Приборы и элементы

На биполярных транзисторах

Исследование работы автоколебательного мультивибратора

Цель работы: изучение принципа работы автоколебательного мультивибратора, измерение его параметров в различных режимах работы.

Теоретическое введение:

Автоколебательный мультивибратор (далее мультивибратор) относится к классу электронных устройств импульсной техники. Мультивибратор предназначен для генерации импульсов по форме близкой к прямоугольной. Мультивибраторы разнообразны по схемному исполнению и по используемой элементной базе.

В данной лабораторной работе исследуется мультивибратор, собранный на биполярных транзисторах, электрическая схема которого приведена на рис. 1.

Рис. 1

Основные переключающие элементы – биполярные транзисторы VT1, VT2. Транзисторы работают в ключевом режиме. Переключение резисторов и генерация происходит за счет положительной обратной связи, образованной RC – цепочками: R2C1 и R3C2. Режим работы положительной обратной связи задается напряжением смещения U_см и подбором сопротивлений резисторов R1, R2 и емкости конденсаторов С1, С2. Е_п – напряжение питания мультивибратора. Часто в реальных схемах U_см= Е_п. Резисторы R_к1 и R_к2 определяют ток коллекторной цепи транзисторов. Выходные сигналы мультивибратора снимаются с коллекторов транзисторов U_вых1 и U_вых2.

базовой цепи транзистора VT2, транзистор VT2 запирается. Потенциал в точке 4 возрастает до напряжения Е_п. В результате переключения транзисторов происходит перезаряд конденсаторов С1 иС2: конденсатор С1 через резистор R1 и открытый транзистор VT1; конденсатор С2 через резистор R_к2 и переход база-эмиттер транзистора VT1. После заряда конденсатора С1 потенциал в точке 3 возрастет, транзистор VT2 начнет открываться, транзистор VT1 – закрываться. Процесс переключения транзисторов происходит непрерывно. Графики изменения напряжений в точках 1, 2, 3, 4 при работе мультивибратора в режиме генерации изображены на рис.2.    

Принцип работы мультивибратора удобно рассматривать с момента переключения транзисторов. Пусть в момент t=0 транзистор VT1 закрыт, а транзистор VT2 – открыт. Потенциал в точке 1 (см. рис. 1) U_вых1≈ Е_п, потенциал в точке 4 равен малому значению напряжения, или принимаем U_вых2≈0. Конденсатор С2 будет заражаться от напряжения U_см через резистор R2 и открытый транзистор VT2, в результате потенциал в точке 2 возрастет на столько, что транзистор VT1 начнет открываться. В момент времени t1 транзистор VT1 открыт, потенциал в точке 1 уменьшится до малого значения, считаем U_вых1≈0. Конденсатор С1 будет перезаряжаться через резистор R1 и открытый транзистор VT1. Напряжение на R1 будет отрицательным для

Рис.2

Основные параметры выходных сигналов мультивибратора:

- амплитуда выходного сигнала U_вых;

- длительность импульса t_u и длительность паузы t_n;

- период следования импульсов Т= t_u+ t_n;

- Для выхода 1 (точка 1):

U_вых= U_вых.1

t_u=t₁

t_п=t₂

Т= t₁+ t₂

- Для выхода 2 (точка 4):

U_вых= U_вых.2

t_u=t₂

t_п=t₁

Т= t₂+ t₁

Производные параметры выходного сигнала мультивибратора:

- частота следования импульсов f:

- коэффициент заполнения Е:

Длительность импульсов можно определить аналитически:

t₁≈0.7R2C2, t₂≈0.7R1C1.

Дата добавления: 2015-06-04