Мультивибратор на транзисторах и в интегральном исполнении: принцип формирования импульсных сигналов и диаграммы напряжений, применение

Для генерации последовательности прямоугольных импульсов используется автоколебательный мультивибратор. Мультивибратор состоит из двух одинаковых каскадов – усилителей с ОЭ. Сигналы с коллекторов этих каскадов через разделительные конденсаторы C1 и C2 поступают на базы транзисторов.

Сигнал с выхода каждого из каскадов усиливается в другом каскаде и снова поступает на вход первого каскада – каждый каскад является для другого цепью обратной связи. Т.к. усилитель с ОЭ изменяет фазу усиливаемого сигнала на , то с учетом того что в цепи ОС – таком же усилителе, фаза тоже изменяется на , получим нулевой результирующий фазовый сдвиг.

Предположим, что в начальный момент времени транзистор V1 открыт, а транзистор V2 – закрыт. Конденсатор C1 начинает заряжаться через резистор R2. Напряжение на базе транзистора V2 будет возрастать. Когда оно достигает напряжения отпирания транзистора, в схеме происходит лавинообразное изменение состояний транзисторов: транзистор V2 открывается, а транзистор V1 закрывается, т.к. к базе V1 будет приложено закрывающее напряжение, имеющееся на конденсаторе C2. После смены состояний транзисторов начинает перезаряжаться конденсатор C2 через резистор R1 и через время, равное примерно , произойдет очередное изменение состояния схемы. Амплитуда генерируемых импульсов практически равна напряжению источника питания.

Мультивибраторы широко используются в качестве генераторов импульсов в компьютерах. Для повышения стабильности их работы в схемы дополнительно включают катушки индуктивности и кварцевые резонаторы, а вместо усилителей ОЭ используют логические элементы.

Мультивибраторы выпускаются и в интегральном исполнении (например,

КП9ГГ1, КР119ГГ1). Недостатком интегральных мультивибраторов является потребность в конденсаторах большой емкости, которые трудно изготавливать. Поэтому в таких мультивибраторах используются навесные конденсаторы, подключаемые к соответствующим выводам ИМС.

Каждое плечо мультивибратора можно рассматривать как транзисторный ключ или логический элемент И — НЕ. Это позволяет выполнять мультивибраторы на базе логических элементов. Мультивибратор на двухвходовых ЛЭ И — НЕ работает следующим образом.

Предположим, что ЛЭ1 закрыт, а ЛЭ2 открыт. Тогда на выходе 1 высокий уровень напряжения (логическая единица) и конденсатор С1 заряжается через резистор R2. Напряжение создаваемое на резисторе R2, поддерживает ЛЭ2 в открытом состоянии до тех пор, пока . Пока идет зарядка конденсатора C1, конденсатор С2 успевает практически полностью разрядиться через выходное сопротивление открытого ЛЭ2 и диод VD1. Когда напряжение на резисторе R2 достигнет порогового, ЛЭ2 начнет закрываться. Увеличение напряжения на выходе 2 через конденсатор С2 будет передано на вход ЛЭ1 и вызовет его отпирание. При этом произойдет уменьшение напряжения на выходе 1, которое через конденсатор С1 будет передано на вход ЛЭ2 и приведет к дальнейшему уменьшению протекающего через него тока. Таким образом, замыкается петля положительной ОС и происходит «опрокидывание» (т.е. переход из одного квазиравновесного состояния в другое) мультивибратора. После опрокидывания ЛЭ1 окажется открытым, а ЛЭ2 — закрытым. Начнется зарядка конденсатора С2 и разрядка конденсатора С1.

Дата добавления: 2015-05-06