Kazarinov 1 (Раздаточный материал), страница 11

2.ос, а) дает возможность значительно уменьшить отрицательные фронты (см. рис. 2.5, б) и увеличить предельную скважность импульсов, 55 Напряжение смещения Еб ~Ек ~~ бт. к 2Ек Т Сх)т'бз 1п — к Е~тЕб' 2Ек Т, .— Схйбх !и —. х+ б Длительности отрицательных фронтов импульсов (о 1' = Санкт! и 1 — ЕЕ( к' Я=СЯ,~ !и ! 1 — ЕЕ(Ек ' Длительности полупериодов Т, = СтЕбз !и (1+ Ее(Ек), Тз = СзЕбт !и (1+ Ее(Е„). Скважиость импульсов при Ебт=Ебз =)тб а . 1+ )и (! + ЕФ/Ек) ( 1 — Ед,/Ек ) Для Ее)Е,(0,5 предельная скважность (стах 1+!капп.

Амплитуда выходного импульса У -Е,. В схемах мультивибраторов обычно используются бездрейфовые транзисторы, предельная частота которых колеблется от 0,5 до 2 мГц. Если заданная частота колебаний высока или к длительности фронтов импульсов предъявляются повьппенные требования, используют дрейфовые транзисторы с предельной частотой от 50 до 150 мГц. Рис. 2.6.

Схема мультивибратора с фиксацией коллекторных потенциалов (а) и временные диаграммы (б) При использовании в мультивибраторах дрейфовых транзисторов необходимо учитывать, что при обратном напряжении на эмиттериом переходе порядка (0,5 — 3) В в них наступает обратимый электрический пробой, что приводит к существенному уменьшению длительности полупериодов колебаний Т, и Т, Для избежания этого в базовые цепи дрейфовых транзисторов включают диоды и вводят запирающее напряжение еб (рис. 2.6, а), 66 Сопротивления Ят и Ез и источник смещения Еб обеспечивают закрытое состояние транзисторов и исключают пробой прн выполнении условий Еб )тт,к~ко~как ~ 0~ (Iкр ) Еб!котккыт, х Напряжение на базе закрытого транзистора (рис.

2.6, б) изменяется незначительно, так как обратное сопротивление диода обычно много больше величины сопротивлений Яьх После открывания диода (момент времени тт) постоянная времени разряда ау 4 Рис. 2.6. Схема мультивибратора с базовыми диодами (о) и временные диаграммы напряжений (б) емкости резко уменьшается. Длительности полупериодов для схемы (рис.

2.6, а) определяются приближенными выражениями Длительности фронтов импульсов, генерируемых мультивибраторами на высокочастотных дрейфовых транзисторах, можно получить в 8 —:10 раз короче, чем при использовании бездрейфовых транзисторов. При использовании кремниевых диодов с малыми обратными токами можно значительно повысить температурную стабильность мультивибратора. Для этого схему рис. 2.6, а можно использовать и в мультивибраторах на бездрейфовых германиевых транзисторах. бт $2.3.

ПОРЯДОК РАСЧЕТА АВТОКОЛЕБАТЕЛЬНЫХ МУЛЪТИВИБРАТОРОВ При расчете мультивибратора обычно заданы: амплитуда выходных импульсов (/,„; период колебаний Т (частота Е) или длительности полупериодов Т, и Тх для несимметричного мультивибратора; длительность положительно~о 1~ или отрицательного фронтов импульсов коллекторного напряжения; допустимая относительная температурная нестабильность АТ!Т в заданном диапазоне изменения температуры (1 ы †. 1 ,х); сопротивление нагрузки 17„.

Расчет ведется в такой последовательности. 1. Выбирают коллекторное напряжение питания Ек. Для большинства схем напряжение Ек= — (1,1 —: 1,2) с1,„. Для схемы рис. 2.5 Ек=-(1,5 —:2,5) (7 при Е,, =-0,5Ек. 2. Выбирают тип транзистора и схему мультивибратора: а) для обеспечения надежности работы допустимое коллекторное напряжение должно быть (/кз „„„.=--.2Е.:, б) частотные свойства транзистора должны обеспечить получение заданной длительности положительного фронта импульса 1ф' и частоты Е в соответствии с (2.10) и (2.16); в) для получения заданной скважности С1 при Т, -~ Тх необходимо иметь величину коэффициента усиления р !„удовлетворяющего (2.13) для схемы рис.

2.1, а или (2.20) для схемы рис. 2.5; г) при заданной температурной нестабильности АТ1Т==5 10 ' применяют германиевые транзисторы, при АТ1Т =5 10-' рекомендуется применять кремниевые транзисторы нли схему с кремниевыми диодамн (см. рис. 2.6). 3. Выбирают величину сопротивления )7„; а) в соответствии с (2.9) Е,:" Е,!1, „„;, б) для достаточной температурной стабильности амплитуды выходного импульса Ек =".

О 05('п11кО тах! (2. 21) в) для исключения влияния нагрузки на работу схемы 17„-.=- (0,1 —: 0,2) Еп. (2.22) Если 17, малб, то следует использовать схему мультивибратора с ЭП (см. рис, 2.4). В зависимости от мощности транзистора величину сопротивления Е„выбирают в диапазоне 300 Ом —:3 кОм.

4. Величину сопротивлений Еб рекомендуется выбирать в соответствии с (2.2) и (2.15). 5. Для симметричного мультивибратора емкость С определяют по формуле (2.8), для несимметричного емкости С, и Сх рассчитывают по (2.7), (2.7а). Минимальная величина емкости С должна удовлетворять неравенству С п,~~~ С„, где ф— емкость коллекторного перехода. 6.

Относительную температурную нестабильность АТ1Т определяют из следующих соотношений: 2+ы Т+ЛТ 1+Ы и Т +Па' рп !Ч ча (2.23) где ~кО па!п~~ д йк 1кО так~6 Ек Если расчетное значение АТ1Т больше заданного, то необходимо уменьшить сопротивления 175 и 17„или применить температурную стабилизацию. ьного фчонтов 7. Длителыюсть попож!пельного и отрицательного имп льсов определяют по формулам ( .10) и ( . ). и (2 111 При этом длительность по ножи тельного фронта н у. импуль нмп льса должна быть ио; а колеченьше зада иной, а отрицательного — меньше полупер д бани й. 8. Для регулирования периода автоколебаний р асчет по 1 †: 7 производят для наибольшего значения д.

лительности периода заданного диапазона. (1 = 1ОВ; П име . Исходные данные; амплитуда импульса период повторения импульсов Т=-100 мкс; допу Р= - 'С 1 = ' 60пС; длительность положительного фронта импульса 1д -к-1 мкс; сопротивление нагрузки Е„=б кОм. Определение параметров схемы 1. Напряжение коллекторного питания Е,=1,2(7 =1,2 10=12 В, 2. Тип транзистора выбирают из условий Скд„„ть2Ек=24 В; — = — =500 кГц; !.!о ь — — .,=66 кГц. О,!5Т 0,15 100 1О'' Этим условиям уд Эт ., довлетворяют многие транзисторы. Выберем тами (1 =30 В; германиевый транзистор МП40А с параметрами =1 мГц; 5=20 —: 40; С,=60 пФ; 1кдап= = 150 мА; и 1кпп~~п=!5 мкА (при !пик=20" С); 1кп паап = 250 мкА (при 1паах = 60 С).

Выбирают простейшую схему мультивибратора (см. рис. 2.1, а). 3, Величина сопротивления )7, должна удовлетворять следующим неравенствам: Е, 12 )х„== ) ' — — 150 !О,— — 80 Ом; 0,05(! 0,05 10 17„«.— ' = ' ' .,=2 кОм; ! и 250. 10-е )7,=.0,217е=0,2 6 10а=-1,2 кОм. Так как уменьшение )7, увеличивает мощность, потребляемую схемой, принимаем 17„=1,2 кОм. 4. Величина базового сопротивления 17а прп Р !„=20 и и=-2 20 17е =.— ''17а — — . 1,2.

10'=!2 кОм. Принимаем 17,=!2 кОм. 6. Времязадающая емкость С Т !00. 1О а С= = — — — =-6000 пФ. 1,4Ре 1,4 12 пи Принимаем С=6200 пФ. 6. Температурная несгабильность ЛТ1Т: зео яилнл 15 10 ' 12 !Оа к !хе „, х)се 250 10 е 12, 10а н 2-1-Ы 2-',-О,!5 Т+ЛТ 1+с' 1+0,15 1и —, 1и — ' Т 2 +ъ" 2+0,25 1и — в 1и— !+ " 1+025 ЛТ1Т =0 18 = — ! 8%. 7. Длительность положительного фронта импульса 0,5 (ф!,з ',.=0,6 мкс. 1 10а 8. Длительность отрицательного фронта импульса 140 з=-2,3Сйа=2,3 6200 10ма 1,2 !Оа=!7,1 мкс.

й 2.4. ЖДУЩИИ МУЛЪТИВИБРАТОР С КОЛЛЕКТОРНО- БАЗОВЫМИ СВЯЗЯМИ Схема ждущего мультивибратора с коллекторно-базовыми связями и временные диаграммы, поясняющие прннпип действия схемы, приведены на рис. 2.7. Схема представляет двухкаскадный усилитель с емкостной связью, выход которого через делитель Ьы )7а соединен с базой первого транзистора Т„что обеспечивает положительную обрат- 60 ную связь.

Конденсатор С, выполняет роль ускоряющей емкости. Длительность выходного импульса регулируется при помощи потенциометра )7„ы В состоянии устойчивого равновесия транзистор Т, открыт и насыщен прн условии (2.24) Й «Р)ока. Позтому и,а=-(1х„е 0; 1„а=Е,1Рх„; 1ее — Е„(Р. Транзистор Т, закрыт во всем диапазоне изменения температур при выполнении неравенства Еа у, Я,йе .)(. а мех)( 1 Е Откуда !7а «Ее11ко мах ° (2 26) Величина источника базового смещения Ее — — (0,1 —:0,2) Е„.

(2.26) Напряжение на коллекторе транзистора Ть! и„! = Е, — 1ае)7хы б1 а транзистор Т, закрыт. Длительность закрытого состояния транзистора Те определяется временем пере- заряда емкости С (от значения ис — — Е„до ис = О) и равна длительности импульса (рис. 2.7, б) генерируемого схемой с!ВЕ +'«Р+ Еа+ !кон (2.27) где ~е! а= —. )ха! Под действием запускаю щего импульса (положительной полярности на коллектор транзистора Т, или отрицательной на его базу) схема переходит в квазиустойчивое состояние равновесия, при котором транзистор Т, открыт и насыщен, Рис.

2.7. Схема ждуи!его мультивибрэтора с коллевторио-базовыми связями (а) и времеииые диаграммы (б) Если движок потенцнометра находится в нижнем положении (а= 1), то выражение (2.27) примет вид га = ЯС !п ~+. 1!Ри Ек)) 1кб игах)х 1к РС !и 2=0,717С. Кг Ф)хг„то 1п=РС !п(1)-а), (2.28) Если Для обеспечения насыщения транзистора Т, во всем диапазоне изменения температур необходимо выполнить условие нпг!п1бг 1ким (2.29) где Ек Еб Екг+ Еа Яг Подставляя в неравенство (2.29) значения 15, и 1ки„получим Ек Еб! Ек )).0(,-" ..

— '.)- —.'Е Обычно выбирают 1г„г=.й„г=Р, и тогда, решая последнее неравенство относительно 1г„получнм (2.30) Еб (! ьп гв игах 4 6РкгС. (2.32) Восстановление схемы должно закончиться до прихода следующего запускающего импульса, поэтому в игах Т (2.33) где Т вЂ” период повторения запускающих импульсов. Амплитуды выходных импульсов транзисторов Т, и Т,: (ута = (Е, — 1,п)гкг) и„, = (Е, — 1,,17„п) —.~' — = Е„ агг к ка кг о+о ко+а Выходные импульсы предпочтительнее снимать с коллектора транзистора Т,, где форма импульса значительно лучше (рис. 2.7, б). Время восстановления схемы после второго опрокидывания определяют временем заряда конденсатора С 1, 4,6К~ С.