Mạch đa rung đề cập đến loại mạch điện tử được sử dụng để tạo ra tín hiệu xung. Các tín hiệu xung này có thể là tín hiệu sóng hình chữ nhật hoặc hình vuông. Nhìn chung, họ tạo ra sản lượng ở hai trạng thái: cao hoặc thấp. Một đặc điểm cụ thể của nhiều bộ rung là sử dụng các phần tử thụ động như điện trở và tụ điện để xác định trạng thái đầu ra.
Mạch Multivibrator
Các loại máy rung đa năng
đến. Bộ rung đa năng đơn nhất : Mạch đa bộ ổn định là loại mạch đa bộ có đầu ra chỉ ở một trạng thái ổn định. Nó còn được gọi là one-shot multivibrator. Trong bộ điều khiển đa vi mạch đơn ổn, thời lượng xung đầu ra được xác định bởi hằng số thời gian RC và được cho là: 1,11 * R * C
b. Máy rung đa năng ổn định : Mạch dao động ổn định là mạch có dao động ra. Nó không cần bất kỳ kích hoạt bên ngoài nào và nó không có trạng thái ổn định. Nó là một loại dao động tái tạo.
c. Máy rung đa năng Bistable : Một máy rung bistable là một mạch có hai trạng thái ổn định: cao và thấp. Nói chung, cần có một công tắc để chuyển đổi giữa trạng thái cao và thấp của đầu ra.
Ba loại mạch đa rung
1. Sử dụng bóng bán dẫn
a. Bộ rung đa năng đơn nhất
Mạch đa rung đơn nhất
Trong mạch trên, trong trường hợp không có bất kỳ tín hiệu kích hoạt bên ngoài nào, chân của bóng bán dẫn T1 ở mức đất và bộ thu ở điện thế cao hơn. Do đó, bóng bán dẫn bị cắt. Tuy nhiên, cơ sở của bóng bán dẫn T2 được cung cấp điện áp dương từ VCC thông qua một điện trở, và bóng bán dẫn T2 được điều khiển để bão hòa. Và, khi chân đầu ra được kết nối với đất thông qua T2, nó ở mức logic thấp.
Khi một tín hiệu kích hoạt được đưa vào đế của bóng bán dẫn T1, nó bắt đầu dẫn khi dòng điện cơ sở của nó tăng lên. Khi bóng bán dẫn dẫn điện, điện áp bộ thu của nó giảm. Đồng thời, điện áp C2 của tụ điện bắt đầu phóng qua T1. Điều này làm cho điện thế ở đầu cuối cơ sở của T2 giảm và cuối cùng là T2 bị cắt. Vì chân đầu ra bây giờ được kết nối trực tiếp với nguồn cung cấp tích cực thông qua điện trở: Vout ở mức logic cao.
Sau một thời gian, khi tụ điện được xả hoàn toàn, nó bắt đầu sạc qua điện trở. Điện thế tại cực cơ sở của bóng bán dẫn T2 bắt đầu tăng dần và cuối cùng T2 chuyển sang trạng thái dẫn điện. Do đó, đầu ra lại ở mức logic thấp hoặc mạch trở lại trạng thái ổn định.
b. Bistable Multivibrator
Mạch đa vi mạch Bistable
Mạch trên là mạch đa vi mạch bistable với hai đầu ra, xác định hai trạng thái ổn định của mạch.
Ban đầu, khi công tắc ở vị trí A, chân của bóng bán dẫn T1 ở điện thế đất, và do đó, nó bị cắt. Đồng thời, chân đế của bóng bán dẫn T2 ở điện thế tương đối cao hơn, nó bắt đầu dẫn điện. Điều này làm cho chân đầu ra 1 được kết nối trực tiếp với đất và Vout1 ở mức logic thấp. Chân đầu ra2 tại bộ thu của T1 được kết nối trực tiếp với Vcc, và Vout2 ở mức logic cao.
Bây giờ, khi công tắc ở vị trí B, các hoạt động của bóng bán dẫn được đảo ngược (T1 đang dẫn và T2 bị cắt) và các trạng thái đầu ra được đảo ngược.
c. Astable Multivibrator
Mạch đa điều khiển linh hoạt
Đoạn mạch trên là mạch dao động. Giả sử, ban đầu bóng bán dẫn T1 đang dẫn và T2 ở trạng thái cắt. Đầu ra 2 ở mức logic và đầu ra 1 ở mức logic thấp. Khi tụ điện c2 bắt đầu tích điện qua R4, điện thế ở chân T2 bắt đầu tăng dần cho đến khi T2 bắt đầu dẫn điện. Điều này làm giảm điện thế thu của nó và dần dần điện thế ở chân T1 bắt đầu giảm cho đến khi nó bị cắt hoàn toàn.
Bây giờ, khi C1 tích điện qua R1, điện thế ở chân của bóng bán dẫn T1 bắt đầu tăng lên và cuối cùng nó chuyển sang trạng thái dẫn điện, và toàn bộ quá trình lặp lại. Do đó, đầu ra liên tục lặp lại hoặc dao động.
Ngoài việc sử dụng BJT, các các loại bóng bán dẫn cũng được sử dụng trong các mạch đa bộ rung.
2. Sử dụng Cổng logic
đến. Bộ rung đa năng ổn định đơn
Mạch đa rung ổn định đơn
Ban đầu điện thế trên điện trở ở mức mặt đất. Điều này ngụ ý một tín hiệu logic thấp đến đầu vào của cổng NOT. Do đó, đầu ra ở mức logic cao.
Vì cả hai đầu vào của cổng NAND đều ở mức logic cao, đầu ra ở mức logic thấp và đầu ra mạch vẫn ở trạng thái ổn định.
Bây giờ, giả sử một tín hiệu mức logic thấp được cấp cho một trong các đầu vào của cổng NAND, đầu vào còn lại ở mức logic cao, đầu ra của cổng là mức logic 1, tức là điện áp dương. Vì có sự khác biệt tiềm ẩn trên R, VR1 ở mức logic cao và theo đó đầu ra của cổng NOT là mức logic 0. Khi tín hiệu mức thấp logic này được đưa trở lại đầu vào của cổng NAND, đầu ra của nó vẫn ở mức logic 1 và điện áp tụ điện bắt đầu tăng dần. Điều này đến lượt nó gây ra sự sụt giảm tiềm năng trên điện trở, tức là VR1 bắt đầu giảm dần và tại một thời điểm nó xuống thấp, sao cho tín hiệu mức logic thấp được đưa đến đầu vào của cổng NOT và đầu ra lại ở tín hiệu mức logic cao. Khoảng thời gian mà đầu ra vẫn ở trạng thái ổn định được xác định bởi hằng số thời gian RC.
b. Máy rung đa năng Astable
Mạch đa rung Astable
Ban đầu, khi nguồn cung cấp được cung cấp, tụ điện không được sạc và tín hiệu mức logic thấp được đưa đến đầu vào của cổng NOT. Điều này làm cho đầu ra ở mức logic cao. Khi tín hiệu mức cao logic này được đưa trở lại cổng AND, đầu ra của nó ở mức logic 1. Tụ điện bắt đầu sạc và mức đầu vào của cổng NOT tăng cho đến khi nó đạt đến ngưỡng logic cao và đầu ra ở mức logic thấp.
Một lần nữa, đầu ra cổng AND ở mức logic thấp (đầu vào mức logic thấp đang được đưa trở lại) và tụ điện bắt đầu phóng điện cho đến khi điện thế của nó ở đầu vào của cổng NOT đạt đến ngưỡng logic thấp và đầu ra lại được chuyển trở lại mức logic cao .
Đây thực sự là một loại mạch dao động thư giãn .
c. Máy rung đa năng Bistable
Dạng đơn giản nhất của bộ rung đa năng có thể bistable là chốt SR, được thực hiện bằng các cổng logic.
Mạch đa rung
Giả sử đầu ra ban đầu ở mức logic cao (Đặt) và tín hiệu kích hoạt đầu vào ở tín hiệu mức thấp logic (Đặt lại). Điều này làm cho đầu ra của cổng NAND 1 ở mức logic cao. Vì cả hai đầu vào của U2 đều ở mức logic cao, đầu ra ở mức logic thấp.
Vì cả hai đầu vào của U3 đều ở mức logic cao, đầu ra ở mức logic thấp, tức là Đặt lại. Hoạt động tương tự cũng xảy ra đối với tín hiệu logic cao ở đầu vào và mạch thay đổi trạng thái giữa 0 và 1. Như đã thấy, việc sử dụng cổng logic cho nhiều bộ rung thực sự là ví dụ về mạch logic số.
3. Sử dụng 555 Timers
555 IC hẹn giờ là vi mạch được sử dụng phổ biến nhất để tạo xung, đặc biệt điều chế độ rộng xung , cho các mạch multivibrator.
a. Bộ rung đa năng đơn nhất
Mạch đa rung đơn nhất
Để kết nối bộ hẹn giờ 555 ở chế độ ổn định, một tụ điện phóng điện được kết nối giữa chân xả 7 và đất. Độ rộng xung của đầu ra được tạo ra được xác định bởi giá trị của Điện trở R giữa chân phóng điện, Vcc và Tụ C.
Nếu bạn biết về mạch bên trong của bộ định thời 555, bạn phải biết thực tế rằng 555 hẹn giờ hoạt động với một bóng bán dẫn, hai bộ so sánh và một bảng lật SR.
Ban đầu, khi đầu ra ở tín hiệu mức logic thấp, bóng bán dẫn T được điều khiển để dẫn và chân 7 được nối đất. Giả sử một tín hiệu mức logic thấp được áp dụng cho đầu vào kích hoạt hoặc đầu vào của bộ so sánh, vì điện áp này nhỏ hơn 1 / 3Vcc, đầu ra của IC so sánh tăng cao, làm cho flip-flop đặt lại sao cho đầu ra bây giờ ở mức logic thấp.
Đồng thời, bóng bán dẫn được tắt và tụ điện bắt đầu sạc qua Vcc. Khi điện áp tụ điện tăng vượt quá 2 / 3Vcc, đầu ra của bộ so sánh 2 tăng cao, gây ra thiết lập lật SR. Do đó, đầu ra lại ở trạng thái ổn định sau một khoảng thời gian nhất định được xác định bởi các giá trị của R và C.
b. Astable Multivibrator
Để kết nối bộ hẹn giờ 555 ở chế độ ổn định, các chân 2 và 6 được rút ngắn và một điện trở được kết nối giữa chân 6 và 7.
Mạch đa điều khiển linh hoạt
Ban đầu, giả sử đầu ra của flip-flop SR ở mức logic thấp. Điều này làm tắt bóng bán dẫn và tụ điện bắt đầu sạc đến Vcc thông qua Ra và Rb theo cách mà tại một thời điểm, điện áp đầu vào cho bộ so sánh 2 vượt quá điện áp ngưỡng 2 / 3Vcc và đầu ra bộ so sánh tăng cao. Điều này làm cho flip-flop SR được đặt theo cách sao cho đầu ra bộ định thời ở mức logic thấp.
Bây giờ, bóng bán dẫn được điều khiển để bão hòa bởi một tín hiệu cao logic tại cơ sở của nó. Tụ điện bắt đầu phóng điện qua Rb và khi điện áp tụ điện này giảm xuống dưới 1/3 Vcc, đầu ra của bộ so sánh C2 ở mức logic cao. Điều này đặt lại flip-flop và đầu ra bộ hẹn giờ lại ở mức logic cao.
c. Bi-ổn định đa rung
Mạch đa rung ổn định Bi-ổn định
Bộ đếm thời gian 555 trong bộ rung đa năng ổn định hai mặt không yêu cầu sử dụng bất kỳ tụ điện nào thay vì sử dụng công tắc SPDT giữa mặt đất và chân 2 và 4.
Khi vị trí công tắc theo cách mà chân 2 ở mặt đất cùng với chân 6, đầu ra của bộ so sánh 1 là tín hiệu mức logic thấp, trong khi đầu ra của bộ so sánh 2 là tín hiệu mức logic cao. Điều này đặt lại flip-flop SR và đầu ra của flip-flop ở mức logic thấp. Đầu ra của bộ định thời là tín hiệu logic cao.
Khi vị trí công tắc theo cách mà chân 4 hoặc chân đặt lại của bàn lật được nối đất, thì bàn lật SR được đặt và đầu ra ở mức logic cao. Đầu ra của bộ định thời là tín hiệu mức logic thấp. Do đó, tùy thuộc vào vị trí công tắc mà thu được các xung cao và thấp.
Vì vậy, đây là các mạch multivibrator cơ bản được sử dụng để tạo xung. Chúng tôi hy vọng bạn đã hiểu rõ về máy rung đa năng.
Đây là một câu hỏi đơn giản cho tất cả độc giả:
Ngoài bộ đa rung, các loại mạch khác được sử dụng để tạo xung là gì?
