Генератор прямоугольных колебаний (мультивибратор)

 

Рис.1.73.

Рассмотрим мультивибратор на операционном усилителе. Работа мультивибратора основана на использовании компаратора.

Функция компаратора заключается в сравнении

сигналов и (рис.1.73). При этом, если , то ; если , то ;

если , то происходит переброс с

на .

Операционный усилитель усиливает разность входных сигналов и , поданных соответственно на прямой и инверсный входы, поэтому изменение выходного сигнала будет в точке, где , т. е. . Таким образом, операционный усилитель с идеализированной характеристикой можно использовать для сравнения сигналов и . Подавая на прямой вход опорное напряжение получаем схему сравнения напряжений и (рис.1.74).

Рис.1.74.

 

 

Компаратор на операционном усилителе с положительной обратной связью(рис.1.75).

Вводим в операционный усилитель положительную обратную связь через резисторы и . Подаём на вход отрицательное напряжение , тогда ,

Рис.1.75.

 

 

, . При увеличении UВХ переброс компаратора будет в точке UВХ = UОП1. После переброса, UВЫХ = - , . Теперь, если уменьшать UВХ, переброс компаратора будет в точке . Таким образом, при увеличении UВХ компаратор перебрасывается в точке , а при уменьшении UВХ – в точке .

 

Переходный процесс подключения ёмкости под постоянное напряжение (заряд ёмкости) показан на рис.1.76.

Рис.1.76.

При подключении ёмкости под постоянное напряжение Uс изменяется по закону

, — постоянная времени.

Скорость изменения UС зависит от постоянной времени τ. Чем меньше τ, тем быстрее растёт напряжение на конденсаторе.

Схема и принцип действия мультивибратора (рис.1.77,а и рис.1.77,б). Работа мультивибратора основана на использовании компаратора на операционном усилителе с положительной обратной связью. К инверсному входу подключена ёмкость, напряжение на которой сравнивается с опорным напряжением компаратора.

 

Рис.1.77.

 

При равенстве напряжений компаратор перебрасывается в противоположное состояние и вновь происходит перезаряд ёмкости (рис.1.77,б).

Рассмотрим работу мультивибратора для трех моментов времени.

t = t1.. Пусть UВЫХ = - начинается заряд ёмкости.

t = t2. — переброс компаратора, + , — емкость перезаряжается.

t = t3. переброс компаратора.

Симметричный мультивибратор – это мультивибратор, у которого .

Частота следования импульсов мультивибратора

.

У несимметричного мультивибратора (рис.1.78) . Для создания такого мультивибратора необходимо сделать разные цепи перезаряда ёмкости, за счёт

Рис.1.78.

использования двух параллельных ветвей в цепи заряда с разными сопротивлениями и встречно включёнными диодами:

 

 

ОСНОВЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ