/
Текст
Казанский ордена Трудового Красного Знамени,
государственный университет имени В.И.Ульянова-Ленина
Кафедра радиофизики
МУЛЬТИВИБРАТОР
С КОЛЛЕКТОРНО-БАЗОВЫМИ СВЯЗЯМИ
Методическая разработка
к лабораторной работе
для студентов Ш курса
Казань - 1979
Составитель - к.ф.м.н. Беркович Л. А.
ВВЕДЕНИЕ
Генераторы несинусоидальных колебаний (обычно называемые
генераторами релаксационного типа) применяются в импульсной тех-
нике главным образом для генерирования напряжения (токов) прямо-
угольной и пилообразной формы.
Релаксационные генераторы (РГ) могут работать в трех рени-
нах: автоколебательном, синхронизации и ждущем.
В автоколебательном режиме колебания,генерируемые РГ, воз-
никают бея внешних воздействий, в результате процессов,происхо-
дящих в самой схеме. Амплитуда,форма и частота колебаний опре -
деляются параметрами схемы генератора.
При работе в режиме синхронизации РГ является по-прежнему
генератором с самовозбуждением, однако к нему прикладывается
внешнее синхронизирующее напряжение,частота которого определяет
частоту генерируемых колебаний. Амплитуда и форма колебаний оп-
ределяются параметрами схемы. При снятии синхронизирующего на-
пряжения происходит возврат к автоколебательному режиму.
При работе в цдущем режиме очередной цикл колебания воз-
никает при подаче на вход РГ специального пускового напряжения.
Частота генерируема колебаний определяется частотой пускового
напряжения, форма и амплитуда - параметрами схемы. При снятии
пускового напряжения колебания прекращаются.
В схемах релаксационных генераторов возможны состояния рав-
новесия двух типов: устойчивого равновесия и квазиравновесия.
В состояли! устойчивого равновесия токи и напряжения на
всех элементах схемы РГ постоянны. Схема может находиться в
етом состоянии сколь угодно долго. Внешние воздействия малой ам-
плитуды,в том числе случайные помехи,не могут вывести схему из
состояния устойчивого равновесия.
- 3 -
В состоянии квазиравновесия имеет место непрерывное, хотя
и сравнительно медленное, изменение токов и напряжение на от-
дельных участках схемы. По достижении ими некоторого критичес-
кого значения схема переходит (обычно скачком) в новое состоя-
ние. Таким образом, в состоянии квазиравновесия схема может
находиться только ограниченное время. Внешние воздействия ма-
лой амплитуды не выводят схему из квазиравновесия, если только
она не находится вблизи своего критического состояния.
Мультивибратор является релаксационным генератором,выход-
ной сигнал которого представляет собой периодическую последо -
вательность импульсов, имеющих форму, близкую к прямоугольной.
Мультивибратор в режиме автоколебаний обладает двумя кваэиуст-
ойчивыми состояниями и самопроизвольно переходит из одного сос-
тояния в другое. Время пребывания схемы в каждом из кваэиустой-
чивнх состояний определяется параметрами времязадаших цепей.
У мультивибраторов используются все три режима работы:ав-
токолебательный, синхронизации и ждущий. Существует много раз-
новидностей схем мультивибраторов. Общей особенностью мульти-
вибраторных схем является наличие двух активных элементов (тран-
зисторов или ламп), замкнутых в общую петлю обратной связи,при-
чем по крайней мере одна связь между элементами является ем-
костно-резистивной.
Если транзистор! (лампы)«емкости и сопротивления в обоих
каскадах одинаковы, мультивибратор называется симметричным,ес-
ли есть различие хотя бы в одном из элементов - несимметричным.
I. Явление регенерации
В данной работе рассматривается основная схема транзистор-
ного автоколебательного мультивибратора (рис.1). Схема пред-
ставляет собой двухкаокадный резисторный усилитель, в котором
выход одного каскада замкнут на вход другого. Рассмотрим про-
цессы, возникающие в симметричном транзисторном мультивибраторе
при его включении.
Включим источник питания . Пусть при включении схемы
оба транзистора работают в активном режиме. Через оба транзис-
тора потекут базовые и коллекторные токи, конденсаторы С, и Cg
начнут заряжаться. Несмотря на полную симметрию, состояние с
- 4 -
Рис. I.
равенством токов и напряжений в обеих половинах схемы устано - '
виться не сможет. Такое состояние оказывается неустойчивым, по-
скольку при двух транзисторах, работающих в активном режиме,со-
здается петля положительной обратной связи и возникает процесс
регенерации, перебрасывающий схему в одно из двух крайних сос -
таяний, когда один транзистор отперт и насыщен,а другой заперт.
Покажем это.
Пусть.например, произошло случайное незначительное умень-
шение тока базы транзистора Tj, что приведет к уменьшению
тока в Jiл раз (где ./Зг- коэффициент усиления по то-
ку 2-го касйада схемы с общим эмиттером). Это приведет к умень-
шению напряжения на резисторе £*2 , и потенциал коллектора
транзистора Тг несколько понизится. Это понижение потенциала пе-
редается через конденсатор С, на базу транзистора Т,, вызывая
увеличение тока базы . Соответственно в ув, раз возрас-
тает ток коллектора t*f . При увеличении тока увеличива-
ется падение напряжения на резисторе и потенциал кол-
лектора транзистора Ту повышается.
Это повышение потенциала передается,в свою очередь, через
- 5 -
конденсатор на базу транзистора Тд, вызывая дальнейшее умень-
шен» тока if* и большее уменьшение тока 4^ ( в jS* pas) -
цепь обратной связи замыкается. Поскольку новое изменение тока
совпадает по направлению с действием начального толчка (измене-
ния), можно утверждать, что в схеме действует положительная об-
ратная связь (ПОС).
Золи коэффициент усиления в размахнутой петле ПОС превыша-
ет единицу (обычно и>^»/),то новое уменьшение
превзойдет его первоначальное изменение и дальнейшее увеличение
4?, будет соответственно больше его начального увеличения.
Таким образом, случайное начальное уменьшение тока fis*)
приводит к дальнейшему, еще большему его уменьшению и к быстро-
му увеличению тока , Процесс изменения токов приобретает
лавинообразный характер. В результате ток скачком достиг-
нет своего максимального значения, а ток упадет до нуля .
Возникающий в схеме лавинообразный процесс,приводящий к
быстрому скачкообразному изменению токов и напряжений, называ -
ется регенеративным процессом или кратко-регенерацией. Разви -
тие регенеративного процесса возможно лишь до тех пор,пока оба
транзистора работают в активном режиме и коэффициент усиления в
петле ПОС остается больше единицы ( ).Длительность
процесса регенерации составляетсотне и десятые доли микросекун-
ды.
Поскольку величина базового (коллекторного) тока любого
транзистора, даже при постоянстве напряжений на всех электродах,
подвержена случайным колебаниям (флуктуациям) .всегда существует
начальная причина, вызывающая возникновение регенерации.Поэтому
после включения симметричный мультивибратор оказывается в ре-
зультате регенерации в одном из двух крайних состояний: тран -
зистор Та заперт и коллекторный ток максимален ( рабочая
точка транзистора скачком переместится в область отсечки, а
транзистора Т/ в область насыщения) или наоборот,транзистор Тг
заперт и максимален ток .
П. Автоколебательный режим мультивибратора
Рассмотрим колебательный процесс в схеме (рис.2). Трафики,
иллюстрирующие процессы в автоколебательном мультивибраторе,по-
казаны на рис.2.
Рис. 2.
- 7 -
Начнем рассмотрение процессов с момента 't- 0 (рис. 2),
когда произошел переход мультивибратора в новое квазиустойчи -
вое состояние, которое характеризуется тем, что транзистор Т,
закрылся, а транзистор открылся и работает в режиме насыще-
ния. К этому моменту напряжение на конденсаторе (у близ-
ко к Ея , а напряжение Z/c* на конденсаторе близко к нулю.
Далее до момента zf, мультивибратор удерживается в указанном
СОСТОЯНИИ.
Действительно, так как напряжение на коллекторе от -
крытого транзистора Tg близко к нулю, то напряжение на ба-
зе транзистора Т, + >0 (напряжение
определяется методом алгебраического суммирования напряжений
при обходе замкнутого контура от базы транзистора Т,к его эми-
ттеру). Таким образом, положительное напряжение с коденсатора
С/ через открытый транзистор оказывается приложенным к базе
транзистора Tz и удерживает этот транзистор в закрытом состоя-
нии. Транзистор же удерживается в открытом состоянии благо-
даря тому, что из его базы "отбирается" ток 6 Яг . Ток ifa име-
ет две составляющие ifa - . Составляющая за-
мыкается в цепи - источник £*. и практически постоянна
по величине (напряжение Е*. распределяется между эмиттером
и базой транзистора Тг и резистором ); так ^ак тран-
зистор Xg открыт, то 3JQ «О , 2^«/>ги .
Составляющая замыкается в цепи -источник
(величина ее равна ) • Напряжение на конденса-
торе Ог возрастает по экспоненциальному закону (происходит за-
ряд конденсатора С^) до значения, примерно равного Е^ . По
мере возрастания напряжения уменьшается ток заряда
и создаваемое им падение напряжения на резисторе , на-
пряжение при этом снижается, стремясь к значению,близ-
кому к .
Часть коллекторного тока открытого транзистора Тд, ( ток
1(4 ), замыкаясь в цепи -источник E# , разряжает
конденсатор Су. Напряжение на конденсаторе С/ снижается по экс-
поненциальному закону от значения Е* до нудя и далее от ну-
ля стремится к значению -Е* ,т.е, происходит перезаряд кон-
денсатора С/.
Исходное состояние квазиравновесия сохраняется до момента
- 8 -
£< , когда .убывающее положительное напряжение на базе тран-
зистора Ту (в связи с перезарядом конденсатора Cz) становится
равным нулю. При 3^-# отпирается эмиттерный переход и по-
является ток в цепи базы Lft • Под влиянием значительного то-
ка базы ( ) начинает нарастать ток коллек -
тора 1к<. Возрастающий ток коллектора течет через ре-
зистор , а также через конденсатор и эмиттерный пе-
реход транзистора Тг ( ZsSi ). Сопротивление эмиттерного пе-
рехода (десятки ом) значительно меньше сопротивления
резистора . Поэтому возрастающий ток i#f является прак-
тически полностью обратным током базы Тд.
В интервале времени if -г- происходит рассасывание из-
быточного заряда в базе насыщенного транзистора Т^. На этапе
рассасывания избыточного заряда коллекторный ток и на-
пряжение Мха остаются неизменными. Мало меняется и напряже-
ние Ищ, поскольку сопротивление резистора шунтирова-
но малым сопротивлением . После вывода избыточного
заряда из базы начинает уменьшаться ток «рабочая точ-
ка на характеристике транзистора перемещается из насыщения
в активную область.
. Поскольку оба транзистора находятся теперь в активной об-
ласти, замыкается петля положительной обратной связи. Возника-
ет процесс регенерации. В результате происходит лавинообразное
нарастание токов в транзисторе Ту и уменьшение токов в транзис-
торе Тд.
На этапе регенерации (интервал времени ) эмиттер-
ные переходы обоих транзисторов смещены в прямом направлении и,
следовательно, продолжают шунтировать сопротивления резисторов
fijtf и ^<2 . Поэтому напряжения на коллекторах и базах из-
меняются незначительно - на десятые доли вольта. Из постоянст-
ва коллекторных напряжений следует постоянство токов, протека-
ющих через резисторы и -^<2 . Поскольку коллекторные
токи изменяются при этом в широких пределах - от У/м до нуля,
все приращение коллекторного тока одного транзистора оказыва -
ется равным приращению тока базы другого. Таким образом,на эта-
пе регенерации 4 = и . Знак
минус в этих равенствах показывает, что ток,"вытекающий" из
- 9 -
коллектора одного транзистора, "втекает" в базу другого .В рас-
сматриваемом случае ток увеличивает обратный ток базы
На ,' а убывающий ток вызывает увеличение прямого то-
ка базы iSf .
Процесс регенерации заканчивается в момент , когда
вследствие запирания транзистора Тг размыкается петля положи -
тельной обратной связи. При запирании транзистора Тгрезко воз-
растает сопротивление его эмиттерного перехода.Теперь дальней-
шее увеличение тока 4?/, не успевшего вследствие инерционноо-
тд транзистора достичь на этапе регенерации значения тока на -
сыщения «Zey приводит к быстрому повышению потенциала кол-
лектора от - Е* до нуля.
Таким образом, в интервале времени происходит на-
растание коллекторного тока до величины тока насыщения и фор-
мирование положительного перепада напряжения с амплитудой
на коллекторе отпертого транзистора (происходит формирование
положительного фронта импульса ). Равный по величине
положительный перепад напряжения имеет место на базе Т2, по-
скольку изменение напряжения на конденсаторе С а за короткий ин-
тервал времени -г- пренебрежимо мало. Наличие положи -
тельного перепада напряжения близкого к Л- на базе заперто-
го транзистора видно и из того, что теперь к ней приложено че-
рез первый насыщенный транзистор ( Ям* & О ) все напряла -
ние конденсатора О?, заряженного ранее до £* ,
После момента в схеме устанавливается второе со-
стояние квазиравновеоия. Теперь отперт и насыщен транзистор Ту
и заперт транзистор Т^. В новом состоянии квазиравновесия про-
исходит заряд конденсатора Су и перезаряд конденсатора Сг.
В момент времени , когда напряжение #зе проходит че-
рез нуль, вновь открывается транзистор Т£, закрывается тран-
зистор Ту и мультивибратор оказывается в первом квазиустой -
чивом состоянии.
Таким образом, при дальнейшем повторении описанного цикла,
мультивибратор самопроизвольно переходит из одного состояния в
другое, формируя на выходах (на коллекторах транзисторов) им-
пульса напрягайте, имеющие форму, бЛИЗКУЮ К ПРЯМОУГОЛЬНОЙ.
- 10 -
Ш. Основные параметры выходного сигнала
I. Длительность и период следования импульсов
Интервалы времени £ и -г- 'ta (рис.2),состоя -
щие из трех кратковременных этапов, не превышают обычно деся -
тых долей или единиц микросекунд. Это время значительно меньше
каждого из состояний квазиравновесия. Поэтому при изображении
графиков напряжения за период в реальном масштабе времени и
при расчете параметров выходного сигнала обычно пренебрегают
как задержкой в опрокидывании (время рассасывания избыточного
заряда), так и длительностью самого опрокидывания (регенерация
и формирование положительного фронта ). На графике рис.
3 показано появление положительного перепада на коллекторе от-
пирающегося транзистора непосредственно в момент спадания его
базового напряжения до нуля.
Рис. 3
- II -
Рис.4.
Для интервала времени (рис.3),в котором тран-
зистор Т/ закрыт, а транзистор Tg открыт, может быть построена
эквивалентная схема, приведенная на рис.4. При построении схе-
мы было принято, что напряжение на коллекторе открытого тран-
зистора практически равно нулю и, таким образом,правая об-
кладка конденсатора Су находится под потенциалом "земли”.
ДЛЯ ТОГО,ЧТОбЫ вскрыть
процессы в схеме, обеспечиваю-
щие удержание транзистора Ту в
закрытом состоянии, исследуем
временную зависимость напряже-
ния &Ц . Определим с этой
целью закон изменения напряже-
ния 2/с, на разряжающемся кон-
денсаторе Су. Выражение для
может быть представлено тремя
составляющими,связанными с со-
ответствующими источниками(за-
ряд на конденсаторе в началь -
ннй момент времени, источник
напряжения £* , неуправля-
емый тепловой коллекторный ток
OJw закрытого транзистора Т/ ).
При определении первой составляющей будем считать, что
конденсатор был заряжен до напряжения £< , а два других ис-
точника отсутствуют ( О и клеммы источника закороче-
ны, O'Mo-О и цепь базы оборвана). Тогда напряжение на кон-
денсаторе будет снижаться по экспоненциальному закону от зна-
чения напряжения равного Ем :
Для нахождения второй составляющей примем, что конденсатор был
разряжен и Умо'О. При этом напряжение на конденсаторе должно
снижаться по экспоненциальному закону, стремясь к значению
Наконец, под действием только тока напряжение на конден-
саторе снижается, стремясь к значению
1/е, = ~ Эма//- в Сг)
Таким образом, %/£ - = + &с'* ~
или
=(Z£m + f£-fa>)e * #s, Ло)
Учитывая, что переход мультивибратора в новое квазиустой-
чивое состояние происходит в момент i ~~£v, • т.е.когда
и подставляя эти значения в предыдущее выражение,получим для
2.£* *
£к + Ла
или
Зг.// + 7у 'Afty„ ] (I)
I /
Поступая аналогично, нетрудно получить выражение для интерва-
ла времени
Выражения (I) и (2) определяют длительность импульсов на соот-
ветствующих выходах мультивибратора.
Понятно (рис.З), что период следования импульсов опреде -
лится, как сумма и
- 13 -
(3)
а рабочая частота мультивибратора
—L— (4)
J ~т ‘
Если влиянием неуправляемого теплового тока &мо транзисторов
на длительность импульсов мультивибраторов модно пренебречь ,
т.е. £Sf3*o << j и #8* &о ,то выражения (I) и
(2) дают * £*
с &>2 *.0,7 fig, С. (5)
= ^гСг &>2 * 0,7 (6)
Как следует из выражений (5) и (6), длительность, период
следования и частота следования импульсов пропорциональна по-
стоянным времени цепочек С* и #£а Сл, получивших название
"времязадающих цепей".
2. Температурная стабильность частоты мультивибратора
С изменением температуры происходит значительное измене -
ние величины тока , что, как следует из выражений (I)j(2)
и (4), приводит к изменению частоты (длительности импульсов)му-
льтивибратора. Температурная нестабильность тем меньше , чем
меньше отношения и • Отмеченные зависимос-
ти могут быть объяснен*! физически следующим образом. Неста-
бильный ток 3*о , величина которого зависит от температуры,
составляет часть разрядного тока конденсатора . С рос-
том Змо растет ток ipotp и с большой скоростью снижается
напряжение на конденсаторе. С уменьшением отношения
(где Л — или Agg ) уменьшается доля тока Зко в общем
разрядном токе сралр конденсатора, уменьшается влияние из-
менений Око на величину длительности импульса.
Таким образом, уменьшение отношения уменьшает тем-
пературную нестабильность длительности импульсов (частота му-
льтивибратора) .
- 14 -
1 3.Длительность отрицательного фронта выходного импульса
Процесс формирования отрицательного фронта импульса на-
пряжения на коллекторе закрытого транзистора Т, можно проана -
лизировать, пользуясь эквивалентной схемой,приведенной на рис.
5. Будем пренебрегать током закрытого транзистора и на-
Рис. 5.
пряжением на базе
открытого транзистора Те.
Зарядный ток Сзуо по мере
заряда конденсатора О*
снижается по экопоненци -
альному закону от знаке -
ния , соответст-
вующего начальному момен-
ту после опрокидывания
схемы до нуля
/ _ Е* & Q
Напряжение на коллек -
торе закрытого транзисто-
ра изменяется по закону'
Будем считать, что процесс установления напряжения на кондея -
саторе практически завершается в момент достижения значения
0,9 Е* . Подставляя в предыдущее выражение t- и .24--z?
и разрешая затем его относительно , получаем
Cz Ел /О - 2,3 <7)
Аналогично подучим длительность отрицательного фронта импуль-
са на коллекторе транзистора ТА
= 2,3 Ъъ С, ♦
4. Ашлиууда выходных импульсов
Амплитуду выходных импульсов определим,пользуясь той л?
- 15 -
эквивалентной схемой (рис. 5), считая, что заряд конденсатора С,
ОКОНЧИЛСЯ -О
~ fytf, = Ухо ~ £ft~ £* -
Здесь мн приняли напряжение на коллекторе открытого транзисто-
ра, находящегося в режиме насыщения, равным нулю.
1У. Метода регулирования частоты
мультивибратора
I. Регулирование изменением постоянной времени
времяэадапцей цепи
Метод регулирования частоты путем изменения сопротивления
и емкости времязадаицей цепи очевиден из выражений (1),(2),(4),
(5) и (6).
Дадим физическое объяснение этого метода регулирования. С
увеличением сопротивлений времязадапцих цепей уменьшается раз-
рядный ток конденсаторов, скорость снижения напряжения на кон-
денсаторах снижается так же. При этом момент, когда напряжение
на конденсаторе достигает нуля и мультивибратор переходит в
следующее квазиустойчивое состояние, наступает несколько позд -
нее, т.е. уменьшается частота мультивибратора (увеличивается
длительность импульсов). При увеличении емкости конденсаторов
времяэадапцей цепи при этом же разрядном токе скорость снижения
напряжения на конденсаторах уменьшается, что также вызывает сни-
жение частоты мультивибратора и увеличение длительности импуль-
сов (рис.6). Недостатки этого метода регулирования заключаются
в том, что производить плавную регулировку с помощью перемен-
ных конденсаторов не всегда представляется возможным, а пределы
регулировки с помощью сопротивлений ограничены. Последнее объ-
ясняется тем, что изменение сопротивления времяэадапцей цепи
вызывает изменение базового тока, а значит и степени насыщения
транзисторов. кроме того, с величиной сопротивления £ свя-
зана температурная стабильность частоты мультивибратора.
- 16 -
Рис. 6.
2. Регулирование путем изменения минимального
напряжения на конденсаторе времязадапцей
цепи *
В этой схеме (рис.7) конденсаторы времязадающих цепей под-
ключаются к подвижным контактам сдвоенного потенциометра,на ко-
тором выполнены и . Как осуществляется ре гули ров а -
Рис. 7.
ние частоты в такой схеме, ж увидим, определяя длительность им-
пульса (например, )• Длительность tu^ определяется вре-
менем разряда конденсатора • Построим для этого случая экви -
валентную схему (рис.8)» Напряжение Е на сопротивлении
равно £'= Ен —т~ = г
Рис. 8.
Пренебрегая током Jко закрытого транзистора , запишем
выражение для напряжения З/q на разряжодемея конденсаторе
*£„ е ‘"Ьь . (£„-£')(/- е
Первый член выражения связан с наличием на конденсаторе в на-
чальный момент напряжения , второй член - с напряжени-
ем смещения и £ .
Напряжение а® базе транзистора Тг определится как:
- 18 -
4 е'^сг -/£я.£^ е
-(ЛЕ*-£)'-*/**& .£„
Отсюда, учитывая, что при tа tu^ » • получим
Таким образом, изменение соотношения между и (осу-
ществляемое изменением положения подвижного контакта потенцио-
метра £*' ) приводит к изменению величины £' и длитель -
ности импульса t .
Понятно, что при одновременном изменении положения ползун-
ков сдвоенного потенциометра ( и будет изменяться
частота мультивибратора при постоянной скважности импульсов
(скважность - отношение периода следования к длительности им-
пульсов Q - ). Этому методу регулирования может быть
дана следующая физическая трактовка. После перехода мультивиб-
ратора в состояние, в котором транзистор Ту открыт,а Тл закрыт,
напряжение на разряжающемся конденсаторе Сл снижается по экс -
поненциальному закону от значения £# , стремясь к значению
-£*+£' (рис.9).
Ис
Рис.9.
- 19 -
В момент, когда напряжение достигает минимального
значения £, напряжение проходит через нулевое зна-
чение, открывается транзистор Tg, мультивибратор переходит в
следующее квазиустойчивое состояние.
3. Регулирование путем изменения начального
напряжения на конденсаторе времязадающей
цепи
В схеме(рис.10) применена цепочка фиксирования минималь -
ного потенциала на коллекторе закрытого транзистора, состоящая
Рис. 10.
из источника фиксирующего напряжения -Ер и диодов 0/ и 9?.
В качестве источника - Ер может быть использован низкоом -
ннй делитель напряжения -£« . В приведенной схеме потенциал
на коллекторе закрытого транзистора (например, Tz) фиксируется
на уровне ~ Ер. При этом конденсатор С, времязадающей цепи
заряжается так же до напряжения Ер , а не до Е* , как
это было в описанных выше схемах. Из рис.II видно,что при умень-
шении Ер по абсолютной величине уменьшается длительность
импульса tn , т.е. возрастает частота мультивибратора.
Недостатком метода регулирования по схеме рис.10 являет -
ся то, что одновременно с изменением частоты мультивибратора
меняется амплитуда выходных импульсов 4
4. Мультивибратор с управляемым смещением
Мультивибратор, построенный по схеме рис.1( имеет сущест-
венный недостаток. В мультивибраторе этого типа возможен режим
жесткого возбуждения - устойчивое состояние, при котором оба
транзистора открыты (насыщены) и генерация отсутствует.
Для вывода мультивибратора из режима жесткого возбужде -
ния необходим "толчок" извне (например, отключение и повторное
подключение источника питания). Данный недостаток устранен в
мультивибраторе, схема которого представлена на рис.12.Особен-
ностью мультивибратора рис.12 является то,что в качестве на-
пряжения отрицательного смещения на базе транзисторов исполь-
зуется напряжение, возникающее в точках "а" и "б" схемы. При
открытом транзисторе это напряжение в соответствующей точке
равно г . При закрытом транзисторе оно близко
к -Ек . Таким образом, в процессе работы происходит периоди -
ческое изменение величины напряжения смещения.
Длительность импульсов в такой схеме определяется тем же
выражением, что и в мультивибраторе рис.I,если Е* заменить
на £ = + • В мультивибраторе с управляемыми сме-
щениями режим жесткого возбуждения будет устранен,если напря -
жение - и ток создаваемый им в базовой цепи
- 21 -
Рйс. 12.
(где Я - сопротивление в цепи базы, т. е.
или , окажется недостаточным для удержания тран-
зисторов в режиме насыщения. При этом в мультивибраторе будет
Невозможно устойчивое состояние, в котором оба транзистора от-
крыты.
Данные схема макета (рис.13)
Резисторы = ~ ~ = 510 ом
Проми цпдппнио цепи
I) Ю ком С/* <£ = 0,033 миф
2) = *гл= 5,1 ком <?/= 10000 пф
Транзисторы типа МП41А
Диоды типа Д9
Напряжение <Q-I2 в
Напряжение 6 в
У. ЗАДАНИЕ
I. Произвести расчет и измерение длительности импульсов
( и ) мультивибратора при:
а) двух значениях параметров времязадапцих цепей
- 22 -
Рйс. 13
I. ^e-^=I0 ком С', * Г/ = 0,003 мкф
2i #jr=*£= 5,1 ком С,"- сл"~ 10000 пф
£' = 0 , zfp= 0 (схема рис.1),
б) значениях параметров времязадапцих цепей Ю
ком, С,' = Са =0,033 мкф, £'* £*/г, 5»= ° (cxeMajJHC.7).
2. При значении параметров времязадапцих цепей =
=5,1 ком, С"~ Cg=t 10000 пф (схема рис.1) произвести расчет
и измерение длительности отрицательного фронта выходных импуль-
сов ( ). /
3. При значении параметров времязадапцих цепей (
=10 ком, С, - Q = 0,033 мкф) и £ = 0 измерить длительность
выходных импульсов при <£‘^>=-6в (рис.10) (схема).
4. При значениях параметров времязадапцих цепей ЯГ, =
=10 ком, = 0,033 мкф (схема рис.1) путем кратковремен-
ного замыкания баэ транзисторов убедиться в том,что генерация
прекращается, т.е. мультивибратор находится в режиме жесткого
возбуждения. Убедиться, что при тех же данных в схеме с управ-
ляемыми смещениями обеспечивается режим мягкого возбуждения
(схема рис.12).
Литература
I. Степаненко И.П. Основы теории транзисторов и транзисторных
схем. М., 1973.
2. Лебедев В.И. Транзисторные электронные схемы. М., 1971.
3. Бонч-Бруевич А.М. Радиоэлектроника в экспериментальной фи-
зике. М., 1966.
4. Гольденберг Л.М. Теория и расчет импульсных устройств на
полупроводниковых приборах. II., 1969.
5. Слуцкий В.З., Фогельсон Б.И. Импульсная техника и основы ра-
диолокации. М., 1975.
- 24 -
Сдано в набор I/X-I979 г. Подписано в печать 22/X-I979 г.
“Форм.бум. 60 х 84 I/I6. Печ.л. 1,5. Тираж 250. Заказ 504.
Бесплатно.
Офсетная лаборатория КГУ
Казань, Ленина, 4/5.