АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР

Колебательный процесс в автоколебательном мультивибраторе происходит вследствие поочередного накопления энергии в соответствующих конденсаторах от источника питания энергии и в последующей их разрядке через цепи транзисторов.

В простейшем симметричном транзисторном мультивибраторе, собранном из сходных элементов: транзисторов VT1 и VT2, резисторов с сопротивлениями

;

и конденсаторов с ёмкостями

;

(рис. 27.1, а), транзисторы работают в ключевом режиме, причём если один из них открыт, то в это время другой заперт и наоборот.

Мультивибратор имеет два состояния квазиравновесия; пусть в одном их них транзистор VT1 открыт (находится в состоянии насыщения), а транзистор VT2 заперт (находится в состоянии отсечки). Однако, это состояние квазиравновесия неустойчиво, так как отрицательный потенциал на базе закрытого транзистора VT2 по мере разрядки конденсатора С₁ через резистор R_Б₂ стремится к положительному потенциалу источника питания U_п. Отметим, что зарядка конденсатора С₂ через сопротивление R_К₂, разряженного к моменту открытия транзистора VT1, идет быстрее, чем разрядка конденсатора С₁ через сопротивление R_Б₂, а открытое состояние транзистора VT1 поддерживается постоянным током i_Бп. В момент, когда потенциал базы транзистора VT2 станет близким к нулю, состояние квазиравновесия нарушится, закрытый транзистор VT2отпирается, открытый VT1 запирается и мультивибратор переходит в новое состояние квазиравновесия. На выходе формируются почти прямоугольные импульсы u_вых при скважности (рис. 27.1, б).

Амплитуда генерируемых импульсов приближенно равна напряжению питания U_п, а период колебаний симметричного мультивибратора

В несимметричном мультивибраторе (при неравенстве параметров резистивных и ёмкостных элементов схемы) длительности импульса t_и и паузы t_n неодинаковы вследствие различной продолжительности запертых состояний транзисторов VT1 и VT2.

Мультивибратор можно собрать на операционном усилителе. В ОУ благодаря большому коэффициенту усиления (К_u = 10⁵…… 10⁶) выходное напряжение пропорционально входному только при очень малых входных сигналах (единицы мили- и микровольт). Как отмечалось, при больших входных сигналах напряжение u_вых может иметь два значения

(рис. 27.2, а).

Входные напряжения u_вх, при которых разность u_вх - u_ос = 0,

; ,

где u_ос - напряжение обратной связи; - коэффициент обратной связи (рис. 27.2, б, в).

В схеме автоколебательного мультивибратора (рис. 27.2, б) возникает режим самовозбуждения за счет второй обратной связи через R₃C-звено.

Предположим, что в момент t₁ (рис. 27.2, в) напряжение u_вых изменилось скачком с . Конденсатор С начинает перезаряжаться током, протекающим через резистор R₃ под действием , причем напряжение на конденсаторе u_C изменяется по экспоненциальному закону, стремясь к . Напряжение u_C есть входное напряжение u_вх инвертирующего усилителя, и когда в момент t₂ оно достигнет значения U₂, выходное напряжение ОУ скачком изменится с . Конденсатор начинает перезаряжаться, стремясь к , но, достигнув значения U₁ к моменту t₃, оно заставляет OУ инвертировать выходное напряжение на . Далее процесс будет повторяться.

Генераторы, основанные на рассмотренном принципе, называют релаксационными. Период колебаний такого мультивибратора

причем t_и₁ = t_и₂. Такой вид колебаний называют меандром.

Дата добавления: 2015-05-08; просмотров: 1299;