Файл: Виглин, С. И. Генераторы импульсов автоматических устройств учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.10.2024
Просмотров: 132
Скачиваний: 0
Стабильность частоты колебаний мультивибратора. Схема с положительной сеткой
Изменение напряжений питания и накала, а также смена ламп приводит к колебаниям величины анодного тока и уровня напря жения запирания Еко. Это вызывает нестабильность периода ко лебаний н амплитуд импульсов. По данным профессора Я- С. Ицхоки стабильность частоты в мультивибраторе имеет порядок 1,5—2% и оказывается выше, чем у блокинг-генератора.
В отличие от блокинг-генератора мультивибратор работает при отрицательных напряжениях на сетках ламп, т. е. в линейной области характеристик анодного тока. Поэтому .при колебаниях напряжения питания почти в одинаковой степени изменяется как
анодный |
ток / а , |
так и напряжение запирания EGQ. |
Как видно из |
|
формул |
(16.22) |
и |
(16.23), длительности тактов t i и |
Т2 определя |
ются отношением |
этих величин и изменяются мало. |
|
Для повышения стабильности частоты колебаний мультивибра тора применяют схему с положительной сеткой (рис. 16.9). В этой
Рис. 16.9. Схема мультивибратора с положитель ной сеткой.
схеме сопротивления Rgi и Rg2 присоединяются между сетками соответствующих ламп и .плюсовым зажимом источника питания. Здесь стабильность частоты колебаний имеет порядок 1—1,5%.
Принцип работы схемы (рис. 16.9) и временные графики изменения напряжений и токов в .ней такие же, как и в предыду щей схеме. Отличие состоит только в том, что в схеме с положи тельной сеткой изменяется цепь разряда конденсаторов С\ и С2.
На рис. 16.10 показана эквивалентная схема разряда конден
сатора |
С\. Из |
рисунка видно, что ток разряда замыкается теперь |
|||
через |
сопротивление |
лампу Л\, |
источник питания Еа. |
Нали |
|
чие источника |
Еа в цепи |
разряда |
конденсатора С\ приводит к |
||
тому, что последний не просто разряжается, а стремится |
перезаря- |
98
даться до напряжения источника питания. Очевидно, ток переза ряда больше тока разряда в предыдущей схеме, поэтому в схеме с положительной сеткой процесс
|р.аз;рада С\ •происходит "быстрее, что иллюстрируется рис. 16.11. Благодаря возрастанию скорости разряда колебания напряжений питания меньше сказываются иа изменении периода Т.
Для определения длительности такта t i преобразуем эквивалентную схему (рис. 16.10), при меняя теорему об эквивалентном гемераторе. Заменяя часть схемы левее сечения а—а эквивалент ным генератором и пренебрегая его внутренним сопротивлением
г
+ £
-о
.Л»
С,
J?L"1
Рис. 16.10. Эквивалентная разряда емкости CV
по сравнению с |
большим сопротивлением R g 2 , получаем |
представленную |
на рис. 16.12. |
Ток разряда |
Ci равен |
L
схема
схему,
|
tj = |
0 |
Rzi' — — е |
PIpi |
|
= |
Ей |
~Н Iл i |
Ra 1 |
I " . |
(16.31) |
||||
где t отсчитывается от начала такта ть |
|
|
|
|
|
||||||||||
Как видно из рис. 16.10, напряжение |
« g 2 |
равно |
|
|
|||||||||||
|
—~ &% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(16.32) |
|
Полагая |
t = |
il и ug2 = |
Ego, |
находим |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
'pi |
|
Еа |
+ |
|
4 l |
|
Ra: |
|
|
(16.33) |
|
|
|
|
|
|
|
Ea |
|
+ |
\Ego\ |
|
|
||||
Точно так |
же |
получаем |
1 |
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
Ч~ |
|
|
^ а э |
|
|
|
||||||
|
|
|
х2 = |
Т р 2 ' П |
Eg |
^a2 |
|
|
(16.34) |
||||||
|
|
|
|
f a |
+ |
|
\E |
| |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
g0 |
|
|
|
|
§16.4. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В М У Л Ь Т И В И Б Р А Т О Р Е
С С А М О В О З Б У Ж Д Е Н И Е М Н А Т Р А Н З И С Т О Р А Х
На рис. 16.13 показана принципиальная схема мультивибра тора на транзисторах для режима автоколебаний. Она представ ляет собою двухкаскадиый резисторный усилитель, выход кото рого соединен со входом. Как и в блокинг-генераторе, резисторы Rei и /?б2 присоединены к отрицательному незаземленному за жиму источника питания для повышения стабильности периода
7* |
99 |
Рис. 16.11. Форма напряжения ug в схемах с поло жительной и отрицательной сеткой.
с,
- о
Рис. 16.12". Преобразование эквивалентной схемы разряда.
Рис. 16.13. Схема мультивибратора с само возбуждением (на транзисторах).
колебаний (схема с отрицательной базой). Вместе с тем такое включение R6\ и R62 создает цепь для протекания постоянно го базового тока в транзисторах, что определяет их режим.
Если общий коэффициент усиления
KiK2>h
то после включения источника питания Ел схема самовозбужда ется. Вначале по соответствующим цепям заряжаются конденса торы С) и С2 с полярностью, по казанной на рис. 16.13, после че го устанавливается стационар ный процесс колебаний, который, как и в схеме с электронными лампами, состоит из двух тактов Г| и т2 . Временные графики, ил люстрирующие процессы в схеме, построены на рис. 16.14.
Начнем изучение процессов с момента to, когда транзистор Т\ заперт, а транзистор Т2 открыт. Поясним, как обеспечивается в схеме такое состояние. Если тран зистор Г] заперт, то на его кол лекторе устанавливается макси мальное напряжение « К ] M I K C — " - ^ к (если не учитывать напряжение hoRxi на сопротивлении Конденсатор С\ быстро заряжа ется через входное сопротивление
транзистора Т2 и сопротив ление RKl После его заряда в ба зовой цепи транзистора Т2 течет
ПОСТОЯННЫЙ |
|
баЗОВЫЙ |
ТОК |
|
|
|
|
||
создаваемый |
источником |
питания |
|
|
|
||||
|
|
/ б 2 , |
|
|
|
||||
Ек и протекающий через |
сопро |
|
|
|
|||||
тивления Res 2 и Rf,2. |
На |
|
базе |
Рис. 1614 |
Форма напряжений |
||||
транзистора |
Т2 он создает |
отри |
|||||||
в |
схеме |
мультивибратора |
|||||||
цательное |
напряжение |
Ибо 2, и |
|||||||
|
на |
транзисторах. |
|||||||
транзистор |
Т2 |
открыт. |
|
Максимальное напряжение Ucu i на конденсаторе Си Опреде ляелое как разность потенциалов его обкладок, равно
Ucu\ = — |Нбо г| |
л и ! макс) — |
— \u-6o |
г|. |
(16.35) |
|
|
'Благодаря протек аиию в открытом транзисторе Т2 -и на еопротйвлен'ия RK2 .коллекторного тока / к 2 иа коллекторе имеется минимальное напряжение
мин — |
(^-к |
Лс2 Rns)u |
(16.36) |
1 0 1
Обычно для транзистора выбирается режим насыщения |
(см. ни |
|
же), в котором величина н„ ы н н |
весьма мала. Поэтому |
открытый |
транзистор Т2 можно считать замкнутым ключом, через |
который |
|
правая обкладка конденсатора |
С2 присоединяется к эмиттеру тран |
зистора Т\. Следовательно, ранее заряженный конденсатор С2, включенный через транзистор Т2 между базой и эмиттером тран зистора Т], создает на базе последнего положительное напряже ние и запирает его.
Изучение процессов показало, что состояние схемы, когда транзистор Т\ заперт, а транзистор Т2 открыт, возможно и наблю дается в момент to. Естественно, что конденсатор С2 постепенно разряжается через транзистор Т2, источник питания Ек и сопро тивление /?бь По мере разряда напряжение « o i = «сз уменьшается до нуля и в момент t\ транзистор Т{ отпирается. Возникает лави нообразный процесс, протекающий в соответствии с цепочкой
|
|
|
|
Д иб 1 | - > |
|
|
|
|
|
->-Дг6 1 |
f - * - Л / К 1 1 |
t |
- ^ « 6 2 1 |
-^Д4-21 —>Агк2 [ -н>-Дик2 \ - > A « 6 i ' |
•!• I- |
||||
Отрицательное напряжение |
Д«61 создает положительные токи |
||||||||
Д i6l |
и ДгЛ 1 , |
что в свою очередь дает положительный |
скачок |
на |
|||||
пряжения Дик , |
(ибо само напряжение « К 1 , |
будучи отрицательным, |
|||||||
уменьшается |
по |
абсолютной величине). Скачок Дик , |
через кон |
||||||
денсатор С\ передается на базу |
транзистора Т2 с тем же |
знаком. |
|||||||
Положительный |
скачок |
Д«62 |
приводит |
к уменьшению |
токов |
/52 |
|||
и гк.>, |
что вызывает отрицательный скачок |
напряжения |
Д ик2 |
(оно |
по абсолютной величине возрастает). Последний, как сигнал обрат ной связи, передается на базу транзистора Т\, поддерживая и уси ливая лавинообразный процесс. В результате транзистор Т\ отпи рается полностью и насыщается, а транзистор Т2 запирается. Схе ма переходит в состояние, соответствующее такту х\.
Запирание транзистора Т2 обеспечивается тем, что заряженный конденсатор Ci через открытый транзистор Ti присоединяется между базой и эмиттером транзистора Т2, создавая на базе послед него положительное напряжение. Разряд конденсатора С\ происхо
дит |
через транзистор |
Т\, источник питания |
Ек |
и |
сопротивление |
||||||
Т?62 |
с постоянной времени |
тр 1 |
= / ? б 2 С,, |
имеющей |
сравнительно |
||||||
большое значение. Поэтому транзистор Т2 остается |
запертым |
в |
|||||||||
течение всего |
такта |
T I , т. е. до |
тех пор, |
пока вследствие разряда |
|||||||
конденсатора |
С\ напряжение |
«62 |
снизится |
до |
нуля |
(момент t2 |
на |
||||
рис. |
16.14). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Если транзистор Т2 заперт, то транзистор |
Т\ остается откры |
||||||||||
тым |
в течение |
всего |
такта |
%\. В начале |
такта |
отрицательное |
на- |
102