Разновидности схем генераторов.

Автоколебательный мультивибратор на логических элементах.

В данной схеме логические элементы ЛЭ1 и ЛЭ2 используются как усилители - инверторы, работающие в режиме ключа. Цепи C₁R₂ и C₂R₁ - две дифференцирующие цепочки, обеспечивающие положительную обратную связь между ЛЭ1 и ЛЭ2. Диоды VD1 и VD2 предназначены для закорачива­ния на корпус отрицательных выбросов после дифференцирующих цепочек.

При включении питания, когда например на выходе ЛЭ1 потенциал скачком увеличится на AUj на входе ЛЭ2 он скачком уменьшится. Под дей­ствием высокого уровня U_Bыxl конденсатор С1 начинает заряжаться через выходное сопротивление элемента ЛЭ1 и резистор Я₂.Напряжение на рези­сторе R₂ от тока заряда С1 имеет положительную полярность на входе ЛЭ2 и поддерживает этот элемент в открытом состоянии (U_BbIX2=U°). В это время конденсатор С₂ быстро разряжается через малое выходное сопротивление от­крытого элементаЛЭ2 и диод VD1, напряжение на входе ЛЭ1 мало и он удерживается в закрытом состоянии.

По мере зарядки конденсатора С₁ ток заряда уменьшается. За счет этого снижается падение напряжения на выходном сопротивлении ЛЭ1 (при этом U_BbIX1возрастает), а также уменьшается напряжение U_Bx2 на ЛЭ2.

В некоторый момент времени напряжение U_Bx2 уменьшается до зна­чения, при котором рабочая точка элемента Л2 выходит на активный участок

нагрузочной прямой, что вызывает увеличение U_Bblx2 . Через С2 это увеличе­ние воздействует на вход ЛЭ1 и он также перейдет на активный участок. Ко­гда оба элемента станут находиться на активном участке, сработает положи­тельная обратная связь за счет чего U_BbIX2 лавинообразно возрастет и U_BbIx1 ес­тественно уменьшится. В результате ЛЭ1 открывается, а ЛЭ2 закрывается т. е. состояние ЛЭ1 и ЛЭ2 изменится на противоположное. После этого С2 на­чинает заряжаться, а С1 быстро разряжается через VD2 - наступает второй полупериод процесса, подобно описанному в первом.

Отсюда следует, что для получения симметричных колебаний t_u] - t_u2 необходимо равенство R₁C₂= R₂C1и для получения требуемых значений длительности импульса и паузы необходимо выполнить соответствующий расчет на основании значений 𝞽₁ и 𝞽₂ .

Путем незначительного изменения схемы автоколебательного муль­тивибратора может быть получен ждущий мультивибратор, такие схемы ис­пользуются в качестве формирователей импульсов требуемой длительности.

Возможность построения схемы мультивибратора на операционном усилителе обеспечивается наличием у ОУ двух входов и тем что выходное напряжение ОУ может скачком изменяться от U⁺_нас до U^-_нас .

Если U_вых = U*_нac, то конденсатор С заряжается до момента времени t₁когда напряжение на нем (U_c) окажется чуть больше ɣU⁺_Hac, где ɣ = R₃ /(R₃ + R₂). Как только схема ОУ выйдет из насыщения, восстанавлива­ется действие положительной обратной связи: уменьшение U⁺ = UR₃ вызыва­ет дальнейшее уменьшение U_вых, развивается лавинообразный процесс и на­пряжение быстро достигает U^-_нас. С этого момента конденсатор перезаряжа­ется до тех пор, пока напряжение на нем (при t = t₂) не станет чуть меньше ɣU^-_Hac, после чего начинается переключение U_вых к уровню U⁺_Hac.Таким об­разом возможная амплитуда импульсов мультивибратора на ОУ колеблется от U⁺до U^-.

Необходимо отметить что длительность фронтов импульсов мульти­вибраторов на ОУ много больше длительности фронтов на ЛЭ и может со­ставлять несколько мкс. Такие мультивибраторы генерируют симметричные импульсы т.е. t₁ = t₂

Получение несимметричных импульсов возможно при установке R₁ различных для формирования положительной и отрицательной составляю­щей импульса.