Автоколебательный мультивибратор на транзисторах

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 6Следующая ⇒

Автоколебательные мультивибраторы используют в качестве генераторов прямоугольных импульсов с заданной длительностью и частотой повторения в тех случаях, когда нет жестких требований к стабильности этих параметров. Они относятся к классу астабильных устройств, не имеющих длительно устойчивых состояний равновесия.

Схема простейшего автоколебательного мультивибратора на биполярных транзисторах приведена на рис. 6. Схема имеет перекрестные коллекторно-базовые связи транзисторных каскадов, осуществляемые через конденсаторы С ₁ и С ₂. Благодаря этому, транзисторы находятся в противоположных состояниях (один насыщен, а другой заперт).

Рис. 6. Автоколебательный мультивибратор на транзисторах

Поскольку мультивибратор является автоколебательным, то рассмотрение его работы можно начать с произвольного момента времени. Для определенности возьмем момент времени, когда транзистор VT ₁ насыщен, а транзистор VT ₂ заперт, конденсатор С ₂ разряжен, а конденсатор С ₁ заряжен до напряжения Е (плюс на левой, минус – на правой обкладке конденсатора). При анализе работы мультивибратора будет показано, что в течение каждого периода колебаний такое состояние обязательно имеет место.

В схеме начнутся следующие процессы: а) процесс зарядки конденсатора С ₂ от источника питания + Е через резистор R _к2 и эмиттерный переход насыщенного транзистора VT ₁ (постоянная времени цепи заряда имеет значение t_зар= С ₂ R _к2); б) процесс разрядки конденсатора С ₁ через резистор R _б2 и насыщенный транзистор VT ₁ (постоянная времени разрядки t_раз= С ₁ R _б2). Как правило, сопротивление базовых резисторов гораздо больше, чем коллекторных. Поэтому процесс зарядки С ₂ происходит гораздо быстрее, чем процесс разрядки С ₁. Положительно заряженная обкладка конденсатора С ₁ через насыщенный транзистор VT ₁ подключена к общему проводу, а отрицательно заряженная обкладка – к базе VT ₂. Поэтому форма напряжения на базе VT ₂ соответствует форме напряжения на конденсаторе С ₁ при его разрядке. После того как С ₁ разрядится, напряжение на базе VT ₂ станет неотрицательным. При этом транзистор VT ₂ отпирается, появляется коллекторный ток, создающий отрицательное приращение напряжения на коллекторе VT ₂, которое через конденсатор С ₂ передается на базу VT ₁, выводит этот транзистор из насыщения и вызывает его переход в активный режим. Коллекторный ток транзистора уменьшается, напряжение на коллекторе получает положительное приращение, которое с коллектора VT ₁ через конденсатор С ₁ передается на базу VT ₂, вызывая его дальнейшее отпирание. Процесс переключения транзисторов происходит лавинообразно и заканчивается переходом мультивибратора во второе квазиустойчивое состояние.

В этом состоянии транзистор VT ₁ заперт, транзистор VT ₂ насыщен, конденсатор С ₁ заряжается от источника питания + Е через резистор R _к1 и эмиттерный переход насыщенного транзистора VT ₂, а конденсатор С ₂ разряжается через R _б1 и насыщенный транзистор VT ₂ на источник питания + Е. После разряда С ₂ происходит лавинообразное переключение транзисторов и схема переходит в то состояние, с которого было начато рассмотрение. Процессы в схеме повторяются. Это чередование состояний происходит с периодом Т (рис. 7).

Длительность импульса на коллекторе VT ₂ соответствует времени пребывания транзистора в запертом состоянии и определяется временем разрядки конденсатора С ₁

.

Длительность паузы соответствует времени пребывания транзистора VT ₁ в запертом состоянии и определяется временем разрядки C ₂

.

Длительность фронта выходного импульса равна времени зарядки конденсатора С ₂

.

Автоколебательный мультивибратор является симметричным, если R _к1= R _к2= R _к, R _б1= R _б2= R _б, С ₁= С ₂= С, а транзисторы VT ₁, VT ₂ относятся к одной группе и имеют близкие параметры. В этом случае

, .

Рис. 7. Временные диаграммы напряжений в схеме автоколебательного мультивибратора

Познавательные статьи:



Техника прыжка в длину с разбега

Тактические действия в защите

История Олимпийских игр

История развития права интеллектуальной собственности