Автоколебательный режим работы мультивибратора
Генераторы инфранизких частот
Генераторы инфранизких частот служат для создания сигнала синусоидальной формы с частотами 0,001 – 20 Гц. Структурная схема генератора аналогична схеме генератора низких частот. Однако соответствующие узлы генераторов низких и инфранизких частот могут существенно отличаться. Главное отличие заключается в схеме ЗГ.
Часто ЗГ генератора инфранизких частот представляет собой схему электронной модели колебательного процесса без затухания, описываемого дифференциальным уравнением
, (*)
где w0 = 2pf0 – угловая частота;
х = А0sin(w0t + j) – является решением уравнения и есть сигнал инфранизкой частоты f0.
Для моделирования приведенного дифференциального уравнения применяют усилительное и интегрирующее звено, в котором входное и выходное напряжения связаны через производную.
| U2 |
| U1 |
| R1 |
| R2 |
| U2 |
| U1 |
| R1 |
| С1 |
| С2 |
| R2 |
| R1 |
| С1 |
| Uх |
| К2Uх |
| R5 |
| Uy |
| R4 |
| -Uх |
| Uх |
| К = -1 |
| R3 |
| К1Uy |
| R3 |
| UВЫХ |
Рис.11 Генератор инфранизких частот
Обозначив в (*) 
, получим:
; 
.(**)
Вторые производные выражений (**) запишутся:
, 
Подставив в полученные выражения производные из (**), получим
.
Сравнивая полученное выражение с (*), получим
.
Генераторы импульсных сигналов
Генераторы импульсных сигналов преобразуют (также как и генераторы синусоидальных сигналов) энергию источника постоянного тока в импульсную последовательность.
Импульсные генераторы могут работать в трех различных режимах:
1) автоколебательный режим. В этом режиме генератор начинает вырабатывать импульсные сигналы сразу же после подачи напряжения питания.
2) ждущий режим. В этом режиме генератор находится в одном единственном устойчивом состоянии, в котором может находиться сколь угодно долго до прихода запускающего импульса, с приходом которого генератор вырабатывает единственный импульс и устанавливается в устойчивое состояние до прихода следующего запускающего импульса;
3) режим синхронизации или режим деления частоты. Режим синхронизации аналогичен автоколебательному режиму, отличие состоит в том, что на генератор оказывает воздействие синхронизирующий сигнал. Частота выходного сигнала генератора или равна частоте синхросигнала или кратная ей.
Автоколебательный режим работы мультивибратора
В автоколебательном режиме работы мультивибратора существуют два квазиустойчивых состояния, в которых схема находится известное время и которое определяется элементами схемы.
Практически все электрические величины (токи и напряжения) схемы постоянно изменяются, что приводит к переключению активных элементов схемы и формированию в коллекторных цепях напряжений, близких по форме к прямоугольным.
Работу мультивибратора рассмотрим в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1. Если Rk1 = Rk2 = R; С1 = С2 = С; Rб1 = Rб2 = Rб и транзисторы идентичны, то мультивибратор будет симметричным. Предположим, что в момент времени t1 происходит переключение транзисторов мультивибратора, т. е. T1 находится в состоянии насыщения (транзистор открыт), а T2 - в состоянии отсечки (транзистор закрыт).
Рис. 1. Схема мультивибратора и временные диаграммы
Начинают протекать два независимых процесса. К моменту времени t = t1 емкость С1 заряжена до напряжения EК, а С2 разряжена. Как только T1 откроется, С2 начинает заряжаться по цепи источник питания - Rk2 – С2 – переход «база – эмиттер» транзистора T1.
Ток базы T1 складывается из двух составляющих. Одна составляющая – ток через резистор Rб1, а другая - ток заряда емкости С2. Поэтому после времени t1 
имеет максимальное значение, которое постепенно уменьшается по мере заряда С2 до величины, определяемой составляющей тока через Rб2.
В тоже время происходит разряд конденсатора С1, процесс разряда конденсатора С1 описывается выражением:
.
Необходимое время 
для разряда С1 до 0 составит: 
.
По мере разряда С1 будет уменьшаться падание напряжения на 
, которое приложено к участку «база – эмиттер» T2 и сохраняет T2 в закрытом состоянии. Как только оно достигает значения напряжения открывания, T2 мгновенно откроется, а T1 закроется за счет падения напряжения на 
. Далее все процессы повторяются: T2 окажется открытым, а T1 – закрытым, емкость С1 будет заряжаться, С2 – разряжаться.
На коллекторах T1 и T2 получим импульсные сигналы, сдвинутые относительно друг друга на 180°.