Файл: Кузьмич, В. И. Основы импульсной техники учебник.pdf

§7.11. АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ МУЛЬТИВИБРАТОР

СКОЛЛЕКТОРНО-БАЗОВЫМИ СВЯЗЯМИ

НА ТРАНЗИСТОРАХ

Автоколебательный мультивибратор (рис. 7.17) можно по­ лучить заменой в симметричном триггере обеих резисторных связей между каскадами на емкостные. Временные диаграммы

перезаряда конденсатора. Предположим, что после очередного опрокидывания (момент t\ на рис. 7.18) в мультивибраторе установилось следующее квазнустойчивое состояние равнове­ сия: транзистор Т1 открыт, транзистор Т2 заперт. Конденса­ тор С/, подключенный к коллектору закрытого транзистора, заряжается по цепи:

Rk2 — ( — Ек) -эмиттер-база открытого транзистора Т1

(интервал t\—t%).

Длительность процесса заряда t3 — 3C,Rk2.

Ток базы транзистора Т1 состоит из двух составляющих: тока заряда конденсатора С/ и тока через резистор Rèl. По

2 7 1

мере заряда конденсатора первая составляющая тока базы уменьшается. Когда конденсатор СІ зарядится, ток базы будет определяться только током, протекающим через резистор R,-,, по цепи:

как насыщенный транзистор ТІ имеет весьма малое сопротив­ ление, то заряженный конденсатор С2 оказывается подклю­ ченным параллельно участку база—эмиттер транзистора Т2 и создает положительное напряжение Иблг =» Чс2- Это напря­ жение удерживает транзистор Т2 в запертом состоянии. Кон­ денсатор С2 перезаряжается по цепи:

корпус — эмиттер-коллектор ТІ—С2 — Т?62 — ( ~ Е К).

По мере перезаряда напряжение на конденсаторе и, следова­ тельно, на участке база—эмиттер Т2 по экспоненте уменьша­ ется (интервал t\—13). В момент t3 напряжение на базе пада­ ет до нуля, транзистор Т2 отпирается, ток коллектора ік., уве­ личивается и наличие положительной обратной связи приво­ дит к опрокидыванию мультивибратора

После опрокидывания в мультивибраторе устанавливается второе квазиустойчивое состояние равновесия: транзистор ТІ заперт, транзистор Т2 открыт. Процессы в этом состоянии ана­ логичны рассмотренным выше, если учесть, что конденсатор С2 заряжается (интервал t3—^), а конденсатор СІ перезаряжает­ ся (интервал t3—U). В момент U напряжение на базе запер­ того транзистора ТІ становится равным нулю, транзистор 77 отпирается и в мультивибраторе происходит опрокидывание. Таким образом, цикл работы оказывается завершенным и про­ цессы повторяются.

В результате генерации на коллекторах мультивибратора формируются прямоугольные импульсы. Длительность и пе­ риод повторения импульсов определяются релаксационными процессами перезаряда хронирующих конденсаторов СІ и С2. Формула условия самовозбуждения автоколебательного муль­ тивибратора аналогична формуле (7.4) для ждущего мульти­ вибратора с коллекторно-базовыми связями. Так как величи­ ны сопротивлений в симметричном автоколебательном муль-

тивибраторе одинаковы (/?к1 = RK„ = RK\ /?fit — R(y, —7?0),

Поясним, почему в автоколебательном мультивибраторе не может быть устойчивого состояния равновесия. Предположим, что оба транзистора открыты и находятся в активном режиме. Это состояние равновесия является неустойчивым, так как флюктуационные процессы, которые всегда имеют место в ре­ альных устройствах, приведут к опрокидыванию мультиви­ братора. Для конкретности предположим, что коллекторный ток транзистора 77 увеличился. Тогда положительная обрат­ ная связь приводит к регенеративному процессу, схема кото­ рого выглядит следующим образом:

і— t Ікі t ->-Ик. эі t ~>-Иб.Э2 t -*■ K 2 I “^^к.92 4 ““^Мб.эІ 4 •

В результате опрокидывания мультивибратор переходит в ква­ зиустойчивое состояние равновесия: транзистор 77 открыт, транзистор Т2 заперт, и в дальнейшем процессы протекают так, как было описано выше. Следует заметить, что в рассмат­ риваемом мультивибраторе может возникнуть и устойчивое состояние равновесия, когда оба транзистора находятся в ре­ жиме глубокого насыщения и флюктуационные процессы не в состоянии перевести транзисторы в активный режим и вызвать опрокидывание. В этом случае для возникновения автоколеба­ ний необходим достаточно сильный внешний толчок (подача запускающего импульса, резкое изменение питающего напря­ жения и т. д.).

Для исключения устойчивого состояния равновесия приме­ няют специальные схемы мультивибраторов, описание которых приведено в литературе [8, 9, 12].

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Поясните, почему спад напряжения на коллекторах тран­ зисторов происходит относительно медленно и определите ве­ личину этого спада 7ф'.

2. Поясните, как изменится коэффициент насыщения от­ крытою транзистора:

а) при уменьшении сопротивления резистора jRk; б) при уменьшении сопротивления резистора R6.

3. Нарисуйте и поясните временные диаграммы: iK(t), ій(/),

іс (t) и tic (t).

274

§ 7.12. РАСЧЕТ ПЕРИОДА ПОВТОРЕНИЯ ИМПУЛЬСОВ. РЕГУЛИРОВКИ

Из рассмотренных в предыдущем параграфе процессов вид­ но, что период повторения импульсов Т определяется длитель­

Подставляя эти значения в формулу, получим:

В этом случае формулы (7.41) и (7.42) можно упростить:

2 7 3