Мультивибратор Советский патент 1992 года по МПК H03K3/28 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах аналоговой и дискретной обработки сигналов.

Целью изобретения является расширение области применения путем обеспечения возможности устойчивой работы в режиме внешней импульсной синхронизации.

На фиг/ приведена принципиальная схема предлагаемого мультивибратора; на фиг.2 - эпюры напряжений в характерных точках схемы.

Мультивибратор состоит из двух транзисторов 1 и 2, коллектор каждого из которых соединен с базой другого и нижним полюсом коллекторной нагрузки. Нагрузки состоят из параллельно включенных диодов 3 и 4, резисторов 5 и 6, с коллекторами транзисторов соединены катоды диодов, если применены n-p-п транзисторы, и аноды в остальных случаях. В цепях эмиттеров включены два идентичных генератора токов 7 и

8. Времязадающий конденсатор 9 включен между эмиттерами транзисторов. Стабилизирующая RC-цепочка 10 и 1, обеспечивающая устойчивость импульсной синхронизации мультивибратора, включена параллельно времязадзющему конденсатору. Источник питания присоединен к верхним полюсам коллекторных нагрузок и к нижним полюсам генераторов токов. Генератор импульсов синхронизации включается параллельно одной из коллекторных нагрузок непосредственно, если он является генератором тока с высоким внутренним сопротивлением, а скважность синхроимпульсов превышает 10. В противном случае синхроимпульсы с крутым отрицательным перепадом подаются на мультивибратор, через стандартную формирующую цепочку.

Мультивибратор работает следующим образом.

Пусть синхронизирующие импульсы не поданы и RC-цепочка 10,11 отключена. При подаче напряжения питания, благодаря

а

со

00 Сл 00

действию положительной обратной связи, один из транзисторов, например 2, открыт, а другой закрыт. Правая обкладка конденсатора 9 находится под напряжением - Уэб относительно верхнего полюса источника питания, а напряжение левой линейно уменьшается из-за заряда конденсатора стабильным током, задаваемым источником тока 7. Через некоторое время на эмиттер- ном переходе транзистора 1 появляется от- пирающее напряжение. В момент открывания транзистора 1 напряжение на его коллекторе уменьшится, что приведет к запиранию транзистора 10 и окончательному открыванию транзистора 1.

Переключение мультивибратора происходит лавинообразно, благодаря действию положительной обратной связи. В момент переключения напряжения на эмиттерах транзисторов скачком увеличиваются на величину, примерно равную U36, после чего начинается линейный спад напряжения на правой обкладке конденсатора 9 на величину 2U36 до нового переключения и так далее. Мультивибратор работает в режиме свободных колебаний.

Эпюры напряжений на коллекторах и эмиттерах транзисторов 1 и 2 изображены на фиг,2 (кривые 1-4). При подаче синхронизирующих импульсов отрицательной полярности с частотой, превышающей частоту свободных колебаний, но не более, чем в 2 раза, на коллектор транзистора 2 переключение мультивибратора будет происходить раньше, чем напряжение на эмиттерном переходе транзистора 2 достигнет порога отпирания. Наступит режим синхронизации.

Эпюры напряжений на коллекторах и эмиттерах транзисторов в режиме синхронизации изображены на фиг.2, кривые 5-8. Из-за несимметричной подачи синхроимпульсов нарушается симметрия процессов в мультивибраторе. В частности, отличаются эпюры напряжений на эмиттерах транзисторов. Однако благодаря тому, что вытекающие токи, задаваемые генераторами токов 7 и 8, равны между собой и не зависят от напряжений на обкладках конденсатора 9, среднее значение длительности линейного спада напряжений на эмиттерах транзисторов равны между собой в установившемся режиме.

Таким образом, в режиме синхронизации симметричный мультивибратор с эмит- терной связью способен генерировать прямоугольные импульсы со скважностью, не зависящей от частоты синхроимпульсов и равной двум. К сожалению, положение положительного перепада напряжения на коллекторе транзистора 2 оказывается неустойчивым. Это происходит из-за того, что условие равенства длительностей линейных спадов напряжений на эмиттерах транзисторов выполняется только в среднем. Так

как скорости спадов одинаковы, уменьшение длительности спада напряжения на эмиттере транзистора 2 в один из периодов приводит к увеличению длительности следующего спада на такую же величину.

Условие равенства в среднем выполняется, однако положение спада выходного импульса оказывается в состоянии безразличного равновесия и в реальных условиях изменяется под действием случайных причин. Указанный в последней фразе процесс условно показан на фиг.2, кривые 5-8, в двух последних периодах колебаний,

С целью обеспечения устойчивости положения равновесия в предлагаемом изобретении параллельно времязадэющему конденсатору включена последовательная RC-цепочка. Ее действие сводится к тому, что спад напряжений на эмиттерах становится нелинейным, поэтому отличие

длительности спада от равновесной в одной из периодов приводит к меньшему по абсолютной величине отличию в следующем и так далее. Скважность импульсов стремится к равновесной, Разновесная скважность

равна двум, так как последовательная RC- цепочка не приводит постоянный ток и поэтому одинаково изменяет закон спада напряжения на эмиттерах обоих транзисторов. Эпюры напряжений ка эмиттерах транзисторов в этом случае показаны на фиг.2, кривые 9 и 10.

Формула изобретения Мультивибратор, содержащий два транзистора, коллектор каждого из которых соединен с базой другого и через коллекторную нагрузку, состоящую из соединенных параллельно резистора и диода, с источником питания, в цепи эмиттеров, соединенных между собой через времязадающий конденсатор, включены идентичные генераторы тока, отличающийся тем. что, с целью расширения области применения путем обеспечения возможности работы в режиме внешней синхронизации, в него введена

RC-цепочка, включенная параллельно вре- мязадающему конденсатору, состоящая из соединенных последовательно конденсатора и резистора, емкость Сстаб и сопротивление Ястаб которых выбраны из условий

Сстаб (2-10)СВ

Ястаб (1-5)

т

517588386

где Св - емкость времязадающего конден-Т - период свободных колебаний муль

сатора;тиэибратора.

л.

Ujg-I-ТЛИТ

f t

UCUHX.

фуг./

л.

f t

2 УкЗ

8 аз ,о Ю изз

Изобретение стносчтся к импульсной технике и может быть использоаано в устройствах аналоговой и дискретной обработки сигналов в качестве формирователя импульсов, делителя и умножиться частоты. Цель изобретения, а именно обеспечение возможности устойчивой работы в режиме внешней импульсной синхронизации, достигается включение парэл ,ельно времязадающему конденсатору последовательной RS-цепочки. 1 п ф-лы, 2 ил.

Фиг. 2