10.2.2. Ждущий мультивибратор

Ждущий мультивибратор (одновибратор) – схема, формирующая на выходе импульс заданной длительности при подаче на вход импульса запуска.

Фактически это разновидность триггера, в котором выход одного из вентилей имеет емкостную связь со входом другого вентиля, в результате чего схема всегда возвращается в одно состояние. Одновибраторы срабатывают по положительному или отрицательному перепаду.

а б

Рис. 10.11. Схема ждущего мультивибратора (а) и временные диаграммы его работы (б)

Рассмотрим схему ждущего мультивибратора и временные диаграммы его работы:

1. В исходном состоянии насыщен, так как , а закрыт, поскольку через цепь ПОС передается в базу и . Диод D₁ закрыт, так как на его анод и катод через и подан одинаковый потенциал . Конденсатор заряжен до по цепи .

2. При подаче импульса запуска отрицательной полярности дифференцирующая цепочка выделяет его фронты. Отрицательный фронт проходит через диод D₁ и конденсатор в базу , выводя его из насыщения.

3. В результате возникает переходный процесс:

и т.д.

Таким образом, действие ПОС приводит к быстрому опрокидыванию схемы. В результате оказывается полностью открытым и , а – закрытым и .

4. После опрокидывания схемы начинается разряд по цепи . В результате падения напряжения на потенциал будет расти, начнет открываться, и в результате ПОС, действие которой поясняется цепочкой рассуждений:

,

схема возвращается в исходное состояние. Длительность исходного импульса определяется параметрами цепи и оценивается по формуле .

10.2.3. Ждущий мультивибратор на основе компаратора

ПОС в компараторе на ОУ образована резисторами R₂, R₃. При этом часть выходного напряжения подается на неинвертирующий вход ОУ. Времязадающая цепь образована емкостью С₀ и сопротивлением R₀. На вход подается импульс запуска положительной полярности, дифференцирующая цепочка R₁, С выделяет фронты импульса, а диод пропускает на вход U₊ ОУ только передний положительный фронт.

а б

Рис. 10.12. Схема ждущего мультивибратора на основе компаратора (а) и временные диаграммы его работы (б)

Пусть изначально выход компаратора находится в насыщении и U_ВЫХ = 0. Конденсатор С₀ разряжен через диод VD2 до уровня, не превышающего величины падения напряжения на прямо смещенном p-n-переходе и соответствующего примерно 0,6 В. При появлении на входе положительного перепада не менее 0,6 В происходит рассогласование компаратора. За счет ПОС, напряжение которой на неинвертирующем входе определяется выражением , он переключается, т.е. переходит в режим отсечки с U_ВЫХ = U.

Цепь разряда конденсатора С₀ блокируется высоким потенциалом U_ВЫХ, и он начинает заряжаться до напряжения по цепи U_ВЫХ→R₀→С₀→земля. При U_С0 = U_─ > U₊ снова происходит рассогласование компаратора и его быстрое опрокидывание в исходное состояние за счет ПОС, а конденсатор С₀ быстро разряжается через открывшийся диод. Длительность формируемого импульса определяется выражением 0,7...0,9R₀  C₀.