• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

ЗАГАЛЬМОВАНІ МУЛЬТИВІБРАТОРИ

Загальмовані мультивібратори працюють у чекаючому режимі. У такому режимі мультивібратор має один стан стійкої рівноваги. Імпульси прямокутної форми формуються лише після надходження імпульсу запуску, який пе­реводить мультивібратор з стійкого стану рівноваги до тимчасово стійкого стану. Момент закінчення тимчасово стійкого стану визначається колом, що задає час. Таким чином, під впливом імпульсу запуску загальмований муль­тивібратор виробляє один прямокутний імпульс, після чого повертається достану стійкої рівноваги. Змінюючи сталу часу (дискретно або плавно) кола, що задає час, можна регулювати тривалість вихідних імпульсів в широких межах. Загальмований мультивібратор ще називають одновібратором, спус­ковою схемою, однотактним релаксатором, кіп–реле та ін. Однак незалежно від назви загальмований мультивібратор являє собою пристрій з позитивним зворотним зв'язком, що має один стійкий та один тимчасово стійкий стан рі­вноваги.

Загальмований мультивібратор а інтегральному виконанні на біпо­лярних транзисторахможна створити з автоколивного мультивібратора з колекторно–базовим позитивним зворотним зв'язком (див. рис. 8.14, а), якщо його примусово закрити в одному із тимчасово стійких станів, перетво­ривши його в стійкий стан.

Загальмовані мультивібратори цього типу, в яких задають час два конденса­тори, є в серії 218 інтегральних мікросхем. А в серії 119 є загальмовані муль­тивібратори з одним конденсатором, що задає час. Розглянемо принцип роботи загальмованого мультивібратора 119ГФЗ з одним конденсатором, що задає час (рис. 8.18, а).

У вихідному стані транзистор VT2 відкритий фіксованим базовим струмом, що протікає через резистор R,верхній кінець якого з’єднаний з джерелом колекторного живлення Е_С.Через те що напруга на колекторі цього відкритого транзистора мала, напруга на базі транзистора VT1 з урахуванням коефіцієнта передавання подільника напруги R2, R3близька до нуля, тобто VT1 закритий. Напруга на колекторі закритого транзистора VT1 майже дорівнює напрузі джерела живлен­ня (рис. 8.18, б). Конденсатор С через ділянку емітер–база відкритого тран­зистора VT2 заряджений до напруги U_C (0) ≈ Е_С – U_В де U_В – напруга на базі.

Рис. 8.18.

З подачею до входу вивід 8 мультивібратора в момент часу 11 (рис. 8.18, б) імпульсу запуску U_зап позитивної полярності діод VD2 пропускає до бази транзистора VT1 лише позитивний, попередньо скорочений колом, що дифе­ренціює (С1, R1), короткий імпульс. При цьому транзистор VT1 починає від­криватися й напруга U_C1 дещо зменшується. Оскільки напруга на конденсаторі С миттєво змінитися не може, то цей приріст негативної напруги передається до бази транзистора VT2, підзакриваючи його. Напруга U_С2 при цьому збільшується, що завдяки конденсатору прискорення С2 призводить до збіль­шення напруги на базі транзистора VT1. Цей регенеративний процес зростає лавиноподібне і закінчується закриванням транзистора VT2 й насиченням транзистора VT1, напруга на колекторі якого U_С1(на виході мультивібратора) зменшується до напруги насичення транзистора U_СЕнас. Увесь негатив­ний потенціал правої обкладки конденсатора С прикладається до бази тран­зистора VT2.

Але такий стан мультивібратора е тимчасово стійким. Конденсатор С по­чинає перезаряджатися в колі + Е_С – R – С – VD1 – емітер – колектор Т1 – (– Е_С), і напруга U_В2 на базі транзистора VT2 збільшується. Коли ця напруга в момент часу t₂ досягає нульового рівня, транзистор VT2 відкривається, і в схемі виникає регенеративний процес перевертання, аналогічний до описаного вище, в результаті якого мультивібратор повертається у початковий стан. Тривалість імпульсу, що формується на коле­кторі транзистора VT1, від моменту подавання імпульсу запуску до закінчення тимчасово стійкого стану

t₁ = RС ln(2–3χ) (8.33)

χ = U_D /Е_С; U_D – напруга на діоді.

Рис. 8.19

Якщо врахувати, що для мікросхеми 119ГФ3 Е_С = 3В та U_D = 0,5...0,6В, то відповідно до виразу (8.33)

t_і = 0,4RС. (8.34)

Час відновлення загальмованого мультивібратора що дорівнює часу заряджання конденсатора С,

t_в≈ 3τ_зар≈ 3СR_зар. (8.35)

Для нормальної роботи схеми період повторення імпульсів запуску має бути не меншим ніж повний цикл його роботи

Т > t_і + t_в.(8.36)

Амплітуду вихідних імпульсів, як і для автоколивних мультивібраторів, можна розрахувати за формулою (8.22). Вихідну напругу доцільно знімати з колектора транзистора VT1, адже коло корекції з діода VD1 та резистора R_зарзабезпечує корекцію форми імпульсу як і в автоколивних мультивібра­торах (див. рис. 8.15, а). Конденсатор С навісного типу під'єднаний до виводів 5 та 12 мікросхеми.

Принципова схема та схема ввімкнення загальмованого мультивібратора 218ГФ2 з двома конденсаторами, що задають, час (як і в попередньому варіанті також навісного типу), показана на рис 8.19, а, б. Розглянемо її особливості. У вихідному стані схеми транзистор VT1 відкритий, адже його база через резистори R1та R2під'єднана до джерела живлення + Е_С,а транзистор VT2 – закритий, бо його база через резистор R5з'єднана з корпусом. Запускається мультивібратор імпульсами негативної полярності, попередньо скороченими колом, що диференціює (R3, С3). Таким чином, після запуску закривається транзистор VT1. Коло з послідовно ввімкнених діодів VD4 та VD5 підвищує завадостійкість схеми. Вихідну напругу можна знімати з колекторних кіл обох транзисторів, що мають кола корекції форми імпульсів (VD1, R_зар та VD2, R_зар).

Рис. 8.20

Загальмовані мультивібратори на операційних підсилювачах. Схеми таких мультивібраторів створюють зі схем автоколивних мультивібраторів (див. п. 8.6), забезпечуючи переведення останніх з автоколивного режиму в чекаючий. Конденсатор, що задає час у схемі загальмованого мультивібра­тора на ОП, можна увімкнути в коло зворотного зв'язку за інвертуючим та неінвертуючим входом. Мультивібратори другого виду з конденсатором в колі позитивного зворотного зв'язку мають найгірші характеристики і вико­ристовуються рідко. Схема загальмованого мультивібратора з ввімкненням конденсатора у коло негативного зворотного зв'язку за інвертуючим входом показана на рис.8.20, а. Вона отримана зі схеми автоколивного мультивібра­тора (див. рис. 8.16, а), де паралельно конденсатору С ввімкнено додатковий діод VD1 та введено коло запуску з елементів С1, R2,VD2. Діод VD1 забез­печує чекаючий режим роботи мультивібратора. Коло диференціювання С1, R2формує імпульси запуску .малої тривалості. Через діод VD2 до інвертуючого входу операційного підсилювача надходять імпульси ли­ше позитивної полярності.

В стані стійкої рівноваги мультивібратора (інтервал часу 0 – t₁), який визна­чається петлею позитивного зворотного зв'язку, напруга на виході . Безперечно, що

має низький негативний рівень, а напруга , що збігається з напругою на відкритому ді­оді VD1, майже дорівнює нулю.

Імпульс запуску з амплітудою що надходить в момент ча­су t₁ до інвертуючого входу ОП викликає розвиток лавиноподібного процесу перемикання мультивібратора завдяки дії позитивного зворотного зв'язку через резисторний подільник напруги R1, R3. При цьому напруги на виході стрибком збільшується до ,і мультивібратор переходить у тимчасово стійкий стан. Напруга на неінвертуючому вході змінюється на позитивну , де β = R₁ /(R₁+ R3) – нове значення коефіцієнта передавання напруги з виходу ОП на неінвертуючий вхід (β ≠ γ),адже діод VD2 внаслідок зміни полярності вихідної напруги змішується в зворотному напрямі і від'єднує елементи R2, С1 від подільника напруги R1, R3.Позитивний рівень вихідної напруги закриває відкритий до цього моменту діод VD1, і конденсатор С починає заряджатися в колі з резистором R. Напруга на конденсаторі U_С = експоненційно зростає до асимптотичного рівня . Коли в момент часу t₂ ,ОП входить в підсилювальний режим, напруга на виході зменшується. При цьо­му В результаті дії зворотного зв'язку зменшується також вхідна напруга U_вх, що викликає подальше зменшення вихідної напруги і т. д. Розвиток регенерати­вного процесу призводить до перевертання мультивібратора (підсилювач спрацьовує як двовходовий компаратор) і закінчення процесу формування імпульсу позитивної полярності. Одновібратор повертається до стійкого стану рівноваги.

Процес заряджання конденсатора С описує рівняння (8.27), в якому U_C(∞) = , U_C = 0, τ = RС,

U_C (t)= (1– е^–t/τ). (8.37)

У процесі заряджання напруга на конденсаторі не досягає , оскільки в момент часу t₂( ) ОП повертається у початковий стан, то­му, прийнявши в рівнянні (8.37) U_C (t_i)= , визначимо тривалість вигід­ного імпульсу так:

(8.38)

Час відновлення стійкого стану мультивібратора t_в визначається процесом перезаряджання конденсатора через резистор R та вихід ОП, який згідно з рівнянням (8.27), де U_C (0) = , U_C (∞) = (полярність напруги на ви­ході ОП змінилася), описується залежністю

(8.39)

Через те, що в процесі перезаряджання конденсатора; напруга на якому в мо­мент часу t = t_взменшується до нуля (рис. 8.20, б), то, прийнявши в рівнянні (8.39) U_C = 0, а також = , отримаємо

(8.40)

Порівнявши вирази (8.38) та (8.40), враховуючи, що β < 1, переконуємося в правильності нерівності t_в< t_i. Якщо в схемі (рис. 8.20, а) змінити полярність вмикання діода VD1 (катод діода під'єднати до корпусу), то вихідна на­пруга ОП в режимі стійкого стану мультивібратора буде позитивною, а полярність вихідних імпульсів – негативною.

Читайте також:

1. АВТОКОЛИВНІ МУЛЬТИВІБРАТОРИ
2. Мультивібратори
3. Мультивібратори
4. Мультивібратори на біполярних транзисторах
5. Мультивібратори на логічних елементах І – НІ.
6. Мультивібратори на операційних підсилювачах.
7. Мультивібратори на операційному підсилювачі

Переглядів: 1237