Мультивибратор Советский патент 1991 года по МПК H03K3/282 

Изобретение относится к импульсной технике, в частности к мультивибраторам с удвоенной амплитудой выходного сигнала, в два раза большей, чем напряжение источника питания.

Известные мультивибраторы производят прямоугольные колебания, амплитуда которых достигает значения напряжения питания. В результате этого необходимо, чтобы напряжение источника питания соответствовало величине требуемого размаха колебаний импульсов. При необходимости больших размахов колебаний это требование, особенно у переносных устройств, выполнимо только за счет изменения размеров устройств (Авторское свидетельство СССР N 1067590A, кл. Н 03 К 3/281, 28.06.79). .

Целью изобретения является удвоение амплитуды выходного сигнала.

На чертеже изображена схема мультивибратора.

Мультивибратор содержит клеммы 1 и 2 питания, между которыми последовательно соединены первый зарядный диод 3, первый 4 и второй 5 зарядные конденсаторы и второй зарядный диод 6, первую комплементарную пару транзисторов 10 и 11, причем их коллекторы соединены с общей точкой В первого и второго зарядных конденсаторов 4 и 5. Б.азы первой комплементарной пары транзисторов 10 и 11 через возбуждающие резисторы 13 и 14 соединены с общей точкой А коллекторов второй комплементарной пары транзисторов 15 и 16. Эмиттеры второй комплементарной пары транзисторов 15 и 16 через блокирующие диоды 7 и 8 и зарядные диоды 3 и 6, шунтированные первым и вторым сглаживающим конденсатором 9 и 12, также соединены с клеммами 1 и 2 питания. Базы второй комплементарной пары транзисторов 15 и 16 соединены через зарядный резистор 17 и через конденсаторы связи 18 и 19, общая точка которых соединена с общей точкой В первого и второго зарядных конденсаторов 4 и 5 и коллекторов первой комплементарной пары транзисторов 10 и 11.

Мультивибратор работает следующим образом.

После присоединения напряжения источника питания к клеммам 1 и 2 один из транзисторов 15 и 16 начнет быстрее открываться. Предположим, что это транзистор 15. Тем самым в общей точке А на кол лекто- рах-транзисторов 15 и 16 появится положительное напряжение источника, Падением напряжения на переходах полупроводников можно пренебречь. Положительное напряжение в общей точке А ведет к закрытию

транзистора 10 и открытию транзистора 11, При этом общая точка В коллекторов транзисторов 10 и 11 и зарядных конденсаторов 4 и 5 соединится с нулевой клеммой 2 напряжения питания, а конденсатор 4 через зарядный диод 3 зарядится на полное .напряжение источника.

В связи с тем, что конденсаторы 18 и 19 связи также соединены с общей точкой В,

0 которая теперь соединена с нулевой жлем- мой 2, через переход база - эмиттер транзистора 15 будет заряжаться конденсатор 18 связи, а через зарядный резистор 17 зарядится и конденсатор 19.

5 Положительное напряжение на базах транзисторов 15 и 16 способствует изменению их проводимости. Транзистор закроется, транзистор 16 откроется и тем самым общая точка А коллекторов транзисторов 15

0 и 16 соединится с нулевой клеммой 2 источника питания. В результате этого осуществляется отрытие транзистора 10 и закрытие транзистора 11. Общая точка В коллекторов транзисторов 10 и 11 и зарядных конденса5 торов 4 и 5 теперь имеет такой же потенциал, как положительная клемма источника 1. Так как зарядный конденсатор 4 перед этим зарядился, то между его положительным выводом и нулевой клеммой 2 существует на0 пряжение, равняющееся удвоенному напряжению источника. Этим напряжением заряжается сглаживающий конденсатор 9 через блокирующий диод 7.

Одновременно через зарядный диод 6

5 заряжается конденсатор 5, а через переход база - эмиттер транзистора Т6 разряжается конденсатор 19 связи, а конденсатор 18 связи через резистор 17. Разряд конденсаторов 18 и 19 связи опять способствует

0 изменению проводимости транзисторов. Транзисторы 15 и 11 откроются, транзисторы 16 и 10 закроются. В общей точке А теперь имеется потенциал, одинаковый с потенциалом положительного вывода сгла5 ждевающего конденсатора 9, т.е., высший, чем напряжение источника питания.

Общая точка В опять соединена с нулевой клеммой 2. Зарядный конденсатор 4 снова заряжается через диод 3 на величину

0 напряжения источника. Ранее заряженный зарядный конденсатор 5 разряжается через блокирующий диод 8 на сглаживающий конденсатор 12. Одновременно через переход база - эмиттер транзистора 15 заряжается

5 конденсатор 18 связи, а через зарядный резистор 17 - и конденсатор 19 связи. После заряда этих конденсаторов опять произойдет изменение проводимости транзисторов 15 и 16 и процесс повторяется уже описанным способом. Сглаживающие конденсатеры 9 и 12 постепенно заряжаются на полное напряжение источника. Однако на положительном выводе сглаживающего конденсатора 9 имеется напряжение, в два раза большее, чем на нулевой клемме 2, а на отрицательном выводе сглаживающего конденсатора 12 - одинаковое по величине, но противоположной полярности, чем напряжение источника питания. Следовательно, между указанными выводами имеется на- пряжение, равняющееся утроенному напряжению источника питания.

Между общими точками А и В возникают прямоугольные импульсы напряжения. Если обозначим напряжение питания U и пренебрежем величиной падения напряжения на переходах полупроводников, то в случае проводимости транзисторов 15 и 11 напряжение в общей точке А будет +2U, а в общей точке В - нуль. В случае проводимо- сти транзисторов 16 и 10 в общей точке А напряжение будет -U, а в общей точке В будет напряжение +U.

Чередование этих импульсов определено временной константой конденсаторов 18 и 19 связи и зарядного резистора 17.

Схему можно реализовать и с противоположной полярностью полупроводниковых элементов, конденсаторов и источника питания.

Изобретение можно использовать в переносных батарейных приборах, где необходимы импульсы напряжения, амплитуда которых является кратной напряжению пи- тания батарей обычного типа, например в переноском исполнении приборов для электроакупунктуры.

Формула изобретения Мультивибратор, содержащий первую пару комплементарных транзисторов, эмиттеры которых соединены с соответствующими шинами питания, вторую пару комплементарных транзисторов, четыре конденсатора, два возбуждающих резистора, коллекторы транзисторов комплементарных пар соединены с выходами мультивибратора, отличающийся тем, что, с целью удвоения амплитуды выходного сигнала, в него введены четыре диода, два сглаживающих конденсатора и времязада- ющий резистор, при этом параллельно шинам питания включены соединенные последовательно первый зарядный диод, первый и второй зарядные конденсаторы, второй зарядный диод, коллекторы транзисторов первой комплементарной пары тран- зисторов соединены с общей точкой первого и второго зарядных конденсаторов, базы транзисторов первой комплементарной пары соединены через первый и второй резисторы соответственно с общей точкой коллекторов транзисторов второй комплементарной пары, эмиттеры которых через сглаживающий конденсатор соединены с эмиттером соответствующего транзистора первой комплементарной лары и через блокирующий диод с общей точкой соответствующих зарядного конденсатора и зарядного диода, базы транзисторов второй комплементарной пары соединены через времяза- дающий резистор и через соединенные последовательно первый и второй конденсаторы связи, общая точка которых соединена с коллекторами транзисторов первой комплементарной пары.

Мультивибратор может быть использован в устройствах, где необходимо формирование импульсов напряжения, амплитуда которых превышает напряжение электропитания, например в переносных приборах. Целью изобретения является удвоение амплитуды выходного сигнала. Мультивибратор содержит разделительные диоды 3, 6, 7, 8. накопительные конденсаторы 4, 5, транзисторы 10 и 11, которые при совместной работе обеспечивают заряд накопительных конденсаторов 9 и 12 до напряжения электропитания. Выходное напряжение в точках А и В мультивибратора имеет вид меандра удвоенной амплитуды и формируется за счет переключения напряжения на накопительных конденсаторах 4 и 5 к точке В, а напряжения накопительных конденсаторов 9 и 12 - к точке А. Переключение конденсаторов осуществляется с помощью первого инвертора, выполненного на дополняющих транзисторах 10 и 11, и второго инвертора на дополняющих транзисторах 15 и 16 и их связи с помощью резисторов 13, 14 и 17 и времязадающих конденсаторов 18 и 19. 1 ил. у Ё О ю ч5 со о