Мультивибратор Советский патент 1980 года по МПК H03K3/335 

(54) МУЛЬТИВИБРАТОР Изобретение относится к радиоэлектронике и предназначено для создания автоге нераторов, частота которых перестраивается в широком диапазоне изменением управляющего напряжения или параметров времязадающей RC цепи. Известны мультивибраторы на транзисторном эквиваленте двухбазового диода, содержащие первый биполярный транзистор одного типа проводимости, эмиттер которого подключен между конденсатором и резистором времязадаюпюй цепи, а база к средней точке делителя напряжения; вто рой биполярный транзистор противоположного типа проводимости по отношению к первому транзистору, эмиттер которого подключен к первому зажиму источника пи тания, база и коялектс соединены соответствеггао с коллектором и базой первого транзистора ij. Недостатком известных устройств является их критичность к величине резис.тора щземязадаюшей пепи и разбросу коэффициента передачи по току второго тран зистсра. Большим величинам резистора соответствуют малые величины зарядного тока, протекающего через резистор времязадающей цепи, и транзисторы эквивалента двухбазового диода работают в микрорежиме, что приводит к ум еньшениюкоэффи чента передачи по току. При уменьшении тока ниже некоторой критической величины, или при превышении резистором емязадающей цепи некоторого критического значения в вольтамперной характеристике эквивалента двухбазового диода исчезает участок с отрицательным сопротивлением, что приводит к срыву генерации в мультивибраторе. Максимальную величину резистора RIVVQ времязадающей цепи можно определить по формуле mar(-UcB)),o; f - напряжение источника питания;и.,„ - напряжение отпирания первого транзистора; Ь - коэффициент передачи по току второго транзистора в схеме с общим эмиттером при токе коплектораб до; . - величина резистора в верхнем плече делителя. Н 1пряжения; - коэффициент передачи делителя напряжения; КТ 0,025В - температурный %отенциал р- п перехода. При большой величине тока времязацающей цепи затрудняется выход из насыщения второго транзистора в конце шроцесса разряда накопительного конден сатора времязадающей цени. Поэтому пр величине тока через резистор времязацш щей цепи большем некоторого критического значения также возможен срыв генерахши импульсов мультивибратора. В этой же работе получена формула, определяюшая минимальную величину резистора К времязацаюшей цепи .-(;-)( где UQ - напряжение насыщения эквива лента двухбазового диода. Так, для транзистора 2Т201Б в диа пазоне температур -60+125 °С величина коэффициента передачи по току может ле жать в пределах )2 4 180 В этом случае для B., б,6В, П 0,5 и R 2,2кОМ имеем «О Приведенные расчеты показывают, чт мультивибратор с классической схемой эквивалента двухбазового диода может обеспечить ограниченный диапазон перестройки (около 4 раз) и требует установки во времязадающей цепи резистора со сравнительно большим номиналом, что часто вызыЕяет трудносГо при организации устройств, управляющих час тотой автогенератора. Так, если управляющее устройство представляет собой цифроаналоговый пре образователь с транзисторными ключами то величина R лежит в преде.лах от сот Ом до десятков кОм. 11елыо изобретения является повышение надежности путем обеспечения усто чивой работы в широком диапазоне изме нения величины резистора времязадающе цепя при большом разбросе коэффициент передачи по току второго транзистора. Для достижения указанной цели в му тивибратор, содержащий транзисторный эквивалент двухбазового диода, эмиттер первого транзистора которого соединен с входным резистором, а через конденсатор - с общей шиной источника питания, введен двухкаскадный усилитель на транзисторах с тем же типом проводимости, что и у второго транзистора, причем выход мультивибратора через двухкаскадный усилитель соединен с коллектором первого транзистора, а входной резистор соединен с источником управляющего сигнала. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Устройство содержит транзисторный эквивалент двухбазового диода на транзисторах 1 н 2, входной резистор 3, конденсатор 4, двухкаскадный усилитель на транзисторах 5, 6, источник 7 управляющего сигнала, резисторы 8-12, клеммы 13-15. Мультивибратор работает следующим образом. При подаче питающих напряжений конденсатор 4 времязадающей цепи находится в разряженном состоянии, поэтому транзистор 1 заперт напряжением делителя на резисторах 9, 10. В запертом состоянии находится и транзистор 2, так как ток его базы является частью тока коллектора транзистора 1, который равен нулю (транзистор 1 заперт). Транзистор 6 находится в открытом состоянии, если напряжение на делителе из резисторов 9, Ю больше напряжения отпирания перехода база-эмиттер транзистора 6, и напряжение между его коллектором и эмиттером близко к нулю,что приводит к запертому состоянию транзистора 5. Итак, в исходном состоянии транзисторы 1, 2, 5, заперты, а транзистор 6 открыт. Конденсатор 4 начинает заряжаться током источника 7 управляющего напряжения, которое должно быть больше суммы напряжения дeJштeля на резисторах 9, 10 и падения напряжения на открытом переходе база-эмиттер транзистора 1. Указанное состояние транзисторов сохраняется до тех пор, пока увеличивающееся на конденсаторе 4 напряжение отрицательной полярности откроет транзистор 1, Появление тока в коллекторе транзистора 1 приводит к отпиранию транзистора 2, уменьшению отрицательного напряжения на делителе из резисторов 9, 1О, а значит к лавинообразному отпиранию транзисторов 1 и 2. При этом запирается транзистор 6 и отпирается транзистор 5. Койденсатор 4 времязацающей цейи начинает разряжаться током, проходящим через транзисторы 1, 2 и 5, на клемме 14 мультивибратора появляется отрицательный импульс. По мере разряда конценсатора ток его разряда уменьшается, постепенно приближаясь к величине тока про текающего через резистор 3 времязадающей цепи. Если бы в устройстве отсутствовали транзисторы 6, и 5, то весь ток .разряда конденсатора протекал бы по цепи база-эмиттер транзистора 2, и при значительной величине тока, протекающего через резистор 3 времязадаюшей цепи, транзистор 2 находится в глубоком режиме насыщения, при котором напряжение на базе транзистора 1 неизменно и транзисторный эквивалент двухбазового диода из режима насыщения не выходит. При этом автоколебания мультивибратора сорваны, В предложенном устройстве часть тока разряда конденсатора 4 времязадающей цепи протекающая в коллекторной цепи транзистора 1 делится на две части; одна протекает через переход база-эмиттер транзистора 2, а вторая через коллекторную цепь транзистора 5. Так как коллекторный ток этого транзистора выбран больше, чем максимальный ток через резистор 3 времязадаюшей цепи, то неизбежно Б конце процесса разряда конденсатора 4 ток базы транзистора 2 упадет до нуля, что вызовет увеличение отрицательного напряжения на базе транзистора 1 и лавинообразное запирание транэ1сторного эквивалента двухбазового диода независимо от коэффициента передачи по току транзистора 2. При этом откроется транзистор 6, а значит запрется транзистор 5, Таким образом, происходит один цикл работы устройства. Предлагаемое устройство является автоколебательным мультивибратором, работающим в широком диапазоне частот (до 10) при значительном разбросе параметров входящих в него транзисторов. Формула изобретения Мультивибратор, содержащий транзисторный эквивалент двухбазового диода, эмиттер первого транзистора которого соединен с входным резистором, а через конденсатор - с общей шиной источника питания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности введен двухкаскадный усилитель на транзисторах с тем же типом проводимости, что и у второго транзистора, причем выход мультивибратора через двухкаскадный усилитель соединен с коллектором первого транзистора, а входнойрезистор соединен с источником управляющего сигнала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР 272358, кл, Н 03 К 3/335, 16,08.67 (прототип).

-CD-®

-О