Пример. Смоделируем работу автоколебательного мультивибратора на биполярных транзисторах.

Смоделируем работу автоколебательного мультивибратора на биполярных транзисторах.

Как известно, автоколебательный мультивибратор предназначен для формирования периодической последовательности импульсов, форма которых близка к прямоугольной. Мультивибратор на биполярных транзисторах представляет собой двухкаскадное устройство с цепями положительной обратной связи через конденсаторы.

Если номинальные значения компонентов в плечах мультивибратора одинаковы, то схема становится совершенно симметрична и самовозбуждения не происходит. На практике такая ситуация невозможна из-за разброса параметров компонентов схемы. При моделировании симметричных схем, для обеспечения режима самовозбуждения необходимо внести некоторую «искусственную асимметрию». Проще всего это сделать путем задания несимметричных начальных условий.

На рисунке 5.16 показаны принципиальная схема автоколебательного мультивибратора, окно задания параметров анализа и временные диаграммы напряжений на выходах Out1 и Out2 и на базе транзистора Q1 — Vbe(Q1).

Кроме того, на рисунке показано окно режима Performance, в котором задается команда измерения длительности переднего фронта импульсов напряжения на выходе Out1 — Rise_Time = 173,305 мкС. Как видно из рисунка, форма импульсов на выходах мультивибратора далека от прямоугольной именно из-за большой длительности передних фронтов.

 

Рисунок 5.16 – Временные диаграммы работы автоколебательного мультивибратора

 

На практике известны способы улучшения параметров мультивибратора. В частности, необходимо уменьшать величину резистора Rk1. В программе MC9 снижение длительности переднего фронта можно произвести с помощью команды оптимизации, вызываемой нажатием иконки . В появившемся окне (рисунок 5.17) необходимо задать оптимизируемый параметр (в нашем случае - Rk1), целевую функцию (Rise_Time) и запустить режим оптимизации.

 

 

Рисунок 5.17 – Демонстрация режима оптимизации

 

Видно, что крутизна переднего фронта импульсов на выходе Out1 существенно уменьшилась, что видно и в окне оптимизации — 41.278 мкС.

Более подробно режимы Performance и Optimise будут описаны ниже.