Multivibratoare în așteptare după ce este primit un impuls scurt de declanșare, se formează un impuls de ieșire. Ei aparțin clasei dispozitive monostabileși au o stare de echilibru stabilă pe termen lung și una cvasi-stabilă. O diagramă a celui mai simplu multivibrator de așteptare bazat pe tranzistoare bipolare, care are o conexiune rezistivă și una capacitivă colector-bază, este prezentată în fig. 8. Cu bază de conectare VT 2 cu alimentare + E peste R b2, un curent de deblocare curge în circuitul de bază, suficient pentru a satura acest tranzistor. în care tensiunea de iesire luate de la colector VT 2 este aproape de zero. tranzistor VT 1 este blocat de tensiunea negativă rezultată din împărțirea tensiunii sursei de polarizare - E vezi separator R b1 R din. Astfel, după ce sursele de alimentare sunt pornite, se determină starea circuitului. În această stare, condensatorul DIN 1 încărcat la tensiunea sursă + E(plus pe stânga, minus pe farfuria din dreapta).
Orez. 8. Multivibrator de asteptare pe tranzistori
Multivibratorul în așteptare poate fi în această stare pentru un timp arbitrar lung - până când sosește pulsul de declanșare. Un impuls de declanșare pozitiv (fig. 9) deblochează tranzistorul VT 1, ceea ce duce la o creștere a curentului de colector și o scădere a potențialului de colector al acestui tranzistor. Creșterea potențialului negativ printr-un condensator DIN 1 este transferat la bază VT 2 scoate acest tranzistor din saturație și îl face să intre în modul activ. Curentul de colector al tranzistorului scade, tensiunea de pe colector primește o creștere pozitivă, care de la colector VT 2 printr-un rezistor R c este trimis la bază VT 1, provocând deblocarea ulterioară a acestuia. Pentru a reduce timpul de deblocare VT 1 în paralel R c porniți condensatorul de accelerație DIN usk Procesul de comutare a tranzistoarelor are loc ca o avalanșă și se termină cu trecerea multivibratorului la a doua stare cvasi-stabilă de echilibru. În această stare, condensatorul se descarcă DIN 1 printr-un rezistor R b2 și tranzistor saturat VT 1 per sursă de alimentare +E. căptușeală încărcată pozitiv DIN 1 prin tranzistor saturat VT 1 este conectat la firul comun și încărcat negativ la bază VT 2. Din această cauză, tranzistorul VT 2 este ținut încuiat. După externare DIN 1 potențial de bază VT 2 devine nenegativ. Acest lucru duce la o comutare asemănătoare avalanșelor a tranzistorilor ( VT 2 este deblocat și VT 1 este blocat). Formarea impulsului de ieșire se încheie. Astfel, durata impulsului de ieșire este determinată de procesul de descărcare a condensatorului DIN 1
.
Amplitudinea impulsului de ieșire
.
La sfârșitul formării impulsului de ieșire, începe etapa de recuperare, timp în care condensatorul este încărcat DIN 1 din sursa + E printr-un rezistor R k1 și joncțiunea emițătorului tranzistorului saturat VT 2. Timp de recuperare
.
Perioada minimă de repetiție cu care pot urma impulsurile de declanșare este
.
Orez. 9. Diagrame de timp ale tensiunilor din circuitul unui multivibrator în așteptare
Amplificatoare operaționale
amplificatoare operaționale(amplificatoarele operaționale) se numesc amplificatoare de înaltă calitate curent continuu(UPT), conceput pentru a efectua diverse operațiuni pe semnale analogice atunci când funcționează într-un circuit de feedback negativ.
Amplificatoarele DC fac posibilă amplificarea semnalelor care se schimbă lent, deoarece au o frecvență de tăiere inferioară zero a benzii de amplificare (f n \u003d 0). În consecință, în astfel de amplificatoare nu există componente reactive (condensatori, transformatoare) care să nu treacă de componenta constantă a semnalului.
Pe fig. 10,a arată simbolul sistemului de operare. Amplificatorul prezentat are un terminal de ieșire (prezentat în dreapta) și două terminale de intrare (prezentat în partea stângă). Semnul Δ sau > caracterizează câștigul. Se numește o intrare a cărei tensiune este defazată cu 180° față de tensiunea de ieșire inversareași este notat cu semnul de inversare ○, iar intrarea, tensiunea la care este în fază cu ieșirea, este neinversoare. Op-amp-ul amplifică tensiunea diferenţială (diferenţa) dintre intrări. Amplificatorul operațional conține, de asemenea, pini pentru alimentarea cu tensiune și poate conține pini de corecție a frecvenței (FC), pini de echilibrare (NC). Pentru a facilita înțelegerea scopului concluziilor și pentru a crește conținutul informațional din simbol, este permisă introducerea unuia sau două câmpuri suplimentare pe ambele părți ale câmpului principal, în care sunt indicate etichete care caracterizează funcțiile de ieșire (Fig. 10,b). În prezent, amplificatoarele operaționale sunt produse sub formă de circuite integrate. Acest lucru vă permite să le considerați componente separate cu anumiți parametri.
Parametrii și caracteristicile amplificatorului operațional pot fi împărțiți în caracteristici de intrare, ieșire și transmisie.
Parametrii de intrare.
Orez. 10. Simbol al amplificatorului operațional: a - fără câmp suplimentar; b - cu un câmp suplimentar; NC - pini de echilibrare; FC - concluzii de corecție a frecvenței; U - iesiri tensiune de alimentare; 0V - ieșire comună
caracteristici de transmisie.
Câștig de tensiune LA U (10 3 – 10 6)
,
Unde U în 1 , U vx2- tensiune la intrările OS.
Câștig în modul comun LA U sf
.
Rata de respingere în modul comun LA os sf
.
Frecvența câștigului unitar f 1 este frecvența la care câștigul de tensiune este egal cu unitatea (unități - zeci de MHz).
Rata de variare a tensiunii de ieșire V U o este viteza maximă posibilă de modificare a semnalului de ieșire.
parametrii de ieșire.
Tensiunea maximă de ieșire a OU U o max . De regulă, această tensiune este cu 2-3 V mai mică decât tensiunea sursei de alimentare.
Impedanța de ieșire R out (zeci - sute de ohmi).
Circuite de bază pentru pornirea unui amplificator operațional.
Amplificatoarele operaționale sunt de obicei folosite cu feedback negativ profund, deoarece au un câștig semnificativ de tensiune. În același timp, din elementele circuitului părere parametrii rezultați ai amplificatorului depind.
În funcție de intrarea amplificatorului operațional conectată la sursa semnalului de intrare, există două circuite principale de comutare (Fig. 11). Când o tensiune de intrare este aplicată unei intrări neinversoare (Fig. 11, a), câștigul de tensiune este determinat de expresia
. (1)
O astfel de includere a unui amplificator operațional este utilizată atunci când este necesară o rezistență de intrare crescută. Dacă diagrama din fig. 11 și eliminați rezistența R 1 și scurtcircuitați rezistența R 2, obțineți un adept de tensiune ( LA u=1), care este folosit pentru a potrivi impedanța mare a sursei de semnal și impedanța scăzută a receptorului.
Orez. Fig. 11. Circuite amplificatoare op-amp: a - amplificator neinversător; b - amplificator inversor
Când tensiunea de intrare este aplicată intrării inversoare (Fig. 11, b), câștigul este egal cu
. (2)
După cum se poate vedea din expresia (2), cu această includere, tensiunea de intrare este inversată.
În schemele luate în considerare, rezistența Re este conectată la una dintre intrări. Nu afectează câștigul și este introdus atunci când este necesar pentru a reduce variațiile tensiunii de ieșire cauzate de fluctuațiile de timp sau de temperatură ale curenților de intrare. Rezistența Re este aleasă astfel încât rezistențele echivalente conectate la intrările amplificatorului operațional să fie aceleași. Pentru diagramele din fig. 10 
.
Prin modificarea diagramei din fig. 11, b, puteți obține un dispozitiv de însumare (Fig. 12, a), în care
. (3)
Cu alimentarea simultană a tensiunii la ambele intrări ale amplificatorului operațional, se obține un dispozitiv de scădere (Fig. 12, b), pentru care
. (4)
Această expresie este valabilă atunci când condiția 
.
Orez. 12. Scheme de pornire a OS: a - sumator de tensiune; b - scăzător
Un multivibrator este cel mai simplu generator de impulsuri care funcționează în modul de auto-oscilație, adică atunci când tensiunea este aplicată circuitului, el însuși începe să genereze impulsuri.
Cea mai simplă schemă este prezentată în figura de mai jos:
circuit tranzistor multivibrator
Mai mult, capacitățile condensatoarelor C1, C2 sunt întotdeauna selectate cât mai identice, iar valoarea rezistențelor de bază R2, R3 trebuie să fie mai mare decât a celor colectoare. Aceasta este o condiție importantă pentru funcționarea corectă a MV.
Cum funcționează un multivibrator pe tranzistori, deci: atunci când alimentarea este pornită, capacitățile C1, C2 încep să se încarce.
Primul condensator din lanțul R1-C1 este tranziția BE a celui de-al doilea caz.
A doua capacitate va fi încărcată prin circuitul R4 - C2 - tranziția BE a primului tranzistor - cazul.
Deoarece tranzistoarele au un curent de bază, aproape se deschid. Dar, deoarece nu există doi tranzistori identici, unul dintre ei se va deschide puțin mai devreme decât colegul său.
Să presupunem că avem primul tranzistor deschis mai devreme. Când este deschis, va descărca capacitatea C1. Mai mult, acesta va fi descărcat în polaritate inversă, închizând al doilea tranzistor. Dar primul este în stare deschisă doar pentru o clipă, până când condensatorul C2 este încărcat la nivelul tensiunii de alimentare. La sfârșitul procesului de încărcare, C2, Q1 este blocat.
Dar până în acest moment, C1 este aproape gol. Și asta înseamnă că un curent va curge prin el, deschizând al doilea tranzistor, care va descărca capacitatea C2 și va rămâne deschis până când primul condensator este reîncărcat. Și așa de la ciclu la ciclu, până când oprim alimentarea din circuit.
După cum puteți vedea cu ușurință, timpul de comutare aici este determinat de valoarea capacității condensatoarelor. Apropo, rezistența rezistențelor de bază R1, R3 introduce și aici un anumit factor.
Să revenim la starea inițială, când primul tranzistor este deschis. În acest moment, capacitatea C1 nu numai că va avea timp să se descarce, dar va începe și să se încarce în polaritate inversă prin circuitul R2-C1-colector-emițător al Q1 deschis.
Dar rezistența lui R2 este destul de mare și C1 nu are timp să se încarce până la nivelul sursei de alimentare, dar când Q1 este blocat, acesta va fi descărcat prin circuitul de bază Q2, ajutându-l să se deschidă mai repede. Aceeași rezistență crește timpul de încărcare al primului condensator C1. Dar rezistențele colectoarelor R1, R4 sunt o sarcină și nu au un efect special asupra frecvenței de generare a impulsurilor.
Ca o introducere practică, îmi propun să asamblam, în același articol, se ia în considerare și proiectarea pe trei tranzistoare.
circuit multivibrator pe tranzistoare în designul unui fulger de Anul Nou
Să ne ocupăm de funcționarea unui multivibrator asimetric pe două tranzistoare folosind exemplul unui circuit simplu de radio amator de casă care produce sunetul unei mingi de metal care sări. Circuitul funcționează după cum urmează: pe măsură ce capacitatea C1 este descărcată, volumul bătăilor scade. Durata totală a sunetului depinde de valoarea lui C1, iar condensatorul C2 stabilește durata pauzelor. Tranzistoarele pot fi absolut orice tip p-n-p.
Există două tipuri de multivibratoare de microdesign casnic - auto-oscilante (GG) și în așteptare (AG).
Cele auto-oscilante generează o succesiune periodică de impulsuri dreptunghiulare. Durata și perioada de repetare a acestora sunt stabilite de parametri elemente exterioare rezistențe și capacități sau nivelul tensiunii de control.
Microcircuite interne ale MV auto-oscilante, de exemplu, sunt 530GG1, K531GG1, KM555GG2 Mai mult informatii detaliate veți găsi pe ele și multe altele în, de exemplu, Yakubovsky S. V. Circuite integrate digitale și analogice sau CI și omologii lor străini. Manual în 12 volume editat de Nefedov
Pentru MW-urile de așteptare, durata impulsului generat este, de asemenea, stabilită de caracteristicile componentelor radio atașate, iar perioada de repetiție a impulsurilor este setată de perioada de repetiție a impulsurilor de declanșare primite la o intrare separată.
Exemple: K155AG1 conține un multivibrator standby care generează impulsuri dreptunghiulare unice cu stabilitate bună de durată; 133AG3, K155AG3, 533AG3, KM555AG3, KR1533AG3 conține două MV-uri de așteptare care generează impulsuri de tensiune unice dreptunghiulare cu stabilitate bună; 533AG4, KM555AG4 două MV-uri de așteptare care formează impulsuri de tensiune unice dreptunghiulare.
Foarte des, în practica radioamatorilor, ei preferă microcircuite nu specializate, ci le asamblează pe elemente logice.
Cel mai simplu circuit multivibrator pe elementele logice AND-NOT este prezentat în figura de mai jos. Are două stări: într-o stare, DD1.1 este blocat, iar DD1.2 este deschis, în cealaltă, totul este invers.
De exemplu, dacă DD1.1 este închis, DD1.2 este deschis, atunci capacitatea C2 este încărcată de curentul de ieșire DD1.1 care trece prin rezistența R2. Tensiunea la intrarea DD1.2 este pozitivă. Menține deschis DD1.2. Pe măsură ce capacitatea C2 se încarcă, curentul de încărcare scade și tensiunea pe R2 scade. În momentul în care nivelul pragului este atins, DD1.2 începe să se blocheze și potențialul său la ieșire crește. Creșterea acestei tensiuni este transmisă prin C1 la ieșirea DD1.1, aceasta din urmă se deschide, iar procesul invers se dezvoltă, care se termină cu blocarea completă a DD1.2 și deblocarea DD1.1 - trecerea dispozitivului la al doilea stare instabilă. Acum C1 va fi încărcat prin R1 și impedanța de ieșire a componentei chip DD1.2 și C2 prin DD1.1. Astfel, observăm un proces tipic auto-oscilant.
Altul dintre circuite simple, care poate fi asamblat pe elemente logice, este un generator de impulsuri dreptunghiulare. Mai mult, un astfel de generator va funcționa în modul de autogenerare, similar unui tranzistor. Figura de mai jos arată un generator construit pe un microansamblu digital nativ logic K155LA3
circuit multivibrator pe K155LA3
Un exemplu practic al unei astfel de implementări poate fi găsit pe pagina electronică în designul soneriei.
Este luat în considerare un exemplu practic de implementare a funcționării unui MW în așteptare pe un declanșator în proiectarea unui comutator de lumină optic pe raze IR.
Dacă te uiți, toate componentele electronice constau dintr-un număr mare de cărămizi individuale. Acestea sunt tranzistoare, diode, rezistențe, condensatoare, elemente inductive. Și din aceste cărămizi puteți adăuga orice doriți.
De la o jucărie inofensivă pentru copii care emite, de exemplu, sunetul „miau”, până la un sistem de ghidare cu rachete balistice cu un vehicul de reintrare multiplă pentru încărcări de opt megatone.
Unul dintre circuitele foarte cunoscute și des folosite în electronică este un multivibrator simetric, care este un dispozitiv electronic care generează (generează) oscilații în formă care se apropie de una dreptunghiulară.
Multivibratorul este asamblat pe două tranzistoare sau circuite logice cu elemente suplimentare. De fapt, acesta este un amplificator în două trepte cu un circuit de feedback pozitiv (POS). Aceasta înseamnă că ieșirea celei de-a doua trepte este conectată printr-un condensator la intrarea primei trepte. Ca urmare, amplificatorul, datorită feedback-ului pozitiv, se transformă într-un generator.
Pentru ca multivibratorul să înceapă să genereze impulsuri, este suficient să conectați tensiunea de alimentare. Multivibratoarele pot fi simetricȘi asimetric.
Figura prezintă o diagramă a unui multivibrator simetric.
Într-un multivibrator simetric, valorile elementelor fiecăruia dintre cele două brațe sunt exact aceleași: R1=R4, R2=R3, C1=C2. Dacă vă uitați la oscilograma semnalului de ieșire al unui multivibrator simetric, este ușor de observat că impulsurile dreptunghiulare și pauzele dintre ele sunt aceleași în timp. puls t ( t si) = t pauze ( t p). Rezistoarele din circuitele colectoare ale tranzistoarelor nu afectează parametrii pulsului, iar valoarea lor este selectată în funcție de tipul de tranzistor utilizat.
Rata de repetare a pulsului unui astfel de multivibrator este ușor de calculat folosind o formulă simplă:
Unde f este frecvența în hertzi (Hz), C este capacitatea în microfarads (uF) și R este rezistența în kiloohmi (kΩ). De exemplu: C \u003d 0,02 uF, R \u003d 39 kOhm. Substituim în formulă, efectuăm acțiuni și obținem o frecvență în domeniul audio aproximativ egală cu 1000 Hz, sau mai degrabă 897,4 Hz.
În sine, un astfel de multivibrator este neinteresant, deoarece produce un „peep” nemodulat, dar dacă selectăm frecvența de 440 Hz cu elementele, iar aceasta este nota A a primei octave, atunci vom obține un diapazon în miniatură. , cu care puteți, de exemplu, să acordați o chitară într-o drumeție. Singurul lucru de făcut este să adăugați o singură etapă de amplificator cu tranzistor și un difuzor în miniatură.
Următorii parametri sunt considerați a fi principalele caracteristici ale semnalului de impuls:
Frecvență. Unitate de măsură (Hz) Hertz. 1 Hz este o oscilatie pe secunda. Frecvențele percepute de urechea umană sunt în intervalul 20 Hz - 20 kHz.
Durata pulsului. Măsurat în fracțiuni de secundă: mile, micro, nano, pico și așa mai departe.
Amplitudine. În multivibratorul luat în considerare, reglarea amplitudinii nu este furnizată. În dispozitivele profesionale, atât trepte cât și reglare lină amplitudine.
ciclu de lucru. Raportul dintre perioada (T) și durata pulsului ( t). Dacă lungimea impulsului este de 0,5 perioade, atunci ciclul de lucru este de doi.
Pe baza formulei de mai sus, este ușor să calculați un multivibrator pentru aproape orice frecvență, cu excepția frecvențelor înalte și ultra-înalte. Există mai multe alte principii fizice la lucru.
Pentru ca multivibratorul să emită mai multe frecvențe discrete, este suficient să puneți un comutator cu două secțiuni și cinci până la șase condensatoare de capacități diferite, în mod natural aceiași în fiecare braț, și să selectați frecvența necesară folosind comutatorul. Rezistoarele R2, R3 afectează, de asemenea, frecvența și ciclul de lucru și pot fi variate. Iată un alt circuit multivibrator cu frecvență de comutare reglabilă.
Reducerea rezistenței rezistențelor R2 și R4 mai mică decât o anumită valoare în funcție de tipul de tranzistori utilizați poate provoca defecțiunea generației și multivibratorul nu va funcționa, prin urmare, în serie cu rezistențele R2 și R4, puteți conecta un rezistor variabil R3, care poate selecta frecvența de comutare a multivibratorului.
Aplicația practică a multivibratorului simetric este foarte extinsă. Tehnologia computerului cu impulsuri, echipamente de măsurare radio în producție aparate electrocasnice. O mulțime de echipamente medicale unice sunt construite pe circuite bazate pe același multivibrator.
Datorită simplității sale excepționale și a costului redus, multivibratorul și-a găsit o aplicație largă în jucăriile pentru copii. Iată un exemplu de lampă LED convențională.
Cu valorile condensatoarelor electrolitice C1, C2 și ale rezistențelor R2, R3 indicate pe diagramă, frecvența pulsului va fi de 2,5 Hz, ceea ce înseamnă că LED-urile vor clipi aproximativ de două ori pe secundă. Puteți folosi circuitul propus mai sus și includeți un rezistor variabil împreună cu rezistențele R2, R3. Datorită acestui lucru, va fi posibil să vedeți cum se va schimba frecvența de clipire a LED-urilor atunci când rezistența rezistenței variabile se va schimba. Puteți pune condensatori de diferite valori și puteți observa rezultatul.
Pe când eram încă școlar, am asamblat un comutator cu ghirlande de pom de Crăciun pe un multivibrator. Totul a funcționat, dar când am conectat ghirlandele, dispozitivul meu a început să le comute la o frecvență foarte înaltă. Din această cauză, în camera alăturată, televizorul a început să se arate cu zgomot sălbatic, iar releul electromagnetic din circuit a trosnit ca o mitralieră. A fost atât vesel (funcționează!) cât și puțin înfricoșător. Părinții au fost revoltați.
O gafă atât de enervantă cu comutare prea frecventă nu mi-a dat liniște sufletească. Și am verificat circuitul, iar condensatorii la valoarea nominală erau cei de care era nevoie. Nu am luat in calcul doar unul.
Condensatorii electrolitici erau foarte vechi și s-au uscat. Capacitatea lor era mică și nu corespundea deloc cu cea indicată pe carcasă. Datorită capacității scăzute, multivibratorul a funcționat la o frecvență mai mare și a schimbat ghirlandele prea des.
La acel moment nu aveam niciun instrument care să poată măsura capacitatea condensatoarelor. Da, și am folosit un tester cu indicator, și nu un multimetru digital modern.
Prin urmare, dacă multivibratorul dvs. produce o frecvență supraestimată, atunci verificați mai întâi condensatorii electrolitici. Din fericire, acum puteți cumpăra un tester universal de componente radio pentru bani puțini, cu ajutorul căruia puteți măsura capacitatea unui condensator.
Multivibrator - un dispozitiv pentru crearea oscilațiilor nesinusoidale. Ieșirea este orice formă de undă, alta decât o undă sinusoidală. Frecvența unui semnal într-un multivibrator este determinată de rezistență și capacitate, nu de inductanță și capacitate. Multivibratorul este format din două trepte de amplificare, ieșirea fiecărei trepte este alimentată la intrarea altei trepte.
Principiul de funcționare al multivibratorului
Un multivibrator poate crea aproape orice formă de undă, în funcție de doi factori: rezistența și capacitatea fiecăreia dintre cele două trepte de amplificare și de unde este preluată ieșirea din circuit.
De exemplu, dacă rezistența și capacitatea a două trepte sunt egale, o treaptă conduce 50% din timp, iar cealaltă treaptă conduce 50% din timp. Pentru discutarea multivibratoarelor din această secțiune, se presupune că rezistența și capacitatea ambelor trepte sunt egale. Când există aceste condiții, semnalul de ieșire este o undă pătrată.
Multivibratoarele bistabile (sau „flip flops”) au două stări stabile. La starea de echilibru, una dintre cele două trepte ale amplificatorului este în conducere, în timp ce cealaltă treaptă nu este. Pentru a trece de la o stare stabilă la alta, multivibratorul bistabil trebuie să ajungă semnal extern.
Acest semnal extern se numește impuls de declanșare extern. Inițiază tranziția multivibratorului de la o stare la alta. Este necesar un alt impuls de declanșare pentru a aduce circuitul înapoi în el starea initiala. Aceste impulsuri de declanșare se numesc „pornire” și „repornire”.
Pe lângă multivibratorul bistabil, există și multivibratorul monostabil, care are o singură stare staționară, și multivibratorul astable, care nu are stare staționară.
Un multivibrator (din latină ezit mult) este un dispozitiv neliniar care transformă o tensiune de alimentare constantă în energie de impuls aproape dreptunghiulară. Multivibratorul se bazează pe un amplificator cu feedback pozitiv.
Există multivibratoare auto-oscilante și de așteptare. Să luăm în considerare primul tip.
Pe fig. 1 prezintă un circuit generalizat al unui amplificator de feedback.
Circuitul conține un amplificator cu un câștig complex k=Ke-ik, un circuit OOS cu un câștig m și un circuit PIC cu un câștig complex B=e-i. Din teoria generatoarelor se știe că pentru apariția oscilațiilor la orice frecvență este necesar ca condiția Bk>1 să fie îndeplinită la aceasta. Un semnal periodic pulsat conține un set de frecvențe care formează un spectru de linii (vezi prima prelegere). Acea. pentru a genera impulsuri este necesar să se îndeplinească condiția Bk>1 nu la o singură frecvență, ci într-o bandă largă de frecvență. Mai mult, cu cât pulsul este mai scurt și cu fronturi mai scurte, semnalul este necesar să fie recepționat, pentru o bandă de frecvență mai largă este necesară condiția Vk>1. Condiția dată este împărțită în două:
starea echilibrului de amplitudine - modulul coeficientului total de transfer al generatorului trebuie să depășească 1 într-un interval larg de frecvență - K>1;
starea echilibrului de fază - defazarea totală a oscilațiilor din circuitul închis al generatorului în același interval de frecvență trebuie să fie un multiplu de 2 - la + = 2n.
Calitativ, procesul de creștere bruscă a tensiunii are loc după cum urmează. Fie ca la un moment dat, ca urmare a fluctuațiilor, tensiunea la intrarea generatorului să crească cu cantitate mică u. Ca urmare a îndeplinirii ambelor condiții de generare, la ieșirea dispozitivului va apărea o creștere de tensiune: uout = Inkin > uin, care este transmisă la intrare în fază cu uin inițial. În consecință, această creștere va duce la o creștere suplimentară a tensiunii de ieșire. Există un proces asemănător unei avalanșe de creștere a tensiunii într-o gamă largă de frecvențe.
Sarcina de a construi un circuit practic al generatorului de impulsuri se reduce la aplicarea la intrarea unui amplificator de bandă largă a unei părți a semnalului de ieșire cu o diferență de fază =2. Deoarece un amplificator rezistiv schimbă faza tensiunii de intrare cu 1800, apoi folosind două amplificatoare conectate în serie, condiția de echilibru de fază poate fi satisfăcută. Condiția echilibrului de amplitudine va arăta astfel în acest caz:
Una dintre schemele posibile care implementează această metodă este prezentată în Fig.2. Acesta este un circuit al unui multivibrator auto-oscilant cu conexiuni colector-bază. Circuitul folosește două trepte de amplificare. Ieșirea unui amplificator este conectată la intrarea celui de-al doilea prin condensatorul C1, iar ieșirea celui din urmă este conectată la intrarea primului prin condensatorul C2.
Calitativ, luăm în considerare funcționarea multivibratorului folosind diagramele (diagramele) de tensiune în timp prezentate în Fig. 3.
Lăsați multivibratorul să comute la momentul t=t1. Tranzistorul VT1 intră în modul de saturație, iar VT2 - în modul cutoff. Din acest moment încep procesele de reîncărcare a condensatoarelor C1 și C2. Până în momentul t1, condensatorul C2 a fost complet descărcat, iar C1 a fost încărcat la tensiunea de alimentare Ep (polaritatea condensatoarelor încărcate este prezentată în Fig. 2). După deblocarea VT1, începe să se încarce de la sursa En prin rezistorul Rk2 și baza tranzistorului deblocat VT1. Condensatorul este încărcat aproape la tensiunea de alimentare En cu o încărcare constantă
zar2 = С2Rк2
Deoarece C2 este conectat în paralel la VT2 prin VT1 deschis, rata de încărcare a acestuia determină rata de modificare a tensiunii de ieșire Uout2 .. Presupunând că procesul de încărcare este finalizat când Uout2 = 0,9Up, este ușor să obțineți durata
t2-t1= С2Rк2ln102,3С2Rк2
Concomitent cu încărcarea lui C2 (începând din momentul t1), condensatorul C1 este reîncărcat. Tensiunea negativă aplicată la baza VT2 menține starea blocată a acestui tranzistor. Condensatorul C1 este reîncărcat prin circuitul: En, rezistența Rb2, C1, E-K deschis tranzistorul VT1. caz cu constantă de timp
razr1 \u003d C1Rb2
Din moment ce Rb >> Rk, atunci taxa<<разр. Следовательно, С2 успевает зарядиться до Еп пока VT2 еще закрыт. Процесс перезарядки С1 заканчивается в момент времени t5, когда UC1=0 и начинает открываться VT2 (для простоты считаем, что VT2 открывается при Uбє=0). Можно показать, что длительность перезаряда С1 равна:
t3-t1 = 0,7C1Rb2
La momentul t3 apare curentul de colector VT2, tensiunea Uke2 scade, ceea ce duce la închiderea VT1 și, în consecință, la o creștere a Uke1. Această creștere de tensiune este transmisă prin C1 la baza VT2, ceea ce implică o deschidere suplimentară a VT2. Tranzistoarele intră în modul activ, are loc un proces asemănător unei avalanșe, în urma căruia multivibratorul intră într-o altă stare cvasi-staționară: VT1 este închis, VT2 este deschis. Durata răsturnării multivibratorului este mult mai mică decât toate celelalte tranzitorii și poate fi considerată egală cu zero.
Din momentul t3, procesele din multivibrator se vor desfășura în mod similar cu cel descris, este necesar doar schimbarea indicilor elementelor circuitului.
Astfel, durata frontului de impuls este determinată de procesele de încărcare a condensatorului de cuplare și este numeric egală cu:
Durata multivibratorului într-o stare cvasi-stabilă (durata impulsului și a pauzei) este determinată de procesul de descărcare a condensatorului de cuplare prin rezistorul de bază și este numeric egală cu:
Cu un circuit multivibrator simetric (Rk1 = Rk2 = Rk, Rb1 = Rb2 = Rb, C1 = C2 = C), durata impulsului este egală cu durata pauzei, iar perioada de repetare a impulsului este egală cu:
T \u003d u + n \u003d 1,4CRb
Comparând durata pulsului și a frontului, trebuie luat în considerare faptul că Rb / Rk \u003d h21e / s (h21e pentru tranzistoarele moderne este 100 și s2). Prin urmare, timpul de creștere este întotdeauna mai mic decât durata pulsului.
Frecvența tensiunii de ieșire a unui multivibrator simetric nu depinde de tensiunea de alimentare și este determinată numai de parametrii circuitului:
Pentru a modifica durata impulsurilor și perioada de repetare a acestora, este necesar să se varieze valorile Rb și C. Dar posibilitățile aici sunt mici: limitele de modificare a Rb sunt limitate în mare parte de nevoia pentru a menține un tranzistor deschis, pe partea mai mică - saturație superficială. Este dificil să schimbați fără probleme valoarea lui C chiar și în limite mici.
Pentru a găsi o cale de ieșire din dificultate, să ne întoarcem la perioada de timp t3-t1 din Fig. 2. Din figură se poate observa că intervalul de timp specificat și, în consecință, durata impulsului poate fi ajustată prin modificarea pantei descărcării directe a condensatorului. Acest lucru poate fi realizat prin conectarea rezistențelor de bază nu la sursa de alimentare, ci la o sursă suplimentară de tensiune Ecm (vezi Fig. 4). Apoi condensatorul tinde să se reîncarce nu la En, ci la Esm, iar abruptul exponentului se va schimba odată cu o schimbare a Esm.
Impulsurile generate de circuitele considerate au un timp mare de crestere. În unele cazuri, această valoare devine inacceptabilă. Pentru a scurta f, sunt introduși condensatori de întrerupere în circuit, așa cum se arată în Fig. 5. Condensatorul C2 este încărcat în acest circuit nu prin Rz, ci prin Rd. Dioda VD2, rămânând închisă, „opinează” tensiunea pe C2 de la ieșire, iar tensiunea pe colector crește aproape simultan cu închiderea tranzistorului.
În multivibratoare, un amplificator operațional poate fi folosit ca element activ. Multivibratorul auto-oscilant de pe amplificatorul operațional este prezentat în fig. 6.
OU este acoperit de două circuite OS: pozitiv
și negativ
Xc/(Xc+R) = 1/(1+wRC).
Lăsați generatorul să fie pornit la momentul t0. La intrarea inversoare, tensiunea este zero, la intrarea neinversătoare, este la fel de probabil pozitivă sau negativă. Pentru certitudine, luăm pozitiv. Datorită POS-ului, tensiunea maximă posibilă va fi setată la ieșire - Uout m. Timpul de stabilire a acestei tensiuni de ieșire este determinat de proprietățile de frecvență ale amplificatorului operațional și poate fi setat la zero. Începând din momentul t0, condensatorul C va fi încărcat cu constanta de timp =RC. Până la momentul t1, Ud = U+ - U- >0 și Uoutm pozitiv este păstrat la ieșirea amplificatorului operațional. La t=t1, când Ud = U+ - U- = 0, tensiunea de ieșire a amplificatorului își va schimba polaritatea la - Uout m. După momentul t1, capacitatea C este reîncărcată, tinzând la nivelul - Uout m. Până la momentul t2 Ud = U+ - U-< 0, что обеспечивает квазиравновесное состояние системы, но уже с отрицательным выходным напряжением. Т.о. изменение знака Uвых происходит в моменты уравнивания входных напряжений на двух входах ОУ. Длительность квазиравновесного состояния системы определяется постоянной времени =RC, и период следования импульсов будет равен:
T=2RCln(1+2R2/R1).
Multivibratorul prezentat în Fig. 6 se numește simetric, deoarece. timpii tensiunilor de ieșire pozitive și negative sunt egale.
Pentru a obține un multivibrator asimetric, rezistorul din OOS trebuie înlocuit cu un circuit, așa cum se arată în Fig. 7. Durata diferită a impulsurilor pozitive și negative este asigurată de diferite constante de timp pentru capacități de reîncărcare:
R "C, - \u003d R" C.
Un multivibrator amplificator operațional poate fi ușor transformat într-un singur vibrator sau într-un multivibrator în așteptare. Mai întâi, în circuitul OOS, în paralel cu C, conectăm dioda VD1, așa cum se arată în Fig. 8. Datorită diodei, circuitul are o stare stabilă când tensiunea de ieșire este negativă. Într-adevăr, din moment ce Uout = - Uout m, atunci dioda este deschisă și tensiunea la intrarea inversoare este aproximativ egală cu zero. În timp ce tensiunea la intrarea neinversoare este
U+ =- Uout m R2/(R1+R2)
iar starea stabilă a circuitului este menţinută. Pentru a genera un impuls, un circuit de declanșare ar trebui adăugat la circuit, constând dintr-o diodă VD2, C1 și R3. Dioda VD2 este menținută în stare închisă și poate fi deschisă doar printr-un impuls pozitiv de intrare care ajunge la intrare la momentul t0. Odată cu deschiderea diodei, semnul se schimbă și circuitul intră într-o stare cu o tensiune pozitivă la ieșire. Uout = Uout m. După aceea, condensatorul C1 începe să se încarce cu o constantă de timp =RC. La momentul t1, tensiunile de intrare sunt comparate. U- \u003d U + \u003d Uout m R2 / (R1 + R2) și \u003d 0. În momentul următor, semnalul diferențial devine negativ și circuitul revine la starea staționară. Diagramele sunt prezentate în fig. nouă.
Sunt utilizate scheme de multivibratoare de așteptare pe elemente discrete și logice.
Schema multivibratorului considerat este similară cu cea considerată mai devreme.
