Мультивибраторы и одновибраторы

Мультивибратор — это релаксационный (т.е. использующий положительную обратную связь) генератор прямоугольных импульсов. Он преобразует энергию источника питания в энергию выходных сигналов. Мультивибратор обладает свойством самовозбуждения. Простейшая схема мультивибратора, представленная на рис. 4.16, содержит два транзисторных ключа с симметричными коллекторно-базовыми обратными связями через конденсаторы. Базовые резисторы обеспечивают надежное открывание ключа:

где S — коэффициент запаса по насыщению.

Амплитуда выходного сигнала ненагруженного мультивибратора близка к напряжению питания

Длительности генерируемых импульсов определяются постоянной времени перезаряда конденсатора через базовый резистор:

При и длительность импульса , а периода колебаний .

Скважность колебаний (при разных t _U1 и t _U2) ограничивается временем полного заряда конденсатора. При использовании транзисторов с коэффициентом усиления по току b = 30 можно получить значение скважности не более 10.

Для того, чтобы мультивибратор начинит генерировать сразу при включении питания, должен быть мягкий режим самовозбуждения с минимальным запасом по насыщению.

При глубоком насыщении возникает жесткое самовозбуждение, требующее внешнего воздействия для начала генерации. Без этого воздействия оба транзистора оказываются в открытом состоянии.

Обычно используются мультивибраторы с S = 2–3. Меньшие значения S ухудшат прямоугольность выходного сигнала, а большие приведут к срыву генерации.

Для улучшения формы генерируемых импульсов используют специальные схемы.

Симметричный мультивибратор на операционном усилителе показан на рис. 4.17. Он выполняется на базе инвертирующего триггера Шмитта, в котором отрицательная обратная связь включается через фильтр низкой частоты в виде RC-цепи. Длительность генерируемого импульса

Соответственно, частота генерации:

При частота генерации .

Одновибратор — это схема с одним устойчивым состоянием и одним неустойчивым состоянием. Переход во второе состояние происходит под воздействием внешнего сигнала — запускающим импульсом. Время нахождения в этом состоянии зависит от параметров схемы и не зависит от длительности входного импульса.

Таким образом, одновибратор является формирователем прямоугольного импульса заданной длительности.

Быстродействие одновибратора определяется временем восстановления, после истечения которого устройство готово к приему следующего импульса.

В случае реализации на транзисторах, одновибратор выполняется по схеме эмиттерной связи — рис. 4.18.

В исходном состоянии транзистор Т ₂ насыщен, а Т ₁ — заперт напряжением автоматического смещения, выделяемым на транзисторе R, от прохождения тока I _к2. Длительность входного импульса

Одновибратор можно запустить путем подачи отрицательного (открывающего) импульса на базу закрытого транзистора Т ₁ или положительного (запирающего) импульса на базу открытого транзистора Т ₂. Полярность указана применительно к использованным в схеме по рис. 4.18 транзисторам p-n-p типа. Следует иметь в виду, по выходное напряжение такого одновибратора содержит значительную потенциальную помеху, равную величине U _э2 падения напряжения на резисторе R _э от тока I _э2.

Амплитуда импульса на выходе одновибратора:

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: