Astabiele en bistabiele multivibrator: 7 feite wat u moet weet

In hierdie artikel sal ons die Schmitt-snellervergelyker- en ossillator-kringe met verskillende verwante parameters in detail bestudeer. Soos ons tot nou toe gesien het dat 'n op-versterker in verskeie toepassingsvelde gebruik word en dat dit so 'n veelsydige toestel is, is die belangrikheid daarvan as 'n deel van analoogstroombane geweldig. Een van die gerieflikste toepassings van die op-versterker is as 'n multivibratorkring. Ons gaan studeer in detail oor tipes en werking van multivibratorkring gebou met behulp van op-amps (op-amp multivibrators) en ander passiewe toestelle soos kapasitors, diodes, resistors ens.

Contents [show]

  • Bekendstelling van Multivibrators
  • Positiewe terugvoergebruik in multivibrator
  • Wat is Schmitt-sneller?
  • Schmitt-snellervergelyker geslote lusbaan of bistabiele multivibrator
  • Spanningsoordrageienskappe van bistabiele multivibrator
  • Astable multivibrator of Schmitt sneller ossillator
  • Ossillator se dienssiklus

Bekendstelling van Multivibrator en Schmitt sneller Circuitry

Multivibrator stroombane is sekwensiële logika stroombane en is van baie tipes, afhangende van hoe hulle geskep word. Sommige multivibrators kan gemaak word met behulp van transistors en logiese hekke, terwyl daar selfs toegewyde skyfies beskikbaar is as multivibrators soos NE555 timer. Die op-amp multivibratorkring het 'n paar voordele bo ander multivibratorkringe, aangesien hulle baie minder komponente benodig vir hul werking, minder voorspanning, en beter simmetriese reghoekige golfseine produseer deur betreklik minder komponente te gebruik.

Tipes Multivibrators

Daar is hoofsaaklik drie tipes multivibratorstroombane teenwoordig:

  1. Astabiele multivibrator,
  2. monostabiele multivibrator
  3. Bistabiele multivibrator.

Die monostabiele multivibrator het enkel stabiele toestand, terwyl die aantal stabiele toestande wat 'n bistabiele multivibrator het - 2 is.

Soos ons in die vorige afdeling geleer het oor op-amp as 'n vergelyker, kan die vergelyker in die oopluskonfigurasie buite beheer skakel tussen die positiewe versadigingsspoorspanning en negatiewe versadigingsspoorspanning wanneer 'n insetspanning naby is op die van die verwysingspanning toegepas word. Daarom, om beheer te hê oor hierdie onbeheerbare skakel tussen die twee toestande, word die op-amp gebruik in 'n terugvoerkonfigurasie (geslote-lus stroombaan) wat veral bekend staan ​​as geslote lus Schmitt-trigger-stroombaan of bistabiele multivibrator.

Positiewe terugvoer gebruik in multivibrator en histerese effek

Tot nou toe het ons in die vorige gedeeltes geleer van die negatiewe terugvoerkonfigurasie in op-amp. Daar is ook 'n ander tipe terugvoerkonfigurasie, bekend as positiewe terugvoer, wat ook vir spesifieke toepassings gebruik word. In positiewe terugvoerkonfigurasie word die uitsetspanning teruggevoer (gekoppel) aan die nie-inverterende (positiewe) ingangsklem, anders as die negatiewe terugvoer, waar die uitsetspanning gekoppel is aan die inverterende (negatiewe) ingangsklem.

'N Op-amp wat in 'n positiewe terugvoerkonfigurasie gebruik word, is geneig om in die spesifieke uitsettoestand te bly waarin dit voorkom, dws die versadigde positiewe of versadigde negatiewe toestand. Tegnies staan ​​hierdie grendelgedrag in een van die twee toestande bekend as histerese.

As die ingevoerde sein in die vergelyker uit 'n paar bykomende harmonieke of spykers (geraas) bestaan, dan kan die uitset van die vergelyker onverwags en onbeheerbaar na die twee versadigde toestande oorskakel. In hierdie geval kry ons nie 'n gereelde simmetriese vierkantgolfuitset van die toegepaste sinusvormige golfvorm nie.

Maar as ons 'n bietjie positiewe terugvoer by die vergelyker-insetsein voeg, dws gebruik die vergelyker in 'n positiewe terugvoerkonfigurasie; ons sal 'n grendelgedrag in die state bekendstel, wat ons tegnies noem as histerese in die uitset. Totdat en tensy daar 'n groot verandering in die grootte van die inset AC (sinusvormige) spanningsein is, sal die histerese effek voortgaan om die uitset van die stroombaan in sy huidige toestand te laat bly.

Wat is Schmitt-sneller?

Die Schmitt sneller of bi-stabiele multi-vibrator werk in positiewe terugvoerkonfigurasie met 'n luswins groter as eenheid om as 'n bi-stabiele modus uit te voer. Spanning V+ Kan wees.

Schmitt sneller vergelyker
Schmitt-snellervergelyker of bistabiele multivibrator
Die spanningsoordrageienskappe van Schmitt-snellervergelyker

Die figuur hierbo verteenwoordig die uitsetspanning teenoor die insetspanningskromme (wat ook bekend staan ​​as die spanningoordrageienskappe), wat veral die histerese-effek toon. Die oordragkenmerkkromme het twee spesifieke streke, die kurwe soos die insetspanning toeneem en die deel van die kurwe waarin die insetspanning afneem. Die spanning V+ het nie 'n konstante waarde nie, maar dit is 'n funksie van die uitsetspanning V.0.

Spanning-oordrag eienskappe

In die spanningsoordrageienskappe, V=VH, of in hoë toestand. Toe,

Hoër oorkruisspanning VTH

As sein minder is as dié van V+, bly die uitset op sy hoë toestand. Die oorkruisspanning VTH vind plaas wanneer V=V+ en soos volg uitgedruk:

Wanneer Vi > VTH, is die spanning by die omkeerterminal meer as by die nie-omkeerterminal. Spanning V+ dan blyk te wees

Laer oorkruisspanning VTL

Aangesien V<VH die insetspanning Vi is steeds meer as V+, en die uitset rus in sy lae toestand as Vi voortgaan om te vermeerder; As Vi afneem, solank die insetspanning V isi is groter as V+, bly die uitset in versadigingstoestand. Die oorkruisspanning hier en nou vind plaas wanneer V=V+ en hierdie VTL uitgedruk as

Soos Vi bly daal, bly dit minder as V+; daarom, V0 bly in sy hoë toestand. Ons kan hierdie oordragkenmerk in die bostaande figuur waarneem. 'n Histerese-effek word in die netto oordragkenmerkdiagram getoon.

Wat is Schmitt sneller ossillator?

Astable multivibrator of Schmitt sneller ossillator

Astabiele multivibrator word bewerkstellig deur 'n RC-netwerk aan die Schmitt-snellerkring te bevestig in -ve terugvoer. Soos ons deur die afdeling gaan, sal ons sien dat die stroombaan geen stabiele toestande het nie en daarom staan ​​dit ook bekend as die astabiele multivibratorkring.

Astabiele multivibratorkring of Schmitt-sneller-ossillator

Soos opgemerk in die figuur, word 'n RC-netwerk in die negatiewe terugvoerpad gestel, en die inverterende ingangsklem word deur die kondensator met die grond verbind, terwyl die nie-inverterende aansluiting verbind is met die aansluiting tussen die weerstand R1 En R2 soos getoon in die figuur.

Aanvanklik het R1 En R2 moet gelyk wees aan R, en aanvaar die uitset skakel simmetries om nul volt, met die hoë versadigde uitset verteenwoordig deur V=VP en lae versadigde uitset aangedui deur V= -VP. As Vlaag is, of V= -VP, dan V+ = - (1/2) VP.

Wanneer Vx val net effens onder V+, skakel die uitset na hoog sodat V= + VP En v= + (1/2) VP. Die vergelyking vir die spanning oor die kapasitor in 'n RC-netwerk kan uitgedruk word as:

Waar τx is die tydkonstante wat gedefinieer kan word asτx=RxCx. Die spanning Vx verhoog na 'n finale spanning VP op 'n eksponensiële manier met betrekking tot tyd. Toe Vx blyk effens groter as V te wees= + (1/2) VP, skuif die uitset na sy lae toestand van V0 = -VP En vx = - (1/2) VP. Die RxCx netwerk word geaktiveer deur 'n negatiewe skerp oorgang van die spannings, en dus die kapasitor Cx begin ontlaai, en die spanning Vx dalende na waarde van –VP. Ons kan dus V uitdrukas

Waar t1 verwys na die tydstip wanneer die uitset van die stroombaan skakel oor na sy laagtepunt staat. Die kapasitor ontlaai eksponensieel V+ = - (1/2) VP, skuif die uitset weer na hoog. Die proses herhaal homself voortdurend oor tyd, wat beteken dat 'n vierkantgolf-uitsetsein deur die ossillasies van hierdie positiewe terugvoerkring geproduseer word. Die figuur hieronder toon die uitsetspanning V0 en die kondensatorspanning Vx met betrekking tot tyd.

Die Schmitt-sneller-ossillator: plot van uitsetspanning en kapasitorspanning met betrekking tot tyd

Tyd t1 kan gevind word deur t = t te vervang1 En vx =VP/ 2 in die algemene vergelyking vir die spanning oor die kapasitor.

Uit bogenoemde vergelyking wanneer ons vir t oplos1, ons kry

Vir tyd t2 (soos in die bostaande figuur waargeneem), benader ons op 'n soortgelyke manier, en uit 'n soortgelyke analise met behulp van bogenoemde vergelyking, is dit duidelik dat die verskil tussen t2 en t1 is ook 1.1RxCx. Hieruit kan ons aflei dat die tydsperiode van ossillasie T gedefinieer kan word as T = 2.2 RxCx

En die frekwensie kan dus uitgedruk word as  

 

Diensiklus van ossillator

Die persentasie tyd wat die uitsetspanning (V0) van die multi-vibrator in sy hoë toestand is, word veral genoem as die dienssiklus van die ossillator.

Die ossillator se dienssiklus is           

Soos opgemerk in die figuur, wat die uitsetspanning en die kondensatorspanning teenoor tyd uitbeeld, is die dienssiklus 50%.

Vir meer elektroniese verwante artikel kliek hier

Scroll na bo