Материал: Аналоговая и цифровая электроника. Учебное пособие. 2000

В генераторах импульсов используются, как правило, транзисторы, работающие в ключевом режиме. Обычно транзисторы включаются по схеме с ОЭ.

положительной обратной связью.

На рис.89 представлена схема мультивибратора, выполненная на транзисторах. Элементами положительной обратной связи являются конденсаторы Сб1 и Сб2, которые соединяют коллектора транзисторов VT1, VT2 с базами транзисторов

VT2, VT1.

а) б)

Рис. 89. Схема мультивибратора (а) и временная диаграмма его работы (б).

В мультивибраторе генерирование импульсов происходит сразу же после включения питания (рис.89 б).

76

Пусть в момент времени t1 транзистор VT1 закрывается, а транзистор VT2 открывается. На базе VT2 напряжение Uб2>0, а на базе VT1 Uб1<0 (Uб1= -Un). Емкость Сб1 начинает разряжаться через открытый транзистор VT2. Ток ig2, а следовательно, и напряжение на Rб1 уменьшается по экспоненциальному закону. В момент времени t2 напряжение Uб1 будет положительным и транзистор VT1 будет открываться. При этом появляется ток в коллекторной цепи транзистора VT1 и Uk1¯, Uб2¯, Uk2-. Происходит лавинообразный процесс, при котором транзистор VT1 открывается, а транзистор VT2 закрывается. Далее начинается процесс разряда емкости Сб2 через открытый транзистор VT1. В момент времени t3 произойдет следующий переход и т.д. Длительность формируемых импульсов определяется постоянной времени RбCб.

T1 = 0,7Rg1Cg1 , T2 = 0,7Rg 2Cg 2 , T = T1 + T2 .

Для симметричного мультивибратора: Rg1=Rg2; Cg1=Cg2; T=1,4RgCg. Длительность переднего фронта формируемых импульсов равна tф=2,2CбRk. Обычно Rg>3Rk.

Мультивибратор может быть построен на базе ОУ с положительной и отрицательной обратными связями.

(R noc1 + R noc2 )

Здесь ОУ выполняет роль инвертирующего компаратора напряжения . При

переключении схемы напряжения на инверсном входе ОУ изменяется и

конденсатор С перезаряжается до напряжения Unoc = Umax × R noc 2 ;

(R noc1 + R noc 2 )

где Umax ≈ Un – максимальное напряжение на выходе ОУ.

Затем вновь происходит переключение ОУ. Период следования импульсов зависит от величины положительной обратной связи и от элементов С и Rоос. С емкости С можно снимать пилообразное напряжение.

77

Одновибратор (ждущий мультивибратор) имеет одно устойчивое состояние и предназначен для формирования прямоугольных импульсов определенной длительности.

а) б)

Рис. 91. Схема одновибратора (а) и его временная диаграмма работы (б).

В исходном состоянии транзистор VT1 закрыт, а VT2 открыт за счет положительного напряжения, поступающего на базу VT2 через резистор Rg. Запуск схемы, производится импульсом положительной полярности, поступающим на базу транзистора VT1. При этом транзистор VT1 открывается, по нему протекает ток Ik1, напряжение Uk1↓, напряжение Uб2↓, напряжение Uk2−, напряжение Uб1−. Следовательно, из-за положительной обратной связи через конденсатор Cg транзистор VT1 открывается и переходит в режим насыщения, а транзистор VT2 закрывается. После этого начинается разряд емкости Cg через Rg и открытый транзистор VT1. Напряжение на базе VT2 Uб2 уменьшается по экспоненциальному закону и в момент времени t1 (Uб2>0) произойдет обратный перепад напряжения.

Длительность формируемого импульса TU: TU = 0,7Rg Cg , tф ≈ 2,2Cg R k1 .

Триггер на транзисторах

Триггер представляет собой элемент памяти, имеющий два устойчивых состояния. Переход из одного состояния в другое происходит под воздействием внешних сигналов S и R.

78

Висходном состоянии один из транзисторов находится в закрытом состоянии,

авторой – в насыщенном. При поступлении положительного сигнала в базу

закрытого транзистора триггер переходит во второе устойчивое состояние.

а) б)

Рис. 92. Схема триггера (а) и его временная диаграмма (б).

Емкости Сб1 и Сб2 являются ускоряющими и предназначены для повышения быстродействия схемы.

Генераторы пилообразного напряжения (ГПН) предназначены для формирования линейно-изменяющегося (пилообразного) напряжения.

Пилообразное напряжение характеризуется длительностью прямого и обратного хода, периодом повторения, максимальным значением напряжения, коэффициентом нелинейности ε. На практике работа ГПН основана на заряде и разряде емкости через токостабилизирующий элемент (рис.93).

79

3.15.Источники вторичного электропитания (ИВП)

Источники вторичного электропитания – это электронные устройства,

предназначенные для преобразования энергии первичного источника электропитания, в электрическую энергию с заданными техническими характеристиками.

Первичными источниками электропитания могут быть: промышленная сеть переменного тока, автономные источники переменного или постоянного тока, аккумуляторы, химические батареи и т.д.

К источникам вторичного напряжения относятся, как правило, источники постоянного тока для питания электронной аппаратуры.

80