Multivibratorii sunt compuși din două tranzistoare conectate astfel încât unul dintre ele să fie complet deschis și saturat, iar celălalt să fie închis. În consecință, multivibratorul are două stări stabile stabile: T1 este deschis / T2 este închis sau, invers, T1 este închis / T2 este deschis. În Fig. 32.1 prezintă schema de bază a unui multivibrator, unde Z1 și Z2 desemnează două elemente de cuplare care oferă feedback pozitiv.
Fig. 32.1. Conceptul de bază al unui multivibrator.
În funcție de elementele de feedback folosite, toate multivibratorii pot fi împărțite în trei tipuri.
1. Un multivibrator bistabil, care poate rămâne în mod arbitrar lung într-una din cele două stări stabile. Pentru a comuta de la o stare la alta, este necesar să se aplice un impuls extern de declanșare. Multivibratorul rămâne în această altă stare până când este afectat de un al doilea impuls extern și așa mai departe.
2. Un multivibrator monostabil (un vibrator unic sau un multivibrator de așteptare), care are numai o stare de echilibru stabilă. Sub influența unui impuls extern, acesta trece într-o altă stare și rămâne în această stare de cvasi-echilibru pentru intervalul de timp determinat de constanta de timp a elementelor de feedback, după care revine independent la starea inițială.
3. Multivibrator cu autocalibrare (sau generator astabil), care este un generator de oscilații libere. Nu are o stare stabilă definită și trece în mod continuu de la o stare de cvasi-echilibru la altul și înapoi și așa mai departe.
Luați în considerare circuitul prezentat în Fig. 32.2. Atunci când sursa de alimentare este pornită din cauza variației toleranțelor parametrilor componentei, unul dintre tranzistori va transmite un curent mai mare decât celălalt. În plus, indiferent cât de mică este diferența dintre curenții care trec prin tranzistori, este suficient să aduci declanșatorul într-una din stările stabile.
Să presupunem că prin tranzistorul T 2 începe să curgă mai mult curent decât T 1. În acest caz, tensiunea la colectorul tranzistorului T 2 va cădea, provocând căderea de tensiune pe baza tranzistorului T 1. Ca rezultat, curentul prin tranzistorul T 1 va scădea, iar tensiunea la colectorul său va crește. Aceasta crește potențialul bazei tranzistorului T 2 față de emițătorul său, iar curentul prin T2 va crește și mai mult. Aceasta va continua până când tranzistorul T 2 nu va fi saturat și tranzistorul T1 nu va intra în modul de blocare (întrerupere). În această stare, tensiunea la colectorul tranzistorului blocat T 1 va fi + VCC (10 V), iar pe colectorul tranzistorului saturat T2 - aproximativ 0 V.
Tensiunea la baza tranzistorului T1 este determinată de un lanț de rezistențe R3 - R5. Așa cum se poate vedea din fig. 32.2 (b), baza tranzistorului T1 are un potențial negativ creat de o sursă de tensiune negativă -VBB. care ține tranzistorul T1 în stare închisă. Tensiunea la baza tranzistorului T 2 este determinată de lanțul rezistor R2 (Fig 32.2 (c).) - R6 are o valoare pozitivă și care creează direct-schimbare a tranzistorului T 2. Dacă multivibrator bistabil nu va afecta impuls exterior, reține rezistent - starea este pe termen nelimitat. La fel de stat multivibrator stabil poate fi menținut și un alt mod atunci când te Rabo dacă la putere mai mare curent începe să curgă prin tranzistorul T 1, mai degrabă decât prin tranzistorul T 2.
Pentru a evita utilizarea unei surse separate de tensiune negativă, în circuitul prezentat în Fig. 32.3, rezistența R6 este folosită ca rezistor comun în circuitul emițătorului. În oricare dintre stările stabile ale multivibratorului, tensiunea Ve apare atunci când curentul tranzistorului deschis curge prin rezistența R6. Regresia inversă a tranzistorului închis este asigurată de faptul că baza sa are un potențial mai mic decât emițătorul. Condensatoarele C2 și C3 sunt numite condensatoare de amplificare sau de accelerare. Scopul lor este de a asigura o comutare rapidă a multivibratorului de la o stare la alta.
Fig. 32.2. Bistabil multivibrator (a). Schema care utilizează surse de alimentare separate DC + VCC și -VBB.
Bistabil multivibrator cu diode de control
Pentru a schimba starea multivibratorului bistabil, se aplică un impuls extern, care transferă tranzistorul din starea închis la cel deschis. După cum se arată în Fig. 32.3, pentru a evita utilizarea a două intrări separate, se folosesc diodele de control D1 și D2. Scopul acestor diode este de a direcționa impulsul de declanșare la baza tranzistorului corespunzător. Să presupunem că multivibratorul bistabil este în starea T1 închis / T1 este deschis și saturat.
Fig. 32,3. Schema unui multivibrator bistabil cu diode de control D 1 și D 2.
Apoi punctul X este catodul comun al diodelor D 1 și D 2 - are un potențial VCC (10 V), adică tensiunea de polarizare este zero pe dioda D 1. În acest moment, anodul dioda D 2 este la potențialul emitor 2. T aproximativ egal cu 1 (tranzistorul T 2 este saturat cu durată), m. E. Across dioda D 2 a tensiunii de polarizare inversă este egală cu -9 V.
În Fig. 32.4 prezintă impulsuri care acționează la intrarea și ieșirea multivibratorului descrise mai sus. Pulsul de intrare dreptunghiular este mai întâi diferențiat de lanțul C1-R1. Multivibratorul reacționează numai la "vârfuri" negative. Pozitive "spikes" nu au nici un efect asupra circuitului, deoarece atunci când intră, ambele diode au o părtinire inversă. Semnalul de ieșire este o secvență de impulsuri dreptunghiulare urmând cu o frecvență egală cu jumătate din frecvența semnalului de intrare. Prin urmare, un multivibrator bistabil este de asemenea numit divizor de frecvență de două și este folosit pe scară largă în contoare și calculatoare.
Fig. 32.4. Impulsurile la intrare și ieșire ale multivibratorului.
Multivibrator monostabil (vibrator unic)
Buclele de feedback ale unui multivibrator monostabil (Figura 32.5) conține un lanț C-R. și anume C2-R2. Când circuitul este pornit inițial, tranzistorul T2 se deschide, deoarece o tensiune pozitivă + VCC este aplicată la baza sa prin intermediul rezistorului R2. și tranzistorul T1 este închis. Sursa de tensiune negativă -VBB asigură faptul că T1 rămâne blocat. În această stare, circuitul poate fi atâta timp cât este dorit fără interferențe externe.
Fig. 32,5. Schema schematică a unui multivibrator monostabil.
Dacă acum este aplicat un impuls negativ la intrarea circuitului, frontul său de înaltă frecvență va trece prin condensatorul C2k la baza tranzistorului T2 și îl va interzice. La fel cum se întâmplă într-un multivibrator bistabil, tranzistorul T1 va intra în starea de saturație, iar tranzistorul T2 - în starea de întrerupere. Tensiunea la colectorul tranzistorului T1 (punctul A din figura 32.5) scade drastic de la + 10 V (VCC) la valoarea zero. Această tensiune diferențială 10 taxe condensatorul C2 la -10 V. Cu alte cuvinte, baza tranzistorului T 2 (punctul B în circuitul din Fig. 32.5) locat-ditsya acum este pus sub tensiune -10, țineți tranzistor în starea blocată. Condensatorul C2 începe să se descarce prin rezistența R2 de la -10 în încercarea de a obține o tensiune de 10 V. negativ al Potența la punctul B începe să scadă treptat la o rată determinată de timpul constant C2R2. De îndată ce tensiunea la punctul B își schimbă semnul de la negativ la pozitiv (figura 32.6 (b)), tranzistorul T2 va începe să efectueze curentul, iar tranzistorul T1 va intra în starea de deconectare. Multivibratorul monostabil revine la starea inițială, așteptând să apară următorul impuls de comutare.
Forma pulsului la ieșirea circuitului este prezentată în Fig. 32,6 (c). Durata impulsului este determinată de perioada în care tranzistorul T2 rămâne în starea de blocare, care la rândul său depinde de constanta de timp C2R2. De exemplu, schema prezentată în Fig. 32.5, generează o durată a impulsului de aproximativ 350 μs.
Fig. 32.6. Forma impulsurilor care acționează în diferite puncte ale circuitului univibrator.
Aceasta poate fi variată prin modificarea valorilor capacității condensatorului C2 sau a rezistorului R2 sau ambelor. Trebuie notat faptul că frecvența semnalului la ieșire este egală cu frecvența semnalului de intrare, dar durata lor este diferită. Un vibrator este folosit pentru a mări lățimea impulsului și a obține o întârziere de timp.
În Fig. 32.7 prezintă schema multivibratorului auto-oscilant (sau nesincronizat). Buclele de feedback sunt caracterizate de două constante de timp C1R1 și C2R2. Când sursa de alimentare este pornită, unul dintre tranzistori trece mai mult curent decât celălalt. Datorită prezenței unei bucle de feedback, rezultă că unul dintre tranzistori devine saturat, iar celălalt în starea cutoff. Să presupunem că tranzistorul T1 este deschis și saturat, iar T2 este închis. Apoi, condensatorul C1 este încărcat la -VCC și menține T2 în stare blocată. Condensatorul C1 începe să se descarce prin rezistența R1. încercând să reîncărcați la + VCC. ca și în cazul unui vibrator unic. În momentul în care potențialul lanțului R1-C1 (baza tranzistorului T2) trece prin zero, tranzistorul T2 se deschide, închizând tranzistorul T1. Condensatorul C1 este acum reîncărcat brusc în direcție negativă, menținând tranzistorul T1 închis. De îndată ce condensatorul C2 este descărcat prin R2, tranzistorul T1 se deschide etc. Semnalul de ieșire sub forma unei secvențe de impulsuri dreptunghiulare este scos din colectorul oricărui tranzistor. Raportul etichetei / pauzei (ciclul de funcționare) este determinat de constantele de timp ale circuitului. Semnalul de ieșire sub forma unei secvențe de impulsuri dreptunghiulare este scos din colectorul oricărui tranzistor.
În Fig. Figura 32.8 prezintă impulsurile de ieșire de pe colectorul fiecărui tranzistor. Pentru a obține egale în impulsuri de durată, constantele de timp C1R1 și C2R2 sunt egale.
Fig. 32,7. Diagrama schematică a multivibratorului auto-oscilant.
Fig. 32.8. Impulsurile de ieșire la colectorul fiecărui tranzistor al multivibratorului auto-vibrațional, al cărui circuit este prezentat în Fig. 32,7.
Rețineți că, ca și în cazul unui monostabil, constanta de timp CR determină timpul în care tranzistorul rămâne închis.
Temporizatorul 555 (Fig. 32.9) este un foarte universal cip sub-roguyu IC care este special conceput pentru formarea de sloturi stabile, dar poate fi, de asemenea, utilizat într-o varietate monostabil, multivibrator si declanseaza auto-oscilant.
În modul temporizator, circuitul generează intervale de timp foarte precise, care pot varia de la câteva microsecunde la câteva sute de secunde. Perioada de timp este setată de un singur circuit al CR și este practic independentă de tensiunea sursei de alimentare. Comutatoarele de temporizare pe alimentarea impulsului de declanșare circuitul de ieșire 2 este oprit și RESET comanda (reset) furnizat la terminalul 4.
Schema de bază a timerului este prezentată în Fig. 32.10. Intervalul de timp este dat de lanțul C1R1. Timpul de pornire este inițiat prin apăsarea butonului S1. În acest caz, pinul 2 al IC primește un potențial zero și comutatoarele de chip. Condensatorul C1 începe să fie încărcat prin rezistența R1. iar tensiunea pozitivă apare pe pinul 3.
După o perioadă egală cu 1, 1C1R1. tensiunea de ieșire scade la 0 V (Figura 32.11). Numărătoarea inversă poate fi întreruptă prin apăsarea butonului RESET. În acest caz, ieșirea 4 primește un potențial zero. În timpul funcționării normale, comutatorul S2 este deschis și pinul 4 are un potențial de alimentare + VCC.