next up previous
Következő: Monostabil multivibrátor | Tartalomjegyzék | Előző: Multivibrátorok alapelvei

Astabil multivibrátor

Az 5.6.3. ábrán látható áramkör az ún. astabil multivibrátor legegyszerűbb alakja. Tulajdonképpen egy kétfokozatú, teljesen visszacsatolt erősítőrendszer. Az áramköri elemeket rendszerint úgy választják meg, hogy a tranzisztorok telítés üzeme biztosítva legyen. Az áramkör működése során létrejövő jelalakokat a 5.6.4. ábra tünteti fel.


5.6.3/4. ábra


Kezdeti állapotként tételezzük fel, hogy T1 vezet, T2 pedig le van zárva. T2 ezen állapota nyilván nem stabil, mert bázisfeszültsége UT értékhez tart. Amikor T2 bázis-emitter diódája kezd nyitni, kollektorfeszültsége csökken. Ez a csökkenés áttevődik& T1 bázisára, mely ennek következtében kezd lezárni. Ez T1 kollektorfeszültségének növekedését eredményezi, mely pozitív visszacsatolásként visszajut T2 bázisára, így nagyon gyorsan telítésbe vezérli T2 -t. T2 kollektorfeszültségének csökkenése - rákerülve T1 bázisára - azt időlegesen lezárja. Természetesen ez nem stabil állapot, mert hosszútávon T1 bázisa is UT feszültségre törekszik, ezért egy idő múlva az előző folyamat zajlik le ismét: a pozitív visszacsatolás alatt a rendszer ismét állapotot változtat. Ekkor jutunk vissza a kiindulásként feltételezett értékekhez, vagyis egy teljes periódust követtünk nyomon. Az astabil multivibrátor tehát egy relaxációs oszcillátor, melynek kollektorain közelítőleg négyszögjelek alakulnak ki. Ezen négyszögjelek pontosabb vizsgálatához a rendszer működésének legfontosabb fázisát részletesebben is meg kell vizsgálni. Elsőként a 5.6.5. ábra alapján az ún. kvázistabil állapot időzítési idejét fogjuk meghatározni.


5.6.5. ábra


Részletesen kirajzoltuk T1 bázisának hullámalakját. T1 vezetési állapotából (amikoris a bázisfeszültség kb. Ud ) úgy kerül lezárt állapotba, hogy T2 kollektorán egy kb. UT nagyságú feszültségcsökkenés jön létre. Ez az ún. leugrásfeszültség biztosítja T1 lezárását. T1 bázisfeszültsége azonban UT értékhez tart, exponenciálisan, hozzávetőlegesen $\tau =R_{B1}C_1$ időállandóval. T1 akkor kezd újra vezetni, amikor a bázisfeszültség eléri Ud értékét. Felírható, hogy

\begin{displaymath}(U_l-U_d+U_T)\left[ 1-\exp\left(-{t_1\over \tau} \right)\right]=U_l.\end{displaymath}

Ebbol meghatározható a rendszer működési frekvenciája is ( $\tau =R_{B1}C_1$):

\begin{displaymath}f = {1\over 2t_1} = {1\over 2}\left( R_{B1}C_1\ln {U_l+U_T-U_d\over U_T-U_d} \right)^{-1}. \end{displaymath}

Nem szimmetrikus felépítésű (pl. a két időzítő kondenzátor eltérő értékű) ún. asszimmetrikus astabil multivibrátorok működése a fentiek alapján értelemszerűen szintén követhető. (Figyelmet igényel a lezáró tranzisztor kollektorán létrejövő jelalak kialakulási folyamata is. Vegyük észre, hogy az időzítő kondenzátor a kvázistabil állapot végére elveszti töltését, kisül. Amikor tehát az egyik tranzisztor bázisa közelítőleg zérus potenciálra kerül, a másik - lezáró - tranzisztor kollektora csak $\tau = C_1(R_{C1}+R_d)$ időállóval képes UT feszültségre emelkedni. A bázison és kollektoron kialakuló jelalakok követése az 5.6.6. ábrán lehetséges. (Rd: a bázisdióda nyitóirányú ellenállása.) A folyamat jelentősége: az astabil multivibrátor működési frekvenciája nem növelhető korlátlanul - az időzítő kondenzátor feltöltési időszükséglete természetes korlátot állít.) Az astabil multivibrátor egyszerű, üzembiztos áramkör; 10-3 -10-4 időbeni stabilitású négyszöghullámok előállítására alkalmas. Ha a bázisellenállások nem a telepfeszültséghez, hanem egy változtatható U+ feszültséghez vannak kötve, akkor a működési frekvencia

\begin{displaymath}f = {1\over 2}\left( R_{B1}C_1\ln {U_l+U^+-U_d\over U_T-U_d} \right)^{-1}, \end{displaymath}

vagyis az oszcillátor működési frekvenciája az U+ feszültséggel módosítható. Az áramkör tehát tipikus esete az ún. VCO (Voltage Controlled Oscillator) kapcsolásoknak.


5.6.6. ábra


next up previous
Következő: Monostabil multivibrátor | Tartalomjegyzék | Előző: Multivibrátorok alapelvei

1999-09-23