Задание№2: Несинхронизированный мультивибратор.

Данное устройство представляет собой разновидность насыщенного ключа.

• Ключ – инвертирующий усилитель (или функция НЕ), переключающийся из состояния отсечки в состояние насыщения.

Переключаемый инвертор будет находиться в том или ином состоянии определенное время, в течении которого базовый ток работает в режиме насыщения. В мультивибраторе используется времязадающий конденсатор, определяющий временной интервал включенным и выключенным состояниями схемы.

a)

б)

в)

г)

д)

Рис.7

а) Несинхронизированный мультивибратор в виде двухкаскадного усилителя

б) Напряжение на базе транзистора VT1

в) Напряжение на базе транзистора VT2

г) Напряжение на коллекторе VT1

д) Напряжение на коллекторе VT2

Рис.8 Общепринятое начертание несинхронизированного мультивибратора с перекрестными связями

• Несинхронизированный мультивибратор (МВ) представляет собой двухкаскадный усилитель с взаимоперекрещивающимися связями между каскадами.

(автогенератор несинусоидальных колебаний - может быть полезен для генерации непрерывных последовательностей (серий) импульсов, или "тактовых" сигналов.)

С одного из его коллекторов можно снять колебания в виде меандра, с другого тот же самый сигнал только противоположной полярности.

Задача1: Принять следующие параметры не синхронизированного генератора (или несинхронизированного). Значение R1=47кОм, R3=47кОм, R2=R4=1кОм,С1=С2=0.05 мкФ. Рассчитать временные интервалы Т1 и Т2, рабочую частоту, сопротивления R1 и R2 необходимые для получения частоты 400Гц.

Рис.9 Эпюры напряжений на электродах транзисторов несинхронизированного мультивибратора:

А) на коллекторе VT1

Б) на коллекторе VT2

В) на базе VT1

Г) на базе VT2

Конденсатор С1 разряжается через резистор R1, при этом удерживая транзистор VT1 в режиме отсечки. Пока i*R1 не уменьшится на столько, чтобы U_BE достигла такого значения, при котором схема переключается (примерно 0.6В). Когда транзистор VT1 включается, напряжение U_CE падает до напряжения насыщения U_{CE,SAT ,} тогда изменяется напряжение, приложенное к базе VT2. Быстро переходит в режим отсечки и затем происходит вызов автоматического повторения цикла.

Если полярность напряжения в момент переключения транзистора изменяется, то вариация мгновенного напряжения на схеме сооставляет 2U_CC.

Решение (выше поставленной задачи):

Процесс заряда емкости через резистор описывается уравнением:

(6)

Для определения рабочей частоты соответствующее выражение для расчета длительности периода имеет следующий вид (для момента, когда VT1 начинает переходить в проводящее состояние):

(7)

Упрощая данное выражение, получаем:

(8)

(9)

(10)

T (11)

( (12)

T1=0.68*R1C1=1.598* с. (13)

=313 Гц (14)

R= =36.765 Ом (15)

Если мультивибратор симметричный, то Т1=Т2. Напряжение источника питания почти не влияет на частоту генерации и ей можно пренебречь при расчетах. Далее показан расчет периода колебаний несинхронизированного мультивибратора. Для получения частоты 400 Гц сопротивление R1 и R3 следует заменить сопротивлением (15).

Задача2: Рассчитать емкость, которую нужно применить в мультивибраторе на интегральной схеме для генерации частоты 10 кГц.

// мультивибратор в интегральном исполнении представляет собой два инвертирующих усилителя с перекрестными связями. R1 и R2 создают необходимое смещение рабочих точек инверторов (1 и 2). Значения этих сопротивлений должны составлять примерно: 200-220 Ом. Для изменения частоты генерируемых колебаний необходимо изменить емкость связи. Логические схемы 3 и 4 исключают возможность одновременного перехода выходов инверторов 1и 2 во включенном состоянии.

Рис.10 Несинхронизированный мультивибратор на интегральных схемах

’ (16) (16)

Так как T=R1C1=R2C2

(17)’:: ()

C1= (18)