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 RБ2 стремится к положительному потенциалу источника питания Uп. Отметим, что зарядка конденсатора С2 через сопротивление RК2, разряженного к моменту открытия транзистора VT1, идет быстрее, чем разрядка конденсатора С1 через сопротивление RБ2, а открытое состояние транзистора VT1 поддерживается постоянным током iБп. 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 uвых при скважности (рис. 27.1, б).
Амплитуда генерируемых импульсов приближенно равна напряжению питания Uп, а период колебаний симметричного мультивибратора
.
В несимметричном мультивибраторе (при неравенстве параметров резистивных и ёмкостных элементов схемы) длительности импульса tи и паузы tn неодинаковы вследствие различной продолжительности запертых состояний транзисторов VT1 и VT2.
Мультивибратор можно собрать на операционном усилителе. В ОУ благодаря большому коэффициенту усиления (Кu = 105 …… 106) выходное напряжение пропорционально входному только при очень малых входных сигналах (единицы мили- и микровольт). Как отмечалось, при больших входных сигналах напряжение uвых может иметь два значения (рис. 27.2, а).
Входные напряжения uвх, при которых разность uвх - uос = 0,
; ,
где uос - 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 uвых изменилось скачком с . Конденсатор С начинает перезаряжаться током, протекающим через резистор R3 под действием , причем напряжение на конденсаторе uC изменяется по экспоненциальному закону, стремясь к . Напряжение uC есть входное напряжение uвх 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 tи1 = tи2. Такой вид колебаний называют меандром.
Дата добавления: 2015-05-08; просмотров: 1283;