Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Мультивибратор

Определение. Мультивибратором называется устройство с двумя временно устойчивыми состояниями, представляющее собой генератор импульсов напряжения прямоугольной формы.

Основное применение мультивибратора заключается в запуске в работу других импульсных устройств при их совместной синхронной работе.

Наибольшее распространение получили мультивибраторы на основе операционных усилителей. Различают симметричные и несимметричные мультивибраторы. У первых длительность прямоугольных импульсов и интервалы времени между ними равны, у вторых – различны.

При рассмотрении принципа работы мультивибратора на операционном усилителе будем предполагать, что операционный усилитель является идеальным.

Возможность построения мультивибратора на операционном усилителе обусловлена тем, что напряжение на выходе микросхемы может скачком переходить от до –Е при изменении знака разности входных напряжений u(+) – u(–).

Чтобы получить последовательность прямоугольных импульсов (реализовать режим автоколебаний), знак указанной разности должен изменяться периодически, в ходе процессов, протекающих в самой схеме.

Принципиальная схема мультивибратора на операционном усилителе и временные диаграммы, поясняющие принцип его работы, приведены на рисунке 3.

а) б)

Рисунок 3. Мультивибратор а) принципиальная схема, б) временные диаграммы

Для периодического изменения знака u (+) – u(–) на положительный вход операционного усилителя с делителя R2, R3 подается часть выходного напряжения, неизменная в течение полупериода uвых:

, (1)

где

,

а на инвертирующий вход напряжение с конденсатора С1, заряжающегося под действием всего значения выходного напряжения uвых = Е.

За счет этого в процессе зарядки конденсатора напряжение на инвертирующем входе может превышать по абсолютному значению напряжение на положительном входе, в результате чего напряжение на выходе скачкообразно изменяет свой знак. Временные диаграммы (рисунок 3) иллюстрируют сказанное.

Если, например, uвых = Е, то конденсатор С1 заряжается по цепи uвых, R1, С1, ^ до момента времени t1, когда напряжение на нем uc окажется чуть больше . То есть напряжение на инвертирующем входе становится больше, чем на неинвертирующем, что приводит к скачкообразному изменению знака на противоположный. С этого момента конденсатор С1 начинает разряжаться по цепи С1, R1, uвых, ^ до тех пор пока напряжение на нем не станет меньше чем g -Е, после чего наступает переключение уровня выходного сигнала.

Таким образом, подключение цепи R1C1 к выходу операционного усилителя обеспечивает автоматическое переключение конденсатора с зарядки на разрядку и как следствие изменение знака разности u (+) – u(–).

При определении длительности выходных импульсов необходимо учесть, что во время tи1 напряжение uc изменяется от значения g -Е, стремится к Е и достигает только уровень . То есть в указанный промежуток времени напряжение на конденсаторе изменяется следующим образом:

(2)

где t = R1C1 – постоянная времени цепи.

Выразив из (2) длительность импульса получаем:

. (3)

Исходя из (3), можно определить частоту следования прямоугольных импульсов:

. (4)

В несимметричном мультивибраторе интервалы времени зарядки и разрядки конденсатора С1 различны. Это достигается включением в цепь отрицательной обратной связи параллельно двух различных резисторов: один для зарядки, а другой для разрядки конденсатора. Для того, чтобы токи протекали в разных направлениях последовательно с каждым из этих резисторов, включается диод, прямое направление которого соответствует току зарядки или току разрядки.




Дата добавления: 2015-01-05; просмотров: 62 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.008 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав