fon1

Работа мультивибратора.

Мультивибратор является генератором импульсов прямоугольной формы, который наиболее часто применяется в электронике и радиотехнике. Обычно он представляет собой двухкаскадный усилитель с положительной обратной связью. Принципиальная схема такого мультивибратора показана на рис.1.
rabota multivibratora Первый каскад мультивибратора собран на транзисторе VT1 с коллекторной нагрузкой на резисторе Rк1. Базовый резистор Rб1 создает напряжение смещения на базе. Второй каскад мультивибратора на VT2 такой же как и первый. Конденсаторы С1 и С2 включены с коллекторов на базы транзисторов противоположных каскадов и выходные сигналы поступают на управление транзисторов, создавая перекрестную обратную связь.
Если транзисторы подобраны в пару с идентичными параметрами и выполняются условия Rк1=Rк2, Rб1=Rб2, С1=С2, VT1=VT2 и Rк1 Мультивибраторы могут быть настроены для работы в одном из трех режимов: автоколебательном, ждущем и режиме синхронизации.

Автоколебательный режим мультивибратора.

В автоколебательном режиме мультивибратор возбуждается и генерирует прямоугольные импульсы сразу же после включения источника питания. Процесс возбуждения и генерирования импульсов показан графиками на рис.2.
rabota multivibratora2 В момент включения питания транзисторы обеих плеч мультивибратора начинают открываться, т.к. на их базы через базовые резисторы подается отрицательное напряжение смещения.
Одновременно начинают заряжаться конденсаторы связи: С1 - через базово-эмиттерный переход VT2 и резистор Rк1, С2 - через VT1 и Rк2. Нужно заметить, что при подаче постоянного напряжения на конденсаторы ток проходит через них только во время заряда. Так вот, во время заряда ток проходит через конденсаторы, транзисторы и резисторы у которых в реальности, даже при тщательном подборе идентичных пар, не будет идеального совпадения параметров. У транзисторов будет хоть какая-та разница коэффициентов передачи токов; от различия параметров базовых резисторов будет отличатся величина напряжения смещения на базах транзисторов и т.д.
Предположим, что в момент включения источника питания транзистору VT1 повезло и у него ток больше, чем у соседа VT2. Вследствие этого падение напряжения на Rк1 будет больше чем у Rк2. Так как напряжение источника коллекторного питания отрицательно, то поэтому потенциал коллектора VT1 станет менее отрицательным, а у VT2 - более отрицательным. Но так как изменения через конденсаторы передаются на базы транзисторов, то это приведет к еще большему нарастанию тока коллектора VT1 и его насыщению, а ток VT2 уменьшится и он запрется. Конденсаторы оказываются заряженными до напряжений близких к Еп (полярность указана на рис.1).

На рис.2 показаны эти процессы за период от "0" до "to", где приводятся графики следующих напряжений: Uc1, Uc2 - на обкладках конденсаторов; Uб1, Uб2 - смещения на базах; Uк1, Uк2 - выходные сигналы мультивибратора.
После прекращения изменений коллекторных токов конденсатор С1 сравнительно медленно разряжается через Rб1, Rб2, источник питания и переходы открытого VT1. Напряжения конденсатора Uc1 и базы транзистора Uб2 убывают по экспоненте ( на графике период to - t1), и когда положительный потенциал Uб2 уменьшится и станет отрицательным - VT2 отпирается. Это приводит к уменьшению его отрицательного потенциала на коллекторе, который передается через С2 на базу VT1 и ускоряет его запирание. Этот лавинообразный процесс длится до тех пор, пока VT1 не войдет в режим отсечки, а VT2 - в режим насыщения (точка t1).
Таким образом, возникает состояние, противоположное исходному, которое затем в результате выше описанному процессу, вновь переходит в исходное. Таким путем поддерживаются колебания в мультивибраторе.
В симметричном мультивибраторе время заряда конденсатора меньше времени раздяда, т. к. Rк << Rб. Графики напряжений Uк1 и Uк2 имеют форму импульсов, близкую к прямоугольной, а скругление фронтов объясняется падением напряжения за счет тока зарядки конденсаторов.
Частота колебаний мультивибратора определяется постоянными времени разряда τр = Rб1·С2 = Rб2·С1 и ее можно примерно определить по формуле:
rabota multivibratora3

где f - частота в Гц;
Rб - сопротивление базового резистора в кОм;
С - емкость конденсатора связи в мкФ.

Ждущий мультивибратор.

Ждущий мультивибратор, называемый еще одновибратором, предназначен для создания прямоугольных импульсов под воздействием внешнего напряжения, которое запускает одновибратор. Кроме того, с помощью ждущего одновибратора можно задержать импульс на нужное время.
Схема ждущего мультивибратора отличается от симметричного тем, что один из конденсаторов, например С2 (рис.1) заменен на резистор R (рис.3) и сделан вывод для внешнего сигнала Uвх.
rabota multivibratora4 Одновибратор сам не возбуждается и без входного сигнала находится в состоянии устойчивого равновесия, когда один транзистор открыт, а другой закрыт. При подачи на вход внешнего импульса мультивибратор опрокидывается и после времени разряда конденсатора "С" ждущий мультивибратор, возвращаясь в исходное состояние, выдает импульс прямоугольной формы. Следующий запускающий импульс нужно подавать через время необходимое для новой зарядки конденсатора.
Такой режим подачи внешнего сигнала называется синхронизацией. В этом случае мультивибратор будет переходить из одного состояния в другое не сам, а под действием внешнего сигнала синхронизации. Для устойчивой синхронизации период повторения импульсов должен быть несколько меньше периода собственных колебаний.
Синхронизация применяется для согласования одновременной работы нескольких импульсных устройств, для деления частоты сигналов и т. д.

<< Предыдущая Cледующая >>

Вверх

radionet