Mitmevibraatorahelad viitavad spetsiaalsele elektrooniliste vooluahelate tüüp kasutatakse impulssignaalide genereerimiseks. Need impulssignaalid võivad olla ristkülikukujulised või ruudukujulised. Tavaliselt toodavad nad väljundit kahes olekus: kõrge või madal. Mitmevibraatorite eripära on passiivsete elementide nagu takisti ja kondensaatori kasutamine väljundi oleku määramiseks.
Multivibraatorahelad
Mitmevibraatorite tüübid
kuni. Monostabiilne vibraator : Monostabiilne multivibraator on multivibraatorahelatüüp, mille väljund on ainult ühes stabiilses olekus. Seda tuntakse ka kui ühepildilist multivibraatorit. Monostabiilses multivibraatoris määratakse väljundimpulsi kestus RC ajakonstandi abil ja see antakse järgmiselt: 1.11 * R * C
b. Stabiilne vibraator : Stabiilne vibraator on võnkuvate väljunditega vooluring. See ei vaja välist käivitamist ja sellel pole stabiilset olekut. See on teatud tüüpi regeneratiivne ostsillaator.
c. Bistabiilne mitme vibraatoriga : Bistabiilne vibraator on kahe stabiilse olekuga vooluring: kõrge ja madal. Üldiselt on vaja lülitit väljundi kõrge ja madala seisundi vahel ümberlülitamiseks.
Kolme tüüpi vibraatorahelad
1. Transistoride kasutamine
a. Monostabiilne vibraator
Monostabiilne mitme vibraatoriga ahel
Ülaltoodud vooluahelas on välise päästiku signaali puudumisel transistori T1 alus maapinnal ja kollektor suurema potentsiaaliga. Seetõttu on transistor ära lõigatud. Kuid transistori T2 alus saab takisti kaudu positiivse pinge VCC-st ja transistor T2 viiakse küllastuseni. Ja kuna väljundtihv on ühendatud maapinnaga T2 kaudu, on see loogikal madalal tasemel.
Kui transistori T1 alusele rakendatakse päästikusignaal, hakkab see juhtima, kui selle baasivool suureneb. Transistori juhtimisel väheneb selle kollektori pinge. Samal ajal hakkab kondensaatori C2 pinge T1 kaudu tühjenema. See põhjustab T2 baasterminali potentsiaali vähenemise ja lõpuks T2 katkestatakse. Kuna väljundtihv on nüüd takisti kaudu otse positiivse toiteallikaga ühendatud: on Vout loogikaliselt kõrgel tasemel.
Mõne aja pärast, kui kondensaator on täielikult tühjenenud, hakkab see läbi takisti laadima. Transistori T2 baasterminali potentsiaal hakkab järk-järgult suurenema ja lõpuks juhitakse T2 juhtivusele. Seega on väljund jälle loogiliselt madalal tasemel või on vooluahel taas stabiilses olekus.
b. Bistabiilne multivibraator
Bistabiilne multivibraatorahel
Ülaltoodud vooluahel on kahe väljundiga bistabiilne multivibraatorahel, määratledes vooluahela kaks stabiilset olekut.
Esialgu, kui lüliti on asendis A, on transistori T1 alus maapotentsiaalis ja seetõttu on see ära lõigatud. Samal ajal on transistori T2 alus suhteliselt suurema potentsiaaliga, see hakkab juhtima. See põhjustab väljundnõela 1 otse maapinnaga ühendamise ja Vout1-loogika madalal tasemel. T1 kollektori väljundnõel 2 on ühendatud otse Vcc-ga ja Vout2 on loogikaliselt kõrgel tasemel.
Nüüd, kui lüliti on asendis B, muudetakse transistori toimingud vastupidiseks (T1 juhib ja T2 on ära lõigatud) ja väljundi olekud on vastupidised.
c. Astable multivibraator
Astable multivibraatorahel
Ülaltoodud vooluring on ostsillaatorahel. Oletame, et esialgu on transistor T1 juhtiv ja T2 on ära lõigatud. Väljund 2 on loogika tasemel ja väljund 1 loogika madalal tasemel. Kui kondensaator c2 hakkab R4 kaudu üles laadima, hakkab T2 aluses olev potentsiaal järk-järgult suurenema, kuni T2 hakkab juhtima. See vähendab tema kollektoripotentsiaali ja järk-järgult hakkab potentsiaal T1 aluses vähenema, kuni see on täielikult ära lõigatud.
Nüüd, kui C1 laeb läbi R1, hakkab transistori T1 aluses olev potentsiaal suurenema ja lõpuks juhitakse see juhtivusse ning kogu protsess kordub. Seega väljund kordub või võnkub pidevalt.
Peale BJT-de kasutamise muud tüüpi transistorid kasutatakse ka mitme vibraatoriga ahelates.
2. Loogikaväravate kasutamine
kuni. Monostabiilne vibraator
Monostabiilne mitme vibraatoriga ahel
Esialgu on takisti potentsiaal maapinnal. See tähendab madalat loogikasignaali NOT-värava sisendisse. Seega on väljund loogikaliselt kõrgel tasemel.
Kuna NAND-värava mõlemad sisendid on loogikaliselt kõrgel tasemel, on väljund loogikal madalal tasemel ja vooluahela väljund püsib stabiilses olekus.
Oletame nüüd, et NAND-värava ühele sisendile antakse loogiline madal signaal, teine sisend on loogika kõrgel tasemel, värava väljundiks on loogika 1, st positiivne pinge. Kuna R-i vahel on potentsiaalne erinevus, on VR1 loogikaliselt kõrgel tasemel ja vastavalt NOT-värava väljundiks on loogika 0. Kuna see loogiline madal signaal suunatakse tagasi NAND-värava sisendisse, jääb selle väljund loogikale 1 ja kondensaatori pinge hakkab järk-järgult suurenema. See põhjustab omakorda potentsiaalse languse üle takisti, st VR1 hakkab järk-järgult vähenema ja ühel hetkel läheb see madalaks, nii et loogika madal signaal suunatakse NOT-i värava sisendisse ja väljund on jälle loogiliselt kõrge signaaliga. Ajavahemiku, mille jooksul väljund püsib stabiilses olekus, määrab RC ajakonstant.
b. Astable Multi-vibraator
Astabiilne mitme vibraatoriga ahel
Esialgu, kui toiteallikas antakse, on kondensaator laadimata ja NOT-värava sisendisse juhitakse loogiliselt madal signaal. See põhjustab väljundi loogika kõrgel tasemel. Kuna see loogiline kõrge signaal suunatakse tagasi AND-väravasse, on selle väljund loogikal 1. Kondensaator hakkab laadima ja NOT-värava sisendtase suureneb, kuni see jõuab loogika kõrge künniseni ja väljund on loogikal madalal.
Jällegi on AND-värava väljund loogikal madal (loogika madal sisend antakse tagasi) ja kondensaator hakkab tühjaks saama, kuni selle potentsiaal NOT-värava sisendil jõuab loogika madalale künnisele ja väljund lülitatakse uuesti tagasi loogika kõrgusele .
See on tegelikult teatud tüüpi lõdvestusosillaatori ahel .
c. Bistabiilne mitme vibraatoriga
Bistabiilse multivibraatori lihtsaim vorm on SR-riiv, mis on realiseeritud loogikaväravate abil.
Bistabiilne mitme vibraatoriga ahel
Oletame, et algväljund on loogika kõrgel tasemel (seatud) ja sisendi päästiku signaal loogika madalal signaalil (lähtestamine). See põhjustab NAND-värava 1 väljundi loogika kõrgel tasemel. Kuna mõlemad U2 sisendid on loogika kõrgel tasemel, on väljund loogika madalal tasemel.
Kuna mõlemad U3 sisendid on loogiliselt kõrgel tasemel, on väljund loogikaliselt madalal tasemel, st Reset. Sama toiming toimub sisendis oleva loogilise kõrge signaali korral ja vooluahel muudab olekut vahemikus 0 kuni 1. Nagu näha, on loogikaväravate kasutamine mitme vibraatori jaoks tegelikult digitaalsete loogikalülituste näited.
3. 555 taimeri kasutamine
555 Taimeri IC on impulsi genereerimiseks kõige sagedamini kasutatav IC impulsi laiuse modulatsioon , multivibraatorahelate jaoks.
a. Monostabiilne vibraator
Monostabiilne mitme vibraatoriga ahel
Taimeri 555 ühendamiseks monostabiilses režiimis on tühjendusklemmi 7 ja maanduse vahel ühendatud tühjenduskondensaator. Genereeritud väljundi impulsi laius määratakse tühjendustihvti, Vcc ja kondensaatori C vahelise takisti R väärtuse järgi.
Kui olete teadlik taimeri 555 sisemisest vooluringist, peate olema teadlik asjaolust, et a 555 taimer töötab transistori, kahe komparaatori ja SR-klapiga.
Esialgu, kui väljund on loogiliselt madalal signaalil, juhitakse transistor T juhtivusele ja tihvt 7 on maandatud. Oletame, et päästiku sisendile või komparaatori sisendile rakendatakse loogilist madalat signaali, kuna see pinge on väiksem kui 1/3 Vcc, läheb võrdlusmikraadi väljund kõrgeks, põhjustades flip-flopi lähtestamise nii, et väljund on nüüd loogika madalal tasemel.
Samal ajal lülitatakse transistor välja ja kondensaator hakkab Vcc kaudu laadima. Kui kondensaatori pinge tõuseb üle 2 / 3Vcc, läheb komparaatori 2 väljund kõrgeks, põhjustades SR-klapi seadistamise. Seega on väljund jälle stabiilses olekus pärast teatud ajavahemikku, mis on määratud R ja C väärtustega.
b. Astable multivibraator
Taimeri 555 ühendamiseks astable-režiimis lühendatakse tihvte 2 ja 6 ning tihvtide 6 ja 7 vahele on ühendatud takisti.
Astable multivibraatorahel
Esialgu oletame, et SR flip-flopi väljund on loogiliselt madalal tasemel. See lülitab transistori välja ja kondensaator hakkab Ra ja Rb kaudu Vcc-le laadima nii, et võrdlusaluse 2 sisendpinge ületab korraga lävipinge 2 / 3Vcc ja komparaatori väljund läheb kõrgeks. See põhjustab SR flip-flopi seadistamise nii, et taimer väljund on loogika madalal.
Nüüd juhib transistori küllastumiseni selle aluses asuv loogiline kõrge signaal. Kondensaator hakkab tühjendama läbi Rb ja kui see kondensaatori pinge langeb alla 1/3 Vcc, on komparaatori C2 väljund loogiliselt kõrgel tasemel. See lähtestab flip-flopi ja taimer väljund on jälle loogika kõrgel tasemel.
c. Bi-stabiilne mitme vibraatoriga
Bi-stabiilne mitme vibraatoriga ahel
Kahstabiilses vibraatoris olev taimer 555 ei vaja kondensaatori kasutamist, pigem kasutatakse maanduse ja tihvtide 2 ja 4 vahel SPDT lülitit.
Kui lüliti asend on nii, et tihvt 2 on maapinnal koos tihvtiga 6, on komparaatori 1 väljund loogiliselt madalal signaalil, samas kui komparaatori 2 väljund on loogiliselt kõrge signaaliga. See lähtestab SR flip-flopi ja flip flopi väljund on loogiliselt madal. Taimeri väljund on seega loogiliselt kõrge signaaliga.
Kui lüliti asend on nii, et tihvt 4 või klapi lähtestustihvt on maandatud, on SR klapp seatud ja väljund on loogikalises kõrguses. Taimeri väljund on loogika madalal signaalil. Seega saadakse sõltuvalt lüliti asendist kõrgeid ja madalaid impulsse.
Niisiis, need on impulsside genereerimiseks kasutatavad põhilised multivibraatorahelad. Loodame, et olete saanud mitme vibraatori mõistmise selgeks.
Siin on lihtne küsimus kõigile lugejatele:
Millised on impulsside genereerimiseks muud tüüpi vooluringid peale mitmevibraatorite?
