Obwody multi-wibratorów odnoszą się do oferty specjalnej rodzaj obwodów elektronicznych służy do generowania sygnałów impulsowych. Te sygnały impulsowe mogą być sygnałami prostokątnymi lub prostokątnymi. Generalnie generują wyjście w dwóch stanach: wysokim lub niskim. Specyficzną cechą multi-wibratorów jest wykorzystanie elementów pasywnych, takich jak rezystor i kondensator, do określenia stanu wyjściowego.
Obwody multiwibratora
Rodzaje multi-wibratorów
do. Multi-wibrator monostabilny : Multiwibrator monostabilny to typ obwodu multiwibratora, którego wyjście jest tylko w jednym stabilnym stanie. Znany jest również jako multiwibrator jednorazowy. W monostabilnym multiwibratorze czas trwania impulsu wyjściowego jest określony przez stałą czasową RC i jest podawany jako: 1,11 * R * C
b. Stabilny multi-wibrator : Stabilny wibrator to obwód z wyjściem oscylacyjnym. Nie potrzebuje żadnego zewnętrznego wyzwalania i nie ma stabilnego stanu. Jest to rodzaj oscylatora regeneracyjnego.
do. Bistabilny multi-wibrator : Wibrator bistabilny to obwód o dwóch stabilnych stanach: wysokim i niskim. Zwykle do przełączania między wysokim i niskim stanem wyjścia wymagany jest przełącznik.
Trzy rodzaje obwodów multi-wibratorów
1. Korzystanie z tranzystorów
za. Multi-wibrator monostabilny
Obwód monostabilnego multi-wibratora
W powyższym obwodzie, przy braku zewnętrznego sygnału wyzwalającego, baza tranzystora T1 znajduje się na poziomie masy, a kolektor ma wyższy potencjał. Dlatego tranzystor jest odcięty. Jednak baza tranzystora T2 otrzymuje dodatnie napięcie z VCC przez rezystor, a tranzystor T2 jest doprowadzany do nasycenia. A ponieważ pin wyjściowy jest połączony z masą przez T2, jest na niskim poziomie logicznym.
Gdy sygnał wyzwalający jest przyłożony do bazy tranzystora T1, zaczyna przewodzić, gdy wzrasta jego prąd bazowy. Gdy tranzystor przewodzi, jego napięcie kolektora spada. W tym samym czasie napięcie kondensatora C2 zaczyna się rozładowywać przez T1. Powoduje to zmniejszenie potencjału na zacisku bazowym T2 i ostatecznie odcięcie T2. Ponieważ pin wyjściowy jest teraz bezpośrednio podłączony do dodatniego zasilania przez rezystor: Vout jest na wysokim poziomie logicznym.
Po pewnym czasie, gdy kondensator jest całkowicie rozładowany, zaczyna się ładować przez rezystor. Potencjał na zacisku bazowym tranzystora T2 zaczyna stopniowo rosnąć i ostatecznie T2 zostaje doprowadzony do przewodzenia. Zatem wyjście jest ponownie na niskim poziomie logicznym lub obwód powraca do swojego stabilnego stanu.
b. Bistabilny multiwibrator
Obwód bistabilnego multiwibratora
Powyższy obwód jest bistabilnym obwodem multiwibratora z dwoma wyjściami, określającymi dwa stabilne stany obwodu.
Początkowo, gdy przełącznik znajduje się w pozycji A, baza tranzystora T1 znajduje się na potencjale masy, a zatem jest odcinana. Jednocześnie baza tranzystora T2 ma stosunkowo wyższy potencjał, zaczyna przewodzić. Powoduje to, że styk wyjściowy 1 jest bezpośrednio podłączony do masy, a Vout1 jest na niskim poziomie logicznym. Styk wyjściowy 2 na kolektorze T1 jest podłączony bezpośrednio do Vcc, a Vout2 jest na wysokim poziomie logicznym.
Teraz, gdy przełącznik znajduje się w pozycji B, działania tranzystora są odwrócone (T1 przewodzi, a T2 jest odcięty) i stany wyjściowe są odwrócone.
do. Astable Multivibrator
Obwód Astable Multivibrator
Powyższy obwód jest obwodem oscylatora. Załóżmy, że początkowo tranzystor T1 przewodzi, a T2 jest odcięty. Wyjście 2 jest na poziomie logicznym, a wyjście 1 na niskim poziomie logicznym. Gdy kondensator c2 zaczyna ładować się przez R4, potencjał u podstawy T2 zaczyna stopniowo rosnąć, aż T2 zacznie przewodzić. Zmniejsza to jego potencjał kolektora i stopniowo potencjał u podstawy T1 zaczyna się zmniejszać, aż do całkowitego odcięcia.
Teraz, gdy C1 ładuje się przez R1, potencjał u podstawy tranzystora T1 zaczyna rosnąć i ostatecznie zostaje doprowadzony do przewodzenia, a cały proces się powtarza. W ten sposób wyjście stale się powtarza lub oscyluje.
Oprócz używania BJT, inne rodzaje tranzystorów są również używane w obwodach multi-wibratorów.
2. Korzystanie z bramek logicznych
do. Mono-stabilny multi-wibrator
Obwód multi-wibratora stabilny mono
Początkowo potencjał na rezystorze jest na poziomie gruntu. Oznacza to niski sygnał logiczny na wejściu bramki NOT. Zatem wyjście jest na wysokim poziomie logicznym.
Ponieważ oba wejścia bramki NAND są na wysokim poziomie logicznym, wyjście jest na niskim poziomie logicznym, a wyjście obwodu pozostaje w stanie stabilnym.
Teraz załóżmy, że niski sygnał logiczny jest podawany na jedno z wejść bramki NAND, drugie wejście ma wysoki poziom logiczny, wyjście bramki to logika 1, tj. Napięcie dodatnie. Ponieważ istnieje różnica potencjałów na R, VR1 jest na wysokim poziomie logicznym i odpowiednio wyjście bramki NOT jest logiczne 0. Ponieważ ten niski sygnał logiczny jest podawany z powrotem na wejście bramki NAND, jego wyjście pozostaje na poziomie logiki 1 i napięcie kondensatora zaczyna stopniowo rosnąć. To z kolei powoduje spadek potencjału na rezystorze, tj. VR1 zaczyna się stopniowo zmniejszać iw pewnym momencie spada, tak że na wejście bramki NOT jest podawany niski sygnał logiczny, a na wyjściu jest ponownie wysoki sygnał logiczny. Czas, przez jaki wyjście pozostaje w stanie stabilnym, jest określony przez stałą czasową RC.
b. Astable Multi-wibrator
Astable Multi-Wibrator Circuit
Początkowo, po podaniu zasilania, kondensator jest rozładowywany, a na wejście bramki NOT podawany jest niski sygnał logiczny. Powoduje to, że wyjście jest na wysokim poziomie logicznym. Ponieważ ten wysoki sygnał logiczny jest podawany z powrotem do bramki AND, jego wyjście jest w stanie logicznym 1. Kondensator rozpoczyna ładowanie, a poziom wejściowy bramki NOT rośnie, aż osiągnie wysoki próg logiczny, a wyjście jest logicznie niskie.
Ponownie, wyjście bramki AND jest w stanie logicznym niskim (niskie wejście logiczne jest zwracane), a kondensator zaczyna się rozładowywać, dopóki jego potencjał na wejściu bramki NOT nie osiągnie dolnego progu logicznego, a wyjście jest ponownie przełączane z powrotem na stan wysoki .
To jest właściwie rodzaj obwód oscylatora relaksacji .
do. Bistabilny multi-wibrator
Najprostszą formą bistabilnego multiwibratora jest zatrzask SR, realizowany za pomocą bramek logicznych.
Obwód bistabilnego multi-wibratora
Załóżmy, że początkowe wyjście ma logiczny wysoki poziom (Set), a wejściowy sygnał wyzwalający ma logiczny niski poziom (Reset). Powoduje to, że wyjście bramki NAND 1 jest na wysokim poziomie logicznym. Ponieważ oba wejścia U2 są na wysokim poziomie logicznym, wyjście jest na niskim poziomie logicznym.
Ponieważ oba wejścia U3 są na wysokim poziomie logicznym, wyjście jest na niskim poziomie logicznym, tj. Reset. Ta sama operacja ma miejsce dla wysokiego sygnału logicznego na wejściu, a obwód zmienia stan między 0 a 1. Jak widać, użycie bramek logicznych dla multi-wibratorów jest w rzeczywistości przykładem cyfrowych obwodów logicznych.
3. Korzystanie z timerów 555
555 Timer IC jest najczęściej używanym układem scalonym do generowania impulsów, szczególnie Modulacja szerokości impulsów , do obwodów multiwibratora.
za. Multi-wibrator monostabilny
Obwód monostabilnego multi-wibratora
Aby podłączyć zegar 555 w trybie monostabilnym, kondensator rozładowujący jest podłączony między pinem rozładowania 7 a masą. Szerokość impulsu generowanego wyjścia jest określana przez wartość rezystora R między pinem rozładowczym, Vcc i kondensatorem C.
Jeśli znasz wewnętrzne obwody timera 555, musisz być świadomy faktu, że a Zegar 555 działa z tranzystorem, dwoma komparatorami i przerzutnikiem SR.
Początkowo, gdy wyjście ma niski sygnał logiczny, tranzystor T jest doprowadzany do stanu przewodzenia, a pin 7 jest uziemiony. Załóżmy, że niski sygnał logiczny jest podawany na wejście wyzwalające lub wejście komparatora, ponieważ to napięcie jest mniejsze niż 1 / 3Vcc, wyjście układu scalonego komparatora przechodzi w stan wysoki, powodując reset przerzutnika tak, że wyjście jest teraz na niskim poziomie logiki.
W tym samym czasie tranzystor jest wyłączany, a kondensator zaczyna ładować się przez Vcc. Gdy napięcie kondensatora wzrośnie powyżej 2/3 Vcc, wyjście komparatora 2 staje się wysokie, powodując ustawienie przerzutnika SR. Zatem wyjście jest ponownie w stanie stabilnym po pewnym okresie czasu określonym przez wartości R i C.
b. Astable Multivibrator
Aby podłączyć zegar 555 w trybie astabilnym, piny 2 i 6 są skracane, a rezystor jest podłączony między pinami 6 i 7.
Obwód Astable Multivibrator
Początkowo załóżmy, że wyjście przerzutnika SR jest logicznie niskie. Powoduje to wyłączenie tranzystora i kondensator zaczyna ładować się do Vcc przez Ra i Rb w taki sposób, że w pewnym momencie napięcie wejściowe komparatora 2 przekracza próg 2/3 Vcc, a wyjście komparatora staje się wysokie. To powoduje, że przerzutnik SR ustawia się w taki sposób, że wyjście timera jest logicznie niskie.
Teraz tranzystor jest doprowadzany do nasycenia przez wysoki sygnał logiczny u podstawy. Kondensator zaczyna się rozładowywać przez Rb, a kiedy to napięcie kondensatora spadnie poniżej 1/3 Vcc, wyjście komparatora C2 jest na wysokim poziomie logicznym. Powoduje to zresetowanie przerzutnika i wyjście timera ponownie jest na wysokim poziomie logicznym.
do. Bi-stabilny multi-wibrator
Bi-stabilny obwód multi-wibratora
Timer 555 w bi-stabilnym multi-wibratorze nie wymaga użycia żadnego kondensatora, raczej przełącznik SPDT jest używany między masą a pinami 2 i 4.
Gdy położenie przełącznika jest w taki sposób, że pin 2 jest uziemiony wraz z pinem 6, wyjście komparatora 1 ma niski sygnał logiczny, podczas gdy wyjście komparatora 2 ma wysoki sygnał logiczny. Spowoduje to zresetowanie przerzutnika SR, a wyjście przerzutnika jest logicznie niskie. Wyjście timera jest więc wysokim sygnałem logicznym.
Gdy pozycja przełącznika jest taka, że pin 4 lub pin resetujący przerzutnika jest uziemiony, przerzutnik SR jest ustawiony, a wyjście jest w stanie logicznym wysokim. Wyjście timera ma niski sygnał logiczny. W ten sposób, w zależności od położenia przełącznika, uzyskuje się impulsy wysokie i niskie.
Są to więc podstawowe obwody multiwibratora używane do generowania impulsów. Mamy nadzieję, że dobrze rozumiesz działanie multi-wibratorów.
Oto proste pytanie do wszystkich czytelników:
Oprócz multi-wibratorów, jakie są inne typy obwodów używanych do generowania impulsów?
