Мультивибратор. Блокинг-генератор

Аппараты электростимуляции - генераторы кратковременных импульсов. Импульсные генераторы это радиотехнические устройства, создающие электрические импульсы (напряжения или тока).

Импульсные генераторы классифицируются по способу их возбуждения. Генератор с самовозбуждением (автоколебательный генератор импульсов) содержит элементы положительной обратной связи, приводящие к тому, что в схеме такого генератора возникают колебания без воздействия извне. Частота следования импульсов в таком генераторе зависит от параметров элементов времязадающих цепей схемы.

Вторым типом генераторов импульсов являются ждущие генераторы. Они создают только один импульс в ответ на запускающий (входной) импульс. Если входной импульс не поступает, режим ожидания может продолжаться сколь угодно долго.

Мультивибраторы используются для генерации импульсов прямоугольной формы с частотой повторения от доли герца до 1-2 мГц. Схема мультивибратора (рис.) представляет собой соединение двух усилителей постоянного тока. Выход одного усилителя (выполненного на лампе или транзисторе) через конденсатор С₂ соединён со входом усилителя, выполненного на транзисторе (лампе) Т₂ и, наоборот, выход второго усилителя через конденсатор С₁ соединён со входом первого. При включении питающего напряжения через триоды Л₁ и Л₂ протекают токи Ia₁ и Ia₂ и конденсаторы С₁ и С₂ заряжаются до напряжений Ua₁ и Ua₂ на анодах ламп. Так как все детали мультивибратора, а также характеристики ламп (транзисторов) в обоих его плечах несимметричны, то произойдет увеличение тока в одном из триодов (транзисторов). Это приводит к нарушению равновесия мультивибратора, и он переходит в режим колебаний. Длительность генерируемых импульсов и частота повторения их зависит от соотношения величин t₁ = С₁Rc₁ и t₂ = С₂Rc (t₁=C₁Rб₂ и t₂=С₂Rб₁)

Мультивибратор, выполненный по схеме, приведенной на рисунке, потребляет энергию от источника питания во время как генерации импульса, так и паузы.

Принципиальная схема блокинг-генератора приведена на рисунке (лампового и транзисторного). Основными элементами схемы являются импульсный трансформатор и триод (транзистор). Форма генерируемого импульса близка к прямоугольной. Длительность генерируемого импульса зависит от параметров транзистора и от величины емкости “С”. Частота следования импульсов определяется величинами конденсатора “С” и резистора “R”. Схема генератора отличается высокой экономичностью. Энергия от источника питания потребляется практически только в момент выработки импульса.

		Схема блокинг-генератора с положительным смещением на сетке лампы		Схема транзисторного блокинг-генератора (с отрицательным смещением)

Дифференцирующая и интегрирующая цепи:

принципиальная схема, зависимость формы выходного импульса от длительности входного и постоянной времени цепи.

Простейшая дифференцирующая цепь (А) состоит из последовательно включенного конденсатора С и параллельно включенного резистора R. Если на вход цепи подан прямоугольный импульс напряжения (U_вх = const), то напряжение на выходе U_вых = I_cR, то есть повторяет по форме экспоненциальные импульсы при заряде и разряде конденсатора:

Форма импульса на выходе будет зависеть от соотношения постоянной времени t цепи и длительности импульса t_и. При t << t_и конденсатор заряжается в начале импульса и разряжается в его конце, на выходе получаются два кратковременных остроконечных импульса противоположного знака (1). При t >> t_и конденсатор успевает зарядиться только частично и импульс на выходе принимает форму, показанную на рис (2).

Простейшая интегрирующая цепь (Б) содержит последовательно включенный резистор R и параллельно включенный конденсатор С. Если на вход цепи подан прямоугольный импульс напряжения (U_вх = const), то напряжение на выходе U_вых является напряжение на пластинах конденсатора, которое при заряде имеет экспоненциально нарастающую и при разряде экспоненциально спадающую форму (1).

Такие импульсы применяются, например, при электростимуляции. При достаточно большой постоянной времени нарастание выходного импульса происходит по начальной части экспоненты (пунктирная линия), которая приближается к прямой линии - касательной к кривой в начальной точке (2). Угол наклона этой линии (tga) можно найти как производную от уравнения заряда конденсатора:

При t = 0 . Тогда U_вых =.

Этот случай называется идеальным интегрированием.

Названия дифференцирующая или интегрирующая цепи связаны с тем, что при подаче на вход напряжения, изменяющегося от времени как некоторая функция U = f(t), напряжение на выходе будет меняться приблизительно как её производная или как интеграл от этой функции.

Дата добавления: 2014-01-07