Главная  Линейные элементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [ 99 ] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

крытого транзистора, который может превысить допустимую величину, что скажется иа надежности мультивибратора, и, кроме того, при больших коллекторных токах падает величина 3.

Наиболее широко применяется метод стабилизации длительности импульсов (или периода колебаний), основанный на включении в базовую цепь транзистора Гг (в случае автоколебательного мультивибратора - в цепи баз обоих транзисторов Г], Гг) диода с малым обратным током (см. рис. 5.7а). Полярность включения диода Дг такова, что в режиме квазиравновесия он закрыт и тем самым изолирует перезарядную цепь от тока базы запертого транзистора Гг. Недостатком диодной стабилизации является увеличение длительности процессов опрокидывания в мультивибраторе.

В некоторых случаях термостабилизацию длительности импульсов или периода автоколебаний мультивибратора осуществляют при помощи термозависимых резисторов, а также за счет предотвращения режима насыщения открытых транзисторов, применяя нелинейную отрицательную обратную связь.

Улучшение формы импульсов. На рис. 5.6 показана схема мультивибратора с отключающими диодами Д] и Дг- Во время заряда конденсатора, например Сь диод Дг заперт и ток заряда протекает через Рзар, а не через Rk2, вследствие чего потенциал коллектора запирающегося транзистора Гг почти скачком принимает значение Е. Когда транзистор Гг открыт, конденсатор Ci разрякается, диод Дг открыт и коллекторной нагрузкой транзистора можно считатьРк = РкгПРзар. так как сопротивление диода мало по сравнению с Rk2 и Рзар.

Сокращение времени восстановления. В ряде случаев возникает важная задача сокращения длительности восстановления ждущего мультивибратора (или длительности заряда конденсаторов автоколебательного мультивибратора). В схеме рис. 5.7а для этой цели применен фиксирующий диод Ди На анод диода Д\ подается напряжение Еф<Ек. Поэтомузаряд конденсатора Сг практически прекращается, как только напряжение Ыщ на коллекторе запирающего транзистора Ti достигнет величины -ф. Заметим, что при этом сокращается и длительность формируемого импульса, так как уменьшается начальный перепад напряжения на коллекторе Ti и базе Гг", теперь этот перепад равен (без учета влияния /„о и малых напряжений на электродах насыщенного транзистора) не к, а ф и длительность импульса согласно ф-ле (5.18)


Рис. 5.6



Вместо германиевого диода Д, с источником Еф в схеме рис. 5.7а можно применить кремниевый стабилитрон.

На рис. 5.76 приведена схема ждущего мультивибратора, в которой сокращение длительности восстановления достигается бла-


®

Рис. 5.7

годаря использованию эмиттерного повторителя; заряд конденсатора Сг после обратного опрокидывания мультивибратора происходит не через сопротивление Ri, а через малое выходное сопротивление эмиттерного повторителя; разряд Сг идет через диод Д.

5.5. РАСЧЕТ МУЛЬТИВИБРАТОРОВ С КОЛЛЕКТОРНО-БАЗОВЫМИ СВЯЗЯМИ

Полученные выше количественные соотношения позволяют произвести расчет мультивибратора в ждущем и автоколебательном режимах. Исходными данными- для расчета обычно являются длительность импульса /и (или период автоколебаний Т), его стабильность в заданном интервале температур, длительность восстановления Uoc (или скважность Q импульсов), амплитуда импульсов Um\ иногда задаются и требования по допустимой длительности фронтов <ф доп-

Расчет можно провести в следующем порядке.

1. Выбираем транзисторы по требованиям к надежности (по напряжениям fa доп, f/ндоп, частотным свойствам \fa\, коэффициенту усиления Р и некоторым другим параметрам.

В мультивибраторе напряжение Кдв на коллекторном переходе может существенно превышать величину напряжения коллекторного питания £,(. Действительно, в режиме квазиравновесия напряжение, действующее между коллектором и базой транзистора Уг (рис. 5.1), инб « Ifitl -Ь ис2. Но в начале разряда конденсатора Сг\исг\ л: \Ек1 и Ккб « 2Ек. Поэтому у выбранного транзистора

должно быть i/кб ДСП > 2Ек.

Теперь оценим требуемые значения fa и Рмин. Для автоколебательного режима эти значения оцениваются по ф-лам (5.45), (5.46) с учетом заданных требований к скважности импульсов и частоте автоколебаний. И в ждущем, и в автоколебательном режимах от величин /а и Р зависят длительность фронтов и степень насыщения транзисторов и, естественно, это должно быть принято во внимание при выборе типа транзистора. Особенно нежелателен большой разброс коэффициента усиления Р, что приводит к существенным различиям в длительности рассасывания заряда в различных экземплярах мультивибраторов, а также к появлению нестабильности импульсов при смене транзисторов.

Важными являются требования малого значения /«о большого входного сопротивления запертых транзисторов, шунтирующего цепь разряда конденсатора.



при невысоких частотах автоколебаний или невысоких требованиях к длительности фронтов применяются бездрейфовые транзисторы. Для более быстродействующих устройств используются дрейфовые транзисторы.

2. Определяем величину коллекторного тока /кз траизпстора Тг, при котором Р максимален, и выбираем ?к2 = Ek/Ikz (в автоколебательном мультивибраторе обычно Rki = Rk2 = Rk) .

Проверяем выполнение условия RkiIkci2 макс <S Ек. Всегда иелательно, чтобы Rk2 было как можно меньше, так как при этом меньше Roi и лучше температурная стабильность устройства.

6. Определяем /?в2 из условия (5.1); в дальнейшем будем считать Е - Ек, и поэтому ?б2 должно удовлетворять условию (5.2) [для автоколебательного мультивибратора обычно Rei = Res = Re а сопротивление Re определяется нз условий (5.28) или (5.29)]. Кроме того, температурная стабильность будет обеспечена, если левая часть неравенства (5.22) или (5.22а) не превысит допустимой величины.

4. Определяем емкость Сг из формулы для длительности импульса 1и (5.21) для автоколебательного мультивибратора емкости Ci н Cz определяются из ф-л (5.30) и (5.31) для h и t2].

Следует проверить выполнение условий нормальной работы (5.38) -(5.40) и при необходимости внести соответствующие коррективы в выбранные параметры или применить схемы, в которых сокращены время заряда конденсаторов и время рассасывания избыточного заряда.

5. Сопротивление Rki в схеме ждущего мультивибратора можно выбрать по ф-ле (5.17) для длительности восстановления. Можно также выбрать Rki = Rk2 и проверить удовлетворение требований к длительности восстановления; если последние не удовлетворяются, то следует сократить время восстановления при помощи фиксирующего диода, эмиттерного повторителя.

6. Цепь гкпзи jjg и емкость С рассчитываются так же, как и в триггере, с учетом соотношений (5.3), (5.14).

7. После выбора ближайших к расчетным стандартных значений параметров следует определить мощности, рассеиваемые в резисторах, и выбрать соответствующие резисторы, а также среднюю мощность, рассеиваемую в транзисторе, и сравнить ее с допустимой величиной.

Наконец, необходимо определить длительности фронтов (так же, как в триггере или транзисторном ключе с емкостно-резистивными связями) и сравнить полученные результаты с требуемыми.

5.6. МУЛЬТИВИБРАТОРЫ С ЭМИТТЕРНОЙ СВЯЗЬЮ

Мультивибраторы с эмиттерной связью чаще всего применяются в ждущем режиме; именно этот режим здесь рассматривается. Схема ждущего мультивибратора и иллюстрирующие его работу временные диаграммы приведены на рис. 5.8.

В исходном состоянии транзистор Ti закрыт, а Гг открыт и насыщен. При запуске (например, отрицательным импульсом на базу Ti) восстанавливается петля положительной обратной связи и так же, как в триггере с эмиттерной связью (см. разд. 4.8), возникает лавинообразный процесс, завершающийся запиранием транзистора Гг и отпиранием Ти при этом Ti может оказаться как в режиме насыщения, так и в активном режиме. В последнем случае необходимая стабилизация режима осуществляется за счет наличия отрицательной обратной связи по току в каскаде транзистора .

С отпиранием Ti начинаются разряд конденсатора С (состояние

квазиравновесия) и связанный с этим спад напряжения на базе Гг.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [91] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [ 99 ] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112] [113] [114] [115] [116] [117] [118] [119] [120] [121] [122] [123] [124] [125] [126] [127] [128] [129] [130] [131] [132] [133] [134] [135] [136] [137] [138] [139] [140] [141] [142] [143] [144] [145] [146] [147] [148] [149] [150] [151] [152] [153] [154] [155] [156] [157] [158] [159] [160] [161] [162]

0.0035