RC-генераторы с самовозбуждением, страница 3

3)  генераторы прямоугольных импульсов, имеющие два состояния квазиравновесия (мультивибратор).

Релаксаторы выполняют на транзисторах, интегральных схемах, логических элементах, операционных усилителях.

Мультивибраторы.

Мультивибратор – это релаксатор с емкостной связью между каскадами.

Мультивибратор чаще всего выполняет функцию задающего генератора, формирующего запускающие импульсы для последующих узлов в системе импульсного или цифрового действия.

Мультивибраторы могут работать в одном из трех режимов: ждущем, автоколебаний, синхронизации.

Мультивибратор, работающий в ждущем режиме, называют одновибратором. Для работы одновибратора необходим импульс, под воздействием которого происходит переход из устойчивого состояния в квазиравновесное. Обратный переход осуществляется самопроизвольно в зависимости от параметров устройства. В результате этого одновибратор генерирует один прямоугольный импульс.

В автоколебательном режиме мультивибратор имеет два состояния квазиравновесия. При этом параметры генерируемых импульсов зависят от параметров схемы.

В режиме синхронизации параметры генерируемых импульсов определяет частота внешнего синхронизирующего напряжения.

В этом режиме мультивибратор также имеет два состояния квазиравновесия, а время пребывания в этих состояниях зависит не только от параметров мультивибратора, но и от напряжения синхронизации. При исчезновении этого напряжения устанавливается режим автоколебаний.

Рассмотрим работу одновибратора на примере одновибратора с коллекторно-базовыми связями (рис. 1.22).

       Рис. 1.22. Схема  одновибратора

За исходное состояние примем состояние устойчивого равновесия, когда транзистор VT1 закрыт, а транзистор VT2 насыщен.

Конденсатор С1 в исходном состоянии заряжен до напряжения

Uc1=-Eк, (Uс1=Uб2-Uк1),

Uк2@0, Uб2>=0, Uк1=+Ек.

При воздействии отрицательного импульса на базу VT2 этот транзистор закрывается, VT1 переходит в режим насыщения.

Мультивибратор оказывается в режиме квазиравновесия. Происходит перезаряд конденсатора С1 по цепи +Ек-R1-C1-коллектор-эмиттер открытого транзистора VT1. Потенциал правой обкладки С1 стремится к +Ек, а левой – к нулю.

Когда напряжение на С1 достигнет 0 и будет увеличиваться, этим потенциалом на базе транзистор VT2 будет открываться, что вызовет обратное опрокидывание одновибратора и он возвратиться в исходное положение. На выходе появится положительный импульс напряжения, близкий по форме к прямоугольному. Длительность этого импульса tu определяет время перезаряда конденсатора С1 через насыщенный транзистор VT1 (t перезаряда = C1R1).

Цепь C1R1 называется времязадающей. Ею можно регулировать длительность импульса одновибратора.

Следующий запускающий импульс можно подавать на вход одновибратора через время

t=tu+tв,

где tв – время восстановления;

tu@0.7C1R1.

Конденсатор С2 в схеме – ускоряющий. Его используют для ускорения передачи нарастающего коллекторного напряжения VT2 на базу VT1.

Временные диаграммы иллюстрируют работу одновибратора (рис. 1.23).

       Рис. 1.23. Временные диаграммы одновибратора на транзисторах

Рассмотрим работу симметричного мультивибратора с  коллекторно-базовыми связями в автоколебательном режиме (рис.

1.24).

Рис.1.24. Схема симметричного мультивибратора с коллекторно-базовыми связями

Для такого мультивибратора справедливы следующие равенства:

Rк1=Rк2=Rк, R1=R2=R, С1=С2=С.