ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ (МУЛЬТИВИБРАТОРЫ)

Усилители

Электронный усилитель - устройство, предназначенное для усиления электрических сигналов. Усилители являются основными узлами различной электронной аппаратуры, широко используются в устройствах автоматики, контрольно-измерительных приборах, ЭВМ и др.устройствах.

Классификация усилителей

1.Усилители низкой частоты (УНЧ) - усиливают непрерывные периодические сигналы в диапазоне от нескольких Гц до десятков кГц.

Усилители звуковой частоты (УЗЧ) работают в диапазоне от 20 Гц до 20 КГц. УНЧ используют в самых разнообразных устройствах, не всегда связанных с усилением звука.

2.Усилители постоянного тока (УПТ) - усилители медленно изменяющихся токов и напряжений, работают в диапазоне от 0 до сотен кГц. Широко используются в измерительной аппаратуре, автоматике и вычислительной технике.

3.Избирательные (селективные) усилители - работают в очень узкой полосе частот. Отношение верхней усиливаемой частоты к нижней не должно превышать 1,1.

Используются как на низких, так и на высоких частотах в качестве частотных фильтров.

4.Широкополосные усилители  предназначены для усиления сигналов в диапазоне от нескольких кГц до нескольких МГц в устройствах импульсной связи, радиолокации и телевидении. Часто усиленные сигналы воспроизводятся на экране ЭЛТ и регистрируются визуально, поэтому такие усилители называют видеоусилителями

Основные технические показатели усилителей

1.Коэффициент усиления (К) - показывает, во сколько раз выходное напряжение U_вых больше, чем входное U_вх

К =

К составляет десятки или сотни. Если этого недостаточно, используют последовательное включение нескольких усилительных каскадов. Для многокаскадного усилителя

К = K₁ ∙K₂∙ K₃....К_n

Часто К выражают в децибелах: К_дб = 20 lgК

 Для многокаскадного усилителя  Кдб = К₁дб + К₂дб + ...К_nдб.

2.Входное и выходное сопротивление.

Рассмотрим усилитель, как 4-х полюсник, к входу которого подключен источник усиливаемого сигнала, а к выходу – нагрузка. Источник входного сигнала имеет внутреннее сопротивление R_r и ЭДС ℇ_ВХ.  Усилитель представляет собой на выходе генератор напряжения с ЭДС ℇ_ВЫХ и внутренним сопротивлением R_ВЫХ.

Выходное сопротивление R_ВЫХ определяют между выходными зажимами усилителя при отключённой нагрузке R_Н.

Входное сопротивление R_ВХ определяется по формуле:

R_ВХ = U_ВХ/ I_ВХ

В зависимости от соотношения сопротивлений различают три режима работы усилителя:

- режим усиления напряжения (холостого хода)

R_ВХ >>R_r и R_H >>R_ВЫХ;

- режим усиления тока (короткого замыкания)

R_ВХ <<R_r и R_H <<R_ВЫХ;

-режим усиления мощности (режим согласования)

R_ВХ R_r и R_H R_ВЫХ.

 

3.Коэффициент полезного действия (КПД)

η=(Р_ВЫХ/ Р_о)∙100% ,

где Р_{ВЫХ –} выходная полезная мощность, развиваемая усилителем в нагрузке, Р_о – мощность, потребляемая усилителем от источника питания.

4. Амплитудно-частотная характеристика - это зависимость модуля К от частоты.

Прямая АВ – характеристика идеального усилителя. Реальная характеристика не прямая: на разных частотах К различен, поэтому сложный частотный сигнал усиливается неодинаково и по форме U_ВЫХ отличается от U_ВХ.

Такие искажения называют частотными. Причиной этих искажений является то, что сопротивление реактивных элементов (конденсаторов, дросселей, трансформаторов) и параметры полупроводниковых приборов зависят от частоты.

 

5. Фазочастотная характеристика - зависимость угла сдвига фазы между U_ВХ и U_ВЫХ от частоты.

Фазовые искажения заключаются в нарушении фазовых соотношений между отдельными гармоническими составляющими сложного частотного сигнала и нарушают его форму на выходе.

Частотные и фазовые искажения, вносимые усилителем, обусловлены линейными элементами этой схемы, поэтому называются линейными искажениями.

 

6 Амплитудная характеристика.

В рабочем диапазоне амплитуд (участок АВ) амплитудная характеристика прямолинейна.

При U_ВХ< U_ВХmin ,уровень U_ВЫХ определяется уровнем собственных шумов усилителя и помехами.

При U_ВХ>U_ВХmax, характеристика искривляется из-за перегрузки усилительных элементов со стороны входа.

 

 

7. Нелинейные искажения - изменение кривой усиливаемых колебаний, вызываемое нелинейными свойствами цепи, через которую эти колебания проходят. Причина - нелинейность характеристик транзисторов, трансформаторов и дросселей.

На вход усилителя подан синусоидальный сигнал, который попадает на нелинейный участок характеристики транзистора. Этот сигнал вызывает изменения U_Вх, форма которого отличается от синусоидальной, поэтому I_Вых и U_Вых изменяют свою форму по сравнению с U_Вх, то есть усиливаемый сигнал имеет нелинейное искажение.

 

Режимы работы усилительного каскада

Рассмотрим зависимость I_Вых от U_Вх - проходную динамическую характеристику. Для схемы ОЭ биполярного транзистора это будет зависимость I_К от U_БЭ. В зависимости от выбора рабочей точки на ПДХ различают три основных режима работы усилительного каскада: А, В, и АВ.

Режим А

Для работы каскада в режиме А на базу подаётся такое напряжения смещения, чтобы рабочая точка Р, определяющая исходное состояние схемы при отсутствии входного сигнала, располагалась примерно в середине прямолинейного участка характеристики (рисунок а). В этом режиме напряжения смещения U_БЭр всегда больше амплитуды входного сигнала U_mВХ, а ток покоя I_Кр всегда больше амплитуды переменной составляющей выходного тока I_Кm. Это обусловливает минимальные нелинейные искажения сигнала. Однако этот режим является наименее экономичным, т.к. полезной является лишь та мощность, которая выделяется в выходной цепи за счёт переменной составляющей выходного тока. К.п.д. усилительного каскада в режиме А равен 20-30%. Обычно в этом режиме работают каскады предварительного усиления или маломощные выходные каскады.

 

Режим В

Рабочая точка выбирается так, чтобы ток покоя был равен нулю (рисунок б). При подаче на вход сигнала ток в выходной цепи каскада протекает лишь в течение половины периода изменения напряжения сигнала. В этом случае выходной ток имеет форму импульсов с углом отсечки

Θ =  Угол отсечки– половина части периода, в течение которого проходит ток. Режим В характеризуется высоким к.п.д.(60-70%), но имеет большие нелинейные искажения, вследствие чего используется в мощных двухтактных каскадах.

Режим АВ (рисунок в)– промежуточный режим, который используется для уменьшения нелинейных искажений.

 

Обратная связь (ОС) в усилителях

ОС - электрическая связь между каскадами усилителя, при которой часть энергии усиливаемого сигнала с выхода подается обратно на вход

ОС может быть полезной, если возникает в результате применения специальных схем и служит для улучшения свойств усилителя или паразитной, если она возникает за счёт нежелательного влияния различных цепей друг на друга. На рисунке показаны различные способы подключения цепи ОС к выходной и входной цепям усилителя: а – последовательная ОС по напряжению; б– последовательная ОС по току; в– параллельная ОС по напряжению.

β– коэффициент передачи цепи ОС.

ОС по напряжению возникает, если напряжение ОС U_β прямо пропорционально напряжению на выходе U_ВЫХ.

Если цепь ОС подключена последовательно с нагрузкой, то напряжение ОС U_β будет пропорционально току в нагрузке I_Н.

Если цепь ОС подключена ко входу усилителя последовательно с источником входного сигнала, то ОС называют последовательной, а если параллельно, то параллельной.

ОС может быть положительной (ПОС) или отрицательной (ООС).

ПОС возникает в том случае, когда U_β совпадает по фазе с входным напряжением U_ВХ, а ООС возникает, если эти напряжения по фазе противоположны (сдвиг на 180⁰).

Коэффициент передачи цепи ОС определяется как

β =

β может принимать значения от 0 до +1 при ПОС и от 0 до -1 при ООС. По мере увеличения β ОС становится более глубокой. Коэффициент усиления К_СВ усилителя, охваченного цепью ОС, определяется по формуле:

К_СВ=

Несмотря на уменьшение усиления,  ООС широко используется в усилителях, т.к. она:

¾ препятствует любым изменениям К;

¾ уменьшает помехи и искажения, производимые усилителем в 1 + β∙K раз.

 

Усилители низкой частоты (УНЧ)

УНЧ выполняются на БТ и ПТ в дискретном или интегральном исполнении Источником входного сигнала могут являться микрофон, звукосниматель, фотоэлемент, термопара и пр. элементы, которые развивают очень низкое напряжение и поэтому требуют предварительного усиления.

По характеру нагрузки различают резистивные и трансформаторные усилительные каскады.

Рассмотрим схему ОЭ, т.к. она имеет высокое усиление по напряжению и мощности, большое R_ВХ и допускает использование общего источника питания.

R_б', R_б" - делители напряжения, включаются параллельно источнику питания -ℇк и фиксируют напряжение смещения на базе, т.е. определяют режим работы схемы по постоянному току.

С_p1 ,С_{p2 ––} разделительные конденсаторы. Задерживают на обкладках постоянную составляющую сигнала и пропускают через себя переменную составляющую.

С_p1 препятствует протеканию постоянной составляющей I_Б через источник входного сигнала U_ВХ.  С помощью С_p2 на выход поступает только переменная составляющая I_к.

Входной сигнал U_ВХ поступает на базу транзистора и изменяет ее потенциал относительно заземленного эмиттера. Следовательно, меняется ток базы I_Б,  что меняет ток коллектора I_К и напряжение на нагрузке U_ВЫХ, которое меняется по закону изменения U_ВХ.

Схема ОЭ имеет низкую температурную стабильность. Для стабилизации положения рабочей точки на характеристике транзистора в схему вводят дополнительные элементы:

1) терморезистор;

2) диод;

3) цепочку эмиттерной термостабилизации (наиболее распространена).

Предварительный каскад усиления на БТ с эмиттерной термостабилизацией.

R_б', R_б" - делители напряжения, определяют режим работы схемы по постоянному току.

С_р1, С_р2- разделительные конденсаторы.

В схеме используется ООС.

Пусть, по какой-то причине (например, при повышении температуры) увеличилась постоянная составляющая I_К.

 Т.к. I_Э = I_К + I_Б, то это увеличивает постоянную составляющую I_Э и падение напряжения на R_Э. В результате уменьшается входное напряжение транзистора U_БЭ, что ведет к уменьшению I_Б, следовательно, уменьшится и I_К.

 

Межкаскадные связи

Существуют три основных способа связи между каскадами в многокаскадном усилителе:

¾ через разделительные конденсаторы – ёмкостная;

¾ непосредственная (гальваническая);

¾ трансформаторная.

В УНЧ наиболее распространена ёмкостная связь.

 

На рисунке приведена типичная схема транзисторного усилителя с ёмкостной связью между каскадами.

 

Выходные каскады усиления

Однотактные работают при малых мощностях в режиме А. Двухтактные работают в режимах АВ и В при больших выходных мощностях.

 

Однотактный трансформаторный выходной каскад 

Схема имеет разделительный конденсатор С_Р, делители напряжения в цепи базы, а также цепочку эмиттерной стабилизации, как и в предварительном каскаде усиления. Выходной трансформатор служит для согласования сопротивления нагрузки с выходным сопротивлением транзистора.

Сравнение трансформаторных усилителей с усилителями с резистивно-емкостной связью (предыдущая схема).

 

Достоинства:

 - повышается общий К усиления;

- возможно использование низковольтных источников питания, т.к. почти всё ℇ_к подводится к транзистору;

- согласование R_ВЫХ усилителя и R_Н позволяет передавать максимальную мощность.

 

Недостатки:

- резкое изменение К усиления в диапазоне частот;

- большие габариты, масса, стоимость.

 

Если однотактный выходной каскад не может быть применен из-за указанных недостатков, или когда мощности одного транзистора недостаточно, применяют двухтактную схему.

Двухтактный выходной каскад

Широкое распространение получили бестрансформаторные двухтактные каскады на разнотипных БТ: p-n-р и n-р-n.

Транзисторы включены в цепь источника питания последовательно друг с другом по постоянному току и в то же время их входы и выходы соединены параллельно по напряжению переменного сигнала. Цепи смещения на схеме не показаны.

При подаче на вход переменного сигнала по сопротивлению нагрузки R_Н, включённому через разделительный конденсатор С_Р, потечёт переменный ток i_Н, равный разности переменных составляющих коллекторных токов транзисторов VT1 и VT2:

i_Н = i_К1 – i_К2

Это обусловлено тем, что положительное входное напряжение, подведённое к базе транзистора n-р-n, действует подобно отрицательному входному напряжению, приложенному к транзистору  p-n-р, и наоборот.

 Таким образом, для работы данной схемы не требуется специальных входных трансформаторов или фазоинверсных каскадов. Амплитуда переменной составляющей тока в нагрузке при полной симметрии схемы примерно равна удвоенной амплитуде коллекторного тока каждого транзистора, т.е. схема позволяет повысить выходную мощность по сравнению с однотактным каскадом.

Недостатком схемы является трудность подбора строго симметричных разнотипных транзисторов.

Усилители постоянного тока (УПТ)

УПТ предназначены для усиления медленно изменяющихся токов и напряжений. Широко применяются в ЭВМ, измерительной технике, медицине, ядерной физике и т.п. Входные сигналы малы по величине (токи имею величину 10^-15, 10^-16 А, а напряжения – доли мВ), поэтому применяют усилители из нескольких каскадов.

В УПТ для связей между каскадами не могут применяться конденсаторы и трансформаторы, поэтому их часто называют «усилителями с непосредственной связью». Отсутствие реактивных элементов приводит к тому, что на выход проходит не только полезный сигнал, но и помеха, обусловленная изменением начального режима работы под воздействием дестабилизирующих факторов (изменения  напряжения   источника питания, температуры и пр.).

Изменение усиленного сигнала на выходе усилителя, не связанные с изменением входного сигнала, а обусловленные внутренними процессами в усилителе, называют дрейфом нуля УПТ.

Для уменьшения дрейфа нуля:

- стабилизируют источники питания УПТ;

- вводят ООС;

- используют балансные (мостовые) схемы УПТ.

Различают двухтактные и однотактные УПТ.

 

Однотактный УПТ

Рассмотрим двухкаскадную схему.

Схема содержит гальваническую межкаскадную связь, в которой напряжение сигнала, усиленное предыдущим каскадом, непосредственно поступает на вход следующего.

Очевидно, что потенциалы коллекторов последующих транзисторов должны быть всё более высокими. Это требует уменьшения сопротивлений R_К и увеличения сопротивлений R_Э последующих каскадов:

R_К3< R_К2 < R_К1  и R_Э3> R_Э2 > R_Э1

Поскольку на резисторах R_Э создаётся напряжение отрицательной обратной связи ООС, то с увеличением сопротивлений этих резисторов глубина ООС растёт. В результате коэффициент усиления последующих каскадов становится всё более низким. Это – главный недостаток схемы.

 

Двухтактный УПТ (балансная или мостовая схема)

Благодаря структурному сочетанию элементов схемы в ней осуществляется компенсация изменений токов одного транзистора за счет изменений токов другого, вызванных одними и теми же дестабилизирующими факторами.

Схема представляет собой мост, плечами которого являются резисторы R_К1=R_К2 и внутренние сопротивления транзисторов VT1 и VT2 (вместе с соответствующей частью резистора R_o и резистором R_Э). К одной диагонали моста подключён источник питания ℇ_К,  а в другую включена нагрузка R_Н, с которой снимается U_ВЫХ. Резисторы R_Б1' =R_Б2'и R_Б1" = R_Б2" входят в делители напряжения источника питания и служат для выбора исходного режима работы.

Для нормальной работы схема должна быть строго симметричной. При U_ВХ = 0 токи покоя обоих транзисторов, а также их отклонения в случае изменения режима работы равны, поэтому U_ВЫХ = 0.

U_ВХ любой полярности приводит к разбалансировке моста, т.к. на базы обоих транзисторов подаются напряжения разных знаков и потенциалы коллекторов получают одинаковые по величине, но различные по знаку приращения. На нагрузке создается U_ВЫХ, зависящее от величины и полярности Ubx. Переменный резистор R_o используется для дополнительной симметрии схемы и регулировки токов транзистора в режиме покоя.

Усилительные каскады в интегральном исполнении

Интегральная технология позволяет существенно улучшить качество и надежность усилителей путем обеспечения при их проектировании большого запаса параметров - функциональной избыточности. Такие усилители имеют характер многоцелевых устройств, т.к. изменяя коммутацию внешних выводов, а также способы подключения источника сигналов и нагрузки, можно получить усилители с разными свойствами. На этой основе строятся автогенераторы, детекторы и др.

Интегральные усилители относятся к аналоговым ИМС, которые делятся на три группы:

¾ одновходовые;

¾ дифференциальные;

¾ операционные.

Операционные усилители (ОУ)

Операционные усилители - это усилители постоянного тока, которые обладают наибольшей универсальностью и функциональными возможностями. Функциональная избыточность приближает ОУ к идеальному.

Идеальный усилитель - это усилитель, обладающий в бесконечно широком диапазоне частот бесконечно большим коэффициентом усиления, бесконечно большим R_ВХ и нулевым R_ВЫХ.

 

На рисунке показано условное графическое обозначение ОУ. Усилитель имеет 2 входа: инвертирующий U_ВХ- и неивертирующий U_ВХ+. Цепи питания на схемах часто не показывают.

 

          

Инвертирующее включение ОУ

Для обеспечения устойчивости работы ОУ, его охватывают глубокой ООС через резистор R₂.  Входной сигнал поступает на инвертирующий вход, а неинвертирующий заземляют. Выходной сигнал находится в противофазе входному. Коэффициент усиления в такой схеме определяется по формуле:

К= -

Неинвертирующее включение ОУ

Входной сигнал поступает на неинвертирующий вход, а инвертирующий заземляют. Выходной сигнал имеет ту же фазу, что и входной. Коэффициент усиления в такой схеме определяется по формуле:

К=  +1

 

 

Основная характеристика ОУ – амплитудная (передаточная).

Она представлена в виде двух кривых, относящихся соответственно к инвертирующему и неинвертирующему включениям. Каждая из кривых состоит из горизонтального и наклонного участков.

Горизонтальные участки кривых соответствуют режиму полностью открытого (насыщенного) либо закрытого транзисторов выходного каскада. При изменении входного напряжения на этих участках выходное напряжение усилителя остается постоянным и определяется напряжением U⁺_{вых max}, U^-_{вых max}. Эти напряжения близки к напряжению источников питания.

Наклонному (линейному) участку кривых соответствует пропорциональная зависимость выходного напряжения от входного. Этот диапазон называется областью усиления. Угол наклона участка определяется коэффициентом усиления ОУ:

K_оу = U_вых / U_вх.

 

Большие значения коэффициента усиления ОУ позволяют при охвате таких усилителей глубокой отрицательной обратной связью получать схемы со свойствами, которые зависят только от параметров цепи отрицательной обратной связи.

 

 

Применение интегральных ОУ

Интегральные ОУ широко используются в радиоэлектронной аппаратуре благодаря своей универсальности. На ОУ реализуются различные усилительные устройства, генераторы импульсных и синусоидальных колебаний, фазовые и амплитудные дискриминаторы, различные устройства аналоговой вычислительной техники. Вследствие невысокой стоимости интегральные ОУ широко при­меняются в качестве функциональных узлов низкочастотных усилителей.

В практических схемах операционный усилитель охватывается цепью ОС, включаемой между выходом и входом. Сопротивление цепи ОС может быть активным или комплексным.

При расчете схем на основе ОУ, охваченных цепью ОС, будем считать, что удовлетворяются два основных требования, предъявляемые к интегральным ОУ: бесконечно большие коэффициент усиления и входное сопротивление. Ввиду бесконечно большого коэффициента усиления ОУ значение дифференциального напряжения на его входах можно считать равным нулю, т. е. потенциалы инвертирующего и неинвертирующего входов такого ОУ оказываются одинаковыми. Бесконечно большое входное сопротивление ОУ позволяет пренебречь его входными токами.

 

Сумматор со многими входами. Если к инвертирующему входу подключить несколько источников сигналов U_{вх 1}, U_{вх 2}, U_вх3, то токи i₁, i₂, i₃, протекающие во входных цепях, будут определяться выражениями:

i_{1= ;} i_{2= ;} i_{3= ;}

Считая i_вх = 0, получаем i₄ = i₁+ i₂+ i₃

Тогда U_вых = - i₄ R₄= -( i₁+ i₂+ i₃)R₄=-(  +  + )R₄

Следовательно, данная схема осуществляет суммирование входных напряжений с масштабными множителями

m₁= —R₄/R₁, m₂ = —R₄/R₂ и m₃ = —R₄/R₃.

 

Вычитающее устройство. Устройство представляет собой сочетание инвертирующего и неинвертирующего усилителей. Выходное напряжение данной схемы

U_вых= R₄ (1+ ) – U_вх1

Если R₁ = R₃, R₂ = R₄, то это выражение будет иметь вид

U_вых= R₂  – U_вх1  = (U_вх2 - U_вх1)

 

 

Следовательно, выходное напряжение такого устройства пропорционально разности входных напряжений.

 

В цепь ООС операционного усилителя можно включить не только активные (резисторы), но и реактивные элементы (например, конденсаторы).

Интегратор. На рисунке а приведена схема устройства на ОУ, в котором вместо резистора ОС включен конденсатор С.

В этой схеме U_вых = - U_С; i₁=i_C

Так как U_С=  и i_C= i₁= ,

то U_С=

и U_вых=

Следовательно, усилитель, схема которого приведена на рисунке, является интегрирующим.

Дифференциатор. В схеме, приведенной на рисунке б

U_вых = - U_R = - i₁R.

Так как i₁=i_C=C  , а U_C=U_вх, то

U_вых= RC

Согласно этому выражению, ОУ выполняет операцию диффе­ренцирования входного напряжения. Поэтому такой усилитель называется дифференцирующим.

 

 

ГЕНЕРАТОРЫ ЛИНЕЙНО ИЗМЕНЯЮЩЕГОСЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Линейно изменяющимся или пилообразным напряжением называют электрические колебания (импульсы), содержащие участки, на которых напряжение изменяется практически по линейному закону, а затем возвращается к первоначальному уровню. Такое напряжение используется для создания временной развертки электронного луча на экране ЭЛТ, получения временных задержек импульсных сигналов, модуляции импульсов по длительности в системах автоматического регулирования, измерительных приборах и т. п.

Основными параметрами линейно изменяющегося напряжения являются:

длительность прямого (рабочего) хода t_np;

длительность обратного хода t_o6p;

амплитуда U_m;

период повторения Т;

начальный уровень Uo.

На рисунке показана схема простейшего генератора пилообразного напряжения на биполярном транзисторе.

В исходном состоянии транзистор, выполняющий роль ключа, открыт и насыщен. Напряжение U_{КЭ нас} и напряжение на конденсаторе U_C = U_вых близки к нулю. При поступлении на базу транзистора отрицательного импульса транзистор запирается, начинается зарядка конденсатора по цепи: +Е_П → R_к → С → - Е_П  и формирование прямого хода пилообразного напряжения. Постоянная времени цепи зарядки τ_з = C R_к

После окончания действия входного импульса транзистор снова открывается, и конденсатор разряжается через малое внутреннее сопротивление открытого насыщенного транзистора. Происходит формирование обратного хода и восстановление начального (близкого к нулю) напряжения на конденсаторе. Постоянная времени цепи разрядки конденсатора τ_р = C r _i, значительно меньше, чем τ_з, поэтому t _обр << t_пр.

 

ГЕНЕРАТОРЫ ПРЯМОУГОЛЬНЫХ ИМПУЛЬСОВ (МУЛЬТИВИБРАТОРЫ)

Мультивибратор относится к релаксационным генераторам. Релаксационный генератор является источником колебаний, форма которых отличается от синусоидальной. Генераторы релаксационных колебаний используют для формирования одиночных импульсов и импульсных последовательностей, деления частоты, в качестве запускающих элементов, источников синхронизирующего сигнала и т. д.

Автоколебательный мультивибратор. В автоколебательном режиме состояния устойчивого равновесия нет, а существует два состояния квазиустойчивого равновесия. Квазиустойчивым равновесием называют такое состояние генератора, при котором он, будучи выведенным из состояния равновесия, через некоторое время возвращается к этому состоянию благодаря внутренним процессам. В процессе работы генератор переходит из одного квазиустойчивого состояния в другое. Период колебаний определяется параметрами генератора.

В момент подключения мультивибратора к источникам питания U_C = U_вх^(-) = 0,. а состояние ОУ является неопределенным. Предположим, что в этот момент U_вых = U_{вых max}.Следовательно, на неинвертирующем входе ОУ действует положительное напряжение

_{вых мах} ,

а конденсатор С заряжается через резистор R3. При увеличении напряжения на конденсаторе до значения, превышающего , ОУ выходит из режима насыщения, вступает в действие положительная ОС и начинается лавинообразный процесс переключения («опрокидывания»), в результате которого на выходе ОУ устанавливается минимальный нижний уровень напряжения U_вых = U_{вых min}., и напряжение на неинвертирующем входе принимает значение

_{вых min}

Конденсатор С начинает перезаряжаться через резистор R3.

При уменьшении напряжения U_C до значения, близкого к , происходит «обратное опрокидывание» и т. д.

Графики выходного напряжения U _вых и напряжения на конденсаторе U_C, иллюстрирующие работу мультивибратора, показаны на рисунке.

---

Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 47; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!