И В. С. Ямпольсний о основы автоматики и электронно- вычислительной техники нститутов

Одновнбратор. Импульсные сигналы, проходящие по электричес­ким цепям, искажаются. При этом могут меняться их форма, ампли­туда и длительность. Транзисторный ключ «исправляет» искаженную форму и амплитуду сигнала, так как он преобразует входной сигнал в стандартные прямоугольные импульсы с заданной амплитудой. В то же время длительность выходного импульса полностью зависит от длительности входного сигнала.
Для получения импульсных сигналов с заданной длительностью, не зависящей от длительности входных импульсов, используют релаксационный формирователь импульсных сигналов, называемый одновибратором. (Релаксация — постепенное ослабление какого-ли­бо состояния после прекращения действия, вызвавшего это состоя­ние; от лат. relaxatio — ослабление.) Одновибратор — это устрой­ство, имеющее одно стабильное состояние, из которого его можно перевести внешним сигналом во второе временно устойчивое сос­тояние. По истечении определенного времени, зависящего только от собственных параметров одновибратора, он самостоятельно воз­вращается в исходное (стабильное) состояние. Классическая схема одновибратора представлена на рисунке 2.34, а. Параметры ус­тройства подбираются таким образом, чтобы после включения пита­ния напряжение на базе второго транзистора и_б2 достигло вели­чины 0,6...0,8 В, при котором транзистор VT2 открывается и на­пряжение на его коллекторе падает почти до нуля (и_Вых«0,1 ...0,2 В). Напряжение, поступающее по цепи обратной связи (резистор /?1) с выхода одновибратора на его вход, надежно удерживает первый транзистор в запертом состоянии, так как напряжение на его базе будет меньше порогового напряжения £/„«0,5 В. Одновременно с этим через резистор RKI и открытый эмиттерный переход второго транзистора происходит зарядка конденсатора С до напряжения ис=Е_п—Иб2»^п- Наступившее после этого стационарное состояние будет сохраняться до тех пор, пока на вход одновибратора не поступит положительный запускающий импульс.
Рассмотрим диаграммы, представленные на рисунке 2.34, 6, объясняющие работу одновибратора. На интервале одновиб-
ратор находился в устойчивом состоянии, при котором u*\=E_n, ы_Вых=Мк2^0, исъЕ_п. В момент t\ на вход одновибратора поступил положительный импульс. Этот импульс перевел транзистор VTX в режим насыщения. При этом положительно заряженная обкладка конденсатора С соединилась через открытый транзистор VTI с общим проводом (рис. 2.34, в). Следовательно, в момент tj конденсатор С оказался подключенным между базой и эмиттером второго тран­зистора. Появившееся на базе VT2 большое отрицательное напря­жение Ыб2(Л)~ис«—Е„ мгновенно запирает транзистор, и выходное напряжение одновибратора становится равным «_Вы_Х=£_п. Это напря­жение, поступая по цепи обратной связи на базу первого тран­зистора, будет поддерживать VT1 в открытом состоянии и после окончания входного запускающего импульса.
Таким образом, с момента /| начинается временно устойчивее (квазиустойчивое) состояние равновесия, при котором u_Ki^0, и_К2—Е_п, а напряжение на конденсаторе и базе VT2 начинает изменяться по экспоненте в соответствии с выражением
ис(/)=£_п[1-2ехр(-///?С)],

так как конденсатор С, подключенный через резистор R к ис­точнику Е„, начинает перезаряжаться (см. § 2.2). Транзистор VT2 будет заперт до момента /2, в который иы~ис превысит поро­говое напряжение транзистора. При этом VT2 откроется, и и_оых опять станет равным нулю. Низкое и_Вы_Х по цепи обратной связи поступит на базу VT\ и закроет первый транзистор. Таким образом одновибратор возвратится в исходное устойчивое состояние.
Длительность импульса на выходе одновибратора определяется временем, в течение которого происходит перезарядка конденсатора до порогового напряжения. Так как это напряжение много меньше £■„> то допустим, ЧТО Wn=Wc(^2)^=u62(^2) »0. Подставив Ыс(^) — О в левую часть выражения, описывающего процесс переза­рядки конденсатора, установили, что длительность формируемого импульса t_i,= t2—t\2zRC\n 2»0,7/?С зависит только от параметров самого мультивибратора.
Следует заметить, что напряжение на коллекторе транзистора, закрывшегося в момент ^ не изменится скачком от нуля до Е„, так как к коллектору подключен разряженный конденсатор С. Поэтому конденсатор начнет заряжаться через RK 1 (рис. 2.34, г), и стационарное напряжение на коллекторе будет восстановлено только через время /_вос = /₃ — /₂«3/?к|С.