Monostabiele multivibrators

We hebben al een voorbeeld gezien van een monostabiele multivibrator die in gebruik is:de pulsdetector die wordt gebruikt in het circuit van flip-flops, om het vergrendelingsgedeelte voor een korte tijd in te schakelen wanneer het klokingangssignaal overgaat van laag naar hoog of van hoog naar laag .

De pulsdetector is geclassificeerd als een monostabiele multivibrator omdat deze slechts één . heeft stabiele staat. Door stabiel , ik bedoel een uitvoerstatus waarbij het apparaat in staat is om voor altijd vast te houden of vast te houden, zonder externe aansporing.

Een grendel of flip-flop, die een bistabiel apparaat is, kan voor onbepaalde tijd in de "set"- of "reset"-status blijven. Als het eenmaal is ingesteld of gereset, blijft het in die staat vergrendelen, tenzij een externe invoer u vraagt ​​om te wijzigen.

Een monostabiel apparaat daarentegen kan slechts voor onbepaalde tijd in één bepaalde toestand blijven. De andere status kan alleen tijdelijk worden vastgehouden wanneer deze wordt geactiveerd door een externe ingang.

Een mechanische analogie van een monostabiel apparaat zou een kortstondige contactdrukknopschakelaar zijn, die met een veer terugkeert naar zijn normale (stabiele) positie wanneer de druk van de knopactuator wordt verwijderd.

Evenzo is een standaard wandschakelaar (tuimelschakelaar), zoals het type dat wordt gebruikt om lichten in een huis aan en uit te zetten, een bistabiel apparaat. Het kan in twee standen worden vergrendeld:aan of uit.

Alle monostabiele multivibrators zijn getimed apparaten. Dat wil zeggen, hun onstabiele uitvoerstatus zal slechts een bepaalde minimale tijd aanhouden voordat ze terugkeren naar de stabiele status.

Bij monostabiele halfgeleidercircuits wordt deze timingfunctie doorgaans bereikt door het gebruik van weerstanden en condensatoren, waarbij gebruik wordt gemaakt van de exponentiële oplaadsnelheden van RC-circuits.

Een comparator wordt vaak gebruikt om de spanning over de laad- (of ontlaad) condensator te vergelijken met een constante referentiespanning, en de aan/uit-uitgang van de comparator die wordt gebruikt voor een logisch signaal.

Met ladderlogica worden tijdvertragingen bereikt met tijdvertragingsrelais, die kunnen worden geconstrueerd met halfgeleider-/RC-circuits zoals de zojuist genoemde, of mechanische vertragingsapparaten die de onmiddellijke beweging van het anker van het relais belemmeren.

Let op het ontwerp en de werking van het pulsdetectorcircuit in ladderlogica:

Het maakt niet uit hoe lang het ingangssignaal hoog blijft (1), de uitgang blijft slechts 1 seconde hoog en keert dan terug naar zijn normale (stabiele) lage toestand.

Voor sommige toepassingen is het nodig om een ​​monostabiel apparaat te hebben dat een langere puls afgeeft dan de ingangspuls die het activeert.

Overweeg het volgende logische laddercircuit:

Wanneer het ingangscontact sluit, TD₁ contact sluit onmiddellijk en blijft 10 seconden gesloten nadat het ingangscontact is geopend. Hoe kort de ingangspuls ook is, de uitgang blijft precies 10 seconden hoog (1) nadat de ingang weer laag is.

Dit soort monostabiele multivibrator wordt een one-shot . genoemd . Meer specifiek is het een hertriggerbare one-shot, omdat de timing begint nadat de ingang naar een lage toestand is gedaald, wat betekent dat meerdere ingangspulsen binnen 10 seconden na elkaar een continu hoge output zullen behouden:

Een toepassing voor een hertriggerbare one-shot is die van een enkele mechanische contactdebouncer. Zoals je kunt zien aan de hand van het bovenstaande timingdiagram, blijft de output hoog ondanks het "stuiteren" van het ingangssignaal van een mechanische schakelaar.

Natuurlijk, in een echt schakeldebouncer-circuit, zou je waarschijnlijk een tijdvertraging willen gebruiken die veel korter is dan 10 seconden, omdat je alleen pulsen hoeft te "debouncen" die in het millisecondebereik liggen.

Wat als we alleen een getimede pulsuitgang van 10 seconden wilden van een logisch relaiscircuit, ongeacht van hoeveel ingangsimpulsen we hebben ontvangen of hoe lang ze kunnen duren? In dat geval zouden we een pulsdetectorcircuit moeten koppelen aan het hertriggerbare one-shot tijdvertragingscircuit, zoals dit:

Tijdvertragingsrelais TD₁ geeft een "aan"-puls naar tijdvertragingsrelaisspoel TD₂ voor een willekeurig kort moment (in deze schakeling, voor ten minste 0,5 seconde elke keer dat het ingangscontact wordt bediend). Zodra TD₂ is bekrachtigd, de normaal gesloten, getimed gesloten TD₂ contact in serie ermee voorkomt spoel TD₂ niet opnieuw worden geactiveerd zolang de time-out (10 seconden) duurt.

Hierdoor reageert hij in feite niet meer op verdere bedieningen van de ingangsschakelaar gedurende die periode van 10 seconden.

Alleen na TD₂ time-out doet de normaal gesloten, getimede gesloten TD₂ contact in serie ermee laat spoel TD₂ . toe weer energie krijgen. Dit type one-shot wordt een niet-hertriggerbare genoemd eenmalig.

One-shot multivibrators van zowel de hertriggerbare als de niet-hertriggerbare variant vinden een brede toepassing in de industrie voor sireneactivering en machinevolgorde, waarbij een intermitterend ingangssignaal een uitgangssignaal van een ingestelde tijd produceert.

BEOORDELING:

• Een monostabiele multivibrator heeft slechts één stabiele uitgangsstatus. De andere uitgangsstatus kan alleen tijdelijk worden gehandhaafd.
• Monostabiele multivibrators, ook wel one-shots genoemd , zijn er in twee basisvarianten:hertriggerbaar en niet-hertriggerbaar .
• One-shot circuits met zeer korte tijdsinstellingen kunnen worden gebruikt om te debouncen de "vuile" signalen die worden gegenereerd door mechanische schakelcontacten.

GERELATEERDE WERKBLAD:

• Timercircuit - werkblad monostabiele multivibrator