Cхема №2

Вторая схема мультивибратора, выполненного на основе таймера, приведена на рис.3.11. Схема мультивибратора (рис.3.11) отличается от схемы (рис.3.8) тем, что в неё дополнительно введены резистор . Временные диаграммы, поясняющие работу схемы и процессы в ней аналогичны рассмотренным при анализе схемы №1.

Рис.3.11

Работа схемы отличается от работы предыдущей схемы тем, что заряд конденсатора происходит током, проходящим по цепи: источник питания – резисторы – конденсатор – общий провод схемы. В момент времени напряжение на конденсаторе начинает превышать уровень . Таймер переключается, поскольку выполняются условия: , и и напряжение на его выходе принимает низкий уровень, т.е. становится равным логическому «0».

При этом транзистор VT таймера (рис.3.7) переходит в открытое состояние и начинается разряд конденсатора током, проходящим по цепи: положительно заряженная обкладка конденсатора – резистор – вывод 7 таймера – коллектор-эмиттер транзистора VT таймера – вывод 1 (G) таймера – общий провод схемы – отрицательно заряженная обкладка конденсатора . В момент времени напряжение на конденсаторе становится ниже уровня . Таймер переключается, поскольку выполняются условия: и и напряжение на его выходе принимает высокий уровень, т.е. становится равным логической «1». Транзистор VT таймера закрывается и начинается заряд конденсатора , рассмотренный выше.

По сравнению со схемой №1 в рассматриваемом мультивибраторе заряд и разряд конденсатора происходит по разным цепям. Поэтому за счет изменения параметров этих цепей имеется возможность регулировать коэффициент заполнения импульсов, который определяется:

. (3.11)

Частота работы схемы:

. (3.12)

3.2.3. Одновибратор на таймере kp 1006 ви1.

Одновибратор – это устройство, предназначенное для формирования импульса фиксированной длительности по фронту (срезу) входного запускающего сигнала. Схема одновибратора, выполненного на основе таймера, приведена на рис.3.12.

Рис.3.12

В состав схемы кроме таймера DA, входит времязадающая цепь из резистора R₂ и конденсатора С₃, конденсатор С₂, сглаживающий пульсацию напряжений и (см. рис.3.10) и цепь запуска, состоящая из конденсатора С₁, резистора R₁ и диода VD.

Рассмотрим работу схемы. Временные диаграммы, поясняющие работу схемы, приведены на рис.3.13.

Рис.3.13

В начальный момент времени транзистор VT таймера открыт, и напряжение на конденсаторе равно напряжению насыщения транзистора VT. Существует ток в цепи: источник питания – резистор – вывод 7 – коллектор – эмиттер транзистора VT таймера – вывод 1 – общий провод схемы. Напряжение на выводе 6 таймера:

, (3.13)

где – нижний уровень напряжения. Вывод 2 таймера через резистор соединен с источником питания и напряжение на нем

, (3.14)

где – верхний уровень напряжения.

При выполнении условий (3.13) и (3.14) напряжение на выходе таймера имеет низкий уровень и в таком состоянии таймер может находиться сколь угодно долго до момента нарушения условий (3.13) и (3.14).

Пусть в момент времени на вход схемы поступает задний фронт импульса с выхода генератора импульса (ГИ). Поскольку конденсатор разряжен, а уровень входного сигнала приблизительно равен нулю, то напряжение на входе S таймера (вывод 2) становится близким к нулю. Это нарушает условие (3.14), таймер переключается и напряжение на его выходе принимает значение . Возникает ток в цепи: – резистор – конденсатор – генератор импульсов– общий провод схемы. К моменту времени конденсатор заряжается до напряжения питания с полярностью, указанной на рис.3.12. Переходный процесс заканчивается, ток в цепи уменьшается до нуля. При нулевом токе напряжение на резисторе равно нулю и, следовательно, напряжение на входе S таймера (вывод 2) становится равным напряжению питания (см. диаграмму рис.3.13). Конденсатор выбирает с очень малой емкостью. Поэтому рассмотренный переходный процесс длится малое время, заведомо меньшее, чем длительность импульса на выходе одновибратора.

Поскольку в момент времени таймер переключается и транзистор VT таймера закрывается, то начинается заряд конденсатора током, проходящим по времязадающей цепи: – резистор – конденсатор – общий провод схемы. Напряжение на конденсаторе увеличивается в соответствие с выражением:

, (3.15)

где – постоянная времени времязадающей цепи, а .

В момент времени напряжение на конденсаторе и, соответственно, напряжение на входе 6, достигает верхнего уровня . Таймер переключается и напряжение на его выходе . Открывается транзистор VT таймера и конденсатор к моменту времени разряжается через транзистор VT.

Длительность импульса, формируемого на выходе одновибратора, определяется из (3.15) с учетом того, что :

. (3.16)

Пусть в момент времени на вход схемы поступает задний фронт импульса с выхода генератора импульса (ГИ). При этом появляется ток в цепи: генератор импульсов – конденсатор – параллельно включенные диод и резистор – источник питания . Диод необходим для защиты таймера от высокого напряжения на входе S в момент прихода переднего фронта входного импульса. Если диод отсутствует в схеме, то в момент прихода переднего фронта входного импульса напряжение на входе S таймера (вывод 2) , поскольку напряжение на выходе ГИ и напряжение на заряженном конденсаторе примерно равны напряжению питания . Напряжение на входе S таймера превышающее напряжение питания в два раза может вывести таймер из строя. Поэтому в схему вводят диод . На интервале после момента времени появляется прямой ток через диод и напряжение на входе S таймера превышает напряжение питания только на величину прямого падения напряжения на диоде, которое не превышает 1В. Такое незначительное повышение напряжения на входе S таймера не может вывести его из строя.

В этой схеме имеется возможность управления длительностью импульса путем изменения величины напряжения верхнего уровня . Для этого на вывод 5 таймера подается напряжение от внешнего источника либо вывод 5 соединяется через резистор с источником питания или общим проводом схемы. В этом случае длительность импульса определяется:

, (3.17)

где – напряжение на выводе 5 таймера.

Запуск таймера также может быть осуществлен кратковременным замыканием ключа К, который на рис. 3.12 показан пунктиром. В момент замыкания ключа напряжение на входе S таймера становится близким к нулю. Таймер переключается и начинается процесс заряда конденсатора , т.е. процесс формирования импульса.