Материал: Методические указания к выполнению лабораторной работы № 4 по дисциплине «Электроника и микропроцессорная техника». Новикова Е.И., Родионов О.В

чайными факторами, усиливаются и через цепь обратной свя-

зи подаются на вход усилителя в фазе, совпадающей с фазой входного сигнала, причем величина этого дополнительного сигнала больше того возмущения, которое вызвало его появ-

ление. Соответственно увеличится выходное напряжение, что приведет к дальнейшему увеличению входного сигнала и т. д.

В итоге случайно возникшее возмущение приведет к непре-

рывному нарастанию выходного сигнала, которое достигло бы бесконечного большого значения, если бы эго было возможно.

Однако при определенном уровне сигнала начинают прояв-

ляться нелинейные свойства электронного усилителя. Коэф-

фициент усиления начинает уменьшаться с увеличением зна-

начинает давать колебания, имеющие постоянную амплитуду.

Жесткий режим возбуждения отличается от рассмот-

ренного тем, что при нем для возникновения автоколебаний необходимо приложить к устройству дополнительный внеш-

ний сигнал, не меньший определенного значения. Это связано с особенностями нелинейности усилительного устройства.

4

Рис. 1. Жесткий режим возникновения автоколебаний

В момент включения напряжения питания и отсутствия автоколебаний < 1. Поэтому они сами собой возникнуть не могут. Коэффициент усиления К зависит от амплитуды вы-

ходного сигнала. Поэтому если на вход усилителя подать до-

полнительный электрический сигнал, то при определенном

ется до напряжения, определяемого точкой 1, и снова подает-

ся на вход. Входное напряжение станет равным вх . Выход-

5

ное напряжение будет определяться точками 2—6 и т. д. Про-

цесс увеличения амплитуды прекратится при достижении вы-

уменьшить до значения, меньшего вх А, автоколебания пре-

кратятся.

На практике активные приборы в автогенераторах час-

то работают с отсечкой тока. Поэтому подход, основанный на использовании теории обратной связи, обычно применяют для пояснения физической картины процессов. Анализ и расчет автогенераторов проводят другими методами, в основе кото-

рых лежит баланс Энергий, рассеиваемых в устройстве и от-

бираемых от источника питания.

3.2. Генераторы напряжения прямоугольной формы

Генераторы напряжения прямоугольных форм часто называют мультивибраторами. Они относятся к классу ре-

лаксационных генераторов, т.е. генераторов, у которых изме-

нения состояния отдельных активных приборов происходит в результате процесса регенерации.

3.2.1. Мультивибраторы

Мультивибраторы собираются на транзисторах и могут работать в различных режимах. В режиме автоколебаний час-

тота колебаний определяется только параметрами схемы мультивибратора, в связи подбирают таким образом, чтобы

6

условия самовозбуждения сохранялись для широкого диапа-

зона частот (при этом генерируются колебания целого ряда гармоник различных частот, которые в совокупности создают импульсы прямоугольной формы).

Каждое стабильное состояние мультивибратора сохра-

няется в течение строго определенного интервала времени.

Мультивибратор постоянно переключается из одного устой-

чивого состояния в другое, генерируя на своих выходах пе-

риодические импульсы прямоугольной формы (рис. 2).

Мультивибратор представляет собой двухкаскадный усилитель с положительной обратной связью, генерирующий импульсы с большой крутизной фронтов. Благодаря положи-

тельной обратной связи схема работает как генератор в режи-

ме самовозбуждения.

Период колебаний Т и длительность каждого из двух устойчивых состояний t1 и t2 определяют следующим обра-

зом:

t1=0,7R3C2; t2 = 0,7R2C1; Т = t1 + t2.

Если резисторы и конденсаторы в каждом плече схемы мультивибратора выбраны одинаковыми (R2 = R3, С1 = С2 и Rl = R4), то длительности импульсов t1 и t2 равны и мульти-

вибратор носит название симметричного.

7

+Uп

R1 R2 R3 R4

Рис. 2. Мультивибратор

8