Мультивибратор Советский патент 1982 года по МПК H03K3/281 

(54) МУЛЬТИВИБРАТОР

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнически;х устройствах и системах автоматики в качестве генератора с модулиро-, ванной частотой.

Известны устройства, в которых частота выходных импульсов может изменяться в широком диапазоне 1.

Однако эти генераторы не обладают достаточной линейностью регулирования.

По основному авт. св. № 479224 известен мультивибратор, который содержит транзисторы с резисторами в коллекторных цепях, времязадающие элементы, состоящие из транзистора и конденсатора, связанные через диоды с коллекторными цепями транзисторов мультивибратора, и диодную цепь запуска, при этом конденсатор каждого времязадающего элемента подключен к коллектору и базе транзистора этого элемента, база транзистора элемента соединена через диод с общей шиной, коллектор соединен с соответствующим диодом цепи запуска, а эмиттер - с базой соответствующего транзистора мультивибратора 2.

Известный мультивибратор позволяет линейно управлять длительностью и частотой следования генерируемых импульсов при помощи изменения положения подвижного контакта потенциометра, т. е. изменения величины напряжения управления, от единиц микросекунд до единиц секунд при

5 незначительных величинах емкости времязадающих конденсаторов. Кроме того, мультивибратор позволяет модулировать длительность и частоту генерируемых импульсов по закону изменения амплитуды входных

,Q (модулирующих) импульсов положительной полярности.

Недостатком устройства является то, что глубина модуляции длительности и частоты следования формируемых импульсов зависит от положения подвижного контакта потен15 циометра.

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей путем получения независимости глубины модуляции по частоте от величины напряжения управления 20 и формы модулирующего сигнала.

Указанная цель достигается тем, что в известный мультивибратор дрполнительно введены два транзистора, резисторы и два конденсатора, при этом коллектор первого транзистора через резистор соединен с источником питания устройства, а эмиттер через потенциометр подключен к коллектору второго транзистора, который соединен через конденсатор с базой первого транзистора и со средней точкой первого делителя на резисторах, эмиттер второго транзистора соединен с источником напряжения смещения, а база его подключена к средней точке второго делителя на резисторах и через конденсатор соединена с источником модуляции, причем оба делителя на резисторах подключены между источниками питания и смещения.

На чертеже приведена схема предлагаемого мультивибратора.

Мультивибратор содержит устройство 1, транзисторы 2 и 3. База транзистора 2 соединена с цепью смещения первого делителя напряжения, состоящего из резисторов 4 и 5. Коллектор транзистора 3 соединен через конденсатор 6 с базой транзистора 2. Коллектор транзистора 2 соединен через резистор 7 с источником питания. База транзистора 3 соединена с цепью смещения, состояа1ей из резисторов 8 и 9 второго делителя напряжения, и подключена к выходу источника модуляции через конденсатор 10. Кроме того, мультивибратор содержит потенциометр 11.

Мультивибратор работает следующим образом.

В исходном состоянии при включенном напряжении питания и отсутствии модулирующего сигнала на входе мультивибратор работает в автоколебательном режиме и генерирует прямоугольные импульсы на выходах, длительность и частота следования которых определяется величиной напряжения управления, т. е. положением подвижного контакта потенциометра 11. Транзисторы 2 и 3 дополнительно введенной схемы модуляции открыты, но не насыщены, так как рабочая точка транзисторов 2 и 3 выбирается на середине прямолинейного участка их динамической характеристики (режим класса А с малыми нелинейными искажениями).

Выбор рабочей точки транзисторов 2 и 3 осуществляется при помощи цепей смещения и термостабилизации резисторов 4, 5 и 8, 9 соответственно. Через потенциометр 11 протекает постоянный по величине ток, который создает падение напряжения на потенциометре. При помощи изменения положения подвижного контакта потенциометра 11 можно управлять длительностью и частотой следования генерируемых импульсов. Для транзистора 3 коллекторной нагрузкой является потенциометр 11, переход эмиттерколлектор транзистора 2 и резистор 7, а для транзистора 2 эмиттерной нагрузкой является потенциометр 11 и переход коллектор-эмиттер транзистора 3.

Модуляция длительности и частоты следования выходных импульсов мультивибратора производится путем подачи сигнала любой формы от источника модуляции через конденсатор 10 на базу транзистора 3. С приходом сигнала положительной полярности транзистор 3 еще больще открывается,

отрицательный перепад напряжения с его коллектора подается конденсатор 6 на базу транзистора 2, который подзапирает этот транзистор. В результате сопротивление перехода коллектор-эмиттер транзистора 3 уменьщается, а сопротивление коллектор-эмиттер транзистора 2 возрастает на величину уменьщения сопротивления транзистора 3. Таким образом, суммарное сопротивление транзисторов 2 и 3 остается постоянным, т. е. происходит только перераспределение сопротивлений между ними. Падение напряжения на переходе транзистора 2 возрастает после того, как на переходе транзистора 3 падение напряжения уменьщается на эту величину и первоначально выставленное управляющее напряжение на выходе потенциометра 11 уменьщается. Следовательно, период повторения выходных импульсов уменьшается, а частота следования генерируемых импульсов увеличивается. С приходом модулирующего

сигнала отрицательной полярности аналогичным образом сопротивление перехода транзистора 2 уменьщается, а транзистора 3 - увеличивается. Поэтому величина управляющего напряжения с выхода потенциометра 1, а также период повторения формируемых импульсов возрастают, частота следования, генерируемых импульсов соответственно уменьщается. Такое схемное включение транзисторов 2 и 3 позволяет реализовать мостовую схему сопротивлений

на активных элементах, поэтому суммарное сопротивление транзисторов 2 и 3 постоянно и не зависит от полярности модулирующего сигнала.

Ток, протекающий через потенциометр 11, неизменен, так как рабочие точки транзисторов 2 и 3 выбраны на середине линейного участка характеристики. Насколько одна из них под воздействием модулирующего сигнала перемещается вверх, настолько другая рабочая точка смещается вниз. Общая рабочая точка на динамической характеристике для обоих транзисторов остается неизменной, хотя для каждого из них в отдельности она смещается под воздействием сигнала в противоположные стороны. Таким образом, при модуляции длительности и частоты следования генерируемых импульсов мультивибратора входным сигналом любой формы, исходя из принципа линейности преобразования величины амплитуды напряжения в сопротивление, происходит

перераспределение сопротивлений транзисторов 2 и 3, причем насколько в одном из них сопротивление перехода между коллектором и эмиттером возрастает, настолько в другом транзисторе сопротивление перехода уменьшается. Поэтому положение движка потенциометра 11, т. е. величина начального напряжения управления, не влияет на глубину частотной модуляции выходных импульсов. Первоначально установленное напряжение управления является началом отсчета, относительно которого лежит постоянная область модуляции. Кроме плавного изменения частоты генерации, потенциометром 11 можно производить также частотную модуляцию генерируемых импульсов по любому известному закону. Причем глубина модуляции по частоте не зависит от величины первоначально установленного напряжения управления потенциометром 11 и формы модулирующего сигнала. Формула изобретения Мультивибратор по авт. св. № 479224, ог.д«чак ы4«йся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путем получения независимости глубины модуляции по частоте от величины напряжения управления и формы модулирующего сигнала, в него введены два транзистора, резисторы и два конденсатора, причем коллектор первого транзистора через резистор соединен с источником питания устройства, а эмиттер через потенциометр подключен к коллектору второго транзистора, который соединен через конденсатор с базой первого транзистора и со средней точкой первого делителя на резисторах, эмиттер второго транзистора соединен с источником напряжения смещец я, а база его подключена к средней точке второго делителя на резисторах и через конденсатор соединена с источником модуляции, причем оба делителя на резисторах подключены между источниками питания и смещения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Дьяконов В. П. Широкодиапазоннын автоколебательный мультивибратор на ИМС типа ТТЛ.-«Приборы и техника эксперимента, 1976, № 2, с. 103. 2. Авторское свидетельство СССР № 479224, кл. Н 03 К 3/281, 1975 (прототип).