Материал: Физические основы и схемотехника электронных устройств автоматики. Гиоргадзе А.L., Кириллов Ю.В

ограничивающим резистором Rогр , который выбирают так, чтобы

Рис. 3.61

До поступления U вх диоды VD1 и VD2 заперты и U вых 0 . Во время действия положительной полуволны диод VD2 за-

перт и схема ограничивает сверху на уровне E1 .

Во время действия отрицательной полуволны диод VD1 заперт и схема ограничивает снизу на уровне – E2

б) Транзисторный усилитель-ограничитель. Усилители-ограничители выполняются на усилительных эле-

ментах и наряду с ограничением напряжения обеспечивают его усиление. Ограничение в таких устройствах осуществляется за счет использования нелинейных областей ВАХ усилительных элементов.

При формировании прямоугольных импульсов из синусоидального напряжения эти ограничители могут обеспечивать большую амплитуду и более высокую крутизну фронтов, чем диодные при тех же входных напряжениях. Недостатком усилителейограничителей является большая сложность схемы.

На рис. 3.62 представлена схема двустороннего транзисторного усилителя ограничителя.

86

Подобно генераторам синусоидальных (гармонических) напряжений, релаксационные преобразуют энергию источника постоянного тока в энергию электрических колебаний. Однако в релаксационном генераторе в течение одной части периода энергия запасается в релаксационном элементе только одного типа, обычно в конденсаторе, а в другую часть периода выделяется в виде теплоты в резисторах схемы.

Усилительный элемент работает в ключевом режиме, переключая конденсатор с зарядки на разрядку и обратно.

К релаксационным генераторам, вырабатывающим электрические колебания, близкие по форме к прямоугольным, относятся мультивибраторы и блокинг-генераторы.

Мультивибраторы на дискретных элементах. Мультивиб-

ратор представляет собой двухплечевой транзисторный усилитель,

вкотором два транзистора с помощью RC -цепей, обеспечивающих положительную обратную связь (ПОС), соединены таким образом, что мультивибратор имеет два определенных устойчивых состояний:

-первый транзистор открыт, а второй – закрыт;

-первый транзистор закрыт, а второй – открыт.

Взависимости от используемых элементов ПОС все мультивибраторы можно подразделить на три типа.

1.Бистабильный мультивибратор – может оставаться сколько угодно долго в одном из двух устойчивых состояний. Чтобы переключить его из одного состояния в другое, необходимо подать внешний запускающий импульс. Мультивибратор остается в этом другом состоянии до тех пор, пока на него не воздействует второй внешний импульс, и так далее.

2.Моностабильный мультивибратор (одновибратор или ждущий мультивибратор) – имеет лишь одно устойчивое состояние равновесия. Под воздействием внешнего импульса он переключается в другое состояние и остается в этом состоянии квазиравновесия

втечение отрезка времени, определенного постоянной времени

88

элементов обратной связи, после чего самостоятельно возвращается

висходное состояние.

3.Автоколебательный мультивибратор (астабильный генератор) – генератор свободных колебаний. Он не имеет определенного устойчивого состояния и непрерывно переходит из одного состояния квазиравновесия в другое и обратно.

На рис. 3.63 показана схема автоколебательного мультивибратора.

Рис. 3.63

По схеме мультивибратор является двухкаскадным резистивным усилителем, в котором выход одного каскада (коллектор VT1 или VT 2 ) связан через разделительный конденсатор ( C1 или C2 ) с входом другого (база VT 2 или VT1).

Мультивибратор предназначен для получения импульсов напряжения, форма которых близка к прямоугольной, а скважность невелика и обычно лежит в пределах от 2 до 20.

Положительная обратная связь осуществляется по цепи

R3C1 и R2C2 .

Когда включается источник питания, который может подсоединяться к любому плечу мультивибратора, через один из транзисторов проходит большой ток, чем через другой. Благодаря наличию цепи ПОС это приводит к тому, что один из транзисторов при-

89

ходит в состояние насыщения, а другой – в состоянии отсечки. Предположим, что VT1 открыт и насыщен, а VT 2 закрыт. Затем

VT 2 открывается, закрывается транзистор VT1. Конденсатор C1 теперь скачком перезаряжается в отрицательном направлении, сохраняя транзистор VT1 закрытым. Как только конденсатор C2 разрядиться через R2 , откроется VT1 и т.д. Выходной сигнал в виде последовательности прямоугольных импульсов снимается с коллектора любого из транзисторов.

На рис. 3.64 изображены выходные импульсы на коллекторе каждого из транзисторов.

Рис. 3.64

Чтобы получить равные по длине импульсы, временные постоянные C1R3 и C2R2 делают равными. Причем временная постоянная CR определяет время, в течение которого транзистор остается закрытым.

В ряде случаев необходимо получать одиночные импульсы в определенные моменты времени.

Устойчивое состояние получают запиранием транзистора в одном из плеч мультивибратора постоянным запирающим напря-

жением Eб (см. рис. 3.63, заменив R2 на R 2 и Eб , обозначенные

90