbec je blikač, který používá tranzistor v neobvyklém zapojení - kolektorový obvod je zapojen s opačnou polaritou a báze není zapojena vůbec. Využívá se zde tzv. lavinového jevu, kdy dochází k nedestruktivnímu průrazu. Kondenzátor '''C''' se přes odpor '''R''' nabíjí. Až napětí na něm překročí limitní hodnotu, tranzistor '''Q''' se otevře a kondenzátor se vybíjí do diody '''D''', která tak svítí. Po poklesu napětí na kondenzátoru pod určitou mez se tranzistor uzavře, dioda zhasne, kondenzátor se opět nabíjí a celý děj se opakuje s periodou asi 4 bliknutí za sekundu.
[[Soubor:Miniblikač.png|náhled|264x264pixelů|Schéma nejjednoduššího blikače]]
'''Seznam součástek'''

* U<sub>N</sub> = 16 V
* R = 27 kΩ
* C = 100 µF/25V
* Q – BC 547 
* D – LED 2 V/20 mA/⌀5mm
* f = cca 4 Hz 

=== Verze se dvěma tranzistory ===
[[Soubor:Transistor Multivibrator.svg|náhled|Schéma AKO|291x291pixelů]]
Základní zapojení AKO zahrnuje použití dvou tranzistorů s dvěma zpožďovacími obvody. Po zapojení obvodu se začnou oba kondenzátory '''C1''' a '''C2''' nabíjet a tranzistory '''Q1''' a '''Q2''' se začnou otevírat. Jelikož jsou použity reálné tranzistory, které mají (vlivem nedokonalé výroby) mírně odlišné parametry, jeden z tranzistorů se otevře dříve. Za předpokladu, že se dříve otevře tranzistor '''Q1''', kondenzátor '''C1''' se začne vybíjet, čímž uzavře tranzistor '''Q2'''. Kondenzátor '''C2''' se nabíjí a ještě více otevírá '''Q1''' (kladná zpětná vazba). V okamžiku, kdy se '''C1''' přebije na opačnou polaritu, vzroste na bázi '''Q2''' napětí a ten se začne otevírat. Toto způsobí nabíjení kondenzátoru '''C1''' a vybíjení '''C2'''. V tomto okamžiku se obvod skokově překlopí a na výstupu (kolektor jednoho z tranzistorů) se objeví opačná úroveň napětí.

Doba, po jakou bude na výstupu jeden nebo druhý stav je závislá na velikostech použitých součástek:

:<math>t_1 = \ln(2) R_2 C_1</math>
:<math>t_2 = \ln(2) R_3 C_2</math>

Perioda kmitání obvodu je:

:<math>T = t_1 + t_2 = \ln(2) ( R_2 C_1 + R_3 C_2 )</math>
Při konstrukci blikače se dvěma tranzistory bude vycházet ze schématu výše a sériově s rezistory '''R'''<sub>1</sub> a '''R<sub>2</sub>''' přidáme '''LED''' diody. Chceme aby oba oba stavy trval stejně dlouho, proto bude '''R<sub>2</sub> = R<sub>3</sub>''' a '''C<sub>1</sub> = C<sub>2.</sub>''' Napájecí napětí '''U<sub>0</sub>''' může být v rozsahu '''3-5 V''', můžeme tedy použít např. plochou baterii.

'''Seznam součástek'''

* U<sub>0</sub> = 4,5 V (baterie)
* R<sub>1,</sub><sub>4</sub> = 100 Ω
* R<sub>2,</sub><sub>3</sub> = 68 kΩ
* C<sub>1,</sub><sub>2</sub> = 10μF/12V
* Q<sub>1,2</sub> - BC 547
* LED<sub>1,2</sub> - 2V/20mA/⌀5mm
* f = cca 1 Hz

<gallery>
BlikačAKO.png|Schéma
BlikacAKO.JPG|Provedení
AKOhotovy.jpg|V praxi
</gallery>

== Hod mincí ==
[[Soubor:Hod minci2.png|náhled|353x353pixelů|Schéma obvodu simulujícího hod mincí]]
Následující modifikovaný astabilní klopný obvod simuluje hod mincí tak, že po stisknutí tlačítka '''K''' se začnou střídavě otevírat a zavírat tranzistory '''Q<sub>1</sub>''' a '''Q<sub>2</sub>''', vlivem čehož diody '''LED<sub>1</sub>''' a '''LED<sub>2</sub>''' blikají tak rychle, že vypadají jako by obě svítily. Po uvolnění tlačítka zůstane náhodně svítit pouze jedna z nich (''panna'' nebo ''orel'').<ref>{{Citace elektronické monografie
| příjmení = 
| jméno = 
| titul = Rozhodovač ANO/NE
| url = https://ok1kvk.cz/clanek/2012/rozhodovac-ano-ne/
| vydavatel = Radioklub OK1KVK
| místo = 
| datum vydání = 
| datum přístupu = 2020-05-19
}}</ref>

'''Seznam součástek'''

* U<sub>0</sub> = 9V (baterie)

* R<sub>1,</sub><sub>2</sub> = 1 kΩ
* R<sub>3,</sub><sub>4</sub> = 100 kΩ
* R<sub>5,6</sub> = 33 kΩ
* C<sub>1,</sub><sub>2</sub> = 100 nF
* Q<sub>1,</sub><sub>2</sub> - BC547
* LED<sub>1</sub>,<sub>2</sub> - ⌀ 5 mm
* K - tlačítko

== Metronom ==
[[Soubor:Metronom simple.png|náhled|323x323pixelů|Schéma metronomu]]
Tento obvod funguje na jiném principu, a to jako tzv. rázový oscilátor. Před zapnutím jsou tranzistory '''Q<sub>1</sub>''' a '''Q<sub>2</sub>''' zavřeny. Po připojení napájení se začne přes odpory '''R<sub>1</sub>''' a '''R<sub>2</sub>''' nabíjet kondenzátor '''C''' a když napětí na něm dosáhne prahové hodnoty, otevře tranzistor '''Q<sub>2</sub>'''. Ten vyšle impuls, který se ozve z reproduktoru '''Z''' a současně otevře tranzistor '''Q<sub>1</sub>''', který připojí kondenzátor '''C''' ke zdroji s opačnou polaritou, čímž ho téměř okamžitě vybije. Oba tranzistory se uzavřou a kondenzátor se začíná znovu nabíjet. Potenciometrem '''R<sub>2</sub>''' je možné nastavit dobu nabíjení a tím i tempo, a to cca v rozsahu '''70-100 BPM''' (úderů za minutu).

'''Seznam součástek'''
* U<sub>N</sub> = 9V (baterie)

* R<sub>1</sub> = 22 kΩ
* R<sub>2</sub> = 10 kΩ / G
* C = 33 μF
* Q<sub>1</sub> - BC 557
* Q<sub>2</sub> - BC547
* Z - 8Ω/0,125 W
* f = 1 - 1,7 Hz

== Odkazy ==
<references />

[[Kategorie:Praktická elektronika|{{#titleparts:{{PAGENAME}}||2}}]]