Дифференциальные усилительные каскады. Симметричные усилитель постоянного тока с двумя входами, выполненный на двух транзисторах с эмиттерной связью, страница 8

После того как транзистор VT1 выйдет из режима насыщения в схеме выполняется условие самовозбуждения, т.е. коэффициент усиления k1>1. При этом процесс переключения схемы протекает лавинообразно и заканчивается когда транзистор VT2 переходит в режим насыщения, а VT1 в режим отсечки. В дальнейшем практически разряженный С1 начинает заряжаться от источника питания по цепи Rk1 базовая цепь открытого транзистора вт2 по экспоненциальному закону с постоянной времени τ = Rk1C1 Uc1 = Uбэ.нас- Uкэ.нас.

В результате времени тф2=(3-5)С1Rk1 происходит увеличение напряжения на С1 до Uc1=Eп-Uбэ.нас и формируется фронт коллекторного напряжения Uk1 на транзисторе вт1. Закрытое состояние вт1 обеспечивается тем, что первоначально заряженный до напряжения Eп С2 через открытый тр-тр вт2 подключен к промежутку БЭ вт1, чем поддерживается отрицательное напряжение на его базе. В схеме снова выполняется условие самовозбуждения и развивается регенеративный процесс в результате которого тр-тр вт1 переходит в режим насыщения, а вт2 закрывается.

В т2 напряжение на базе вт1 достигает значения Uотпирания≈Uбэ.нас.

С1 оказывается заряженным до напряжения Uc1, а С2 практически разряжен.

В мультивибраторах прямоугольные импульсы можно снимать с коллекторов обоих транзисторов. В случае когда нагрузка подключена длительность импульса определяется процессом перезарядки С1, а длительность паузы- процессом перезарядки С2.

Рис.30 Эквивалентная схема перезарядки  С1

Процесс перезарядки С1 заканчивается в момент т1 когда Uбэ2 примерно равно Uбэ.нас, поэтому длительность импульса

Процесс перезарядки с2, который определяет время паузы между импульсами коллекторного напряжения VT2 протекает по такой же эквивалентной схеме

При расчете МВ необходимо выполнять условия насыщения открытого транзистора.

Основное препятствие для увеличения частоты является большая длительность фронта заряда, что можно совершить при уменьшении Rк. Уменьшение Rк может привести к невыполнению условий насыщения. При большой степени насыщения в рассмотренной схеме мв возможны случаи, когда после включения оба транзистора насыщены и колебания отсутствуют (жесткий режим самовозбуждения).

Выходы:

1)  Выбрать транзистор, который работает вблизи границы насыщения

2)  Можно использовать специальную схему МВ

3)  Длительность фронта можно уменьшить, если дополнительно в схему ввести диод (рис.31)

Рис.31

Когда закрывается вт2 и начинает увеличиваться коллекторное напряжение, ток к вд2 прикладывается обратно напряжению транзистор закрывается и тем самым отключает заряжающийся С2 от коллектора вт2. В результате ток зарядки С2 протекает уже не через Rk, а через R3. Следовательно длительность фронта импульса коллекторного напряжения Uk2 теперь определяется только процессом закрывания транзистора вт2. Время зарядки С практически не изменяется.

МВ на ИС

Простейшая схема включает 2 простейших логических элементов

Рис.32

Две времязадающие цепочки r1 c1 r2 c2 и два диода. Предположим что в т0 напряжение выхода лэ1 равно напряжению логической единицы, а Uвых2 – ноль, если ток через c1 не протекает, то Uc1=U0, а на входе ЛЭ1 мы имеем Uвх1=0. В схеме протекает ток зарядки с2 от лэ1 через R2. Напряжение на входе лэ2 по мере зарядки с2 уменьшается, но пока Uвх2=Ur2>Uпор лэ2 находится в состоянии нуля на выходе.

В т1 Ur2(t1)=Uвх2(t1)=Uпор, а Uвых2(т1)=U1. В результате на входе лэ1 через с1 который заряжен до логического нуля подается напряжение Uвх1(т1)=U1-U0>Uпор и лэ1 переходит в состояние нуля Uвых1(t1)=U0. Т.к. напряжение на выходе лэ1 уменьшилось, то с2 начал разряжаться.  В результате на R2 возникает напряжение отрицательной полярности, открывается VD2 и С2 быстро разрядится до напряжения логического нуля. После окончания этого процесса напряжение на входе лэ2 Uвх2=0.