Multiwibrator: Różnice pomiędzy wersjami

Dodane 16 bajtów ,  9 lat temu
m
WikiCleaner 0.99 - WP:CHECK 56 (Strzałka - ASCII art)
(→‎Działanie: dr. lit.)
m (WikiCleaner 0.99 - WP:CHECK 56 (Strzałka - ASCII art))
Załóżmy, że w danej chwili tranzystor Q1 przewodzi; wówczas na jego kolektorze napięcie jest bliskie 0 (równe napięciu nasycenia tranzystora <math>Uce_{sat}</math>). To napięcie jest podawane przez rezystor R3 na bazę tranzystora Q2, przez co jest on niewysterowany, napięcie na jego kolektorze jest bliskie napięciu +V. Napięcie to, podane przez rezystor R4 na bazę Q1, podtrzymuje jego stan nasycenia. Mamy więc stan stabilny układu.
 
Jeżeli teraz do bazy Q1 (wejście "Reset" na rysunku) doprowadzony zostanie impuls ujemny o amplitudzie i czasie trwania wystarczającym do zatkania tego tranzystora, to: przestaje płynąć prąd kolektora -> zmniejsza się znacznie spadek napięcia na rezystorze R1 -> rośnie napięcie na kolektorze tranzystora Q1 -> zaczyna płynąć prąd bazy Q2 -> zaczyna płynąć prąd kolektora Q2 -> rośnie spadek napięcia na rezystorze R2 -> obniża się napięcie na kolektorze Q2 (tranzystor wchodzi w stan nasycenia) -> niski poziom napięcia na kolektorze Q2 przez rezystor R4 podtrzymuje stan wyłączenia tranzystora Q1 - układ jest w drugim stanie stabilnym.
 
Z punktu widzenia [[technika cyfrowa|techniki cyfrowej]], jeżeli jako wyjścia traktować kolektory tranzystorów, przedstawiony wyżej układ zachowuje się jako [[przerzutnik]] RS wyzwalany poziomem.
Ube - napięcie na przewodzącym złączu baza-emiter (ok. 0,7V)
 
Kondensator C1 zaczyna ładować się poprzez rezystor R2, napięcie na bazie tranzystora Q2 zaczyna narastać i gdy osiągnie napięcie przewodzenia złącza baza-emiter Q2 (ok. 0,6-0,7V) to tranzystor ten zacznie przewodzić -> obniży się poziom napięcia na jego kolektorze (do poziomu napięcia nasycenia )-> ponieważ napięcie nasycenia jest niższe od napięcia przewodzenia złącza B-E, to przestaje płynąć prąd bazy Q1 i tranzystor ten wyłącza się
-> przestaje płynąć prąd kolektora Q1 -> kondensator C1 zaczyna się ładować do stanu wyjściowego przez rezystor R1. Po naładowaniu się kondensatora C1, układ jest gotowy do następnego wyzwolenia.
 
Czas trwania stanu przewodzenia Q1, nazywany też czasem regeneracji, jest proporcjonalny do [[stała czasowa|stałej czasowej]] R2C1 i wynosi w przybliżeniu:
 
=== Działanie ===
Po włączeniu zasilania, ze względu na niesymetrię istniejącą w układach rzeczywistych (różne wzmocnienia tranzystorów, tolerancje wartości rezystorów) jeden z tranzystorów zaczyna przewodzić trochę szybciej od drugiego, przez co napięcie na jego kolektorze spada trochę szybciej niż na drugim. Skok napięcia przenosi się przez częściowo naładowany kondensator sprzęgający powodując zatkanie drugiego tranzystora. Powiedzmy, że w naszym układzie Q1 był szybszy. W układzie ustala się nastepujący stan: Q1 przewodzi, Q2 zatkany, C1 rozładowuje się przez R2 i przewodzący tranzystor Q1, C2 ładuje się przez R4 i przewodzące złącze baza-emiter tranzystora Q1. W tym stanie na skutek ładowania się C2, narasta napięcie na kolektorze Q2, ze stałą czasową R4*C1 (dlatego też zbocza narastające przebiegów na kolektorach tranzystorów nie są ostre). Na skutek rozładowywania się C1 przez R2 narasta napięcie na bazie Q2, gdy osiągnie ono wartość ok. 0.6 - 0.7V, to tranzystor Q2 zacznie przewodzić -> spada gwałtownie napięcie na jego kolektorze -> skok napięcia przeniesiony przez naładowany kondensator C2 -> wymusza duże ujemne (względem masy) napięcie zatykające tranzystor Q1 -> zaczyna się ładować kondensator C1 przez rezystor R1 (stała czasowa R1*C1) i przewodzące złącze baza-emiter Q2 (podtrzymując tym stan jego włączenia). Po naładowaniu się C1 stan nasycenia tranzystora Q2 jest podtrzymywany przez prąd płynący do jego bazy przez rezystor R2. W tym miejscu nastąpiło zakończenie akcji przerzutu układu.
Stan ten będzie trwał do momentu gdy napięcie na rozładowujacym się kondensatorze C2 (lewa okładka) osiągnie wartość przewodzenia tranzystora Q1 (czyli w ok. wartości 0,6-0,7 V).
 
<center><math>\frac{V_+\ -\ Ube}{R2}\ *\ \beta2\ >>\ \frac{V_+\ -\ Uce_{sat}}{R4} </math></center>
 
<math>\beta</math> - wzmocnienie prądowe tranzystora (oznaczane też w katalogach jako h21E <- E duże)
 
(we wzorach są różne parametry wzmocnienia, ponieważ w rzeczywistych układach tranzystory mają różną
Czasy trwania obu faz pracy multiwibratora. W praktyce maksymalna asymetria, lub [[współczynnik wypełnienia]], wynosi 1:50.
 
W układzie idealnym (symulacja w programie komputerowym, np. [[NAP]], [[PSPICE]]) samoistny start układu nie nastąpi, ponieważ program najpierw wylicza tzw. punkt pracy układu (tj. napięcia na poszczególnych węzłach) bez uwzględnienia istnienia pojemności w układzie, a ze względu na idealną symetrię wartości elementów, w układzie ustalą się symetryczne napięcia, tj. oba tranzystory przewodzą -> na obu kolektorach jest stan niski. W momencie rozpoczęcia analizy czasowej układ nie jest w stanie przejść samoistnie do normalnej pracy astabilnej, bo na obu kondensatorach jest takie samo napięcie. Wyjściem z tej sytuacji jest sztuczne wprowadzenie asymetrii w układzie (np. różne wzmocnienia tranzystorów, trochę różne wartości rezystorów kolektorowych) lub wymuszenie jednego ze stanów niestabilnych przez ręczne ustawienie napięć na kolektorach tranzystorów (na jednym 0 a na drugim napięcie zasilania).
 
'''Podobnie jak w układzie monostabilnym, przy napięciach zasilania wyższych niż 5-6V6 V należy stosować szeregowe diody zabezpieczające złącza baza-emiter tranzystorów przed przebiciem wstecznym !!!.'''
 
W układach, w których rezystory R2 i R3 są zmienne (przy uwzględnieniu wymienionych wyżej ograniczeń), możliwe są następujące rodzaje regulacji:
<center>[[Plik:Three Pole Ring Counter.png]]</center>
 
Źródło: książeczka do zestawu "[[Młody Elektronik]]" nr. 4, produkcji [[Unitra]]-[[Telpod]]; zachowano oryginalną numerację elementów.
Zawsze 2 tranzystory przewodzą a 1 jest zatkany.
 
* Trój- i Pięciobiegunowypięciobiegunowy multiwibrator astabilny:
 
<center>[[Plik:Three phase astable multivibrator.png]]</center>