/ Multivibratori s monostabilnim, stabilnim i bistabilnim

Multivibratori s monostabilnim, stabilnim i bistabilnim

Sekvencijska logika

Pojedinac Sekvencijalna logika krugovi se mogu koristiti za izgradnju složenijih sklopova kao što su Multivibrators, Counters, Shift Registers, Latches i Memories.

Ali za ove vrste krugova za rad u"Sekvencijalni" način, oni zahtijevaju dodavanje takta ili vremenskog signala kako bi uzrokovali promjenu stanja. Satni impulsi su općenito kontinuirani valni oblik kvadratnog ili pravokutnog oblika koji se proizvodi pomoću kruga generatora jednog impulsa kao što je a multivibrator.

La multivibrator krug oscilira između "VISO" stanja iStanje "LOW" proizvodi kontinuirani izlaz. Astabilni multivibratori općenito imaju čak 50% radnog ciklusa, to jest 50% vremena ciklusa izlaz je “HIGH”, a preostalih 50% vremena ciklusa izlaz je “OFF”. Drugim riječima, radni ciklus za astabilni impuls je 1: 1.

Uzastopna logička kola koja koriste satSignal za sinkronizaciju ovisi o frekvenciji i širini impulsa takta kako bi se aktivirala aktivna promjena. Sekvencijalni krugovi mogu također promijeniti svoje stanje ili na rastućem ili padajućem rubu, ili na oba stvarna signala takta kao što smo vidjeli ranije s osnovnim krugovima flip-flopa. Sljedeći popis su pojmovi povezani s impulsom za mjerenje vremena ili valnim oblikom.

multivibratorski taktni signal
</ P>

Valni oblik signala sata

  • Active HIGH - ako dođe do promjene stanja od “LOW” do “HIGH” na pulsu koji se diže prema gore ili tijekom širine sata.
  • Active LOW - ako dođe do promjene stanja iz “HIGH” u “LOW” na impulsima sata koji padaju na rub.
  • Radni ciklus - to je omjer širine sata i sata.
  • Širina sata - to je vrijeme u kojem je vrijednost takta signala jednaka logici “1” ili HIGH.
  • Razdoblje sata - to je vrijeme između uzastopnih prijelaza u istom smjeru, tj. Između dva uspona ili dva padajuća ruba.
  • Frekvencija sata - frekvencija takta je recipročna za sat, frekvencija = 1 / sat. (1 = 1 / T)

Sklopovi generiranja pulsnog takta mogu biti akombinacija analognih i digitalnih krugova koji proizvode kontinuirani niz impulsa (nazivaju se astabilni multivibratori) ili impuls određenog trajanja (nazivaju se monostabilni multivibratori). Kombiniranje dva ili više multivibratora osigurava generiranje željenog uzorka impulsa (uključujući širinu impulsa, vrijeme između impulsa i frekvenciju impulsa).

Postoje u osnovi tri tipa sklopova za generiranje impulsa:

  • Stabilan - A slobodni multivibrator to ima NE stabilna stanja, ali stalno prebacuje između dva stanja, ova akcija proizvodi vlak impulsa kvadratnog vala na fiksnoj frekvenciji.
  • Monostabilna - A jednokratni multivibrator to je samo JEDAN stabilno stanje i pokreće se s vanjskim povratkom u svoje prvo stabilno stanje.
  • Bistable - A bistabil to ima DVA stabilna stanja koja proizvode jedan puls ili pozitivan ili negativan u vrijednosti.

Jedan način izrade vrlo jednostavnog signala sataje povezivanje logičkih vrata. Kako NAND vrata sadrže pojačanje, oni se također mogu koristiti za pružanje signala takta ili impulsa za mjerenje vremena uz pomoć jednog kondenzatora i jednog otpornika kako bi se osigurala funkcija povratne veze i vremena.

Ovi vremenski krugovi se često koriste zbogpostoji jednostavnost i također su korisne ako je dizajniran logički sklop koji ima neiskorištena vrata koja se mogu koristiti za stvaranje monostabilnog ili nepostojanog oscilatora. Ova jednostavna vrsta RC oscilatorske mreže ponekad se naziva "oscilator opuštanja".

Monostabilni multivibratorski krugovi

Monostabilni multivibratori generatori pulsa ili "one-shot"pretvoriti kratke oštre impulse u šire za vremenske aplikacije. Monostabilni multivibratori generiraju jedan izlazni impuls, ili "HIGH" ili "LOW", kada se primjenjuje odgovarajući vanjski signal ili impuls T.

Ovaj impulsni signal pokretanja pokreće vremenski ciklus koji uzrokuje da izlaz monostabilnog mijenja stanje na početku vremenskog ciklusa, (t)1 ) i ostaju u tom drugom stanju do kraja vremenskog razdoblja, (t2 ) koja je određena vremenskom konstantom vremenskog kondenzatora, CT i otpornik, RT.

Monostabilni multivibrator sada ostaje u tomedrugo stanje vremena do kraja vremenske konstante RC i automatski se vraća ili vraća natrag u svoje izvorno (stabilno) stanje. Zatim, monostabilni krug ima samo jedno stabilno stanje. Uobičajeniji naziv za ovu vrstu kruga je jednostavno "flip-flop", jer se može napraviti iz dva križana NAND vrata (ili NOR vrata) kao što smo vidjeli ranije. Razmotrite krug ispod.

Jednostavan NAND Gate monostabilni krug

monostabilni multivibratori za vrata

Pretpostavimo da je inicijalni ulaz T aktiviran na logičkoj razini "1" pomoću otpornika R1 tako da je izlaz iz prvog NAND vrata U1 NIZAK na logičkoj razini "0", (NAND gate principali). Vremenski otpornik, RT je spojen na naponsku razinu jednaku logičkoj razini "0", što će uzrokovati kondenzator, CT biti ispražnjen. Izlaz U1 je LOW, vremenski kondenzator CT je potpuno ispražnjen, stoga spoj V1 je također jednak "0" što rezultira izlazom iz drugog NAND vrata U2, koji je spojen kao invertirajuća NE vrata, stoga će biti VISOK.

Izlaz iz drugog NAND vrata, (U2) jevraća se na jedan ulaz U1 da bi se osigurala potrebna pozitivna povratna informacija. Budući da je spoj V1 i izlaz U1 na logičkom "0", u kondenzatoru C ne struji strujaT, To rezultira time da je krug Stabilan i ostat će u tom stanju sve dok se ne promijeni unos T okidača.

Ako se negativan impuls primijeni ili eksterno ili djelovanjem tipke na ulaz okidača NAND vrata U1, izlaz U1 će preći na logičko "1" (NAND gate načela).

Budući da napon na kondenzatoru ne možeodmah promijeniti (kondenzator naplatu principals) to će uzrokovati spoj na V1 i ulaz za U2 također ići HIGH, što zauzvrat će učiniti izlaz NAND vrata U2 promijeniti niske logike "0" krug će sada ostati ovo drugo stanje čak i ako se ukloni impuls impulsa T okidača. To je poznato kao Meta-stabilan država.

Napon na kondenzatoru sada će se povećati kao kondenzator CT počinje se puniti s izlaza U1 na avremensku konstantu koju određuje kombinacija otpornik / kondenzator. Ovaj proces punjenja se nastavlja dok struja punjenja ne uspije zadržati ulaz U2 i stoga spoj V1 HIGH.

Kada se to dogodi, izlaz U2 ponovno se vraća HIGH, logički "1", što opet uzrokuje da izlaz U1 ide LOW, a kondenzator se ispušta u izlaz U1 pod utjecajem otpornika RT, Krug se sada vratio u prvobitno stabilno stanje.

Tako za svaki negativni pokretni impuls,monostabilni multivibratorski sklop proizvodi slabi izlazni impuls. Duljina izlaznog vremenskog razdoblja određena je kombinacijom kondenzatora / otpornika (RC Network) i dana je kao Vremenska konstanta T = 0.69RC kruga u sekundama. Budući da je ulazna impedancija NAND vrata vrlo visoka, mogu se postići velika vremenska razdoblja.

Kao i NAND vrata monostabilni kruggore, također je moguće izgraditi jednostavne monostabilne vremenske krugove koji pokreću svoj vremenski slijed od uzlaznog ruba okidačkog impulsa pomoću NE vrata, NAND vrata i NOR-vrata povezanih kao pretvarači kao što je prikazano dolje.

NOT Gate monostabilni multivibrator

ne monostabilni multivibrator

Kao i kod gore navedenog sklopa NAND vrata, inicijalno ulaz T okidača je HIGH na logičkoj razini "1", tako da je izlaz iz prvog NE ulaza U1 NIZAK na logičkoj razini "0". Vremenski otpornik, RT i kondenzator, CT su međusobno paralelno povezani i na ulaz drugog NE U2 ulaza. Kako je ulaz u U2 NIZAK pri logici "0", njegov izlaz na Q je VISOK u logici "1".

Kada je impuls impulsa logičke razine "0" primijenjen naUlaz T okidača prvog NE vrata mijenja stanje i proizvodi izlaz logičke razine "1". Dioda D1 prelazi tu logičku razinu napona "1" u RC vremensku mrežu. Napon na kondenzatoru, CT naglo se povećava na ovu novu razinu napona, koja je također povezana s ulazom drugog NE vrata. Ovo zauzvrat daje logiku "0" u Q i sklop ostaje u tome Meta-stabilan stanje sve dok unos T okidača koji se primjenjuje na krug ostaje LOW.

Kada se signal okidača vraća VISO, izlaz iz prvog NE vrata ide LOW na logiku "0" (principali NE vrata) i potpuno napunjeni kondenzator, CT počinje sam pražnjenje kroz paralelni otpornik, RT preko njega. Kada napon na kondenzatoru padne ispod donje granične vrijednosti ulaza u drugi NE ulaz, njegov izlaz se ponovno vraća stvarajući logičku razinu "1" u Q. Dioda D1 sprječava da se vremenski kondenzator isprazni kroz prvi NE šalje izlaz.

Onda Vremenska konstanta za NE vrata Monostabilni multivibrator daje se kao T = 0.8RC + Trigger u sekundama.

Jedan glavni nedostatak Monostabilni multivibratori je da vrijeme između primjene sljedećeg impulsa T okidača mora biti veće od RC vremenske konstante kruga.

Stabilni multivibratorski krugovi

Stabilni multivibratori Najčešće se koriste multivibratorisklop. Astabilni multivibrator je slobodni oscilator koji nema stalno "meta" ili "stabilno" stanje, ali se stalno mijenja tamo izlaz iz jednog stanja (LOW) u drugo stanje (HIGH), a zatim natrag. Kontinuirano prebacivanje s "VISOKA" na "NISKO" i "NISKO" na "VISO" proizvodi kontinuirani i stabilni izlaz kvadratnog vala koji se naglo prebacuje između dvije logičke razine što ga čini idealnim za primjenu vremena i impulsa.

Kao i kod prethodnog monostabilnog multivibratorakrug iznad, vremenski ciklus određen je RC vremenskom konstantom otpornika-kondenzatora, RC mreže. Tada se izlazna frekvencija može mijenjati promjenom vrijednosti (a) otpornika i kondenzatora u krugu.

NAND Gate Astabilni multivibrator

nand gate nepopustljiv multivibrator

Ovaj nepostojani multivibrator sklop koristi dva CMOS NIJE vrata kao što suCD4069 ili 74HC04 hex inverter IC, ili kao u našem jednostavnom krugu ispod para CMOS NAND, kao što su CD4011 ili 74LS132 i RC timing mreže. Dva NAND vrata su povezana kao invertirajuća NE vrata.

Pretpostavimo da je u početku izlaz iz NANDVrata U2 su VISOKA na logičkoj razini "1", stoga ulaz mora biti NIZAK na logičkoj razini "0" (NAND gate načela) kao što će biti izlaz iz prvog NAND vrata U1. Kondenzator C je spojen između izlaza drugog NAND vrata U2 i njegovog ulaza preko vremenskog otpornika, R2, Kondenzator se sada puni brzinom određenom vremenskom konstantom R2 i C.

Kao kondenzator, C se puni gore, spoj između otpornika R2 i kondenzator, C, koji je također spojen na ulaz NAND vrata U1 preko stabilizirajućeg otpornika, R2 smanjuje se do donje granične vrijednosti U1dostigne se kada U1 mijenja stanje i izlaz U1 sada postaje VISOK. To uzrokuje da NAND gate U2 također promijeni stanje jer je njegov ulaz sada promijenjen iz logičke "0" u logički "1", što rezultira izlazom NAND vrata U2 koji postaje LOW, logička razina "0".

Kondenzator C je sada obrnut i uklanja se kroz ulaz NAND vrata U1. Kondenzator, C se ponovno puni u suprotnom smjeru određenom vremenskom konstantom oba R2 i C kao i prije dok ne dosegne gornju vrijednost praga NAND vrata U1. To uzrokuje da U1 promijeni stanje i ciklus se ponavlja.

Zatim, vremenska konstanta za NAND vrata Stabilni multivibrator je dan kao T = 2.2RC u sekundama s izlaznom frekvencijom danom kao ƒ = 1 / T.

Na primjer: ako je otpornik R2 = 10kΩ i kondenzator C = 45nF, frekvencija oscilacija kruga dala bi se kao:

frekvencija astabilnog multivibratora

Tada je izlazna frekvencija izračunata kao 1kHz, što odgovara vremenskoj konstanti od 1 ms tako da bi izlazni valni oblik izgledao ovako:

valni oblik astabilnog multivibratora

Bistabilni multivibratorski krugovi

Ovaj Bistabilni multivibratori krug je u osnovi SR flip-flop da mi izgledajuu prethodnim uputama s dodatkom pretvarača ili NE vrata za pružanje potrebne funkcije prebacivanja. Kao i kod flip-flopa, oba stanja bistabilnog multivibratora su stabilna, a krug će ostati u bilo kojem stanju na neodređeno vrijeme. Ovaj tip multivibratorskog kruga prelazi iz jednog stanja u drugo "samo" kada se primijeni odgovarajući vanjski impuls impulsa T i prođe puni ciklus "SET-RESET". dva potrebni su impulsi. Ovaj tip kruga je također poznat kao "Bistable Latch", "Toggle Latch" ili jednostavno "T-latch".

NAND Gate Bistabilni multivibrator

nand gate bistabilni multivibrator

Najjednostavniji način izrade Bistabilna zasuna je spojiti par Schmitt NAND-akako bi se stvorila SR zasuna kao što je prikazano gore. Dva NAND vrata, U2 i U3 čine bistabil koji se aktivira ulaznim NAND vratima, U1. Ova U1 NAND vrata mogu se izostaviti i zamijeniti jednim prekidačem za prebacivanje kako bi se sklop prekidača debounce kao što se vidi u SR flip-flop tutorialu.

Kada ulazni impuls ode "LOW", bistabilnizaključava se u svoje "SET" stanje, sa svojim izlazom na logičkoj razini "1", sve dok ulaz ulazi "HIGH", što dovodi do toga da bistable zakači u svoje "RESET" stanje, s izlazom na logičkoj razini "0". Izlaz bistabilnog multivibratora ostat će u ovom "RESET" stanju dok se ne primijeni drugi ulazni impuls i cijeli niz će početi ponovno.

Zatim a Bistabilna zasuna ili "Toggle Latch" je uređaj s dva stanja u kojem su oba stanja pozitivna ili negativna, (logika "1" ili logika "0") su stabilni.

Bistabilni multivibratori ima mnogo aplikacija kao što su frekvencijski razdjelnici, brojači ili kao uređaj za pohranu u memoriji računala, ali se najbolje koriste u krugovima kao što su zasuni i brojači.

555 Tajmerski krug.

Jednostavni monostabilni ili stabilni multivibratori mogusada se lako izrađuju korištenjem standardnih općenito dostupnih generatora IC signala, posebno dizajniranih za stvaranje vremenskih i oscilatorskih krugova. Oscilatori opuštanja mogu se konstruirati jednostavnim spajanjem nekoliko pasivnih komponenti na njihove ulazne igle s najčešće korištenim tipom generatora valnog oblika IC koji je klasični 555 timer.

Ovaj Mjerač vremena je vrlo svestran niske cijene vremena IC da možeproizvesti vrlo precizne vremenske periode s dobrom stabilnošću od oko 1% i koja ima promjenjivo vremensko razdoblje od nekoliko mikro sekundi do mnogo sati, a vremensko razdoblje se kontrolira jednom RC mrežom povezanom s jednom pozitivnom snabdjevanjem između 4,5 i 16 volti.

Tajnik NE555 i njegovi nasljednici, ICM7555, CMOSLM1455, DUAL NE556 itd, su pokriveni u 555 Oscilator udžbenik i druge dobre elektronike temelji web stranice, tako da su samo ovdje uključeni za referentne svrhe kao sat impuls generator. 555 spojen kao Astabilni multivibrator je prikazan ispod.

NE555 Astabilni multivibrator

ne555 astabilni multivibrator

Ovdje je 555 timer povezan kao osnovniStabilan multivibrator koji proizvodi kontinuirani izlazni valni oblik. Igle 2 i 6 su međusobno povezane tako da će se ponovno aktivirati na svakom vremenskom ciklusu, čime će funkcionirati kao oscilirajući uređaj. Kondenzator, C1 puni kroz otpornik, R1 i otpornik, R2 ali se prazni samo kroz otpornik, R2 kao druga strana R2 je spojen na pražnjenje terminala, igla 7. Tada je vremensko razdoblje t1 i T2 daje se kao:

  • T1 = 0.693 (R1 + R2) C1
  • T2 = 0.693 (R2) C1
  • T = t1 + t2 = 0.693 (R1 + 2R2) C1

Napon na kondenzatoru C1 se kreće odizmeđu 1/3 Vcc do približno 2/3 Vcc ovisno o vremenskom razdoblju RC-a. Ova vrsta strujnih krugova je vrlo stabilna jer djeluje iz jedne opskrbne šine što rezultira frekvencijom oscilacija koja je neovisna o naponu napajanja Vcc.

U sljedećem vodiču Slijedni logički krugovi, mi ćemo izgledati drugu vrstu sat kontroliraflop-flop zove Data Latch. Podaci kvačila su vrlo korisne sekvencijalni sklopovi koji se mogu napraviti od bilo kojeg standardnog usmjernika SR flip-flop i koristi za podjelu frekvencija za proizvodnju raznih ripple brojači, djelitelji frekvencije i zasuni.

Komentari (0)
Dodaj komentar