Multi-Vibrator-Schaltkreise beziehen sich auf das Besondere Art der elektronischen Schaltungen wird zur Erzeugung von Impulssignalen verwendet. Diese Impulssignale können Rechteck- oder Rechtecksignale sein. Sie erzeugen im Allgemeinen eine Ausgabe in zwei Zuständen: hoch oder niedrig. Ein spezifisches Merkmal von Multivibratoren ist die Verwendung passiver Elemente wie Widerstand und Kondensator zur Bestimmung des Ausgangszustands.
Multivibratorschaltungen
Arten von Multi-Vibratoren
zu. Monostabiler Multi-Vibrator : Ein monostabiler Multivibrator ist der Typ einer Multivibratorschaltung, deren Ausgang sich nur in einem stabilen Zustand befindet. Es ist auch als One-Shot-Multivibrator bekannt. In einem monostabilen Multivibrator wird die Ausgangsimpulsdauer durch die RC-Zeitkonstante bestimmt und ist gegeben als: 1,11 * R * C.
b. Ein stabiler Multi-Vibrator : Ein stabiler Vibrator ist eine Schaltung mit einem oszillierenden Ausgang. Es benötigt keine externe Auslösung und hat keinen stabilen Zustand. Es ist eine Art regenerativer Oszillator.
c. Bistabiler Multi-Vibrator : Ein bistabiler Vibrator ist eine Schaltung mit zwei stabilen Zuständen: hoch und niedrig. Im Allgemeinen ist ein Schalter erforderlich, um zwischen dem hohen und dem niedrigen Zustand des Ausgangs umzuschalten.
Drei Arten von Multivibratorschaltungen
1. Verwenden von Transistoren
ein. Monostabiler Multi-Vibrator
Monostabiler Multi-Vibrator-Schaltkreis
In der obigen Schaltung befindet sich in Abwesenheit eines externen Triggersignals die Basis des Transistors T1 auf Massepegel und der Kollektor auf einem höheren Potential. Daher ist der Transistor abgeschaltet. Die Basis des Transistors T2 erhält jedoch eine positive Spannungsversorgung von der VCC über einen Widerstand, und der Transistor T2 wird zur Sättigung angesteuert. Und da der Ausgangspin über T2 mit Masse verbunden ist, befindet er sich auf einem logisch niedrigen Pegel.
Wenn ein Triggersignal an die Basis des Transistors T1 angelegt wird, beginnt es mit zunehmendem Basisstrom zu leiten. Während der Transistor leitet, nimmt seine Kollektorspannung ab. Gleichzeitig beginnt sich die Spannung des Kondensators C2 über den T1 zu entladen. Dies führt dazu, dass das Potential am Basisanschluss des T2 abnimmt und schließlich das T2 abgeschaltet wird. Da der Ausgangspin nun über einen Widerstand direkt mit einer positiven Versorgung verbunden ist: Vout befindet sich auf einem logisch hohen Pegel.
Nach einiger Zeit, wenn der Kondensator vollständig entladen ist, beginnt er sich über den Widerstand aufzuladen. Das Potential am Basisanschluss des Transistors T2 steigt allmählich an und schließlich wird das T2 zur Leitung angesteuert. Somit befindet sich der Ausgang wieder auf einem logisch niedrigen Pegel oder die Schaltung befindet sich wieder in ihrem stabilen Zustand.
b. Bistabiler Multivibrator
Bistabile Multivibratorschaltung
Die obige Schaltung ist eine bistabile Multivibratorschaltung mit zwei Ausgängen, die die zwei stabilen Zustände der Schaltung definiert.
Wenn sich der Schalter an der Position A befindet, befindet sich die Basis des Transistors T1 anfänglich auf dem Massepotential und wird daher abgeschaltet. Gleichzeitig liegt die Basis des Transistors T2 auf einem vergleichsweise höheren Potential, sie beginnt zu leiten. Dies bewirkt, dass der Ausgangspin 1 direkt mit Masse verbunden ist und der Vout1 auf einem logisch niedrigen Pegel ist. Der Ausgangspin2 am Kollektor von T1 ist direkt mit dem Vcc verbunden, und der Vout2 befindet sich auf einem logisch hohen Pegel.
Wenn sich der Schalter nun in Position B befindet, werden die Transistoraktionen umgekehrt (T1 leitet und T2 wird abgeschaltet) und die Ausgangszustände werden umgekehrt.
c. Astabiler Multivibrator
Astable Multivibrator-Schaltung
Die obige Schaltung ist eine Oszillatorschaltung. Angenommen, der Transistor T1 ist anfangs leitend und T2 ist abgeschaltet. Der Ausgang 2 befindet sich auf logischem Pegel und der Ausgang 1 befindet sich auf logisch niedrigem Pegel. Wenn der Kondensator c2 über R4 aufgeladen wird, steigt das Potential an der Basis von T2 allmählich an, bis T2 zu leiten beginnt. Dies verringert sein Kollektorpotential und allmählich beginnt das Potential an der Basis von T1 abzunehmen, bis es vollständig abgeschnitten ist.
Wenn sich C1 über R1 auflädt, steigt das Potential an der Basis des Transistors T1 an und wird schließlich zur Leitung angesteuert, und der gesamte Vorgang wiederholt sich. Somit wiederholt sich der Ausgang ständig oder schwingt.
Abgesehen von der Verwendung von BJTs, andere Arten von Transistoren werden auch in Mehrvibratorschaltungen verwendet.
2. Verwenden von Logic Gates
zu. Monostabiler Multi-Vibrator
Monostabiler Multi-Vibrator-Schaltkreis
Zu Beginn liegt das Potential über dem Widerstand auf Masse. Dies impliziert ein niedriges Logiksignal am Eingang des NOT-Gatters. Somit befindet sich der Ausgang auf einem logisch hohen Pegel.
Da sich beide Eingänge des NAND-Gatters auf logisch hohen Pegeln befinden, befindet sich der Ausgang auf einem logisch niedrigen Pegel und der Schaltungsausgang bleibt in seinem stabilen Zustand.
Angenommen, einem der Eingänge des NAND-Gatters wird ein logisch niedriges Signal gegeben, wobei der andere Eingang auf einem logisch hohen Pegel liegt und der Ausgang des Gatters logisch 1 ist, d. H. Eine positive Spannung. Da es über R eine Potentialdifferenz gibt, befindet sich VR1 auf einem logisch hohen Pegel, und dementsprechend ist der Ausgang des NOT-Gatters logisch 0. Da dieses logisch niedrige Signal zum Eingang des NAND-Gatters zurückgeführt wird, bleibt sein Ausgang auf logisch 1 und Die Kondensatorspannung steigt allmählich an. Dies bewirkt wiederum, dass der Potentialabfall über dem Widerstand beginnt, d. H. VR1 beginnt allmählich abzunehmen und an einem Punkt wird er niedrig, so dass ein logisch niedriges Signal dem Eingang des NICHT-Gatters zugeführt wird und der Ausgang wieder ein logisch hohes Signal ist. Der Zeitraum, für den der Ausgang in seinem stabilen Zustand bleibt, wird durch die RC-Zeitkonstante bestimmt.
b. Astable Multi-Vibrator
Astable Multi-Vibrator-Schaltung
Wenn die Versorgung gegeben ist, wird der Kondensator anfänglich entladen und ein logisch niedriges Signal wird dem Eingang des NICHT-Gatters zugeführt. Dies bewirkt, dass sich der Ausgang auf einem logisch hohen Pegel befindet. Wenn dieses logisch hohe Signal zum UND-Gatter zurückgeführt wird, befindet sich sein Ausgang auf logisch 1. Der Kondensator beginnt zu laden und der Eingangspegel des NICHT-Gatters steigt an, bis er die logisch hohe Schwelle erreicht, und der Ausgang ist logisch niedrig.
Wiederum ist der UND-Gatterausgang logisch niedrig (der logisch niedrige Eingang wird zurückgeführt), und der Kondensator beginnt sich zu entladen, bis sein Potential am Eingang des NICHT-Gatters den logisch niedrigen Schwellenwert erreicht, und der Ausgang wird wieder auf den logisch hohen Wert zurückgeschaltet .
Dies ist eigentlich eine Art von Relaxationsoszillatorschaltung .
c. Bistabiler Multi-Vibrator
Die einfachste Form eines bistabilen Multivibrators ist der SR-Latch, der durch Logikgatter realisiert wird.
Bistabiler Multi-Vibrator-Schaltkreis
Angenommen, der anfängliche Ausgang befindet sich auf einem logisch hohen Pegel (Set) und das Eingangs-Triggersignal auf einem logisch niedrigen Signal (Reset). Dies bewirkt, dass der Ausgang des NAND-Gatters 1 auf einem logisch hohen Pegel liegt. Da sich beide Eingänge von U2 auf einem logisch hohen Pegel befinden, befindet sich der Ausgang auf einem logisch niedrigen Pegel.
Da sich beide Eingänge von U3 auf einem logisch hohen Pegel befinden, befindet sich der Ausgang auf einem logisch niedrigen Pegel, d. H. Zurücksetzen. Die gleiche Operation tritt für ein logisch hohes Signal am Eingang auf, und die Schaltung ändert ihren Zustand zwischen 0 und 1. Wie zu sehen ist, sind die Verwendung von Logikgattern für Mehrvibratoren tatsächlich Beispiele für digitale Logikschaltungen.
3. Verwenden von 555 Timern
555 Timer IC ist insbesondere der am häufigsten verwendete IC zur Impulserzeugung Pulsweitenmodulation für Multivibratorschaltungen.
ein. Monostabiler Multi-Vibrator
Monostabiler Multi-Vibrator-Schaltkreis
Um einen 555-Timer im monostabilen Modus anzuschließen, wird ein Entladekondensator zwischen dem Entladestift 7 und Masse angeschlossen. Die Impulsbreite des erzeugten Ausgangs wird durch den Wert des Widerstands R zwischen dem Entladestift Vcc und dem Kondensator C bestimmt.
Wenn Sie die interne Schaltung des 555-Timers kennen, müssen Sie sich der Tatsache bewusst sein, dass a 555 Timer funktioniert mit einem Transistor, zwei Komparatoren und einem SR-Flipflop.
Wenn sich der Ausgang auf einem logisch niedrigen Signal befindet, wird der Transistor T anfänglich zur Leitung angesteuert und Pin 7 wird geerdet. Angenommen, ein logisch niedriges Signal wird an den Triggereingang oder den Eingang des Komparators angelegt, da diese Spannung kleiner als 1 / 3Vcc ist, geht der Ausgang des Komparator-IC hoch, wodurch das Flip-Flop zurückgesetzt wird, so dass der Ausgang jetzt ist auf einem logisch niedrigen Niveau.
Gleichzeitig wird der Transistor ausgeschaltet und der Kondensator beginnt über Vcc zu laden. Wenn die Kondensatorspannung über 2 / 3Vcc ansteigt, geht der Ausgang des Komparators 2 hoch, wodurch das SR-Flipflop gesetzt wird. Somit befindet sich der Ausgang nach einer bestimmten Zeitspanne, die durch die Werte von R und C bestimmt wird, wieder in seinem stabilen Zustand.
b. Astabiler Multivibrator
Um einen 555-Timer im Astable-Modus anzuschließen, werden die Pins 2 und 6 gekürzt und ein Widerstand zwischen Pin 6 und 7 angeschlossen.
Astable Multivibrator-Schaltung
Angenommen, der Ausgang des SR-Flipflops befindet sich auf einem logisch niedrigen Pegel. Dies schaltet den Transistor aus und der Kondensator beginnt über Ra und Rb auf Vcc aufzuladen, so dass zu einem Zeitpunkt die Eingangsspannung zu Komparator 2 die Schwellenspannung von 2 / 3Vcc überschreitet und der Komparatorausgang hoch geht. Dies bewirkt, dass das SR-Flipflop so eingestellt wird, dass der Zeitgeberausgang logisch niedrig ist.
Jetzt wird der Transistor durch ein logisch hohes Signal an seiner Basis zur Sättigung getrieben. Der Kondensator beginnt sich über Rb zu entladen, und wenn diese Kondensatorspannung unter 1/3 Vcc fällt, befindet sich der Ausgang des Komparators C2 auf einem logisch hohen Pegel. Dies setzt das Flip-Flop zurück und der Timer-Ausgang befindet sich wieder auf einem logisch hohen Pegel.
c. Bi-stabiler Multi-Vibrator
Bi-stabile Multi-Vibrator-Schaltung
Für einen 555-Timer in einem bistabilen Multivibrator ist kein Kondensator erforderlich. Stattdessen wird ein SPDT-Schalter zwischen Masse und Pin 2 und 4 verwendet.
Wenn die Schalterstellung so ist, dass der Pin 2 zusammen mit Pin 6 auf Masse liegt, befindet sich der Ausgang des Komparators 1 auf einem logisch niedrigen Signal, während der Ausgang des Komparators 2 auf einem logisch hohen Signal liegt. Dies setzt das SR-Flipflop zurück und der Ausgang des Flipflops ist logisch niedrig. Der Ausgang des Timers ist somit ein logisch hohes Signal.
Wenn die Schalterstellung so ist, dass der Pin 4 oder der Rücksetzstift des Flipflops geerdet ist, wird das SR-Flipflop gesetzt und der Ausgang ist logisch hoch. Der Ausgang des Timers hat ein logisch niedriges Signal. Somit werden abhängig von der Schalterstellung hohe und niedrige Impulse erhalten.
Dies sind also die grundlegenden Multivibratorschaltungen, die zur Impulserzeugung verwendet werden. Wir hoffen, Sie haben ein klares Verständnis für Multi-Vibratoren.
Hier ist eine einfache Frage für alle Leser:
Welche anderen Arten von Schaltkreisen werden neben Multivibratoren zur Impulserzeugung verwendet?
