![]() |
Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Транзисторные мультивибраторы
Мультивибратор – генератор множества колебаний.
Рисунок 3.32 Мультивибратор представляет собой двухкаскадный резистивный усилитель, построенный на транзисторных ключах-инверторах.В схеме имеется ПОС за счёт того, что выход одного ключа соединён со входом другого (ПОС существует только тогда, когда оба транзистора открыты). Физические процессы в мультивибраторе. Рассмотрение работы мультивибратора начнем с момента, когда транзистор VT2 насыщен, конденсатор С2разряжается и напряжение на нем приближается к нулю Транзистор VT1 запертнапряжением Этому состоянию соответствуют временные диаграммы (рис. 3.32 б) до момента времени Формирование фронта импульса. Когда напряжение на разряжающемся конденсаторе С2станет примерно равным нулю При одновременно отпертых транзисторах VT1, VT2 замыкается цепь положительной обратной связи (ПОС) — возникают условия для лавинообразного процесса. Отпирание транзистора VT1 приводит к уменьшению отрицательного потенциала второго коллектора. Так как напряжение на конденсаторе С1 не может изменяться мгновенно, то этот положительный скачок напряжения целиком прикладывается между базой и эмиттером VT2, что вызывает уменьшение тока в его цепи. Вследствие этого потенциал второго коллекторастановится более отрицательным — отрицательный скачок напряжения через конденсатор С2 передается на базу транзистора VT1, что приводит к еще большему его отпиранию и т. д. Так как каждый последующий скачок напряжения на базе больше предыдущего (за счет усилительных свойств транзисторов), то описанный процесс нарастает лавинообразно и спустя небольшое время, исчисляемое долями микросекунды, транзистор VT2 оказывается запертым. С этого момента цепь положительной обратной связи обрывается и лавинообразный процесс прекращается. Параметры схемы выбраны так, что открывшийся транзистор VT1 оказывается в режиме насыщения. Запиранию транзистора VT2 соответствует участок a-bкривой Во время лавинообразного процесса напряжение на конденсаторе С2 не успевает измениться и равно нулю. Только после запирания транзистора VT2 этот конденсатор начинает заряжаться током i3по цепи: +ЕК— «земля» — эмиттер — база насыщенного транзистора VT1 — С2— Формирование плоской вершины импульса. До момента времени t1конденсатор С1, присоединенный к коллектору запертого прежде транзистора VT1, был заряжен до напряжения Uc1≈ -Ек(аналогично тому, как сейчас заряжен конденсатор С2, присоединенный к коллектору запертого транзистора VT2). После насыщения транзистора VT1 напряжение на этом конденсаторе оказывается приложенным между базой и эмиттером транзистора VT2 и удерживает VT1 запертым. Поэтому напряжение иК2остается неизменным — на коллекторе VT2 формируется плоская вершина импульса. При насыщенном транзисторе VT1 конденсатор С1получает возможность разряжаться по цепи: + Ек— «земля» — VT1 — С1— Формирование среза импульса. Начавшийся лавинообразный процесс протекает аналогично описанному с той лишь разницей, что теперь напряжение на коллекторе VT1 по абсолютному значению увеличивается, а напряжение на коллекторе VT2 уменьшается. В результате транзистор VT1 запирается, а транзистор VT2 насыщается — на коллекторе VT2 формируется срез импульса (участок deкривой иК2 на рис. 3.32 б). Пауза. Через насыщенный транзистор VT2 происходит разрядка конденсатора С2по цепи: +ЕК— «земля» — VT2 — С2— В интервале t2 — t3 наряду с разрядкой конденсатора С2 происходит зарядка конденсатора С1 по цепи: +ЕК— «земля» — эмиттер — база VT2 — С1—Rк1—(-Ек). Аналогично ранее заряжался конденсатор С2, когда транзистор VT1 был насыщен, а транзистор VT2 заперт. Заметим, что если бы разрядка конденсатора (например, С1)не обрывалась из-за лавинообразного запирания транзистора VT1, то конденсатор перезарядился бы, т. е. напряжение на нем (и на базе транзистора VT2)изменило бы полярность и экспоненциально достигло значения — Ек(пунктирные кривые на рис. 3.32 б). Особенностью рассмотренных процессов является также отрицательный выброс на базе отпирающегося транзистора. Так, при отпирании транзистора VT2 (например, в момент t2рис. 3.32 б) он обусловлен передачей через конденсатор С1 отрицательного перепада с коллектора закрывшегося транзистора VT1, а при отпирании транзистора VT1 — передачей через конденсатор С2 отрицательного перепада с коллектора закрывшегося транзистора VT2. Основные параметры колебаний. Будем считать, что импульс формируется при запирании транзистора (когда потенциал его коллектора становится более отрицательным), а пауза — при его отпирании. В первом приближении напряжение на насыщенном транзисторе Uк насыщ≈ 0, а на запертом Как было показано, конденсатор, присоединенный к коллектору насыщенного транзистора, например VT1, разряжается, имея тенденцию перезарядиться. Поэтому положительное напряжение на нем (ис)и на базе запертого транзистора VT2 экспоненциально уменьшается, стремясь к значению -Ек(рис. 3.32 б):
где При t=0 Таким образом, длительностьtи2генерируемого импульса определяется продолжительностью разрядки конденсатора (в данном случае С1), обеспечивающего запертое состояние транзистора VT2. Ее значение можно определить, имея в виду, что спустя время t=tи2(с начала разрядки конденсатора С1)потенциал базы транзистора VT2( Отсюда после несложных преобразований получаем Проведя аналогичные рассуждения по отношению к закрывшемуся транзистору VT1, находим где Конденсаторы С1 и С2, определяющие длительности импульсов, называют времязадающими. Очевидно, что период колебаний
Для симметричного мультивибратора Поэтому Отсюда период колебаний, коэффициент заполнения и скважность соответственно равны Длительность переднего фронта импульса определяется временем зарядки времязадающего конденсатора через коллекторный резистор того же плеча: Это время называют временем восстановления схемы.
Раздел 3.4.2 Транзисторный мультивибратор (Лекция 37, 2 часа) Учебные вопросы: 1. Транзисторный мультивибратор: формирование вершины и среза импульса 2. Транзисторный мультивибратор: формирование паузы между импульсами 3. Основные параметры транзисторного мультивибратора
Популярное: |
Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 946; Нарушение авторского права страницы