วงจรหลายเครื่องสั่นหมายถึงพิเศษ ประเภทของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ใช้สำหรับสร้างสัญญาณพัลส์ สัญญาณพัลส์เหล่านี้อาจเป็นสัญญาณคลื่นสี่เหลี่ยมหรือสี่เหลี่ยม โดยทั่วไปจะให้ผลผลิตในสองสถานะ: สูงหรือต่ำ ลักษณะเฉพาะของมัลติไวเบรเตอร์คือการใช้องค์ประกอบแบบพาสซีฟเช่นตัวต้านทานและตัวเก็บประจุเพื่อกำหนดสถานะเอาต์พุต
วงจรมัลติไวเบรเตอร์
ประเภทของ Multi-Vibrators
ถึง. Monostable Multi-vibrator : โมโนสเตเบิลมัลติไวเบรเตอร์คือวงจรมัลติไวเบรเตอร์ชนิดหนึ่งที่เอาต์พุตอยู่ในสถานะเสถียรเพียงสถานะเดียว เป็นที่รู้จักกันในชื่อ one-shot multivibrator ในมัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิลระยะเวลาพัลส์เอาต์พุตจะถูกกำหนดโดยค่าคงที่ของเวลา RC และกำหนดเป็น: 1.11 * R * C
ข. Multi-vibrator ที่เสถียร : เครื่องสั่นที่เสถียรคือวงจรที่มีเอาต์พุตแบบสั่น ไม่จำเป็นต้องมีการกระตุ้นจากภายนอกและไม่มีสถานะที่เสถียร มันเป็นออสซิลเลเตอร์ชนิดหนึ่ง
ค. Bistable Multi-vibrator : เครื่องสั่นแบบ bistable เป็นวงจรที่มีสองสถานะที่เสถียร: สูงและต่ำ โดยทั่วไปต้องใช้สวิตช์เพื่อสลับระหว่างสถานะสูงและต่ำของเอาต์พุต
วงจรมัลติไวเบรเตอร์สามประเภท
1. การใช้ทรานซิสเตอร์
ก. Monostable Multi-vibrator
วงจรสั่นหลายตัวแบบโมโนสเตเบิล
ในวงจรข้างต้นหากไม่มีสัญญาณทริกเกอร์ภายนอกใด ๆ ฐานของทรานซิสเตอร์ T1 อยู่ที่ระดับพื้นดินและตัวสะสมมีศักยภาพสูงกว่า ดังนั้นทรานซิสเตอร์จึงถูกตัดออก อย่างไรก็ตามฐานของทรานซิสเตอร์ T2 ได้รับแรงดันไฟฟ้าที่เป็นบวกจาก VCC ผ่านตัวต้านทานและทรานซิสเตอร์ T2 ถูกขับเคลื่อนให้อิ่มตัว และเนื่องจากขาเอาต์พุตเชื่อมต่อกับกราวด์ผ่าน T2 จึงอยู่ในระดับลอจิกต่ำ
เมื่อสัญญาณทริกเกอร์ถูกนำไปใช้กับฐานของทรานซิสเตอร์ T1 สัญญาณจะเริ่มดำเนินการเมื่อกระแสฐานเพิ่มขึ้น เมื่อทรานซิสเตอร์ดำเนินการแรงดันไฟฟ้าของตัวสะสมจะลดลง ในเวลาเดียวกันแรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุ C2 จะเริ่มปล่อยผ่าน T1 สิ่งนี้ทำให้ศักยภาพที่ขั้วฐานของ T2 ลดลงและในที่สุด T2 จะถูกตัดออก เนื่องจากขาเอาต์พุตเชื่อมต่อโดยตรงกับแหล่งจ่ายไฟบวกผ่านตัวต้านทาน: Vout อยู่ในระดับลอจิกสูง
หลังจากนั้นไม่นานเมื่อตัวเก็บประจุถูกปล่อยออกจนหมดมันจะเริ่มชาร์จผ่านตัวต้านทาน ศักยภาพที่ขั้วฐานของทรานซิสเตอร์ T2 เริ่มเพิ่มขึ้นทีละน้อยและในที่สุด T2 จะถูกขับเคลื่อนไปสู่การนำ ดังนั้นเอาต์พุตจึงอยู่ในระดับลอจิกต่ำอีกครั้งหรือวงจรกลับสู่สถานะเสถียร
ข. มัลติไวเบรเตอร์แบบ Bistable
วงจรมัลติไวเบรเตอร์ Bistable
วงจรข้างต้นเป็นวงจรมัลติไวเบรเตอร์แบบ bistable ที่มีเอาต์พุตสองตัวกำหนดสถานะที่เสถียรทั้งสองของวงจร
เริ่มแรกเมื่อสวิตช์อยู่ที่ตำแหน่ง A ฐานของทรานซิสเตอร์ T1 จะอยู่ที่ศักย์กราวด์ดังนั้นจึงถูกตัดออก ในเวลาเดียวกันฐานของทรานซิสเตอร์ T2 มีศักยภาพสูงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับมันเริ่มดำเนินการ ทำให้ขาเอาต์พุต 1 เชื่อมต่อโดยตรงกับกราวด์และ Vout1 อยู่ในระดับลอจิกต่ำ พินเอาต์พุต 2 ที่คอลเลกชันของ T1 เชื่อมต่อโดยตรงกับ Vcc และ Vout2 อยู่ในระดับลอจิกสูง
ตอนนี้เมื่อสวิตช์อยู่ที่ตำแหน่ง B การกระทำของทรานซิสเตอร์จะกลับรายการ (T1 กำลังดำเนินการและ T2 ถูกตัดออก) และสถานะเอาต์พุตจะกลับรายการ
ค. Astable Multivibrator
วงจรมัลติไวเบรเตอร์ Astable
วงจรข้างต้นเป็นวงจรออสซิลเลเตอร์ สมมติว่าในตอนแรกทรานซิสเตอร์ T1 อยู่ในการนำและ T2 ถูกตัดออก เอาต์พุต 2 อยู่ที่ระดับลอจิกและเอาต์พุต 1 อยู่ที่ระดับลอจิกต่ำ เมื่อตัวเก็บประจุ c2 เริ่มชาร์จผ่าน R4 ศักยภาพที่ฐานของ T2 จะเริ่มเพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่ง T2 เริ่มดำเนินการ สิ่งนี้จะลดศักยภาพของตัวสะสมและค่อยๆศักยภาพที่ฐานของ T1 เริ่มลดลงจนกว่าจะถูกตัดออกอย่างสมบูรณ์
ตอนนี้เมื่อ C1 ชาร์จผ่าน R1 ศักยภาพที่ฐานของทรานซิสเตอร์ T1 จะเริ่มเพิ่มขึ้นและในที่สุดก็ถูกผลักดันให้เกิดการนำกระแสและกระบวนการทั้งหมดจะเกิดขึ้นซ้ำ ดังนั้นเอาต์พุตจะมีการทำซ้ำหรือสั่นอยู่ตลอดเวลา
นอกเหนือจากการใช้ BJT แล้วอื่น ๆ ประเภทของทรานซิสเตอร์ ยังใช้ในวงจรมัลติไวเบรเตอร์
2. การใช้ Logic Gates
ถึง. ระบบสั่นหลายตัวแบบโมโนเสถียร
วงจรสั่นหลายตัวแบบโมโนเสถียร
ในขั้นต้นศักยภาพของตัวต้านทานจะอยู่ที่ระดับพื้นดิน นี่แสดงถึงสัญญาณลอจิกต่ำไปยังอินพุตของประตู NOT ดังนั้นผลลัพธ์จึงอยู่ในระดับลอจิกสูง
เนื่องจากอินพุตทั้งสองของ NAND gate อยู่ที่ระดับลอจิกสูงเอาต์พุตจึงอยู่ในระดับลอจิกต่ำและเอาต์พุตวงจรจะยังคงอยู่ในสถานะเสถียร
ตอนนี้สมมติว่าสัญญาณลอจิกต่ำถูกกำหนดให้กับอินพุตตัวใดตัวหนึ่งของประตู NAND ส่วนอินพุตอื่น ๆ อยู่ในระดับลอจิกสูงเอาต์พุตของเกตคือลอจิก 1 นั่นคือแรงดันไฟฟ้าบวก เนื่องจากมีความต่างศักย์ระหว่าง R จึงทำให้ VR1 อยู่ในระดับลอจิกสูงดังนั้นเอาต์พุตของ NOT gate จึงเป็นลอจิก 0 เนื่องจากสัญญาณลอจิกต่ำนี้ถูกป้อนกลับไปที่อินพุตของ NAND gate เอาต์พุตจึงยังคงอยู่ที่ลอจิก 1 และ แรงดันไฟฟ้าของตัวเก็บประจุเริ่มเพิ่มขึ้นทีละน้อย สิ่งนี้จะทำให้ศักยภาพในการลดลงของตัวต้านทานกล่าวคือ VR1 เริ่มลดลงเรื่อย ๆ และเมื่อถึงจุดหนึ่งก็จะต่ำเช่นนั้นสัญญาณลอจิกต่ำจะถูกป้อนเข้ากับอินพุตของ NOT gate และเอาต์พุตจะกลับมาอีกครั้งที่สัญญาณลอจิกสูง ช่วงเวลาที่เอาต์พุตยังคงอยู่ในสถานะคงที่จะถูกกำหนดโดยค่าคงที่ของเวลา RC
ข. Astable Multi-vibrator
Astable Multi-vibrator Circuit
ในขั้นต้นเมื่อมีการจ่ายไฟตัวเก็บประจุจะไม่มีประจุและสัญญาณลอจิกต่ำจะถูกป้อนเข้ากับอินพุตของประตู NOT สิ่งนี้ทำให้เอาต์พุตอยู่ในระดับลอจิกสูง เนื่องจากสัญญาณสูงแบบลอจิกนี้ถูกป้อนกลับไปที่ประตู AND เอาต์พุตจึงอยู่ที่ลอจิก 1 ตัวเก็บประจุเริ่มชาร์จและระดับอินพุตของประตู NOT จะเพิ่มขึ้นจนกว่าจะถึงเกณฑ์ลอจิกสูงและเอาต์พุตอยู่ที่ลอจิกต่ำ
อีกครั้งเอาต์พุตประตู AND อยู่ที่ลอจิกต่ำ (อินพุตต่ำของลอจิกกำลังถูกป้อนกลับ) และตัวเก็บประจุจะเริ่มคายประจุจนกว่าศักยภาพที่อินพุตของประตู NOT จะถึงเกณฑ์ลอจิกต่ำและเอาต์พุตจะถูกเปลี่ยนกลับไปที่ลอจิกสูงอีกครั้ง .
นี่คือประเภทของไฟล์ วงจรออสซิลเลเตอร์ผ่อนคลาย .
ค. Bistable Multi-vibrator
รูปแบบที่ง่ายที่สุดของเครื่องสั่นหลายตัวแบบ bistable คือสลัก SR ซึ่งรับรู้โดยประตูลอจิก
วงจรมัลติไวเบรเตอร์ Bistable
สมมติว่าเอาต์พุตเริ่มต้นอยู่ที่ระดับลอจิกสูง (Set) และสัญญาณทริกเกอร์อินพุตอยู่ที่สัญญาณลอจิกต่ำ (รีเซ็ต) ทำให้เอาต์พุตของ NAND gate 1 อยู่ในระดับลอจิกสูง เนื่องจากอินพุตของ U2 ทั้งสองอยู่ในระดับลอจิกสูงเอาต์พุตจึงอยู่ในระดับลอจิกต่ำ
เนื่องจากอินพุตของ U3 ทั้งสองอยู่ในระดับลอจิกสูงเอาต์พุตจึงอยู่ในระดับลอจิกต่ำนั่นคือรีเซ็ต การดำเนินการเดียวกันนี้เกิดขึ้นกับสัญญาณลอจิกสูงที่อินพุตและวงจรจะเปลี่ยนสถานะระหว่าง 0 ถึง 1 ดังที่เห็นการใช้ลอจิกเกตสำหรับมัลติไวเบรเตอร์เป็นตัวอย่างของวงจรลอจิกดิจิทัล
3. ใช้ 555 ตัวจับเวลา
555 ตัวจับเวลา IC เป็น IC ที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการสร้างพัลส์โดยเฉพาะ การมอดูเลตความกว้างของพัลส์ สำหรับวงจรมัลติไวเบรเตอร์
ก. Monostable Multi-vibrator
วงจรหลายเครื่องสั่นแบบโมโนสเตเบิล
ในการเชื่อมต่อตัวจับเวลา 555 ในโหมด monostable ตัวเก็บประจุดิสชาร์จจะเชื่อมต่อระหว่างขาปล่อย 7 และกราวด์ ความกว้างพัลส์ของเอาต์พุตที่สร้างขึ้นถูกกำหนดโดยค่าของตัวต้านทาน R ระหว่างพินดิสชาร์จ Vcc และคาปาซิเตอร์ C
หากคุณทราบถึงวงจรภายในของตัวจับเวลา 555 คุณต้องตระหนักถึงความจริงที่ว่า a 555 จับเวลาได้ผล ด้วยทรานซิสเตอร์เครื่องเปรียบเทียบสองตัวและฟลิปฟล็อป SR
ในขั้นต้นเมื่อเอาต์พุตอยู่ที่สัญญาณลอจิกต่ำทรานซิสเตอร์ T จะถูกขับเคลื่อนไปยังการนำไฟฟ้าและพิน 7 จะต่อสายดิน สมมติว่าสัญญาณลอจิกต่ำถูกนำไปใช้กับอินพุตทริกเกอร์หรืออินพุตของตัวเปรียบเทียบเนื่องจากแรงดันไฟฟ้านี้น้อยกว่า 1 / 3Vcc เอาต์พุตของ IC เปรียบเทียบจะสูงทำให้ฟลิปฟล็อปรีเซ็ตเพื่อให้เอาต์พุตอยู่ในขณะนี้ ในระดับตรรกะต่ำ
ในเวลาเดียวกันทรานซิสเตอร์จะถูกปิดและตัวเก็บประจุจะเริ่มชาร์จผ่าน Vcc เมื่อแรงดันของคาปาซิเตอร์เพิ่มขึ้นเกิน 2 / 3Vcc เอาท์พุทตัวเปรียบเทียบ 2 จะสูงทำให้ตั้งค่า SR flip-flop ดังนั้นเอาต์พุตจะอยู่ในสถานะเสถียรอีกครั้งหลังจากช่วงเวลาหนึ่งที่กำหนดโดยค่าของ R และ C
ข. Astable Multivibrator
ในการเชื่อมต่อตัวจับเวลา 555 ในโหมด astable พิน 2 และ 6 จะสั้นลงและตัวต้านทานจะเชื่อมต่อระหว่างพิน 6 และ 7
วงจรมัลติไวเบรเตอร์ Astable
ในขั้นต้นสมมติว่าเอาต์พุตของ SR flip-flop อยู่ในระดับลอจิกต่ำ สิ่งนี้จะปิดทรานซิสเตอร์และตัวเก็บประจุจะเริ่มชาร์จไปยัง Vcc ผ่าน Ra และ Rb ในลักษณะที่แรงดันอินพุตไปยังตัวเปรียบเทียบ 2 ในครั้งเดียวเกินแรงดันไฟฟ้าเกณฑ์ที่ 2 / 3Vcc และเอาต์พุตตัวเปรียบเทียบจะสูง สิ่งนี้ทำให้ SR flip-flop ตั้งค่าในลักษณะที่เอาต์พุตของตัวจับเวลาอยู่ที่ลอจิกต่ำ
ตอนนี้ทรานซิสเตอร์ถูกขับเคลื่อนให้อิ่มตัวด้วยสัญญาณลอจิกสูงที่ฐาน ตัวเก็บประจุเริ่มปล่อยผ่าน Rb และเมื่อแรงดันตัวเก็บประจุนี้ลดลงต่ำกว่า 1/3 Vcc เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบ C2 จะอยู่ในระดับลอจิกสูง การดำเนินการนี้จะรีเซ็ตฟลิปฟล็อปและเอาต์พุตตัวจับเวลาจะอยู่ที่ระดับลอจิกสูงอีกครั้ง
ค. เครื่องสั่นหลายตัวที่เสถียรสองทาง
วงจรสั่นหลายตัวที่เสถียร
ตัวจับเวลา 555 ในเครื่องสั่นแบบมัลติเสถียรไม่จำเป็นต้องใช้ตัวเก็บประจุใด ๆ แต่จะใช้สวิตช์ SPDT ระหว่างกราวด์และพิน 2 และ 4
เมื่อตำแหน่งสวิตช์อยู่ในลักษณะที่พิน 2 อยู่ที่กราวด์พร้อมกับพิน 6 เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบ 1 จะอยู่ที่สัญญาณลอจิกต่ำในขณะที่เอาต์พุตของตัวเปรียบเทียบ 2 อยู่ที่สัญญาณลอจิกสูง สิ่งนี้จะรีเซ็ต SR flip-flop และเอาต์พุตของฟลิปฟล็อปมีลอจิกต่ำ เอาต์พุตของตัวจับเวลาจึงเป็นสัญญาณที่มีตรรกะสูง
เมื่อตำแหน่งสวิตช์อยู่ในลักษณะที่พิน 4 หรือพินรีเซ็ตของฟลิปฟล็อปต่อสายดิน SR ฟลิปฟล็อปจะถูกตั้งค่าและเอาต์พุตอยู่ที่ลอจิกสูง เอาต์พุตของตัวจับเวลาอยู่ที่สัญญาณลอจิกต่ำ ดังนั้นขึ้นอยู่กับตำแหน่งสวิตช์จะได้รับพัลส์สูงและต่ำ
ดังนั้นนี่คือวงจรมัลติไวเบรเตอร์พื้นฐานที่ใช้สำหรับการสร้างพัลส์ เราหวังว่าคุณจะมีความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับเครื่องสั่นหลายเครื่อง
นี่เป็นคำถามง่ายๆสำหรับผู้อ่านทุกคน:
นอกเหนือจากมัลติไวเบรเตอร์แล้ววงจรประเภทอื่น ๆ ที่ใช้ในการสร้างพัลส์คืออะไร?
