Показати ланцюги заряду та розряду хронувальних конденсаторів в схемі автоколивального МВ

Автоколивальні мультивібратори. Автоколивальні генератори прямокутних імпульсів (мультивібратори) - це пристрої, здатні почергово знаходитися в двох тимчасово стійких (квазистійких) станах, в кожен із яких вони переходять автоматично за рахунок перехідних процесів, що відбуваються в схемі. Як і одновібратори, мультивібратори МВ можна реалізувати на дискретних елементах, логічних, інтегральних схемах та операційних підсилювачах.

Схеми на дискретних елементах широко використовують в цифровій апаратурі широкого призначення в складі стандартних комплексів інтегральних елементів.

МВ на ОП в більшості своїй знаходять призначення в вимірювальній апаратурі, спеціальних пристроях.

Мультивібратори на біполярних транзисторах. Типова схема симетричного автоколивального мультивібратора цього виду приведена на рис.12.2.

Рисунок 12.2 – Схема симетричного мультивібратора

Як і в схемі 0В з колекторно-базовими зв’язками, тривалість квазистійкого стану визначається часом перезаряду конденсатора, увімкненого через відкритий транзистор до входу закритого, від напруги Ек до нульової напруги. Цей момент визначає лавиноподібний перехід МВ у новий квазистійкий стан, коли відкритий та закритий транзистори міняють свої стани на протилежні і вступає в дію другий часозадаючий ланцюг, визначаючий тривалість другого квазистійкого стану. За цей час конденсатор першого часозадаючого ланцюга відновлює свій заряд.

При розрахунку автоколивального мультивібратора задаються:

- амплітуда вихідного імпульсу U_max ;

- період коливань T ;

- шпаруватість Q ;

- тривалість позитивного фронту t_ф.

Обчислювання параметрів елементів ведуть в такій послідовності.

1. Визначають напругу джерела живлення Ек за заданою амплітудою вхідних імпульсів U_max при умові Ек=(1,1…1,4)U_max.

2. Транзистор вибирають за колекторною напругою і струмом колектора та швидкодією:

- для забезпечення надійності роботи необхідна колекторна напруга і струм ;

- для забезпечення необхідної частоти роботи

3. Для виключення впливу навантаження на роботу схеми опори резисторів R_k1=R_k2=R_k вибирають при умові R_k<=(0,1…0,2)R_н. Якщо R_н= то максимальний опір резистора R_н вибирають при умові І_коmaxR_k<<E_k. Мінімальний опір резистора обмежено співвідношенням

4. Перевіряють амплітуду вихідного імпульса, яка дорівнює:

Якщо вона менше заданої, збільшують Ек.

5. Значення базових опорів вибирають при умові забезпечення насичення (g=1,5..2) транзистора в квазистійкому стані

6. Для симетричного мультивібратора значення ємностей С1=С2=С визначають за формулою

7. Для несиметричного МВ ємності конденсаторів С1 і С2 розраховують підставляючи замість часу Т/2 відповідно тривалості імпульсів t_i1,t_i2 :

8. Тривалість позитивного та негативного фронтів імпульсу відповідно дорівнюють

.

Регулювання тривалості вихідних імпульсів можна досягнути як зміною параметрів С і R_б, так і вмиканням резисторів R_б до регульованого джерела напруги — E_зм. Слід пам’ятати що при зміні параметрів R_б і С тільки одного плеча МВ змінюються його частота та шпаруватість, а при зміні Е_зм змінюється тільки частота.