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Bistabiler Multivibrator oder Flipflop-Multivibrator

Wellenformgeneratoren

Das Bistabiler Multivibrator ist ein anderer Typ von Zwei-Zustands-Geräten, der dem Monostabilen Multivibrator ähnelt, den wir im vorigen Tutorial angesehen haben. Der Unterschied ist jedoch, dass BEIDE Zustände stabil sind.

Bistabile Multivibratoren haben ZWEI stabile Zustände (daher der Name: "Bi" bedeutet zwei) und behalten einen bestimmten Ausgabezustand auf unbestimmte Zeit bei, es sei denn, es wird ein externer Trigger angewendet, der den Status ändert.

Der bistabile Multivibrator kann umgeschaltet werdenvon einem stabilen Zustand in den anderen durch Anlegen eines externen Auslöseimpulses, erfordert es daher zwei externe Auslöseimpulse, bevor er in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehrt. Da bistabile Multivibratoren zwei stabile Zustände haben, werden sie häufiger als Latches und Flip-Flops zur Verwendung in sequentiellen Schaltungen bezeichnet.

Das diskrete Bistabiler Multivibrator ist ein nicht regeneratives Gerät mit zwei Zuständenaufgebaut aus zwei kreuzgekoppelten Transistoren, die als "EIN-AUS" -Transistorschalter arbeiten. In jedem der beiden Zustände ist einer der Transistoren gesperrt, während sich der andere Transistor in Sättigung befindet. Dies bedeutet, dass die bistabile Schaltung in jedem stabilen Zustand unbegrenzt bleiben kann.

Um das Bistabile von einem Zustand auf den umzustellenAndererseits benötigt die bistabile Schaltung einen geeigneten Triggerimpuls, und um einen vollen Zyklus zu durchlaufen, sind zwei Triggerimpulse erforderlich, einer für jede Stufe. Der gebräuchlichere Name oder Begriff „Flip-Flop“ bezieht sich auf den tatsächlichen Betrieb des Geräts, da es in einen logischen Zustand „kippt“, dort verbleibt und dann in seinen ersten ursprünglichen Zustand wechselt oder „flop“. Betrachten Sie die Schaltung unten.

Bistabile Multivibratorschaltung

bistabiler Multivibrator

Das Bistabiler Multivibrator Schaltung oben ist entweder in beiden Zuständen stabilmit einem Transistor "OFF" und dem anderen "ON" oder mit dem ersten Transistor "ON" und dem zweiten "OFF". Nehmen wir an, der Schalter befindet sich in der linken Position, Position "A". Die Basis des Transistors TR1 wird geerdet und erzeugt in seinem Sperrbereich ein Ausgangssignal an Q2 ist "EIN", da seine Basis über die Reihenkombination der Widerstände R1 und R2 mit Vcc verbunden ist. Als Transistor TR2 "ON" ist, wird bei Q Null ausgegeben, das Gegenteil oder Inverse von Q.

Wenn sich der Schalter jetzt nach rechts bewegt, positionieren Sie "B", Transistor TR2 schaltet auf "OFF" und Transistor TR1 schaltet durch die Kombination der Widerstände R3 und R4 "EIN" ein, was dazu führt, dass ein Ausgang bei Q und ein Null-Ausgang bei Q die umgekehrte Richtung ist. Dann können wir sagen, dass es einen stabilen Zustand gibt, wenn der Transistor TR ist1 ist "ON" und TR2 ist "AUS", Schalterstellung "A", und ein weiterer stabiler Zustand liegt vor, wenn der Transistor TR ist1 ist "AUS" und TR2 ist "ON", Schalterstellung "B".

Im Gegensatz zu dem monostabilen Multivibrator dessenDie Ausgabe ist abhängig von der RC-Zeitkonstante der verwendeten Rückkopplungskomponenten. Der bistabile Multivibrator-Ausgang ist von der Anlegung von zwei einzelnen Triggerimpulsen abhängig, der Schalterstellung „A“ oder der Stellung „B“.

So Bistabile Multivibratoren kann einen sehr kurzen Ausgangsimpuls oder viel erzeugenlängerer rechteckiger Ausgang, dessen Vorderflanke mit dem von außen angelegten Auslöseimpuls zeitlich ansteigt, und dessen Hinterflanke von einem zweiten Auslöseimpuls abhängig ist, wie unten gezeigt.

Bistabile Multivibrator-Wellenform

bistabile Multivibrator-Wellenform

Manuelles Umschalten zwischen den beiden stabilen Zuständenkann eine bistabile Multivibratorschaltung erzeugen, ist aber nicht sehr praktisch. Eine Möglichkeit, zwischen den beiden Zuständen mit nur einem einzigen Triggerimpuls umzuschalten, ist unten dargestellt.

Bistabiler Multivibrator für sequenzielles Schalten

sequenzieller bistabiler Multivibrator

Das Umschalten zwischen den beiden Zuständen wird durch erreichtAnlegen eines einzelnen Triggerimpulses, der wiederum dazu führt, dass der "EIN" -Transistor "AUS" und der "AUS" -Transistor in der negativen Hälfte des Triggerimpulses "EIN" wird. Die Schaltung schaltet sequentiell durch Anlegen eines Impulses an jede Basis der Reihe nach, und dies wird durch einen einzelnen Eingangstriggerimpuls erreicht, der eine vorgespannte Diode als Steuerschaltung verwendet.

Dann beim Anlegen eines ersten negativen Impulsesschaltet den Zustand jedes Transistors und das Anlegen eines zweiten negativen Impulses setzt die Transistoren in ihren ursprünglichen Zustand zurück, der als ein Teiler durch zwei Zähler wirkt. Ebenso könnten wir die Dioden, Kondensatoren und Rückkopplungswiderstände entfernen und einzelne negative Triggerimpulse direkt auf die Transistorbasis legen.

Bistabile Multivibratoren haben viele Anwendungen, die ein Set-Reset erzeugen, SRFlip-Flop-Schaltung zur Verwendung in Zählschaltungen oder als Ein-Bit-Speichervorrichtung in einem Computer. Andere Anwendungen von bistabilen Flip-Flops umfassen Frequenzteiler, da die Ausgangsimpulse eine Frequenz haben, die genau die Hälfte (f / 2) der Trigger-Eingangsimpulsfrequenz ist, weil sie ihren Zustand von einem einzelnen Eingangsimpuls ändern. Mit anderen Worten produziert die Schaltung Frequenzteilung da es nun die Eingangsfrequenz um den Faktor zwei (eine Oktave) teilt

Bistabile Multivibratoren für TTL / CMOS

Außerdem wird ein bistabiler Multivibrator hergestelltAus einzelnen diskreten Komponenten wie Transistoren können auch bistabile Schaltungen mit allgemein verfügbaren integrierten Schaltungen hergestellt werden. Die folgende Schaltung zeigt, wie eine bistabile Multivibrator-Grundschaltung aus nur zwei 2-Eingangs-Logik-NAND-Gattern aufgebaut werden kann.

NAND Gate Bistabiler Multivibrator

bistabiler Multivibrator

Die obige Schaltung zeigt uns, wie wir zwei verwenden könnenNAND-Gatter sind miteinander verbunden und bilden einen bistabilen Multivibrator. Diese Art von bistabiler Schaltung wird auch als "bistabiler Flipflop" bezeichnet. Der manuell gesteuerte bistabile Multivibrator wird durch den einpoligen Umschalter (SPDT) aktiviert und erzeugt am Ausgang ein logisches "1" - oder ein logisches "0" -Signal.

Sie haben vielleicht bemerkt, dass diese Schaltung a aussiehtwenig vertraut, und Sie hätten recht !. Diese Art von bistabiler Schaltschaltung wird häufiger als SR-NAND-Gate-Flipflop bezeichnet und ist fast identisch mit demjenigen, auf den wir uns in den sequentiellen Logik-Tutorials befasst haben. In diesem speziellen Tutorial haben wir gesehen, dass diese Art von NAND-Gatter bistabil eine ausgezeichnete "Switch-Debounce" -Schaltung ist, die nur einen Schaltvorgang zur Steuerung des Ausgangs ermöglicht.

Im nächsten Tutorial ungefähr Multivibratoren, werden wir uns einen anschauen, der hat NEIN stabile Zustände, weil es ständig wechseltvon einem stabilen Zustand zum anderen. Diese Art von Multivibratorschaltung wird als Astable Multivibrator bezeichnet, der auch unter dem gebräuchlichen Namen "Honorar-Oszillator" bekannt ist.

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