Ждущий мультивибратор

Определенный интерес представляет и так называемый ждущий мульти­вибратор, генерирующий импульсы тока (или напряжения) при подаче на его вход запускающих сигналов от другого источника, например, от автоколеба­тельного мультивибратора.

Чтобы автоколебательный мультивибратор, опыты с которым я предлагал провести в начале этой беседы (по схеме на рис. 288), превратить в мульти­вибратор ждущий, надо сделать следующее: конденсатор С2 удалить, а вместо него между коллектором транзистора Т2 и базой транзистора Т1 включить резистор (на рис. 298 R3) соп­ротивлением 10—15 кОм; между базой транзистора Тх и зазем­ленным проводником включить по­следовательно соединенные эле­мент 332 (Э1) и резистор сопро­тивлением 4,7-5,1 кОм (R5), но так, чтобы с базой соединялся (че­рез R5) положительный полюс эле­мента; к цепи базы транзистора Т1 подключить конденсатор (на рис. 298—С2) емкостью 1—5 тыс. пФ, второй вывод которого будет вы­полнять роль зажима входного уп­равляющего сигнала Uвх.

Рис. 298. Схема опытного ждущего муль­тивибратора.

Исходное состояние транзисто­ра Тх этого мультивибратора — закрытое, транзистора Т2 — откры­тое. Проверь — так ли это? Напря­жение на коллекторе закрытого транзистора должно быть близким к напряжению источника питания, а на коллекторе открытого транзистора — не превышать 0,2 — 0,3 В. Затем включи в коллекторную цепь транзистора Тх миллиамперметр на ток 10—15 мА и, наблюдая за его стрелкой, включи между зажимом UBX и заземленным проводником, буквально на мгновение, один-два элемента 332, соединенные последовательно (на схеме Б1), или батарею 3336Л. Только не перепутан: отрицательный полюс этого внешнего электрического сигнала должен подклю­чаться к зажиму Uвх. При этом стрелка миллиамперметра должна тут же отклониться до значения наибольшего тока коллекторной цепи транзистора, застыть на некоторое время, а затем вернуться в исходное положение, чтобы «ждать» следующего сигнала.

Повтори этот опыт несколько раз. Миллиамперметр при каждом сигнале будет показывать мгновенно возрастающий до 8 — 10 мА и, спустя некоторое время, так же мгновенно убывающий почти до нуля коллекторный ток тран­зистора Т1. Это одиночные импульсы тока, генерируемые мультивибратором.

А если батарею Б1 подольше держать подключенной к зажиму Uвх? Произойдет то же, что и в предыдущих опытах — на выходе мультивибратора появится только один импульс. Попробуй!

И еще один эксперимент: коснись вывода базы транзистора Т1 каким-либо металлическим предметом, взятым в руку. Возможно, и в этом случае ждущий мультивибратор сработает — от электростатического заряда твоего тела. Повтори такие же опыты, но включив миллиамперметр в коллекторную цепь транзистора Т2. При подаче управляющего сигнала коллекторный ток этого транзистора должен резко уменьшиться почти до нуля, а затем так же резко увеличиться до значения тока открытого транзистора. Это тоже импульс тока, но отрицательной полярности.

Каков же принцип действия ждущего мультивибратора?

В таком мультивибраторе связь между коллектором транзистора Т2 и базой транзистора Тх не емкостная, как в автоколебательном, а резистивная — через резистор R3. На базу транзистора Т2 через резистор R2 подается открывающее его отрицательное напряжение смещения. Транзистор же Т1 надежно закрыт положительным напряжением элемента Э1 на его базе. Такое состояние тран­зисторов весьма устойчиво. В таком состоянии они могут находиться сколько угодно времени.

Но вот на базе транзистора Т1 появился импульс напряжения отрицатель­ной полярности. С этого момента транзисторы переходят в режим неустой­чивого состояния. Под действием входного сигнала транзистор Т1, открывается, а изменяющееся при этом напряжение на его коллекторе через конденсатор С1 закрывает транзистор Т2. В таком состоянии транзисторы находятся до тех пор, пока не разрядится конденсатор С1 (через резистор R2 и открытый транзистор Т1, сопротивление которого в это время мало). Как только кон­денсатор разрядится, транзистор Т2 тут же откроется, а транзистор Т1 закроется. С этого момента мультивибратор вновь оказывается в исходном, устойчивом ждущем режиме.

Таким образом, ждущий мультивибратор имеет одно устойчивое и одно неустойчивое состояния. Во время неустойчивого состояния он генерирует один прямоугольный импульс тока (напряжения), длительность которого зависит от емкости конденсатора С,. Чем больше емкость этого конденсатора, тем больше длительность импульса. Так, например, при емкости конденсатора 50 мкФ мультивибратор генерирует импульс тока длительностью около 1,5 с, а с конденсатором емкостью 150 мкФ — раза в три больше. Через дополни­тельные конденсаторы положительные импульсы напряжения можно снимать с Выхода 1, а отрицательные с Выхода 2.

Только ли импульсом отрицательного напряжения на базе транзистора Т1 можно вывести мультивибратор из ждущего режима? Нет, не только. Это можно сделать и подачей импульса напряжения положительной полярности, но на базу транзистора Т2.

Итак, тебе остается экспериментально проверить, как влияет емкость конденсатора С, на длительность импульсов и возможность управления жду­щим мультивибратором импульсами положительного напряжения.

Как практически можно использовать ждущий мультивибратор? Например, для преобразования синусоидального напряжения в импульсы напряжения (или тока) прямоугольной формы такой же частоты, или включения на какое-то время другого прибора путем подачи на вход ждущего мультивибратора кратко­временного электрического сигнала.

А как еще? Подумай!

* * *

В этой беседе я познакомил тебя лишь с принципом работы и некоторыми видами использования мультивибраторов. Что же касается компоновки и мон­тажа деталей, габаритов и внешнего оформления конструкции или иного устрой­ства, то с этими задача ми, полагаю, ты справишься и без моей помощи. Ведь ты уже не новичок в таких делах. Были задачи и посложнее.

В. Г. Борисов. Юный Радиолюбитель