Multi-vibratorcircuits verwijzen naar de special type elektronische schakelingen gebruikt voor het genereren van pulssignalen. Deze pulssignalen kunnen rechthoekige of blokgolfsignalen zijn. Ze produceren over het algemeen output in twee toestanden: hoog of laag. Een specifiek kenmerk van multi-vibrators is het gebruik van passieve elementen zoals weerstand en condensator om de outputstatus te bepalen.
Multivibratorcircuits
Soorten multi-vibrators
naar. Monostabiele multi-vibrator : Een monostabiele multivibrator is het type multivibratorcircuit waarvan de uitvoer zich in slechts één stabiele toestand bevindt. Het is ook bekend als eenmalige multivibrator. In een monostabiele multivibrator wordt de uitgangspulsduur bepaald door de RC-tijdconstante en wordt deze gegeven als: 1.11 * R * C
b. Een stabiele multi-vibrator : Een stabiele vibrator is een circuit met een oscillerende output. Het heeft geen externe triggering nodig en het heeft geen stabiele toestand. Het is een soort regeneratieve oscillator.
c. Bistabiele multi-vibrator : Een bistabiele vibrator is een circuit met twee stabiele toestanden: hoog en laag. Over het algemeen is een schakelaar vereist om te schakelen tussen de hoge en lage toestand van de uitgang.
Drie soorten multi-vibratorcircuits
1. Transistors gebruiken
een. Monostabiele multi-vibrator
Monostabiel multi-vibratorcircuit
In het bovenstaande circuit bevindt de basis van de transistor T1 zich bij afwezigheid van enig extern triggersignaal op aardniveau en bevindt de collector zich op een hoger potentiaal. Daarom is de transistor afgesneden. De basis van transistor T2 krijgt echter een positieve spanningstoevoer van de VCC via een weerstand, en de transistor T2 wordt tot verzadiging gestuurd. En aangezien de uitgangspen via de T2 met aarde is verbonden, bevindt deze zich op een logisch laag niveau.
Wanneer een triggersignaal wordt aangelegd aan de basis van de transistor T1, begint het te geleiden naarmate de basisstroom toeneemt. Terwijl de transistor geleidt, neemt de collectorspanning af. Tegelijkertijd begint de spanning van de condensator C2 te ontladen via de T1. Hierdoor neemt de potentiaal aan de basisterminal van de T2 af en uiteindelijk wordt de T2 afgesneden. Omdat de uitgangspen nu rechtstreeks is verbonden met een positieve voeding via een weerstand: Vout is op logisch hoog niveau.
Na enige tijd, wanneer de condensator volledig is ontladen, begint hij op te laden via de weerstand. De potentiaal aan de basisaansluiting van transistor T2 begint geleidelijk toe te nemen en uiteindelijk wordt de T2 geleid tot geleiding. De output is dus weer op een logisch laag niveau of de schakeling is terug naar zijn stabiele toestand.
b. Bistabiele multivibrator
Bistabiel multivibratorcircuit
Het bovenstaande circuit is een bistabiel multivibratorcircuit met twee uitgangen, die de twee stabiele toestanden van het circuit definiëren.
Aanvankelijk, wanneer de schakelaar in de stand A staat, bevindt de basis van transistor T1 zich op de aardpotentiaal en daarom is deze afgesneden. Tegelijkertijd bevindt de basis van transistor T2 zich op een relatief hoger potentiaal, hij begint te geleiden. Dit zorgt ervoor dat uitgangspen 1 rechtstreeks is verbonden met de aarde en dat de Vout1 een logisch laag niveau heeft. De output pin2 bij de collector van T1 is direct verbonden met de Vcc, en de Vout2 is op logisch hoog niveau.
Nu, wanneer de schakelaar op positie B staat, worden de transistoracties omgekeerd (T1 geleidt en T2 is afgesneden) en worden de uitgangstoestanden omgekeerd.
c. Astable Multivibrator
Stabiel multivibratorcircuit
Het bovenstaande circuit is een oscillatorcircuit. Stel dat de transistor T1 aanvankelijk in geleiding is en T2 is afgesneden. De output 2 is op logisch niveau, en de output 1 is op logisch laag niveau. Wanneer de condensator c2 begint op te laden via R4, begint de potentiaal aan de basis van T2 geleidelijk toe te nemen totdat T2 begint te geleiden. Dit vermindert het collectorpotentiaal en geleidelijk begint het potentieel aan de basis van T1 af te nemen totdat het volledig is afgesneden.
Nu C1 door R1 oplaadt, begint de potentiaal aan de basis van transistor T1 toe te nemen en uiteindelijk wordt het geleid tot geleiding, en het hele proces herhaalt zich. De output is dus constant aan het herhalen of oscilleren.
Afgezien van het gebruik van BJT's, andere soorten transistors worden ook gebruikt in multi-vibrator circuits.
2. Logische poorten gebruiken
naar. Mono-stabiele multi-vibrator
Mono-stabiel multi-vibratorcircuit
Aanvankelijk bevindt de potentiaal over de weerstand zich op aardniveau. Dit impliceert een laag logisch signaal naar de ingang van de NOT-poort. De output is dus op een logisch hoog niveau.
Omdat beide ingangen van de NIET-EN-poort een logisch hoog niveau hebben, is de uitgang een logisch laag niveau en blijft de uitgang van het circuit in zijn stabiele toestand.
Stel nu dat een logisch laag signaal wordt gegeven aan een van de ingangen van de NIET-EN-poort, terwijl de andere ingang een logisch hoog niveau heeft, dan is de uitgang van de poort logisch 1, d.w.z. positieve spanning. Aangezien er een potentiaalverschil is over R, bevindt VR1 zich op een logisch hoog niveau, en dienovereenkomstig is de uitgang van de NIET-poort logisch 0. Aangezien dit logisch lage signaal wordt teruggevoerd naar de ingang van de NIET-EN-poort, blijft de uitgang op logisch 1 en de condensatorspanning begint geleidelijk toe te nemen. Dit veroorzaakt op zijn beurt de potentiaalval over de weerstand, d.w.z. VR1 begint geleidelijk af te nemen en op een gegeven moment wordt het laag, zodat een logisch laag signaal wordt toegevoerd aan de ingang van de NOT-poort en de uitgang weer een logisch hoog signaal heeft. De tijdsperiode waarin de uitgang in zijn stabiele toestand blijft, wordt bepaald door de RC-tijdconstante.
b. Astable Multi-vibrator
Astable Multi-vibrator Circuit
Aanvankelijk, wanneer de voeding wordt gegeven, is de condensator niet opgeladen en wordt een logisch laag signaal naar de ingang van de NOT-poort gevoerd. Dit zorgt ervoor dat de output een logisch hoog niveau heeft. Aangezien dit logisch hoge signaal wordt teruggevoerd naar de EN-poort, is zijn uitgang op logisch 1. De condensator begint op te laden en het ingangsniveau van de NIET-poort neemt toe totdat het de logische hoge drempel bereikt, en de uitgang is logisch laag.
Nogmaals, de EN-poortuitgang is logisch laag (logisch lage ingang wordt teruggekoppeld), en de condensator begint te ontladen totdat zijn potentiaal aan de ingang van de NIET-poort een logische lage drempel bereikt, en de uitgang wordt weer teruggeschakeld naar de logisch hoge .
Dit is eigenlijk een soort ontspanning oscillator circuit
c. Bistabiele multi-vibrator
De eenvoudigste vorm van bistabiele multivibrator is de SR-latch, gerealiseerd door logische poorten.
Bistabiel multi-vibratorcircuit
Stel dat de initiële uitgang een logisch hoog niveau heeft (Set) en het ingangstriggersignaal een logisch laag signaal heeft (Reset). Dit zorgt ervoor dat de uitvoer van de NIET-EN-poort 1 een logisch hoog niveau heeft. Aangezien beide ingangen van U2 een logisch hoog niveau hebben, is de uitgang logisch laag.
Aangezien beide ingangen van U3 op een logisch hoog niveau zijn, bevindt de uitgang zich op een logisch laag niveau, d.w.z. Reset. Dezelfde bewerking vindt plaats voor een logisch hoog signaal aan de ingang, en de schakeling verandert van toestand tussen 0 en 1. Zoals te zien is het gebruik van logische poorten voor multivibrators eigenlijk voorbeelden van digitale logische schakelingen.
3. 555 timers gebruiken
555 Timer IC is vooral de meest gebruikte IC voor pulsgeneratie pulsbreedtemodulatie , voor multivibratorcircuits.
een. Monostabiele multi-vibrator
Monostabiel multi-vibratorcircuit
Om een 555-timer in monostabiele modus aan te sluiten, wordt een ontladingscondensator aangesloten tussen de ontladingspen 7 en aarde. De pulsbreedte van de gegenereerde output wordt bepaald door de waarde van de weerstand R tussen de ontladingspin, Vcc en condensator C.
Als u op de hoogte bent van het interne circuit van de 555-timer, moet u zich ervan bewust zijn dat a 555 timer werkt met een transistor, twee comparatoren en een SR-flip-flop.
Aanvankelijk, wanneer de uitgang een logisch laag signaal heeft, wordt de transistor T geleid naar geleiding en is pin 7 geaard. Stel dat een logisch laag signaal wordt toegepast op de triggeringang of de ingang van de comparator, aangezien deze spanning minder is dan 1 / 3Vcc, wordt de uitgang van het comparator-IC hoog, waardoor de flip-flop wordt gereset zodat de uitgang nu is op een logisch laag niveau.
Tegelijkertijd wordt de transistor uitgeschakeld en begint de condensator op te laden via Vcc. Wanneer de condensatorspanning boven 2 / 3Vcc stijgt, wordt de uitgang van comparator 2 hoog, waardoor de SR-flip-flop wordt ingesteld. De uitgang bevindt zich dus weer in de stabiele toestand na een bepaalde tijdsperiode die wordt bepaald door de waarden van R en C.
b. Astable Multivibrator
Om een 555-timer in een stabiele modus aan te sluiten, worden de pinnen 2 en 6 ingekort en wordt een weerstand tussen pin 6 en 7 aangesloten.
Stabiel multivibratorcircuit
Stel in eerste instantie dat de uitvoer van de SR-flip-flop een logisch laag niveau heeft. Hierdoor wordt de transistor uitgeschakeld en begint de condensator op te laden naar Vcc via Ra en Rb op een zodanige manier dat de ingangsspanning naar comparator 2 ooit de drempelspanning van 2 / 3Vcc overschrijdt en de uitgang van de comparator hoog wordt. Dit zorgt ervoor dat de SR-flip-flop zo wordt ingesteld dat de timeruitgang logisch laag is.
Nu wordt de transistor tot verzadiging gestuurd door een logisch hoog signaal aan de basis. De condensator begint te ontladen via Rb, en wanneer deze condensatorspanning onder 1/3 Vcc daalt, is de uitgang van de comparator C2 op een logisch hoog niveau. Dit reset de flip-flop en de timeruitgang is weer op logisch hoog niveau.
c. Bi-stabiele Multi-vibrator
Bi-stabiel Multi-vibratorcircuit
Een 555-timer in bi-stabiele multi-vibrator vereist geen condensator, maar een SPDT-schakelaar wordt gebruikt tussen aarde en pinnen 2 en 4.
Wanneer de schakelaarstand zodanig is dat pin 2 samen met pin 6 aan massa ligt, heeft de uitgang van de comparator 1 een logisch laag signaal, terwijl de uitgang van de comparator 2 een logisch hoog signaal heeft. Dit reset de SR-flip-flop en de output van de flip-flop is logisch laag. De output van de timer is dus een logisch hoog signaal.
Wanneer de schakelaarpositie zodanig is dat de pin 4 of de resetpin van de flip-flop geaard is, wordt de SR-flip-flop ingesteld en is de output logisch hoog. De output van de timer is op een logisch laag signaal. Zo worden, afhankelijk van de schakelaarstand, hoge en lage pulsen verkregen.
Dit zijn dus de basale multivibratorcircuits die worden gebruikt voor pulsgeneratie. We hopen dat je een duidelijk begrip hebt van multi-vibrators.
Hier is een simpele vraag voor alle lezers:
Wat zijn, afgezien van multivibrators, de andere soorten circuits die worden gebruikt voor pulsgeneratie?
