Мультивибратор

,)ЕНИЯ,ТВУ двтоесномм динен через первый резистор сс первым выводом второго резис.рующий вход соединен через кон1щей шиной и с первым выво. оторого сое бщей шиной резистора, о т л и ч а ю щ и н-.о, с целью повышения точности а и через четверй, второй вын с вторым дом потенциометр - с общей шино резистора соедине енциометра и чере ей шиной, а дви с выходом операц дной клеммой мул з пятыи реэисжок потенциоме ионного усилиор - с об ра соединен еля и вых тивибрато ИХ 3 В ННЫЙ НОМИТЕТ СССРЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ И(72) А, У, Ялышев и Н, И, Коровин (71) Специальное конструкторское бюро по приборостроению(56) 1. Шило В. Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре, М., "Советское радио", 1979, с. 213, рис, 440.2. Гутников В. С. Интегральная электрони. ка в измерительных устройствах, Л "Энергия", 1980, с, 170, рис, 8.3 (прототип). (54) (57) МУЛЬТИВИБРАТОР, содержащий опе-. рационный усилитель, неинвертирующий вход тора, а инвертиденсатор с одом третьегос я тем,чтустановки чапятый резиствторой вывопервым вывотый резисторвод третьеговыводом пот оты, в него введены четвертыи,ры и потенциометр, при этом второго резистора соединен сИзобретение относится к импульсной техни.ке, в частности к генераторам прямоугольныхимпульсов с переустраиваемой. частотой, иможет быть использовано в различных устройствах приборостроения, средств автоматизациии другой аппаратуре,Известны схемы мультивибраторов на основе операционных усилителей и компараторов,регулирование частоты импульсов у которыхосуществляется переменным резистором реэис 10тивного делителя положительной обратной связи операционного усилителя, воздействующегона зону возврата триггера Шмитта, образованного операционным усилителем и резистивнымделителем. К входу триггера Шмитта (неинвертируюшему входу операционного усилителя)подключен выход пассивного неинвертирующегоВС.интегратора, вход которого подключен параллельно выходу операционного усилителя, 11.При работе мультивибратора выходное напря жение ВС-интегратора равно порогу переключения триггера Шмитта, изменение которого спомощью переменного резистора приводит кизменению частоты мультивибратора х25г:,е + Рф 1 "6 в)ф "бгде а - относительное положение движка потенциометра Вб.ЗОНедостатком данных мультивибраторов является малая точность установки частоты с пдмощью потенциометра (большая относительнаяпогрешность установки), в особенности при.малых значениях а.Наиболее близким к предлагаемому является мультивибратор, содержащий операционныйусилитель, неинвертирующий вход которого со.единен через первый резистор с общей шинойи с первым выводом второго резистора, а инвертирующий вход соединен через конденсатор 40с общей шиной и первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен сдвижком переменного резистора, каждый вывод которого через диод соединен с выходамоперационного усилителя, и с вторым выводом 45второго резистора 21.Частота ннвестного мультивибратора определяется (в обозначениях прототипа) формулой50Недостатком известного мультивибратора такжс является малая точность установки частоты 55 с помощью потенпиометра, которая объясняет ся тем, что зависимость частоты от относитель. ного положения движка потенциометра не явля. ется оказательной (квазипоказательной), так как только в этом случае относительная погрешность установки частоты будет одинако.вой (и минимальной) для всех значений а,Цель изобретения - повышение точности ус.тановки частоты путем формирования квазипо.казательной зависимости частоты мультивибратора от относительного положения движка по. тенцио метра.Поставленная цель достигается тем, что вмультивибратор, содержащий операционныйусилитель, неинвертирующий вход которого со.единен через первый резистор с общей шиной и с первым выводом второго резистора, а инвертируюший вход соединен через конденсатор с общей шиной и с первым выводом третьего резистора, введены четвертый, пятый резисторы и потенциометр, при этом второй выводвторого резистора соединен с первым выводомпотенциометра и через четвертый резистор - собщей шиной, второй вывод третьего резне. тора соединенс вторым выводом потенциометра.и через пятый резистор - с общей шиной, а движок потенциометра соединен с выходом операционного усилителя и выходной клеммоймультивибратораНа чертеже приведена принципиальная схемапредлагаемого мультивибратора, Мультивибратор содержит интегрирующуюВС.цепь на третьем резисторе 1 и конденсаторе 2, резистивный делитель,на втором резисторе 3 и первом резисторе 4, операционныйусилитель (ОУ) 5, инвертирующий вход кото.рого подключен к выходу.б ВС-цепи, неин.вертирующий вход -к выходу 7 резистив. ного делителя, а выход ОУ 5 - к выходной клемме 8 мультивибратора. Потенциометр 9 соединен через пятый резистор 10 и четвер. тый резистор 11 с обшей шиной, Движок потенциометра 9 соединен с выходом операци. онного усилителя 5,: выводы потенциометра 9 соединены с входами 13 и 14 интегрирую. щей ЯС-цепи и резистивного делителя соот. ветственно,1Мультивибратор работает следующим образом,В,о = В что соответствует симметрич.ности шкалы; Я 9Я,о, что соответствуетбольшой кратности регулировки частоты;Я,. В 1 о Яз Я 11, что позволяет не учиты. вать шунтируюшее действие резисторов Я, Вз Яз)В, что соответствУет малой зоне возврата триггера Шмитта и работе интегрирующей ЯС-цепи на начальном линейном участке. Обозначим через а относительное положение движка потенциометра 9 от правого по чертежу крайнего вывода. Предпо.ложим, что в начальный момент выход ОУ 5 имеет максимальный (более 10 В) поло.(7) Иэ уравнения (11) видно, что скорость изменения частоты мультивибратора, деленная 3 10644 жительный потенциал. Этот потенциал посту. пает в виде положительной .обратной связи (ПОС) через последовательно соединенные первый (правая часть потенциометра 9 и ре.зистор 11) и второй (резисторы 3 и 4) резистнвные делители на неинвертируюший вход ОУ 5, благодаря чему в рассматрива. емый промежуток времени мультивибратор находится в устойчивом состоянии. Выходной потенциал ОУ 5 через третий резистнвный10 делитель (левая часть потенциометра 9 и ре. зистор 10) воздействует на вход интегрирую. шей ВС.цепи, (1,2), с выхода которой в ви. де отрицательной обратной связи (ООС) подается на инвертируюший вход ОУ 5, Кон. денсатор 2 заряжается с постоянной времени В,С, при этом на его обкладках увеличивает., ся положительный потенциал. В момент равенства потенциалов на входах ОУ 5 произой. дет скачкообразное (благодаря ПОС через ре. зистивный делитель 3 и 4) переключение ОУ 5, его выход установится в состояние мак. симального отрицательного потенциала, Конденсатор 2 начнет перезаряжаться через резистор 1 от уровня первого порога переключен 25 (положительной полярности) в отрицательном направлении до уровня второго порога переключения (отрицательной полярности) мультивибратора. Эти уровни пропорциональны соот. ветственно максимально положительной и от 30 рицательной величинам выходного напряжения ОУ 5 (прийяты равными).В крайнем правом положении движка потен. циометра 9 ПОС ОУ 5 максимальнамак. симальныи уровни переключения муЬьтивиб., ратора по входу, входное же направление интегрирующей ВС-цепи минимально, что предполагает минимальную скорость изменения потенциала конденсатора 2, Следователь. но, в этом случае частота мультивибратора минимальна В крайнем же левом положе 40 нии потенциометра 9 уровни переключения мультивибратора по входу минимальны, чтоопределяется минимальной ПОС ОУ 5, вход. ное же напряжение интегрирующей ВС.цепи максимально, аналогична и скорость измене ния потенциала конденсатора 2. Таким образом, во втором случае частота мультивибратора максимальна. В промежуточном положении движка потенциометрв частота равна соответствующей промежуточной величине, эп Вследствие двойной зависимости частоты мулЬ. тивибратора от порога переключения (входя щего в состав мультивибратора триггера Шмитта) и скорости изменения потенциала интегрирующего конденсатора 2, одновременно 55 определяемых положением а потенциометра 9, и формируется.в предлагаемом мульти-. вибраторе квазипокаэвтельная зависимость 29 4частоты мультивибратора от положения движка потенциометра 9, повышающая точность установки его частоты. Математическая зави симость (с учетом выше отмеченных цонушений) частоты мультивибратора от положения а.движка потенциометра 9 будет иметьФв юс В1 ф=1- у4 фС 1-к+ 6 1-юС+ 6 (3) Обозначив кратность регулировки частотычерезможно вывести формулу для расчета-сДокажем, что уравнение (8) определяет квазипоказательную зависимость, совпадающую в трех точках (при а = О, а = 0,5, а =1) с идеальной показательной зависимостью1- М (9)ФПодставив в формулы (8) и (9) упомянутыезиаченияе 6 можно убедиться о полном совпадении зависимостей (8) и (9) в трех.точках; Следовательно, квазипоказательность, уравнения (8) доказана. Покажем далее, что уравнение (9) имеет одинаковые относитель. ные изменения частоты. при всех значениях а. Прологарифмируем (9), а затем возьмем производную по а, то получимСоставитель Ш. ШаряповТехред А, Бабинеп Корректор А. Зимокосов Редактор Н. Ковалева Заказ 10357)57 Тираж 936 Подписное ВНИИХИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб. д. 45Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4 5 1064429 6на частоту мультивнбратора, есть величина казывает повышение точности установки часпостоянная. При паразитном нзмене 1 аи а тоты при показательной зависимости, Полу- вследствие непредусмотренного сдвига получа. ченные выводы приближенно могут быть отем одинаковую относительную погрешность несены и к практически реализованной (реальдпя всех а (при одинаковом 0 а), что и по. ной) кваэипоказательной зависимости (8).