Электроника в вопросах и ответах
Шрифт:
Что такое автоколебательный мультивибратор?
Мультивибратор — это релаксационный генератор, состоящий из двух каскадов RС-усилителей. Второй каскад переворачивает фазу колебания, подводимого снова к первому каскаду. Таким образом создается ПОС без использования трансформатора, как это имеет место в случае блокинг-генератора.
На рис. 10.21 изображен автоколебательный мультивибратор по крестообразной схеме, т. е. анод первого каскада связан с сеткой второго каскада, а анод второго каскада — с сеткой первого каскада.
Рис. 10.21. Схема лампового мультивибратора
Вторая связь является ПОС. Поскольку «идеальной» симметрии обоих плеч цепи не бывает, положим, что в начальный момент лампа Л1 закрыта и на конденсаторе С1 имеется большой отрицательный заряд. На ее аноде действует в этом случае полное напряжение питания. В это время лампа Л2 отперта. Такое состояние не может сохраняться долго, так как конденсатор С1 разряжается через RC1, в результате лампа Л1 начинает проводить. При этом напряжение на аноде лампы Л1 уменьшается, возникает увеличение отрицательного напряжения на сетке лампы Л2 и рост напряжения на аноде лампы Л2 и в результате увеличение напряжения на сетке лампы Л1. Поэтому ток лампы Л1 еще больше возрастает, а ток лампы Л2 убывает. В конце концов лампа Л2 запирается. С этого момента напряжение на сетке лампы Л1 быстро убывает, а на сетке лампы Л2 увеличивается. Когда оно достигает напряжения отсечки, лампа Л2 отпирается, а лампа Л1 переходит в состояние запирания, и весь процесс повторяется снова.
Автоколебательный мультивибратор на транзисторе по схеме со связью «крест-накрест» изображен на рис 10.22. Схема работает таким же образом, как и с лампами. Однако следует подчеркнуть, что из-за явлений, происходящих в полупроводнике, и их инерционности форма получаемых колебаний несколько отличается от формы колебаний в ламповой схеме. В рассматриваемой схеме транзистор работает в режиме переключения из состояния непроводимости в состояние насыщения либо наоборот. Подобная работа транзистора обсуждалась в гл. 4.
Рис. 10.22. Схема транзисторного мультивибратора
Как работает автоколебательный мультивибратор в схеме с катодной (эмиттерной) связью?
На рис. 10.23 изображена схема мультивибратора на лампах с катодной связью.
Рис. 10.23. Схема мультивибратора с катодной связью
Связь между анодом лампы Л1 и сеткой лампы Л2 такая же, как у мультивибратора со связью «крест-накрест». Однако ПОС с лампы Л2 на Л1 осуществляется с помощью общего катодного резистора Rк. Он одновременно устанавливает смещение па сетках обеих ламп.
Работа схемы происходит следующим образом. Предположим, что в момент включения (начальный момент) проводит лампа Л2. Через некоторое время начинает отпираться лампа Л1. Напряжение на ее аноде убывает, что вызывает падение напряжения на сетке
В транзисторной схеме ПОС осуществляется с помощью общего резистора, находящегося в эмиттерных цепях. Это схема мультивибратора с эмиттерной связью. Подобная схема дает возможность легко осуществлять работу транзисторов без захода в область насыщения (например, путем соответствующего подбора резисторов), благодаря чему можно получить лучшие времена переключения, чем при работе с насыщением.
Как регулируется частота колебаний в автоколебательном мультивибраторе?
Частота колебаний в мультивибраторе зависит от времени, проходящего с момента возникновения максимального отрицательного напряжения на сетке до момента, когда это напряжение достигает значения, при котором через лампу может протекать ток, т. е. значения, приближенно равного напряжению отсечки. Этот период времени зависит от постоянных напряжений в схеме, а также от постоянных времени сеточных цепей, определяющих скорость изменения напряжения на конденсаторах. Постоянная времени сеточной цепи одной лампы определяет запертое состояние другой и наоборот.
Полный период колебаний мультивибратора зависит от обеих постоянных времени. Поэтому изменение периода колебаний мультивибратора, а также изменение отношения времени отпирания и времени запирания можно осуществлять с помощью регулировки постоянных времени. Обычно это делают с помощью переменных резисторов, изменяющих значения постоянной времени RC.
Если в схеме обеспечивается идентичность соответствующих друг другу элементов, изменений напряжений и токов, а также равенство времен запирания обеих ламп (транзисторов), то схема мультивибратора называется симметричной. При этом колебание на выходе имеет форму, называемую меандром. В несимметричном мультивибраторе постоянные времени должны быть различными и при этом получают прямоугольное колебание, у которого длительность импульса отличается от длительности паузы между импульсами.
Что такое одностабильные (ждущие) генераторы?
Это генератор с двумя состояниями, причем лишь одно пассивное (состояние ожидания) является устойчивым состоянием, в котором генератор может находиться неограниченно долго. Под влиянием запускающего импульса, подведенного к генератору извне, может наступить скачкообразное изменение состояния, которое вызывает в генераторе процессы, приводящие к полному противоположному перебросу, после чего наступает возврат в исходное (устойчивое) состояние до следующего запускающего импульса, под влиянием которого схема может выполнить снова один цикл колебаний.
Работу в ждущем режиме можно получить путем модификации мультивибратора, подавая на сетку одной из ламп или базу одного из транзисторов напряжение смещения, не позволяющее протекать току при работе без подводимых извне импульсов, т. е. путем запирании (блокировки) одной из ламп или транзистора.
Что такое одновибратор и как он работает?
Одновибратором называют одностабильный или ждущий мультивибратор. Схема такого одновибратора очень близка к схеме мультивибратора. Существуют две принципиальные разновидности схем (рис. 10.24) — со связью «крест-накрест» и со связью через общий эмиттерный резистор; кроме того, разработан ряд вариантов этих схем. Некоторые различия связаны, в частности, с подачей запускающего импульса и запиранием (блокировкой) одного каскада.