АВТОКОЛИВНІ МУЛЬТИВІБРАТОРИ

Автоколивний мультивібратор – це релаксаційний автогенератор напруги прямокутної форми. Термін "автогенератор" означає, що він генерує коливання, які не згасають без будь–якого запуску ззовні і не має стійких станів рівноваги. Релаксаційний характер вихідних коливань вказує на те, що умови самозбудження (див. формули (7.6) та (7.7)) виконуються в широкому діапазоні частот. У мультивібраторі частота слідування імпульсів прямокутної форми, що періодично повторюються, визначається параметрами кіл, які задають час, властивостями схеми й режимами її живлення. На частоту автоколивань впливає навантаження. Часто автоколивний мультивібратор застосовують як генератор імпульсів великої тривалості, які далі використовують для формування імпульсів необхідної тривалості та амплітуди. Таким чином, мультивібратори, що працюють в автоколивному режимі, застосовують як задавальні генератори. В зв'язку з цим до мультивібратора ставляться вимоги високої стабільності частоти, якої можна досягти лише застосуванням спеціальних заходів. Відносна нестабільність частоти, під впливом дестабілізуючих факторів становить приблизно кілька відсотків.

При проектуванні автоколивних мультивібраторів як елементну базу використовують біполярні транзистори, а також аналогові та цифрові інтегральні схеми. Останніми частіше є операційні підсилювачі й логічні елементи. Напівпровідникові прилади в мультивібраторах працюють в ключовому режимі.

Рис. 8.14

До складу серій 119 та 218 входять автоколивні мультивібратори з інтегральними схемами, аналогічними схемам мультивібраторів на транзисторах. Вони містять додаткові елементи корекції форми імпульсів, захисні діоди, а також елементи для вимикання режиму насичення. Деякі схеми мультивібраторів; в інтегральному виконанні не мають в своєму складі конденсаторів, які задають час, що дозволяє використовувати такі схеми у будь–якому діапазоні частоті навісними конденсаторами необхідних номіналів.

Симетричні мультивібратори в інтегральному виконанні. Автоколивний мультивібратор в інтегральному виконанні аналогічний симетричному мультивібратору з колекторно–базовим позитивним зворотним зв'язком (рис. 8.14, а). Симетричність схеми означає ідентичність симетрично розміщених елементів, тобто R_С₁= R_С₂, R_В₁= R_В₂, С_В₁= С_В₂,параметри транзисторів однакові. Мультивібратор складається з двох підсилювальних каскадів за схемою ЗЕ, вихідна напруга кожного з яких подається на вхід другого.

Якщо ввімкнути напругу джерела живлення Е_С, то обидва транзистори пропускають колекторні струми (їх робочі точки знаходяться в активній області І (див. рис. 8.3,б), тому що на бази через резистори R_B₁та R_B₂подається від'ємне зміщення. Але такий стан не стійкий. За наявності в схемі позитивного зворотного зв'язку легко виконується умова , і двокаскадний підсилювач самозбуджується. Починається процес регенерації, тобто швидке збільшення струму одного транзистора й зменшення струму другого.

Уявімо, що В результаті будь–якої випадкової зміни напруги на базах або колекторах трохи збільшиться струм І_С₁транзистора VT1. При цьому збільшиться спад напруги на резисторі R_С₁, і позитивний потенціал колектора в транзисторі VT1 матиме приріст. Через те що напруга на конденсаторі С_В₁ миттєво змінитися не може, цей приріст подається на базу транзистора VT2, призакриваючи його. Колекторний струм І_С₂ при цьому зменшується, напруга на колекторі транзистора VT2 стане більш негативною і, передаючись через конденсатор С_В2 на базу транзистора VT1, ще більше відкриває його, збільшуючи струм І_С₁. Цей процес відбувається лавиноподібно й завершується тим, що транзистор VT1 входить у режим насичення, а транзистор VT2 – в режим відсічки. Схема переходить в один зі своїх тимчасових стійких станів (квазистійкий стан). При цьому відкритий стан транзистора забезпечується зміщенням від джерела Е_Счерез резистор R_B₁, а закритий стан транзистора VT2– позитивною напругою на конденсаторі С_В₁ (U_СВ₁= U_В2> 0), який через відкритий транзистор VT1 ввімкнений у проміжок база–емітер транзистора VT2. Описані процеси відповідають моменту часу t = 0 на рис. 8.14, б. Тепер конденсатор С_В2швидко заряджається в колі + Е_С– емітер – база VT1– С_В2 – R_С2 – Е_Сдо напруги Е_С. Конденсатор С_В₁заряджений в попередньому періоді, перезаряджається через резистор R_B2 і відкритий транзистор VТ1 струмом джерела живлення Е_С, Напруга на конденсаторі С_В₁прагне зменшитися до – Е_С(див. графік для U_В2 ). В момент часу t₁ напруга U_СВ₁= U_В2змінює знак, внаслідок чого відкривається транзистор VT2 й виникає струм І_С₂. Збільшення струму І_С₂призводить до процесу аналогічного описаному вище, коли збільшується струм І_С₂. Внаслідок цього транзистор VT2 входить у режим насичення, а транзистор VT1– в режим відсічки (другий тимчасовий стійкий стан). В інтервалі часу t₁– t₂, відбувається заряджання конденсатора С_В₁та перезаряджання конденсатора С_В2.

Таким чином, мультивібратор періодично переходить з одного тимчасового стійкого стану в другий, а вихідна напруга, що знімається з колектора будь–якого транзистора, має майже прямокутну форму.

Напруга на базі будь–якого з транзисторів для перезаряджання конденсатора С_В₁змінюється за експоненційним законом (рис. 8.14, б):

U_B = 2Е_C exp(–t/τ_B) –Е_C, (8.20)

де τ_B = R_BС_B; R_В₁= R_B2 = R_B; С_B₁= С_В2 = С_В. При t = t₁U_В = 0. З рівності (8.20) визначимо тривалість одного імпульсу t_і1 = τ_B ln2 ≈ 0,7R_BС_B.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
ЕЛЕКТРОННІ КЛЮЧІ	\|	Період коливань мультивібратора симетричної схеми

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.005 сек.