ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения научно-исследовательской работы.

В двухполярном ждущем мультивибраторе, образованном двумя электронными ключами на транзисторах противоположного типа проводимости и цепью обратной связи, включенными параллельно и питающихся от источника, имеющего вывод средней точки, цепь обратной связи, содержится два последовательно соединенных усилителя на транзисторах противоположного типа проводимости, эмиттеры которых соединены между собой и через резистор с средней точкой источника, коллекторные нагрузки представляют собой два последовательно соединенных резистора каждая, их общие точки соединены каждая с базой транзистора того ключа, транзистор которого имеет противоположный тип проводимости, между коллекторами транзисторов усилителей цепи обратной связи включен конденсатор, базы транзисторов усилителей объединены и образуют вход ждущего мультивибратора относительно средней точки источника, вход с помощью базового резистора соединен с точкой соединения коллекторов транзисторов ключей, представляющей собой выход двухполярного ждущего мультивибратора по отношению к средней точке источника.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема ждущего мультивибратора-прототипа; на фиг. 2 - схема двухполярного ждущего мультивибратора; на фиг.3

- диаграммы изменения напряжений двухполярного ждущего мультивибратора, где

u_з запускающий импульс;

u _с напряжение на конденсаторе c;

u _к3 - напряжение на коллекторе транзистора vt3;

u _к4 - напряжение на коллекторе транзистора vt4;

u _вых - напряжение в точке o по отношению к общей точке источника О; на фиг.4 - эквивалентные схемы заряда и перезаряда конденсатора c: 1) схема заряда конденсатора c; 2) схема перезаряда конденсатора c в результате действия положительного запускающего импульса; 3) схема перезаряда конденсатора c в результате действия отрицательного запускающего импульса.

Двухполярный ждущий мультивибратор, схема которого показана на фиг.2, представляет собой два электронных ключа ab и cd на транзисторах vt1 и vt2 противоположного типа проводимости, питающихся от источника, имеющего вывод средней точки, включенных параллельно цепи обратной связи, цепь обратной связи mn содержит два последовательно соединенных транзисторных усилителя, транзисторы которых vt3 и vt4 имеют разный тип проводимости, их эмиттеры соединены и через небольшое сопротивление r подключены к средней точке источника, между коллекторами включен времязадающий конденсатор c, коллекторные нагрузки представляют собой два последовательно соединенных резистора каждая, r ₃ = r' ₃ + r'' ₃ и r ₄ = r' ₄ + r'' ₄, общие точки резисторов, образующих коллекторные нагрузки каждого транзистора r ₃ и r ₄ соединены с базой транзистора того ключа, который имеет противоположный тип проводимости, базы транзисторов усилителей объединены и образуют вход ждущего мультивибратора по отношению к средней точке источника, соединенный с помощью базового резистора r _б с точкой соединения коллекторов транзисторов ключей О', образующей выход двухполярного ждущего мультивибратора по отношению к средней точке источника О.

Основу двухполярного ждущего мультивибратора составляют ключи ab и cd на транзисторах vt1 и vt2, имеющих разный тип проводимости. В зависимости от управляющего напряжения на их базах по отношению к эмиттерам они могут находиться оба в закрытом состоянии или в открытом состоянии. Соединение между собой их коллекторов в точках О'О' ограничивает число возможных состояний. В отсутствие напряжений на базах схема устойчива. Все транзисторы заперты и через них не протекают коллекторные токи. Ток протекает только через последовательно соединенные резисторы r _к1, r _к2, и вследствие равенства напряжений плеч источника e ₁ и e ₂, а также равенства сопротивлений резисторов r _к1 и r _к2, напряжение в точках О'О' равно напряжению средней точки О источника.

Конденсатор c заряжается по пути (+e ₂) - r ₃ - c - r ₄ - (-e ₁) в соответствии с эквивалентной схемой заряда конденсатора, показанной на фиг. 4.1 до напряжения u _cm = 2e. Такое состояние в результате действия резистора r устойчиво - любое отклонение от состояния равновесия на входе тут же компенсируется появлением напряжения на эмиттере. При этом отпадает необходимость в начальной балансировке схемы.

Из этого предварительного начального состояния схема может быть выведена запускающим импульсом. Вследствие соединения коллекторов транзисторов ключей ab и cd возможно два варианта. Положительный запускающий импульс, поступая на объединенные базы транзисторов vt3 и vt4, открывает транзистор vt3 и вводит его в состояние насыщения, одновременно сильнее закрывая транзистор vt4. Открытие транзистора vt3 сопровождается появлением на базе vt1 открывающего напряжения в результате падения напряжения от коллекторного тока, протекающего через резистор r ₃. Коллекторное напряжение vt1 скачком поднимается почти до напряжения источника e, формируя на выходе начальный участок импульса, а напряжение на коллекторе vt3 скачком опускается почти до нуля. На резисторе r появляется положительное напряжение, защищающее транзистор vt3 от случайных и повторных воздействий. По окончании действия запускающего импульса транзистор vt3 поддерживается в открытом состоянии коллекторным напряжением vt1, поступающим на его базу через базовый резистор r _б, а транзистор vt1 поддерживается напряжением на его базе, поступающим с коллекторной нагрузки vt3. Заряженный до u _с = 2e конденсатор c оказывается под противоположным напряжением и, в соответствии с эквивалентной схемой фиг.4.2, должен перезаряжаться до напряжения, определяемого по второму закону Кирхгофа, u _с = -e.

Процесс перезарядки идет с той же постоянной времени, что и процесс заряда. В момент перехода напряжения на конденсаторе через нулевое значение открывается транзистор vt2, прекращая процесс перезаряда, и мультивибратор возвращается в исходное состояние и, после заряда конденсатора в соответствии с эквивалентной схемой фиг. 4.1, вновь готов к принятию запускающего импульса.

Второй вариант связан с появлением отрицательного запускающего импульса на входе. Процессы в этом случае происходят в соответствии со схемой, показанной на фиг. 4.3, отрывается транзистор vt4, открывая транзистор vt2. При этом конденсатор c перезаряжается от напряжения u _с = 2e до напряжения (-e), как и в первом варианте, но в момент, когда напряжение на конденсаторе сравнивается с положительным напряжением источника (+e), происходит открытие транзистора vt1 и отрицательное напряжение на выходе вновь поднимается до нуля.

Эти процессы иллюстрируются осциллограммами напряжений на элементах схемы (фиг. 3), u _з - запускающие импульсы на входе мультивибратора, u _с - напряжение на конденсаторе c, u _к3 - напряжение на коллекторе vt3, u _к4 - напряжение на коллекторе vt4, u _вых - напряжение на выходе в точке О' по отношению к средней точке источника О.