Мулти-вибраторните вериги се отнасят до специалното тип електронни вериги използва се за генериране на импулсни сигнали. Тези импулсни сигнали могат да бъдат правоъгълни или квадратни вълнови сигнали. Те обикновено произвеждат продукция в две състояния: висока или ниска. Специфична характеристика на мулти-вибраторите е използването на пасивни елементи като резистор и кондензатор за определяне на изходното състояние.
Мултивибраторни вериги
Видове мулти-вибратори
да се. Моностабилен мулти-вибратор : Моностабилният мултивибратор е типът на мултивибраторната верига, чиято продукция е само в едно стабилно състояние. Известен е и като еднократен мултивибратор. В моностабилен мултивибратор продължителността на изходния импулс се определя от RC константата на времето и се дава като: 1.11 * R * C
б. Стабилен мулти-вибратор : Стабилният вибратор е верига с осцилиращ изход. Не се нуждае от външно задействане и няма стабилно състояние. Това е вид регенеративен осцилатор.
° С. Бистабилен мулти-вибратор : Бистабилният вибратор е верига с две стабилни състояния: високо и ниско. Обикновено се изисква превключвател за превключване между високо и ниско състояние на изхода.
Три вида мултивибрационни вериги
1. Използване на транзистори
а. Моностабилен мулти-вибратор
Моностабилна мулти-вибрационна схема
В горната схема, при липса на външен задействащ сигнал, основата на транзистора Т1 е на нивото на земята, а колекторът е с по-висок потенциал. Следователно транзисторът е отрязан. Въпреки това, основата на транзистора Т2 получава положително захранване от VCC чрез резистор и транзисторът Т2 се задвижва до насищане. И тъй като изходният щифт е свързан към земята чрез T2, той е на логическо ниско ниво.
Когато към основата на транзистора Т1 се подаде задействащ сигнал, той започва да провежда с увеличаване на базовия ток. Тъй като транзисторът провежда, неговото колекторно напрежение намалява. В същото време напрежението на кондензатора С2 започва да се разрежда през Т1. Това води до намаляване на потенциала на базовия терминал на Т2 и в крайна сметка Т2 се прекъсва. Тъй като изходният щифт сега е директно свързан към положително захранване чрез резистор: Vout е на високо логическо ниво.
След известно време, когато кондензаторът се разреди напълно, той започва да се зарежда през резистора. Потенциалът в базовия извод на транзистора Т2 започва да се увеличава постепенно и в крайна сметка Т2 се задвижва до проводимост. По този начин изходът отново е на логическо ниско ниво или веригата се връща в стабилното си състояние.
б. Бистабилен мултивибратор
Бистабилна мултивибраторна схема
Горната схема е бистабилна мултивибраторна верига с два изхода, определяща двете стабилни състояния на веригата.
Първоначално, когато превключвателят е в позиция A, основата на транзистора T1 е в земния потенциал и следователно е отрязана. В същото време основата на транзистора Т2 е със сравнително по-висок потенциал и започва да провежда. Това кара изходният щифт 1 да бъде директно свързан към земята и Vout1 да бъде на ниско логическо ниво. Изходният щифт2 на колектора на T1 е свързан директно към Vcc и Vout2 е на високо логическо ниво.
Сега, когато превключвателят е в позиция В, транзисторните действия се обръщат (Т1 провежда и Т2 се прекъсва) и изходните състояния се обръщат.
° С. Стабилен мултивибратор
Астабилна мултивибраторна верига
Горната схема е осцилаторна верига. Да предположим, че първоначално транзисторът Т1 е в проводимост, а Т2 е в прекъсване. Изходът 2 е на логическо ниво, а изходът 1 е на ниско логическо ниво. Тъй като кондензаторът c2 започва да се зарежда чрез R4, потенциалът в основата на T2 започва да се увеличава постепенно, докато T2 започне да провежда. Това намалява колекторния му потенциал и постепенно потенциалът в основата на Т1 започва да намалява, докато не бъде напълно прекъснат.
Сега, когато C1 се зарежда през R1, потенциалът в основата на транзистора T1 започва да се увеличава и в крайна сметка той се задвижва до проводимост и целият процес се повтаря. По този начин изходът постоянно се повтаря или колебае.
Освен използването на BJT, други видове транзистори се използват и в мултивибрационни вериги.
2. Използване на Logic Gates
да се. Моностабилен мулти-вибратор
Моностабилна мулти-вибрационна схема
Първоначално потенциалът на резистора е на нивото на земята. Това предполага нисък логически сигнал към входа на портата NOT. По този начин изходът е на високо логическо ниво.
Тъй като и двата входа на NAND порта са на логически високи нива, изходът е на ниско логическо ниво и изходът на веригата остава в стабилно състояние.
Сега, да предположим, че се подава логически нисък сигнал към един от входовете на портата NAND, а другият вход е на високо логическо ниво, изходът на портата е логика 1, т.е.положително напрежение. Тъй като има потенциална разлика в R, VR1 е на високо логическо ниво и съответно изходът на портата NOT е логика 0. Тъй като този логически нисък сигнал се подава обратно към входа на NAND порта, изходът му остава на логика 1 и напрежението на кондензатора започва да се увеличава постепенно. Това от своя страна води до потенциален спад през резистора, т.е. VR1 започва да намалява постепенно и в един момент отива ниско, така че логически нисък сигнал се подава към входа на NOT порта, а изходът отново е при логически висок сигнал. Периодът от време, за който изходът остава в стабилно състояние, се определя от RC константата на времето.
б. Подвижен мулти-вибратор
Астабилна мулти-вибраторна верига
Първоначално, когато се подава захранването, кондензаторът се зарежда и логически нисък сигнал се подава към входа на портата NOT. Това кара изхода да бъде на високо логическо ниво. Тъй като този логически висок сигнал се подава обратно към порта И, изходът му е на логика 1. Кондензаторът започва да се зарежда и входното ниво на порта НЕ се увеличава, докато достигне логическия висок праг, а изходът е на логически ниско ниво.
Отново, изходът AND порта е на логически ниско ниво (логически ниско входът се връща обратно) и кондензаторът започва да се разрежда, докато потенциалът му на входа на портата NOT достигне нисък праг на логиката и изходът отново се превключва обратно на логически висок .
Това всъщност е тип верига на релаксационен генератор .
° С. Бистабилен мулти-вибратор
Най-простата форма на бистабилен мултивибратор е SR резето, реализирано от логически порти.
Бистабилна мулти-вибрационна схема
Да предположим, че първоначалният изход е на логическо високо ниво (Set), а входният задействащ сигнал е на логически нисък сигнал (Reset). Това води до изхода на NAND порта 1 да бъде на високо логическо ниво. Тъй като и двата входа на U2 са на логическо високо ниво, изходът е на ниско логическо ниво.
Тъй като и двата входа на U3 са на логическо високо ниво, изходът е на ниско логическо ниво, т.е. Reset. Същата операция се случва за логически висок сигнал на входа и веригата променя състоянието между 0 и 1. Както се вижда, използването на логически портали за мулти-вибратори всъщност са примери за цифрови логически схеми.
3. Използване на 555 таймери
555 Таймер IC е най-често използваната интегрална схема за генериране на импулси, особено широчинно импулсна модулация , за мултивибраторни вериги.
а. Моностабилен мулти-вибратор
Моностабилна мулти-вибрационна схема
За да свържете 555 таймер в моностабилен режим, разрядният кондензатор е свързан между разрядния щифт 7 и земята. Ширината на импулса на генерирания изход се определя от стойността на резистора R между разрядния щифт, Vcc и кондензатора C.
Ако сте запознати с вътрешната схема на 555 таймера, трябва да сте наясно с факта, че a 555 таймера работи с транзистор, два компаратора и SR тригер.
Първоначално, когато изходът е с логически нисък сигнал, транзисторът Т се задвижва до проводимост и щифт 7 е заземен. Да предположим, че към входа на спусъка или към входа на компаратора се прилага логически нисък сигнал, тъй като това напрежение е по-малко от 1 / 3Vcc, изходът на IC на компаратора се повишава, което кара тригера да се нулира така, че изходът да е сега на логическо ниско ниво.
В същото време транзисторът се изключва и кондензаторът започва да се зарежда през Vcc. Когато напрежението на кондензатора се увеличи над 2 / 3Vcc, изходът на компаратора 2 става висок, което кара SR тригер да се настрои. По този начин изходът отново е в стабилно състояние след определен период от време, определен от стойностите на R и C.
б. Стабилен мултивибратор
За да свържете 555 таймер в нестабилен режим, щифтовете 2 и 6 се съкращават и резистор е свързан между щифтове 6 и 7.
Астабилна мултивибраторна верига
Първоначално да предположим, че изходът на тригера SR е на ниско логическо ниво. Това изключва транзистора и кондензаторът започва да се зарежда към Vcc през Ra и Rb по такъв начин, че едновременно входното напрежение към компаратор 2 да надвишава праговото напрежение от 2 / 3Vcc и изходът на компаратора да се повиши. Това кара SR flip-flop да се настрои по такъв начин, че изходът на таймера да е на ниска логика.
Сега транзисторът се задвижва до насищане от логически висок сигнал в основата му. Кондензаторът започва да се разрежда през Rb и когато това напрежение на кондензатора падне под 1/3 Vcc, изходът на компаратора C2 е на логическо високо ниво. Това нулира тригера и изходът на таймера отново е на високо логическо ниво.
° С. Би-стабилен мулти-вибратор
Бистабилна мулти-вибрационна схема
Таймерът 555 в бистабилен мулти-вибратор не изисква използването на никакъв кондензатор, а се използва SPDT превключвател между земята и щифтове 2 и 4.
Когато положението на превключвателя е по такъв начин, че щифтът 2 е на земята заедно с щифт 6, изходът на компаратора 1 е при логически нисък сигнал, докато изходът на компаратора 2 е при логически висок сигнал. Това нулира SR тригер и изходът на тригера е логически нисък. По този начин изходът на таймера е логически висок сигнал.
Когато положението на превключвателя е по такъв начин, че щифтът 4 или нулиращият щифт на тригера са заземени, тригерът SR е настроен и изходът е на висока логика. Изходът на таймера е на логически нисък сигнал. Така в зависимост от положението на превключвателя се получават високи и ниски импулси.
И така, това са основните мултивибраторни схеми, използвани за генериране на импулси. Надяваме се, че сте разбрали ясно мулти-вибраторите.
Ето един прост въпрос за всички читатели:
Освен мулти-вибраторите, какви са другите видове вериги, използвани за генериране на импулси?
