«Вх! —Uaep — £ /вх Ai Al „ ,d 6 их л1

aj тАвым

откуда

^?И1 - "^{Tt 1п} (

Длительность стадии квазиравновесия определяется выражением, которое полностью аналогично выражению (9.4), полученному для одновибратора. Поэтому все выводы относительно стабильности дли­тельности импульса и выбора ЛЭ, сделанные для одновибратора, полностью справедливы и для мультивибраторов.

По окончании процесса регенерации в момент времени Т₉ оба ЛЭ перейдут в состояния, противоположные тем, которые были в преды­дущей стадии квазиравновесия. На выходе ЛЭ установится напряже­ние t/вых 1 и начнется процесс перезарядки конденсатора С_а, опреде­ляющий длительность этой стадии квазиравновесия. Он полностью аналогичен процессу перезарядки конденсатора C_t.

Длительность второго еостояния квазиравновесия /_на можно най­ти с помощью выражения

где т$ = (/?2 Ч^- ^вых1)^2^#

Одновременно с процессом перезарядки конденсатора С_г, который определяет длительность стадии квазиравновесия, идет процесс вос­становления исходного напряжения на конденсаторе Ср Это обуслов­лено тем, что за время предыдущей стадии квазнравновесия падение напряжения на конденсаторе С_а изменилось на Ди_с1.

Эквивалентная схема цепи перезарядки конденсатора Cj приведена на рис. 9.6, г. Если бы параллельно резисторам Ri, R_a не были вклю­чены диоды, то постоянная времени, характеризующая стадию восста­новления напряжения на соответствующем конденсаторе, была бы- равна постоянной времени, характеризующей стадию квазиравнове­сия. При этом несколько изменилась бы картина переходных процес­сов, но сущность работы и приближенные расчетные соотношения ос­тались бы прежними.

Диоды, включенные параллельно резисторам R_lf R_a, открывают­ся только при переходе ЛЭ, к которому подключен соответствующий конденсатор, в состояние «1», так как только в эти моменты к ним будет приложено прямое напряжение. Для диода, шунтирующего ре­зистор R,

^д1 ^ Alic! "Ь t/вых 1 Д¹⁹

Сопротивление открытого диода R^ значительно меньше сопротив­ления резистора R_x (R_n <С Ri), поэтому длительность t_a — t_a стадии восстановления напряжения на конденсаторе С_х, определяемая по­стоянной времени т_в1 = (R_r + /?_вын) С_ь значительно меньше длительности стадии квазиравновесия /_иа. При этом ток перезарядки конденсатора С_х в промежутке времени t_a — /₃ создает выброс выход­ного напряжения ЛЭ D_a и входного напряжения ЛЭ D_v

Следует обратить внимание на то, что картина стадии восстанов­ления в ЛЭ на биполярных транзисторах значительно сложнее, чем рассмотренная из-за зависимости входного тока /_В1 от приложенного напряжения. Поэтому для них постоянные времени цепей перезарядки конденсаторов на стадиях квазиравновесия и восстановления сущест­венно различаются и при отсутствии диодов, шунтирующих резисто­ры. Это позволяет в ЛЭ на биполярных транзисторах обойтись без этих дополнительных диодов.

В момент времени t_t ЛЭ D_a выйдет в активную область, и его вы­ходное напряжение начнет уменьшаться (рис. 9.7). В момент времени /₈ напряжение на входе ЛЭ D_a возрастает до значения t/S_fpi которое соответствует «_вып = (7по_Р1. Начнется процесс регенерации. В ито­ге мультивибратор вернется в состояние, в которого началось расвмот- ренйе его работы. После этого все процессы повторяются.

Промежуток времени /₍—/, характеризует восстановление исход­ного напряжения на конденсаторе С_а. Он протекает с постоянной вре­мени'жение, по форме близкое к прямоугольному. Частоту следования им» пульсов / определяю! времена /_м и /_м:

Временная ж температурная стабильность частоты автоколебаний невысока и во многом зависит от характеристик ЛЭ. Так, для ЛЭ на биполярных транзисторах серии 155 нестабильность частоты при изме­нении напряжения питания на ±5% достигает 5—10%, а при изме­нении температуры от 5 до 60° С — соответственно ± (10—20)%.

Рис. 9.8. Схемы мультивибраторов: о-с мягким возбуждением; б —с одним времязадающим конденсатором* в —с вапазды* вающей ОС в кольцевой цепи: а — на интегральной микросхеме К263ГФ1

Рассмотренный мультивибратор относится к числу схем с жестким самовозбуждением. Поэтому ему свойственно явление «засыпания», которое характеризуется тем, что на обоих выходах ЛЭ имеется код логического нуля, а автоколебания отсутствуют. Для выведения мультивибратора из этого состояния необходимо на один из входов подать запускающий импульс, который изменит состояние ЛЭ н возбудит незатухающие автоколебания.

Для устранения явления «засыпания» можно ввести дополнитель­ные ЛЭ, например так, как показано на рис. 9.8, а. Если оба ЛЭ D₍ и D_t окажутся открытыми (f/J_Mi = (/^2), то выходное напряжение на ЛЭ D_t станет равным (/Ьд. Это вызовет увеличение выходных на­пряжений ЛЭ D_lt D_it т. е. выход их в область линейной характеристи­ки и возобновление автоколебаний.

Управление частотой автоколебаний осуществляю? с помощью из­менения номиналов резисторов ^, R_t и конденсаторов С_и C_t. Плав­ное управление частотой можно Также осуществлять изменением на­пряжения Е, значение которого влияет на длительность состояний квазиравновесия.

Мультивибраторы на основе ЛЭ могут быть выполнены • одним времязадающим конденсатором (рис. 9.8, б). Здесь три ЛЭ замкнута в кольцо через резистор R, который обеспечивает выведение в актив­ную область транзисторов ЛЭ D_u D_itD_t.Положительная обратная связь введена в помощью конденсатора С, охватывает только ЛЭ D_ltD_a и действует в широкой полове частот. Так как благодаря наличию отрицательной ОС в исходном состоянии все ЛЭ работают на линейном участке характеристик, возбуждение автоколебаний будет мягким.

В ряде случаев используют запаздывающую OG. Для этого нечетное количество ЛЭ соединяют в кольцо и между ними включают конден­саторы, увеличивающие время задержки распространения каждого логического элемента (рио. 9.8, в). Это позволяет создать источники многофазных напряжений, жестко синхронизированные между собой.

Для стабилизации частоты колебаний вместо времязадающего кон­денсатора иногда включают кварцевый резонатор.

Промышленность выпускает специальные микросхемы мульти­вибраторов, в которых требумые параметры генерируемого сигнала обеспечиваются подключением внешнего конденсатора, например ИМС К263ГФ1 (рис. 9.8, г). Здесь использована схема с эмиттерной противосвязью. Усилители, охваченные положительной ОС через кон­денсатор С, выполнены на транзисторах Т_а, Т_а. Транзисторы Т_и Т_л включены эмиттерными повторителями, уменьшающими влияние со­противлений нагрузки. Изменяя значение емкости конденсатора С, можно менять частоту автоколебаний от долей герц до 80 МГц.

Принцип работы этого мультивибратора аналогичен рассмотрен­ному выше. Выходы усилителей на транзисторах T_at Т_а соединены с их входами, а перепады напряжений на сопротивлениях, включен­ных в эмиттерные цепи, передаются с помощью времязадающего кон­денсатора С и обеспечивают попеременное запирание транзисторов Т _я, Т_й> при которых формируются перепады коллекторного напряжения этих транзисторов. С выходов эмиттерных повторителей на транзис­торах Tj, Т₆ снимают напряжения прямоугольной формы, сдвинутые по фазе на 180°.