рает на его выходе сигнал 1 и после прекращения действия импульса запуска.

Конденсатор Ci заряжается по цепи источника +Е - резистор i?, - конденсатор Ci - выход Di. При достижении на конденсаторе уровня порога срабатывания Unopi элемента последний открывается. В течение короткого ин-.гервала времени, когда оба элемента открыты, в цепи действует положительная обратная связь и развивается регенеративный процесс, приводящий к закрытию элемента Di и открытию D2. Конденсатор Ci разряжается через диод VDi.

6ых2

Рис. 1.66. Схема ждущего мультивибратора (а) н диаграммы напряжений (б)

На рис. 1.67 показана схема ждущего мультивибратора [48], построенная на ?S-тpиггepe и элементе задержки. В исходном состоянии триггер на логических элементах И-НЕ {Dt, D3) находится в состоянии Q=I, Q = 0. Элемент Oi закрыт и конденсатор Ci заряжен до иапряжения, соответствующего сигналу 1. При подаче на S-вход отрицательного запускающего импульса триггер устанавливается в состояние Q=I, Q = 0. Элемент £), открывается и конденсатор Ci Начинает разряжаться через резистор Ri. Как только напряжение на конденсаторе d достигнет напряжения сигнала О, триггер перейдет в исходное состояние

%ап-

/7z Щ

бых/

(быхг

ис. 1.67. Схема ждущего мультивибратора на -триггере

Рис. 1.68. Схема ключевого элемента

Одним из достоинств схемы ЖМВ иа ?5-трнггерах является отсутствие влияния нагрузки иа длительность формируемого импульса и отрицательных выбросов на выходе.

При частотах преобразования свыше 5 кГц насыщение выходного трансфор. матора происходит также из-за несимметрии импульсов управления силовыми транзисторами, которая определяется, в основном, разницей времен рассасывания избыточного заряда при переходе из закрытого состояния в открытое, Предложен ряд схем автоматического симметрирования переключения транзисторов силового инвертора. Схемы эти сложны по построению. Основным путем борьбы с асимметрией является уменьшение времени вассасывания избыточно-го заряда. При этом силовой транзистор должен работать в режиме, исключающем режим насыщения, но близком к нему. Один из вариантов схемы ключевого элемента, работающего в режиме, близком к режиму насыщения, показан на рис. 1.68 [49].

1.5.7. ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЕ МОДУЛЯТОРЫ

Широтно-импульсные модуляторы (ШИМ) преобразуют уровень аналогового напряжения во временной интервал, т. е. длительность импульсов на выходе ШИМ зависит от уровня постоянного напряжения на его входе. Регулирование длительности импульсов или коэффициента заполнения может быть осуществлено в схеме мультивибратора с резистивно-емкостной связью изменением напряжения перезаряда конденсаторов [47] при помощи дифференциального усилителя. На один из входов дифференциального усилителя подается напряжение опорного источника, на другой - постоянное регулируемое напряжение.

Схема ШИМ на базе мультивибратора показана на рис. 1.69. В этой схеме степень насыщения транзисторов VTi и VTz во всем диапазоне изменения скважности остается постоянной и обеспечивается относительная стабильность частоты автоколебаний. Длительность импульса на выходе мультивибратора при R3 = R4=R и Ci = C2 = C будет равна

,RC 5 КЭ 6

Укэ 5

Рис. 1.69. Схема широтно-импульсного модулятора на базе мультивибратора

Частота генерации в рабочем диапазоне коэффициента заполнения практически остается постоянной и равной

2 RC In 2

Ub2 гпн

- гпн

НА.,

11 11

11 11

I 1 Mil

Преобразование постоянного напряжения во временной интервал может быть осуществлено сравнением этого напряжения с некоторым опорным напряжением Uon (обычно линейно-изменяющимся Uon=kt) в компараторе напряжения (КН) и фиксацией момента равенства этих напряжений.

Функциональная схема преобразователя уровня напряжения во временной интервал показана на рис 1.70,а, а на рис. 1.70,6 - эпюры напряжений. Генератор тактовых импульсов ГТИ вырабатывает последовательность импульсов с частотой следования Т/2. По каждому импульсу ГТИ запускается генератор пилообразного напряжения ГПН, на выходе которого формируется напряжение убывающей пилы f/гпн. В момент, когда медленно изменяющееся входное напряжение С/упр становится равным пилообразному, на выходе компаратора создается перепад напряжения иых, которое представляет собой прямоугольные импульсы, модулированные по длительности. Следовательно, происходит преобразование аналогового сигнала в ШИМ-сигналы.

Построение схем ГПН подробно описано в [47, 48], поэтому авторы сочли возможным не останавливаться на построении этих схем.

Интерес для разработчиков может представлять ххема ШИМ, Построенного на базе (-триггера. На рис. 1.71,а показана принципиальная схема ШИМ, а на рис. 1.71,6 -диаграммы напряжений, поясняющие принцип его работы. Пусть, например, триггер установлен в исходное состояние: (3=0, 0 = 1, С=0. При этом ключ закрыт и начинается заряд конденсатора через стабилизатор тока на транзисторе VT, формируя на входе порогового транзистора VTi возрастающее напряжение. Транзистор VT\ закрыт, Напряжение на его коллекторе равно 1. Логический элемент И, выполненный на двух элементах И-НЕ (Di и D2), используется для формирования фронта импульса на входе /C-TpHrrepa. Как только Напряжение на конденсаторе С2 достигнет порога срабатывания Транзистора VTi, определяемого напряжением f/oc транзистор •i откроется. На его выходе формируется нулевой уровень на-Ряжения, который через элементы Di и D2 передается на /С-вход

6) t

Рис. 1.70. Схема преобразователя уровня напряжения во временной интервал (а) и эпюры напряжений (б)