Мультивибраторы — это импульсные генераторы с положительной обратной связью, в которых усилительные элементы (транзисторы, операционные усилители) работают в ключевом режиме.

►Мультивибраторы не имеют ни одного состояния устойчивого равновесия, поэтому относятся к классу автоколебательных генераторов и выполняются на дискретных транзисторах, интегральных логических элементах и на операционных усилителях.

На рис. 101, а приведена схема мультивибратора на операционном усилителе. С помощью делителя напряжения R₂—R₁ осуществляется положительная обратная связь с выхода ОУ на неинвертирующий вход (Вх2), а RС-контур в цепи инвертирующего входа является времязадающим элементом. Операционный усилитель работает в ключевом режиме и выполняет роль схемы сравнения.

На рис. 101,б показана передаточная характеристика ОУ—зависимость выходного напряжения u_вых от напряжения между входами и_вх (разности u_вх1—u_вх2). Напряжение на входах u_вх1. и u_вх2 сравниваются между собой и, когда u_вх1 =u_вх2, т. е. u_вх=0, происходит переключение операционного усилителя в состояние, Характеризуемое либо высоким выходным напряжением (состояние положительного насыщения), либо низким выходным напряжением (состояние отрицательного насыщения). В состоянии положительного насыщения на неинвертирующем входе устанавливается напряжение, равное , а в состоянии отрицательного насыщения — напряжение, равное . Эти значения можно считать пороговыми и .Значения напряжений и либо равны, либо близки друг к другу

.

Временные диаграммы выходного напряжения u_вых и напряжения на конденсаторе и_C, иллюстрирующие принцип функционирования мультивибратора, показаны на рис. 101, в. В момент времени t = 0 напряжение на конденсаторе сравнивается с пороговым напряжением и происходит быстрое переключение операционного усилителя из состояния отрицательного насыщения в состояние положительного насыщения, а выходное напряжение скачком изменяется от до .При этом напряжение u_вх2 устанавливается равным и конденсатор начнет заряжаться с постоянной времени τ=RC. В момент времени t = t₁ напряжение и_С становится равным U_nop1 и операционный усилитель скачком переключается от до .При этом напряжение на выходе устанавливается равным , а на неинвертирующем входе . После этого конденсатор начнет разряжаться с постоянной времени τ=RC. В момент времени t=t₂ напряжение U_C равно U_пор2 и происходит переключение операционного усилителя.

Период колебания выходного напряжения . При одинаковых значениях и мультивибратор считается симметричным.

Через параметры элементов схемы период колебания определяется по формуле Т=2RCln(1+2R₁/R₂).