Одновибраторы

Предназначены для формирования пря­моугольного импульса напряжения тре­буемой длительности при воздействии на входе короткого запускающего им­пульса. Другими словами, запускающий импульс «включает» одновибратор, который затем, по истечении опреде­ленного времени, автоматически «выключается» сам. В связи с этим одновибраторы часто называют еще электронными реле выдержки времени.

Одновибраторы, так же как мульти­вибраторы, относятся к классу схем, обладающих двумя состоя­ниями. Однако в отличие от мульти­вибраторов, в которых оба состояния являются неустойчивыми, в одновибраторах (часто называемых также жду­щими мультивибраторами) одно состояние устойчивое, а другое - неустойчивое. Устойчивое состояние ха­рактеризует исходный режим работы (режим ожидания) одновибратора.

Рисунок 47 – Схема одновибратора на ОУ

Неустойчивое состояние наступает с приходом входного запус­кающего импульса. Оно продолжается некоторое время, определяемое времязадающей цепью схемы, после чего одновибратор возвращается в исходное устойчивое состояние.

Выходной импульс формируется в результате следования одного за другим двух тактов переключения схемы.

Для построения одновибраторов используют преимуще­ственно интегральные операционные усилители. Основой схема одновибратора служит схема мультивиб­ратора на рисунке 47, в которой для созда­ния ждущего режима работы параллель­но конденсатору С включен диод.

Рассмотрим работу схемы одновибратора на биполярных транзисторах (рисунок 48).

В исходном установившемся (устойчивом) состоянии одновибратора (рисунок 48) транзистор VT2 полностью открыт, a VT1 закрыт. Закрытое состояние VT1 определяется падением напряжения на эмиттерном резисторе, которое создаётся током коллектора VT2.

Рисунок 48 – Схема одновибратора

1-е состояние U_вых = 0

На диаграмме (рис. 49) это состоя­ние соответствует интервалу времени t₀ – t₁.

При подаче на вход одновибратора запускающего импульса положительной полярности транзистор VT1 открывается, что обеспечивает разряд конденсатора С по цепи: + С, переход коллектор-эмиттер VT1, резистор R_э, корпус, внутреннее сопротивление источника питания, резистор R_б, - С. Разрядный ток создаёт на резисторе R_б падение напряжения, минус которого прикладывается к базе транзистора VT2 и закрывает его.

2-е состояние U_вых = U_п

По мере разряда конденсатора С отрицательное напряжение на базе транзистора VT2 уменьшается и в момент времени t₂ транзистор VT2 открывается, а VT1 закрывается и схема возвращается в исходный ждущий режим.

Длительность выходного импульса, равная времени перезарядки конденсатора С

t_и = 0,7CR_б

Отметим одну существенную особенность работы транзисторов VT1 и VT2 в схеме одновибратора. Транзисторы при работе устрой­ства или полностью открыты, или полностью закрыты. Переход из одного состояния в другое происходит скачком. Такой режим рабо­ты транзистора называется ключевым.

Рисунок 49 – Временные диаграммы работы одновибратора