Мультивибратор

Союз Советских Социалистических Реслублнк(51)М. Кл.2 с присоединением заявки Нов Н 03 К 3/281 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 374, ;611 (088,8) Дата опубликования описания 2506,80(71) Заявитель Особое конструкторское бюро Института космических исследований АН СССР(54) ИУЛЬТИВИБРАТОР Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в качестве формирователя прямоугольных импульсов.5 Известны мультивибраторы с малым потреблением мощности, выполненные на четырех попарно соединенных коллекторами транзисторах разного типа проводимости 1 и 2., О Недостатком таки х мульти ви браторов с регулируемой частотой является большая температурная нестабильность частоты. Объясняется это тем, что . 15 времязадающие резисторы одновременно обеспечивают напряжение смещения на базах открытых транзисторов и при увеличении сопротивления этих резисторов транзисторы могут выходить иэ 20 режима насыдения, в результате чего увеличивается температурная нестабильность,частоты мультивибратора, поскольку сопровтиления переходов коллектор-эмиттер открытых транзисто ров являются элементами времязадающих цепей мультивибратора. Вследствие этого подобные мультивибраторы имеютограниченный диапазон регулировки частоты, 30 Кроме этого, температурная нестабильность обусловлена еще тем, чтозаряд времязадающих конденсаторовосуществляется через базовые цепиоткрытых транзисторов, что создаетдополнительный источник смещенияэтих транзисторов, приводящий к непостоянству их базовых токов и напряжения насыщения,Цель изобретения - увеличение стабильности частоты.Для достижения укаэанной цели вмультивибратор, содержащий два ключа,каждый из которых состоит из двухтранзисторов разного типа проводимости, коллекторы которых объединены,змиттер одного подключен к шине питания, а его база через резистор смещения - к общей шине, эмиттер другого -подключен к общей шине, а его базачерез резистор смещения - к шине питания, транзисторы одного типа проводимости, принадлежащие разным ключамсоединены емкостными и резистивно-емкостными коллекторно-базовыми связями,введены в коллекторно-базовые связипервый и второй диоды, подключенные Кбазе каждого транзистора первого ключа в направлении, противоположномпереходу эмиттер-база транзистора,а точки соединения первого и второгодиодов с соответствующими конденсаторами коллекторно-базовых связей соединены через времязадающий резистор,и третий и четвертый диоды, включенные последовательно с резисторамисмещения второго ключа в том женаправлении, что и первый и второй диоды. 50 В указанном мультивибраторе, с ,целью обеспечения возможности подстройки скважности импульсов, последовательно с каждым диодом, соединяющим времяэадающие конденсаторы с эмиттерами транзисторов, включены резисторы. 15На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого мультивибратора.Минусовая шина питания соединена с эмиттерами транзисторов 1 и 2 типа 20 п-р-п, с резистором 3 смещения в цепи базы транзистора 4 и через резистор 5 подстройки скважности и последовательно соединенный с ним в прямом направлении диод б - с точ кой соединения общего времязадающего резистора 7, времяэадающего конденсатора 8.и диода 9, подключенного в обратном направлении к базе транзистора 1. Плюсовая шина питания соединена с эмиттерами транзисторов 4 и 10 типа р-п-р, с резистором 11 смещения в цепи базы транзистора 1 и через резистор 12 подстройки скважности и последовательно соединенный с ним в прямом йаправлении диод 13 - с другой точкой соединения общего времязадающего резистора 7, времязадающего конденсатора 14 и диода 15, подключенного в обратном направлении к базе транзистора 4, Точка 40 соединения коллекторов транзисторов 1 и 4 соединена через резистор 16 смещения, шунтированный ускоряющим конденсатором 17, с базой транзистора 2 и через резистор 18 смещения, шунтированный ускоряющим конденсатором 19 - с базой транзистора 10. Точка соединения коллекторов транзисторов 2 и 10 соединена с время- задающими конденсаторами 8 и 14.Мультивибратор работает следую,щим образомПредположим, что после подключения источника питания паступает режим, при котором оба транзистора 1 4 находятся в активном режиме.В этот момент последовательно соединенные времяэадающие конденсаторы8 и 14 заряжаются от источника питания по цепи: резистор 12, диод 13, конденсатор 8, диод б и резистор 5. 0 Один из транзисторов, например транзистор 1, открывается быстрее Ъследствие неравномерности диффузии основных носителей из эмиттера, в базу), что.вызывает резкое уменьшение напря- у жения на его коллекторе. Этот скачок напряжения через ускоряющие конденсаторы 17 и 19 мгновенно прикладывается к базам транзисторов 2 и 10, что вызывает отпирание транзистора 10 и запирание транзистора 2. Так как транзистор 10 открылся, то " напряжение заряда конценсатора 14 положительной полярностью через диод 15 прикладывается к базе транзистора 4 и приводит к уменьшению тока его коллектора, т.е. его эапиранию, Приэтом транзистор 1 еще более открывается эа счет положительного напряжениясмещения, подаваемого через резистор 11,Этот скачок напряжения вновь прикладывается через ускоряющие конденсаторы 17 и 19 к базам транзисторов 2 и 10 и все транзисторы лавинообразно переходят в состояние, прикотором транзисторы 1 и 10 открыты,а транзисторы 2 и 4 закрыты,Таким образом, транзистор 1 находится в открытом состоянии за счетположительного напряжения смещения,подаваемого на базу этого транзистора через резистор 11, при этом диод9 закрыт, так как по отношению кнапряжению питания он включен в обратном направлении, Соответственно,транзистор 10 так же открыт за счетотрицательного напряжения, подаваемого на его базу через резистор 18и открытый транзистор 1, а транзистор 2 закрыт, так как его база соединена с эмиттером через резистор16 и открытый транзистор 1, Транзистор 4 находится . в закрытом состоянии за счет положительного напряжения, подаваемого на его базу черезоткрытый диод 15 с времязадающегоконденсатора 14, при этом диод 13закрыт положительным напряжением наконденсаторе 14,В таком состоянии мультивибратора времяэадающий конденсатор 8быстро заряжается до напряжения питания по цепи: открытый транзистор10, конденсатор 8, диод б и резистор 5, минуя базовую цепь транзистора 1, так как диод 9 закрыт. Времяэадающий конденсатор 14 медленно фразряжается по двум цепям: открытыйтранзистор 10, конденсатор 14, времязадающий резистор 7, диод б,резистор 5 и открытый транзистор 10,конденсатор 14, диод 15, резистор 3,При разряде конденсатора 14 до напряжения эапирания диода 15 (порядка0,7 В) транзистор 2 начинает открываться, так как на базу этого транзистора подается отрицательное напряжение смещения через резистор 3, Врезультате транзистор 1 выходит иэрежима насыщения (напряжение на егоколлекторе увеличивается) . Объясняется это тем, что ток коллектора любого насыщенного транзистора ограничи 743171вается током его базы, т.е, резистором смещения. Если уменьшить сопротивление нагрузки в цепи коллекторатранзистора, то он выходит из режиманасыщения, работая в режиме ограничения тока нагрузки, т.е. в режиместабилизатора тока. Увеличение напряжения на коллекторе транзистора 1через ускоряющие конденсаторы 17 и19 и резисторы 16 и 18 прикладывается к базам транзисторов 2 и 10, вызы Овая отпирание транзистора 2 и эапирание транзистора 10. Так как транзистор 2 открылся, то напряжение зарядаконденсатора 8 отрицательной полярностью прикладывается через диод 9к базе транзистора 1 и приводит к15его запиранию. Мультивибратор лавинообразно переходит в состояние, прикотором транзисторы 2 и 4 открыты,а транзисторы 1 и 10 закрыты. В этотмомент времяэадающий конденсатор 14 20быстро заряжается до напряжения питания по цепи: резистор 12, диод 13,конденсатор 14, открытый транзистор 2.Времязадающий конденсатор 8 медленноразряжается по двум цепям: резистор 2512, диод 13, времяэадающий резистор7, конденсатор 8, открытый транзистор2 и резистор 11, диод 9, конденсатор8, открытый транзистор 2.При разряде конденсатора 8 до ЗОнапряжения запирания диода 9 (порядка0,7 В) транзистор 1 начинает открываться, так как на базу этого транзистора подается положительное напряжение смещения через резистор 11, Врезультате транзистор 4 выходит иэрежима насыщения и напряжение на егоколлекторе увеличивается. Этот скачок напряжения через ускоряющие конденсаторы 17 и 19 и резисторы 16 и18 мгновенно прикладывается к базамтранзисторов 2 и 10, вызывая отпирание транзистора 10 и запирание .транзистора 2Так как транзистор 10открылся, то напряжение заряда конденсатора 14 положительной полярностью прикладывается через диод15 к базе транзистора 4 и приводитк его запиранию. Мультивибраторлавинообразно переходит в исходноесостояние, при котором транзисторы 5 О1 и 10,открыты, а транзисторы 2и 4 закрыты, Затем весь процессповторяется,Таким образом, времязадающий резистор 7 является общим в цепях раэряда конденсаторов 8 и 14 и поэтому,если изменять величину резистора ,меняется частота автоколебаниймультивибратора при сохранении постоянной скважности импульсов, Резистор 5 находится в цепи разряда только конденсатора 14, а резистор 12 - только конденсатора 8, Поэтому с помощью этих резисторов можно подстраивать скважность импульсов мультивибратора. Как видно из схемы, величины всех резисторов (3, 11, 16 и 18) в цепях смещения транзисторов не зависят от величины времязадающих резисторов (5,7 и 12), Поэтому частоту мультивибратора можно изменять в очень широких пределах, не нарушая режима работы транзисторов и не уменьшая соответственно стабильность частоты,Формула изобретения1. Мультивибратор, содержащий два .ключа, каждый иэ которых состоит из двух транзисторов разного типа проводимости, коллекторы которых объединены, эмиттер одного подключен к шине питания, а его база через резистор смещения - к общей шине, эмиттер другого подключен к общей шине, а его база через резистор смещения к шине питания, транзисторы одного типа проводимости, принадлежащие разным. ключам, соединены емкостными и резистивно-емкостными коллекторно- базовыми связями, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения стабильности частоты, в коллекторно- базовые связи введены первый и второй диоды, подключенные к базе каждого транзистора первого ключа в направлении, противоположном переходу эмиттер-база транзистора, а точки соединения первого и второго диодов с соответствующими конденсаторами коллекторно-базовых связей соединены через времяэадающий резистор, и третий и четвертый диоды, включенные последовательно с резисторами смещения второго ключа в том же направлении, что и первый и второй диоды,2Мультивибратор по п 11, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цечью обеспечения воэможности подстройки скважности импульсов, последовательно с каждым диодом, соединяющим времяэадающие конденсаторы с эмиттерами транзисторов, включены резисторы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Патент США Р 3767944,кл,307-288,1969,2, Авторское свидетельство СССР 9399050, кл. Н 03 К 3/281, 11.08.74.743171 Составители В.БугровТехред О, Легеза Корректор М.Вигул едактор В.Зарванск Заказ 36301 ППП Патентф, г. Ужгород, ул, Проектна и 9 Тираж ЦНИИПИ Государственпо делам изобрет 113035, Москва, Ж,95 Подписного комитета СССРий и открытийуюская набд. 4/5