Жан-Поль Эймишен - Электроника?.. Нет ничего проще!

Рис. 79. Форма напряжений показанного на предыдущем рисунке мультивибратора.

Можно было бы еще очень много рассказать о мультивибраторе, но твоих знаний уже достаточно, чтобы иметь возможность использовать его в качестве делителя частоты.

Н. — Прежде чем заняться делением частоты, я хотел бы задать один вопрос. Ты сказал, что транзисторы Т 1 и Т 2 находятся в состоянии насыщения, когда работают. Я тебе верю, но хотел бы знать, почему.

Л. — Задавая этот вопрос, ты абсолютно прав. Предположим, например, что сейчас ток проводит транзистор Т 1 . Ток его базы проходит через резистор R 3 . Потенциал базы почти равен потенциалу эмиттера, как это бывает в любом незапертом транзисторе. Следовательно, падение напряжения на резисторе R 3практически равно +Е . Значит, протекающий по этому резистору ток, т. е. ток базы транзистора Т 1 приблизительно равен E / R 3 .

Кроме того, если этот транзистор находится в состоянии насыщения, потенциал его коллектора практически равен нулю, а ток коллектора приблизительно равен E / R 1 . Поэтому для выполнения условия насыщения достаточно иметь такой коэффициент усиления транзистора по току (который мы обозначаем буквой β ), чтобы произведение тока базы E / R 3 на β было больше максимального тока, который сможет пропустить коллектор, т. е.

Возьмем для наглядности числовой пример. Пусть коэффициент усиления транзистора по току β = 30. Тогда для выполнения условия насыщения произведение 30·( Е / R 3 ) — должно быть больше E / R 1 , для чего достаточно, чтобы сопротивление резистора R 3 было меньше 30· R 1 .

Н. — До сих пор я внимательно следил за тобой, но имеется еще один момент: ты пренебрегаешь токами, которые могут поступать или уходить с баз или коллекторов вследствие зарядов или разрядов конденсаторов.

Л. — Они только упорядочивают работу схемы. Например, когда конденсатор C 1 заряжается через резистор R 2 , зарядный ток прибавляется к току, поступающему на базу транзистора Т 1 через резистор R 3 . Как ты видишь, он просто улучшит положение.

Л. — А теперь я воспользуюсь диодом Д 1 , который до сих пор оставался без дела, чтобы подать на коллектор Т 1 отрицательный импульс из точки А через конденсатор С 3 .

Н. — А какую роль играет резистор R 5 ?

Л. — Этот резистор просто-напросто устанавливает средний потенциал катода диода Д 1 на уровне +Е . Поэтому диод может проводить ток только при запертом транзисторе Т 1 (потому что это повышает потенциал коллектора транзистора Т 1 и потенциал анода диода до уровня +Е ), когда катод этого диода стал отрицательным под воздействием поступающего через конденсатор С 3 импульса.

Н. — Но это ужасно! Если ты таким образом подашь импульс на коллектор транзистора Т 1 , то полностью нарушишь работу схемы!

Л. — Должен признаться, что именно это я и намерен сделать. Предположим, например, что мультивибратор имеет тенденцию работать с частотой повторения 100 гц. Подадим ему в точку А отрицательные импульсы с частотой 330 гц. Предположим для начала, что первое срабатывание мультивибратора, совпадающее с резким падением потенциала на коллекторе транзистора Т 1 произойдет точно в момент поступления импульса в точку А .

Есть все основания полагать, что когда в точку А придет следующий импульс, транзистор Т 1 еще будет в состоянии насыщения. Поэтому приложенный на катод диода импульс не будет передан. Следующий импульс может застать транзистор Т 1 в состоянии насыщения и также не вызовет никакого результата. Третий импульс придет в момент, когда мультивибратор вот-вот самопроизвольно опрокинется; Т 1 еще заперт, а база транзистора Т 2 почти готова открыться. Этот третий импульс опрокинет мультивибратор на какое-то мгновение раньше, чем он сделал бы это сам. Три периода сигнала с частотой 330 гц занимают времени чуть меньше одной сотой доли секунды. Через три следующих импульса картина повторяется во всех мельчайших подробностях; поступивший в точку А импульс вызовет опрокидывание мультивибратора немного раньше положенного ему срока. Таким образом, наш мультивибратор станет работать несколько быстрее, чем если бы ему предоставили полную свободу действий. Он станет давать сигналы с частотой 110 гц, т. е. с частотой, ровно в 3 раза меньшей приложенной (рис. 80).

Рис. 80. Подаваемые в точку Асинхронизирующие импульсы вызывают опрокидывание мультивибратора несколько раньше момента его самопроизвольного опрокидывания. В результате мультивибратор дает сигналы с частотой в 3 раза ниже частоты подаваемых в точку Асинхронизирующих импульсов.

Н. — Ну, с этим я не согласен. В первый раз, когда мы применением грубой силы заставим мультивибратор сработать преждевременно, неизбежно произойдет какая-то деформация мультивибратора. При повторном проявлении насилия следующая деформация наложится на первую. И через два или три периода мультивибратор вообще откажется подчиняться.

Л. — Как раз нет, Незнайкин. Мультивибратор не обладает памятью. Каждый раз после срабатывания, как самопроизвольного, так и вызванного внешним импульсом, мультивибратор оказывается в строго определенном состоянии, которое не зависит от вызвавшей его опрокидывание причины.

Н. — Если я правильно понял, твой мультивибратор не помнит зла.

Л. — Радиоэлектроника не располагает средствами психоанализа, которые позволили бы определить настроение мультивибраторов. Говоря проще на языке техники, они не имеют запоминающего устройства. Впрочем, это очень полезное для нас свойство.