книги из ГПНТБ / Важенина, З. П. Транзисторные генераторы импульсов миллисекундного диапазона

г

Рис. 3.6. Автоколебательный мультивибратор на ЭДД <?с триггерными • связями»:

а— схема; б~ временные диаграммы [на предпоследней—зависимость п'С1(0].

100

запертое состояние тех же транзисторов, если ЭДД2 или ЭДДі соответственно включены. Ускоряющие конденса­ торы С1 и С'1 обеспечивают передачу сигналов с выхо­ дов ЭДДі и ЭДД2 на базы транзисторов Т'2 и Т2. Такие обратные связи обеспечивают существование двух квазиустойчивых состояний у каждого из ЭДД и переклю­ чение ЭДД при определенных.условиях.

(рис. 3.6,6). Пусть, например, ЭДДі выключен, а ЭДД2 включен. Делитель RI, R2 создает базовый ток транзи­ стора

который обеспечивает насыщенное состояние транзисто­ ров Т'2 и Т'1, если выполняется условие

7б2вкл 3^/б2а~Д/рД'і. . (3.68)

Будем считать мультивибратор симметричным: 7?t= = ДТ, Rz=R'z, Дз=7?/з, R=R', Сі= С ' і, параметры тран­ зисторов и диодов одинаковыми.■На практике выбирают ц^О.б. Тогда условие (3.68) обязательно выполняется, так как

ß > l / ( l - r 1) < 2 .

При этом напряжения в характерных точках ЭДД2 со­ ставляют

Транзистор Т2 в ЭДДі закрыт, потому что напряжение Т/'быкл, подаваемое на его базу, меньше напряжения отпирания диода URо, а резистор Rs выбирается из усло­ вия (3.1). Напряжение на базе транзистора Т2 состав­ ляет

Транзистор Т1 также закрыт, так как на базе его име­ ется напряжение

а на входе ЭДД напряжение иах экспоненциально на­ растает от отрицательного, стремясь к +Е, вследствие перезаряда конденсатора С по цепи: правая обкладка

101

конденсатора С, диод Д'1, ЭДД2, корпус, —Е, + £ , ре­ зистор R. В момент времени ^ напряжение UBX [h) =

— Двх в и происходит возбуждение ЭДДі. Отрицательный перепад напряжения с выхода ЭДДі через конденсатор С1 поступает на базу транзистора Т'2, закрывая его. Одновременно ЭДД2 закрывается по входу, так как на­ пряжение а'их становится отрицательным при включе­ нии ЭДДі. Положительный перепад, формирующийся на выходе ЭДД2, через конденсатор С'1 передается на базу транзистора Т2, еще сильнее открывая его. Происходит лавинообразное переключение ЭДД, к концу которого ЭДДі включается, а ЭДД2— выключается. Затем начи­ нается перезаряд конденсатора С через резистор R', ЭДДі и источник питания Е, в процессе которого фор­ мируется интервал t'n, заканчивающийся в момент от­ крывания ЭДД2 и обратного переключения мультивибра­ тора. В течение некоторого времени на этапе t'a проис­ ходит перезаряд конденсаторов С1 и С'1.

В симметричном мультивибраторе іи=1'я, поэтому достаточно определить один из интервалов, например t'H.

где x ' определяется (3.8). Подставляя в (3.72) напряже­ ния, найдем

Си—tn—x' ln [(£ + и вх в-2У'о)/(£ -£ /«»)]■ (3.73)

В этой формуле напряжение

№

и следует руководствоваться. Если при этом выбирать Ri макс в со­

в автоколебательном режиме позволяет получать іи маис = 14,9 мс и

Та макс“ 2/и макс =29,8 MC.

Пусть сумма сопротивлений (RrhR?) равна 1 кОм. Для того чтобы не учитывать влияния тока, питающего базу Т2 включенного ЭДД через R, достаточно, чтобы он был минимум в пять раз мень­ ше, чем ток через делитель. Вследствие разветвления тока через R можно брать его в 2,5 раза больше суммарного сопротивления дели­ теля, т. е. 2,5 кОм. Это значит, что здесь можно независимо плавно изменять каждый из интервалов іп в 46 раз (регулируя R н R').

Мультивибратор на ЭДД с комплексной обратной связью в сочетании с триггером также может быть ис­ пользован для формирования импульсной последова­ тельности с независимой регулировкой длительностей импульсов и пауз (рис. 3.7). Здесь к выходам плеч триг­ гера через коммутирующие диоды подключены различ­ ные времязадающие резисторы R и R'. Запуск триггера осуществляется по счетному входу выходным импульсом мультивибратора (рис. 3.7,а). Пусть, например, состоя­ ние триггера будет таким, что на выходе 1 (рис. 3.7,5) имеется высокий уровень напряжения £ = 0,9 £, а на вы­ ходе 2 — низкий уровень ПВЬІХН. Тогда конденсатор С бу­ дет заряжаться через резистор R с постоянной времени Ti—RC, а .цепь Д'к' будет отключена, так как диод Д' закрыт. В момент tt напряжение ис достигнет порогово­ го (Нсв), и ЭДД включится. Импульс с выхода ЭДД опрокинет триггер, и после разряда конденсатора но-

104

Рис. 3.7. Мультивибратор на ЭДД с переключаемыми времязадающими сопротивлейиями:

а — схема; б — временные диаграммы в автоколебательном режиме.

вый процесс формирования Паузы будет совершаться че­ рез цепочку Д'к' с постоянной времени xz=R'C, а цепь ЯД будет отключена, так как диод Д закрыт. В момент t2 вновь сработает ЭДД, опрокинет триггер, и повторит­ ся процесс с постоялой времени тіТаким образом, бу­ дет формироваться последовательность из интервалов t'n и определяемая соответственно т2 и п.

Определим длительность одного из интервалов, на­ пример, t„. С учетом влияния транзисторов триггера по­ лагаем

Тогда, считая момент t2 началом отсчета (/= 0), имеем

^с(°°) — Е', С/с(0) =С//о,

(^и) = UCB= Еу\—2/к0^4-

Используя выражение (3.72), в котором вместо н^вх под­ ставлено ис, и учитывая влияние обратных сопротивле­ ний запертых диодов Д ’ и Д1, напишем

где d = l — (RlRo6p).

Пренебрегая величинами высшего порядка малости, пе­ репишем

106

Тогда

t ~ R*C ^ 1_ ко^4 — I •7RIобр Ч~ 0.2 |t?p[ — 1,9ІУд0 -{- 1, lC/'n

Подставляя данные из предыдущих примеров, получаем

ЯМакс=1,5 МОм И # 4 макс= 5,6 кОм. СчИТЭЯ Rмші~~ 6,6X

X'^4 макс— 36,6 кОм, замечаем, что рассмотренная схема, обеспечивая получение Нимало=148 МС (Гпмакс=296 мс), позволяет плавно регулировать длительности tn и t'n в 41 раз.

Если использовать раздельные входы триггера, то можно использовать схему как ждущий мультивибратор (пунктир на рис. 3.7,а). При этом одно из времязадающих сопротивлений (на рис. 3.7,а цепочка R'M') выби­ рается таким, чтобы обеспечивать насыщенное состоя­ ние ЭДД. В момент подачи запускающего импульса происходит запирание ЭДД и опрокидывание триггера. Затем формируется импульс, по окончании которого открывается ЭДД, импульс с его выхода восстанавли­ вает исходное состояние триггера, который, в свою оче­ редь, удерживает ЭДД в насыщении.

Все выводы о ot„ , RMSatc и Rtмакс в автоколеба­

тельном мультивибраторе справедливы и для ждуще­ го режима. Сопротивление Ямин в ждущем мультивиб­ раторе можно брать меньшим, чем в автоколебательном. Допустимо выбрать его равным 14,8 кОм, что позволяет обеспечить диапазон плавного изменения длительности импульса в 100 раз,

3.3.Генераторы пилообразного напряжения на ЭДД

Пилообразное напряжение можно формировать на конденсаторе мультивибратора на ЗДД, если заряжать его постоянным током, т. е. заменив резистор R генера­ тором постоянного тока (ГПТ). Простейшим ГПТ явля­ ется токостабилизирующий двухполюсник на транзисто­ ре, охваченном глубокой отрицательной обратной связью по току [10].

Рассмотрим схему генератора пилообразного напря­ жения (ГПН), изображенную на рис. 3.8. Здесь ГПТ

Рис. 3.8. Генератор пилообразного напряжения на ЭДД.

собран на транизсторе Т4, на базу которого подается на­ пряжение с делителя R5, R6, а в эмиттер включен рези­ стор R. Ток ГПТ равен

108

так как в противном случае конденсатор может не за­ рядиться до напряжения UCB. Рекомендуется выбирать

.т] = 0,5 и т = 0,25. Тогда в нормальных условиях можно получить t'n=i'u=2RC (из примера имеем ДПмаис =

= 450 мс). Одиако следует учитывать влияние обратного

зистор /?4макс= 50 Ом. Следовательно, необходим предва­

рительный отбор транзисторов, используемых в токоста­ билизирующем двухполюснике. Практически такой отбор не слишком сложен, так как примерно 60% транзисто­ ров типа МП111 .. .МП116 имеют /ко на 2 ... 3 порядка меньше 10 мка (До макс)-

Дополняя схему элементами обеспечения насыщенно­

109