Рис. 7.5. Диаграммы напряжений параллельного режима работа

Лабораторная работа № 8

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРОВ

Цель работы: изучение принципов действия генераторов на транзисторах и интегральных микросхемах, получение практических навыков по исследованию их работы.

1. Общие положения

Электронными генераторами называются устройства, преобразующие постоянный ток в переменный с выходным сигналом синусоидальной, прямоугольной, пилообразной и специальной формы. Генераторы сигналов прямоугольной формы иногда называют мультивибраторами.

Ни одна электронная система не обходится без внутренних или внешних генераторов, задающих темп ее работы. Основные требования

кгенераторам – стабильность частоты колебаний и возможность снятия

сних сигналов для дальнейшего использования. В настоящей лабораторной работе рассматриваются мультивибраторы, выполненные на транзисторах и цифровых интегральных микросхемах транзисторнотранзисторной логики (ТТЛ). У таких генераторов выходная частота колебаний находится в диапазоне от сотых долей Гц до десятков МГц.

2.Генераторы на транзисторах

2.1. Мультивибратор

На рис.8.1. приведена схема мультивибратора на транзисторах VT1 и VT 2 с коллекторно-базовыми связями, которая используется для получения автоколебательного режима.

Х3

Рис. 8.1. Мультивибратор

92

Работа генератора становится понятной из рассмотрения диаграмм напряжений рис.8.2.

Uб1

Uк1

Eк

Uб2 t

t

Uк1

t

Рис.8.2. Диаграммы напряжений мультивибратора по схеме рис.8.1

Предположим, например, что в некоторый момент времени t0

мультивибратор находится в следующем состоянии: транзистор VT1 открыт и напряжение на его коллекторе близко к нулю, а транзистор VT 2 закрыт отрицательным потенциалом Uб2 на его базе. Конденсатор C1,

заряженный в предыдущем полупериоде, перезаряжается по цепи:

«плюс» источника питания Ек , резистор R2 , конденсатор C1, откры-

тый транзистор VT1, «минус» источника питания. Во время перезаряда конденсатора C1 на его правой обкладке поддерживается отрицательный потенциал, и транзистор VT 2 остается закрытым.

Длительность tи1 полупериода закрытого состояния транзистора

VT2 определяется скоростью перезаряда конденсатора C2 через резистор R2 . Поэтому данные элементы называются времязадающие. Одновременно конденсатор C2 заряжается от источника Ек через резистор

R4 и эмиттерный переход открытого транзистора VT1. Время существования этого режима квазиравновесия определяется соотношением

Если C1 =С2 , то время заряда C2 меньше времени перезаряда C1, так как R3 << R2 ( R4 = R1 =1кОм; R2 = R3 =51кОм) и к моменту окончания процесса перезаряда C1 конденсатор C2 окажется заряженным до напряжения Ек. Как только конденсатор C1 разрядится и Uб2

станет равным нулю (момент t1) в схеме начнется процесс опрокидыва-

ния. Транзистор VT 2 откроется, а транзистор VT1 сначала перейдет из ключевого режима в активную область, а затем закроется.

Так как состояния транзисторов изменились, то теперь уже процесс перезаряда конденсатора C2 через резистор R3 и открытый транзистор VT 2 определяет второй полупериод tи2 работы мультивибрато-

ра, причем

На рис.8.2 приведены диаграммы напряжений, когда C1 = 2 С2 . Период автоколебаний мультивибратора можно определить сле-

дующим образом

Если R2 C1 = R4 C3 , то мультивибратор называется симметрич-

ным и длительности полупериодов равны, в противном случае мультивибратор называется несимметричным.

2.2. Блокинг-генератор

Блокинг-генераторы предназначены для формирования импульсов тока или напряжения прямоугольной формы преимущественно малой длительности (от единиц до нескольких сотен микросекунд)

По принципу действия блокинг-генератор представляет собой однокаскадный транзисторный усилитель с глубокой положительной обратной связью, осуществляемой импульсным трансформатором.

На рис.8.3 представлен блокинг-генератор с конденсатором в цепи обратной связи. Он выполнен на транзисторе VT1 с общим эмиттером и трансформаторе TV , первичная обмотка которого включена в цепь коллектора. Цепь положительной обратной связи осуществлена с помощью вторичной обмотки трансформатора и конденсатора C1. Диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу блокинг-генератора, приведены на рис.8.4.

94