Ждущий мультивибратор. Синхронизированный мультивибратор

прежнему определяется скоростью разряда С₂), то и следующее самостоятельное опрокидывание схемы (в момент t₃ – рис. 5.6,б) произойдет на время раньше. В результате напряжение на базе запертого транзистора T₁  достигнет низкого уровня к моменту поступлении носимого импульса, которым схема вновь опрокинется преждевременно. Аналогичное состояние наступит в схеме к моменту прихода девятого,   десятого и всех последующих импульсов, т. е. схема начнет работать в режиме синхронизации. При этом продолжительность запертого состояния транзистора Т₁ и период колебаний в целом с момента времени t₂ определяются частотой поступающих синхроимпульсов.

Устойчивая синхронизация происходит, когда частота следования синхроимпульсов ƒ_син больше собственной частоты колебаний мультивибратора ƒ. Обычно ƒ_син = (1,2 ÷ 1,4)ƒ.

В момент времени t₁ включения источника синхроимпульсов (см. рис. 5.6,6) соотношение фаз синхронизующего и синхронизируемого напряжений случайное. Поэтому в схеме происходит переходный процесс, который в рассмотренном делился в течение времени t₁ ÷ t₁. Амплитуда синхроимпульсов существенно влияет на длительность этого процесса. При большой амплитуде синхроимпульсов напряжение на базе запертого транзистора уже в момент t₁ оказалось бы ниже нуля и схема засинхронизировалась первым синхроимпульсом.

Стабильность частоты синхронизируемого мультивибратора зависит от крутизны переднего фронта  синхроимпульса.

Чем больше крутизна, тем меньше при изменении температуры изменяется период синхронизируемых колебаний.

В случае, когда ƒ_син >> ƒ, мультивибратор работает в режиме деления частоты, т. е. частота колебаний на выходе мультивибратора в целое число раз меньше частоты следования синхроимпульсов. Пусть первый синхроимпульс воздействует на схему (рис. 5.6, а) в момент времени t₁(рис. 5.6, в). Второй синхроимпульс отпирает транзистор Т₁ раньше, чем он открылся бы самостоятельно. Начиная с этого момента каждый третий синхроимпульс (5, 8, 11-й и т. д.) опрокидывает схему, вследствие чего период вынужденных колебаний мультивибратора , а частота   .

Отношение частоты синхронизирующего напряжения к частоте вынужденных колебаний мультивибратора называют коэффициентом деления частоты: n = ƒ_син / ƒ_вын.

Коэффициент nи период T_вынсущественно зависят от амплитуды синхроимпульсов. Если амплитуда синхроимпульсов была бы больше показанной на рис. 5.6, в, то транзистор T₁ открылся бы первым импульсом и далее отпирался каждым вторым импульсом. В этом случае n = 2 и T_вын = 2Т_син.

Для получения большого nнеобходимо уменьшать амплитуду синхроимпульсов. Однако при небольшой амплитуде синхроимпульсов на коэффициенте деления может сказаться нестабильность собственных колебаний мультивибратора: при изменении температуры изменится крутизна кривой разряда хронирующего конденсатора и. амплитуда выбранного синхроимпульса окажется недостаточной для опрокидывания схемы; она опрокинется следующим синхроимпульсом, т. е. коэффициент деления окажется больше требуемого.

Практически коэффициент деления n выбирают не более 5 – 6. Для получения большего коэффициента деления применяют несколько релаксационных делителей, включенных последовательно. Их коэффициенты деления п₁ , п₂ , п₃ , ... обеспечивают общий заданный коэффициент п = п₁п₂п₃ . . .

Пример 5.1. Рассчитать транзисторный мультивибратор в автоколебательном режиме по следующим данным: амплитуда U_m= 10 В, длительность среза импульса t_c ≤ 0,02 t_и, частота повторения импульсов ƒ=10 кГц, максимальная температура t= 40°C, время восстановления схемы t_в ≤ 0,2 t_и.

1. Пользуясь выражением (5.6), определяем напряжение источника питания

.

В соответствии с данными возьмем

.

2. Выбираем транзистор, параметры которого должны удовлетворять, условиям (5.3), (5.4) и (5.5):

   и   .

В соответствии с заданием транзистор должен иметь:

   и

Выбираем по справочнику транзистор ГТ115Б, для которого: U_{кб max} = 30 В, I_{к max} = 30 мА, U_{кб max} = 30 В; ƒ_α ≥ 1 мГц, β = 20 ÷ 80, I_{к 0  max}  = 40 мкА (до температуры t = 45 °С).

У выбранного транзистора β_ср = 50, ƒ_β ≈ ƒ_α /( β + 1) ≈ 20кГц.

3.  Используя выражения (5.7)  и (5.8),  определяем  сопротивление R_к:

Выбираем по ГОСТу R_к = 1 кОм.

4. Находим сопротивление R_б.. Определяем его по среднему значению β_ср = 50 и коэффициенту насыщения S = 2, в соответствии с (5.9):

Выбираем по ГОСТу R_б= 24 кОм.

При этом базовый ток отпертого транзистора

что превышает I_{к 0 max} больше, чем на порядок, благодаря чему схема