Одновибратор

Не разобранное
Administrator
538
12-05-2018, 14:26
0

Так называют генератор одиночных импульсов. При кратковременном сигнале на входе он формирует электрический импульс прямоугольной формы вполне определенной длительности (она не зависит от длительности входного, т. е. запускающего импульса), после чего переходит в ждущий режим и остается в таком состоянии до прихода следующего запускающего сигнала.

Часто в технической литературе можно встретить и другое название этого устройства- ждущий мультивибратор. Сейчас это название применяют все реже.

Схему простейшего одновибратора вы видите на рис. 1, а. В нем также два логических элемента, но первый из них используется по своему прямому назначению - как логический элемент 2И-НЕ а второй как инвертор. Кнопочный выключатель SB1 выполняет функцию датчика запускающих сигналов.

Рис. 1 Одновибратор

Чтобы генерируемые импульсы можно было индицировать вольтметром постоянного тока, лампой накаливания или иным подобным сравнительно инерционным прибором, емкость конденсатора С1 должна быть не менее 50 мкФ, а сопротивление резистора R1-1...1.5 кОм. Можно, конечно, обойтись без выключателя SB1, имитируя сигнал датчика замыканием отрезком монтажного провода вывода 1 первого элемента на общий провод, однако в этом случае могут иногда наблюдаться сбои в работе устройства, которые возникают из-за "дребезга"замыкаемых контактов. Ниже мы вернемся к подробному рассмотрению этого явления и способах борьбы с ним.

Смонтировав одновибратор и включив питание, сразу же измерьте напряжение на входах и выходах элементов. На входном выводе 2 элемента DD1.1 и выходе элемента DD1.2 оно должно соответствовать высокому уровню, а на выходе первого элемента и входах второго- низкому. Следовательно, в ждущем режиме первый элемент находится в нулевом состоянии, а второй- в единичном.

Затем подключите вольтметр к выходу второго элемента и, наблюдая за стрелкой индикатора, кратковременно замкните контакты выключателя SB1. Как на это реагирует измерительный прибор? Его стрелка резко отклоняется влево почти до нулевой отметки шкалы, а примерно через 2 с также резко возвращается в исходное положение. Прибор фиксирует появление импульса низкого уровня. А светодиод? Он светит во время импульса. Повторите опыт несколько раз.

Подключите параллельно конденсатору еще один - емкостью 1000 мкф- и повторите опыт. Длительность выходного импульса увеличится почти втрое. Замените постоянный резистор R1 переменным, сопротивлением около 2 кОм (но не более 2,2 кОм). Теперь, пользуясь только этим резистором, вы сможете в некоторых пределах изменять длительность генерируемых импульсов. Но при его сопротивлении менее 100 Ом одновибратор перестанет работать.

Вывод напрашивается сам: длительность одиночных импульсов одновибратора будет тем больше, чем больше емкость времязадающего конденсатора С1 и сопротивление резистора R1. При небольшой емкости конденсатора и малом сопротивлении резистора импульсы становятся столь короткими, что индикаторы, которыми вы пользуетесь, оказываются неспособными на них реагировать.

Разобраться в сущности действия одновибратора помогут временные диаграммы, изображенные на рис. 1, б. Поскольку в ждущем режиме входной вывод 1 элемента DD1.1 ни с чем не соединен (контакты кнопочного выключателя разомкнуты), это эквивалентно подаче на его вход высокого уровня напряжения. На входе элемента DD1.2 присутствует низкий уровень напряжения, так как падение напряжения на резисторе, создаваемое входным током элемента, удерживает входной транзистор элемента закрытым. Значит, на выходе этого элемента - высокий уровень; такой же уровень и на верхнем по схеме входе элемента DD1.1. Таким образом, на выходе элемента DD1.1 низкий уровень, конденсатор практически разряжен.

Поданный на входной вывод 1 запускающий импульс низкого уровня (длительностью Т зап на верхнем графике) переключает элемент DD1.1 в единичное состояние. Создающийся в этот момент ti скачок положительного напряжения (его принято называть положительным перепадом напряжения) на его выходе передается через конденсатор на вход элемента DD1.2 и переключает его из единичного состояния в нулевое. Теперь на верхнем по схеме входе элемента DD1.1- низкий уровень, поэтому его состояние не изменяется и после размыкания контактов SB1, т. е. после окончания действия запускающего импульса.

С момента появления положительного перепада напряжения на выходе элемента DD1.1 начинает заряжаться конденсатор через резистор R1. По мере зарядки конденсатора напряжение на резисторе уменьшается. Как только оно снизится до порогового, элемент DD1.2 переключится в единичное состояние, а DD1.1- в нулевое. Теперь конденсатор быстро разрядится через выходную цепь элемента DD1.1 и входную DD1.2 и устройство возвратится в ждущий режим.

При проведении опытов и экспериментов с одновибратором учитывайте, что для нормальной его работы длительность запускающего импульса должна быть меньше длительности генерируемого выходного импульса.

Обсудить на форуме