Указания к работе

Лабораторная работа № 8

ИССЛЕДОВАНИЕ автоколебаний

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучить схему и принцип действия мультивибратора с коллекторно-базовыми связями в автоколебательном режиме.

УКАЗАНИЯ К РАБОТЕ

Мультивибраторы относятся к генераторам релаксационного типа, у которых форма генерируемых колебаний резко отличается от синусоидальной, а длительность колебаний зависит от реактивных элементов (чаще конденсаторов), входящих в схему. Мультивибраторы широко применяются для получения импульсов напряжения прямоугольной формы и могут быть использованы в качестве задающих генераторов различных устройств промышленной электроники.

Наиболее часто для построения мультивибраторов применяются многокаскадные транзисторные ключи с положительной обратной связью, замкнутые в кольцо. В схемном отношении мультивибраторы отличаются от триггеров наличием времязадающих элементов, которые обычно состоят из конденсатора и сопротивления.

Мультивибраторы могут работать в одном из трех режимов: автоколебаний, ждущем (заторможенном) и синхронизации (деления частоты).

В режиме автоколебаний мультивибратор имеет два состояния квазиравновесия, во время которых в схеме происходят относительно медленные изменения токов и напряжений. Квазиравновесные состояния заканчиваются лавинообразными изменениями токов и напряжений - скачками в схеме. Таким образом, в этом режиме мультивибратор без воздействия внешних сил поочередно переходит скачком из одного состояния квазиравновесия в другое, т. е. является автогенератором. Параметры генерируемых импульсов (амплитуда длительность, частота повторения и т. д.) определяются только параметрами элементов схемы. К мультивибраторам в автоколебательном режиме предъявляется требование высокой стабильности частоты. Однако стабильность частоты мультивибраторов без применения специальных мер стабилизации сравнительно невысока. Относительная нестабильность частоты при воздействии дестабилизирующих факторов (колебаний температуры, напряжения питания и т. п.) достигает нескольких процентов.

В ждущем режиме одно состояние равновесия является устойчивым (исходное состояние), другое - квазиустойчивым. Перевод схемы в квазиустойчивое состояние осуществляется внешним запускающим импульсом, а возврат в исходное состояние происходит в результате внутренних процессов. Во время этого цикла генерируется один импульс, параметры которого определяются параметрами элементов схемы. При подаче на вход последовательности запускающих импульсов частота выходных импульсов равна частоте входных. Ждущий режим обычно используется для формирования импульсов заданной длительности и формы. Мультивибратор в ждущем режиме называют также одновибратором; запертым, заторможенным, ждущим мультивибратором; однотактным релаксатором; кипп-реле и некоторыми другими терминами. В дальнейшем мультивибратор в ждущем режиме будем называть одновибратором.

В режиме синхронизации на автоколебательный мультивибратор подается внешнее синхронизирующее напряжение (синусоидальное или импульсное). В результате этого частота повторения импульсов на выходе мультивибратора становится кратной частоте синхронизирующего напряжения.