Схемотехника аналоговых устройств (стр. 22 )

1. Пусть в исходном состоянии полностью открыт, т. е. , а закрыт, т. е. . Тогда конденсатор заряжается по цепи: . В результате роста напряжения на увеличивается потенциал , и начинает открываться.

2. Переходный процесс опрокидывания схемы заключается в следующем:

. Таким образом, действует ПОС, которая приводит к быстрому полному открыванию и закрыванию , т. е. , а .

а б

Рис. 10.8. Схема мультивибратора (а) и временные диаграммы его работы (б)

3. Тогда конденсатор заряжается по цепи: .

В результате роста напряжения на увеличивается потенциал , и начинает открываться.

4. Переходный процесс обратного опрокидывания схемы аналогичен: . В результате действия ПОС схема возвращается в исходное состояние.

Для запуска автоколебаний необходимо обеспечить либо несимметричность схемы, чтобы при включении питания оба транзистора не оказались одновременно в насыщении, либо активный режим для обоих транзисторов, и тогда автоколебание установится. Для этого в схему обычно вводят дополнительные RС-цепочки задержки установки смещения в цепях по сравнению с цепями коллекторов, например, как цепь в схеме на рис. 10.9.

Рис. 10.9. Обеспечение запуска колебаний путем RC-задержки

в цепи смещения транзисторов мультивибратора

Более эффективны мультивибраторы на ОУ. В рассматриваемой ниже схеме (рис.10.10) резисторы R1R2 образуют цепь ПОС, а R0C – цепь ООС, которая также является времязадающей цепью.

Напряжение определяется напряжением стабилизации двуханодного стабилитрона, т. е. в зависимости от состояния схемы.

За счет ПОС напряжение на выходе цепи обратной связи или .

а б

Рис. 10.10. Схема мультивибратора на ОУ (а)
и временные диаграммы его работы (б)

Конденсатор С заряжается по цепи до напряжения . При начинается быстрый (за счет ПОС) процесс опрокидывания схемы. В результате конденсатор С начинает разряжаться до напряжения . При схема за счет ПОС возвращается в исходное состояние. Период колебаний может быть определен по формуле .

10.2.2. Ждущий мультивибратор

Ждущий мультивибратор (одновибратор) – схема, формирующая на выходе импульс заданной длительности при подаче на вход импульса запуска.
Фактически это разновидность триггера, в котором выход одного из вентилей имеет емкостную связь со входом другого вентиля, в результате чего схема всегда возвращается в одно состояние. Одновибраторы срабатывают по положительному или отрицательному перепаду.

а б

Рис. 10.11. Схема ждущего мультивибратора (а) и временные диаграммы его работы (б)

Рассмотрим схему ждущего мультивибратора и временные диаграммы его работы:

1. В исходном состоянии насыщен, так как , а закрыт, поскольку через цепь ПОС передается в базу и . Диод D1 закрыт, так как на его анод и катод через и подан одинаковый потенциал . Конденсатор заряжен до по цепи .

2. При подаче импульса запуска отрицательной полярности дифференцирующая цепочка выделяет его фронты. Отрицательный фронт проходит через диод D1 и конденсатор в базу , выводя его из насыщения.

3. В результате возникает переходный процесс:

и т. д.

Таким образом, действие ПОС приводит к быстрому опрокидыванию схемы. В результате оказывается полностью открытым и , а – закрытым и .

4. После опрокидывания схемы начинается разряд по цепи . В результате падения напряжения на потенциал будет расти, начнет открываться, и в результате ПОС, действие которой поясняется цепочкой рассуждений:

,

схема возвращается в исходное состояние. Длительность исходного импульса определяется параметрами цепи и оценивается по формуле .

10.2.3. Ждущий мультивибратор на основе компаратора

ПОС в компараторе на ОУ образована резисторами R2, R3. При этом часть выходного напряжения подается на неинвертирующий вход ОУ. Времязадающая цепь образована емкостью С0 и сопротивлением R0. На вход подается импульс запуска положительной полярности, дифференцирующая цепочка R1, С выделяет фронты импульса, а диод пропускает на вход U+ ОУ только передний положительный фронт.