Автоколебательный мультивибратор на логических элементах

Мультивибратор может быть создан на различных электронных элементах: электронных лампах, полевых транзисторах, оптронах и т. п. При этом используются различные схемные решения, позволяющие получить различные преимущества. Автоколебательные мультивибраторы легко реализуются на логической элементной базе, в частности на логических элементах И-НЕ (рис. 4.10). Кроме логических элементов, в схеме имеются две /?С-цепи: R1C1 и R2C2. Они являются, как и в мультивибраторе на транзисторах, времязадающими релаксационными элементами. Одновременно через конденсаторы осуществляется связь выхода одного логического элемента с входом другого, создавая петлю положительной обратной связи. Мультивибратор имеет два квазиравновесных состояния. В первом случае верхний элемент открыт, а нижний закрыт. Инвертированный сигнал на выходе первого элемента соответствует логической 1, и конденсатор С7 начинает заряжаться через R1. Падение напряжения на резисторе создает положительный потенциал U_m и поддерживает второй логический элемент в открытом состоянии. На его выходе инвертированный сигнал соответствует логическому 0. Напряжение на обкладках конденсатора С2 также соответствует логическому 0.

Рис. 4.10. Мультивибратор на двух логических элементах, включенных.

параллельно:

а — структурная схема; 6 — эпюры напряжений Постепенно напряжение на обкладках конденсатора СУ приближается к логической 1, и ток через резистор R1 уменьшается. Падение напряжения на резисторе R1 приближается к логическому 0 и, после некоторого критического значения, воспринимается логическим элементом как логический 0. Этот логический элемент выключается, и на его выходе инверсное значение становится равным логической 1. Быстрый скачек напряжения проходит в момент времени t через конденсатор С2 и включает логический элемент DDL У. Таким образом, на его выходе появляется логический 0.

После завершения переключения начинает заряжаться конденсатор С2, поддерживая логический элемент DDI.1 во включенном состоянии за счет паления напряжения U_Dy на сопротивлении R2. Пока конденсатор С2 заряжается конденсатор СУ разряжается, создавая отрицательный потенциал на входе логического элемента DD1.2. Мультивибратор находится в устойчивом состоянии до тех пор, пока конденсатор С2 не приблизится к насыщению. Напряжение на резисторе R1 приближается к логическому 0 и логический элемент DD1.1 в момент времени /₂ отключается. Таким образом снова наступает процесс переключения мультивибратора в первоначальное состояние и, далее процессы циклически повторяются. Итак, в мультивибраторе поддерживается автоколебательный режим перехода из одного временно устойчивого состояния в другое, причем время сохранения устойчивого состояния определяется временем заряда (релаксации) конденсаторов СУ и С2 через сопротивления R1 и R2. Через конденсатор С могут подаваться синхронизирующие импульсы, изменяющие период повторение импульсов Т.