а снизу либо временем рассасывания, либо (если одновременно уменьшать i?J потребляемой мощностью.

Увеличение емкостей в принципе не ограничено, хотя сопровождается существенным удлинением отрицательного фронта, о чем подробнее говорится ниже. Уменьшение же емкостей (повышение рабочей частоты) ограничено условием равенства положительного и отрицательного фронтов, так же как в триггере [см. (16-33) и (6-46)1. Воспользуемся условием (16-466) как более сильным и запишем его в следующем виде:

С /? Зт . (18-6)

Выражение (18-6) по аналогии с триггером позволяет разумно выбирать сопротивления в начале расчета. А именно, поскольку стараются делать См н С, сопротивления /?к должны быть достаточно малыми.

Кроме того, выражение (18-6) позволяет оценить максимальную частоту мультивибратора при заданном типе транзисторов или ориентировочно подобрать тип транзисторов по заданной частоте. Для этого положим & = О в формуле (18-56) и подставим в нее величину Син из (18-6). Тогда

7 и4т . (18-7а)

Ниже будет показано, что сопротивление R должно быть по крайней мере в 3-4 раза больше 7?. С другой стороны, согласно (18-1) оно не может быть больше, чем fiR. Разумным компромиссом, обеспечивающим степень насыщения Л/ 2 3, является обычно соотношение

/?=10/?к.

При этом общее выражение (18-7а) переходит в более простое, удобное для ориентировочных оценок:

7 и = 40т . (18-76)

- макс

Например, при т = 10 не получается Рж ~ 2,5 МГц.

Спецификой мультивибратора, построенного на дрейфовых транзисторах, является то, что эмиттерный переход закрывшегося транзистора {Т на рис. 18-1) пробивается при небольшом напряйсении U p = 1 2 В (см. с. 241) и после этого быстро разряжает конденсатор Q. В результате начальное напряжение lci (0) будет равно не £ - IkoRk ~ к. как у бездрейфрвых транзисторов, а напряжению U po £ . Соответствующее возрастание частоты можно, вообще говоря, скомпенсировать увеличением емкости, однако в процессе разряда ток через эмиттерный переход может быть слишком большим и транзистор может выйти из строя. Поэтому при использовании дрейфовых транзисторов обычно используют защитные диоды (см. рис. 15-22),

Регулирование частоты. Осуществлять плавную регулировку частоты с помощью переменных конденсаторов далеко не всегда возможно. Удобнее пользоваться переменными резисторами R, хотя при этом меняется степень насыщения транзисторов.

В схеме, показанной на ркс. 18-3, для регулировки частоты используется переменное смещение. Такая схема позволяет менять частоту не только перемещением движка делителя напряжения, но и наложением сравнительно низкочастотного переменного напряжения на постоянное смещение. Очевидно, что таким путем может осуществляться частотно-импульсная модуляция. Покажем, к каким изменениям приводит питание резисторов Ri- 2 от источника £(. Ф Для этого рассмотрим тот же полупериод Ti, в течение которого транзистор Tl насыщен, а транзистор Та заперт.

Прежде всего заметим, что коллекторный ток насыщения остается прежним и равным EJR, тогда как минимальный ток базы в насыщенном транзисторе уменьшается и равен теперь EJRi. При этом условие насыщения приводит к соотношениям, отличным от (18-1):

1<ре,Л; /?2<ре,Л, (18-8)

~Ег,

Рис. 18-3. Мультивибратор с регулируемым алещением.

где ем == EJEk - относительное смещение. При е, < 1 условия (18-8) требуют меньших значений времязадающих сопротив-лершй.

Перейдем к определению длительности периода. Конденсатор Ci будет разряжаться от того же начального напряжения Еу, - Асок. что и раньше, ко конечным напряжением будет теперь не - (£ + JkoRi), а - (см + koi)- Используя тот же метод, что и при выводе формул (18-2), легко получить величины 7\ и Та. Для полностью сигушетричного мультивибратора период выражается следующим образом:

T=2CRin (-)

сравнивая (18-9) и (18-5а), приходим к выводу, что уменьшение относительного смещения, т. е. напряжения (.м. увеличивает период и, значит, уменьшает рабочую частоту. При этом, конечно, подразумевается, что условия (18-8) выполняются для наименьшего значения Дифференцируя (18-9) по в, легко получить чувствительность регулировки (или модуляции) частоты и убедиться в том, что она растет с уменьшением смещения. О т н о-

сительная чувствительность I--1 уменьшается с уменьшением е. и при = 0,5 составляет около единицы.

с уменьшением напряжения смешения выполнение условий (18-8) все более затрудняется и в конце концов делается npaKTH4ecKt невозможным. В этом отношении наиболее показательным является случай £см = 0. когда резисторы R просто заземлены. Ламповый аналог такой схемы, как известно, вполне работоспособен [162], хоти и обладает пониженной стабильностью частоты. Транзисторный мультивибратор с заземленными базами практически неработоспособен, так как он генерирует импульсы резко искаженной формы (рис. 18-4). Это объясняется тем, что открытый транзистор не может быть насыщен в течение всего полупериода, так как ток базы стремится к нулевому значению. На рис. 18-4 транзистор Ti выходит из насыщения в некоторый момент <1 < 7i и далее работает в активном режиме. Поэтому последующее уменьшение базового тока вызывает пропорциональное уменьшение /д и Ui- Приращения Д(/к1 передаются через Ci на базу второго транзистора и вызывают ускоренный спад Uu2- В peJyльтa-те описанных процессов не только изменяется длительность полупериода, но и резко искажаются отрицательные фронты выходных импульсов, особенно токов (рис. 18-4). Можно показать, что одновременно увеличивается длительность положительных фронтов, так как ток базы отпирающегося транзистора оказывается значительно меньшим, чем в основной схеме (рис. 18-1).

Скважность импульсов и отрицательный фроят. Нередко требуется иметь разные полупериоды Ti и Гг или, что то же самое, разные длительности импульса и паузы. Для определенности будем считать Ti длительностью импульса, а Га - длительностью паузы. Тогда скважность импульсов

Будем рассматривать только случай Q > 2, так как случаи Q < 2 означает просто изменение полярности импульса при сохранении всех закономерностей.

Главным препятствием на пути увеличения скважности явля-теся большая длительность отрицательного фронта (рис. 18-2). Последний имеет экспоненциальный характер и во бремя импульса Ti формируется на коллекторе второго транзистора с постоянной

Рис. 18-4. Временные диаграммы работы мультивибратора с заземленными базами.