Автоколивальний мультивібратор

Схему мультивібратора, який працює в режимі автоколивань, приведено на рис. 4.6,а, Вона утворена двома вентилями, замкненими в петлю ПЗЗ. Зв'язок вентиля V1 з вентилем V2 - безпосередній, зв'язок другого з першим - ємнісний. Резистор R та конденсатор С - часозадаючі елементи.

За законом Кірхгофа

U_вх=U₂+U_с (4.11)

Припускаючи, що характеристики передачі вентилів та їх вхідний та вихідний опори ідеалізуються так, як це було зроблено при розгляданні очікуючого режиму, роботу мультивібратора в автоколивному режимі, можна проілюструвати часовими діаграмами, приведеними на рис. 4.6,6.

М ультивібратор має два стани квазірівноваги. В першому стані вентиль V1 закритий (U₁=U¹), а вентиль V2 відкритий (U₂=U⁰). Тому що U₁>U₂, струм через конденсатор протікає зліва праворуч і напруга на ньому прямує до величини +U¹ Але,як тільки вона досягне порогового рівня U_пор вентиля V1, напруга на вході цього вентиля U_вх у відповідності з (4.11) буде дорівнювати цьому рівню (U₂=0), і вентиль V1 відкриється, а вентиль V2 закриється. Тепер, в другому стані квазірівноваги, U₂=U¹, U₁=U⁰, U₂>U₁ і струм через конденсатор протікає справа ліворуч, а напруга на ньому прямує до U¹. Коли вона буде дорівнювати -(U¹-U_n), на вході вентиля V1 знов буде пороговий рівень U_nop що викличе його закриття і відкриття вентиля V2, Завдяки дії ПЗЗ зміна станів відбувається стрибкоподібно.

Перезаряд конденсатора відбувається за експоненціальним законом з постійною часу RC. Тому для оцінки тривалості кожного стану квазірівноваги можна ви використовувати відоме співвідношення (4.4), підставляючи в нього значення напруги на конденсаторі U_сн ,U_ск, U_с∞. В результаті отримаємо

Деякі логічні елементи мають порогове значення U_nop близьке до 0,5U¹.В цьому випадку можна вважати

t₀₁=t₀₂ ВС ln3=1,1RC

Автоколивання, близькі за формою до меандру, генеруються з періодом T0=2,2RC

Регулювання періоду автоколивань може відбуватись зміною величини опору R або ємності С.

Слід визначити, що кінцеві значення вхідних та вихідних опорів ЛЕ, а також наявність у вхідних колах антидзвонних (ТТЛ- елементи) або захисних (КМДН- елементи) діодів значно спотворюють приведені ідеалізовані часові діаграми. Для виправлення форми напруги схеми мультивібратора доповнюють інвертором (на рис.4.6,а зображений пунктиром), який працює як двосторонній обмежувач.

Мікросхеми мультивібраторів

В наш час до складу деяких серій МС входять і спеціальні МС

мультивібраторів. Для прикладу на рис 4.7 зображене умовне позначення МС К155АГЗ, яка має в своєму складі 2 мультивібратори. Виводи С та RS служать для підключення зовнішніх часозадаючих елементів R та С. До виводів А та В підключаються вхідні запускаючи сигнали. Мультивібратор запускається або негативним перепадом на вході А, або позитивним на вході В.

До входу RS підводиться сигнал дозволу (його називають також "вибір елемента"). Яхщо цей сигнал 1, мультивібратор працює, якщо 0 - зупинений.

В иводи Q та Q- - вихідні, з них знімаються відповідно позитивний та негативний імпульси.

На рис. 4.8,а для прикладу зображений один з способів включення МС, який забезпечує очікуючий режим роботи мультивібратора. Запуск мультивібратора здійснюється негативним перепадом на вході A (B=RC=1).

Для отримання режиму автоколивань МС можна включити, як зображено на рис. 4.8,6. Щілинність напруги, яка формується при цьому, в загальному випадку не дорівнює 0,5, тобто напруга на виході не буде меандром.

Якщо необхідно, процес формування, як в очікуючому режимі, так і в режимі автоколивань, в будь-який момент може бути перерваний подачею негативного перепаду на вхід RS..