Ждущий мультивибратор

Мультивибратор, работающий в автоколебательном режиме и не имеющий состояния устойчивого равновесия, можно превратить в мультивибратор, имеющий одно устойчивое положение и одно неустойчивое положение. Такие схемы называются ждущими мультивибраторами или одновибраторами, одноимпульсными мультивибраторами, релаксационными реле или кипп-реле. У мультивибраторов такого типа частота следования импульсов определяется частотой следования запускающих импульсов, а остальные параметры определяются внутренними элементами схемы.

Перевод схемы из устойчивого состояния в неустойчивое происходит путем воздействия внешнего запускающего импульса. В неустойчивом положении схема находится в течение некоторого времени в зависимости от её параметров, а затем автоматически, скачком возвращается в первоначальное устойчивое состояние.

Для получения ждущего режима в мультивибраторе, используется схема, показанная на рис. 5.

Рис. 5 - Ждущий мультивибратор

В исходном устойчивом состоянии транзистор VT1 закрыт. Когда на вход схемы приходит положительный запускающий импульс достаточной амплитуды, через транзистор начинает проходить коллекторный ток. Изменение напряжения на коллекторе транзистора VT1 передается через конденсатор С2 на базу транзистора VT2. Благодаря ПОС (через резистор R4) нарастает лавинообразный процесс, приводящий к закрыванию транзистора VT2 и открыванию транзистора VT1. В этом состоянии неустойчивого равновесия схема находится до тех пор, пока конденсатор С2 не разрядится через резистор R2 и проводящий транзистор VT1. После разряда конденсатора транзистор VT2 открывается, а VT1 закрывается, и схема возвращается в исходное состояние.

Порядок работы

1. Собрать схему мультивибратора и подключить к нему осциллограф (рисунок 6);
2. С помощью осциллографа измерить основные параметры одного из сигналов при R1 = 7 кОм, R2 = 4 кОм, C1 = C2 = 10 мкФ;
3. С помощью осциллографа измерить основные параметры одного из сигналов при R1 = R2 = 5 кОм, C1 = 2 мкФ, C2 = 1,5 мкФ;
4. С помощью осциллографа измерить основные параметры одного из сигналов при R1 = R2 = 5 кОм и C1 = C2 = 1 мкФ;
5. Рассчитать теоретические параметров сигналов значения для каждого случая. На основе анализа значений выявить зависимость между параметрами схемы и параметрами выходного сигнала;
6. Построить временные диаграммы перезаряда конденсатора и выходного сигнала;
7. На основе анализа временной диаграммы выявить принцип работы мультивибратора.

Рис. 6. Схема для измерения параметров выходного сигнала

Примечание:

1. При построении диаграмм желательно произвести следующие настройки:
   Меню Analysis -> Analysis Options -> вкладка Transient
   Transient Analysis Integration Method = GEAR
   Меню Analysis -> Analysis Options -> вкладка Instruments установить флажок Pause adter each

screen масштаб по оси X - 2мс/деление.

Контрольные вопросы

1. Каков принцип работы мультивибратора?
2. Какие параметры схемы мультивибратора влияют на параметры выходного сигнала?
3. Какую функцию в электронных устройствах выполняют мультивибраторы? Сигналы, какой формы вырабатываются мультивибраторами?
4. В чем основное отличие между мультивибратором, работающим в автоколебательном режиме от мультивибратора, работающего в ждущем режиме?
5. Поясните термины: устойчивое состояние, квазиустойчивое состояние.
6. Приведите схему мультивибратора, работающего в автоколебательном режиме. Поясните назначение каждого элемента в схеме.
7. Поясните процесс возникновения и существования релаксационных колебаний в такой схеме.
8. Покажите путь заряда одного из конденсаторов в схеме. Поясните, на какой из параметров выходного сигнала оказывает влияние процесс заряда конденсатора.
9. Покажите пути двух составляющих тока базы открытого транзистора.
10. Что влияет на длительность заднего фронта импульса?
11. Покажите путь перезаряда конденсатора, заряженного в течение формирования предыдущего полупериода.
12. На какой из параметров выходного импульса оказывает влияние процесс перезаряда конденсатора?
13. Чем определяется амплитуда импульсов на выходе мультивибратора, работающего в автоколебательном режиме?
14. В чем разница в форме выходных напряжений в симметричном и несимметричном мультивибраторах?