Mạch tạo xung đa hài đơn ổn định – Học Điện Tử Cơ Bản

Mạch tạo xung đa hài đơn ổn định

Mạch tạo xung đa hài đơn không thay đổi là mạch tái sinh tuần tự đồng điệu hoặc không đồng nhất và được sử dụng thoáng đãng trong những ứng dụng định thời điện tử. Các bạn hoàn toàn có thể xem phần trước Các dạng sóng điện tử

Bộ tạo đa hài tạo ra dạng sóng đầu ra tương tự như dạng sóng vuông đối xứng hoặc không đối xứng và như vậy được sử dụng phổ biến nhất trong tất cả các bộ tạo sóng vuông. 

Nói chung, Mạch tạo xung đa hài rời rạc gồm có 2 transistor mắc chéo nhau được phong cách thiết kế để một hoặc nhiều đầu ra của nó được đưa trở lại như một đầu vào cho Transistor kia với mạng điện trở và tụ điện ( RC ) được liên kết qua chúng để tạo ra mạch phản hồi cộng hưởng. Xung đa hài có hai trạng thái điện khác nhau, trạng thái đầu ra “ CAO ” và trạng thái đầu ra “ THẤP ” cho chúng ở trạng thái không thay đổi hoặc gần như không thay đổi tùy thuộc vào loại đa hài. MOSFET đơn ổn

Mạch tạo xung đa hài chỉ có MỘT trạng thái ổn định và tạo ra một xung đầu ra duy nhất khi nó được kích hoạt từ bên ngoài. mạch tạo xung đa hài đơn ổn chỉ trở lại trạng thái ban đầu và ổn định đầu tiên của chúng sau một khoảng thời gian được xác định bởi hằng số thời gian của mạch ghép RC .

Hãy xem xét mạch MOSFET ở bên trên. Điện trở R và tụ điện C tạo thành mạch định thời RC. Chế độ tăng cường của MOSFET kênh N được chuyển sang “ BẬT ” do điện áp trên tụ điện và đèn LED được liên kết tại cực D cũng “ BẬT ”. Khi công tắc nguồn đóng, tụ điện bị ngắn mạch và do đó phóng điện trong khi đồng thời cực G của MOSFET được nối đất. MOSFET và cả đèn LED đều được chuyển sang trạng thái “ TẮT ”. Trong khi đóng công tắc nguồn, mạch sẽ luôn ở trạng thái “ TẮT ” và ở “ trạng thái không không thay đổi ”. Khi công tắc nguồn được mở, tụ điện khởi đầu tích điện qua điện trở, R với vận tốc được xác lập bởi hằng số thời hạn RC của mạng điện trở-tụ điện. Khi điện áp sạc của tụ điện đạt đến mức điện áp ngưỡng thấp hơn của cổng MOSFET, MOSFET sẽ chuyển “ BẬT ” và chiếu sáng đèn LED đưa mạch trở lại trạng thái không thay đổi. Việc vận dụng những công tắc nguồn làm cho mạch để chuyển sang trạng thái không không thay đổi của nó, trong khi hằng số thời của mạch RC đưa mạch trở lại trạng thái không thay đổi sau một thời hạn định trước từ đó tạo ra mạch tạo xung đa hài Mosfet. Bộ tạo xung đa hài này được sử dụng để tạo ra một xung đầu ra duy nhất có độ rộng xác lập, “ CAO ” hoặc “ THẤP ” khi tín hiệu kích hoạt bên ngoài tương thích hoặc xung T được vận dụng. Tín hiệu kích hoạt này khởi đầu một chu kỳ luân hồi định thời làm cho đầu ra không thay đổi biến hóa trạng thái của nó khi mở màn chu kỳ luân hồi định thời và sẽ vẫn ở trạng thái này lần thứ hai.

Chu kỳ định thời của trạng thái ổn định được xác định bởi hằng số thời gian của tụ điện định thời, CT và điện trở, RT cho đến khi nó đặt lại hoặc tự trở lại trạng thái ban đầu (ổn định). Sau đó, bộ tạo xung đa hài đơn ổn sẽ vẫn ở trạng thái ổn định ban đầu này vô thời hạn cho đến khi nhận được xung đầu vào hoặc tín hiệu kích hoạt khác. Nên nó có MỘT trạng thái ổn định và trải qua một chu kỳ đầy đủ để đáp ứng với một xung đầu vào kích hoạt duy nhất.

Mạch tạo xung đa hài đơn ổn dùng transistor

Để hiểu hơn mạch này thứ nhất tất cả chúng ta hãy học lại kỹ năng và kiến thức của transistor một chút ít : Tại thời gian Vbb = 0 trans sẽ ở trạng thái cắt. và Vce = Vcc Tại thời gian Vbb là một giá trị xác lập thì trans ở trạng thái bão hòa nên Vce = 0 v Rôi nhìn vào Mạch đa hài ở trên ta thấu này tích hợp với transistor và những dạng sóng tương quan của nó được trình diễn. Khi nguồn điện được cấp lần tiên phong, chân B của Transistor TR2 được liên kết với Vcc trải qua điện trở phân cực RT do đó biến Transistor “ BẬT trọn vẹn ” ở trạng thái bão hòa do đó điện áp Vce của TR2 là 0V nên Vbb của TR1 = 0V nó sẽ chuyển TR1 “ TẮT ” trong quy trình này. Điều này làm cho mạch ở “ Trạng thái không thay đổi ” với đầu ra bằng không. Dòng điện chảy vào cực B bão hòa của TR2 do đó sẽ bằng Ib = ( VCC – 0.7 ) / RT. Nó sẽ có dạng như này :

Nếu một xung kích hoạt âm bây giờ được áp dụng ở đầu vào C1 đến chân B của Transistor TR1 thông qua diode làm nó “BẬT”. và nó có thể được minh họa như hình bên dưới, Tụ điện CT lúc này có cực dương nối đất mà nó có điện áp VCC-VBE. Việc này dẫn đến Transistor TR2 bây giờ có điện cực B âm -(VCC-VBE) tại điểm X giữ Transistor hoàn toàn “TẮT”. Mạch sẽ ở “Trạng thái không ổn định” với điện áp đầu ra bằng Vcc.

Tiếp theo điện áp tại cực C của TR2 lúc này cao và điện áp này sẽ liên kết đến cực B của TR1 là nó ở trạng thái bão hòa. Khi nó ở trạng thái tụ điện CT mở màn sạc điện từ VCC như hình dưới. Khi điện áp sạc trên tụ điện đạt ngưỡng 0.7 V hay nó cách khác VBE = 0.7 V và nó làm cho TR2 bão hòa như hình dưới : Điều này làm cho điện áp cực C của TR2 thấp đi và dẫn đến Q1 tắt : Trạng thái không thay đổi của mạch nhờ vào vào RC và RT

Đa bộ điều khiển đơn nhất có thể tạo ra một xung rất ngắn hoặc một dạng sóng hình chữ nhật dài hơn nhiều mà cạnh trước của nó tăng lên trong thời gian với xung kích hoạt được áp dụng bên ngoài và cạnh sau của nó phụ thuộc vào hằng số thời gian RC của các thành phần phản hồi được sử dụng. Hằng số thời gian RC này có thể thay đổi theo thời gian để tạo ra một chuỗi các xung có độ trễ thời gian cố định được kiểm soát liên quan đến xung kích hoạt ban đầu như hình dưới đây.

Dạng sóng của mạch

Hằng số thời hạn của mạch hoàn toàn có thể được đổi khác bằng cách biến hóa những giá trị của tụ điện, điện trở CT, RT hoặc cả hai. Mạch thường được sử dụng để tăng độ rộng của xung hoặc để tạo ra độ trễ thời hạn trong mạch vì tần số của tín hiệu đầu ra luôn giống với tần số của nguồn vào xung kích hoạt, sự độc lạ duy nhất là độ rộng xung.

TTL / CMOS tạo xung đa hài đơn ổn

Ngoài việc thiết kế xây dựng bộ tạo xung đa hài bằng Transistor, tất cả chúng ta cũng hoàn toàn có thể kiến thiết xây dựng những mạch này bằng cách sử dụng những mạch tích hợp thông dụn chỉ bằng hai Cổng Logic “ NOR ” với 2 nguồn vào.

Cổng NOR đơn ổn

Giả sử khởi đầu rằng những nguồn vào kích hoạt là thấp ở mức logic “ 0 ” để đầu ra từ tiên phong NOR của U1 là CAO ở mức logic “ 1 ”. Điện trở R T được liên kết với điện áp cung ứng cũng bằng mức logic “ 1 ”, có nghĩa là tụ điện CT có cùng điện tích trên cả hai bản tụ. V1 bằng với điện áp này để đầu ra từ thứ hai NOR U2 sẽ LOW ở mức logic “ 0 ”. Mạch ở “ Trạng thái không thay đổi ” với đầu ra bằng không. Khi một xung kích hoạt dương được vận dụng cho nguồn vào tại t0, đầu ra U1 đi LOW nên tụ điện CT xả. Vì cả hai bản của tụ điện hiện ở mức logic “ 0 ”, đầu vào U2 cũng thế dẫn đến đầu ra bằng mức logic “ 1 ”. Mạch ở Trạng thái không không thay đổi với điện áp đầu ra bằng + Vcc. U2 sẽ duy trì trạng thái không không thay đổi này cho đến khi tụ điện định thời sạc lên qua điện trở RT đạt đến điện áp ngưỡng nguồn vào tối thiểu là U2 ( khoảng chừng 2,0 V ) khiến nó đổi khác trạng thái như mức logic “ 1 ” tại nguồn vào. Điều này làm cho đầu ra được đặt lại về mức logic “ 0 ” và lần lượt được đưa trở lại ( vòng phản hồi ) tới một nguồn vào của U2. Điều này sẽ tự động hóa đưa monostable trở lại trạng thái không thay đổi khởi đầu và chờ xung kích hoạt thứ hai để khởi động lại quy trình định thời một lần nữa.

Dạng sóng của cổng NOR

Điều này cho tất cả chúng ta một phương trình cho khoảng chừng thời hạn của mạch là : Trong đó, R tính bằng Ω và C tính bằng Farads. Chúng ta cũng hoàn toàn có thể tạo ra những bộ tạo xung đa hài đơn ổn bằng cách sử dụng vi mạch đặc biệt quan trọng và đã có những mạch tích hợp dành riêng cho việc này như 74LS121 hoặc 74LS123 hoàn toàn có thể kích hoạt lại hoặc 4538B hoàn toàn có thể tạo ra độ rộng xung đầu ra từ mức thấp tới 40 nano giây lên đến 28 giây bằng cách chỉ sử dụng hai thành phần định thời RC bên ngoài với độ rộng xung được cho là : T = 0,69 RC tính bằng giây.

Đơn ổn dùng 74LS121

IC tạo xung đơn ổn này hoàn toàn có thể được thông số kỹ thuật để tạo ra xung đầu ra trên xung kích hoạt cạnh lên hoặc xung kích hoạt cạnh xuống. 74LS121 hoàn toàn có thể tạo ra độ rộng xung từ khoảng chừng 10 ns đến độ rộng khoảng chừng 10 ms với điện trở định thời tối đa là 40 kΩ và tụ định thời tối đa là 1000 uF.

Tóm tắt mạch đa hài đơn ổn

Tóm lại, mạch đa hài đơn ổn chỉ có MỘT trạng thái ổn định khiến nó trở thành bộ tạo xung “một lần”. Khi được kích hoạt bởi một xung kích hoạt ngắn bên ngoài, dương hoặc âm.

Sau khi được kích hoạt, trạng thái biến hóa và duy trì ở trạng thái không thay đổi này trong một khoảng chừng thời hạn được xác lập bởi khoảng chừng thời hạn đặt trước của những thành phần thời hạn phản hồi RC được sử dụng. Một khoảng chừng thời hạn này đã trôi qua, mạch tự động hóa trở lại trạng thái thấp bắt đầu khi chờ xung kích hoạt thứ hai. Do đó, mạch tạo xung đa hài đơn ổn hoàn toàn có thể được coi là bộ tạo xung được kích hoạt và thường được sử dụng để tạo ra độ trễ thời hạn trong mạch vì tần số của tín hiệu đầu ra giống với tần số của nguồn vào xung kích hoạt, sự độc lạ duy nhất là độ rộng xung. Một điểm yếu kém chính là thời hạn giữa việc vận dụng xung kích hoạt tiếp theo phải lớn hơn hằng số thời hạn RC đặt trước của mạch để cho phép tụ điện có thời hạn sạc và xả.

5/5 - (1 vote)
Subscribe
Notify of
guest
0 Comments
Inline Feedbacks
View all comments