Мультивибратор

Лабораторная работа №18

Мультивибратор

Студент должен уметь: с помощью макета мультивибратора получать на экране осциллографа импульсные токи различной формы, измерять параметры…

Краткая теория

Импульсные токи, применяемые в медицине.

Рис. 1.

Идеальные импульсы

Значительное физиологическое действие на ткани организма оказывает резкое изменение силы тока, например, в момент замыкания или размыкания цепи. При… Лечебный метод, использующий возбуждение мышц или органов импульсными токами,… 1. Импульсный ток прямоугольной формы (рис. 2а) – длительность которого составляет 0,1 - 1,0 мс при частоте 10 - 100…

Рис. 2.

Импульсные токи, применяемые в медицине

Диадинамические токи получили признание благодаря их болеутоляющему действию, механизм которого нервно-рефлекторный по типу нервной блокады.… Для получения физиологического эффекта пользуются силой тока в пределах между…

Принцип работы мультивибратора

Мультивибратор представляет собой генератор импульсов с самовозбуждением на основе двухкаскадного усилителя с ёмкостной положительной обратной связью.

Рис. 4.

Принципиальная схема мультивибратора на n-p-n транзисторах

Он состоит из двух одинаковых полупроводниковых триодов и (рис.4), включённых параллельно через нагрузочные сопротивления и к источнику питания. Коллектор триода через конденсатор соединяется с базой триода , а коллектор триода через конденсатор с базой триода . К базам триодов и подсоединены сопротивления и .

Для рассмотрения принципа работы мультивибратора необходимо знать, для транзистора типа:

1. Транзистор открыт, если напряжение на коллекторе и базе по отношению к эмиттеру положительно, причём ;

2. В мультивибраторе в открытом транзисторе сопротивления переходов эмиттер-база, база-коллектор настолько малы, что ими пренебрегают и считают, что эмиттер, база и коллектор соединены в одной точке. Такое состояние транзистора называют насыщенным.

3. В любом открытом транзисторе через переход эмиттер-база протекает ток , обусловленный зарядкой одного конденсатора, а через переход коллектор-эмиттер ток , обусловленный разрядкой другого конденсатора (рис. 6);

4. Транзистор закрыт, т.е. через него почти не идёт ток, если ;

5. В закрытом транзисторе через переход база-коллектор течёт обратный ток не основных носителей , который значительно меньше (в ~10³10⁴ раз) тока основных носителей транзистора в открытом состоянии, его величина 10^-6А;

6. Мультивибратор, у которого , , , называют симметричным;

Рабочий цикл мультивибратора состоит из двух полупериодов и . В течение полупериода , один транзистор, например , открыт, а второй закрыт. Во втором полупериоде наоборот: закрыт, а открыт.

Пусть в момент времени (рис.5) транзистор открыт, а транзистор закрыт. При этом потенциал коллектора открытого транзистора немного больше нуля, т.к. сопротивление открытого транзистора значительно меньше и почти всё падение напряжения происходит на .

при

Потенциал базы закрытого транзистора отрицателен (рис. 5в), а потенциал коллектора примерно равен (рис. 5г) т.к. ток, текущий через закрытый транзистор, очень мал:

Через открытый транзистор текут ток , обусловленный разрядкой конденсатора по цепи и ток , обусловленный зарядкой конденсатора по цепи (рис. 6).

Рис. 5.

Временные диаграммы работы мультивибратора

Открытое состояние транзистора определяется постоянной времени , т.е. временем перезарядки конденсатора . Перезарядка конденсатора идёт до тех пор,… Потенциал коллектора триода резко возрастает (рис. 5б) от до . Положительный… Через открытый транзистор течёт ток , обусловленный разрядкой конденсатора , по цепи и ток , обусловленный зарядкой…

Рис. 6.

Эквивалентная схема мультивибратора с открытым транзисторомV₁

Рис. 7.

Эквивалентная схема мультивибратора с открытым транзистором V

 

В практических схемах можно брать , и . Полученные таким образом мультивибраторы называют несимметричными. Длительность импульсов, определяемая временем и будет различной, например, при , (рис. 8).

Рис.8. Импульс на выходе несимметричного мультивибратора

Основные параметры мультивибратора

- время длительности импульса; - время длительности паузы; и можно рассчитать по формуле:

Способы получения импульсов различной формы

1. Дифференцирующая цепь состоит из последовательно соединённых ёмкости и сопротивления (рис. 9а). Напряжение снимается с сопротивления . Входное напряжение ; ; ;

Порядок выполнения работы

2. Вычислить длительность импульса, паузы и скважность симметричного мультивибратора по формулам: