Мультивибратор Советский патент 1985 года по МПК H03K3/284 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики, в частности, для генерации импульсов инфранизких частот.

Известен, мультивибратор, содержащий усилители на полевом и биполярном транзисторах с времязадающей RC-цепью в коллекторе биполярного транзистора. Средняя точка RC-цепи соединена с затвором основного и дополнительного полевых транзисторов, причем исток первого подключен к шине питания 1.

Недостатком мультивибратора является большая длительность выходного импульса.

Наиболее близким по технической суш,ности к описываемому мультивибратору является устройство, содержащее общую шину, первую и вторую щины питания, усилитель на биполярном. и полевом транзисторах, конденсатор, подключенный одним выводом к коллектору, а другим выводом связанный с затвором полевого транзистора усилителя и через зарядный резистор, подключенный к эмиттеру биполярного транзистора 2.

Недостатком известного мультивибратора является также большая длительность выходного импульса, из-за ограничения тока заряда конденсатора, и как следствие малая скважность.

Целью изобретения является сокращение длительности выходного импульса и увеличение скважности генерируемых импульйов.

Указанная цель достигается тем, что в мультивибратор, содержащий последовательно включенные конденсатор и зарядный резистор, второй вывод которого подключен к щине источника питания, первый и второй усилители, дополнительно вцедены разрядный резистор, пороговый элемент и триггер, вход которого соединен с выходом порогового элемента, а выход - с выходной шиной и с входом первого усилителя и с выходом второго усилителя, вход которого соединен с второй обкладкой конденсатора, первая обкладка которого соединена с выходом первого усилителя и с входом порогового элемента, вторая обкладка конденсатора через разрядный резистор подклю-. чена к общей шине.

На чертеже приведена схема мультивибратора.

Устройство состоит из цепи, состоящей из последовательно включенных зарядного резистора 1, конденсатора 2 и разрядного резистора 3, порогового элемента 4, вход 5 которога соединен с конденсатором 2, а вход 6 с входом 7 триггера 8, выход 9 которого сочинен с выходной шиной Uebuc и через резистор 10 с входом 11 первого усилителя 12 и выходом второго усилителя 13.

Пороговое устройство 4 выполнено на транзисторе 14, база которого соединена с конденсатором 2, а эмиттер соединен с шнной источника 15 напряжения управления, а выход 6 с входом 7 триггера 8, выполненного на транзисторах 16, 17 и резисторах 18-20; усилителя 13, выполненного на транзисторах 21 и 22; усилителя 12, выполненного на транзисторе 23.

Устройство работает следующим . образом.

Конденсатор 2 разряжен, тогда поро- , говый элемент 4 заперт, триггер 8 находится в таком состоянии, при котором на его , выходе 9 напряжение равно нулю, на выходах усилителей 12 и 13 сигнал также равен нулю (большое выходное сопротивление) и UBHX 0.

По мере заряда конденсатора 2, который заряжается по цепи источник 24 питания - резисторы 1 и 3, увеличивается напряжение на его обкладках. Когда это напряжение достигнет величины напряжения срабатывания порогового элемента 4 (для приведенного, примера это напряжение на базе транзистора 14, превышающее напряжение источника 15 управления), на выходе порогового элемента появляется ток, от которого открывается транзистор 16 триггера 8. Это приводит к появлению напряжения на резисторе 18 и открытию транзистора 17. Вследствие отпирания транзистора 17 протекает ток через резистор 20 и базу транзистора 16, что приводит к еще большему появлению тока транзисторного каскада 16, развивается лавинообразный процесс в результате которого на выходной шине иый сформируется передний фронт выходного импульса, а транзисторы 16 и 17 входят в режим насьщения. Одновременно с этим через резистор 10 течет ток, который

0 втекает на вход 11 усилителя 12 и транзистор 23 открывается и верхняя обкладка конденсатора 2 окажется через малое выходное сопротивление усилителя 12 подсоединенной к шине нулевого потенциала. Конденсатор 2 начинает разряжаться через выход

усилителя 12 и резисторы 3 и 25, т.е. через вход усилителя 13, который отпирается и своим током на выходе еще больше отпи-, рает транзистор 23, что приводит к еще большему разряду конденсатора 2. Отпирание усилителя 13 происходит из-за того, что на нижней обкладке конденсатора 2 появляется положительный потенциал, который через резистор 25 прикладывается к эмиттеру транзистора 21. Этот транзистор отпирается и его коллекторный ток, вте5 каюший в базу транзистора 22, его открывает.

Таким образом, как только открывается усилитель 13 начинается релаксационный

процесс, после которого усилитель 12 (транзистор 23) открывается полностью и верхняя обкладка конденсатора 2 окажется подсоединенной к шине нулевого потенциала через выход усилителя 12. Как только потенциал на верхней обкладке конденсатора 2 станет меньше напряжения включения порогового элемента 4, последний возврашается в исходное состояние и в связи с тем, что ток на входе триггера 8 становится равным нулю и триггер 8 возвращается в исходное состояние и потенциал на его выходе становится близким к нулю, т.е. формируется задний фронт выходного импульса. В то же время разряд конденсатора 2 продолжается через резистор 25, вход усилителя 13 и выход усилителя 12.

разряда конденсатора 2 после формирования заднего фронта выходного импульса является частью времени, составляющего паузу между выходными импульсами. Это время может быть сделано значительным за счет выбора соответствующей постоянной времени, которая практически не влияет на длительность выходного импульса.

После разряда конденсатора 2 происходит запирание усилителей 12 и 13 и конденсатор вновь начнет заряжаться от источника 24 через резистор 1 и 3. Постоянную времени заряда конденсатора 2 можно устанавливать различной и она является составляющей времени паузы между импульсами. Это обеспечивает больщую скважность импульсов.

В дальнейшем процессы в устройстве повторяются. Изменяя гистерезис триггера 8 можно регулировать длительность выход ного импульса.

Несмотря на то, что ток заряда ограничен резистором 1, а ток разряда ограничен резистором 25, на выходе формируется импульс малой длительности из-за установки малой величины гнстерезиса триггера 8, работающего с пороговым элементом 4. Причем, чем больше указанные ограничения, тем больше время заряда и разряда конденсатора 2, и тем больше скважность выходного импульса.

0 Изменяя величину напряжения источника 15 можно изменять уровень срабатывания порогового элемента, тем самым изменять скважитель. При этом длительность выходного импульса практически остается

5 неизменной, так как она- не зависит от уровня срабатывания порогового устройства.

МУЛЬТИВИБРАТОР, содержащий последовательно включенные конденсатор и зарядный резистор, второй вывод которого подключен к шине источника питания, первый и второй усилители, отличающийся тем, что, с целью сокращения длительности выходного сигнала с одновременным увеличением скважности генерируемых импульсов,в него дополнительно введены разрядный резистор, пороговый элемент и триггер, вход которого соединен с выходом порогового элемента, а выход - . с выходной шиной и с входом первого усилителя и с выходом второго уси лителя, вход которого соединен с второй обкладкой конденсатора, первая обкладка которого соединена с выходом первогд усилителя и с входом порогового элемента, вторая обкладка конденсатора через разрядный резистор подключена к общей шине. гп .