Мультивибратор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 03 К 3 28 БРЕТЕНИЯ НИ ТЕПЬСТВУ К АВТОРСКОМ(51 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Научно-исследовательский институт электронной интроскопии приТомском политехническом институтеим.С,М.Кирова(57) Изобретение может быть использовано для генерирования электрических колебаний прямоугольной 4 юрмыстабильной частоты и напряжения втемпературном диапазоне. Мультивибратор содержит конденсатор 1, операционный усилитель 2 напряжения, резисторы 3-5,7, стабилитроны 6,8,1,выходную шину 1 О. Мультивибратор имеет повышенную термостабильность частоты генерирования и выходного напряжения. 2 ил.Изобретение относится к радиотех.нике, измерительной технике, может быть использовано для генерирования электрических колебаний прямоугольной формы стабильной частоты и напря 5 жения в температурном диапазоне и является усовершенствованием известного устройства по авт,св,У 345318,Цель изобретения - повышение термостабильности частоты генерирования и ныходного напряжения.Поставленная цель достигается эа счет того, что в мультивибратор введены последовательно соединенные дополнительный стабилитрон и резистор, подсоединенные параллельно встречно- параллельно включенным стабилитронам, причем анод дополнительного стабилитрона соединен с общей виной. 20На фиг, приведена электрическая схема мультивибратора; на фиг.2 эпюры напряжения на инвертирующем входе операционного усилителя напряжения и на выходе мультивибратора. 25Первый вывод конденсатора 1 псдсоединен к общей шине, а его второй вывод подключен к инвертирующему входу операционного усилителя 2 напряжения и к первому выводу резистора 3. 30 Неинвертирующий вход операционного усилителя напряжения через резистор 4 подсоединен к общей шине и подключен к первому выводу резистора 5, Вторые выводы резисторов 3 и 5 подключены к аноду прецизионного температурноскомпенсиронанного стабилитрона 6,первому выводу резистора 7, к катоду прецизионного температурно-скомпенсированного стабилитрона 8, к первому 40 выводу резистора 9 и к выходной шине 1 О. Второй вывод резистора 7 подсоединен к выходу операционного усилителя напряжения 2. Катод прецизионного температурно-скомпенсиронанного 45 стабилитрона 6 и анод прецизионного температурно-скомпенсированного стабилитрона 8 подключены к общей шине. Второй вывод резистора 9 подсоединен к катоду стабилитрона 11, анод которого подключен к общей шине.В качестве стабилитронов 6 и 8 следует использовать прецизионные температурно-скомпенсированные стабилитроны, например, стабилитроны типа Д 818 Е, КС 191 Ф и др а в качестве резисторов 3 - 5,7,9 - стабильные широкополосные резисторы типа С 2-13, Напряжение стабилизации стабилитрона 11. должно быть больше напряжения стабилизации стабилитрона 8, Поэтому при включении стабилитрона 8 стабилитрон 1 остается выключенным, Стабилитрон 11 включается только как диод при включении стабилитрона 6.Мультинибратор работает следующим образом.Элементы 1 и 3 образуют цепь отрицательной обратной связи, а элементы 4 и 5 - цепь положительной обратной снязи мультинибратора, В первый момент времени, после включения источников напряжения питания Е - Е 2, конденсатор 1 разряжен и в мультивибраторе преобладает положительная обратная связь. Поэтому на выходной шине 10 мультинибратора и наличии положительный импульс напряжения длительностью т 1 (фиг.2). Стабилитрон 8 включен, а стабилитроны 6 и 11 выключены. Заряд конденсатора 1 идет через дифференциальное сопротивление стабилитрона 8, резистор 3. В момент времени й = 1 напряжение на конденсаторе 1 достигает порогового уровня+Б, неиннертирующего входа операционного усилителя 2 напряжения. При3 Тна выходной шине в наличии1отрицательный импульс напряжения и идет перезаряд конденсатора 1 через резистор 3, дифференциальное сопро-. тивление стабилитрона 6, резистор 9, дифференциальное сопротивление стабилитрона 11 в диодном включении. В момент временинапряжение на конденсаторе 1 достигает нулевого значения. При 1 ), С конденсатор 1 начинает заряжаться и при 1 = 1 напряжение на нем достигает порогового уровня П , неинвертирующего входа операционного усилителя 2 напряжения. Это приводит к изменению полярности напряжения на выходной шине 10 мультивибратора и процессы заряда и пере- заряда конденсатора повторяются,Заметим, что напряжения стабилизации прецизионных температурно-скомпенсированных стабилитронов, напри" мер Д 818 Е, примерно в 5-7 раэ меньше напряжения включения их прямой ветви вольт-амперной характеристики. Именно это позволяет прецизионные температурно-скомпенсированные стабилитроны включать встречно-параллельно н импульсном режиме работы.Применение в качестве элемента 11 стабилитрона, используемого только в1415431 Ив И + Итф1 20 25 3диодном включении (прямая ветвьвольт-амперной характеристики), позволяет обеспечить малую длительностьпереходных процессов, а следовательно, дает возможность достигнуть высокого быстродействия по сравнению сплоскостным диодом,Нормальное функционирование устройства (фиг.1) обеспечивается прилинейной нагрузке, подключенной к выходной шине 10.Повышение термостабильности частоты генерирования и выходного напряжения мультивибратора объясняетсяследующим образом,Период автокобеланий мультивибратора; ГУ + о 11Е - И пор где С = КС 1 п -+ 1 (2)Е - Ипор-Е - И порКС 1 пв1 (3)ог -Е - И порК - величина сопротивления времязадающего резистора 3;С - величина емкости времязадающего конденсатора 1; Ип, ,И, - пороговые уровни напряжения соответственно неинвертирующего и интернирующеговходов операционного усилителя 2 напряжения.Из (2) и (3) следует, что при изменениЯх И ,р, И п,р изменЯютсЯ с,11 и С, а следовательно, и период автоколебаний Т. Уровни И+ И , определяются коэффициентом передачи делителя напряжения на резисторах 4 и 5 и уровнем выходного напряжения мультивибратора.Если выходное напряжение мультивибратора стабильно и коэффициент передачи делителя напряжения неизменен, то стабилен период автоколебаний, а следовательно, и частота генерации.Принцип повышения термостабильности частоты генерирования основан на следующем.1 Температурно-скомпенсированный стабилитрон, например Д 81 ЯЕ, при токах стабилизации до 1 О мА (до точки с нулевым ТКН) имеет отрицательное значение ТКН, а при токах стабилизации выше 10 мА (после точки с нулевым ТКН)п- положительное значение ТКН. Если через стабилизрон 6 задать -ток менее 1 О мА, а через стабилит- .рон 8 пропустить ток более 1 О мА, то напряжение стабилизации стабилитрона 6 имеет отрицательный ТКН, а напряжение стабилизации стабилитрона 8 - по логительный ТКН. При сложении действур 1 щих значений напряжений стабилитронов их отклонения компенсируются.Полагая неизменными напряжения источников питания мультивибратсра и темпеФратуру окружающЕй среды, действующее значение напряжения на выходной шине 15 10 где дИИ- действующие значения напряжений стабилизациипрецизионных температурно-скомпенсированныхстабилитронов 6 и 8 соответственно, работающихв импульсном режиме. При изменении температуры среды выходное напряжение мультивибратора определяется следующим соотношением: 30 И Вы= Иф И г - д И 1 + 4 Игде л И, л И - приращения действующихзначений напряженийстабилитронов 6 и 8соо тве тс твенно.35 Чтобы частота мультивибратора неизменялась при изменении температуры, необходимо обеспечить равенствоприращений напряжений 0 И и д И и ихпротивофаэность. Это условие можновыполнить, если токи через стабилитроны задать симметричными относительно 10 мА. Соединение резистора 9и стабилитрона 11 позволяет уменьшить45 ток стабилизации стабилитрона 6 поотношению к току стабилизации стабилитрона 8, т,е. обеспечивает противофазность приращений действующих значений Д И 1 и ДИ 2.50Проведенные экспериментальные исследования с температурно-скомпенсированными стабилитронами типа Д 818 Епоказывают, что в диапазоне темпе ратур 13 - 30 С средний те пературный коэффициент напряжения составля.ет 0,00015 Ж/ С,Введенная совокупность отличительных признаков позволила в 7 раэ1415431 Е Ь, майор Юр Составитель О.Близнюк Техред Л.Олийнык Корректор С.Чер Редактор Н.Бобков Заказ 3886/ Тираж 928 В 11 ИИПИ Государственн по делам иэобрете 3035, Москва, Ж, РПодписио комитета СССРй и открытийушская наб., д, 4/ 5 Произв венно-полиграфическое предприятие, г. ужгород, ул. Проектная,уменыпить температурный коэффициент напряжения, а следовательно, повысить термостабильность частоты генерирования и выходного напряжения мультивибратора.Предлагаемый мультивибратор целесообразно испольэовать в измерительной технике, радиотехнике, автоматике и других областях техники во всех случаях, когда вопросы повышения термостабильности частоты генерирования и выходного напряжения приобретают первостепенное значение. Формула изобретения Мультивибратор по авт.св.У 1345318,чащйся тем,с целью повьппения термостабильностичастоты генерирования и выходногонапряжения, в него введена цепь иэпоследовательно соединенных дополни 10 тельного стабилитрона и резистора,подключенная параллельно включеннымвстречно-параллельно стабилитронам,которые выполнены идентичными, причем анод дополнительного стабилит 15 рона соединен с общей шиной,