3.4.2 Мультивибратор с корректирующими диодами

Основная схема мультивибратора (см. рис. 3.34) генерирует импульсы, форма которых отличается от прямоугольной: передний фронт отрица­тельного импульса получается пологим. Напомним, что причи­ной этого искажения является зарядка конденсатора С через резистор из-за чего потенциал коллектора постепенно при­ближается к значению -Е_к.

Заметное улучшение формы импульсов обеспечивает схема мультивибратора скорректирующими диодами (рис. 3.34, а). Ток заряда конденсатора C1 (C2)замыкается здесь не через коллек­торный резистор ( ), а через резистор R1 (R2), что обес­печивается диодом VD1 (VD2).

Рисунок 3.34

Пусть к моменту опрокидывания схемы аноду диода VD1 через на­сыщенный транзистор VT1 сообщается нулевой потенциал «зем­ли», а катоду (через резистор R1)— потенциал -Е_к. В ходе оп­рокидывания потенциал коллектора не опускается до уровня -Е_к, поэтому VD1 открыт и через него беспрепятственно переда­ются скачки напряжения с коллектора VT1 на базу VT2. Диод VD2 к моменту опрокидывания приоткрыт, так как коллектор открывающегося транзистора VT2 имеет потенциал и_К2несколько выше -Е_к. В процессе опрокидывания и_К2становится менее отрицательным, так что VD2 не препятствует передаче скачков с коллектора VT2 на базу VT1. После скачкообразного опрокидывания (VT1 запер­ся, VT2 открылся) диод VD1 оказывается запертым, так как к его аноду прикладывается напряжение, близкое к -Е_к, а к катоду — более положительное напряжение где — ток зарядки конденсатора С1 через резистор R1.

С уменьшением зарядного тока , напряжение уменьшает­ся и катод диода VD1 приобретает все более отрицательный потенциал. Однако лишь после того, как конденсатор С1почти полностью зарядится( ), диод VD1 приоткроется.

Запертый диод VD1 не пропускает ток зарядки конденсатора С1 к резистору R_к1. Благодаря этому напряжение на коллекторе запертого транзистора после опрокидывания схемы устанавлива­ется близким к -Е_кнамного быстрее (рис. 3.34, б), чем в основной схеме.

Чтобы общее сопротивление в цепи коллектора каждого тран­зистора в схеме рис. 3.34, а было таким же, как в схеме рис. 13.1, обычно выбирают

где и — сопротивления коллекторных резисторов в ос­новной схеме (см. рис. 3.34).

Недостатки схемы с корректирующими диодами:

1. Невозможность обеспечить большую скважность формируемых импульсов, так как С1 и С2 должны существенно различаться. При этом когда конденсатор малой ёмкости разрядиться, конденсатор большей ёмкости не успеет зарядиться.

2. Меньшая нагрузочная способность схемы, т.е. большое .

3.4.3 Ждущий мультивибратор

Для автоколебательного режима работы мультивибратора характерно неустойчивое состояние, вследствие чего схема непрерывно генерирует колебания. Для обеспечения устойчивости в одном из плеч запирают усилительный элемент.

В этом случае для возникновения генерации необходим внешний запускающий им­пульс. Поскольку схема «ждет» такой импульс, рассматриваемый мультивибратор называют ждущим. Его называют также одновибратором (при каждом запуске вырабатывается только один импульс) и заторможенным мультивибратором.

Рисунок 3.35

После опрокидывания во время форми­рования им пульса схема находится в не­устойчивом состоянии, из которого само­стоятельно и лавинообразно возвра­щается в устойчивое (исходное) состояние, а затем выводится из него следующим запу­скающим импульсом.

Наиболее часто используется ждущий мультивиб­ратор с коллекторно-базовыми связями.

Схему такого мультиви­братора (рис. 3.36а)легко получить из схемы автоколебательного мультивибратора (см. рис. 3.34), если в нее ввести источник смеще­ния .

Исходное состояние схемы однозначно: транзистор VT1 за­перт источником смещения , aVT2 насыщен. При этом кон­денсатор С1 имеет возможность заряжаться по цепи: +Е_К— «земля» — эмиттерVT2 — база VT2 — С1 — R_k1—(-Е_К).

Для генерации импульса необходимо вывести схему из устой­чивого состояния. С этой целью на базу транзистора VT1 через разделительный конденсатор С_р подают отрицательный запуска­ющий импульс. При двух отпертых транзисторах развивается лавинообразный процесс, приводящий к опрокидыванию схемы: транзистор VT1 отпирается, aVT2 запирается. Теперь конден­сатор С1 (через открытый транзистор VT1)оказывается подклю­ченным к базе транзистора VT2 и удерживает его в запертом состоянии (происходит формирование вершины). По мере разрядки (перезарядки) конденсатора С1через цепь: + Е_К— «земля» — отпертый транзистор VT1—С1 — —(-Е_К), потенциал базы транзистора VT2 уменьшается до нуля и он отпирается. С этого момента начинается новый лавино­образный процесс, в результате которого транзистор VT1 запи­рается, а транзистор VT2 открывается. По окончании зарядки конденсатора С1через резистор схема возвращается в исход­ное устойчивое состояние.

Рисунок 3.36

Длительность сформированного импульса на коллекторе VT2

В данной схеме транзистор VT1 удерживается в запертом сос­тоянии не напряжением конденсатора С2, а напряжением источ­ника + Поэтому связь коллектора VT2 с базой VT1 можно осуществить через резистор R. Чтобы при такой замене обес­печить эффективную передачу перепадов напряжения с коллек­тора транзистора VT2 на базу транзистора VT1, резистор Rбло­кируют конденсатором С небольшой емкости (рис. 3.36, б).