цифровая электроника
вычислительная техника
встраиваемые системы

 
» » Как создать простую схему бистабильного мультивибратора с использованием операционного усилителя


Как создать простую схему бистабильного мультивибратора с использованием операционного усилителя

Автор: Mike(admin) от 29-01-2021, 03:35

Бистабильный мультивибратор – одна из тех базовых схем, о которых вы, возможно, узнали в колледже или университете, если обучались по специальности, связанной с электроникой. И вы, вероятно, собирали такую с таймерами 555 или с дискретными компонентами, такими как операционный усилитель, транзисторы или резисторы. Эти схемы часто рассматриваются как простые образовательные схемы, но неудивительно, что они также используются в практических конструкциях даже сегодня.


Как создать простую схему бистабильного мультивибратора с использованием операционного усилителя

В этой статье мы воспользуемся возможностью спроектировать и построить схему бистабильного мультивибратора с операционным усилителем, который может изменять свое состояние в зависимости от условия запуска, и мы собираемся закончить эту статью, создав практическую версию нашей схемы, спроектировав ее и протестировав с помощью осциллографа.


Как следует из названия, бистабильный мультивибратор имеет два стабильных состояния, поэтому его называют бистабильным мультивибратором. Это то, что вы найдете в своем типичном учебнике, если пройдетесь по теме для схемы бистабильного мультивибратора. Но что это вообще значит? Это означает, что состояние выхода этой схемы мультивибратора не изменится, пока вы не подадите соответствующий импульс запуска или активации. Теперь, когда применяется пусковой импульс, выходное состояние этого мультивибратора инвертируется и остается таким, пока вы не подадите еще один пусковой импульс. Изображение далее даст вам лучшее представление о процессе.


Как создать простую схему бистабильного мультивибратора с использованием операционного усилителя

Эта схема также называется триггером или защелкой. Как мы уже обсуждали ранее, эта схема имеет два стабильных состояния, что является фундаментальным свойством защелки. Триггер и защелка являются основными строительными блоками любой цифровой электронной системы и могут использоваться для хранения информации. На следующем изображении показана схема бистабильного мультивибратора с операционным усилителем.


Как создать простую схему бистабильного мультивибратора с использованием операционного усилителя

На приведенной выше схеме мы сформировали схему дифференциатора, используя C1 и R1. Эта схема дифференциатора отвечает за преобразование входящего входного импульса в короткий всплеск и используется для запуска схемы, но зачем нам схема дифференциатора? Она используется для изменения состояния насыщения между двумя состояниями. В этой схеме мы также должны использовать гистерезис со схемой триггера Шмитта, чтобы предотвратить срабатывание схемы из-за шумов.


Расчет схемы бистабильного мультивибратора очень прост. И в этом разделе мы узнаем об этом все. Прежде чем продолжить, следует иметь в виду, что во время запуска схемы амплитуда запускающего импульса должна быть больше, чем напряжение питания, в противном случае схема не будет запускаться должным образом, а характеристика запуска также зависит от Шмитта. Для запуска схемы положительный импульс должен быть больше положительного выходного напряжения через делитель напряжения, и аналогично отрицательный импульс также должен быть больше. Мы можем использовать две приведенные ниже формулы, чтобы вычислить это.


Для положительного триггера мы можем использовать -Vout X R3 / (R2 + R3), а для отрицательного триггера мы можем использовать + Vout X R3 / (R2 + R3).


Поскольку схема очень проста, список необходимых компонентов также очень прост, и вы можете найти большинство этих компонентов в своем местном магазине электроники. Для построения этой схемы нам понадобится всего пять компонентов, вот они.


Как создать простую схему бистабильного мультивибратора с использованием операционного усилителя

Полная принципиальная схема бистабильного мультивибратора на базе ОУ со значениями приведена далее.


Как создать простую схему бистабильного мультивибратора с использованием операционного усилителя

На схеме вы можете видеть, что мы использовали две кнопки для запуска цепи. Кнопка S1 подключена к +VCC, а кнопка S2 подключена к -VCC. Это связано с тем, что для изменения состояния выхода операционного усилителя нам необходимо триггировать операционный усилитель.


Как создать простую схему бистабильного мультивибратора с использованием операционного усилителя

Установка для тестирования бистабильного мультивибратора на базе ОУ показана выше. Как видите, мы использовали трансформатор с четырьмя диодами и двумя конденсаторами для создания источника питания с двойной полярностью, который является обязательным для питания этой схемы, а также мы использовали два резистора 10 кОм, чтобы настроить схему как триггер Шмитта. Помимо этого, мы использовали один резистор 100R вместе с конденсатором 0,1 мкФ для построения схемы запуска. Наконец, мы соединили две кнопки и закончили схему вместе с операционным усилителем на базе LM358. Когда цепь стала замкнутой, мы использовали осциллограф и измерили выходной сигнал, и он оказался в области положительного насыщения. Это выглядело примерно так, как на картинке.


Как создать простую схему бистабильного мультивибратора с использованием операционного усилителя

Далее была нажата кнопка отрицательного триггирования и было замечено, что выход переключился с положительной области насыщения на отрицательную.


Как создать простую схему бистабильного мультивибратора с использованием операционного усилителя

Наконец, мы переводим осциллограф в режим однократного захвата и снова запускаем схему, чтобы очень внимательно наблюдать за переключением выхода.


Как создать простую схему бистабильного мультивибратора с использованием операционного усилителя



© digitrode.ru


Теги: мультивибратор




Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.

Комментарии:

Оставить комментарий