Теоретические сведения

Мультивибратор – это простой генератор прямоугольных импульсов, который работает в режиме автогенератора. Для его работы необходимо лишь питание от батареи, или другого источника питания. Самый простой симметричный мультивибратор на транзисторах изображен на рисунке №. Мультивибратор может быть усложнён в зависимости от необходимых выполняемых функций.

Рисунок № - Схема мультивибратора

Работа симметричного мультивибратора основана на зарядно-разрядных процессах конденсаторов, образующих совместно с резисторами RC-цепочки.

В начальный момент подачи питания конденсаторы С1 и С2 разряжены, поэтому их сопротивление току мало. Малое сопротивление конденсаторов приводит к тому, что происходит «быстрое» открывание транзисторов.

Это является «неустановившимся» режимом работы мультивибратора. Длится он в течение очень малого времени, определяемого лишь быстродействием транзисторов. А двух абсолютно одинаковых по параметрам транзисторов, не существует. Какой транзистор откроется быстрее, тот и останется открытым - «победителем». Предположим, что на нашей схеме это оказался VT2. Тогда, через малое сопротивление разряженного конденсатора С2 и малое сопротивление коллекторно-эмиттерного перехода VT2, база транзистора VT1 окажется замкнута на эмиттер VT1. В результате транзистор VT1 будет вынужден закрыться - «стать побеждённым».

Поскольку транзистор VT1 закрыт, происходит «быстрый» заряд конденсатора С1.

Одновременно происходит заряд конденсатора С2 током обратной полярности.

Когда конденсатор С2 зарядится до напряжения приблизительно равным напряжению 0,7-1,0 вольт, его сопротивление увеличится и транзистор VT1 откроется.

При этом, напряжение заряженного конденсатора С1, через открытый коллекторно-эмиттерный переход VT1 окажется приложенным к эмиттерно-базовому переходу транзистора VT2 обратной полярностью. В результате VT2 закроется, а ток, который ранее проходил через открытый коллекторно-эмиттерный переход VT2 побежит по цепи: «+ источника питания > резистор R4 > малое сопротивление С2 > базово-эмиттерный переход VT1 > - источника питания». По этой цепи произойдёт быстрый перезаряд конденсатора С2. С этого момента начинается «установившийся» режим автогенерации.

Задание

1. Ознакомиться и изучить исследуемые схемы и объяснить назначение элементов каждой схемы.

2. Собрать схему исследований в соответствии со структурной схемой.

3. Произвести необходимые исследования и измерения для анализа и обработки данных.

4. Составить отчет о проделанной работе.

Аппаратура и пособия

1. Лабораторная установка.

2. Описание практической работы.

3. Универсальный осциллограф.

Ход работы

Изучив схемы мультивибраторов, подключить прибор в соответствии со структурной схемой (рисунок №).

Рисунок № - Схема подключения мультивибратора

I. Исследование мультивибратора с отрицательными базами

1. Включить источник питания Е_к = - 30В.

2. Установить напряжение коллекторов транзистора Е_к = - 9В.

3. Зарисовать в масштабе осциллограммы напряжений на базах и коллекторах транзисторов (собрать схему рисунка 2).

Рисунок 2 – Схема мультивибратора с отрицательными базами

4. Измерить с помощью осциллографа величины напряжений, длительность импульсов и пауз.

П. Исследование мультивибратора с коллекторно-базовыми связями

1. Исследовать данный мультивибратор в автоколебательном режиме.

2. Подключая последовательно С2, СЗ, С4 определить какой из параметров изменяется и какой характер изменения (рисунок №)?

Рисунок № - Схема подключения конденсаторов

По этим данным, определить какой из конденсаторов больше.

3. Снимая выходное напряжение с В_ых1 и В_ых2 убедиться, есть ли изменение формы выходных импульсов и если есть то почему?

4. Зарисовать полученные осциллограммы и по пунктам 2, 3 сделать выводы.

5. Перевести данный мультивибратор в ждущий режим. Для этого подать напряжение смещение от источника питания +2 В на базу Т1. Постепенно увеличивая напряжение смешения добиться, чтобы собственные колебания мультивибратора исчезли.

6. От генератора импульсов подавать импульс запуска τ_и = 5мк сек, F_n=10 кГц.

7. Постепенно увеличивая амплитуду запускающих импульсов, осуществить запуск мультивибратора.

8. Измерить амплитуду и длительность коллекторного напряжения при максимальной величине R2.

9. Уменьшить величину R2 примерно в 2 раза. Определить какой из параметров и как применяется при уменьшении величины этого сопротивления.

Зарисовать, в масштабе осциллограммы коллекторного напряжения при R2 = R_max и при R2= ½ R_max.

10. Поданным пунктам 9, 10 сделать выводы.

11. Обеспечить аппаратуру, разобщать схему исследований и составить отчет.