2.7 Регулирование скважности импульсов

На рисунке 2.8 приведена схема мультивибратора. Применение в данном устройстве микросхемы LM555 позволило добиться регулирования скважности импульсов в широких пределах. Это достигнуто тем, что разделены цепи зарядки и разрядки конденсатора С1. При высоком уровне на выходе микросхемы (вывод 3) транзисторы VT1 и VT2 открыты. В это время конденсатор С1 заряжается через транзистор VT1, резистор R_A и часть R'_A переменного резистора RP1. При достижении на нем напряжения уровня 0,66 Uп мультивибратор переходит в состояние с низким уровнем сигнала на выходе.

Теперь конденсатор С1 разряжается через часть R'_B переменного резистора RP1, резистор R_В и внутреннюю цепь разряда (вывод 7) микросхемы. При уровне напряжения на нем 0,33 Uп мультивибратор переходит в первоначальное состояние с высоким уровнем на выходе. Таким образом, время зарядки (t₁) и разрядки (t₂) можно регулировать переменным резистором. Скважность импульсов определяется соотношением резисторов:

Т/t₁=(R_A+RP1+R_B)/(R_A+R'_A)

При указанных на схеме значениях сопротивлений скважность регулируется от 2 до 98 при неизменной частоте генерации.

Рис. 2.8 – Мультивибратор с регулированием скважности импульсов

3. Задания на экспериментальные исследования и методика их выполнения

Для того чтобы максимально приблизить время моделирования схемы к реальному времени необходимо произвести соответствующие установки в настройке программы моделирования MultiSim 9. Пример таких установок показан на рисунке 3.1.

Рис. 3.1 - Пример задания Time Step

Для этого необходимо через команду Simulate активизировать окно задания интерактивной установки параметров моделирования Interactive Simulation Setting, нажать в открывшемся окне клавишу More и установить в дополнительном нижнем окне значение параметра Initial time step (TSTEP) значение 0,01 Sec.

3.1. Исследование работы таймера в моностабильном режиме

Для исследования таймера, работающего в моностабильном режиме, собрать в системе Multisim EWB9 и промоделировать схему, представленную на рисунке 3.2. В качестве таймера выбрать модель LM555CN из каталога моделей MIXED  TIMER.

Снять осциллограммы напряжений при R1 равном 10, 50, 100 кОм.

Сравнить полученные данные по длительности времени заряда и разряда, периоду следования генерируемых мультивибратором импульсов с расчетными из п. 2.5 (зависимость длительности задержки формирования выходного сигнала таймера от параметров цепочки R1C1 относительно запускающего импульса.

Рис. 3.2 – Схема таймера в моностабильном режиме

3.2. Исследование работы таймера в режиме мультивибратора

Для исследования таймера, работающего в астабильном режиме (режиме мультивибратора), собрать в системе Multisim EWB9 и промоделировать схему, представленную на рисунке 3.3. В качестве таймера выбрать модель LM555CN из каталога моделей MIXED  TIMER.

Снять осциллограммы напряжений при:

1. R1 = 10 кОм, R2 = 100 кОм;

2. R1 = 100 кОм, R2 = 10 кОм;

3. R1 = 50 кОм, R2 = 50 кОм.

Сравнить полученные данные по длительности времени заряда и разряда, периоду следования генерируемых мультивибратором импульсов с расчетными из п. 2.6.

Рис. 3.3 – Схема таймера в режиме мультивибратора