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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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


Т~ а
!
#а\~\
У
| I

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

+ £

.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

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).

/ ? в э 2
RK]).

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