Autor: Dawid Kwiatkowski

Wstęp Generatory są to układy elektroniczne wytwarzające sygnały elektryczne o wartości zmieniającej się w czasie. Generator przetwarza stałoprądową energię źródła zasilającego w energię zmiennego sygnału wyjściowego.

Wstęp Generatory relaksacyjne wytwarzają przebiegi niesinusoidalne, np. prostokątne, trójkątne, a więc przebiegi okresowe o dużej zawartości harmonicznych częstotliwości podstawowej. Ich zasada działania jest oparta na zjawisku cyklicznego ładowania i rozładowania kondensatora, wspomaganym często silnym dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Częstotliwość generowanych sygnałów jest określona stałymi czasowymi ładowania i rozładowania kondensatora.

Przebiegi prostokątne Generatory przebiegów prostokątnych, nazywane multiwibratorami, są stosowane w układach przełączających (impulsowych) i cyfrowych. Istotnymi dla wielu zastosowań parametrami sygnału prostokątnego są: częstotliwość powtarzania (lub okres) generowanych impulsów i jej stałość (dla sygnału okresowego); wartość i stałość amplitudy generowanych impulsów; nachylenie zboczy generowanych impulsów określone ich czasem narastania i opadania; czas trwania impulsów.

Przebiegi trójkątne Przebiegi trójkątne otrzymuje się na ogół przez odpowiednie kształtowanie (w układzie całkującym) przebiegów prostokątnych, przebiegi liniowe, piłokształtne są natomiast wytwarzane w układach o odpowiedniej konstrukcji, w której wykorzystuje się proces ładowania i rozładowania kondensatora. Generatory takie są nazywane generatorami relaksacyjnymi.

Zasada działania Gdy element kluczujący KL jest rozwarty (ma dużą rezystancję), w ten czas kondensator C jest ładowany przez rezystor R prądem ze źródła zasilania UZZ. Napięcie na kondensatorze narasta wykładniczo ze stałą czasową RC, i gdy osiągnie wartość UC2 element kluczujący KL zwiera się (przyjmuje bardzo małą rezystancję). Następuje w ten czas raptowne rozładowanie kondensatora przez element KL. Napięcie na kondensatorze maleje ze stałą czasową zależną od rezystancji klucza KL (dużo mniejszą od R) do wartości UC1, przy której klucz KL rozwiera się. Następuje ponowne ładowanie kondensatora i proces ten powtarza się dopóki jest włączone napięcie zasilające UZZ.

Zasada działania Taka zasada generowania sygnału zmiennego jest wykorzystywana w generatorach przebiegów niesinusoidalnych, zwanych generatorami relaksacyjnymi. Jako elementy kluczujące są stosowane np. tranzystory jednozłączowe, diody tunelowe, tyrystory, a także tranzystory bipolarne w układach z dodatnim sprzężeniem zwrotnym.

Multiwibratory Multiwibratory są to układy wytwarzające okresowe lub nieokresowe przebiegi prostokątne, czyli przebiegi składające się z dużej liczby sygnałów harmonicznych. Przebiegi prostokątne mogą być wytworzone w układach, w których elementy czynne pracują w trybie przełącznika (element włączony lub wyłączony) z bardzo krótkimi czasami przełączania.

Multiwibratory Multiwibratory dzieli się na: monostabilne (jeden stan stabilny i chwilowy stan niestabilny); astabilne (nie ma stanu stabilnego).

Multiwibratory monostabilne Mają jeden stan stabilny, w którym normalnie pozostają. Pobudzenie zewnętrzne (sygnał wyzwalający) powoduje zmianę stanu układu na chwilowy stan niestabilny. Po czasie zależnym od stałych czasowych układu powraca on do stanu stabilnego. Wytwarza więc pojedynczy impuls prostokątny o określonym czasie trwania, zapoczątkowany sygnałem zewnętrznym. Multiwibratory monostabilne są stosowane jako układy wytwarzania lub odtwarzania pojedynczych impulsów, a także jako układy opóźnień czasowych.

Multiwibratory astabilne W tych generatorach zmienia się cyklicznie stan wyjściowy. Generują więc okresowy sygnał o kształcie prostokątnym. Okres cyklu zależy od stałych czasowych układu. Multiwibratory astabilne są najczęściej stosowane w układach cyfrowych jako generatory taktujące (zegarowe).

Multiwibratory astabilne Multiwibratory astabilne są generatorami impulsów prostokątnych pracującymi samowzbudnie, tzn. bez zewnętrznego pobudzenia. Generatory takie są budowane z elementów dyskretnych lub z cyfrowych układów scalonych (np. bramek logicznych). Przyjęte rozwiązanie konstrukcyjne zależy od przeznaczenia generatora i pożądanych parametrów generowanego przebiegu. W układzie multiwibratora astabilnego występuje pętla dodatniego sprzężenia zwrotnego oraz elementy R i C określające parametry czasowe generowanych impulsów (czas trwania, okres).

Multiwibratory astabilne Układ tranzystorowego multiwibratora astabilnego jest zbudowany z dwustopniowego wzmacniacza o sprzężeniu pojemnościowym, objętego pętlą dodatniego sprzężenia zwrotnego.

Multiwibratory astabilne Układ multiwibratora zbudowanego z dwóch bramek NAND objętych pętlą sprzężenia zwrotnego.

Źródła: http://www.eres.alpha.pl/elektronika/readarticle.php?article_id=316 http://www.eres.alpha.pl/elektronika/readarticle.php?article_id=320