10.3.3. Мультивібратори на основі мікросхем одновібраторів

Спеціалізовані мікросхеми одновібраторів (АГ1, АГ3) мають високі експлуатаційні характеристики, які надають можливість будувати високостабільні мультивібратори. Можливість побудови мультивібратора на основі одновібратора витікає з таблиці станів мікросхем (Табл. 10.1, режим “запуск”). Оскільки, на відміну від одновібратора, запуск генератора повинен забезпечуватись не від зовнішнього джерела, а автоматично, то схемотехніка варіантів мультивібраторів визначатиметься способами автоматичного запуску.

З Табл. 10.1 витікає один зі способів автоматичного запуску – на основі зворотного зв’язку. В режимі “запуск” на входи і необхідно подати високий рівень сигналу, а на вхід А слід подавати запускаючий фронт імпульсу з інверсного виходу . Звідси і витікає проста схема мультивібратора, що зображена на рис. 10.33.

Рис. 10.33

Особливість приведеної схеми генератора полягає в тому, що тривалість імпульсу задається RC-ланкою, а повторний запуск забезпечується з малою внутрішньою затримкою після завершення імпульсу. Тому незалежне регулювання періоду і скважності імпульсів у такій схемі неможливе.

Забезпечити таку можливість дає використання двох одновібраторів, перший з яких працює в автогенераторному режимі, а другий – у режимі очікування.

Використання двох і більшої кількості одновібраторів та наявність у них двох керуючих входів відкриває великі можливості побудови багатофазних схем мультивібраторів, з’єднуючи їх один послідовно за іншим у кільце. Такі генератори можуть генерувати симетричні послідовності імпульсів – прямі та інверсні, забезпечувати регулювання скважності та частоти в широкому діапазоні, генерувати зміщені на заданий інтервал часу послідовності імпульсів, при цьому забезпечуючи високу стабільність вихідних параметрів. Приклад схеми такого багатофазного мультивібратора приведена на рис. 10.34 з використанням ІС ТТЛ АГ3.

Рис. 10.34

10.3.4. Мультивібратори на основі таймера кр1006ви1

Для використання таймера в якості генератора прямокутних імпульсів з однією часозадаючою ланкою необхідно, як витікає з попередньої теми, перетворити його в тригер Шмідта. Найпростіший спосіб перетворення – це з’єднання входів 2 і 6 обох компараторів (див. рис. 10.22). При цьому нижній компаратор визначатиме нижній пороговий рівень напруги U_ПН , а верхній – відповідно, U_ПВ . Мультивібратор матиме одну часозадаючу ланку, параметри якої можуть легко змінюватись.

Приклад схеми мультивібратора приведений на рис. 10.35.

	а
	б

Рис. 10.35

Оскільки в момент подачі напруги живлення конденсатор C₁ розряджений, то на входах 2 і 6 матимемо напругу низького рівня. На вході 3 встановиться напруга високого рівня, і конденсатор C₁ почне заряджатися через резистор R. При досягненні на ньому напруги спрацює компаратор DA1 (рис. 10.22) і переключить тригер DD1 у стан, при якому на вході 3 встановиться низький рівень (U_вих = 0). Конденсатор C₁ почне розряджатись з тією ж постійною часу. Коли напруга на ньому знизиться до , то компаратор DA2 сформує сигнал на зворотне перемикання тригера, і на вході (3) знову встановиться високий рівень напруги.

Період коливань визначається з умови, що ; . Вважаючи інтервали часу однаковими , період коливань може бути визначений за формулою:

.

Реально у розглянутій схемі на величину падіння напруги на відкритому транзисторі (U_КЕ ≈ 0,6…0,9 В). Тому інтервал часу заряду t₂ буде дещо більшим, ніж t₁ . Для усунення цього недоліку використовують описаний у Розділі II спосіб “підтягування” напруги до Е. Це досягається шляхом підключення між джерелом живлення Е і виходом 3 допоміжного резистора, який зменшує і стабілізує величину падіння напруги на транзисторі.

Розглянута схема, як і попередні, мають той недолік, що частота генерації коливань залежить від величини навантаження, оскільки зменшення опору навантаження призводить до зниження вихідної напруги. Забезпечити таку незалежність можливо в тих пристроях, в яких опір навантаження не впливає на роботу часозадаючих кіл.

Прикладом такого мультивібратора є схема, що приведена на рис. 10.36.

Струм зарядки конденсатора протікає від джерела живлення Е через резистори R₁ та U_П при закритому транзисторі VT3 (рис. 10.22). Напруга на виході 3 має рівень . У момент часу, коли напруга на конденсаторі C₁ стає , внутрішній тригер змінює свій стан, і відкривається транзистор VT1. Конденсатор починає розряджатись через резистор R₂ і транзистор VT1. При зменшенні напруги до відбувається чергове перемикання тригера, транзистор VT1 закривається, і починається новий цикл зарядки конденсатора.

Рис. 10.36

Таким чином, час зарядки приблизно визначається як:

,

а час розрядки – як:

.

Для забезпечення однакової тривалості імпульсу та паузи можна зашунтувати резистор R₂ діодом (див. рис. 10.36).

З використанням таймера розроблена велика кількість схем генераторів різного призначення. Багато з них описані в спеціальній літературі [Зельд. Таймер 555].