Quais são os circuitos multivibradores importantes para a geração de pulso?

Os circuitos de multi-vibrador referem-se ao especial tipo de circuitos eletrônicos usado para gerar sinais de pulso. Esses sinais de pulso podem ser sinais de onda retangular ou quadrada. Eles geralmente produzem resultados em dois estados: alto ou baixo. Uma característica específica dos multivibradores é o uso de elementos passivos como resistor e capacitor para determinar o estado de saída.

Circuitos Multivibradores

Tipos de Multi-Vibradores

para. Multi-vibrador monoestável : Um multivibrador monoestável é o tipo de circuito multivibrador cuja saída está em apenas um estado estável. É também conhecido como multivibrador one-shot. Em um multivibrador monoestável, a duração do pulso de saída é determinada pela constante de tempo RC e é dada como: 1.11 * R * C

b. Um Multi-vibrador Estável : Um vibrador estável é um circuito com saída oscilante. Não precisa de nenhum acionamento externo e não tem estado estável. É um tipo de oscilador regenerativo.

c. Multi-vibrador biestável : Um vibrador biestável é um circuito com dois estados estáveis: alto e baixo. Geralmente, uma chave é necessária para alternar entre o estado alto e baixo da saída.

Três tipos de circuitos multivibradores

1. Usando Transistores

uma. Multi-vibrador monoestável

Circuito Multi-vibrador monoestável

No circuito acima, na ausência de qualquer sinal de disparo externo, a base do transistor T1 está no nível do solo e o coletor está em um potencial mais alto. Portanto, o transistor é cortado. No entanto, a base do transistor T2 obtém alimentação de tensão positiva do VCC por meio de um resistor, e o transistor T2 é levado à saturação. E, como o pino de saída está conectado ao terra através do T2, ele está em nível lógico baixo.

Quando um sinal de disparo é aplicado à base do transistor T1, ele começa a conduzir conforme sua corrente de base aumenta. Conforme o transistor conduz, sua voltagem de coletor diminui. Ao mesmo tempo, a tensão do capacitor C2 começa a descarregar através do T1. Isso faz com que o potencial no terminal da base do T2 diminua e, eventualmente, o T2 seja cortado. Como o pino de saída agora está diretamente conectado a uma alimentação positiva por meio do resistor: Vout está em um nível lógico alto.

Depois de algum tempo, quando o capacitor é completamente descarregado, ele começa a carregar através do resistor. O potencial no terminal base do transistor T2 começa a aumentar gradualmente e, eventualmente, o T2 é levado à condução. Assim, a saída está novamente em um nível lógico baixo ou o circuito está de volta ao seu estado estável.

b. Multivibrador biestável

Circuito multivibrador biestável

O circuito acima é um circuito multivibrador biestável com duas saídas, definindo os dois estados estáveis ​​do circuito.

Inicialmente, quando a chave está na posição A, a base do transistor T1 está no potencial de terra e, portanto, é desligada. Ao mesmo tempo, a base do transistor T2 está em um potencial comparativamente mais alto, ele começa a conduzir. Isso faz com que o pino de saída 1 seja conectado diretamente ao aterramento e o Vout1 esteja em nível lógico baixo. O pino 2 de saída no coletor de T1 é conectado diretamente ao Vcc, e o Vout2 está em nível lógico alto.

Agora, quando a chave está na posição B, as ações do transistor são revertidas (T1 está conduzindo e T2 está desligado) e os estados de saída são revertidos.

c. Multivibrador Astable

Circuito Multivibrador Astable

O circuito acima é um circuito oscilador. Suponha que inicialmente o transistor T1 esteja em condução e T2 em corte. A saída 2 está no nível lógico e a saída 1 está no nível lógico baixo. À medida que o capacitor c2 começa a carregar através de R4, o potencial na base de T2 começa a aumentar gradualmente até que T2 comece a conduzir. Isso diminui seu potencial coletor e, gradualmente, o potencial na base de T1 começa a diminuir até que seja completamente cortado.

Agora, conforme C1 carrega através de R1, o potencial na base do transistor T1 começa a aumentar e, eventualmente, ele é conduzido para a condução, e todo o processo se repete. Assim, a saída está constantemente se repetindo ou oscilando.

Além de usar BJTs, outros tipos de transistores também são usados ​​em circuitos de multi-vibrador.

2. Usando portas lógicas

para. Multi-Vibrador Monoestável

Circuito Multi-Vibrador Monoestável

Inicialmente, o potencial através do resistor está no nível do solo. Isso implica em um sinal lógico baixo para a entrada da porta NOT. Assim, a saída está em nível lógico alto.

Como ambas as entradas da porta NAND estão em níveis lógicos altos, a saída está em nível lógico baixo e a saída do circuito permanece em seu estado estável.

Agora, suponha que um sinal lógico baixo seja dado a uma das entradas da porta NAND, a outra entrada estando em nível lógico alto, a saída da porta é lógica 1, isto é, tensão positiva. Uma vez que há uma diferença de potencial em R, VR1 está no nível lógico alto e, consequentemente, a saída da porta NOT é lógica 0. Como este sinal lógico baixo é realimentado para a entrada da porta NAND, sua saída permanece na lógica 1 e a tensão do capacitor começa a aumentar gradualmente. Isso, por sua vez, causa a queda de potencial através do resistor, ou seja, VR1 começa a diminuir gradualmente e em um ponto fica baixo, de modo que um sinal lógico baixo é alimentado para a entrada da porta NOT e a saída está novamente no sinal lógico alto. O período de tempo durante o qual a saída permanece em seu estado estável é determinado pela constante de tempo RC.

b. Multi-vibrador astável

Circuito Multi-vibrador Astable

Inicialmente, quando a alimentação é fornecida, o capacitor é descarregado e um sinal lógico baixo é alimentado na entrada da porta NOT. Isso faz com que a saída esteja em um nível lógico alto. Conforme este sinal lógico alto é realimentado para a porta AND, sua saída está na lógica 1. O capacitor começa a carregar e o nível de entrada da porta NOT aumenta até atingir o limite lógico alto, e a saída está na lógica baixa.

Mais uma vez, a saída da porta AND está na lógica baixa (a entrada lógica baixa está sendo realimentada), e o capacitor começa a descarregar até que seu potencial na entrada da porta NOT alcance o limite lógico baixo, e a saída é novamente comutada de volta para a lógica alta .

Este é realmente um tipo de circuito oscilador de relaxamento .

c. Multi-vibrador biestável

A forma mais simples de multivibrador biestável é a trava SR, realizada por portas lógicas.

Circuito multivibrador biestável

Suponha que a saída inicial esteja em um nível lógico alto (Set) e o sinal de acionamento de entrada esteja em um sinal lógico baixo (Reset). Isso faz com que a saída da porta 1 NAND esteja em um nível lógico alto. Como ambas as entradas do U2 estão em nível lógico alto, a saída está em nível lógico baixo.

Uma vez que ambas as entradas de U3 estão em um nível lógico alto, a saída está em um nível lógico baixo, ou seja, Reset. A mesma operação ocorre para um sinal lógico alto na entrada, e o circuito muda de estado entre 0 e 1. Como visto, o uso de portas lógicas para multivibradores são, na verdade, exemplos de circuitos lógicos digitais.

3. Usando 555 Timers

555 Timer IC é o IC mais comumente usado para geração de pulso, especialmente modulação de largura de pulso , para circuitos multivibradores.

uma. Multi-vibrador monoestável

Circuito multi-vibrador monoestável

Para conectar um temporizador 555 no modo monoestável, um capacitor de descarga é conectado entre o pino de descarga 7 e o aterramento. A largura de pulso da saída gerada é determinada pelo valor do resistor R entre o pino de descarga, Vcc e capacitor C.

Se você está ciente dos circuitos internos do temporizador 555, deve estar ciente do fato de que um 555 temporizador funciona com um transistor, dois comparadores e um flip-flop SR.

Inicialmente, quando a saída está com um sinal lógico baixo, o transistor T é conduzido para a condução e o pino 7 é aterrado. Suponha que um sinal lógico baixo seja aplicado à entrada do acionador ou à entrada do comparador, já que esta tensão é menor que 1 / 3Vcc, a saída do IC do comparador fica alta, fazendo com que o flip-flop seja reiniciado de modo que a saída seja agora em um nível lógico baixo.

Ao mesmo tempo, o transistor é desligado e o capacitor começa a carregar pelo Vcc. Quando a tensão do capacitor aumenta além de 2 / 3Vcc, a saída do comparador 2 fica alta, fazendo com que o flip-flop SR se ajuste. Assim, a saída está novamente em seu estado estável após um certo período de tempo determinado pelos valores de R e C.

b. Multivibrador Astable

Para conectar um temporizador 555 no modo astável, os pinos 2 e 6 são encurtados e um resistor é conectado entre os pinos 6 e 7.

Circuito Multivibrador Astable

Inicialmente, suponha que a saída do flip-flop SR esteja em um nível lógico baixo. Isso desliga o transistor e o capacitor começa a carregar para Vcc através de Ra e Rb de tal forma que, ao mesmo tempo, a tensão de entrada para o comparador 2 excede a tensão limite de 2 / 3Vcc e a saída do comparador fica alta. Isso faz com que o flip-flop SR seja configurado de forma que a saída do temporizador esteja em um nível lógico baixo.

Agora, o transistor é levado à saturação por um sinal lógico alto em sua base. O capacitor começa a descarregar através de Rb, e quando a tensão do capacitor cai abaixo de 1/3 Vcc, a saída do comparador C2 está em um nível lógico alto. Isso reinicializa o flip-flop e a saída do temporizador está novamente no nível lógico alto.

c. Multi-vibrador biestável

Circuito multivibrador biestável

Um temporizador 555 em multi-vibrador biestável não requer o uso de qualquer capacitor, em vez de uma chave SPDT é usada entre o terra e os pinos 2 e 4.

Quando a posição do comutador é de tal forma que o pino 2 está aterrado junto com o pino 6, a saída do comparador 1 está no sinal lógico baixo, enquanto a saída do comparador 2 está no sinal lógico alto. Isso redefine o flip-flop SR e a saída do flip-flop é lógica baixa. A saída do temporizador é, portanto, um sinal lógico alto.

Quando a posição da chave é de tal forma que o pino 4, ou o pino de reset do flip-flop é aterrado, o flip-flop SR é definido e a saída está em nível lógico alto. A saída do temporizador está no sinal lógico baixo. Assim, dependendo da posição da chave, pulsos alto e baixo são obtidos.

Portanto, esses são os circuitos multivibradores básicos usados ​​para geração de pulso. Esperamos que você tenha uma compreensão clara dos multivibradores.

Aqui está uma pergunta simples para todos os leitores:

Além dos multivibradores, quais são os outros tipos de circuitos usados ​​para geração de pulso?