эбвм 6

6

Цель работы: научение принципа реализации автоколебательного мультивибратора на биполярных транзисторах, его функционирования и влияния параметров элементов его схемы на характеристики мультивибратора.

Описание установки:

Рис. 1. Схема простейшего автоколебательного мультивибратора.

Схема мультивибратора, изображенная на рис. 1, состоит из транзисторных ключей с перекрестными связями из коллекторной цепи одного в базовую другого. Связи выполнены таким образом, что транзисторы в схеме всегда оказываются во взаимно противоположных состояниях: один открыт, другой закрыт. Автоматический переход из одного состояния в другое обеспечивается взаимной коммутацией транзисторных ключей друг друга по коллекторно-базовым цепям, содержащим времязадающие элементы схемы: конденсаторы С1 и С2, резисторы RБ1 и RБ2. Напряжения выходных сигналов снимаются с коллекторов транзисторов VT1 и VT2. Сигналы эти парафазны - импульсу, снимаемому с одного выхода, соответствует пауза между импульсами на другом выходе, и наоборот.

Рис. 2. Схемы усовершенствованного автоколебательного мультивибратора

Здесь для улучшения формы выходных импульсов введены диоды VD1 и VD4, коммутирующие цепи заряда и разряда конденсаторов С1 и С2, соответственно. В этой схеме заряд конденсаторов происходит через дополнительно введенные резисторы R2 и R5 (а не через коллекторные сопротивления R1 и R6), а разряд - так же, как в схеме, приведенной на рис. 1. Для дополнительного улучшения формы импульсов и повышения быстродействия мультивибратора включены диоды VD2 и VD5. От возможного пробоя транзисторы защищены т. н. “охранными” диодами VD3 и VD6.

Формула для расчета периода колебаний симметричного мультивибратора:

T_ТЕОР=2 k_T*RБ*С, (1)

где T_ТЕОР – теоретический период колебаний симметричного мультивибратора, k_T – коэффициент пропорциональности, R_Б - сопротивление, С – емкость конденсатора.

Результаты вычислений и измерений:

Таблица 1

RБ, Ом	C1=C2=C, Ф	τ=RБ*C, сек.	T, сек.
15000	6,8E-10	0,0000102	0,0000151
15000	3,3E-09	0,0000495	0,0000978
15000	5,6E-09	0,000084	0,000126
15000	0,00000001	0,00015	0,000227
15000	0,000000033	0,000495	0,000529
24000	6,8E-10	0,00001632	0,0000267
24000	3,3E-09	0,0000792	0,000159
24000	5,6E-09	0,0001344	0,000205
24000	0,00000001	0,00024	0,000375
24000	0,000000033	0,000792	0,000865
36000	6,8E-10	0,00002448	0,0000378
36000	3,3E-09	0,0001188	0,000245
36000	5,6E-09	0,0002016	0,000313
36000	0,00000001	0,00036	0,000582
36000	0,000000033	0,001188	0,001332
75000	6,8E-10	0,000051	0,0000772
75000	3,3E-09	0,0002475	0,000504
75000	5,6E-09	0,00042	0,000637
75000	0,00000001	0,00075	0,001203
RБ, Ом	C1=C2=C, Ф	τ=RБ*C, сек.	T, сек.
75000	0,000000033	0,002475	0,002732
160000	6,8E-10	0,0001088	0,0000951
160000	3,3E-09	0,000528	0,00168
160000	5,6E-09	0,000896	0,00132
160000	0,00000001	0,0016	0,00253
160000	0,000000033	0,00528	0,00575

Таблица 2

П2, П3	Eупр, В	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
1	T, сек.	0,000279	0,000228	0,0002	0,000179	0,000162	0,000154	0,000135
3	T, сек.	0,000619	0,00055	0,000493	0,000441	0,000405	0,000364	0,000325
5	T, сек.	0,00097	0,00128	0,0014	0,00151	0,00152	0,00148	0,00138

Графики зависимостей:

Рис. 3. График зависимости экспериментально снятого значения периода колебаний T мультивибратора от постоянной времени τ

K = 0,918

5

Рис. 4. График зависимости периода Т от величины управляющего напряжения в базовых цепях транзисторов E_УПР для разных значений сопротивлений в базовых цепях

Расчет коэффициента пропорциональности:

k_T = K / 2 = 0,918/2 = 0,459

Выводы:

- зависимость экспериментально измеренных значений периода колебаний Т от постоянной времени τ=R*С соответствует прямо пропорциональной зависимости с достаточной для практики точностью, т.к. отклонения незначительны;

- характер зависимости линеен при низких значениях номиналов R_Б и становится нелинейным при увеличении сопротивления R_Б, причем нелинейные свойства будут усиливаться;

- исследованный автоколебательный мультивибратор можно использовать как преобразователь напряжения EУПР в частоту;

- рассчитанное значение коэффициента пропорциональности k_T = 0,465. Это значение примерно порядка единицы.