Для возникновения в генераторе релаксационных колебаний необходимо чтобы условия самовозбуждения выполнялись в широком диапазоне частот. Однако, из-за наличия паразитных емкостей в схеме генератора возникают фазовые рассогласования с увеличением круговой частоты. На частотах выше определенных условия самовозбуждения не выполняются, и спектр генерируемых колебаний оказывается ограничен сверху. Отсутствия в спектре колебаний высоких частот сказывается на длительности и срезе прямоугольных импульсов.
В релаксационных генераторах имеются разделительные конденсаторы, в которых обеспечивается рассогласование фаз между входным и выходным напряжениями. Транзисторный усилитель с коллекторной нагрузкой имеет достаточно высокий коэффициент усиления и без учета фазовых искажений сдвиг между выходным и входным напряжением составляет 180 градусов, поэтому возможны два способа обеспечения баланса фаз:
-применение цепи ОС, сдвигающей фазу на 180 градусов. Используется трансформатор, который при соответствующем подключение обмотки обеспечивает сдвиг на 180.
-включение второго каскада усилителя. Реализуется двумя путями. Входы, выходы перекрестно соединяются, т.о. цепь ОС не должна влиять на коэффициент усиления. По такой схеме строятся генераторы периодически повторяющихся прямоугольных импульсов называемых мультивибраторами.
Релаксационные генераторы можно создать, если в качестве элемента ОС использовать резистор, включенный в общую цепь элементов обоих усилительных каскадов. Такой генератор имеет одно устойчивое состояние и его называют одновибратором или ждущим мультивибратором.
Мультивибраторы
Мультивибратором – генератор прямоугольных импульсов релаксационного типа не имеющий устойчивых состояний. Схема мультивибратора может быть реализована на ОУ, на цифровых и дискретных элементах.
Мультивибратор на дискретных элементах, состоит и двух каскадов: RC-усилитель, второй каскад переворачивает фазу колебаний, которая подводится снова к первому каскаду.
Рис.29
В таком мультивибраторе используют два усилительных каскада охваченные ПОС. Одна ветвь ОС образована конденсатором C1 и R1, а другая C2 и R2. Для такой схемы в определенном диапазоне частот выполняется условие самовозбуждения, т.к. в цепи обратной связи имеются конденсаторы, в токам случае мультивибратор не имеет устойчивого состояния и вырабатывается сигналы близкие к прямоугольным. Как и в триггере оба транзистора могут находится в активном режиме очень короткое время, т.к. в результате действия ПОС схема скачком переходит в состояние при котором один транзистор открыт, а другой закрыт. В момент времени t0 транзистор vt1 открыт и насыщен. Конденсатор C1 за счет тока, протекающего в схеме до t0 заряжен до определенного напряжения. Полярность этого напряжения такова, что в базе vt2 относительно эмиттера приложена в отрицательном смещении и vt2 закрыт. В таком состоянии протекают два процесса: один связан с протеканием по цепи от источника питания; второй обусловлен зарядом C2 через Rк2 и базовую цепь vt1, в результате напряжение на коллекторе vt2 увеличивается.
Поскольку резистор включен в базовую цепь транзистора имеет большее сопротивление чем коллекторное время задержки С2 меньше времени перезарядки С1, процесс зарядки С2 носит экспонециаьлный характер поп времени. Следовательно время зарядки конденсатора С2, а также время нарастания коллекторного напряжения Uкэ2, т.е. длительность фронта импульса.
В связи с перезарядкой С1 напряжение на базе второго транзистора нарастает, но пока оно ниже напряжения отпирания транзистор закрыт, а vt1 открыт, т.к. его база оказывается подключенной к положительному полюсу источника питания. Фазовое напряжение на первом транзисторе не изменится. Это состояние схемы называется квазиустойчивым.
В момент времени t1 по мере перезарядки конденсатора С1 напряжение на базе vt2 достигает напряжение открывания транзистора vt2 и он переходит в активный режим работы и уже k2>1. При открывании транзистора vt2 увеличивается коллекторный ток Ik2 и уменьшается Uкэ2, вызывая снижение базового тока vt1, что в свою очередь приводит к уменьшению тока Iк1. Снижение этого тока сопровождается увеличением базового тока vt2, поскольку ток, протекающий через Rк1 ответвляется в базу транзистора vt2, и изменение тока базы два равно изменению тока ik2.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.