3.2.2. Мультивибраторы, выполненные на основе таймера (схема №1)
Схема мультивибратора, выполненного на основе таймера, приведена на рис.3.7. В состав схемы кроме таймера DA, входит времязадающая цепь из резистора R и конденсатора С1 и конденсатор С2, сглаживающий пульсацию напряжений и .
Рис.3.7
Рассмотрим работу схемы. Временные диаграммы, поясняющие ее работу, приведены на рис.3.8.
Пусть в начальный
момент
напряжение на выходе таймера
имеет высокий уровень, т.е. равно
логической «1». Конденсатор
заряжается током по цепи: вывод
Q
таймера – резистор R
– конденсатор
– общий провод схемы, и
в момент времени
напряжение на конденсаторе
начинает превышать уровень
.
Таймер переключается, поскольку
выполняются условия:
,
и
и напряжение на его выходе
принимает низкий уровень, т.е. становится
равным логическому «0».
Рис.3.8
Конденсатор С1
начинает разряжаться током, проходящим
по цепи: положительно
заряженная обкладка конденсатора
– резистор
– выход Q
и вывод 1 (G)
таймера – общий провод схемы –
отрицательно заряженная обкладка
конденсатора
,
и
в момент времени
напряжение на конденсаторе
становится ниже уровня
.
Таймер переключается, поскольку
выполняются условия:
и
и напряжение на
его выходе
принимает высокий уровень, т.е. становится
равным логической «1». Начинается заряд
конденсатора
,
рассмотренный выше.
Процессы заряда
и разряда конденсатора
описывается выражениями, соответствующими
(3.2) и (3.4) при замене в них максимального
и минимального
напряжений на выходе ОУ соответственно
на максимальное напряжения на выходе
таймера
и минимальное напряжения на выходе
таймера
.
Из преобразованных
выражений (3.2) и (3.4) и при учете, что
напряжение:
,
и
получим частоту работы схемы:
,
(3.10)
и коэффициент
заполнения импульсов
.
Конденсатор
совместно с резистором
таймера (рис.3.5) уменьшает амплитуду
пульсации напряжений
и
.
Пульсация напряжений
и
может
возникать из-за импульсного характера
работы вторичного источника энергии,
питающего схему. Если в питающем
напряжении присутствует пульсация, то
такая же пульсация, только меньшей
величины, присутствует и в напряжениях
и
.
На временных
диаграммах рис.3.9 укрупнено показаны
напряжения
и
,
а также выходное напряжение
в окрестности момента переключения
.
На рис.3.9,а приведены временные диаграммы
для случая, когда конденсатор
отсутствует в схеме. При этом амплитуда
пульсации напряжения
значительна и
равенство напряжений
и
может произойти в различные моменты
времени
или
.
Поэтому длительность импульсов и частота
работы мультивибратора становятся
нестабильными. При использовании
конденсатора
в схеме, он совместно с резистором
таймера (рис.3.5) выполняет роль
-фильтра
и уменьшает амплитуду пульсации
напряжений
и
.
В этом случае (рис.3.10) переключение
таймера происходит в момент времени
и частота работы мультивибратора
остается неизменной.
Рис.3.10