Ждущие мультивибраторы на элементах ТТЛ

Ждущие мультивибраторы имеют два состояния равновесия, одно из которых устойчивое, а второе квазиустойчивое, т. е. временно устойчивое. Они применяются в основном для получения определенного временного интервала, начало и конец которого фиксируются фронтом и спадом генерируемого прямоугольного импульса. Схема ждущего мультивибратора на элементах ТТЛ приведена на рис. 2.10, а. В работу схема запускается путем подачи специального запускающего импульса на вход D ₁. Временные диаграммы работы схемы приведены на рис. 2.10, б.

Рис. 2.10. Ждущий мультивибратор: а – схема; б – временные диаграммы работы

Устойчивое состояние. Все переходные процессы в схеме закончены, следовательно U _вх2 = U ⁰, U _вых2 = U ¹, U _вых1 = U ⁰. В этом

состоянии схема может находиться сколь угодно долго, до прихода запускающего импульса.

Запуск. Запускающий импульс запирает D ₁, U _вых1 становится равным U ¹. Положительный перепад напряжения передается на вход D ₂, U _вых2 становится равным U ⁰. Это напряжение поддерживает в закрытом состоянии D ₁ после окончания запускающего импульса. Этот процесс происходит быстро (лавинообразно).

Квазиустойчивое состояние. Сразу после скачка начинается заряд емкости С по цепи: «Е + – r ¹вых – С – R – земля» с постоянной времени

(2.24)

При этом Uвых 1 увеличивается, Uвх 2 уменьшается, т. к. по мере заряда емкости С ток заряда уменьшается. В момент времени t 1 Uвх ₂ уменьшается до значения Uпор. Стадия квазиустойчивого равновесия заканчивается и начинается обратный скачек.

Обратный скачек. При U вх2 £ U пор начинается процесс запирания D 2. Положительный перепад U вых2 передается на вход D 1, D 1 начинает отпираться, U вых1 уменьшается, что приводит к полному запиранию D ₂ и отпиранию D ₁ в течение короткого времени.

Сразу после скачка емкость С разряжается по цепи: «земля – VD – C – r⁰вых – земля» с малой постоянной времени

(2.25)

Процесс разряда заканчивается за время tвос ≈ 3τ раз.

На этом переходные процессы в схеме заканчиваются, схема переходит в устойчивое состояние, которое может длиться бесконечно долго, до прихода следующего запускающего импульса.

Таким образом, при подаче короткого запускающего импульса, ждущий мультивибратор вырабатывает один импульс требуемой длительности и поэтому еще называется одновибратором. Время состояния квазиравновесия определяет длительность формируемого импульса и находится из выражения:

(2.26)

Форма выходного импульса, снимаемого с выхода D ₂, весьма близка к прямоугольной, так как к выходу D ₂ емкость не присоединена и на форму импульса не оказывают влияние процессы заряда и разряда емкости С.