Мультивибратор Советский патент 1980 года по МПК H03K3/281 

(54) МУЛЬТИВИБРАТОР Изобретение относится к радиотехнике, в частности к имвульеной технике, и может быть использовано для формирсжанка биполяртых импульсов заданной длительности и периода, в устройствах модуляции дпительносте импульсов или перкода и в, устройствах генерошн импульсов ивфранЕэких частот. Известны мультивибраторы, выполяен ные на операционных усилителях, в которых положительная обраА-ная связь осуществляется через резистивный делитель, а отрицательная обратная связь осуществляется через интегрирующую RC-аепочку. Цепь отрицательной обратной связи может быть выполнена на резистивном деш1тепе, а цепь положительной обратной связи может быть выполнена в виде дифференцирующей RC-4jeno4KH. Посредством указанных цепей осуществляется подача имвуш са с выхода усилителя на веинвертирух щий и инвертирующий входы усилителя lj Существенными недостатками извесои ных устройств являются взаимное влияние изменения длительности импульса на nspktоа следования импульсов и наоборот, а также малый днапаэся регулировання коа скважвости гевернруемых импульсов. Известен мультвви тор, ссоержашв операцжишый усяпитель, вкход которого через рез11ст1вный делитель соединен с инвертирующем вхоаом,а через ковпевсеаор - с резистором 2. Существешсыми ведостатками известного устройства являются влияние изменения длительности импульса на период ( следования и наоборот, а также малый диапазон изменения коэффициента скважности генерируемых импульсов. Целью нзо зетевия является обеспечение регулирсжавия периода следования им пульсов тфв сокрайевви вх длительноста оостояняД при одЕювременвом уввличенвн скважностя гбюрируемых. импульсов. Для этого в мульт1твбрвтор,содержащий ожрвпйонный усилитв11Ь| выход KoTopotx) 37 через резистивйый делитель соединен с и вертирующим входом, а через конденсатор с резистором, введены резистор, тюлево транзистор и конденсатор, одна обкладка которого соединена с выходом отюрацион кого усилители, а другая через резистор с источником смещения, и непосредственно - с здтвором тюлевого транзистора, ис ток которого соединен с обдей щиной, я сток через резистор - с неинвертирующим входом Ьперадио1шого усилителяг На . 1 представхЕна тфиниттиальная схема мультивибратора} на фиг. 2 - atiKV. ры напряжений в различных точках этого мультивибратора. Мультивибратор содер кит интегральный операционный усилитель 1, цепь отрицательной обратной связи Hia резисторах 2 и 3, цепь тхолойсительной обратной связи на дифференцирующем конденсаторе 4 и утфав ляемом резисторе в виде тюлевого травзистора 5, дополнительный конденсатор 6, резистор 7 и дотюлнителышй резистор 8. Работа мультивибратора происходит сле дующим образом, Пpeд«OJfaгaeтcя, что в исходном состоянии операционный усилгггепь 1 находится в насыщении с положительным напряжением на выходе (фиг. 2а). Перепад напряжения с выхода усилителя 1 через дшКь. ференцирующий конденсатор 4 поступает на сток полевого транзистора 5 и (lepee резистор 8 - на неинвертирующий вход усилителя 1 (фиг. 2в}. Такой же перепад напряжения через конденсатор 6 и резистор i 7 поступает на затвор долевого транзистора 5 и полностью открывает его, и сопротивле1ше промежутка сток-исток минимально (фиг. 2с). Часть выходного напряжения через резист шный делитель на резисторах 2 и 3 поступает на инвертиру.ющий вход усилителя 1 (фиг. 2а). В начальный момент положительная амплитуда перепада напряжения В на нвитертирукмцем входе значительно тфевышает амплитуду полохсительиого напряжения на инвертирующем входе, и усилиа ель 1 находится в насыщении с положительным напряжением на выходе. По мере перез яда конденсатора 4 через сопротивление промежутка сток-исток полевого транзистора 5 амтшитуда положительного натфяжеаия на неинвертирующем входе усилитгелн 1 уменьшается и через некоторое время становится равной амплитуде натфяжения на инвертирующем входе. В этот момент усилитель 1 скачком переходит в npyvoe насыщенное состояние с 2д отрицательным напряжением на выходе, и снова начинается процесс перезаряда конденсатора 4. Отрицательная амплитуда перепада напр51жения с выхода усилителя 1 через конденсатор 4 поступа;ет па исток noJBBoro транзистора 5 и через резистор 8 - на неинверти укядий вход усилителя 1. При отрицательном напрзаисении на выходе усилителя 1 функции стока и истока полевого транзистора 5 меняются местами, т.е. сток становится истоком и наоборот, Перепад напряжения с отрицательной амплитудой через конденсатор 6 и резистор 7 псступает на затвор полевого транзистора 5 и полностью закрывает его, в результате чего резко увеличивается сопротивление промежутка исток-сток полевого транзистора 5. Часчъ 15ыходного напряжения с отрицательной амплитудой через резисторы 2 и 3 поступает на инвертирующий вход усилителя 1. В начальный момент отрицат вп ная амтшктуда перепада напряжения б неинвертирующего входа усилителя 1 значительно превыщает амплитуду отрицательного напряжения на инвертирующем входеи усилитель 1 находится в насыщении с отрицательным напряжением на выходе. Поскольку в начальный момент отрицательное напряжение на затворе ПОЛЕВОГО тран зистора 5 значительно ниже напряжения отсечки, то транзистор 5 полностью за&. рыт пока не произойдет разряд напряжения на конденсаторе 6 через резистор 7 до напряжения смещения-И.,которое можно регулировать от напряжения до нуля. Таким образон, до тех пор, пока по;квой транзистор 5 полностью закрыт, отсутствует разряд конденсатора 4 в течение промежутка времени дЬ и соответственно на это время увеличивается период генерируемых импульсов. Для уменьшения токов З течек и увеличения входного сопротивления усилителя 1 включен резистор 8. По истечешет времени д1 и разряда конденсатора 6 напряжение смещения затвора уменьшается до постоя1шого напряжения И, открывается полевой трапзисто 5, сопротивланне .промежутка исток- сток которого зависит от величины смещения Й-. . После открытия полевого тракзистора 5 начинается процесс разряда конденсатора 4 через промежуток исток-сток полевого транзистора 5. Следовательно, время разряда конденсатора 4 и соответственно период генерируемых импульсов мож.но регулировать как изменением величины , постоянногх) смещения - И., так и изменевием тюстоянной времени разряда конденсатора 6.

По мере разряда конденсатора 4 алпши туда напряжения 6 неинвертирукдцего входа становится равной амшштуде натфяЖения на инвертирующем входе, и в этот момент усилитель 1 скачком переходит в исходное насыщенное состояние с положи-. тельным нацряжением на выходе. В дальнейшем процесс работы мультивибратора повторяется снова.

Таким образом, в предлагаемом мультивибраторе можно осуществить дискретное изменение длительности и периода еледовани11 импульсов изменением номинала; емкости дифференцирующего конденсатора, а затем при сохранении постоянным этой длительности импульсов можно изменять период генерируемых импульсов как изменением величины постоянного напрясження смещения затвора полевого транзистора, так и изменением постоянной времени разряда дополнительной НС-депочки. Посколь- ку входное сотфотивление полевого транзистора очень велико, то постоянную времени разряда дополнительной БЮ-десочки моишо изменять в очень широких пределах при этом ве изменяется длительность гэнерируемых импульсов, а это позволяет

резко повысить коэффициент скважности генерируемых импульсов.

Формула изобретения

Мультивибратор, содержащий операциоаный усилитель, выход которого через резистивный делитель соединен с инверти- рующим входом, а через конденсатор с резистором, отличающийся JTBM, что , с целью обеспечения регули;ров периода следования импувьсов при ;сохранеш и их длительности постоянвгой 1При одйовременном увеличении скважвос ти генерируемых импульсов, в него введены резистор, полевой транзистор и ко денсатор, одна обкладка которого соединена с выходом операционного усилителя, а другая - через резистор с источником смещения, и непосредственно с затвором полевого транзистора, исток которого соединен с щивой, а сток - через резистор с веинвертирующим входом операционного усилителя.

Источники информаци(1, пришпые во внимание прк экспертизе

1.Патент США № 3486133, кл. 331-И1, 1972.

2,ceotyton Q.8. MuftlivtbrCTtors-ireerunn os monotitabu and bv-staM c rcui -Wi re ;eseV7.-9,A/ 1451, 1973 (прототип).

b

Чбыи

41

Г

-т-ff

Фи1.

Фиг. I