Релаксационные генераторы

Релаксационные генераторы

Релаксационные генераторы – это генераторы, усилительные элементы которых работают в релейном переключательном режиме. К релаксационным генераторам относятся генераторы треугольных и пилообразных колебаний, а также ждущий и автоколебательный вибраторы.

Основным элементом релаксационных генераторов считается триггер Шмитта, который по-другому называется регенеративным компаратором. Этот прибор изготовлен в виде операционного усилителя с резистивной положительной обратной связью.

В релаксационных генераторах колебания возбуждаются и поддерживаются в пассивных цепях. Цепи не обладают некоторыми колебательными свойствами. За каждый колебательный период в генераторе часть колебательной энергии теряется, но потом снова восстанавливается. Длительность периода генерируемых колебаний определяется процессом установления равновесия цепей, т. е. релаксации. Форма колебаний определяется свойствами активного элемента и колебательных цепей. Она может варьироваться от скачкообразных разрывных колебаний до гармонических колебаний. Способность изменять форму колебаний дает возможность применять релаксационный генератор при получении электрических колебаний определенной формы. Это могут быть прямоугольные импульсы, пилообразное напряжение и т. д. Кроме этого, генераторы используются для генерации гармонических колебаний сверхнизких и звуковых частот.

Релаксационным генератором электрических колебаний разрывного типа является мультивибратор. Название его произошло от латинского слова vibro, что означает «колеблю». Термин «мультивибратор» предложил голландский ученый-физик Ван дер Поль. В отличие от моновибратора, каковым является генератор синусоидальных колебаний, название мультивибратора указывает на многочисленность гармоник спектра генерируемых колебаний.

Мультивибраторы бывают симметричными и несимметричными.

В симметричных мультивибраторах длительность рабочих тактов одинакова, в несимметричных мультивибраторах длительность различна. Как правило, самыми распространенными мультивибраторами считаются мультивибраторы, основанные на транзисторах, электронных лампах, интегральных схемах, тиристорах. В устройствах на транзисторах усилители возбуждаются по очереди, такие мультивибраторы называются двухфазовые. В двух периодах времени возбуждается сначала один усилитель, затем другой. Динамическое состояние возбужденного усилителя определяет чередование фаз. Усилитель возбуждается при определенном достаточном количестве напряжения на входе, которое отпирает закрытый транзистор. При использовании усилителями мультивибратора транзисторов разного типа оба возбуждаются одновременно и одновременно в определенный момент времени переходят в невозбужденное состояние. Переход усилителей из возбужденного состояния и наоборот обуславливается соотношением определенных сил токов в базовой и коллекторных цепях. Принцип действия мультивибратора схож с механизмом работы блокинг-генератора.

Мультивибратор выполняет самые различные функции, он выступает в роли генератора или формирователя импульсов, бесконтактного переключателя, делителя частоты и т. д. Подобные устройства используются в вычислительной, измерительной технике, автоматике, реле времени и т. д.

Релаксационные генераторы, а среди них и мультивибратор, работают в ждущем и автоматическом режимах. Когда подается импульс запуска, который является управляющим сигналом, мультивибратор выходит из ждущего режима и генерирует рабочий импульс. После генерации импульса мультивибратор снова переходит в состояние покоя. Подобный режим чаще всего используется при генерировании импульсов, у которых строго обозначена форма. Наряду с двухфазными генераторами существуют также многофазные мультивибраторы. В состав подобных устройств входят резистивные усилители, которых охватывают связи. Одна из них является общей, другая междукаскадной обратной связью. В многофазном мультивибраторе с выходов усилителей получается последовательность сдвинутых импульсов в пространстве и времени. За счет этой характеристики мультивибратор применяется в многоканальных системах передачи, преобразования и отбора информации.

Данный текст является ознакомительным фрагментом.