Kararsız ve Kararsız Multivibratör: Bilmeniz Gereken 7 Gerçek

Bu yazıda Schmitt tetikleyici Karşılaştırıcı ve Osilatör devresini farklı ilgili parametrelerle detaylı olarak inceleyeceğiz. Şimdiye kadar gördüğümüz gibi, bir op-amp çeşitli uygulama alanlarında kullanılıyor ve çok yönlü bir cihaz olduğu için analog devrelerin bir parçası olarak önemi çok büyük. Op-amp'in en uygun uygulamalarından biri multivibratör devresidir. bizde okuyacağız multivibratör devresinin türleri ve çalışması hakkında detay op-amp'ler (op-amp multivibratörler) ve kapasitörler, diyotlar, dirençler vb. gibi diğer pasif cihazlar kullanılarak inşa edilmiştir.

İçerik

  • Multivibratörlerin Tanıtımı
  • Multivibratörde pozitif geri besleme kullanımı
  • Schmitt tetikleyici nedir?
  • Schmitt tetikleme karşılaştırıcısı kapalı döngü devresi veya iki durumlu multivibratör
  • Bistabil multivibratörün voltaj transfer özellikleri
  • Kararsız multivibratör veya Schmitt tetikleyici osilatör
  • Osilatörün görev döngüsü

Multivibratör ve Schmitt tetikleme Devresinin Tanıtımı

Multivibratör devreleri ardışık mantık devreler ve nasıl oluşturulduklarına bağlı olarak birçok tiptedir. Bazı multivibratörler kullanılarak yapılabilir transistörler ve mantık kapıları, oysa NE555 zamanlayıcı gibi multivibratörler olarak kullanılabilen özel yongalar bile var. Op-amp multivibratör devresinin diğer multivibratör devrelerine göre birkaç avantajı vardır, çünkü çalışmaları için çok daha az bileşen gerektirirler, daha az polarlama yaparlar ve nispeten daha az bileşen kullanarak daha iyi simetrik dikdörtgen dalga sinyalleri üretirler.

Multivibratör Çeşitleri

Esas olarak üç tip multivibratör devresi mevcuttur:

  1. Kararsız multivibratör,
  2. Tekli multivibratör
  3. İki durumlu multivibratör.

Tek kararlı multivibratörün tek kararlı durumu varken, çift kararlı bir multivibratörün sahip olduğu kararlı durum sayısı 2'dir.

Bir karşılaştırıcı olarak op-amp hakkında önceki bölümde öğrendiğimiz gibi, açık döngü konfigürasyonunda karşılaştırıcı, bir giriş voltajı yakın olduğunda pozitif doygunluk besleme rayı voltajı ve negatif doygunluk besleme rayı voltajı arasında kontrol dışı bir şekilde geçiş yapabilir. referans voltajınınkine uygulanır. Bu nedenle, iki durum arasındaki bu kontrolsüz geçiş üzerinde kontrole sahip olmak için, op-amp, özellikle kapalı döngü Schmitt tetik devresi veya çift durumlu multivibratör olarak bilinen bir geri besleme konfigürasyonunda (kapalı döngü devresi) kullanılır.

Multivibratör ve histerezis etkisinde pozitif geri besleme kullanımı

Şimdiye kadar, önceki bölümlerde op-amp'lerdeki negatif geri besleme yapılandırmasını öğrendik. Ayrıca, belirli uygulamalar için kullanılan, pozitif geri bildirim olarak bilinen başka bir geri bildirim yapılandırması türü de vardır. Pozitif geri besleme konfigürasyonunda, çıkış voltajının ters çeviren (negatif) giriş terminaline bağlandığı negatif geri beslemeden farklı olarak, çıkış voltajı ters çevirmeyen (pozitif) giriş terminaline geri beslenir (bağlanır).

Bir pozitif geri besleme konfigürasyonunda çalıştırılan bir op-amp, içinde bulunduğu belirli çıkış durumunda, yani doygun pozitif veya doymuş negatif durumda kalma eğilimindedir. Teknik olarak, iki durumdan birindeki bu kilitleme davranışı histerezis olarak bilinir.

Karşılaştırıcıda uygulanan giriş sinyali bazı ek harmonikler veya ani yükselmelerden (gürültü) oluşuyorsa, karşılaştırıcının çıkışı beklenmedik ve kontrolsüz bir şekilde iki doymuş duruma geçebilir. Bu durumda, uygulanan giriş sinüzoidal dalga formunun düzenli simetrik kare dalga çıkışını alamayacağız.

Ancak karşılaştırıcı giriş sinyaline bir miktar pozitif geri besleme eklersek, yani karşılaştırıcıyı bir pozitif geri besleme konfigürasyonunda kullanırsak; eyaletlerde teknik olarak adlandırdığımız bir kilitleme davranışı tanıtacağız gecikme çıktının içine. Giriş AC (sinüzoidal) voltaj sinyalinin büyüklüğünde büyük bir değişiklik olmadıkça ve olmadıkça, histerezis etkisi devrenin çıkışını mevcut durumunda tutmaya devam edecektir.

Schmitt tetikleyici nedir?

The Schmitt tetikleyici veya bi-kararlı çoklu vibratör, bir iki-kararlı mod olarak gerçekleştirmek için birlikten daha büyük bir döngü kazancı ile pozitif geri besleme konfigürasyonunda çalışır. Voltaj V+ olabilir.

Schmitt tetik karşılaştırıcısı
Schmitt tetikleme karşılaştırıcısı veya iki durumlu multivibratör
Schmitt tetikleyici Karşılaştırıcının Gerilim transfer özellikleri

Yukarıdaki şekil, özellikle histerezis etkisini gösteren, çıkış voltajına karşı giriş voltajı eğrisini (gerilim transfer özellikleri olarak da bilinir) temsil eder. Transfer karakteristik eğrisinin iki özel bölgesi vardır, giriş gerilimi arttıkça eğri ve giriş geriliminin azaldığı eğri kısmı. voltaj V+ sabit bir değeri yoktur, bunun yerine V çıkış voltajının bir fonksiyonudur.0.

Gerilim transfer özellikleri

Gerilim transfer özelliklerinde, V= VHveya yüksek durumda. O zamanlar,

Daha yüksek Geçiş gerilimi VTH

Sinyal V'ninkinden küçükse+, çıktı yüksek durumunda kalır. Geçiş gerilimi VTH V olduğunda oluşur= V+ ve şu şekilde ifade edilmiştir:

V olduğundai > VTH, evirici terminaldeki voltaj, evirici olmayan terminalden daha fazladır. Voltaj V+ sonra olduğu ortaya çıkıyor

Düşük Geçiş gerilimi VTL

V'den beri<VH giriş gerilimi Vi hala V'den fazla+, ve çıkış V olarak düşük durumunda dururi artırmaya devam edin; eğer Vi giriş gerilimi V olduğu sürece azalıri V'den daha büyük+, çıktı doygunluk durumunda kalır. Burada ve şimdi çapraz geçiş gerilimi, V= V+ ve bu VTL şeklinde açıklanan

V olaraki azalmaya devam eder, V'den daha az kalır+; bu nedenle, V0 yüksek durumunda kalır. Bu transfer karakteristiğini yukarıdaki şekilde görebiliriz. Net transfer karakteristik diyagramında bir histerezis etkisi gösterilmektedir.

Schmitt tetikleyici osilatör nedir?

Kararsız multivibratör veya Schmitt tetikleyici osilatör

Kararsız multivibratör -ve geri beslemede bir RC ağının Schmitt tetikleme devresine sabitlenmesiyle elde edilir. Bölüm boyunca ilerlerken, devrenin kararlı durumları olmadığını ve bu nedenle kararsız multivibratör devresi olarak da bilindiğini göreceğiz.

Kararsız Multivibratör devresi veya Schmitt tetikleyici Osilatör

Şekilde fark edildiği gibi, negatif geri besleme yoluna bir RC ağı kurulur ve evirici giriş terminali kapasitör aracılığıyla toprağa bağlanırken, ters çevirmeyen terminal, dirençler R arasındaki bağlantıya bağlanır.1 ve R2 şekilde gösterildiği gibi.

İlk başta, R1 ve R2 R'ye eşit olacak ve çıkış anahtarlarının simetrik olarak sıfır volt civarında olduğunu ve yüksek doymuş çıkışın V ile temsil edildiğini varsayalım.= VP ve V ile gösterilen düşük doymuş çıkış= -VP. eğer Vdüşük veya V= -VP, sonra V+ = -(1/2)VP.

V olduğundax V'nin biraz altına düşer+, çıkış yüksek olarak değişir, böylece V= +VP ve V= +(1/2)VP. için denklem Voltaj Bir RC ağındaki kapasitör boyunca şu şekilde ifade edilebilir:

Nerede  τx τ olarak tanımlanabilen zaman sabitidirx= RxCx. voltaj Vx son voltaj V'ye doğru artarP zamana göre üstel bir şekilde. Ancak ne zaman Vx V'den biraz daha büyük olduğu ortaya çıktı= +(1/2)VP, çıkış düşük V durumuna geçer0 = -VP ve Vx = -(1/2)VP. RxCx şebeke, voltajların negatif keskin geçişiyle tetiklenir ve dolayısıyla C kondansatörüx boşaltmaya başlayın ve voltaj Vx –V değerine doğru azalanP. Bu nedenle V'yi ifade edebilirizas

Burada t1, devrenin çıkışının olduğu zaman anını ifade eder. düşük seviyeye geçer belirtmek, bildirmek. Kondansatör üssel olarak boşalır V+ = -(1/2)VP, çıktı tekrar yüksek değere geçer. Süreç kendini zaman içinde sürekli olarak tekrar eder, yani bu pozitif geri besleme devresinin salınımları tarafından bir kare dalga çıkış sinyali üretilir. Aşağıdaki şekil V çıkış voltajını göstermektedir.0 ve kapasitör voltajı Vx zamana göre.

Schmitt Tetik Osilatörü: Zamana göre Çıkış voltajı ve Kapasitör Voltajının Grafiği

zaman1 t=t yerine koyarak bulunabilir1 ve Vx = VP/2 kapasitör üzerindeki voltaj için genel denklemde.

t için çözdüğümüzde yukarıdaki denklemden1aldık

t zamanı için2 (yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi), benzer bir şekilde yaklaşıyoruz ve yukarıdaki denklemi kullanan benzer bir analizden, t arasındaki farkın olduğu açıktır.2 ve t1 ayrıca 1.1RxCx. Buradan T salınımının zaman periyodunun T = 2.2 R olarak tanımlanabileceğini çıkarabiliriz.xCx

Ve frekans bu nedenle şu şekilde ifade edilebilir:  

 

Osilatörün görev döngüsü

Çıkış voltajının zaman yüzdesi (V0) multi-vibratörün yüksek durumunda olması, özellikle osilatörün görev döngüsü olarak adlandırılır.

Osilatörün görev döngüsü           

Çıkış voltajı ve kondansatör voltajının zamana karşı gösterildiği şekilde görüldüğü gibi, görev döngüsü %50'dir.

Elektronik ile ilgili daha fazla makale için buraya Tıkla

En gidin