Monostabile Multivibratoren

Funktionsweise von Kippstufen (Kann 2019).

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Anonim

Monostabile Multivibratoren

Kapitel 10 - Multivibratoren


Wir haben bereits ein Beispiel eines monostabilen Multivibrators im Einsatz gesehen: den Impulsdetektor, der in der Schaltung von Flip-Flops verwendet wird, um den Zwischenspeicherabschnitt für eine kurze Zeit freizugeben, wenn das Takteingangssignal von entweder niedrig zu hoch oder von hoch zu niedrig übergeht . Der Pulsdetektor wird als monostabiler Multivibrator klassifiziert, da er nur einen stabilen Zustand aufweist. Mit " stabil" meine ich einen Zustand der Ausgabe, in dem das Gerät für immer halten oder halten kann, ohne dass es sich dabei um externe Impulse handelt. Ein Zwischenspeicher oder Flipflop, das eine bistabile Vorrichtung ist, kann entweder für eine unbestimmte Zeitdauer in dem Zustand "eingestellt" oder "zurückgesetzt" bleiben. Sobald das Gerät gesetzt oder zurückgesetzt wurde, bleibt es in diesem Zustand, es sei denn, Sie werden aufgefordert, es durch eine externe Eingabe zu ändern. Eine monostabile Vorrichtung kann andererseits nur in einem bestimmten Zustand unbegrenzt halten. Ihr anderer Zustand kann nur vorübergehend gehalten werden, wenn sie durch einen externen Eingang ausgelöst wird.

Eine mechanische Analogie einer monostabilen Vorrichtung wäre ein kurzzeitiger Kontakt-Druckknopfschalter, der in seine normale (stabile) Position zurückkehrt, wenn der Druck von seinem Tastenbetätiger abgezogen wird. Ebenso ist ein Standard-Wandschalter (Kippschalter), wie der Typ, der verwendet wird, um Lichter in einem Haus ein- und auszuschalten, ein bistabiles Gerät. Es kann in einem von zwei Modi gespeichert werden: ein oder aus.

Alle monostabilen Multivibratoren sind zeitgesteuerte Geräte. Das heißt, ihr instabiler Ausgangszustand wird nur für eine gewisse Mindestzeit gehalten, bevor sie in ihren stabilen Zustand zurückkehrt. Bei monostabilen Halbleiterschaltungen wird diese Zeitfunktion typischerweise durch die Verwendung von Widerständen und Kondensatoren erreicht, wobei die exponentiellen Ladegeschwindigkeiten von RC-Schaltungen genutzt werden. Ein Komparator wird oft verwendet, um die Spannung über dem Lade- (oder Entlade-) Kondensator mit einer stetigen Referenzspannung zu vergleichen, und den Ein / Aus-Ausgang des Komparators, der für ein logisches Signal verwendet wird. Bei der Kontaktplanlogik werden Zeitverzögerungen mit Zeitverzögerungsrelais erreicht, die mit Halbleiter / RC-Schaltungen wie dem eben erwähnten aufgebaut sein können, oder mit mechanischen Verzögerungseinrichtungen, die die unmittelbare Bewegung des Relaisankers behindern. Beachten Sie den Aufbau und die Funktionsweise der Pulsdetektorschaltung in der Kontaktplanlogik:

Unabhängig davon, wie lange das Eingangssignal hoch bleibt (1), bleibt der Ausgang nur für 1 Sekunde hoch und kehrt dann in seinen normalen (stabilen) niedrigen Zustand zurück.

Für einige Anwendungen ist es notwendig, ein monostabiles Gerät zu haben, das einen längeren Impuls ausgibt als der Eingangsimpuls, der es auslöst. Betrachten Sie die folgende Kontaktplanlogikschaltung:

Wenn der Eingangskontakt geschlossen wird, schließt der Kontakt TD 1 sofort und bleibt für 10 Sekunden geschlossen, nachdem der Eingangskontakt geöffnet wurde. Unabhängig davon, wie kurz der Eingangsimpuls ist, bleibt der Ausgang für genau 10 Sekunden hoch (1), nachdem der Eingang wieder tief fällt. Diese Art von monostabilem Multivibrator wird als One-Shot bezeichnet . Genauer gesagt handelt es sich um einen retriggerbaren One-Shot, da die Zeitmessung beginnt, nachdem der Eingang auf einen niedrigen Zustand gesunken ist, was bedeutet, dass mehrere Eingangsimpulse innerhalb von 10 Sekunden eine kontinuierliche hohe Ausgangsleistung aufrechterhalten:

Eine Anwendung für einen retriggerbaren Einzelschuss ist die eines einzelnen mechanischen Kontaktentpraller. Wie Sie aus dem obigen Timing-Diagramm sehen können, bleibt der Ausgang trotz des "Prellens" des Eingangssignals von einem mechanischen Schalter hoch. Natürlich sollten Sie in einer realen Schalterentpreller-Schaltung wahrscheinlich eine Zeitverzögerung von viel kürzerer Dauer als 10 Sekunden verwenden, da Sie nur Impulse im Millisekundenbereich "entprellen" müssen.

Was wäre, wenn wir nur eine 10-sekündige Impulsausgabe von einer Relais-Logikschaltung wollten, unabhängig davon, wie viele Eingangsimpulse wir empfangen haben oder wie langlebig sie sein könnten? "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com /images/04206.png ">

Das Zeitverzögerungsrelais TD1 liefert einen "Ein" -Impuls an die Zeitverzögerungsrelaisspule TD2 für einen beliebig kurzen Moment (in dieser Schaltung für jedes Mal, wenn der Eingangskontakt betätigt wird, für wenigstens 0, 5 Sekunden). Sobald TD 2 erregt ist, verhindert der in Reihe geschaltete, normalerweise geschlossene, zeitlich gesteuerte TD 2 -Kontakt, dass die Spule TD 2 erneut erregt wird, so lange wie sie abgelaufen ist (10 Sekunden). Dies führt dazu, dass es auf keine weiteren Betätigungen des Eingabeschalters während dieser 10-Sekunden-Periode reagiert.

Erst nach dem TD 2 -Timeout ermöglicht der in Reihe geschaltete, in Ruhestellung geschlossene und zeitgesteuerte Kontakt TD 2, daß die Spule TD 2 erneut erregt wird. Diese Art von One-Shot wird als nicht retriggerbarer One-Shot bezeichnet.

Einstufige Multivibratoren sowohl der retriggerbaren als auch der nichtretrigierbaren Art finden breite Anwendung in der Industrie für Sirenenbetätigung und Maschinensequenzierung, wobei ein intermittierendes Eingangssignal ein Ausgangssignal mit einer festgelegten Zeit erzeugt.

  • REZENSION:
  • Ein monostabiler Multivibrator hat nur einen stabilen Ausgangszustand. Der andere Ausgangszustand kann nur vorübergehend aufrechterhalten werden.
  • Monostabile Multivibratoren, manchmal als One-Shots bezeichnet, gibt es in zwei grundlegenden Varianten: retriggerbar und nicht retriggerbar .
  • One-Shot-Schaltungen mit sehr kurzen Zeiteinstellungen können verwendet werden, um die "schmutzigen" Signale zu entprellen, die durch mechanische Schaltkontakte erzeugt werden.