Timers of multivibrators

Vandaag bespreken we de digitale elektronica-toepassing genaamd timers of multivibrators: "Timers zijn schakelingen die specifieke periodieke signalen leveren aan digitale schakelingen. Deze signalen kunnen de toestand van die systemen veranderen." Een multivibrator is een schakeling die signalen levert die alleen uit hoge en lage niveaus bestaan. Over het algemeen is een multivibrator een twee-traps versterker waarbij de uitgang van de eerste versterker via positieve terugkoppeling verbonden is met de ingang van de tweede. Beide versterkers zijn zo geschakeld dat als de ene transistor in verzadiging (AAN) is, de andere in afsnijden (UIT) is. Deze schakelingen worden gebruikt voor pulsgeneratie, opslag en telling.

Typen multivibrators

Drie gangbare typen:

1. Astabiele multivibrator – Beide uitgangsniveaus zijn onstabiel (semi-stabiel). Genereert continue blokgolven.
2. Monostabiele multivibrator – Ook "single shot" of "one-shot". Eén stabiele en één semi-stabiele toestand. Bij externe trigger schakelt het van stabiel naar semi-stabiel.
3. Bistabiele multivibrator – Twee stabiele toestanden. Uitgang verandert niet tot er een externe trigger komt. Ook bekend als binaire of "gedeeld door twee" element.

Deze golven kunnen gegenereerd worden door verschillende digitale apparaten, maar de meest voorkomende klokgenerator is de 555-timer. Een monolithische geïntegreerde schakeling die als klokgenerator fungeert. Kan astabiele en monostabiele golven produceren. Zeer veelzijdig, timing van microseconden tot uren. Hieronder de 8-pins 555-timer IC.

555 Timer IC – Pinuitgang en functies

1. Pin 1 – Ground (GND): Gemeenschappelijke aarde. Alle externe aarden en voedingaarde hier aangesloten.
2. Pin 2 – Trigger: Wanneer spanning op deze pin 1/3 van de voedingsspanning bereikt, schakelt de uitgang van laag naar hoog.
3. Pin 3 – Output (Uitgang): Hieraf het uitgangssignaal ontvangen. Ook aangesloten op de last (laag/hoog).
4. Pin 4 – Reset: Maakt de uitgang laag, ongeacht vorige toestand.
5. Pin 5 – Control Voltage: ~2/3 van voedingsspanning. Deel van comparator. Meestal condensator tussen deze pin en GND.
6. Pin 6 – Threshold: Ingang van comparator samen met Control Voltage. Als Threshold ≥ referentie → comparator uitgang laag. Als Threshold < referentie → comparator uitgang hoog.
7. Pin 7 – Discharge: Lage weerstandspad voor externe condensator wanneer uitgang laag; open circuit wanneer uitgang hoog.
8. Pin 8 – Vcc (Voeding): 15V voor de IC.

In het schema (zie afbeelding) ziet u de spanningsdeler uit drie 5kΩ weerstanden: 10V naar comparator 1, 5V naar comparator 2. Bij trigger > 1/3 Vcc → comparator B laag-naar-hoog → RS flip-flop set → uitgang hoog, discharge-transistor uit. Uitgang blijft hoog tot threshold = 2/3 Vcc. Dan comparator A laag-naar-hoog → RS flip-flop reset → discharge-transistor aan. Door threshold en control voltage extern te sturen, werkt de 555 als astabiele of monostabiele multivibrator.