Impulsų generatoriai yra svarbi daugelio elektroninių prietaisų dalis. Paprasčiausią impulsų generatorių (multivibratorių) galima gauti iš dviejų pakopų VLF (6.1 pav.). Norėdami tai padaryti, pakanka prijungti stiprintuvo įvestį prie jo išvesties. Tokio generatoriaus veikimo dažnis nustatomas pagal R1C1, R3C2 reikšmes ir maitinimo įtampą. Ant pav. 6.2, 6.3 parodytos multivibratorių grandinės, gautos paprasčiausiai pertvarkant grandinės elementus (detalius), parodytą fig. 6.1. Iš to išplaukia, kad tą pačią paprastą grandinę galima pavaizduoti įvairiais būdais.

Praktiniai multivibratoriaus naudojimo pavyzdžiai parodyti pav. 6.4, 6.5.

Ant pav. 6.4 parodyta generatoriaus schema, leidžianti sklandžiai perskirstyti šviesos diodų, prijungtų kaip apkrovą kolektoriaus grandinėje, švytėjimo trukmę arba ryškumą. Sukdami potenciometro rankenėlę R3, galite valdyti kairiosios ir dešiniosios šakos šviesos diodų švytėjimo trukmės santykį. Jei padidinsite kondensatorių C1 ir C2 talpą, generavimo dažnis sumažės, pradės mirksėti šviesos diodai. Sumažėjus šių kondensatorių talpai, generavimo dažnis didėja, šviesos diodų mirksėjimas susijungs į nuolatinį švytėjimą, kurio ryškumas priklausys nuo R3 potenciometro rankenėlės padėties. Remiantis tokia grandinės konstrukcija, galima surinkti įvairių naudingų konstrukcijų, pavyzdžiui, LED žibintuvėlio ryškumo valdiklį; Žaislas mirksi akimis; prietaisas sklandžiai keisti spinduliuotės šaltinio spektrinę sudėtį (įvairių spalvų šviesos diodai arba miniatiūrinės lemputės ir šviesos sumavimo ekranas).

V. Cibulskio sukurtas kintamo dažnio generatorius (6.5 pav.) leidžia gauti sklandžiai bėgant laikui besikeičiantį garsą [R 5 / 85-54]. Įjungus generatorių, jo dažnis padidėja nuo 300 iki 3000 Hz per 6 sekundes (kai SZ kondensatoriaus talpa yra 500 mikrofaradų). Keičiant šio kondensatoriaus talpą viena ar kita kryptimi, dažnio kitimo greitis pagreitėja arba, priešingai, sulėtėja. Šį greitį galite sklandžiai pakeisti naudodami kintamą pasipriešinimą R6. Kad šis generatorius atliktų sirenos vaidmenį arba būtų naudojamas kaip šlavimo dažnio generatorius, galima numatyti priverstinio periodinio kondensatoriaus C3 iškrovimo grandinę. Tokius eksperimentus galima rekomenduoti savarankiškai plėsti žinias impulsinės technologijos srityje.

Stačiakampių impulsų valdomas generatorius parodytas fig. 6.6 [R 10/76-60]. Generatorius taip pat yra dviejų pakopų stiprintuvas, kuriam būdingi teigiami atsiliepimai. Norint supaprastinti generatoriaus grandinę, pakanka sujungti tranzistorių emiterius su kondensatoriumi. Šio kondensatoriaus talpa lemia generavimo veikimo dažnį. Šioje grandinėje varikapas naudojamas kaip įtampos valdoma talpa generavimo dažniui valdyti. Padidėjus varicap blokavimo įtampai, sumažėja jo talpa. Atitinkamai, kaip parodyta fig. 6.7, generavimo darbinis dažnis didėja.

Varicap, norint eksperimentuoti ir ištirti šio puslaidininkinio įtaiso veikimo principą, galima pakeisti paprastu diodu. Tokiu atveju reikia atsižvelgti į tai, kad germanio taškiniai diodai (pavyzdžiui, D9) turi labai mažą pradinę talpą (kelių pF) ir atitinkamai suteikia nedidelį šios talpos pokytį nuo naudojamos įtampos. . Silicio diodų, ypač galingų, skirtų didelei srovei, taip pat zenerio diodų pradinė talpa yra 100 ... 1000 pF, todėl juos dažnai galima naudoti vietoj varikapų. Tranzistorių P-n sandūros taip pat gali būti naudojamos kaip varikapai, taip pat žr. 2 skyrių.

Veikimui valdyti galima generatoriaus signalą (6.6 pav.) nukreipti į dažnmačio įvestį ir patikrinti generatoriaus reguliavimo ribas keičiantis valdymo įtampai, taip pat keičiant varikapą ar jo analogą. Gautus rezultatus (valdymo įtampos reikšmes ir generavimo dažnį) naudojant skirtingų tipų varikapus rekomenduojama įrašyti į lentelę ir atvaizduoti grafike (žr., pavyzdžiui, 6.7 pav.). Atkreipkite dėmesį, kad osciliatorių, pagrįstų RC elementais, stabilumas nėra didelis.

Ant pav. 6.8, 6.9 parodytos tipinės šviesos ir garso impulsų generatorių grandinės, pagamintos ant įvairaus laidumo tranzistorių. Generatoriai veikia esant įvairiai maitinimo įtampai. Pirmasis iš jų sukuria trumpus šviesos blyksnius, kurių dažnis yra vienas Hz, antrasis - garso dažnio impulsus. Atitinkamai pirmasis osciliatorius gali būti naudojamas kaip švyturys, šviesos metronomas, antrasis kaip garso generatorius, kurio virpesių dažnis priklauso nuo R1 potenciometro rankenėlės padėties. Šiuos generatorius galima sujungti į vieną visumą. Norėdami tai padaryti, pakanka įjungti vieną iš generatorių kaip kito apkrovą arba lygiagrečiai su juo. Pavyzdžiui, vietoj HL1, R2 šviesos diodų grandinės arba lygiagrečiai su ja (6.8 pav.) galite įjungti generatorių pagal schemą pav. 6.9. Rezultatas yra prietaisas, skirtas periodiniams garso arba šviesos garsams.

Impulsų generatoriuje (6.10 pav.), pagamintame ant kompozitinio tranzistoriaus (p-p-p ir p-p-p), nėra kondensatorių (kaip dažnio nustatymo kondensatorius naudojamas pjezokeraminis emiteris BF1). Generatorius veikia nuo 1 iki 10 V įtampa ir sunaudoja nuo 0,4 iki 5 mA srovę. Norint padidinti pjezokeraminio emiterio garso garsumą, jis sureguliuojamas į rezonansinį dažnį, pasirenkant rezistorių R1.

Ant pav. 6.11 parodytas gana originalus atsipalaidavimo virpesių generatorius, pagamintas ant dvipolio lavinos tranzistoriaus.

Generatoriuje, kaip aktyvus elementas, yra K101KT1A mikroschemos tranzistorius su atvirkštiniu perjungimu „sugedusio“ pagrindo režimu. Lavinos tranzistorius gali būti pakeistas jo analogu (žr. 2.1 pav.).

Įrenginiai (6.11 pav.) dažnai naudojami išmatuotam parametrui (šviesos intensyvumui, temperatūrai, slėgiui, drėgmei ir kt.) paversti dažniu, naudojant varžinius arba talpinius jutiklius.

Kai generatorius veikia, kondensatorius, prijungtas lygiagrečiai su aktyviuoju elementu, įkraunamas iš maitinimo šaltinio per rezistorių. Kai kondensatoriaus įtampa pasiekia aktyviojo elemento (lavinos tranzistoriaus, dinistoriaus ar pan.) gedimo įtampą, kondensatorius iškraunamas iki apkrovos varžos, o po to procesas kartojamas dažniu, kurį nustato pastovi RC grandinė. Rezistorius R1 riboja maksimalią srovę per tranzistorių, apsaugodamas jį nuo terminio gedimo. Laiko generatoriaus grandinė (R1C1) nustato generavimo veikimo dažnių diapazoną. Ausinės naudojamos kaip garso virpesių indikatorius generatoriaus kokybės kontrolėje. Norint nustatyti dažnį, prie generatoriaus išvesties galima prijungti dažnio matuoklį arba impulsų skaitiklį.

Prietaisas veikia įvairiais parametrais: R1 nuo 10 iki 100 kOhm (ir net iki 10 MΩ), C1 - nuo 100 pF iki 1000 μF, maitinimo įtampa nuo 8 iki 300 V. Įrenginio suvartojama srovė paprastai neviršija vieno mA. Generatorių galima valdyti budėjimo režimu: kai tranzistoriaus bazė uždaroma į žemę (bendra magistralė), generavimas nutrūksta. Keitiklis-generatorius (6.11 pav.) taip pat gali būti naudojamas jutiklinio klavišo režimu, paprasčiausias Rx- ir Cx-metras, derinamas plataus diapazono impulsų generatorius ir kt.

Impulsiniai generatoriai (6.12 pav., 6.13) taip pat gaminami ant K101KT1 tipo p-p-p arba K162KT1 tipo p-p-p mikroschemos lavininių tranzistorių, dinistorių ar jų analogų (žr. 2.1 pav.). Generatoriai veikia esant aukštesnei nei 9 B maitinimo įtampai ir generuoja trikampę įtampą. Išvesties signalas paimamas iš vieno iš kondensatoriaus gnybtų. Kaskados, einančios paskui generatorių, įėjimo varža (apkrovos varža) turi būti dešimt kartų didesnė už varžos R1 (arba R2) reikšmę. Mažos varžos apkrova (iki 1 kOhm) gali būti įtraukta į vieno iš generatoriaus tranzistorių kolektoriaus grandinę.

Gana paprasti ir dažnai praktikoje sutinkami impulsų generatoriai (blokuojantys generatoriai), naudojantys indukcinį grįžtamąjį ryšį, parodyti Fig. 6.14 [A. su. SSRS 728214], 6.15 ir 6.16. Tokie generatoriai paprastai veikia esant įvairiems maitinimo įtampos pokyčiams. Montuojant blokuojančius generatorius, būtina stebėti išėjimų fazavimą: jei apvijos „poliškumas“ prijungtas neteisingai, generatorius neveiks.

Tokius generatorius galima naudoti tikrinant, ar transformatoriuose nėra trumpųjų jungimų (žr. 32 skyrių): tokių defektų negalima aptikti jokiu kitu būdu.

Literatūra: Shustovas M.A. Praktinė schema (1 knyga), 2003 m

Kažkaip paprašė padaryti paprastą blykstę, kuri valdytų relę, arba mažos galios lemputę, kad mirksėtų. Paprasčiausio, simetriško ar asimetrinio, multivibratoriaus surinkimas yra kažkaip banalus, o grandinė nestabili ir ne visai patikima, nepaisant to, kad sunkvežimyje jis turėtų veikti esant 24 voltų įtampai ir netgi ne per dideli.

Schema

Paieškojęs tinkle grandinių, nusprendžiau įjungti populiarųjį NE555N lustą naudodamas duomenų lapą. Tikslus laikmatis, kurio kaina yra labai maža - apie 10 rublių už mikroschemą panardinimo pakuotėje! Bet kadangi mūsų apkrova nėra visiškai silpna ir gali prireikti didelių srovių, palyginti su laikmačio maitinimo šaltiniu, mums reikia tam tikro rakto, kurį laikmatis valdys pats.

Galite paimti įprastą tranzistorių, tačiau jis įkais dėl didelių nuostolių dėl didelių perėjimų kritimų - todėl aš paėmiau aukštos įtampos lauko tranzistorių, skirtą kelių amperų srovei, tokį raktą, kurio srovė yra lygi. 2 amperams radiatoriaus visai nereikia.

Pats 555 laikmatis turi maitinimo įtampos apribojimus - apie 18 voltų, nors net 15 gali saugiai išskristi, todėl prie maitinimo įvesties surenkame ribojančio rezistoriaus grandinę ir zenerio diodą su filtro kondensatoriumi!

Į grandinę įvedamas reguliatorius, kad sukant reguliatoriaus rankenėlę būtų galima keisti lemputės blyksnių impulsų dažnį arba relės veikimą. Jei reguliuoti nereikia, galite reguliuoti dažnį iki norimų, išmatuoti varžą ir tada lituoti gatavą. Aukščiau yra 2 reguliatoriai, kurie keičia darbo ciklą (išėjimo įjungtos būsenos ir išjungtos būsenos santykį). Jei reikalingas santykis 1:1, pašaliname viską, išskyrus vieną kintamąjį rezistorių.

Vaizdo įrašas

Dalis elementų yra gaminami dip dėkluose, dalis smd – dėl kompaktiškumo ir apskritai geresnio išdėstymo. Impulsų generatoriaus grandinė suveikė beveik iš karto įjungus, belieka tik prisitaikyti prie norimo dažnio. Plokštę patartina užpilti karštais klijais arba įdėti į plastikinį dėklą, kad automobilių savininkai neatspėtų jos prisukti tiesiai prie korpuso ar uždėti ant kažko metalinio.

Šis įrenginys bus pritaikytas įvairiuose automatikos įrenginiuose, skirtuose periodiniam srovės pertraukimui apkrovos grandinėse arba generuoti impulsus su labai kintamu pasikartojimo periodu ir trukme. Impulsinis darbo ciklas gali siekti kelis tūkstančius, jų pasikartojimo laikotarpis ir trukmė – keliasdešimt sekundžių.

Įjungus maitinimą (žr. diagramą), visi tranzistoriai generatorius uždarytas, kondensatoriaus C1 įkrovimas prasideda per grandinę VD1, R3, R H. Kai tranzistoriaus VT1 emiterio įtampa tampa mažesnė nei bazėje, jis atsidarys. Po jo taip pat atsidarys tranzistoriai VT2 ir VT3. Dabar kondensatorius C1 bus iškraunamas per grandinę VT2, R4, VT1. Išsikrovus kondensatoriui, tranzistoriai vėl užsidarys ir procesas kartosis.

Be nurodytos, į generatorių įvedama dar viena šio kondensatoriaus iškrovimo grandinė - VT3, R5, VD2. Kompozitinio tranzistoriaus VT2VT3 naudojimas leidžia padidinti rezistoriaus R4 varžą, taip sumažinant grandinės VT2, R4, VT1 įtaką kondensatoriaus C1 iškrovos trukmei. Tuo pačiu metu generatorius gavo daug pranašumų, palyginti su originaliu; tapo įmanoma reguliuoti impulsų trukmę plačiu diapazonu; pašalinta pulso trukmės priklausomybė nuo jų pasikartojimo laikotarpio; patobulinta išėjimo impulsų forma; Įtampa praktiškai nustojo veikti impulsų sekos parametrus.

Apkrova R H (kaitrinė lempa, šviesos diodas, relės apvija ir kt.) gali būti jungiama tiek prie neigiamo, tiek prie teigiamo maitinimo laidų. Tranzistorius VT3 parenkamas pagal apkrovos sunaudotą srovę. Kitiems generatoriaus elementams specialių reikalavimų nėra.

Su diagramoje nurodytomis laiko elementų reikšmėmis - C1, R3, R4, R5 - impulsų pasikartojimo periodas gali būti reguliuojamas nuo 20 iki 1500 ms, o jų trukmė - nuo 0,5 iki 12 ms.

A. DRYKOVAS

Stačiakampiai impulsų generatoriai plačiai naudojami radijo inžinerijoje, televizijoje, automatinėse valdymo sistemose ir kompiuterinėse technologijose.

Norint gauti stačiakampius impulsus su stačiais priekiais, plačiai naudojami įrenginiai, kurių veikimo principas pagrįstas elektroninių stiprintuvų su teigiamu grįžtamuoju ryšiu naudojimu. Šie įrenginiai apima vadinamuosius relaksacijos generatorius – multivibratorius, blokavimo generatorius. Šie generatoriai gali veikti vienu iš šių režimų: budėjimo, savaiminio virpesių, sinchronizavimo ir dažnio padalijimo.

Budėjimo režimu generatorius turi vieną stabilią pusiausvyros būseną. Dėl išorinio trigerio impulso laukiantis generatorius pereina į naują būseną, kuri nėra stabili. Šioje būsenoje, vadinamoje kvazi-pusiausvyra, arba laikinai stabilia, osciliatoriaus grandinėje vyksta santykinai lėti procesai, kurie galiausiai sukelia atvirkštinį šuolį, po kurio nustatoma stabili pradinė būsena. Kvazipusiausvyros būsenos, kuri lemia generuojamo stačiakampio impulso trukmę, trukmė priklauso nuo generatoriaus grandinės parametrų. Pagrindiniai reikalavimai laukiantiems generatoriams yra generuojamo impulso trukmės stabilumas ir jo pradinės būsenos stabilumas. Laukimo generatoriai pirmiausia naudojami norint gauti tam tikrą laiko intervalą, kurio pradžią ir pabaigą atitinkamai fiksuoja generuojamo stačiakampio impulso priekis ir kritimas, taip pat plėsti impulsus, dalyti impulsų pasikartojimo dažnį ir kitiems tikslams.

Savaiminio svyravimo režimu generatorius turi dvi pusiausvyros būsenas ir neturi vienos stabilios būsenos. Šiuo režimu, be jokios išorinės įtakos, generatorius nuosekliai peršoka iš vienos pusiausvyros būsenos į kitą. Tokiu atveju generuojami impulsai, kurių amplitudę, trukmę ir pasikartojimo dažnį daugiausia lemia tik generatoriaus parametrai. Pagrindinis reikalavimas tokiems generatoriams yra aukšto dažnio savaiminių virpesių stabilumas. Tuo tarpu dėl maitinimo įtampų pokyčių, elementų keitimo ir senėjimo, kitų veiksnių įtakos (temperatūros, drėgmės, trukdžių ir kt.) generatoriaus savaiminių virpesių dažnio stabilumas dažniausiai būna mažas.

Sinchronizacijos arba dažnio padalijimo režimu generuojamų impulsų pasikartojimo dažnis nustatomas pagal išorinės laikrodžio įtampos (sinusinės arba impulsinės), tiekiamos į generatoriaus grandinę, dažnį. Impulsų pasikartojimo dažnis yra lygus laikrodžio įtampos dažniui arba jo kartotinis.

Periodiškai pasikartojančių relaksacinio tipo stačiakampių impulsų generatorius vadinamas multivibratoriumi.

Multivibratoriaus grandinė gali būti įdiegta tiek ant atskirų elementų, tiek integruota konstrukcija.

Multivibratorius ant atskirų elementų. Tokiame multivibratoriuje naudojamos dvi stiprinimo pakopos, apimančios grįžtamąjį ryšį. Vieną grįžtamojo ryšio šaką sudaro kondensatorius ir rezistorius , ir kitas ir (6.16 pav.).

būsenas ir užtikrina periodiškai pasikartojančių impulsų generavimą, kurių forma artima stačiakampei.

Multivibratoriuje abu tranzistoriai gali būti aktyviame režime labai trumpą laiką, nes dėl teigiamo grįžtamojo ryšio grandinė pereina į būseną, kai vienas tranzistorius yra atidarytas, o kitas uždarytas.

Tikslumui darykime prielaidą, kad šiuo metu tranzistorius VT1 atviras ir prisotintas, ir tranzistorius VT2 uždarytas (6.17 pav.). Kondensatorius dėl ankstesniais laiko momentais grandinėje tekėjusios srovės ji įkraunama iki tam tikros įtampos. Šios įtampos poliškumas yra toks, kad iki tranzistoriaus pagrindo VT2 neigiama įtampa taikoma emiterio atžvilgiu ir VT2 uždaryta. Kadangi vienas tranzistorius uždarytas, o kitas atviras ir prisotintas, savaiminio sužadinimo sąlyga grandinėje netenkinama, nes kaskadų padidėjimas
.

Šioje būsenoje grandinėje vyksta du procesai. Vienas procesas yra susijęs su kondensatoriaus įkrovimo srovės srautu nuo maitinimo šaltinio per rezistoriaus grandinę - atviras tranzistorius VT1 .Antrasis procesas vyksta dėl kondensatoriaus įkrovimo per rezistorių
ir tranzistoriaus bazinė grandinė VT1 , dėl to tranzistoriaus kolektoriaus įtampa VT2 didėja (6.17 pav.). Kadangi rezistorius, įtrauktas į tranzistoriaus bazinę grandinę, turi didesnę varžą nei kolektoriaus rezistorius (
), kondensatoriaus įkrovimo laikas trumpesnis kondensatoriaus įkrovimo laikas .

	Kondensatoriaus įkrovimo procesas yra eksponentinis su laiko konstanta . Todėl kondensatoriaus įkrovimo laikas , taip pat kolektoriaus įtampos kilimo laikas , ty pulso fronto trukmė . Per šį laiką kondensatorius įkraunama iki įtampos .Dėl kondensatoriaus perkrovimo bazinė įtampa tranzistorius VT2 auga, bet tranzistorius VT2 uždarytas, ir tranzistorius VT1

atviras, nes jo pagrindas per rezistorių prijungtas prie teigiamo maitinimo šaltinio poliaus .

Pagrindinis
ir kolekcininkas
tranzistoriaus įtampa VT1 o nesikeičiant. Ši grandinės būsena vadinama beveik stabilia.

Laiko momentu kondensatoriui įkraunant, tranzistoriaus pagrindo įtampa VT2 pasiekia atidarymo įtampą ir tranzistorių VT2 persijungia į aktyvųjį darbo režimą, kuriam
. Atidarant VT2 kolektoriaus srovė didėja ir atitinkamai mažėja.
. Mažinti
sukelia tranzistoriaus bazinės srovės sumažėjimą VT1 , o tai savo ruožtu lemia kolektoriaus srovės sumažėjimą . Dabartinis sumažinimas kartu su tranzistoriaus bazinės srovės padidėjimu VT2 nes srovė teka per rezistorių
, išsišakoja į tranzistoriaus pagrindą VT2 ir
.

Po tranzistoriaus VT1 išeina iš prisotinimo režimo, grandinėje įvykdoma savaiminio sužadinimo sąlyga:
. Šiuo atveju grandinės perjungimo procesas vyksta kaip lavina ir baigiasi, kai tranzistorius VT2 pereina į prisotinimo režimą, o tranzistorius VT1 - išjungimo režimu.

Ateityje praktiškai išsikrovęs kondensatorius (
) įkraunamas iš maitinimo šaltinio per rezistoriaus grandinę
- atviro tranzistoriaus bazinė grandinė VT2 eksponentiškai su laiko konstanta
. Dėl to laikui bėgant
padidėja įtampa kondensatoriuje prieš
ir susidaro kolektoriaus įtampos priekis
tranzistorius VT1 .

Uždaryta tranzistoriaus būsena VT1 užtikrinama tuo, kad iš pradžių įkraunama iki įtampos kondensatorius per atvirą tranzistorių VT2 prijungtas prie tranzistoriaus bazės-emiterio tarpo VT1 , kuris savo bazėje palaiko neigiamą įtampą. Laikui bėgant blokavimo įtampa prie pagrindo keičiasi, kai kondensatorius įkraunama per rezistoriaus grandinę - atviras tranzistorius VT2 . Laiko momentu tranzistoriaus bazinė įtampa VT1 pasiekia vertę
ir atsidaro.

Grandinėje vėl patenkinama savaiminio sužadinimo sąlyga ir vystosi regeneracinis procesas, dėl kurio tranzistorius VT1 pereina į prisotinimo režimą VT2 užsidaro. Kondensatorius įkraunama iki įtampos
, ir kondensatorius beveik tuščias (
). Tai atitinka laiką , nuo kurios prasidėjo procesų svarstymas schemoje. Tuo baigiasi visas multivibratoriaus veikimo ciklas, nes ateityje procesai grandinėje kartojasi.

Kaip matyti iš laiko diagramos (6.17 pav.), multivibratoriuje iš abiejų tranzistorių kolektorių galima pašalinti periodiškai pasikartojančius stačiakampius impulsus. Tuo atveju, kai apkrova prijungta prie tranzistoriaus kolektoriaus VT2 , pulso trukmė lemia kondensatoriaus įkrovimo procesas ir pauzės trukmę - kondensatoriaus įkrovimo procesas .

Kondensatoriaus įkrovimo grandinė yra vienas reaktyvusis elementas, taigi , kur
;
;.

Taigi,.

Įkrovimo procesas baigiasi laiku , kada
. Todėl tranzistoriaus kolektoriaus įtampos teigiamo impulso trukmė VT2 nustatoma pagal formulę:

.

Tuo atveju, kai multivibratorius gaminamas ant germanio tranzistorių, formulė supaprastinama, nes
.

Kondensatoriaus įkrovimo procesas , kuris nustato pauzės trukmę tarp tranzistoriaus kolektoriaus įtampos impulsų VT2 , vyksta toje pačioje lygiavertėje grandinėje ir tomis pačiomis sąlygomis kaip ir kondensatoriaus įkrovimo procesas , tik su kita laiko konstanta:
. Todėl skaičiavimo formulė panaši į skaičiavimo formulę :

.

Paprastai multivibratoriuje impulso trukmė ir pauzės trukmė reguliuojama keičiant rezistorių varžą ir .

Frontų trukmė priklauso nuo tranzistorių atsidarymo laiko ir nustatoma pagal kondensatoriaus įkrovimo laiką per tos pačios rankos kolektoriaus rezistorių.
. Skaičiuojant multivibratorių, būtina įvykdyti atviro tranzistoriaus prisotinimo sąlygą
. Tranzistoriui VT2 be srovės
kondensatoriaus įkrovimas srovė
. Todėl tranzistoriui VT1 prisotinimo sąlyga
, ir tranzistoriui VT2 -
.

Generuojamų impulsų dažnis
. Pagrindinė kliūtis didinti impulsų generavimo dažnį yra ilga impulsų fronto trukmė. Impulso priekinės dalies trukmės sumažinimas sumažinus kolektoriaus rezistorių varžą gali lemti soties sąlygos neįvykdymą.

Esant dideliam soties laipsniui nagrinėjamoje multivibratoriaus grandinėje, gali būti atvejų, kai įjungus abu tranzistoriai yra prisotinti ir nėra svyravimų. Tai atitinka sunkų savęs sužadinimo režimą. Norėdami to išvengti, turėtumėte pasirinkti atviro tranzistoriaus veikimo režimą, esantį netoli soties ribos, kad būtų išlaikytas pakankamas grįžtamojo ryšio grandinės stiprinimas, taip pat naudoti specialias multivibratoriaus grandines.

Jei pulso trukmė lygus trukmei , kuris dažniausiai pasiekiamas esant , tada toks multivibratorius vadinamas simetriniu.

Multivibratoriaus generuojamų impulsų fronto trukmė gali būti gerokai sumažinta, jei į grandinę papildomai įvedami diodai (6.18 pav.).

Kai, pavyzdžiui, užsidaro tranzistorius VT2 ir kolektoriaus įtampa pradeda didėti, tada į diodą VD2 įjungiama atvirkštinė įtampa, ji užsidaro ir taip atjungia įkrovimo kondensatorių iš tranzistoriaus kolektoriaus VT2 . Dėl to kondensatorius įkrauna srovę nebeteka per rezistorių , ir per rezistorių . Todėl kolektoriaus įtampos impulso priekio trukmė
dabar lemia tik tranzistoriaus uždarymo procesas VT2 . Diodas veikia taip pat. VD1 kai kondensatorius įkraunamas .

Nors tokioje grandinėje priekinė trukmė gerokai sumažėja, tačiau kondensatorių įkrovimo laikas, ribojantis impulsų darbo ciklą, praktiškai nesikeičia. Laiko konstantos
ir
nuleidus negalima sumažinti . Rezistorius atviroje būsenoje tranzistorius per atvirą diodą yra prijungtas lygiagrečiai su rezistoriumi .Dėl to kai
didėja grandinės suvartojama galia.

Multivibratorius ant integrinių grandynų(6.19 pav.) Paprasčiausioje grandinėje yra du invertuojantys loginiai elementai LE1 ir LE2, dvi paskirstymo grandinės
ir
ir diodai VD1 , VD2 .

Tarkime, kad tuo metu (6.20 pav.) įtampa , a . Jei srovė per kondensatorių neteka, tada ant jo esanti įtampa , ir elemento įvestyje LE1 . Kondensatoriaus įkrovimo srovė teka grandinėje iš LE1 per rezistorių . Įėjimo įtampa LE2 kaip kondensatorius kraunasi mažėja, bet ,LE2 yra nulinėje išėjime.

Laiko momentu
ir prie išėjimo LE2
. Dėl to įvestis LE1 per kondensatorių , kuris įkraunamas iki įtampos
, įjungiama įtampa ir LE1 eina į nulį
. Kadangi išėjimo įtampa LE1 sumažėjo, tada kondensatorius pradeda irti. Dėl to rezistorius atsiras neigiamo poliškumo įtampa, atsidarys diodas VD2 ir kondensatorius greitai išsikrauna iki įtampos
. Pasibaigus šiam procesui, įėjimo įtampa LE2
.

Tuo pačiu metu grandinėje vyksta kondensatoriaus įkrovimo procesas o laikui bėgant – įėjimo įtampa LE1 mažėja. Kai tam tikru momentu Įtampa
,
,
. Procesai pradeda kartotis. Kondensatorius vėl kraunasi. , ir kondensatorius išleidžiamas per atvirą diodą VD1 . Kadangi atviro diodo varža yra daug mažesnė nei rezistorių varža , ir , kondensatoriaus iškrova ir vyksta greičiau nei jų krūvis.

Įėjimo įtampa LE1 laiko intervale
lemia kondensatoriaus įkrovimo procesas :, kur
;
yra loginio elemento išėjimo varža vienybės būsenoje;
;
, kur
. Kada
, impulso susidarymas elemento galų išėjime LE2, taigi ir pulso trukmė

.

Pauzės tarp impulsų trukmė (laiko intervalas nuo prieš ) lemia kondensatoriaus įkrovimo procesas , Štai kodėl

.

Generuojamų impulsų priekio trukmę lemia loginių elementų persijungimo laikas.

Laiko diagramoje (6.20 pav.) išėjimo impulsų amplitudė nesikeičia:
, nes jo konstrukcijoje nebuvo atsižvelgta į loginio elemento išėjimo varžą. Atsižvelgiant į šios išėjimo varžos baigtinumą, impulsų amplitudė pasikeis.

Nagrinėjamos paprasčiausios multivibratoriaus grandinės, pagrįstos loginiais elementais, trūkumas yra sunkus savaiminio sužadinimo režimas ir galimas su tuo susijęs svyruojančio veikimo režimo nebuvimas. Šis grandinės trūkumas gali būti pašalintas, jei įvedamas papildomas loginis elementas AND (6.21 pav.).

Kai multivibratorius generuoja impulsus, tada išėjimas LE3
, kiek
. Tačiau dėl kieto savaiminio sužadinimo režimo galimas toks atvejis, kai, įjungus maitinimo įtampą, dėl mažo įtampos kilimo greičio kondensatoriaus įkrovimo srovė ir pasirodo mažas. Šiuo atveju įtampos kritimas per rezistorius ir gali būti mažesnis už slenkstį
ir abu elementai LE1 ir LE2) bus tokioje būsenoje, kai įtampa jų išėjimuose
. Su šiuo įvesties signalų deriniu elemento išvestyje LE3 bus įtampa
, kuris per rezistorių taikomas elemento įvestis LE2. Kaip
, tada LE2 perkeliama į nulinę būseną ir grandinė pradeda generuoti impulsus.

Stačiakampiams impulsų generatoriams statyti kartu su diskretiniais elementais ir integrinėmis grandinėmis naudojami operaciniai stiprintuvai.

Multivibratorius ant operacinio stiprintuvo turi dvi grįžtamojo ryšio kilpas (6.22 pav.). Neinvertuojančio įėjimo grįžtamojo ryšio grandinę sudaro du rezistoriai ( ir ) ir todėl, . Grįžtamasis ryšys apie invertuojamą įvestį formuojamas grandinės būdu ,

taigi įtampa ties invertuojamuoju įėjimu
priklauso ne tik nuo įtampos stiprintuvo išėjime, bet ir yra laiko funkcija, nes
.

Mes apsvarstysime procesus, vykstančius multivibratoriuje, pradedant nuo laiko momento (6.23 pav.), kai išėjimo įtampa yra teigiama ( ). Tuo pačiu metu kondensatorius dėl ankstesniais laiko momentais vykusių procesų jis įkraunamas taip, kad invertuojančiam įėjimui būtų taikoma neigiama įtampa.

Neinvertuojančiam įėjimui taikoma teigiama įtampa
. Įtampa
išlieka pastovi, o įtampa invertuojančiame įėjime
laikui bėgant didėja, linkęs į lygį
, nes kondensatoriaus įkrovimo procesas vyksta grandinėje .

Tačiau kol kas
, stiprintuvo būsena nustato įtampą neinvertuojančiame įėjime, o išėjimas lieka tokio lygio
.

Laiko momentu Įtampos operacinio stiprintuvo įėjimuose tampa lygios:
. Tolesnis nedidelis padidėjimas
lemia tai, kad diferencinė (skirtumo) įtampa ties stiprintuvo invertuojamuoju įėjimu
pasirodo teigiamas, todėl išėjimo įtampa smarkiai sumažėja ir tampa neigiama
. Kadangi įtampa prie operacinio stiprintuvo išėjimo pasikeitė poliškumas, kondensatorius vėliau įkraunama, o ant jo esanti įtampa, taip pat įtampa ties invertuojamuoju įėjimu, linkusi
.

Laiko momentu vėl
o po to skirtumo (skirtumo) įtampa prie stiprintuvo įėjimo
tampa neigiamas. Kadangi jis veikia invertuojamąjį įvestį, stiprintuvo išėjimo įtampa staiga vėl įgauna vertę
. Įtampa neinvertuojančiame įėjime taip pat šokinėja
. Kondensatorius , kuris tuo metu įkraunama iki neigiamos įtampos, vėl įkraunama ir įtampa invertuojančiame įėjime didėja, linkusi
. Kadangi tuo pačiu metu
, tada įtampa stiprintuvo išėjime išlieka pastovi. Kaip matyti iš laiko diagramos (6.23 pav.), tuo metu baigiasi visas grandinės veikimo ciklas ir ateityje joje vykstantys procesai kartojasi. Taigi grandinės išvestyje generuojami periodiškai pasikartojantys stačiakampiai impulsai, kurių amplitudė ties
yra lygus
. Impulso trukmė (laiko intervalas
) nustatomas pagal kondensatoriaus įkrovimo laiką pagal eksponentinį dėsnį nuo
prieš
su laiko konstanta
, kur
yra operacinio stiprintuvo išėjimo varža. Kadangi per pauzę (intervalas
) kondensatorius įkraunamas lygiai tomis pačiomis sąlygomis kaip ir formuojant impulsus, tada
. Todėl grandinė veikia kaip simetriškas multivibratorius.

atsitinka su laiko konstanta
. Esant neigiamai išėjimo įtampai (
) atviras diodas VD2 ir kondensatoriaus įkrovimo laiko konstanta , kuris nustato pauzės trukmę,
.

Budėjimo režimo multivibratorius arba vienas vibratorius turi vieną stabilią būseną ir generuoja stačiakampius impulsus, kai grandinės įvestis yra nukreipiama į trumpus paleidimo impulsus.

Vienas vibratorius ant atskirų elementų susideda iš dviejų stiprinimo pakopų, kurias apima teigiamas grįžtamasis ryšys (6.25 pav.).

	Vieną grįžtamojo ryšio šaką, kaip ir multivibratoriuje, sudaro kondensatorius ir rezistorius ; kitas yra rezistorius įtraukta į bendrą abiejų tranzistorių emiterio grandinę. Dėl šio rezistoriaus įtraukimo bazinio emiterio įtampa

tranzistorius VT1 priklauso nuo tranzistoriaus kolektoriaus srovės VT2 . Tokia grandinė vadinama su emitteriu sujungtu viengubu vibratoriumi. Grandinės parametrai apskaičiuojami taip, kad pradinėje būsenoje, nesant įėjimo impulsų, tranzistorius VT2 buvo atviras ir sotus, ir VT1 buvo išjungimo režimu. Tokia grandinės būsena, kuri yra stabili, užtikrinama, kai įvykdomos šios sąlygos:
.

Tarkime, kad vienkartinis šūvis yra stabilios būsenos. Tada srovės ir įtampos grandinėje bus pastovios. tranzistoriaus bazė VT2 per rezistorių prijungtas prie teigiamo maitinimo šaltinio poliaus, kuris iš esmės užtikrina tranzistoriaus atvirą būseną. Norėdami apskaičiuoti kolektorių
ir pagrindinis srovės, turime lygčių sistemą

.

Srovių nustatymas iš čia
ir , rašome soties sąlygą tokia forma:

.

Atsižvelgiant į tai
ir
, tada gauta išraiška yra žymiai supaprastinta:
.

Ant rezistoriaus dėl srovių srauto ,
susidaro įtampos kritimas
. Dėl to potencialų skirtumas tarp tranzistoriaus bazės ir emiterio VT1 yra apibrėžtas išraiška:

Jei schema tenkina sąlygą
, tada tranzistorius VT1 uždaryta. Kondensatorius kol įkraunama iki įtampos. Kondensatoriaus įtampos poliškumas parodytas fig. 6.25.

Tarkime, kad tuo metu (6.26 pav.) į grandinės įėjimą ateina impulsas, kurio amplitudė yra pakankama atidaryti tranzistorių VT1 . Dėl to grandinėje prasideda tranzistoriaus atidarymo procesas VT1 kartu su kolektoriaus srovės padidėjimu ir kolektoriaus įtampos sumažėjimas .

Kai tranzistorius VT1 atviras, kondensatorius yra prijungtas prie tranzistoriaus bazės-emiterio srities VT2 kad bazinis potencialas taptų neigiamas ir tranzistorius VT2 pereina į išjungimo režimą. Grandinės perjungimo procesas yra lavinos pobūdžio, nes šiuo metu grandinėje yra įvykdyta savaiminio sužadinimo sąlyga. Grandinės perjungimo laikas nustatomas pagal tranzistoriaus įjungimo procesų trukmę VT1 ir išjunkite tranzistorių VT2 ir yra mikrosekundės dalys.

Kai tranzistorius užsidaro VT2 per rezistorių nustoja tekėti kolektoriaus ir bazės srovės VT2 . Dėl to tranzistorius VT1 lieka atvira net ir pasibaigus įvesties impulsui. Šiuo metu rezistorius įtampos kritimai
.

Grandinės būsena, kai tranzistorius VT1 atidaryti ir VT2 uždarytas, yra beveik stabilus. Kondensatorius per rezistorių , atviras tranzistorius VT1 ir rezistorius yra prijungtas prie maitinimo šaltinio taip, kad jo įtampa būtų priešingo poliškumo. Kondensatoriaus įkrovimo srovė teka grandinėje , ir įtampa ant jo, taigi ir ant tranzistoriaus pagrindo VT2 linkęs į teigiamą lygį.

Įtampos keitimas
yra eksponentinis: kur
. Pradinė įtampa tranzistoriaus bazėje VT2 nustatoma pagal įtampą, kuria iš pradžių įkraunamas kondensatorius ir liekamoji įtampa ant atviro tranzistoriaus:

Įtampos riba, iki kurios linksta įtampa ties tranzistoriaus pagrindu VT2 , .

Čia atsižvelgiama į tai, kad per rezistorių teka ne tik kondensatoriaus įkrovimo srovė , bet ir srovė atviras tranzistorius VT1 . Vadinasi,.

Laiko momentu Įtampa
pasiekia paleidimo įtampą
ir tranzistorius VT2 atsidaro. Atsirado kolektoriaus srovė sukuria papildomą įtampos kritimą rezistoriuje , dėl ko sumažėja įtampa
. Dėl to sumažėja bazė ir kolekcininkas srovės ir atitinkamas įtampos padidėjimas
. Teigiamas tranzistoriaus kolektoriaus įtampos padidėjimas VT1 per kondensatorių perkelta į tranzistoriaus bazinę grandinę VT2 ir prisideda prie dar didesnio jo kolektoriaus srovės padidėjimo . Grandinė vėl vysto regeneracinį procesą, baigiant tuo, kad tranzistorius VT1 užsidaro, o tranzistorius VT2 pereina į prisotinimo režimą. Tai užbaigia impulsų generavimo procesą. Impulso trukmė nustatoma įdėjus
: .

Pasibaigus impulsui, kondensatoriaus įkrovimo procesas vyksta grandinėje per rezistorių grandinę
,ir atviro tranzistoriaus emiterio grandinė VT2 . Pradiniu momentu bazinė srovė tranzistorius VT2 lygi kondensatoriaus įkrovimo srovių sumai : srovė , ribojamas rezistoriaus varžos
, ir per rezistorių tekančią srovę . Įkraunant kondensatorių srovė mažėja ir atitinkamai mažėja tranzistoriaus bazinė srovė VT2 linkę į stacionarią rezistoriaus nustatytą vertę . Dėl to tranzistoriaus atidarymo momentu VT2 įtampos kritimas rezistoriuje pasirodo esanti didesnė už stacionarią vertę, todėl tranzistoriaus bazėje padidėja neigiama įtampa VT1 . Kai kondensatoriaus įtampa pasiekia
grandinė grįžta į pradinę būseną. Kondensatoriaus įkrovimo proceso trukmė , kuris vadinamas atkūrimo etapu, nustatomas pagal ryšį .

Minimalus pavienių vibratoriaus impulsų pasikartojimo laikotarpis
, ir maksimalų dažnį
. Jei intervalas tarp įvesties impulsų yra mažesnis nei , tada kondensatorius neturės laiko įkrauti ir dėl to pasikeis generuojamų impulsų trukmė.

Generuojamų impulsų amplitudę lemia tranzistoriaus kolektoriaus įtampos skirtumas VT2 uždarose ir atvirose būsenose.

Vienas vibratorius gali būti įgyvendintas multivibratoriaus pagrindu, jei viena grįžtamojo ryšio atšaka padaroma ne talpine, o įvedama rezistorius ir įtampos šaltinis.
(6.27 pav.). Tokia grandinė vadinama vienu vibratoriumi su kolektoriaus-bazės jungtimis.

Prie tranzistoriaus pagrindo VT2 įjungiama neigiama įtampa ir ji uždaroma. Kondensatorius įkrautas iki įtampos
. Germanio tranzistorių atveju
.

Kondensatorius , veikiantis kaip padidinimo kondensatorius, įkraunamas iki įtampos
. Ši grandinės būsena yra stabili.

Pritaikius prie tranzistoriaus pagrindo VT2 atrakinimo impulsas (6.28 pav.) grandinėje, prasideda tranzistoriaus atidarymo procesai. VT2 ir tranzistoriaus uždarymas VT1 .

Tokiu atveju įvykdoma savaiminio sužadinimo sąlyga, vystosi regeneracinis procesas ir grandinė pereina į beveik stabilią būseną. Tranzistorius VT1 pasirodo esanti uždaroje būsenoje, nes dėl kondensatoriaus įkrovimo jo pagrindui taikoma neigiama įtampa. Tranzistorius VT2 lieka atviras net pasibaigus įvesties signalui, nes tranzistoriaus kolektoriaus potencialas VT1 jį uždarius, didėjo ir atitinkamai padidėjo įtampa prie pagrindo VT2 .

Perjungiant grandinę susidaro išėjimo impulso priekis, kuris dažniausiai pašalinamas iš tranzistoriaus kolektoriaus VT1 . Ateityje kondensatoriaus įkrovimo procesas vyks grandinėje .Įtampa ant jo
, taigi ir įtampa prie pagrindo tranzistorius VT1 kinta eksponentiškai
, kur
.

Kai tam tikru momentu bazinė įtampa pasiekia vertę
, tranzistorius VT1 atsidaro, jo kolektoriaus įtampa
sumažina ir uždaro tranzistorių VT2 . Tokiu atveju susidaro išėjimo impulso išjungimas. Impulso trukmė gaunama įdėjus
:

.

Kaip
, tada. Pjovimo trukmė
.

Vėliau kondensatoriaus įkrovimo srovė teka grandinėje per rezistorių
ir atviro tranzistoriaus bazinė grandinė VT1 . Šio proceso trukmė, kuri lemia grandinės atkūrimo laiką,
.

Išėjimo impulsų amplitudė tokioje vienkartinėje grandinėje beveik lygi maitinimo šaltinio įtampai.

Vienas vibratorius ant loginių elementų. Norint įgyvendinti loginius elementus, paprastai naudojami NAND elementai. Tokio vieno vibratoriaus blokinę schemą sudaro du elementai ( LE1 ir LE2) ir paskirstymo grandinė
(6.29 pav.). Įėjimai LE2 sujungtas ir veikia kaip inverteris. Išvestis LE2 prijungtas prie vieno iš įėjimų LE1, o valdymo signalas taikomas kitam jo įėjimui.

Kad grandinė būtų stabili, valdymo įėjimas LE1 reikia įjungti įtampą (6.30 pav.). Esant šiai sąlygai LE2 yra "1" būsenoje ir LE1- „0“ būsenoje. Bet koks kitas elementų būsenų derinys nėra stabilus. Šioje būsenoje rezistoriaus grandinės yra tam tikras įtampos kritimas dėl srovės LE2įtekantis į

jo įvesties grandinė. Grandinė generuoja kvadratinę bangą trumpam mažėjant (laikas ) įėjimo įtampa
. Po laiko intervalo, lygaus
(neparodyta 6.29 pav.), išėjime LE1įtampa padidės. Šis įtampos šuolis per kondensatorių perėjo į įvestį LE2. Elementas LE2 persijungia į būseną "0". Taigi, 1 įėjime LE1 po tam tikro laiko tarpo
prasideda įtampa
ir šis elementas išliks vienos būsenos, net jei pasibaigus laikui
Įtampa
vėl taps lygus loginiam „1“. Norint normaliai veikti grandinė, būtina, kad įvesties impulso trukmė
.

Įkraunant kondensatorių išėjimo srovė LE1 mažėja. Atitinkamai, įtampos kritimas skersai :
. Tuo pačiu metu įtampa didėja
siekianti įtampos
, kurį perjungiant LE1 nurodyti "1" buvo mažiau
dėl įtampos kritimo išėjimo varžoje LE1. Ši grandinės būsena laikinai stabili.

Laiko momentu Įtampa
pasiekia slenkstį
ir elementas LE2 persijungia į būseną „1“. Norėdami įvesti 1 LE1 duodamas signalas
ir jis persijungia į žurnalo būseną. "0". Tuo pačiu metu kondensatorius , kuris yra laiko intervale nuo prieš įkraunamas, pradeda išsikrauti per išėjimo varžą LE1 ir diodas VD1 . Praėjus laikui , nulemtą kondensatoriaus iškrovimo proceso , grandinė grįžta į pradinę būseną.

Taigi, išėjime LE2 sukuriamas stačiakampis impulsas. Jo trukmė, priklausomai nuo sumažėjimo laiko
prieš
, lemia santykis
, kur
- išėjimo varža LE1 būsenoje "1". Grandinės atkūrimo laikas, kur
- išėjimo varža LE1 būsenoje "0"; - vidinė diodo varža atviroje būsenoje.

o įtampa invertuojančiame įėjime yra maža:
, kur
įtampos kritimas per diodą atviroje būsenoje. Neinvertuojančiame įėjime įtampa taip pat yra pastovi:
, ir nuo to laiko
, tada išėjimo įtampa palaikoma pastovi
.

Kai taikomas tuo metu teigiamo poliškumo įvesties impulsas su amplitude
įtampa neinvertuojančiame įėjime tampa didesnė už įtampą invertuojančiame įėjime ir išėjimo įtampa šokinėja iki
. Šiuo atveju įtampa neinvertuojančiame įėjime taip pat staigiai padidėja iki
. Vienu metu diodas VD uždaras, kondensatorius pradeda krauti ir invertuojamojoje įėjime pakyla teigiama įtampa (6.32 pav.). Iki
išėjime palaikoma įtampa
. Laiko momentu adresu
pasikeičia išėjimo įtampos poliškumas ir įtampa neinvertuojančiame įėjime įgauna pradinę vertę, o įtampa pradeda mažėti, kai kondensatorius išsikrauna .

Kada pasiekia vertę , atsidaro diodas VD, ir ant to sustoja įtampos keitimo procesas invertuojančiame įėjime. Grandinė yra stabilios būklės. Impulso trukmę lemia eksponentinis kondensatoriaus įkrovimo procesas su laiko konstanta nuo įtampos prieš , yra lygus .

Kaip
, tada
.

Grandinės atkūrimo laikas nustatomas pagal kondensatoriaus iškrovimo proceso trukmę iš
prieš
ir atsižvelgiant į priimtas prielaidas
.

Operatyvinių stiprintuvų osciliatoriai sukuria impulsus, kurių amplitudė yra iki dešimčių voltų; frontų trukmė priklauso nuo operacinio stiprintuvo dažnių juostos pločio ir gali būti mikrosekundės dalys.

Blokuojantis osciliatorius yra atsipalaidavimo tipo impulsų generatorius vienpakopis stiprintuvas su teigiamu grįžtamuoju ryšiu, sukurtas naudojant transformatorių. Blokuojantis generatorius gali veikti budėjimo ir savaiminio virpesių režimais.

Budėjimo režimo veikimo blokavimas-generatorius. Kai veikia budėjimo režimu, grandinė turi vieną pastovią būseną ir generuoja kvadratinės bangos impulsus, kai įvestyje veikia trigerio impulsas. Germanio tranzistoriaus blokuojančio generatoriaus pastovi būsena vykdoma į bazinę grandinę įtraukiant poslinkio šaltinį. Naudojant silicio tranzistorių, poslinkio šaltinis nereikalingas, nes tranzistorius uždaromas esant nulinei įtampai prie pagrindo (6.33 pav.).

	Teigiamas grįžtamasis ryšys grandinėje pasireiškia tuo, kad padidėjus srovei transformatoriaus pirminėje (kolektoriaus) apvijoje, ty tranzistoriaus kolektoriaus srovė ( ), antrinėje (bazinėje) apvijoje indukuojama tokio poliškumo įtampa, kad padidėtų bazės potencialas. Ir, atvirkščiai, kada

bazinė įtampa mažėja. Toks sujungimas realizuojamas tinkamai sujungiant transformatoriaus apvijų pradžią (6.33 pav., parodyta taškais).

Daugeliu atvejų transformatorius turi trečią (apkrovos) apviją, prie kurios prijungiama apkrova. .

Transformatoriaus apvijų įtampos ir jose tekančios srovės yra tarpusavyje sujungtos taip:
,
,
,
kur
,
– transformacijos koeficientai;
- atitinkamai pirminės, antrinės ir apkrovos apvijų apsisukimų skaičius.

Tranzistoriaus įjungimo proceso trukmė yra tokia trumpa, kad per tą laiką įmagnetinimo srovė praktiškai nepadidėja (
). Todėl srovių lygtis analizuojant tranzistoriaus įjungimo pereinamąjį procesą yra supaprastinta:
.

Kai taikomas tuo metu prie šaudymo impulso tranzistoriaus pagrindo (6.34 pav.) atsiranda srovės padidėjimas , tranzistorius pereina į aktyvųjį režimą ir pasirodo kolektoriaus srovė . Kolektoriaus srovės padidėjimas pagal vertę veda prie transformatoriaus pirminės apvijos įtampos padidėjimo , vėlesnis augimas sumažintas

bazinė srovė
ir tikroji srovė, tekanti tranzistoriaus bazinėje grandinėje,
.

Taigi pradinis bazinės srovės pokytis
dėl grandinėje vykstančių procesų, toliau keičiasi ši srovė
, ir jeigu
, tada srovių ir įtampų kitimo procesas yra panašus į laviną. Todėl blokuojančio generatoriaus savaiminio sužadinimo sąlyga:
.

Jei nėra apkrovos (
) ši sąlyga supaprastinta:
. Kaip
, tada savaiminio sužadinimo sąlyga blokavimo generatoriuje patenkinama gana lengvai.

Tranzistoriaus atidarymo procesas, lydimas impulso priekio susidarymo, baigiasi, kai jis pereina į prisotinimo režimą. Tokiu atveju savaiminio sužadinimo sąlyga nebetenkinama ir vėliau susidaro pulso viršus. Kadangi tranzistorius yra prisotintas:
, tada į transformatoriaus pirminę apviją įvedama įtampa
ir sumažinta bazinė srovė
, taip pat apkrovos srovė
, pasirodo esantis pastovus. Įmagnetinimo srovę formuojant impulso viršūnę galima nustatyti pagal lygtį
, iš kur, esant nulinėms pradinėms sąlygoms, gauname
.

Taigi įmagnetinimo srovė blokuojančiame generatoriuje, kai tranzistorius yra prisotintas, laike didėja pagal tiesinį dėsnį. Pagal dabartinę lygtį tranzistoriaus kolektoriaus srovė taip pat didėja tiesiškai
.

Laikui bėgant tranzistoriaus prisotinimo laipsnis mažėja, nes bazinė srovė išlieka pastovi.
, o kolektoriaus srovė didėja. Tam tikru momentu kolektoriaus srovė padidėja tiek, kad tranzistorius persijungia iš prisotinimo į aktyvųjį režimą ir vėl pradeda tenkinti blokuojančio generatoriaus savaiminio sužadinimo sąlyga. Akivaizdu, kad pulso viršaus trukmė nustatomas pagal laiką, per kurį tranzistorius veikia soties režimu. Sodrumo režimo riba atitinka sąlygą
. Vadinasi,
.

Iš čia gauname impulso viršaus trukmės apskaičiavimo formulę:

.

Įmagnetinimo srovė
susiformuojant pulso viršūnei didėja ir šio proceso pabaigoje, t.y
, pasiekia vertę
.

Kadangi formuojant impulso smailę, maitinimo šaltinio įtampa įvedama į pirminę impulsinio transformatoriaus apviją , tada apkrovos impulso amplitudė
.

Kai tranzistorius persijungia į aktyvųjį režimą, kolektoriaus srovė mažėja
. Antrinėje apvijoje indukuojama įtampa, dėl kurios sumažėja bazinė įtampa ir srovė, o tai savo ruožtu sukelia tolesnį kolektoriaus srovės sumažėjimą. Grandinėje vystosi regeneracinis procesas, dėl kurio tranzistorius persijungia į išjungimo režimą ir susidaro impulsų išjungimas.

Į laviną panašus tranzistoriaus uždarymo procesas yra toks trumpas, kad įmagnetinimo srovė per šį laiką praktiškai nesikeičia ir išlieka vienodi
. Todėl iki to laiko, kai tranzistorius užsidaro induktyvumu sukaupta energija
. Ši energija išsisklaido tik apkrovoje , nes uždaro tranzistoriaus kolektoriaus ir bazinės grandinės yra atviros. Šiuo atveju įmagnetinimo srovė eksponentiškai mažėja:
, kur
yra laiko konstanta. teka per rezistorių srovė sukuria ant jo atvirkštinį įtampos viršįtampią, kurio amplitudė
, kurį taip pat lydi įtampos padidėjimas uždaro tranzistoriaus bazėje ir kolektorius
. Naudojant anksčiau rastą ryšį
, mes gauname:

,

.

Impulsiniame transformatoriuje sukauptos energijos išsklaidymo procesas, kuris lemia grandinės atkūrimo laiką , baigiasi po tam tikro laiko tarpo
, po kurio grandinė grįžta į pradinę būseną. Papildomas kolektoriaus įtampos padidėjimas
gali būti reikšmingas. Todėl blokavimo generatoriaus grandinėje imamasi priemonių vertei sumažinti
, kuriai lygiagrečiai apkrovai arba pirminėje apvijoje yra sumontuota slopinimo grandinė, susidedanti iš diodo VD1 ir rezistorius , kurio pasipriešinimas
(6.33 pav.). Formuojant impulsą, diodas uždaromas, nes jam taikoma atvirkštinio poliškumo įtampa, o slopinimo grandinė neturi įtakos grandinės procesams. Kai tranzistoriui užsidarius pirminėje apvijoje atsiranda įtampos viršįtampis, į diodą patenka tiesioginė įtampa, jis atsidaro ir srovė teka per rezistorių. . Kaip
, tada kolektoriaus įtampos viršįtampis
ir įjungiamas atvirkštinis įtampos šuoliai žymiai sumažėja. Tačiau tai padidina atkūrimo laiką:
.

Ne visada rezistorius yra nuosekliai sujungtas su diodu , o tada pliūpsnio amplitudė yra minimali, tačiau jos trukmė didėja.

impulsai. Mes apsvarstysime procesus, vykstančius schemoje, pradedant nuo laiko momento kai kondensatoriaus įtampa pasiekia vertę
ir tranzistorius atsidarys (6.36 pav.).

Kadangi antrinės (bazinės) apvijos įtampa išlieka pastovi formuojant impulso viršutinę dalį
, tada, kondensatoriui įkraunant, bazinė srovė eksponentiškai mažėja
, kur
yra prisotinto tranzistoriaus bazės-emiterio srities varža;
yra laiko konstanta.

Pagal srovės lygtį tranzistoriaus kolektoriaus srovė nustatoma pagal išraišką
.

Iš minėtų ryšių išplaukia, kad savaime svyruojančiame blokuojančiame osciliatoriuje, formuojant impulsų viršūnę, kinta tiek bazės, tiek kolektoriaus srovės. Kaip matote, laikui bėgant bazinė srovė mažėja. Kolektoriaus srovė iš esmės gali tiek didėti, tiek mažėti. Viskas priklauso nuo santykio tarp pirmųjų dviejų paskutinės išraiškos terminų. Bet net jei kolektoriaus srovė mažėja, ji yra lėtesnė už bazinę srovę. Todėl, kai tranzistoriaus bazinė srovė sumažėja, ateina laikas , kai tranzistorius išeina iš prisotinimo režimo ir baigiasi impulso viršaus formavimo procesas. Taigi impulso viršaus trukmę lemia santykis
. Tada galime parašyti srovių lygtį momentui, kai bus suformuota impulso viršūnė:

.

Po tam tikrų transformacijų turime
. Gautą transcendentinę lygtį galima supaprastinti pagal sąlygą
. Naudodami serijos eksponentinį išplėtimą ir apsiribodami dviem pirmaisiais terminais
, gauname impulso viršaus trukmės apskaičiavimo formulę
, kur
.

Formuojant impulso viršūnę dėl tranzistoriaus bazinės srovės srauto, kondensatoriaus įtampa pasikeičia ir tuo metu, kai tranzistorius užsidaro, jis tampa lygus
. Šioje išraiškoje pakeičiant vertę
ir integruodami gauname:

.

Tranzistoriui persijungus į aktyvų darbo režimą, vėl pradedama tenkinti savaiminio sužadinimo sąlyga ir grandinėje vyksta laviną primenantis jo užsidarymo procesas. Kaip ir laukiančiame blokuojančiame generatoriuje, uždarius tranzistorių, vyksta transformatoriuje sukauptos energijos išsklaidymo procesas, lydimas kolektoriaus ir bazės įtampos viršįtampių. Pasibaigus šiam procesui, tranzistorius ir toliau yra uždaroje būsenoje dėl to, kad į bazę patenka neigiama įkrauto kondensatoriaus įtampa. . Ši įtampa nelieka pastovi, nes uždaroje tranzistoriaus būsenoje per kondensatorių ir rezistorius iš maitinimo šaltinio teka įkrovimo srovė . Todėl, kai kondensatorius įkraunamas įtampa ties tranzistoriaus pagrindu didėja eksponentiškai
, kur
.

Pasiekus bazinę įtampą
, atsidaro tranzistorius ir vėl prasideda impulsų formavimosi procesas. Taigi, pauzės trukmė , nustatomas pagal laiką, kai tranzistorius yra išjungtoje būsenoje, gali būti apskaičiuotas, jei įdėsime
. Tada gauname
.Blokuojančiam generatoriui, kurio pagrindas yra germanio tranzistorius, gauta formulė yra supaprastinta, nes
.

Blokavimo generatoriai pasižymi dideliu efektyvumu, nes per pauzę tarp impulsų iš maitinimo šaltinio praktiškai nenaudojama srovė. Palyginti su multivibratoriais ir pavieniais vibratoriais, jie leidžia gauti didesnį darbo ciklą ir trumpesnę impulso trukmę. Svarbus blokavimo generatorių privalumas yra galimybė gauti impulsus, kurių amplitudė yra didesnė už maitinimo įtampą. Norėdami tai padaryti, pakanka trečiosios (apkrovos) apvijos transformacijos koeficiento
. Blokuojančiame generatoriuje, esant kelioms apkrovoms, galima atlikti galvaninę apkrovų izoliaciją ir priimti skirtingo poliškumo impulsus.

Blokavimo generatoriaus grandinė nėra integruota, nes yra impulsinis transformatorius.

Matavimo technika

Stabilus kvadratinių bangų generatorius

Laikrodžių generatoriai (GTI) yra tam tikri mechanizmai sudėtingiausiose skaitmeninėse grandinėse. GTI išėjime susidaro tam tikru dažniu pasikartojantys elektriniai impulsai. Dažniausiai jie yra stačiakampio formos. Remiantis šiais svyravimais, sinchronizuojamas visų įrenginyje esančių skaitmeninių mikroschemų veikimas. Viename cikle atliekama viena atominė operacija (t.y. nedaloma, kuri negali būti atlikta arba neatliekama iš dalies).

Įtampos impulsai gali būti generuojami skirtingu tikslumo ir stabilumo laipsniu. Tačiau kuo grandinė reikalauja važiavimo dažnio, tuo tikslesnis ir stabilesnis turėtų būti generatorius.

Dažniausiai:

1.Klasikiniai (analoginiai) generatoriai. Juos lengva surinkti, tačiau jų stabilumas prastas arba generuoja ne visai kvadratinių bangų impulsus. Kaip paprasčiausias pavyzdys, LC grandinės arba jų pagrindu sukurtos grandinės.

2. Kvarcas (kvarco kristalų pagrindu). Čia kvarcas veikia kaip labai selektyvus filtras. Grandinė pasižymi dideliu stabilumu ir lengvu surinkimu.

3. Remiantis programuojamais IC (pvz., Arduino). Sprendimai taip pat formuoja stabilius impulsus, tačiau skirtingai nei kvarciniai, juos galima valdyti nurodytuose diapazonuose ir vienu metu suformuoti kelis atskaitos dažnius.

4. Autogeneratoriai. Tai valdomi GTI, daugiausia veikiantys su šiuolaikiniais procesoriais ir dažniausiai integruojami tiesiai į lustą.

Taigi, stabilių kvadratinių bangų generatorių vaidmeniui grandinėje tinka:

• Kvarcas
• Ir programuojamas (pagal programuojamus mikroschemus).

Atskirai verta paminėti klasikinių vieno ir multivibratorių grandines, veikiančias naudojant loginius elementus. Ši GTI klasė tikrai gali būti naudojama skaitmeninėse grandinėse, nes ji gali generuoti stabilų dažnį.

Didelio stabilumo kristalų generatorius

Vienas iš įgyvendinimo pavyzdžių.

Ryžiai. 1. Kristalinio osciliatoriaus grandinė

Grandinė pagrįsta kvarciniu rezonatoriumi ir CMOS keitikliu, paremtu Pierce generatoriaus principu.

Didesni kondensatoriai Ca ir Cb yra atsakingi už stabilumo didinimą.

Multivibratoriai, pagrįsti loginiais elementais

Paprasčiausia multivibratoriaus grandinė atrodo taip.

Ryžiai. 2. Multivibratoriaus grandinė

Tiesą sakant, tai yra virpesių grandinė, pagrįsta kondensatoriais ir varžomis. Loginiai elementai leidžia nupjauti lygius įtampos didėjimo ir mažėjimo frontus įkraunant / iškraunant kondensatorių virpesių grandinėje.

Streso generavimo grafikas atrodys taip.

Ryžiai. 3. Įtempių susidarymo grafikas

Kondensatorius C1 atsakingas už impulso trukmę, o C2 – už pauzę tarp impulsų. Priekinės dalies statumas priklauso nuo loginio elemento reakcijos laiko.

Nurodyta schema turi vieną trūkumą - galimas savaiminio sužadinimo režimas.

Šiam efektui pašalinti naudojamas kitas papildomas loginis elementas (žr. diagramą žemiau – LE3).

Ryžiai. 4. C multivibratoriaus grandinė

Operatyvinių stiprintuvų osciliatoriai

Ta pati virpesių grandinė, bet su operacinės sistemos stiprintuvu, atrodys taip.

Ryžiai. 5. Virpesių grandinės schema

Ryžiai. 6. Impulsų susidarymo jo išėjime grafikas

Aukščiau minėta grandinė generuoja impulsus, kurių laikas yra lygus pauzės laikui, o tai ne visada turėtų būti.

Asimetriją generavimo dažnyje galima įvesti tokiu būdu.

Ryžiai. 7. Impulsų generatoriaus grandinė

Čia impulsų laiką ir pauzes tarp jų lemia skirtingos rezistorių reikšmės.

NE555 pagrindu sukurtas generatorius

NE555 lustas yra universalus laikmatis, galintis veikti kelių arba vieno vibratoriaus režimu.

Yra daug šios mikroschemos analogų: 1006VI1, UPC617C, ICM7555 ir kt.

Žemiau galite pamatyti vieną iš paprastų variantų, kaip sukurti stabilius stačiakampius impulsų generatorius su galimybe reguliuoti dažnį.

Ryžiai. 8. Stabilių stačiakampių impulsų generatoriaus schemos variantas

Čia į grandinę įtraukti įvairūs kondensatoriai (C1, C2, C3, jų gali būti ir daugiau), ir trimeriai (R2, R3 ir R4 atsakingi už išėjimo srovės lygį).

Dažnio apskaičiavimo formulė yra tokia.

Arduino pagrindu sukurtą generatorių apsvarstysime atskirame straipsnyje.

Paskelbimo data: 07.01.2018

Skaitytojų nuomonės

• Aleksas / 2019-11-04 - 10:17
  Ant pav. 8 LED1 smagu įjungti, srovė neriboja...
• vitaly / 23.11.2018 - 17:11
  prieinama