Monostabil multivibrátor

A monostabil multivibrátor , egyben egystabil multivibrátor , monoflop vagy univibrátor , egy digitális áramkör, amelynek csak egy stabil állapota van. Amikor egy bejövő kiváltó jel váltja ki , az áramkör egy bizonyos ideig megváltoztatja kapcsolási állapotát. A billentési szakasz ezután visszatér nyugalmi helyzetbe.

osztályozás

Megkülönböztetnek visszahúzható (szintén: visszahúzható) és nem visszahúzható monoflopokat. Visszahívható azt jelenti, hogy az idő leteltével érkező triggerjel újra elindítja a belső időt, és az aktív kapcsolási állapot ennek megfelelően meghosszabbodik. Nem visszahívható monoflop esetén az aktiválási jelnek nincs hatása az aktív fázis alatt.

Diszkrét monoflop

Monostabil multivibrátor bipoláris tranzisztorokkal

Az itt bemutatott példa áramkör egy visszahúzható monoflop. Az alapállapotú, a bipoláris tranzisztor Q2 jelentése vezetőképes, miközben a Q1 tranzisztor blokkokat. Az R2 ellenállás biztosítja a Q2 tranzisztor szükséges alapáramát. A monoflop kiváltásához a kiváltó jelet L szintre kell állítani . Ez blokkolja a Q2 tranzisztort. Az R4 ellenálláson keresztüli visszacsatolás vezetővé teszi a Q1 tranzisztort.

Innentől kezdve fut a monoflop ideje. Ebben az áramkörben az időállandót az R2 ellenállás és a C1 kondenzátor állítja be . A C1 kondenzátort az R2 ellenálláson keresztüli töltőáram tölti fel. Meghatározott idő után (a monoflop kapcsolási ideje) a kondenzátor olyan mértékben feltöltődik, hogy a kondenzátor feszültsége a Q2 tranzisztor bázis-emitter feszültségének nagyságrendjébe esik. Ettől az időponttól kezdve a Q2 tranzisztor ismét vezetőképessé válik. Az R4 ellenállás összekapcsolja a Q1 tranzisztor vezérlését a Q2 tranzisztorral. A Q2 vezető tranzisztor kollektor-emitter feszültsége a Q1 tranzisztor alap-emitter feszültsége alatt van, így blokkol.

Amikor a Q1 tranzisztor újra blokkol, a C1 kondenzátort a két R1 és R2 ellenálláson keresztül kisütjük.

A diszkrét monoflop hátránya, hogy bizonyos mértékben függ az üzemi feszültségtől, ami nem tükröződik a tartási időre vonatkozó közelített képletben, ahol az egyszerű és a továbbfejlesztett változat görbéje nagyjából megegyezik.

Példa a tartási idő függvényétől az üzemi feszültségtől

Tartási idő (hozzávetőleges / hozzávetőleges)

A kimeneti jel a Q1 kollektorán negatív időtartamú impulzus a bemutatott áramkörben

${\ displaystyle t_ {H} \ kb \ ln (2) R_ {2} C_ {1}}$.

A terméket gyakran rövidítik méretként is . Megvan az idő dimenziója. ${\ displaystyle R_ {2} C_ {1}}$${\ displaystyle \ tau}$

Ennek az egyenletnek a megközelítését választották . Ahhoz, hogy ebből a képlet a közelítés, azt feltételezzük, hogy a befejezés feltétele, például , hogy érvényes. ${\ displaystyle U_ {BE_ {Q_ {2}}} (t) = U_ {B} (1-2e ^ {- {\ frac {t} {\ tau}}})}$${\ displaystyle U_ {BE_ {Q_ {2}}} (t_ {H}) = U_ {BE_ {Q_ {2}} sat}}$${\ displaystyle U_ {BE_ {Q_ {2}} sat} = 0}$

Tartás idő

Ismét figyelembe véve a felmondási feltételt , az időtartamot egy pontos tartási időre számítják ki${\ displaystyle U_ {BE_ {Q_ {2}}} (t_ {H}) = U_ {BE_ {Q_ {2}} sat}}$${\ displaystyle U_ {BE_ {Q_ {2}}} (t) = U_ {B} - (2U_ {B} -U_ {BE_ {Q_ {2}} sat} -U_ {CE_ {Q_ {1}} sat }) e ^ {- {\ frac {t} {\ tau}}}}$

${\ displaystyle t_ {H} = R_ {2} C_ {1} \ ln \ balra ({\ frac {2U_ {B} -U_ {BE_ {Q_ {2}} sat} -U_ {CE_ {Q_ {1} } sat}} {U_ {B} -U_ {BE_ {Q_ {2}} sat}}} \ jobbra) \ kb \ ln (2) R_ {2} C_ {1}}$.

A t idő szinte független az üzemi feszültségtől, de a bemutatott példa áramkör csak legfeljebb 5 V tápfeszültséget képes elviselni, mivel egyébként a Q2 bázisa az impulzus kezdetén -5 volt alatti értéket vesz fel - a a bipoláris tranzisztorok tipikus határértéke.

Diszkrét monoflop (továbbfejlesztve)

Továbbfejlesztett monostabil multivibrátor bipoláris tranzisztorokkal

A fent említett probléma elkerülése érdekében ajánlott diódát csatlakoztatni a T2 BE útvonala elé, mert akkor a kondenzátor forrásként nem engedheti meg, hogy a kisülési folyamat során áram áramoljon a védő dióda irányába és így a BE -Sávon nem esik le negatív feszültség a T2-ből.

A pontos tartási idő a kiegészítő védődiódától függően változik

${\ displaystyle t_ {H} = R_ {2} C_ {1} \ ln \ balra ({\ frac {2U_ {B} -U_ {BE_ {T_ {2}} sat} -U_ {CE_ {T_ {1} } sat} -U_ {F}} {U_ {B} -U_ {BE_ {T_ {2}} sat} -U_ {F}}} \ jobbra) \ kb \ ln (2) R_ {2} C_ {1 }}$.

Ezenkívül a diódának megvan az az előnye, hogy ha a negatív impulzust egy gombbal szimulálja, akkor a jobb oldal nem húzódik azonnal a földre, és így a tartási idő nem tér el sztochasztikusan a fenti képletektől, mivel a közvetlen kapcsolat a talajjal, ellentétben az előző esettel. ${\ displaystyle C_ {1}}$${\ displaystyle C_ {1}}$

Egy másik fejlesztés az, hogy egy ellenállást csatlakoztatunk a bázis és az emitter közé , amely jobban blokkol, mint a képlet szerint ${\ displaystyle R_ {5}}$${\ displaystyle T_ {1}}$

${\ displaystyle U_ {BE_ {T_ {1}}} = U_ {CE_ {T_ {2}} sat} \ cdot {\ frac {R_ {5}} {R_ {4} + R_ {5}}}}$

a CE telítettségi feszültségnek csak egy része csökken az alap és az emitter között . ${\ displaystyle T_ {2}}$${\ displaystyle T_ {1}}$

Integrált monoflop

Monoflop szimbólum a DIN szerint

E impulzusdiagram :
Q bemenet : kimenet

Mind a nem visszahúzható, mind pedig a visszahúzható monoflopp integrált áramkörökként áll rendelkezésre (például a 74x121 szabványos típus), amelyekhez csak az időmeghatározó alkatrészek (egy ellenállás és egy kondenzátor) szükségesek külső áramkörként. Ezeknek a moduloknak az impulzus-időtartama lényegesen alacsonyabb üzemi feszültségtől és hőmérsékletfüggéstől függ, mint a fenti áramkör. Ezekkel 50 ns és 1 s közötti idő érhető el. Hosszabb ideig jó, nagy és ezért drága kondenzátorokra van szükség; a multivibrátor által táplált belső frekvenciaosztóval ellátott integrált áramköröket hosszabb ideig használják . Csakúgy, mint a monoflop áramköröknél, a multivibrátor frekvenciája külső ellenállással és kondenzátorral választható ki. Ha a multivibrátor eléri az osztási arány impulzusainak számát, a kimeneti impulzus megszűnik. A frekvenciaosztó gyakran programozható, így másodpercek és több óra közötti idő érhető el.

Alkalmazási példák

A monoflop funkciója például egy automatikus lépcsőfényben valósul meg, amelyben a fény egy gombnyomásra bizonyos ideig bekapcsol. Ebben az alkalmazásban van értelme egy visszahúzható monoflopnak, mivel ez lehetővé teszi a könnyű fázis meghosszabbítását ismételt megnyomásával.

További alkalmazások:

• Impulzusgenerátorok
• A frekvencia-feszültség átalakítók és a tachométerek része
• Rövid impulzus meghosszabbítása meghatározott hosszúságúra
• Időzítő relé

web Linkek

• Speciális, visszaállítható monoflop és praktikus alkalmazás Az áramkör a monoflop és a flip-flop funkcionális kombinációja