Автоколебательный мультивибратор

На Рис. 9а представлена схема генератора прямоугольных сигналов (мультивибратора) на компараторе с однополярным питанием и выходом с открытым коллектором, использующая минимум компонентов.

Рис. 9. Простейший автоколебательный мультивибратор.

а — схема, б — временные диаграммы

Выходная частота определяется постоянной времени RtCt, а ширина петли гистерезиса устанавливается отношением сопротивлений резисторов R1 R2 и К3. Считаем, что Rc<<R3. Максимальная частота ограничена только задержкой переключения компаратора и емкостью нагрузки, которая снижает скорость нарастания выходного напряжения.

При анализе этой схемы предположим, что в первый момент после включения напряжения питания Vs, конденсатор Ct разряжен, а выходное напряжение имеет высокий уровень (напомним, что для этого необходимо, чтобы напряжение на инвертирующем входе было бы равно или меньше, чем на неинвертирующем). Напряжение на неинвертирующем входе Vp в таком случае равно

Если Ri = R2 = R3, тогда

Когда конденсатор Q зарядится через резистор Rt до напряжения, равного Кь выход компаратора переключится. При 0 значение Vp уменьшится до величины

. (4.6)

Конденсатор Ct теперь начнет разряжаться. Когда напряжение на конденсаторе уменьшится до значения, равного К2, напряжения на выходе компаратора и на неинвертирующем входе вернутся к прежним значениям V_OUT = V_S ; Vp = V₁) и весь цикл повторится снова. Для приведенной схемы при условии R₁ = R₂ = R₃ и учитывая, что времена заряда и разряда Ct в установившемся режиме примерно равны (t₁ = t₂ ~ 0.57), можно найти период колебаний Т из уравнения

Решение этого уравнения относительно Т с учетом того, что V1 = 2V2, имеет вид

Т = 1.388RtСt (4.8)

Генератор импульсов с переменной скважностью

Основная схема автоколебательного мультивибратора, приведенная на Рис. 9,может быть изменена, с тем чтобы получить генератор импульсов с регулируемой скважностью. Схема такого генератора представлена на Рис. 10.

Рис. 10.Схема генератора импульсов с регулируемой

скважностью

Для раздельного, независимого регулирования длительности импульса и паузы последовательно с времязадающим конденсатором Ct включены две параллельные цепочки R4 VD1 и R5 VD2 .

Цепочка R4D1 формирует ток заряда конденсатора, тем самым, определяя ширину импульса (t1), а цепь R5D2 задает время паузы (t2). При изменении сопротивления любого из этих резисторов меняется частота следования импульсов генератора. При условии R1=R2 =R3>>Rc время нарастания напряжения на конденсаторе с учетом соотношений (4.5), (4.6) определится из уравнения

(4.9)