Импульсные цепи - нестабильный мультивибратор
Нестабильный мультивибратор имеет no stable states. Когда мультивибратор включен, он просто изменяет свое состояние самостоятельно через определенный период времени, который определяется постоянными времени R C. Для ее работы на схему подается источник постоянного тока или V cc .
Конструкция нестабильного мультивибратора
Два транзистора с именами Q 1 и Q 2 связаны друг с другом обратной связью. Коллектор транзистора Q 1 соединен с базой транзистора Q 2 через конденсатор C 1 и наоборот. Эмиттеры обоих транзисторов соединены с землей. Коллекторные нагрузочные резисторы R 1 и R 4 и резисторы смещения R 2 и R 3 имеют равные значения. Конденсаторы C 1 и C 2 имеют одинаковые номиналы.
На следующем рисунке показана принципиальная схема нестабильного мультивибратора.
Работа нестабильного мультивибратора
При приложении V cc ток коллектора транзисторов увеличивается. Поскольку ток коллектора зависит от тока базы,
$$ I_c = \ beta I_B $$
Поскольку у транзисторов нет одинаковых характеристик, один из двух транзисторов говорит, что Q 1 имеет повышенный ток коллектора и, следовательно, проводит. Коллектор Q 1 подается на базу Q 2 через C 1 . Это соединение позволяет повышенному отрицательному напряжению на коллекторе Q 1 прикладываться к базе Q 2, и ток его коллектора уменьшается. Это продолжительное действие заставляет ток коллектора Q 2 еще больше уменьшаться. Этот ток, приложенный к базе Q 1, делает его более отрицательным, и с кумулятивными воздействиями Q 1 переходит в насыщение, а Q 2 отключается. Таким образом, выходное напряжение Q 1 будет V CE (sat), а Q 2 будет равно V CC .
Конденсатор C 1 заряжается через R 1, и когда напряжение на C 1 достигает 0,7 В, этого достаточно, чтобы перевести транзистор Q 2 в состояние насыщения. Когда это напряжение подается на базу Q 2 , он переходит в насыщение, уменьшая ток коллектора. Это снижение напряжения в точке B применяется к базе транзисторов с Q 1 по C 2, что вызывает обратное смещение Q 1 . Последовательность этих действий отключает транзистор Q 1, а транзистор Q 2 - насыщение. Теперь точка A имеет потенциал V CC . Конденсатор C 2 заряжается через R 2 . Напряжение на этом конденсаторе C 2, когда достигает 0,7 В, включает транзистор Q 1 до насыщения.
Следовательно, выходное напряжение и форма выходного сигнала формируются путем попеременного переключения транзисторов Q 1 и Q 2 . Период времени этих состояний ВКЛ / ВЫКЛ зависит от значений используемых резисторов смещения и конденсаторов, то есть от используемых значений R C. Поскольку оба транзистора работают поочередно, выходной сигнал имеет прямоугольную форму с пиковой амплитудой V CC .
Формы волны
Формы выходных сигналов на коллекторах Q 1 и Q 2 показаны на следующих рисунках.
Частота колебаний
Время включения транзистора Q 1 или время выключения транзистора Q 2 определяется выражением
t 1 = 0,69R 1 C 1
Аналогично, время выключения транзистора Q 1 или время включения транзистора Q 2 определяется выражением
t 2 = 0,69R 2 C 2
Следовательно, общий период прямоугольной волны
t = t 1 + t 2 = 0,69 (R 1 C 1 + R 2 C 2 )
Поскольку R 1 = R 2 = R и C 1 = C 2 = C, частота прямоугольной волны будет
$$ f = \ frac {1} {t} = \ frac {1} {1.38 RC} = \ frac {0.7} {RC} $$
Преимущества
Преимущества использования нестабильного мультивибратора следующие:
- Внешний запуск не требуется.
- Схемотехника проста
- Inexpensive
- Может работать непрерывно
Недостатки
Недостатки использования нестабильного мультивибратора следующие:
- Поглощение энергии больше внутри контура.
- Выходной сигнал имеет низкую энергию.
- Рабочий цикл меньше или равен 50% не может быть достигнут.
Приложения
Нестабильные мультивибраторы используются во многих приложениях, таких как любительское радиооборудование, генераторы кода Морзе, схемы таймера, аналоговые схемы и телевизионные системы.