МУЛЬТИВИБРАТОР Советский патент 1974 года по МПК H03K23/82 H03K3/06 

1

Известны мультивибраторы, содержащие два или более активных элемента, нагрузочные и времязадающие резисторы и конденсаторы связи. В известных мультивибраторах в качестве активных элементов обычно применяются электронные лампы или транзисторы. Электронные лампы потребляют относительно много энергии питания, а с транзисторами сложно нолучить большие выдержки времени и увеличенный выходной сигнал.

Целью изобретения является создание .мультивибраторов и одновибраторов, экономичных по ггитапию, даюпдих увеличепные выдержки времени и большой выходной сигнал, имеюш,их простую схему с малым количеством деталей, а также допускающих принудительное выключение после запуска с предотвращением выходного сигнала.

Названные цели достигнуты следующими средствами.

Для экономии питания в качестве активных переключающих элементов применены ионные ламны с холодным катодом, сетки которых соединены с источником питания времязадающими резисторами. Для увеличения выдержки времени времязадающие конденсаторы включены между сетками и катодами ламп. Для упрощения схемы два времязадаюп;их конденсатора включены каждый между сеткой одной и анодом другой ламны, а произведение емкости этого конденсатора на величину нагрузочного резистора превышает время деионизации лампы. Также для упрощения схемы применен один времязадаюи ий

конденсатор, включенный между сетками ламп. Для принудительного выключения ждущего мультивибратора (одновибратора) после запуска с предотвращением выходного сигнала включен дополнительный каскад с

двумя входами, один из которых соединен с источником выключаюн:,нх сигналов, а вторО - с выходом одиовнбратора.

Ряд вариантов электрических с.хем ионных мультивибраторов (одиовнбраторов) показан

на фнг. 1-9. Эти схемы содержат но 2 или более иониые лампы 1 с холодным катодом, сетки которых соединены с источником питания времязадающими резисторами 2. К сеткам подключены времязадающие конденсаторы 3. В анодные либо в катодные цепи ламп включены нагрузочные резисторы 4, соединенные или защунтированные гасящнми конденсаторалп 5, причем в последнем случае включен общий гасящш резистор 6

(фиг. 6, 9).

В мульттшибраторе горит и нроводнт ток одна из ламп. Вторая выключена, и напряжение на ее сетке постепенно возрастает по мере зарядки через времязадающий резистор

времязадающего конденсатора.

Когда напряжение на естке достигнет отпирающего напряження зажигания, нсгорящая .шмпа зажигаетея, и напряжения на аноде и сетке падают. Возникающий имиульс благодаря гасящим конденсаторам передается на ранее горсыную ламну и гасит се. После этого аналогич1п 1н процесс повторяется.

При включении нагрузочных резисторов в пподную цень ламп (фнг. 1 и 4-(3) выходные пмиульсы имеют отрицательную полярность. Для получения положительной полярности нагрузочпые выходные резисторы включаются Б катодную цепь ламп {фиг. 2). Сеточные времязадаюи1,ие резисторы обеспечивают поочередно срабатывание каждой из ламп мультивибратора. Создаваемый ими ееточный ток должен заведомо превышать ток зажигания ламп при отсутствии времязадающих конденсаторов.

При включеннн времязадающих конденсаторов нернод колебапнй увеличивается, а зажигание ламп облегчается за счет увеличения ими импульса сеточного тока при их разрядке через лампу в момент ее зажпгания. Для ограничения этого имнульса тока и увеличения долговечности ламн последовательно с времязадающими конденсаторами целесообразно в схемах включать дополнительно ограничительные резисторы.

При значительной емкости времязадающих конденсаторов, превыщающей тысячи пикофарад, величина времязадаюи;их резисторов 2 может быть увеличена настолько, чтобы создаваемый ими сеточный ток етал меньше тока зажигания ламп, поскольку последний обеспечивается импульсом тока в момент разрядки через лампу времязадающего конденсатора. Если же при такой больщой величине времязадающего резистора емкость времязадающего конденсатора 3 уменьшнть до единиц или десятков пикофарад, то сеточный ток через ламну устанавливается постоянно меньщим тока зажигания.

В этом случае самонроизвольные колебания прекращаются, н мультивибратор нереходит в ждущий режим, т. е. становится одновибратором. Для запуска ждущего мул1)тивибратора (одновибратора) необходим нмнульс от внешнего нсточн1п а, подаваемыГ, например, на сетку через конденсатор {фиг. 3, 7, 8, 9). Первая ламна гасит вторую лампу, которая снова зажигается с задержко, определяемой времязадающей цепью второй лампы.

Для взаимного гащения ламн в ириведенных схемах мульт вибраторов {фиг. 1 и 2) в дополнение к двум времязадаю1цпм коидепсаторам требуется мгщимум еще одни гасяш,ий конденсатор. Таким образом приведенные на фиг. 1, 2 ионные схемы мультивибратора требуют минимум трех конденсаторов.

Однако такие схемы можно упростить двумя путями. Во-первых, путем объединения гасящего конденсатора с времязадающим и

отдельного гасящего копденсатора за счет включения времязадающих копденсаторов в ионном мультивибраторе ме}кду анодами н сетками противоположных ламн с

увеличеи1:ем емкости этих копденсаторов пастолько, чтобы произведение их величины на величину па1рузочпьгх резпсторов заведомо прев 1сило ирсмя деиоиизации ламп (фиг. 4). Это 1ЮЗМОЖНО для HOHin ix мультивибраторов

на относительно низкую частоту генерации. При зажпгаппп каждой из ламп папряжепие на ее сетке падает. Это иадение папряжения передается па анод соседпей горевшей лампы через времязадающий копдеисатор {фиг. 4}

и гасит в ией плазму газового разряда. Затем напряжение иа сетке иогащенной лампы начииает иовышаться по мере зарядки ее времязадаюн его конденсатора до достаточН.ОГО папряжения зажигания. После зажиганпя второй лампы процесс повторяетея.

Схема мультивибратора, во-вторых, унроnuiCTCH путем объедпнения фупкций двух времязадающих конденсаторов в один, который включается для этого между сетками

дгзух ламп (фиг. 5 и 6). Лампы поочередно срабатывают за счет перезарядки этого копдеисатора от сеточпого напряжения горения до сеточпого напряжения зажигаиия каждой из ламп. л 1ультивибратор с одним времязадаюпигм конденсатором иозволяет иолучить симметричные колебания за счет исключения возможности неравенства двух времязадающих конденсаторов, имсюнхихся в других схемах.

Па фиг. 7-9 показаны варианты схем одновибраторов задержки, которые после запуска по входу Bxi могут быть возвращены в исходное состояние другим имнульсом, подаваемым на вход Вх2, так, что задержанный имнульс на «выходе будет отсутствовать. При отсутствии имнульса на входе Вх.2 или прп его запаздывании больи1е, чел1 на время за71ерж1 и (адновибратора, на «выходе будет выдай задержан1Пз1Й выходной импульс. Эти

схемы содержат дополпительпы каскад па лампе с днумя входными цепями. Одна из последних соединена со входом Bx, а другая с «выходом одновибратора. При поступлении па побую из этих neiieii импул|}Са дополпительиая лампа срабатывает и щунтирует времязадающую цепь, прекращая ее зарядку. Входные цепи дополнительной лампы на схемах по фиг. 7 и 9 образованы двумя сеточными конденсаторами. В схеме но фиг. 8

один из копдепсаторов входной цени донолнительной лампы подключен к ее сетке, второй - к ее катоду для зажигания этой лампы отрипател1Л1ым сигпалом с выхода. Во всех схемах время задержки можно

регулировать изменением величины времязадающих резистора и конденсатора, а также пптающего их иаиряжеиия, например переменным резистором или потенциометром. Применяемые ла1мпы должны иметь начальную

ионизацгпо, например, за счет холодной эмиссии цезиевого катода или тока подготовки с помощью дополнительного электрода.

По приведенным схемам вместо ионных ламп могут быть использованы полупроводниковые приборы с аналогичными характерыстиками (лавинные транзисторы, динисторы, тористоры и т. д.).

Преимуществами ионных мультивибраторов и одновибраторов является простота ионных ламп, их способность к перегрузкам, лучшая стабильность и то, что свечение плазмы иопных ламп наглядно показывает их работу. Это резко упрощает эксплуатацию аппаратуры. Больщой выходной сигнал дает возможность подключать непосредственно к лампам исполпительпые устройства, например обмотки реле, в качестве нагрузочных резисторов.

Благодаря больщому входному сопротивлению ионных ламп (имеются лампы, срабатывающие от тока а) достигается большая выдержка времени до многих минут или часов при фронте выходного сигнала порядка микросекунд или менее и прп выходпом сигпале в десятки или сотни вольт.

Предмет изобретения

1. Мультивибратор (одновибратор), содержащий два или более активных элементов, нагрузочные и времязадающие резисторы,

копдепсаторы связи, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью экономии питания, в качестве активных переключающих элементов применены ионные лампы с холодным катодом, сетки которых соединены с источником питания времязадающимн резисторами.

2.Мультивибратор по п. 1, отличающ и и с я тем, что, с целью увеличения выдержки времени, времязадающие конденсаторы включены между сетками и катодами ламп.

3.Мультивибратор по п. 1, отличающпйся тем, что, с целью упрощения схемы, два времязадаюпи х конденсатора включены каждый между сеткой одной и анодом другой лампы, а пропзвсдение емкости кондепсатора па велпчину нагрузочного резпстора превышает время деионизации ламп.

4.Мультивибратор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы, применен один времязадающий конденсатор, включенный между сетками ламп.

5.Мультивибратор (одновибратор) по п. 1, отличающпйся тем, что, с целью его прппудительного выключения после запуска с предотвращением выходного сигнала, включен дополнительный каскад с двумя входами, один из которых соединен с источником выключающих сигналов, а второй - с выходом одновибратора.

f-O

ipu.

№O

/7T7f-rrr

fl 4ft 5 5ы JL T 7

-Of JilUI /. т iГ E г

HH J j Й;/