Els circuits multi-vibradors fan referència a l’especial tipus de circuits electrònics s’utilitza per generar senyals d’impulsos. Aquests senyals d’impulsos poden ser senyals d’ona rectangulars o quadrades. Generalment produeixen sortida en dos estats: alt o baix. Una característica específica dels multi-vibradors és l’ús d’elements passius com la resistència i el condensador per determinar l’estat de sortida.
Circuits multivibradors
Tipus de vibradors múltiples
a. Multi-vibrador monoestable : Un multivibrador monoestable és el tipus de circuit multivibrador la sortida del qual només es troba en un estat estable. També es coneix com a multivibrador de tir únic. En un multivibrador monoestable, la durada del pols de sortida està determinada per la constant de temps RC i es dóna com: 1,11 * R * C
b. Un multi-vibrador estable : Un vibrador estable és un circuit amb una sortida oscil·lant. No necessita cap activador extern i no té un estat estable. És un tipus d’oscil·lador regeneratiu.
c. Multi-vibrador biestable : Un vibrador biestable és un circuit amb dos estats estables: alt i baix. Generalment es necessita un commutador per alternar entre l'estat alt i baix de la sortida.
Tres tipus de circuits multivibrador
1. Ús de transistors
a. Multi-vibrador monoestable
Circuit multi-vibrador monoestable
En el circuit anterior, en absència de cap senyal de disparador extern, la base del transistor T1 es troba al nivell del sòl i el col·lector té un potencial més alt. Per tant, el transistor està tallat. Tanmateix, la base del transistor T2 obté una alimentació positiva de tensió del VCC a través d’una resistència i el transistor T2 es condueix a saturació. I, com que el pin de sortida està connectat a terra a través del T2, es troba a un nivell lògic baix.
Quan s’aplica un senyal d’activació a la base del transistor T1, comença a conduir-se a mesura que augmenta el seu corrent de base. A mesura que el transistor es condueix, la seva tensió del col·lector disminueix. Al mateix temps, la tensió del condensador C2 comença a descarregar-se per la T1. Això fa que el potencial al terminal base del T2 disminueixi i, finalment, el T2 es talli. Atès que el pin de sortida està ara directament connectat a un subministrament positiu a través de la resistència: Vout està a un nivell lògic alt.
Al cap d’un temps, quan el condensador es descarrega completament, comença a carregar-se a través de la resistència. El potencial al terminal base del transistor T2 comença a augmentar gradualment i finalment el T2 es condueix a la conducció. Per tant, la sortida torna a tenir un nivell lògic baix o el circuit torna al seu estat estable.
b. Multivibrador biestable
Circuit multivibrador biestable
El circuit anterior és un circuit multivibrador biestable amb dues sortides, que defineix els dos estats estables del circuit.
Inicialment, quan l’interruptor es troba a la posició A, la base del transistor T1 es troba al potencial de terra i, per tant, es talla. Al mateix temps, la base del transistor T2 té un potencial comparativament superior, comença a conduir-se. Això fa que el pin de sortida 1 estigui connectat directament a terra i que el Vout1 estigui a un nivell lògic baix. El pin2 de sortida al col·lector de T1 està connectat directament al Vcc i el Vout2 es troba a un nivell lògic alt.
Ara, quan l’interruptor es troba a la posició B, les accions del transistor s’inverteixen (T1 està conduint i T2 es talla) i els estats de sortida s’inverteixen.
c. Multivibrador Astable
Circuit multivibrador Astable
El circuit anterior és un circuit oscil·lador. Suposem que inicialment el transistor T1 està en conducció i T2 està tallat. La sortida 2 és a nivell lògic i la sortida 1 a nivell lògic baix. A mesura que el condensador c2 comença a carregar-se a través de R4, el potencial a la base de T2 comença a augmentar gradualment fins que T2 comença a conduir-se. Això disminueix el seu potencial col·lector i, gradualment, el potencial a la base de T1 comença a disminuir fins que queda completament tallat.
Ara, a mesura que C1 es carrega a través de R1, el potencial a la base del transistor T1 comença a augmentar i, finalment, es condueix a la conducció, i tot el procés es repeteix. Per tant, la sortida es repeteix o oscil·la constantment.
A part d’utilitzar BJT, altres tipus de transistors també s’utilitzen en circuits multi-vibradors.
2. Ús de Logic Gates
a. Mono-Stable Multi-Vibrator
Circuit multi-vibrador monoestable
Inicialment, el potencial de la resistència es troba al nivell del sòl. Això implica un senyal lògic baix a l'entrada de la porta NOT. Per tant, la sortida es troba a un nivell lògic alt.
Com que les dues entrades de la porta NAND es troben en nivells lògics elevats, la sortida es troba en un nivell lògic baix i la sortida del circuit es manté en el seu estat estable.
Ara, suposem que es dóna un senyal de lògica baixa a una de les entrades de la porta NAND, l’altra entrada està a nivell lògic alt, la sortida de la porta és la lògica 1, és a dir, la tensió positiva. Com que hi ha una diferència de potencial entre R, VR1 es troba a un nivell lògic alt i, per tant, la sortida de la porta NOT és lògica 0. Com que aquest senyal lògic baix es retroalimenta a l'entrada de la porta NAND, la seva sortida es manté a la lògica 1 i el voltatge del condensador comença a augmentar gradualment. Al seu torn, això provoca la caiguda de potencial a través de la resistència, és a dir, VR1 comença a disminuir gradualment i en un punt baixa, de manera que un senyal lògic baix s’alimenta a l’entrada de la porta NOT i la sortida torna a estar al senyal lògic alt. El període de temps durant el qual la sortida es manté en el seu estat estable està determinat per la constant de temps RC.
b. Multi-vibrador Astable
Circuit multi-vibrador Astable
Inicialment, quan s’ofereix el subministrament, el condensador no es carrega i s’introdueix un senyal lògic baix a l’entrada de la porta NOT. Això fa que la sortida tingui un nivell lògic alt. Com que aquest senyal lògic d’alçada s’alimenta de nou a la porta AND, la seva sortida es troba a la lògica 1. El condensador comença a carregar-se i el nivell d’entrada de la porta NOT augmenta fins que arriba al llindar màxim lògic i la sortida es troba a la lògica baixa.
Una vegada més, la sortida de la porta AND es troba a una lògica baixa (s’introdueix l’entrada lògica baixa) i el condensador comença a descarregar-se fins que el seu potencial a l’entrada de la porta NOT arriba al llindar baix de la lògica i la sortida es torna a canviar a la lògica alta .
Aquest és en realitat un tipus de circuit oscil·lador de relaxació .
c. Multi-vibrador biestable
La forma més simple de multi-vibrador biestable és el pestell SR, realitzat per portes lògiques.
Circuit multi-vibrador biestable
Suposem que la sortida inicial té un nivell lògic d’alt nivell (conjunt) i que el senyal d’activació d’entrada està en un senyal lògic baix (restabliment). Això fa que la sortida de la porta 1 NAND estigui a nivell lògic. Com que les dues entrades d'U2 es troben a un nivell lògic alt, la sortida es troba a un nivell lògic baix.
Com que les dues entrades d’U3 tenen un nivell lògic alt, la sortida es troba a un nivell lògic baix, és a dir, Restableix. La mateixa operació es produeix per a un senyal lògic alt a l'entrada, i el circuit canvia d'estat entre 0 i 1. Com s'ha vist, l'ús de portes lògiques per a múltiples vibradors són en realitat exemples de circuits lògics digitals.
3. Ús de 555 temporitzadors
555 Temporitzador IC és l’IC més utilitzat per a la generació d’impulsos, especialment modulació d'amplada de pols , per a circuits multivibradors.
a. Multi-vibrador monoestable
Circuit multi-vibrador monoestable
Per connectar un temporitzador 555 en mode monoestable, es connecta un condensador de descàrrega entre el pin de descàrrega 7 i terra. L'amplada de pols de la sortida generada està determinada pel valor de la resistència R entre el pin de descàrrega, Vcc i el condensador C.
Si coneixeu els circuits interns del temporitzador 555, heu de ser conscients del fet que a 555 temporitzador funciona amb un transistor, dos comparadors i un xanclet SR.
Inicialment, quan la sortida té un senyal lògic baix, el transistor T és conduït a conducció i el pin 7 està connectat a terra. Suposem que s’aplica un senyal lògic baix a l’entrada del disparador o a l’entrada del comparador, ja que aquest voltatge és inferior a 1 / 3Vcc, la sortida del CI del comparador augmenta, cosa que fa que el xanclet es restableixi de manera que la sortida sigui ara a un nivell lògic baix.
Al mateix temps, el transistor s’apaga i el condensador comença a carregar-se a través de Vcc. Quan el voltatge del condensador augmenta més enllà de 2 / 3Vcc, la sortida del comparador 2 augmenta, cosa que provoca que es posi el xanclet SR. Per tant, la sortida torna a estar en estat estable després d’un determinat període de temps determinat pels valors de R i C.
b. Multivibrador Astable
Per connectar un temporitzador 555 en mode astable, els pins 2 i 6 s’escurcen i es connecta una resistència entre els pins 6 i 7.
Circuit multivibrador Astable
Inicialment, suposem que la sortida del xanclet SR té un nivell lògic baix. Això apaga el transistor i el condensador comença a carregar-se a Vcc a través de Ra i Rb de manera que, alhora, la tensió d’entrada al comparador 2 supera la tensió llindar de 2 / 3Vcc i la sortida del comparador puja. Això fa que el xanclet SR es configuri de manera que la sortida del temporitzador estigui a la lògica baixa.
Ara, el transistor és conduït a saturació per un senyal lògic alt a la seva base. El condensador comença a descarregar-se a través de Rb i, quan aquest voltatge del condensador cau per sota de 1/3 Vcc, la sortida del comparador C2 es troba a un nivell lògic alt. Això restableix el xanclet i la sortida del temporitzador torna a estar a nivell lògic.
c. Multi-vibrador biestable
Circuit multi-vibrador biestable
Un temporitzador 555 en multi-vibrador biestable no requereix l’ús de cap condensador, sinó que s’utilitza un commutador SPDT entre terra i els pins 2 i 4.
Quan la posició del commutador és de tal manera que el pin 2 es troba a terra juntament amb el pin 6, la sortida del comparador 1 té un senyal lògic baix, mentre que la sortida del comparador 2 té un senyal lògic alt. Això restableix el xanclet SR i la sortida del xanclet és lògicament baixa. La sortida del temporitzador és per tant un senyal lògic alt.
Quan la posició del commutador és de tal manera que el pin 4 o el pin de restabliment del xanclet es posen a terra, el xanclet SR està configurat i la sortida és lògicament alta. La sortida del temporitzador té un senyal lògic baix. Així, segons la posició del commutador, s’obtenen polsos alts i baixos.
Per tant, aquests són els circuits bàsics multivibradors que s’utilitzen per a la generació d’impulsos. Esperem que tingueu una clara comprensió dels multi-vibradors.
Aquí teniu una pregunta senzilla per a tots els lectors:
A part dels multi-vibradors, quins altres tipus de circuits s’utilitzen per a la generació d’impulsos?
