Міністерство освіти і науки України
Дрогобицький механіко-технологічний коледж
Лабораторія електроніки і мікроелектроніки
Практична робота № 6
Розрахунок симетричного мультивібратора на транзисторах й інтегральних мікросхемах
Мета роботи: Навчитися вибирати схеми і визначати основні параметри мультивібраторів на транзисторах й інтегральних мікросхемах.
2. Теоретичні відомості. Мультивібратори.
2.1. Загальні відомості.
В імпульсній техніці широко застосовуються генератори релаксаційних коливань. Релаксаційними наз. коливання, в яких повільні зміни чергуються із стрибкоподібними. Релаксаційні коливання бувають прямокутними, пилкоподібними, пилко-імпульсними і т. д.
Релаксаційні генератори перетворюють енергію джерела постійного струму в енергію ел. коливань.
Якщо в генераторі синусоїдних коливань типу LC проходить безперервний обмін енергії між конденсатором, котушкою контура і за період витрачається невелика частина енергії, отриманої від джерела, то в релаксаційному генеріторі на протязі частини періоду енергія нагромаджується в реактивному елементі одного типу (конденсаторі), а в другу частину періоду виділяється у вигляді тепла в резисторах схеми.
Підсилювальний елемент (транзистор, тунельний діод, інтегральна мікросхема) працюють в даному випадку в ключовому режимі, перемикаючи конденсатор із заряду на розряд.
Релаксаційні генератори можуть працювати в автоколивальному, очікувальному режимі, а також в режимі синхронізації і ділення частот.
Одним із видів релаксаційних генераторів являється мультивібратор, що виробляє електричні коливання, близькі по формі до прямокутних. Такі коливання мають широкий спектр частот. Цим визначається назва мультивібратора, що означає генератор множини коливань. Мультивібратори реалізують на транзисторах, операційних підсилювачах і логічних елементах.
В мультивібраторах, незалежно від використаної елементної бази і схемотехнічного рішення тривалість або частота перемикань імпульсів залежать від параметрів RC-ланок. Найпростіша RC-ланка складається із резистора R і конденсатора C. В більшості випадків резистор і конденсатор з’єднують послідовно. Часову витримку визначає процес зарядки конденсатора C через резистор R від зовнішнього джерела навантаження ES.
RC-ланку, як і будь-яку елекричну систему, характеризує відповідний запас енергії. Зміна стану системи відповідає зміні запасу енергії в конденсаторі. Перехід RC-ланки із одного стану в інший супроводжується витратою енергії і протікає протягом деякого проміжку часу, так як зміна енергії не може проходити миттєво, інакше для цього необхідно мати джерело нескінченно великої потужності.
На рис. 1 приведено схеми з різними варіантами увімкнення RC-ланок. Тут А1 – пороговий елемент (ПЕ), який стрибком міняє свій стан, коли вхідна напруга,
А1 А1
a) б)
Рис.1. RC - ланка на вході імпульсних пристроїв
а) – диференціююча ланка; б) – інтегруюча ланка; в) R та С увімкнені паралельно
збільшуючись або зменшуючись, досягне порогового значення Uпор (поріг перемикання). Перемикаючи SA1 (електронний ключ) почергово під’єднує R1C1-ланку до джерела напруги G1, то до загального проводу.
Перехідні процеси в RC-ланках протікають по одному спільному закону, але їх тривалість в кожному конкретному випадку різна і визначається добутком ( = RC – так звана постійна часу. Термін цей не випадковий: постійна часу має в СІ розмірність:
( = [Ом][Ф] = ([В]/[А])([Кл/В]) = [c]
Математично перехідні процеси в RC-ланці описують експотенціальною функцією:
U(t) = US(e-t/(, (1)
де t – поточний час, е = 2,718 – основа натурального логарифму, - постійна часу, - напруга живлення.
Рис 2.Види експонент
Друга форма запису цієї функції:
U(t) = US exp (-t / () (2)
Формули, як...
