Circuitele multi-vibratoare se referă la special tip de circuite electronice utilizat pentru generarea de semnale de impuls. Aceste semnale de impulsuri pot fi semnale dreptunghiulare sau pătrate. În general, produc ieșire în două stări: ridicată sau scăzută. O caracteristică specifică multi-vibratorilor este utilizarea elementelor pasive precum rezistența și condensatorul pentru a determina starea de ieșire.
Circuite multivibratoare
Tipuri de multi-vibratori
la. Multi-vibrator monostabil : Un multivibrator monostabil este tipul de circuit multivibrator a cărui ieșire este într-o singură stare stabilă. Este, de asemenea, cunoscut sub numele de multivibrator one-shot. Într-un multivibrator monostabil, durata impulsului de ieșire este determinată de constanta de timp RC și este dată ca: 1.11 * R * C
b. Un multi-vibrator stabil : Un vibrator stabil este un circuit cu o ieșire oscilantă. Nu are nevoie de declanșare externă și nu are o stare stabilă. Este un tip de oscilator regenerativ.
c. Multi-vibrator bistabil : Un vibrator bistabil este un circuit cu două stări stabile: înaltă și joasă. În general, este necesar un comutator pentru a comuta între starea înaltă și cea scăzută a ieșirii.
Trei tipuri de circuite multi-vibratoare
1. Utilizarea tranzistoarelor
A. Multi-vibrator monostabil
Circuit multi-vibrator monostabil
În circuitul de mai sus, în absența oricărui semnal de declanșare extern, baza tranzistorului T1 se află la nivelul solului, iar colectorul are un potențial mai mare. Prin urmare, tranzistorul este întrerupt. Cu toate acestea, baza tranzistorului T2 obține o tensiune pozitivă de la VCC printr-un rezistor, iar tranzistorul T2 este condus la saturație. Și, deoarece pinul de ieșire este conectat la sol prin T2, acesta se află la un nivel logic scăzut.
Când un semnal de declanșare este aplicat la baza tranzistorului T1, acesta începe să conducă pe măsură ce curentul său de bază crește. Pe măsură ce tranzistorul conduce, tensiunea colectorului său scade. În același timp, tensiunea condensatorului C2 începe să se descarce prin T1. Acest lucru determină scăderea potențialului la terminalul de bază al T2 și, în cele din urmă, T2 este întrerupt. Deoarece pinul de ieșire este acum conectat direct la o sursă pozitivă prin rezistor: Vout este la un nivel logic ridicat.
După ceva timp, când condensatorul este descărcat complet, acesta începe să se încarce prin rezistor. Potențialul la terminalul de bază al tranzistorului T2 începe să crească treptat și în cele din urmă T2 este condus la conducție. Astfel, ieșirea este din nou la un nivel logic scăzut sau circuitul revine la starea sa stabilă.
b. Multivibrator bistabil
Circuit multivibrator bistabil
Circuitul de mai sus este un circuit multivibrator bistabil cu două ieșiri, definind cele două stări stabile ale circuitului.
Inițial, când comutatorul este în poziția A, baza tranzistorului T1 se află la potențialul de sol și, prin urmare, este întreruptă. În același timp, baza tranzistorului T2 are un potențial relativ mai mare, începe să conducă. Acest lucru face ca pinul de ieșire 1 să fie conectat direct la sol, iar Vout1 să fie la un nivel logic scăzut. Pinul de ieșire din colectorul T1 este conectat direct la Vcc, iar Vout2 se află la un nivel logic ridicat.
Acum, când comutatorul este în poziția B, acțiunile tranzistorului sunt inversate (T1 conduce și T2 este întrerupt) și stările de ieșire sunt inversate.
c. Multivibrator Astable
Circuit Multivibrator Astable
Circuitul de mai sus este un circuit oscilator. Să presupunem că inițial tranzistorul T1 este în conducție și T2 este întrerupt. Ieșirea 2 este la nivel logic, iar ieșirea 1 este la nivel logic. Pe măsură ce condensatorul c2 începe să se încarce prin R4, potențialul de la baza T2 începe să crească treptat până când T2 începe să conducă. Aceasta scade potențialul colector și treptat potențialul de la baza T1 începe să scadă până când este complet întrerupt.
Acum, pe măsură ce C1 se încarcă prin R1, potențialul de la baza tranzistorului T1 începe să crească și, în cele din urmă, este condus la conducere și întregul proces se repetă. Astfel, ieșirea se repetă sau oscilează constant.
În afară de utilizarea BJT-urilor, altele tipuri de tranzistoare sunt utilizate și în circuitele multi-vibratoare.
2. Utilizarea porților logice
la. Multi-vibrator mono-stabil
Circuit multi-vibrator mono-stabil
Inițial, potențialul rezistorului este la nivelul solului. Aceasta implică un semnal logic scăzut la intrarea porții NOT. Astfel, ieșirea este la un nivel logic ridicat.
Deoarece ambele intrări ale porții NAND sunt la niveluri logice ridicate, ieșirea este la nivel logic scăzut, iar ieșirea circuitului rămâne în starea sa stabilă.
Acum, să presupunem că un semnal logic scăzut este dat uneia dintre intrările porții NAND, cealaltă intrare fiind la nivel înalt logic, ieșirea porții este logica 1, adică tensiune pozitivă. Deoarece există o diferență de potențial între R, VR1 se află la un nivel logic ridicat și, în consecință, ieșirea porții NOT este logică 0. Deoarece acest semnal logic logic este alimentat înapoi la intrarea porții NAND, ieșirea sa rămâne la logica 1 și tensiunea condensatorului începe să crească treptat. La rândul său, acest lucru determină scăderea potențială a rezistorului, adică VR1 începe să scadă treptat și la un moment dat scade, astfel încât un semnal logic scăzut este alimentat la intrarea porții NOT, iar ieșirea este din nou la semnalul logic ridicat. Perioada de timp pentru care ieșirea rămâne în starea sa stabilă este determinată de constanta de timp RC.
b. Multi-vibrator Astable
Circuit multi-vibrator Astable
Inițial, atunci când este furnizată alimentarea, condensatorul este neîncărcat și un semnal logic de joasă este alimentat la intrarea porții NOT. Acest lucru face ca ieșirea să fie la un nivel logic ridicat. Pe măsură ce acest semnal logic ridicat este alimentat înapoi la poarta ȘI, ieșirea sa este la logica 1. Condensatorul începe să se încarce și nivelul de intrare al porții NOT crește până când atinge pragul logic ridicat, iar ieșirea este la logică scăzută.
Din nou, ieșirea porții AND este la nivel logic scăzut (intrarea logică scăzută este alimentată înapoi), iar condensatorul începe să se descarce până când potențialul său la intrarea porții NOT atinge pragul logic scăzut, iar ieșirea este din nou comutată înapoi la logica înaltă .
Acesta este de fapt un tip de circuit oscilator de relaxare .
c. Multi-vibrator bistabil
Cea mai simplă formă de multi-vibrator bistabil este zăvorul SR, realizat de porți logice.
Circuit multi-vibrator bistabil
Să presupunem că ieșirea inițială este la un nivel logic ridicat (Set) și semnalul declanșator de intrare este la un semnal logic redus (Reset). Acest lucru face ca ieșirea porții 1 NAND să fie la un nivel logic ridicat. Deoarece ambele intrări ale lui U2 sunt la un nivel logic ridicat, ieșirea este la un nivel logic scăzut.
Deoarece ambele intrări ale lui U3 sunt la un nivel logic ridicat, ieșirea este la un nivel logic scăzut, adică Reset. Aceeași operație are loc pentru un semnal logic ridicat la intrare, iar circuitul schimbă starea între 0 și 1. După cum sa văzut, utilizarea porților logice pentru multi-vibratori sunt de fapt exemple de circuite logice digitale.
3. Utilizarea a 555 temporizatoare
555 IC temporizator este cel mai frecvent utilizat IC pentru generarea impulsurilor, în special modularea lățimii pulsului , pentru circuite multivibratoare.
A. Multi-vibrator monostabil
Circuit multi-vibrator monostabil
Pentru a conecta un temporizator 555 în modul monostabil, un condensator de descărcare este conectat între pinul de descărcare 7 și masă. Lățimea impulsului ieșirii generate este determinată de valoarea rezistorului R dintre pinul de descărcare, Vcc și condensatorul C.
Dacă sunteți conștienți de circuitele interne ale temporizatorului 555, trebuie să fiți conștienți de faptul că a 555 cronometru funcționează cu un tranzistor, doi comparatori și un flip-flop SR.
Inițial, când ieșirea se află la un semnal logic scăzut, tranzistorul T este condus la conducție și pinul 7 este împământat. Să presupunem că un semnal logic scăzut este aplicat la intrarea de declanșare sau la intrarea comparatorului, deoarece această tensiune este mai mică de 1 / 3Vcc, ieșirea comparatorului IC este ridicată, determinând resetarea flip-flop-ului astfel încât ieșirea este acum la un nivel logic scăzut.
În același timp, tranzistorul este oprit și condensatorul începe să se încarce prin Vcc. Când tensiunea condensatorului crește dincolo de 2 / 3Vcc, ieșirea comparatorului 2 crește, provocând setarea flip-flop-ului SR. Astfel, ieșirea este din nou la starea sa stabilă după o anumită perioadă de timp determinată de valorile lui R și C.
b. Multivibrator Astable
Pentru a conecta un temporizator 555 în modul astabil, pinii 2 și 6 sunt scurtați și un rezistor este conectat între pinul 6 și 7.
Circuit Multivibrator Astable
Inițial, să presupunem că ieșirea flip-flop-ului SR este la un nivel logic scăzut. Aceasta oprește tranzistorul și condensatorul începe să se încarce pe Vcc prin Ra și Rb în așa fel încât, la un moment dat, tensiunea de intrare la comparatorul 2 depășește tensiunea de prag de 2 / 3Vcc, iar ieșirea comparatorului crește. Acest lucru determină setarea flip-flop-ului SR în așa fel încât ieșirea temporizatorului să fie la un nivel logic scăzut.
Acum, tranzistorul este condus la saturație de un semnal logic înalt la baza sa. Condensatorul începe să se descarce prin Rb și, atunci când această tensiune a condensatorului scade sub 1/3 Vcc, ieșirea comparatorului C2 este la un nivel logic ridicat. Aceasta resetează flip-flop-ul, iar ieșirea temporizatorului este din nou la un nivel logic ridicat.
c. Multi-vibrator bi-stabil
Circuit multi-vibrator bi-stabil
Un temporizator 555 în multi-vibrator bi-stabil nu necesită utilizarea unui condensator, ci un comutator SPDT este utilizat între sol și pinii 2 și 4.
Când poziția comutatorului este în așa fel încât pinul 2 să fie la sol împreună cu pinul 6, ieșirea comparatorului 1 este la semnal logic slab, în timp ce ieșirea comparatorului 2 este la semnal logic ridicat. Aceasta resetează flip-flop-ul SR, iar ieșirea flip-flop-ului este logică scăzută. Ieșirea temporizatorului este astfel un semnal logic ridicat.
Când poziția comutatorului este în așa fel încât pinul 4 sau pinul de resetare al flip-flopului să fie împământat, flip-flop-ul SR este setat, iar ieșirea este la nivel logic ridicat. Ieșirea temporizatorului este la un semnal logic scăzut. Astfel, în funcție de poziția comutatorului, se obțin impulsuri mari și mici.
Deci, acestea sunt circuitele de bază multivibratoare utilizate pentru generarea impulsurilor. Sperăm că ați înțeles clar multi-vibratori.
Iată o întrebare simplă pentru toți cititorii:
În afară de multi-vibratori, care sunt celelalte tipuri de circuite utilizate pentru generarea impulsurilor?
