9.2. Одновібратори

Одновібратори — це генератори прямокутних імпульсів, які працюють в очікувальному режимі. Такий режим характери­зується стійким і квазістійким станами рівноваги. Перехід із стійкого до квазістійкого стану здійснюється за наявності зов­нішнього імпульсу, який називають запускальним. Формується прямокутний імпульс заданої тривалості, що визначається ча­сом дії запускального імпульсу.

На рис. 62, а показано схему одновібратора, виконаного на базі операційного підсилювача, який працює в режимі компаратора.

В момент увімкнення джерела живлення напруга на виході ОП приймає одне із стійких значень, нехай U ^-_{вих.макс} Під дією цієї напруги проходять струми по ланкам від'ємного (R—VD) і додатного (R₂ — R₁) зворотних зв'язків. Оскільки вихідна напруга ОП є від'ємною, то діод є відкритим і напруга на конденсаторі. Напруга на неінвертувальному вході ОП дорівнює

Рис. 62. Схема (а) та часові характеристики (б) одновібратора

Якщо в момент часу t₁ на вхід подати короткотривалий імпульс, напруга u_вх якого більша за | U^-_зв.з |, то компаратор перейде в квазістійкий стан із вихідною напругою U+_{их макс} (рис. 62, б). Діод VD за­кривається й починається заряд конденсатора С₁ через резистор R, а напруга на неінвертувальному вході ОП U⁺зв.з = U⁺ _{вих.макс} *R1

R_l+R₂

має додатне значення. За умови, коли напруга конденсатора досягне зна­чення напруги зворотного зв'язку и_с =U⁺_вз, компаратор повертається до стану з вихідною напругою U-_{их макс} При цьому конденсатор роз­ряджається до напруги U_VD= 0.

Отже, тривалість імпульсу t_ім визначається параметрами схеми

Подання наступного імпульсу запускання можливе за умови повно­го розряджання конденсатора, який визначається часом відновлення t_вш

Тобто повинна забезпечуватись часова тотожність

t₂ – t_{1 ≥} t_ім + t_{від .}

Приклади до розділу

Задача 9.1. Генератор імпульсів генерує сигнали, період яких Т =5 мкc, а тривалість імпульсу — t_ім = 2 мкс. Визначити шпарува­тість імпульсів генератора.

Розв'язок: Шпаруватість імпульсів визначається за виразом

Де t_ім. – тривалість імпульсу; Т – період імпульсу.

Задача 9.2. Період коливань симетричного мультивібратора Т = 10 мкс. Опір резистора в часозадавачьній ланці 10 кОм, передатний коефіцієнт додатного зворотного зв'язку K_и = 2. Визначити єм­ність конденсатора часозадаваїьноі ланки.

Розв'язок: Ємність конденсатора часозадавальної ланки визна­чається за виразом

Задача 9.3. Опір резистора часозадавальної ланки симетричного мультивібратора 12 кОм, ємність конденсатора — 2нФ. Опори резис­торів в ланці додатного зворотного зв'язку та на неінвертувальному вході мультивібратора 20 кОм і 10 кОм відповідно. Визначити період коливань мультивібратора.

Розв'язок: Період коливань симетричного мультивібратора ви­значаємо за виразом

Задача 9.4. Визначити частоту коливань мультивібратора, в якого параметри часозадавальної ланки R₁ = 10 кОм, R₂ = 15 кОм, С = 8 нФ, а в ланці зворотного зв'язку R₃ =10 кОм, R₄ = 20 кОм.

Розв'язок: Частота коливань мультивібратора обернено пропорційна до періоду і визначається за виразом

Задача 9.5. Опори резисторів у ланці додатного зворотного зв 'яз­ку та на неінвертуваїьному вході одновібратора 20 кОм і 10 кОм від­повідно. Параметри часозадавальної ланки С = 5 нФ, R = 10 кОм. Ви­значити тривалість імпульсу одновібратора.

Розв'язок: Тривалість імпульсу одновібратора дорівнює

Задача 9.6. Визначити час відновлення одновібратора, в якого па­раметри часозадавальної ланки R = 20 кОм, С=1,5 нФ, а в ланці зво­ротного зв'язку R₁ = 10 кОм, R₂ = 30 кОм.

Розв 'язок: Час відновлення одновібратора визначається за виразом