Мультивибраторы

Мультивибратором называется генератор периодически повторяющихся прямоугольных импульсов. Мультивибратор может быть выполнен на транзисторах, ОУ или на логических элементах. Рассмотрим схему мультивибратора на ОУ (рис.16.3а). Диаграммы напряжений, поясняющие работу схемы, приведены на рис. 16.3б.

Конденсатор С и резисторы R₁, R₂ образуют две интегрирующие цепи. Цепь заряда конденсатора R₁C включена, когда открыт диод D₁. Цепь разряда конденсатора R₂C включена, когда открыт диод D₂. Источником напряжения заряда и разряда конденсатора является выход ОУ. Нагрузкой интегрирующих цепей является инвертирующий вход ОУ.

Включим питание ОУ в момент времени t₁. Выходное напряжение ОУ U_вых может отклониться как в положительном, так и в отрицательном направлениях. Пусть U_вых получила положительное приращение DU_вых. Через цепь ПОС R₃R₄ это приращение подается на прямой вход ОУ, усиливается им и, в свою очередь, вызывает приращение DU^/вых. Процесс развивается лавинообразно. В результате в момент t₁ на выходе ОУ напряжение скачком принимает значение .

Положительное напряжение ОУ открывает диод D₁. Начинается заряд конденсатора С через резистор R₁. Скорость заряда определяется постоянной времени . Нарастающее по экспоненте напряжение конденсатора U_C подается на инвертирующий вход ОУ.

На прямой вход ОУ через цепь ПОС R₃R₄ подается напряжение U_OC

.

В момент времени t₂ напряжение на конденсаторе U_C достигает значения U_0С. Происходит переключение компаратора. ОУ скачком переходит в область отрицательного насыщения, когда .

Одновременно (в момент времени t₂) скачком изменяется напряжение обратной связи до величины

,

диод D₁ закрывается, а диод D₂ открывается. Начинается перезаряд конденсатора С через резистор R₂ до напряжения . Скорость перезаряда определяется постоянной времени . Когда напряжение на конденсаторе U_C достигает значения – U_OC (момент времени t₃) происходит регенеративное переключение компаратора. Далее процессы периодически повторяются.

В установившемся режиме (от момента t₂ и далее) напряжение конденсатора изменяется от U_ОС до - U_ОС и обратно. На диаграмме рис. 16.3б интервал времени t₂ – t₃ определяет длительность паузы, а интервал t₃ – t₄ – длительность импульса, причем

(16.5)

(16.6)