Čo sú dôležité obvody multivibrátora pre generovanie impulzov?

Vyskúšajte Náš Nástroj Na Odstránenie Problémov





Obvody s viacerými vibráciami sa vzťahujú na špeciálne prvky typ elektronických obvodov slúži na generovanie impulzných signálov. Tieto impulzné signály môžu byť obdĺžnikové alebo štvorcové vlnové signály. Produkciu spravidla produkujú v dvoch štátoch: vysoký alebo nízky. Špecifickou vlastnosťou multi-vibrátorov je použitie pasívnych prvkov ako odpor a kondenzátor na určenie výstupného stavu.

Obvody multivibrátora

Obvody multivibrátora



Typy multivibrátorov

do. Monostabilný multivibrátor : Monostabilný multivibrátor je typ obvodu multivibrátora, ktorého výstup je iba v jednom stabilnom stave. Je tiež známy ako jednorázový multivibrátor. V monostabilnom multivibrátore je trvanie výstupného impulzu určené časovou konštantou RC a udáva sa ako: 1,11 * R * C


b. Stabilný multivibrátor : Stabilný vibrátor je obvod s kmitavým výstupom. Nepotrebuje žiadne externé spúšťanie a nemá stabilný stav. Je to typ regeneračného oscilátora.



c. Bistabilný multivibrátor : Bistabilný vibrátor je obvod s dvoma stabilnými stavmi: vysokým a nízkym. Spravidla je potrebný prepínač na prepínanie medzi vysokým a nízkym stavom výstupu.

Tri typy obvodov s viacerými vibrátormi

1. Používanie tranzistorov

a. Monostabilný multivibrátor


Monostabilný obvod s viacerými vibrátormi

Monostabilný obvod s viacerými vibrátormi

Vo vyššie uvedenom obvode je pri absencii externého spúšťacieho signálu základňa tranzistora T1 na úrovni zeme a kolektor má vyšší potenciál. Preto je tranzistor prerušený. Avšak báza tranzistora T2 získava kladné napájanie z VCC cez rezistor a tranzistor T2 je napájaný do saturácie. A keďže je výstupný kolík pripojený k zemi cez T2, je na logicky nízkej úrovni.

Keď sa spúšťací signál aplikuje na základňu tranzistora T1, začne vodiť, keď sa zvyšuje jeho základný prúd. Keď tranzistor vedie, jeho kolektorové napätie klesá. Súčasne sa cez T1 začne vybíjať napätie kondenzátora C2. To spôsobí, že potenciál na základni T2 poklesne a nakoniec sa T2 preruší. Pretože výstupný pin je teraz priamo pripojený na kladné napájanie cez rezistor: Vout je na logicky vysokej úrovni.

Po nejakom čase, keď je kondenzátor úplne vybitý, začne sa nabíjať cez odpor. Potenciál na základnej svorke tranzistora T2 sa začína postupne zvyšovať a nakoniec je T2 napájaný na vedenie. Výstup je teda opäť na logicky nízkej úrovni alebo je obvod späť do stabilného stavu.

b. Bistabilný multivibrátor

Bistabilný multivibrátorový obvod

Bistabilný multivibrátorový obvod

Vyššie uvedený obvod je bistabilný multivibrátorový obvod s dvoma výstupmi, ktorý definuje dva stabilné stavy obvodu.

Spočiatku, keď je spínač v polohe A, je báza tranzistora T1 na potenciáli zeme, a preto je prerušená. Zároveň je báza tranzistora T2 na porovnateľne vyššom potenciáli, začína vodiť. To spôsobí, že výstupný pin 1 bude priamo spojený so zemou a Vout1 bude na logicky nízkej úrovni. Výstupný pin2 na kolektore T1 je pripojený priamo k Vcc a Vout2 je na logicky vysokej úrovni.

Teraz, keď je spínač v polohe B, sú činnosti tranzistora obrátené (T1 vedie a T2 je prerušený) a výstupné stavy sú obrátené.

c. Astabilný multivibrátor

Astabilný multivibrátorový obvod

Astabilný multivibrátorový obvod

Vyššie uvedený obvod je obvod oscilátora. Predpokladajme, že spočiatku je tranzistor T1 vo vedení a T2 je prerušený. Výstup 2 je na logickej úrovni a výstup 1 na logickej nízkej úrovni. Keď sa kondenzátor c2 začne nabíjať cez R4, potenciál na báze T2 sa začne postupne zvyšovať, až kým T2 nezačne viesť. To znižuje jeho kolektorový potenciál a postupne sa potenciál na báze T1 začína znižovať, až kým nie je úplne prerušený.

Teraz, keď sa C1 nabíja cez R1, potenciál na báze tranzistora T1 sa začína zvyšovať a nakoniec je vedený k vodivosti a celý proces sa opakuje. Výstup sa teda neustále opakuje alebo osciluje.

Okrem použitia BJT, iné typy tranzistorov sa používajú aj vo viacvibračných obvodoch.

2. Používanie logických brán

do. Mono-stabilný multivibrátor

Mono-stabilný multivibrátorový obvod

Mono-stabilný multivibrátorový obvod

Spočiatku je potenciál cez rezistor na úrovni zeme. To znamená nízky logický signál na vstup brány NOT. Výstup je teda na logicky vysokej úrovni.

Pretože oba vstupy brány NAND sú na logicky vysokých úrovniach, výstup je na logicky nízkej úrovni a výstup obvodu zostáva v stabilnom stave.

Teraz predpokladajme, že na jeden zo vstupov brány NAND je daný logický nízky signál, druhý vstup je na vysokej logickej úrovni, výstupom brány je logika 1, t. J. Kladné napätie. Pretože medzi R je potenciálny rozdiel, VR1 je na logicky vysokej úrovni a podľa toho je výstup brány NOT logický 0. Pretože sa tento logicky nízky signál privádza späť na vstup brány NAND, jeho výstup zostáva na logike 1 a napätie kondenzátora sa začína postupne zvyšovať. To zase spôsobí pokles potenciálu na rezistore, to znamená, že VR1 začne postupne klesať a v jednom okamihu sa zníži, takže sa na vstup brány NOT privádza logický signál nízkeho napätia a výstup je opäť na logickom vysokom signáli. Časové obdobie, počas ktorého výstup zostáva v stabilnom stave, je určené časovou konštantou RC.

b. Astabilný multivibrátor

Astabilný multivibrátorový obvod

Astabilný multivibrátorový obvod

Spočiatku, keď je dané napájanie, kondenzátor nie je nabitý a na vstup brány NOT sa privádza logicky nízky signál. To spôsobí, že výstup bude na logicky vysokej úrovni. Pretože tento signál vysokej logiky je privádzaný späť do brány AND, jeho výstup je na logike 1. Kondenzátor sa začne nabíjať a vstupná úroveň brány NOT sa zvyšuje, kým nedosiahne prahovú hodnotu logickej výšky, a výstup je na logicky nízkej hodnote.

Opäť platí, že výstup brány AND je na logicky nízkej hodnote (vstup logickej nízkej hodnoty sa vracia späť) a kondenzátor sa začne vybíjať, kým jeho potenciál na vstupe brány NOT nedosiahne logicky nízku prahovú hodnotu, a výstup sa opäť prepne späť na logicky vysokú hodnotu .

Toto je vlastne druh relaxačný oscilátorový obvod .

c. Bistabilný multivibrátor

Najjednoduchšou formou bistabilného multivibrátora je západka SR realizovaná logickými bránami.

Bistabilný multivibrátorový obvod

Bistabilný multivibrátorový obvod

Predpokladajme, že počiatočný výstup je na logicky vysokej úrovni (Set) a vstupný spúšťací signál je na logicky nízkom signáli (Reset). To spôsobí, že výstup brány NAND 1 bude na logicky vysokej úrovni. Pretože oba vstupy U2 sú na logicky vysokej úrovni, výstup je na logicky nízkej úrovni.

Pretože oba vstupy U3 sú na logicky vysokej úrovni, výstup je na logicky nízkej úrovni, t. J. Reset. Rovnaká operácia nastáva pri logicky vysokom signále na vstupe a stav obvodu sa mení medzi 0 a 1. Ako je vidieť, použitie logických hradiel pre multi-vibrátory je v skutočnosti príkladom digitálnych logických obvodov.

3. Používanie časovačov 555

555 Časovač IC je najčastejšie používaný IC na generovanie impulzov, najmä modulácia šírky impulzu , pre obvody multivibrátorov.

a. Monostabilný multivibrátor

Monostabilný obvod s viacerými vibrátormi

Monostabilný obvod s viacerými vibrátormi

Na pripojenie časovača 555 v monostabilnom režime je medzi vybíjací kolík 7 a zem zapojený vybíjací kondenzátor. Šírka impulzu generovaného výstupu je určená hodnotou odporu R medzi vybíjacím kolíkom, Vcc a kondenzátorom C.

Ak viete o vnútorných obvodoch časovača 555, musíte si byť vedomí skutočnosti, že a 555 časovač funguje s tranzistorom, dvoma komparátormi a klopným obvodom SR.

Spočiatku, keď je na výstupe logicky nízky signál, je tranzistor T vedený na vedenie a kolík 7 je uzemnený. Predpokladajme, že na vstup spúšte alebo na vstup komparátora je aplikovaný logicky nízky signál, pretože toto napätie je menšie ako 1 / 3Vcc, výstup komparátora IC ide vysoko, čo spôsobí resetovanie klopného obvodu, takže výstup je teraz na logicky nízkej úrovni.

Zároveň sa tranzistor vypne a kondenzátor sa začne nabíjať cez Vcc. Keď napätie kondenzátora stúpne nad 2/3 Vcc, výstup komparátora 2 stúpne vysoko, čo spôsobí nastavenie klopného obvodu SR. Výstup je teda po určitom časovom období určenom hodnotami R a C opäť v stabilnom stave.

b. Astabilný multivibrátor

Na pripojenie časovača 555 v nestabilnom režime sú piny 2 a 6 skrátené a medzi piny 6 a 7 je pripojený odpor.

Astabilný multivibrátorový obvod

Astabilný multivibrátorový obvod

Spočiatku predpokladajme, že výstup klopného obvodu SR je na logicky nízkej úrovni. To vypne tranzistor a kondenzátor sa začne nabíjať na Vcc cez Ra a Rb takým spôsobom, že naraz vstupné napätie do komparátora 2 prekročí prahové napätie 2 / 3Vcc a výstup komparátora bude vysoký. To spôsobí, že klopný obvod SR sa nastaví tak, že výstup časovača je na logicky nízkej hodnote.

Teraz je tranzistor riadený do sýtosti logicky vysokým signálom na svojej základni. Kondenzátor sa začne vybíjať cez Rb, a keď napätie tohto kondenzátora klesne pod 1/3 Vcc, výstup komparátora C2 je na logicky vysokej úrovni. Týmto sa resetuje klopný obvod a výstup časovača je opäť na logicky vysokej úrovni.

c. Bi-stabilný multivibrátor

Bi-stabilný multivibrátorový obvod

Bi-stabilný multivibrátorový obvod

Časovač 555 v bistabilnom multivibrátore nevyžaduje použitie žiadneho kondenzátora, skôr sa použije prepínač SPDT medzi zemou a pinmi 2 a 4.

Keď je poloha spínača takým spôsobom, že kolík 2 je spolu s kolíkom 6 na zemi, výstup komparátora 1 je na logicky nízkom signáli, zatiaľ čo výstup komparátora 2 je na logicky vysokom signáli. Týmto sa resetuje klopný obvod SR a výstup klopného obvodu je logicky nízky. Výstupom časovača je teda logicky vysoký signál.

Keď je poloha prepínača taká, že pin 4 alebo resetovací pin klopného obvodu sú uzemnené, je klopný obvod SR nastavený a výstup je logicky vysoký. Výstup časovača je na logicky nízkom signáli. Takto sa v závislosti od polohy spínača získajú vysoké a nízke impulzy.

Jedná sa teda o základné multivibrátorové obvody používané na generovanie impulzov. Dúfame, že ste jasne porozumeli multivibrátorom.

Tu je jednoduchá otázka pre všetkých čitateľov:

Aké sú okrem multivibrátorov ďalšie typy obvodov používaných na generovanie impulzov?