- •69. Класифікація та призначення генераторів імпульсних сигналів. Загальні відомості про автоколивальні мультивібратори, їх основні параметри і характеристики.
- •70. Мультивібратори на біполярних і польових транзисторах. Симетричні мультивібратори в інтегральному виконанні.
- •71.Мультивібратори на операційних підсилювачах
- •72. Автоколивальні блокінг-генератори
- •73. Загальні відомості про одновібратори, їх основні параметри і характеристики. Одновібратори на біполярних і польових транзисторах.
- •74. Одновібратори на операційних підсилювачах Одновібратори в інтеїральному виконанні.
- •76. Загальмовані блокінг-генератори. Тригерні схеми. Тригер Шмідта
- •Тригер Шмідта
- •77. Фізичні основи формування цифрових інформаційних сигналів і їх основні параметри.
- •78. Діодні ключі. Перехідні процеси в схемах діодних ключів.
- •79. Ключі на біполярних транзисторах. Перехідні процеси в схемах ключів на біполярних транзисторах.
- •81. Загальні відомості про логічні елементи. Основні параметри і характеристики логічних елементів та їх класифікація.
- •82. Базові логічні елементи діодної та діодно-транзисторної логіки (дл та дтл).
71.Мультивібратори на операційних підсилювачах
Розглянемо принцип дії автоколивального мультивібратора. Його схема зображена на рис. 8.
Рис. 8. Схема автоколивального мультивібратора на ОП.
Автоколивальний мультивібратор генерує імпульси прямокутної форми. За схемою він схожий на компаратор з гістерезисом. Єдина відмінність полягає в тому, що тут замість генератора вхідної напруги ввімкнений конденсатор.
Резистори R1 і R2 утворюють подільник напруги, з якого частота вихідної напруги потрапляє на інвертуючий вхід. Якщо Uвих=Uнас, то напруга апаратного зв’язку називається верхньої пороговою напругою і визначається за формулою:
(6.1)
При цьому струм І через R13 заряджає С. Заряд відбувається до тих пір поки напруга на конденсаторі Uс буде залишатися меншою Uв.п, при цьому на ньому зберігається напруга Uнас.
В момент коли напруга на конденсаторі Uс досягає дещо більшої величини ніж Uв.п , напруга на інвертую чому вході по відношенню до напруги на неінвертуючому вході стає позитивною. При цьому відбувається переключення схеми, напруга Uвих змінюється від рівня U+нас до U-нас . В цей час на неінвертуючому вході буде підтримуватися негативний потенціал:
(6.2)
В момент переключення схеми в стан Uвих=U-нас (рис.9) початкова напруга на конденсаторі Uв.п і через конденсатор буде протікати струм, який буде перезаряджати його до Uн.п. Коли Uс стає меншою ніж напруга зворотного зв’язку Uн.п, схема переключається в стан Uвих=U+нас. Схема повертається до початкового стану. Конденсатор С має початковий заряд Uн.п, він буде розряджатися від Uн.п до 0 В і перезаряджатися знову до Uв.п.
Рис. 9. Часові діаграми.
Для визначення періоду коливань і частоти генерації використаємо співвідношення для визначення часу переривання експоненціального процесу:
(6.3)
де х0, хп – відповідно початкові і кінцеві значення фізичної величини на
інтервалі tп;
х∞ - асимптотичне значення фізичної величини при t→∞.
Після перетворень (6.3) отримуємо:
Оскільки t1=t2 , то період коливань:
Якщо R1=R2, то:
Т=2,2R33C, (6.4)
Частота генерацій:
(6.5)
Розглянемо принцип роботи очікувального мультивібратора (ОМ). Як відомо, протяжність генерованого імпульсу ОМ залежить лише від зовнішніх елементів підключених до ОП. З рис. 10 видно , що ОМ спрацьовує по негативному фронту вхідного імпульсу Евх. Причому, протяжність вхідного імпульсу може бути як більшою, так і меншою власної протяжності tі вихідного імпульсу мультивібратора.
Рис. 10. Часові діаграми роботи ОМ.
В технічній літературі очікувальні мультивібратори називають одно вібраторами.
Типова схема ОМ на ОП показана на рис. 11.
Рис. 11. Схема очікувального мультивібратора на ОП.
Розглянемо режим роботи очікувального мультивібратора.
Режим очікування. Як видно з рис. 11 Uвих=U+нас на неінвертуючий вхід ОП з подільника R1, R2 потрапляє напруга зворотного зв’язку Uвп, значення якої визначається за формулою (6.1).
Діод VD1 фіксує на інвертую чому вході ОП позитивну напругу на рівні = 0.5 В. При цьому напругу на інвертую чому вході позитивна по відношенню до напруги на інвертую чому вході, тому ОП підсилює диференційну вхідну напругу, підтримуючи на вході Uвих=U+нас .
Перехід в стан витримки. Якщо вхідний сигнал являє собою постійну напругу з встановленим значенням, то на неінвертуючому вході зберігається позитивний відносно інвертую чого входу потенціал і Uвих=U+нас. Якщо Евх скачком стає негативним і приймає пікове значення Евх |Евх.пік|>|Uп.в| , то напруга на неінвертуючому вході падає нижче рівня напруги на інвертуючому вході. Вихід схеми переключається Uвих=U-нас і ОМ переходить в режим витримки.
Режим витримки – постійний стан у якому ОМ не може довго перебувати. Розглянемо особливості цього режиму. З подільника R1, R2 на інвертуючий вхід потрапляє від’ємна напруга Uп.н , схема переключається в стан Uвих=U+нас . Це момент закінчення циклу роботи ОМ; вихідний імпульс закінчився і схема повернулася в стійкий стан. Діод VD2 від’єднав коло запуску від одно вібратора на час генерування імпульсу. Щоб отримати одно вібратор, генеруючий позитивний імпульс при збудженні позитивним вхідним сигналом, достатньо змінити полярність підключення діодів.
Для визначення тривалості імпульсу і часу відновлення скористаємося формулою для визначення часу переривання експоненційного процесу. За час генерування імпульсу напруга на С змінюється від = 0,5 В до Uв.п. , тоді:
(6.6)
(6.7)
