10-дәріс
Мультивибраторлар
Мультивибраторлар
деп аталатын генератордың басқа генераторлардан
артықшылығы, оның тіктөртбурышқа жуық импульстік сигналдар беруі және онда
интегралдық технологиямен үйлесуі нашар индуктивтік элементтердің болмауы.
Мультивибраторлар электрониканың импульсті құрылғылар класына жатады.
Мультивибраторлар деп RC-тізбегінің конденсаторларының разрядының және зарядының
арқасында пайда болатын тік бұрышты импульстердің релаксациондық генераторы
айтылады. Мультивибратор оң кері байланысты 2 күшейткіш түрінде болады. Бір
каскадтың шығыс кернеуі кері байланыс тізбегі арқылы 2-ші каскадтың кірісіне барады. 2
каскадта да транзисторлар кілттік режимде жұмыс істейді.
Кілттік режим (1-сурет) кілттің 2 күйімен сипатталады «включено- қосылған,
выключено - ажыратылған». Ажыратылған кілт кезінде і=0, ал U=Е болады, тұйық кілт
кезінде і=Е/R, U=0. Ажыратылған кілттің кедергісі шексіз үлкен, ал тұйық кілттің
кедергісі 0-ге тең. Негізінде кілттерде тоқтар және «включено - выключено» күйлеріне
сәйкес келетін шығыс кернеудің деңгейлері активті элементтің түріне және
параметрлеріне тәуелді. Бір күйден 2-ші күйге ауысу тез емес, активті кедергінің
инерциондығына байланысты уақыт өтуімен болады.
1-сурет. Жұмыс істеу диаграммасы
Транзисторлы кілттің (2-сур) сүлбесі бойынша ортаќ эмиттерлі күшейткіштен
айырмашылығы шамалы. Бірақ транзистор 2 күймен сипатталатын кілттік режимде
жұмыс жасайды.
1 - ші күйді ( транзисторлардың шығыс сипаттамасындағы А1 нүктесі, 3 - сурет)
тоқтату режим деп аталады. Тоқтату режимінде тоқ I=0, коллекторлы тоқ I бастапқы
коллекторлы тоққа тең, ал коллекторлы кернеу U=Е. Тоқтату режим базаның теріс
потенциалы кезінде болады. 2-ші күйді (А2 нүктесі ) қанығу режим деп аталады. Қанығу
режимі базаның оң потенциалы кезінде болады. Ашық эмиттерлі ауысудың кедергісі оң
болғандықтан базалық тоқ көбінесе R кедергісімен анықталады I=U/R. Коллекторлы
ауысу да ашық, коллекторлы тоқ I=E/R, ал коллекторлы кернеу 0-ге тең емес.
Тоқтату режимінен қанығу режиміне ауысу үшін оған оң кіріс кернеудің
жоғарлауына шығыс кернеудің төмендеуі сәйкес келеді және керісінше. Мұндай кілтті
инверттеуші және инвертор деп аталады. Мультивибраторлар көп жағдайда 2 режимде
істейді: тосу немесе бір жүрісті мультивибратор, автотербелістер. Тосу режимінде
релаксатордың 2 күйі бар: орнықтылы тепе-теңдік күй және квази тепе-теңдік күй. Бір
күйден 2-ші күйге өту сыртқы іске қосылу импульсі әсерінен, ал кері ауысу, құрылғының
параметрлерімен анықталатын, уақыт өтуімен өздігінен болады. Күту режимінде
релаксаторпараметрлері бір импульсті генерациялайды. Автотербеліс режимінде
релаксаторда орнықты тепетеңдік күй болмайды, онда тек 2 квазитепе-теңдік күйі болады.
Релаксатор бір квази тепе-теңдік күйден 2-шісіне сырттан әсерсіз өте береді. Ол
параметрлері релаксатордың параметрлеріне тәуелді импульсті генерациялайды.
Релаксатор бір квази тепе-теңдік күйден 2-шісіне сырттан әсерсіз өте береді. Ол
параметрлері релаксатордың параметрлеріне тәуелді импульсті генерациялайды.
Коректену болғаннан кейін сүлбе орнықты күйге түседі. Бұл ығысу көзінің
транзистордың базалық тізбегіне қосылуымен қамтамасыз етіледі. Бұл күйде Т1
транзисторы жабық, Т2 транзисторы ашық. Т1 транзисторының Т2 транзисторымен
байланысы С2 конденсаторы арқылы болады. С2 конденсаторы бастапқы күйде Uс1 = -Ек
кернеуге дейін зарядталған. C2R4 тізбегі және диод арқылы Т2 транзистордың базасына
қысқа теріс іске қосушы импульстің U әсері жалғыз вибратордың төңкерілуіне әкеледі.
Бұл күйде Т1 қаныққан транзисторының коллектор-эмиттер Ек кернеуге байланысты. С1
конденсаторындағы кернеу Т2 база эмиттер транзисторының кернеуіне тең дейміз. С1
конденсаторының оң астарының потенциалы +Ек-ға ұмтылады, ал сол астары 0-ге
ұмтылады. Алайда бұл тез болмайды, ол Rк1 резисторы арқылы Ек көзінен С1
конденсаторының зарядына байланысты жалғызвибратордың шығыс қысқыштарын да
түрі жағынан тік бұрышқа жақын кернеудің оң импульсі Uк2 пайда болады.
Жалғыз импульстың ұзақтығы t, Т2 қаныққан транзисторы арқылы С1
конденсаторының қайта заряд уақытымен анықталады. C1R1 тізбегін уақыт беруші деп
аталады. Оның параметрлерінің өзгерісі арқылы жалғыз-вибратордың импульсінің
ұзақтығын реттеуге болады. Қалпына келтіру уақыты С1 конденсаторының заряд
уақытының тұрақтысымен анықталады. Rк1 < R1 болғандықтан tвосіске қосушыимпульс жалғыз-вибратордың кірісіне
t =tu+tвос уақытына беріледі.
5-суретте автотербеліс режимінде жұмыс істейтін мультивибратордың сүлбесі және
оның шығыс дабылдарының уақыттық диаграммасы көрсетілген. Бұл сүлбенің жалғыз-
вибратордан айырмашылығы: Т2 транзисторының коллекторы мен Т1 транзисторының
арасындағы байланыс – сыйымдылықты, ал R2 резисторы +Ек көзіне жалғанған.
Мультивибратордағы 2 каскадта бірдей болғандықтан, көректену қосылғаннан
кейін 2 транзистордегі де коллекторлы тоқтар тең болулары керек еді. Бірақ флуктуация
нүкте нәтижесінде қандай да бір транзистордың коллекторлы тоғы өзгереді. Т1
коллекторлы тоғы 1-неше шамаға өзгереді делік. Бұл Uк1 кернеуінің төмендеуіне әкеледі.
С14 конденсаторындағы кернеу секірмелі түрде өзгермегендіктен коллекторлы U-дің
түсуі Т2 базасына беріледі. Ол Т2 коллекторлы тоғының төмендеуіне әкеледі. Соңғысы
Uк1 кернеуі және Iк1 коллекторлы тоғын жоғарылатады. Iк1 коллекторлы тогының өсуі
және Iк2 коллекторлы тоғының төмендеуі процесі көшкін тәрізді басталып, Т1-толық
ашық, ал Т2-толық жабық болғанда аяқталады. Бұл күйі орнықсыз күйі. С2 конденсаторы
разрядталған , ал С1 конденсаторы Ек көзінің кернеуіне дейін зарядталған.
Мультивибратордағы 2 каскадта бірдей болғандықтан, көректену қосылғаннан
кейін 2 транзистордегі де коллекторлы тоқтар тең болулары керек еді. Бірақ флуктуация
нүкте нәтижесінде қандай да бір транзистордың коллекторлы тоғы өзгереді. Т1
коллекторлы тоғы 1-неше шамаға өзгереді делік. Бұл Uк1 кернеуінің төмендеуіне әкеледі.
С14 конденсаторындағы кернеу секірмелі түрде өзгермегендіктен коллекторлы U-дің
түсуі Т2 базасына беріледі. Ол Т2 коллекторлы тоғының төмендеуіне әкеледі. Соңғысы
Uк1 кернеуі және Iк1 коллекторлы тоғын жоғарылатады. Iк1 коллекторлы тогының өсуі
және Iк2 коллекторлы тоғының төмендеуі процесі көшкін тәрізді басталып, Т1-толық
ашық, ал Т2-толық жабық болғанда аяқталады. Бұл күйі орнықсыз күйі. С2 конденсаторы
разрядталған , ал С1 конденсаторы Ек
Мультивибратордағы 2 каскадта бірдей болғандықтан, көректену қосылғаннан
кейін 2 транзистордегі де коллекторлы тоқтар тең болулары керек еді. Бірақ флуктуация
нүкте нәтижесінде қандай да бір транзистордың коллекторлы тоғы өзгереді. Т1
коллекторлы тоғы 1-неше шамаға өзгереді делік. Бұл Uк1 кернеуінің төмендеуіне әкеледі.
С14 конденсаторындағы кернеу секірмелі түрде өзгермегендіктен коллекторлы U-дің
түсуі Т2 базасына беріледі. Ол Т2 коллекторлы тоғының төмендеуіне әкеледі. Соңғысы
Uк1 кернеуі және Iк1 коллекторлы тоғын жоғарылатады. Iк1 коллекторлы тогының өсуі
және Iк2 коллекторлы тоғының төмендеуі процесі көшкін тәрізді басталып, Т1-толық
ашық, ал Т2-толық жабық болғанда аяқталады. Бұл күйі орнықсыз күйі. С2 конденсаторы
разрядталған , ал С1 конденсаторы Ек көзінің кернеуіне дейін зарядталған.
Мультивибраторлар логикалық элементтерде де құрылуы мүмкін. “ЖӘНЕ-ЕМЕС,
И-НЕ” логикалық элементтерінде құрылған жалғыз вибратордың схемасы 6-суретте
көрсетілген. Берілген күйде Э1 элементі жабық, ал Э2 элементі ашық деп есептейміз. Ол
үшін жалғызвибратордың шығысында “1” дабылы әрекет етуі керек (кернеудің жоғарғы
деңгейі). R резонаторындағы кернеу Э1 элементінің кішкене тоғымен анықталғандықтан,
Э1 элементінің шығысындағы кернеу 0-ге тең болады, конденсатор арқылы тоқ болмайды.
Э1 элементінің шығысында “1” дабылы болады, ал Э2 элементінің шығысында – “0”
дабылы болады, С конденсаторы разрядталған. Іске қосу импульсі “0” әсер еткенде Э2
элементі кірісінде жабылады, оның шығысында “1” дабылы пайда болады. Бұл дабыл С
конденсаторы арқылы Э1 элементінің кірісіне беріледі, оның шығысында “1” дабыл пайда
болады. Квазитепе-теңдік күй келеді, R резисторы арқалы С конденсаторы іс тогымен
зарядталады. Э1 элементінің шығысында кернеудін
деңгейі жоғары болғандықтан –
дабыл “1” болады. іс тогы “1” деңгейіне сәйкес келетін R резисторында кернеу жасайды.
Конденсатордың зарядына қарай іс тогы төмендейді де Uтаб=R*Ic болады. Uтаб - Э1
элементінің кіріс кернеуінің табалдырықтық деңгейі. R резисторындағы кернеу “0”
дабылына сәйкес келетін кернеу алатыңдықтан, Э1 элементі кері ауыстырып қосылады.
Э1 элементінің шығысында “1” дабылы пайда болады. Э2 элементінің кірісінде іске
қосушы импульс осы уақытқа дейін өз әрекетін аяқтағаннан кейін Э2 элементі ашылады,
оның шығысында тағы да “0” дабылы пайда болады . Схема бастапқы күйіне келеді. “И-
НЕ” логикалық элементтегі автотербеліс режиміндегі мультивибратордың сүлбесі осыған
ұқсас (7 сур).
Мультивибратор іске қосылған кезде автотербелістер қозу үшін Э3 және Э4
элементтері қосылған. Егер R2 резисторын жерлендіріп , ал Э3 және Э4 элементтерін
алып тастаса онда мультивибраторды қосқан кезде С1 және С2 конденсаторларының
заряды кернеу өскен сайын жай болады, бұл жағдайда тоқ кішкене болады және R1
және R2 резисторларының біреуінің кернеуі Uтаб-дан аспайды.
Э1 және Э2 элементтері жабық күйінде қалады, шығыстарында “1” дабылдары болады
және автотербеліс пайда болмайды. Э3 және Э4 элементтері қосылғанда Э3
элементінің шығысында “0” дабылы, ал Э4 элементінің шығысында “1” дабылы
болады. Осыған байланысты Э2 элементінің шығысында “0” дабылы пайда болады
және схема квазитепетеңдіктің бір күйінде болады. Егер Э3 элементінің бір кірісінде
“0” дабылы пайда болғанда, онда Э3 элементінің шығысында “1” дабылы, ал Э4
элементінің шығысында “0” дабылы пайда болады.
Мультивибраторлар автотербеліс режимінде генераторлар ретінде тікбұрышты түсті
импульстарды қолданады.
Достарыңызбен бөлісу: |