Електронні генератори: мультивибратор. Призначення, принцип дії, застосування. <В
Мультивібратори
Мультивібратор являє собою релаксаційний генератор коливань майже прямокутної форми. Він є двохкаскадним підсилювачем на резисторах з позитивною зворотним зв'язком, в якому вихід кожного каскаду з'єднаний зі входом іншого. Сама назва "мультивибратор" походить від двох слів: "мульти" - Багато і "вібратор" - джерело коливань, оскільки коливання мультивібратора містять велику кількість гармонік. Мультивібратор може працювати в автоколивальних режимі, режимі синхронізації і режим очікування. У автоколивальних режимі мультивібратор працює як генератор з самозбудженням, в режимі синхронізації на мультивібратор діє ззовні синхронізуюча напруга, частота якого визначає частоту імпульсів, ну а в режимі очікування мультивибратор працює як генератор із зовнішнім збудженням.
В
Мультивібратор в автоколивальних режимі
На малюнку 1 показана найпоширеніша схема мультивібратора на транзисторах з ємнісними колекторно-базовими зв'язками, на малюнку 2 - графіки, що пояснюють принцип його роботи. Мультивібратор складається з двох підсилюючих каскадів на резіках. Вихід кожного каскаду з'єднаний зі входом іншого каскаду через кондери С1 і С2.
В
Рис. 1 - Мультивібратор на транзисторах з ємнісними колекторно-базовими зв'язками
Мультивібратор, у якого транзистори ідентичні, а параметри симетричних елементів однакові, називається симетричним. Обидві частини періоду його коливань рівні і шпаруватість дорівнює 2. Якщо хто забув, що таке шпаруватість, нагадую: шпаруватість - це відношення періоду повторення до тривалості імпульсу Q = T і /t і . Величина, зворотна шпаруватості називається коефіцієнтом заповнення. Так от, якщо є відмінності в параметрах, то мультивібратор буде несиметричним.
Мультивібратор в автоколивальних режимі має два стани квазірівноваги, коли один з транзисторів знаходиться в режимі насичення, інший - в режимі відсічення і навпаки. Ці стани не стійкі. Перехід схеми з одного стану в інше відбувається лавиноподібно через глибоку ПОС.
В
Рис. 2 - Графіки, що пояснюють роботу симетричного мультивібратора
Припустимо, при включенні харчування транзистор VT1 відкритий і насичений струмом, що проходить через резік R3. Напруга на його колекторі мінімально. Кондер С1 розряджається. Транзистор VT2 закрито і кондер С2 заряджається. Напруга на кондер С1 прагне до нуля, а потенціал на базі транзистора VT2 поступово стає позитивним і VT2 починає відкриватися. Напруга на його колекторі зменшується і кондер С2 починає розряджатися, транзистор VT1 закривається. Далі процес повторюється до нескінченності.
Параеметри схеми повинні бути наступними: R1 = R4, R2 = R3, C1 = C2. Тривалість імпульсів визначається за формулою:
В
В
Період імпульсів визначається:
В
Ну а щоб визначити частоту, треба одиницю розділити на ось цю ось хренотень (див. трохи вище).
Вихідні імпульси знімаються з колектора одного з транзисторів, причому з якого саме - не важливо. Іншими словами, у схемі два виходи. p> Поліпшення форми вихідних імпульсів мультивібратора, що знімаються з колектора транзистора, може бути досягнуто включенням розділових (вимикаючих) діодів в ланцюзі колекторів, як показано на малюнку 3. Через ці діоди паралельно колекторним навантаженням підключені додаткові резікі R д1 і R Д2 .
В
Рис. 3 - Мультивібратор з поліпшеною формою вихідних імпульсів
У цій схемі після закривання одного з транзисторів і пониження потенціалла колектора підключений до його колектору діод також закривається, відключаючи кондер від колекторної ланцюга. Заряд кондера відбувається через додатковий резік R д , а не через резік в колекторної ланцюга, і потенціал колектора замикати транзистора майже стрибком стає рівним E до . Максимальна тривалість фронтів імпульсів у колекторних ланцюгах визначається в основному частотними властивостями транзисторів.
Така схема дозволяє отримати імпульси майже прямокутної форми, але її недоліки полягають у нижчою максимальної шпаруватості і неможливістю плавного регулювання періоду коливань.
На малюнку 4 наведена схема швидкодіючого мультивібратора, що забезпечує високу частоту автоколивань.
В
Рис. 4 - Швидкодіючий мультивибратор
У цій схемі резікі R2, R4 підключені паралельно кондеру С1 і С2, а резікі R1, R3, R4, R6 утворюють подільники напруги, стабілізуючі потенціал бази відкритого транзистора (при струмі дільника, більшому струму бази). При перемиканні мультивібратора струм бази насиченого транзистора змінюється більш різко, ніж у раніше розглянутих схемах, що скорочує ч...
