«Мультивибратор»

(от Мульти... и лат. vibro — колеблю)

релаксационный генератор электрических колебаний разрывного типа, содержащий два усилителя, охваченных взаимной междукаскадной положительной обратной связью. Термин «М.», предложенный голландским физиком ван дер Полем, указывает на множество гармоник, содержащихся в спектре генерируемых колебаний (в этом смысле генератор синусоидальных колебаний — моновибратор). Классическая схема М. на двух ламповых резистивных усилителях с перекрёстными анодно-сеточными связями (рис. 1) известна под названием схемы Абрагама и Блоха; она близка к схеме «катодного реле», предложенной советским учёным М. А. Бонч-Бруевичем. Различают симметричные М., построенные по симметричной схеме (рис. 1), и несимметричные. У первых длительности T₁ и T₂ рабочих тактов (рис. 2), составляющие в сумме период колебаний T_n, одинаковы, у вторых — разные. Времена T₁ и Т₂ определяются в основном элементами М. R₁ и R₂, C₁ и C₂ (см. Генерирование электрических колебаний).

Известно много вариантов М. на электронных лампах, транзисторах, тиристорах и интегральных схемах. Наиболее широко применяются М., построенные на транзисторах. Если используют транзисторы одного типа (р — n — р или n — p — n), то усилители в таких М. возбуждаются поочерёдно; в период времени T₁ в возбуждённом состоянии находится один усилитель, в период T₂ — другой. Такие М. называются двухфазными. Чередование фаз М. определяется динамическим состоянием того из усилителей, который находится в невозбуждённом режиме; последний возбуждается тогда, когда действующее на его входе напряжение становится достаточным для отпирания закрытого транзистора. После этого возникает кратковременный регенеративный процесс (в течение которого оба усилителя возбуждены), приводящий к изменению состояния усилителей — опрокидыванию М. Если же в усилителях М. используются транзисторы разного типа, то оба усилителя возбуждаются одновременно и находятся в таком состоянии в течение времени T₁; затем они почти одновременно переходят в невозбуждённое состояние на период времени Т₂. Переход из возбуждённого состояния в невозбуждённое определяется соотношением сил токов в коллекторной и базовой цепях насыщенного транзистора усилителя. По принципу работы такой М. близок к транзисторному Блокинг-генератору.

М. применяют в качестве генераторов импульсов, делителей частоты, формирователей импульсов, бесконтактных переключателей и т. п. в устройствах автоматики, вычислительной и измерительной техники, в том числе в реле времени, задающих устройствах и формирователях ЦВМ. Как и другие релаксационные генераторы, М. может работать как в режиме автоколебаний, так и в заторможенном (ждущем) режиме (такой М. называется ждущим, или однотактным, и часто неправильно именуется одновибратором). При подаче управляющего сигнала (импульса запуска) ждущий М. возбуждается и генерирует один рабочий импульс длительностью T₁, после чего снова переходит в состояние покоя (T₂). Ждущие М. строят обычно по несимметричной схеме; наиболее широко они применяются для генерирования импульсов строго определённой формы.

Кроме двухфазных, существуют многофазные (n-фазные) М., состоящие из n резистивных усилителей, охваченных одной общей и n междукаскадными обратными связями. С выходов n усилителей многофазного М. можно получить последовательность сдвинутых во времени и в пространстве импульсов, благодаря чему его часто используют в многоканальных системах отбора, передачи и преобразования информации (см. Импульсная техника).

Лит.: Беленький Я. Е., Многофазные релаксаторы, К., 1966; Справочник по импульсной технике, под ред. В. Н. Яковлева, 3 изд., К., 1972; Ицхоки Я. С., Овчинников Н. И., Импульсные и цифровые устройства, М., 1972; Горохов В. А., Щедрин М. Б., Физические основы применения тиристоров в импульсных схемах, М., 1972; Горн Л. С., Климашов А. А., Хазанов Б. И., Мультивибраторы на интегральных элементах ТТЛ, «Радиотехника», 1973, т. 28, № 5.

Я. С. Ицхоки.

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема симметричного мультивибратора: Л₁, Л₂ — лампы (триоды); Ra₁, Ra₂ — анодные нагрузки; R₁, R₂ — сопротивления в цепях обратной связи; C₁, C₂ — конденсаторы в цепях обратной связи; E_a — источник анодного питания.

Рис. 2. Форма сигнала на выходе мультивибратора: T_n - период колебаний; T₁, T₂ - длительности рабочих тактов; t - время.

1. му́льтивибра́тор;
2. му́льтивибра́торы;
3. му́льтивибра́тора;
4. му́льтивибра́торов;
5. му́льтивибра́тору;
6. му́льтивибра́торам;
7. му́льтивибра́тор;
8. му́льтивибра́торы;
9. му́льтивибра́тором;
10. му́льтивибра́торами;
11. му́льтивибра́торе;
12. му́льтивибра́торах.

МУЛЬТИВИБРАТОР (от мульти... и лат. vibro - колеблю) - релаксационный генератор, вырабатывающий импульс (колебания) почти прямоугольной формы; длительность электрических импульсов обычно мало отличается от интервала между ними. Применяется в устройствах импульсной и измерительной техники, радиотехники и др.

flip-flop, flop, multivibratormultivibrator

multivibrator oscillator, retriggerable multivibrator, multivibrator

m.multivibrator

МУЛЬТИВИБРАТОР

(от лат. multum - много и vib-го - колеблю) - электронное устройство с двумя ме-тастабильными состояниями, к-рым соответствуют два различных значения напряжения (или тока) и к-рые периодически скачкообразно сменяют друг друга за счёт положительной обратной связи.M. генерирует периодический сигнал прямоугольной формы, в спектре к-рого содержится много гармоник (см. Фурье анализ). Если интервалы времени, соответствующие различным состояниям, одинаковы, M. называется симметричным, иначе - несимметричным. Названные интервалы времени определяются временем зарядки и (или) разрядки конденсаторов (одного или двух), входящих в схему. M. может быть построен на операционных усилителях, транзисторах биполярных и полевых транзисторах, компараторах и др. электронных приборах.

Рис. 1. Симметричный мультивибратор на опера ционном усилителе: a - схема; б - временное диаграммы напряжений; 1 - напряжение U_C; 2 - напряжение U.

В схеме симметричного M. (рис. 1) операционный усилитель (ОУ) осуществляет сравнение напряжения U_C на конденсаторе С и напряжения U с делителя, образованного резисторами R₁ и R₂. Напряжение U _вых на выходе ОУ пропорционально разности напряжений между его входами DU = U - U_C. Из-за того, что часть выходного напряжения через делитель поступает на вход ОУ, в схеме образуется положительная обратная связь. Если в нек-рый момент времени разность DU станет положительной (напр., вследствие флуктуации), то положительная обратная связь приведёт к лавинообразному нарастанию напряжения. Его увеличение прекратится, когда U _выx достигнет своего максимально возможного значения U₀, близкого к положит. напряжению питания + Е. При этом напряжение U будет равно U₀R₁/(R₁ + R₂). Такое состояние системы сохранится до тех пор, пока напряжение U_C на конденсаторе, заряжающемся через резистор R, не превысит значения U= U₀R₁/(R₁ + R₂). Как только разность DU станет отрицательной, напряжение U _вых скачком уменьшится до своего мин. значения -U₀, близкого к отрицат. напряжению питания -E. Напряжение U станет равным -U₀R₁/(R₁.+ R₂) и конденсатор начнёт разряжаться. Когда напряжение U _С сравняется c U= -U₀R₁/(R₁.+ R₂), выходное напряжение снова скачком увеличится до значения U₀ и т. д. Время зарядки и разрядки конденсатора одинаково и пропорционально RC.

Несимметричный M. (рис. 2) работает аналогичным образом, но благодаря диодам D и D' конденсатор заряжается и разряжается через разные резисторы (R и R'), поэтому время зарядки и разрядки различно. Др. распространённая схема M. представляет собой два усилительных транзисторных каскада, охваченных перекрёстной положительной обратной связью через конденсаторы C₁ и C₂ (рис. 3). Благодаря этой связи состояния, когда оба транзистора T₁ и T₂ закрыты (ток коллектора близок к нулю, напряжение на коллекторе близко к напряжению литания E )или открыты (напряжение на коллекторе близко к нулю), неустойчивы. Любое изменение напряжения на коллекторе (или тока базы) одного из транзисторов лавинообразно нарастает и завершается открыванием одного из транзисторов и запиранием другого. Такое состояние сохраняется в течение времени перезарядки конденсатора, подключённого к базе запертого транзистора. По истечении этого интервала, пропорционального R₂C₁ или R₁C₂, открытое состояние транзистора скачком изменяется на закрытое, и наоборот. Такой процесс смены состояний периодически повторяется.

Рис. 2. Несимметричный мультивибратор на операционном усилителе.

Рис. 3. Мультивибратор на биполярных транзисторах.

В практич. схемах M. скорость перехода между состояниями ограничена наличием паразитных ёмкостей схемы и конечным быстродействием применяемых электронных приборов. M. широко используются в разнообразных устройствах радиоэлектроники в качестве генераторов прямоуг. импульсов для создания пилообразного напряжения (см. Генератор пилообразного напряжения )и т. п. Для получения одиночных импульсов заданной длительности и импульсов, синхронных с др. импульсным сигналом, применяются т. н. ждущие M. (см. Одновибратор).

Лит.:Tитце У., Шенк К., Полупроводниковая схемо-техника, пер. с нем., M., 1982. А. В. Степанов.