1.3. Работа мультивибратора в режиме синхронизации

Рис. 5. Мультивибратор с цепью синхронизации

Под синхронизацией мультивибратора понимают его искусственный вывод из квазиустойчивого состояния равновесия с помощью внешнего сигнала. Если в момент времени t, предшествующий отпиранию закрытого транзистора (например, VT2), в цепь его базы подать импульс тока положительной полярности, транзистор откроется и перейдет в линейную область своих ВАХ (рис. 2). При условии, что переходный процесс, связанный с перезарядом емкости C₂ через сопротивление R_к, к этому моменту времени уже закончился, второй транзистор VT1 также будет находиться в линейном режиме. Увеличение базового тока транзистора VT2 за счет внешнего источника вызовет опрокидывание мультивибратора. Подавая в базу одного из транзисторов синхронизирующие импульсы с периодом T_с так, чтобы

,

(6)

мультивибратору можно навязать частоту запускающих импульсов. Аналогичного результата можно добиться, используя для синхронизации импульсы отрицательной полярности, подавая их в базу одного из транзисторов для его запирания. Схема, позволяющая реализовать режим синхронизации отрицательными импульсами, показана на рисунке 5. Импульсы u₁(t) подаются на базу транзистора VT1 через емкость C и диодно-резистивный вентиль на элементах VD1, R₁ и C₁. Временные диаграммы работы этой схемы показаны на рисунке 6.

В течение времени T_б после опрокидывания мультивибратора открытый транзистор находится в области насыщения и не может управляться импульсами синхронизации. Это обстоятельство используется для реализации режима деления частоты. В этом режиме синхронизация мультивибратора осуществляется каждым импульсом с номером m синхронизирующей последовательности, где m – минимальное целое число, при котором выполняется условие

,

Рис. 6. Временные диаграммы работы мультивибратора

в режиме синхронизации

Рис. 7. Временные диаграммы работы мультивибратора

в режиме деления частоты

то есть первым импульсом, попадающим в зону чувствительности после формирования импульса длительностью T_б (рис. 7).

1.4. Ждущий мультивибратор

Рис. 8. Ждущий мультивибратор

Если в схеме мультивибратора (рис. 3) заменить одну из времязадающих цепочек R_бС (например, левую) на резистор R, как показано на рисунке 8, схема обретет устойчивое состояние, в котором транзистор VT1 будет открыт, а VT2 – заперт. В таком состоянии схема может находиться сколь угодно долго, в то же время состояние, в котором транзистор VT1 заперт, а VT2 открыт, по прежнему остается квазиустойчивым. В квазиустойчивое состояние схему можно перевести только с помощью внешнего воздействия, поэтому ее называют ждущим мультивибратором. Один из вариантов ее запуска с помощью отрицательного импульса приведен на рисунке 8.

Рис. 9. Временные диаграммы работы ждущего мультивибратора

В исходном устойчивом состоянии потенциал запертого транзистора VT2 близок к напряжению питания E_к, поэтому запускающий импульс отрицательной полярности проходит через открытый диод VD1 и емкость C на базу транзистора VT1, запирая его. Затем начинается регенеративный процесс, переводящий схему в квазиустойчивое состояние. В этом состоянии потенциал открывшегося транзистора VT2 близок к нулю, поэтому диод VD1 запирается и отключает схему от входа на время, равное длительности квазиустойчивого состояния. Таким образом, в ответ на запускающий импульс схема выдает импульс заданной длительности T_б = R_бC, как это показано на рисунке 9. Естественно, период следования запускающих импульсов должен быть больше T_б.

Поскольку резистор R уменьшает коэффициент усиления схемы, условие ее перевода в квазиустойчивое состояние становится более жестким:

.