Мультивибраторы и одновибраторы
Мультивибратор — это релаксационный (т.е. использующий положительную обратную связь) генератор прямоугольных импульсов. Он преобразует энергию источника питания в энергию выходных сигналов. Мультивибратор обладает свойством самовозбуждения. Простейшая схема мультивибратора, представленная на рис. 4.16, содержит два транзисторных ключа с симметричными коллекторно-базовыми обратными связями через конденсаторы. Базовые резисторы обеспечивают надежное открывание ключа:
где S — коэффициент запаса по насыщению.
Амплитуда выходного сигнала ненагруженного мультивибратора близка к напряжению питания
Длительности генерируемых импульсов определяются постоянной времени перезаряда конденсатора через базовый резистор:
При 
и 
длительность импульса 
, а периода колебаний 
.
Скважность колебаний (при разных tU1 и tU2) ограничивается временем полного заряда конденсатора. При использовании транзисторов с коэффициентом усиления по току b = 30 можно получить значение скважности не более 10.
Для того, чтобы мультивибратор начинит генерировать сразу при включении питания, должен быть мягкий режим самовозбуждения с минимальным запасом по насыщению.
При глубоком насыщении возникает жесткое самовозбуждение, требующее внешнего воздействия для начала генерации. Без этого воздействия оба транзистора оказываются в открытом состоянии.
Обычно используются мультивибраторы с S = 2–3. Меньшие значения S ухудшат прямоугольность выходного сигнала, а большие приведут к срыву генерации.
Для улучшения формы генерируемых импульсов используют специальные схемы.
Симметричный мультивибратор на операционном усилителе показан на рис. 4.17. Он выполняется на базе инвертирующего триггера Шмитта, в котором отрицательная обратная связь включается через фильтр низкой частоты в виде RC-цепи. Длительность генерируемого импульса
Соответственно, частота генерации:
При 
частота генерации 
.
Одновибратор — это схема с одним устойчивым состоянием и одним неустойчивым состоянием. Переход во второе состояние происходит под воздействием внешнего сигнала — запускающим импульсом. Время нахождения в этом состоянии зависит от параметров схемы и не зависит от длительности входного импульса.
Таким образом, одновибратор является формирователем прямоугольного импульса заданной длительности.
Быстродействие одновибратора определяется временем восстановления, после истечения которого устройство готово к приему следующего импульса.
В случае реализации на транзисторах, одновибратор выполняется по схеме эмиттерной связи — рис. 4.18.
В исходном состоянии транзистор Т2 насыщен, а Т1 — заперт напряжением автоматического смещения, выделяемым на транзисторе R, от прохождения тока Iк2. Длительность входного импульса
Одновибратор можно запустить путем подачи отрицательного (открывающего) импульса на базу закрытого транзистора Т1 или положительного (запирающего) импульса на базу открытого транзистора Т2. Полярность указана применительно к использованным в схеме по рис. 4.18 транзисторам p-n-p типа. Следует иметь в виду, по выходное напряжение такого одновибратора содержит значительную потенциальную помеху, равную величине Uэ2 падения напряжения на резисторе Rэ от тока Iэ2.
Амплитуда импульса на выходе одновибратора:
