Одновибратор на ОУ

Одновибратор, или ждущий мультивибратор, или спусковая схема является формирователем одиночного импульса прямоугольной формы и определенной длительности. Схема одновибратора приведена на рисунке 4.2.10, а). Практически основой здесь служит схема мультивибратора по рисунке 4.2.8., а) с той лишь разницей, что параллельно конденсатору С1 несимметричный мультивибратор включен диод V1 таким образом, что при U_вых=-U_выхm шунтирует эту емкость, чем обеспечивает ее разряженное состояние. Цепочка С2R2 является дифференцирующей, а диод V2 обеспечивает прохождение только положительных запускающих импульсов. Работа проиллюстрирована на диаграммах (рис. 4.2.10, б)). В исходном состоянии, т.е. при t<t₁ имеем U_вх=0 и будем считать, что ранее компаратор был приведен в состояние, при котором U_вых=-U_выхm. Конденсатор С1 при этом разряжен, т.к. V1 шунтирует его при указанной полярности U_вых. Напряжение ПОС при этом равно:

,

т.к. диод V2 открыт и R1 параллельно R2 или:

U_ос=-U_выхm·æ^’;

При подаче в момент t₁ положительного входного импульса U_вх>0 к прямому входу прикладывается напряжение большее по абсолютной величине, чем Uос, т.е. |U_вх|>|U_oc|.

Напряжение на прямом входе становится положительным, и компаратор переключается, напряжение на его выходе становится равным U_вых=+U_выхm,

а) б)

Рис.4.2.10. а) Одновибратор (ждущий мультивибратор); б) Диаграммы поясняющие работу одновибратора.

а напряжение обратной связи:

æU_выхm (т.к. V2 закрыт).

Конденсатор С₁ заряжается под действием напряжения U_выхm через сопротивление R с постоянной заряда Т_зар=RC1. В момент t₂ напряжение на емкости достигает значения U_{о с}, т.е.

U_с(t₂)=U_ос(t₂)=+æU_выхm.

(Напряжение U_о меняет знак и становится <0, т.е. U_o=U_ос-U_с<0). В момент t₂ компаратор переключается и U_вых=-U_выхm.

С момента t₂ начинается процесс восстановления, а именно: С1 разряжается через R до нуля с постоянной времени Т_пер=С1·R. При U_с(t₃)=0 открывается диод V1 и шунтирует емкость С1, т.е. в момент t₃ восстановление завершается и одновибратор готов к приходу следующего запускающего импульса. Показано, что длительность генерируемого импульса зависит от RC1, U_выхm и U_с(t₂)=æU_выхm в соответствии с выражением:

А длительность времени восстановления t_в=t₃-t₂, определяется так:

Регулировка длительности импульса может быть осуществлена изменением R и С1, либо изменением соотношения R1/R_ос, т.к. в последнем случае меняется U_с(t₂), а с ним и время, в течение которого конденсатор С1 заряжается до него.

В связи с низкой помехоустойчивостью схем с ПОС надо, чтобы в исходном состоянии U_ос=-U_выхm·æ, было бы выше уровня помех, а амплитуда входного сигнала достаточно большой, чтобы обеспечить переключение компаратора.