Главная Обратная связь

Дисциплины:






Диаграмма напряжений, параметры импульсов мультивибраторов на логических элементах ТТЛ типа.



Принципиальные схемы мультивибраторов, выполненных в виде гибридных микросхем, отличаются от мультивибраторов на дискретных транзисторах наличием элементов, улучшающих свойства мультивибраторов. Такие элементы выполняются в едином технологическом цикле со схемой и не влияют на стоимость или габариты микросхемы.

В интегральных мультивибраторах К218ГФ1 и К218Ф2 серии 218 для улучшения формы прямоугольного импульса используются диоды, блокирующие коллекторные потенциалы запирающихся транзисторов, чтобы предотвратить пробой перехода эмиттер–база транзисторов, в базовые цепи включены ограничивающие диоды.

В автоколебательных мультивибраторах, например К218ГФ1 серии 219, для обеспечения мягкого режима самовозбуждения используется нелинейная обратная связь, не допускающая перехода открывающегося транзистора в режиме насыщения.

Мультивибраторы на основе логических ИМС обычно применяют в цифровой аппаратуре, т.к. при этом наиболее полно обеспечивается унификация элементной базы. Кроме того, не требуется согласование по уровням сигналов релаксационных генераторов и других устройств аппаратуры.

Схема мультивибратора на ИМС типа И-НЕ представлена на рис.1а.

Логические схемы ИМС3 и ИМС4 имеют вспомогательное назначение и служат для создания режима мягкого самовозбуждения колебаний в схеме.

При включении питания и возможном появлении на обоих выходах микросхем ИМС1 и ИМС2 сигналов логической единицы сработают ИМС3 и ИМС4. На вход ИМС2 поступает напряжение высокого уровня, которое вызывает переключение ИМС2 в состояние логического 0 на выходе и приводит к возникновению режима автоколебаний.

 

 

 

 

 
 


В момент времени t1 (рис.1б) напряжение Uвх2 достигает порогового значения Uпор.сх., при котором происходит переключение микросхемы ИМС2.

Напряжение Uвых2 изменяется от уровня Uoвых (логический 0) до уровня U'вых (логическая 1). Так как конденсатор С1 представляет собой в момент времени t1 цепь, замкнутую накоротко (напряжение на конденсаторе скачком измениться не может), то Uвх1(t1) = U'вых и, следовательно, Uвых1(t1) = U0вых.

Скачок напряжения Uвых1 от значения U1 вых до U0 вых через конденсатор С2 передается на вход микросхемы ИМС2 и создает нежелательный отрицательный выброс напряжения. Чтобы исключить отрицательные выбросы на входах ИМС1 и ИМС2, резисторы R1 и R2 шунтируют диодами D1 и D2.

После момента времени t1 конденсатор С1 начинает заряжаться с постоянной времени

tзар1 = R1C1 ,

а напряжение Uвх1 стремится к нулю с той же постоянной времени. По достижении напряжения Uвх1 порогового значения Uпор.сх, при котором переключается микросхема ИМС1, напряжение Uвых1 скачком изменяется до значения логической 1, т.е. Uвых1(t2) = Uвых1, что приводит к изменению напряжения Uвх2(t2) = Uвых1, а, следовательно,



 

Uвых2(t2) = U о вых .

 

Таким образом, мультивибратор переходит в следующее квазиустойчивое состояние, за время которого происходит заряд конденсатора С2 и изменение напряжения Uвх2 с постоянной времени

tзар2 = R2C2.

При Uвх2(t3) = Uпор.сх мультивибратор переходит в новое квазиустойчивое состояние, во время которого заряжается конденсатор С1 , то есть цикл повторяется.

Длительность импульса выходного напряжения Uвых2

.

Длительность паузы между соседними выходными импульсами напряжения:

,

где UR1 , UR2 — падение напряжения на резисторах R1, R2 от протекания входного тока микросхемы при низком уровне входного напряжения; , ;

— выходное сопротивление микросхемы при высоком уровне выходного напряжения. Обычно выбирают R1 = R2 = R. При выполнении неравенства R >> будем иметь

, .

 

Влияние конденсаторов и сопротивлений на систему:

При уменьшении двух сопротивлений в половину (с 3,9 кОм до 1,8кОм) частота незначительно уменьшается (с 2,2 до 2 кГц) (время импульса и паузы увеличивается)

При уменьшении двух конденсаторов в половину (с 0,094 мкФ до 0,047 мкФ) частота увеличивается (с 2 кГц до 5 кГц) (время импульса и паузы уменьшается)

Чтобы увеличить скважность, нужно включить разные сопротивления. Или разные ёмкости (уменьшить скважность – увеличить конденсаторы и наоборот)





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...