ما هي دوائر الهزاز المتعدد المهمة لتوليد النبضات؟

جرب أداة القضاء على المشاكل





تشير الدوائر متعددة الهزاز إلى الخاص نوع الدوائر الإلكترونية تستخدم لتوليد إشارات النبض. يمكن أن تكون إشارات النبض هذه إشارات موجة مستطيلة أو مربعة. تنتج بشكل عام مخرجات في حالتين: مرتفع أو منخفض. من الخصائص المحددة للهزازات المتعددة استخدام العناصر السلبية مثل المقاوم والمكثف لتحديد حالة الإخراج.

دوائر الهزاز المتعدد

دوائر الهزاز المتعدد



أنواع الهزازات المتعددة

إلى. هزاز متعدد أحادي : الهزاز المتعدد الأحادي هو نوع الدائرة متعددة الهزاز التي يكون خرجها في حالة مستقرة واحدة فقط. يُعرف أيضًا باسم الهزاز المتعدد الطلقة الواحدة. في الهزاز المتعدد الأحادي ، يتم تحديد مدة نبضة الخرج بواسطة ثابت وقت RC وتعطى على النحو التالي: 1.11 * R * C


ب. هزاز متعدد مستقر : الهزاز المستقر عبارة عن دائرة ذات خرج متذبذب. لا يحتاج إلى أي تشغيل خارجي ، وليس لديه حالة مستقرة. إنه نوع من المذبذب التجديدي.



ج. ثنائي الاستقرار متعدد الهزاز : الهزاز ثنائي الاستقرار عبارة عن دائرة ذات حالتين مستقرتين: مرتفع ومنخفض. بشكل عام ، يلزم التبديل للتبديل بين حالة الإخراج العالية والمنخفضة.

ثلاثة أنواع من الدوائر متعددة الهزاز

1. استخدام الترانزستورات

أ. هزاز متعدد أحادي


دائرة هزاز متعدد أحادي

دائرة هزاز متعدد أحادي

في الدائرة أعلاه ، في حالة عدم وجود أي إشارة تشغيل خارجية ، تكون قاعدة الترانزستور T1 عند مستوى الأرض ويكون المجمع عند إمكانات أعلى. لذلك ، يتم قطع الترانزستور. ومع ذلك ، فإن قاعدة الترانزستور T2 تحصل على إمداد جهد موجب من VCC من خلال المقاوم ، ويتم دفع الترانزستور T2 إلى التشبع. وبما أن دبوس الإخراج متصل بالأرض من خلال T2 ، فإنه يكون عند مستوى منطقي منخفض.

عندما يتم تطبيق إشارة الزناد على قاعدة الترانزستور T1 ، فإنها تبدأ بالتوصيل مع زيادة تيار قاعدتها. أثناء إجراء الترانزستور ، ينخفض ​​جهد المجمع. في الوقت نفسه ، يبدأ جهد المكثف C2 في التفريغ عبر T1. يؤدي هذا إلى انخفاض الإمكانات في المحطة الأساسية لـ T2 وفي النهاية يتم قطع T2. نظرًا لأن دبوس الإخراج متصل الآن مباشرة بمصدر إيجابي من خلال المقاوم: Vout في مستوى منطقي مرتفع.

بعد فترة من الوقت ، عندما يتم تفريغ المكثف بالكامل ، يبدأ الشحن من خلال المقاوم. تبدأ الإمكانات عند المحطة الأساسية للترانزستور T2 في الزيادة تدريجياً وفي النهاية يتم دفع T2 إلى التوصيل. وبالتالي ، يكون الناتج مرة أخرى عند مستوى منطقي منخفض أو عادت الدائرة إلى حالتها المستقرة.

ب. متعدد الهزاز ثنائي الاستقرار

حلبة متعددة الهزاز ثنائي الاستقرار

حلبة متعددة الهزاز ثنائي الاستقرار

الدائرة المذكورة أعلاه عبارة عن دائرة متعددة الهزاز ثنائية الاستقرار ذات مخرجات تحدد الحالتين المستقرتين للدائرة.

في البداية ، عندما يكون المفتاح في الموضع A ، تكون قاعدة الترانزستور T1 عند الأرض المحتملة ، وبالتالي ، يتم قطعها. في الوقت نفسه ، تكون قاعدة الترانزستور T2 ذات إمكانات أعلى نسبيًا ، وتبدأ في التوصيل. يؤدي هذا إلى توصيل طرف الخرج 1 مباشرة بالأرض ، ويكون Vout1 عند المستوى المنطقي المنخفض. يتم توصيل طرف الخرج عند مجمع T1 مباشرة بـ Vcc ، ويكون Vout2 عند مستوى المنطق العالي.

الآن ، عندما يكون المفتاح في الموضع B ، يتم عكس إجراءات الترانزستور (يتم إجراء T1 ويتم قطع T2) ويتم عكس حالات الإخراج.

ج. الهزاز المتعدد المستقر

حلبة الهزاز المتعددة المستقرة

حلبة الهزاز المتعددة المستقرة

الدائرة أعلاه عبارة عن دائرة مذبذب. لنفترض أن الترانزستور T1 في البداية قيد التوصيل و T2 في حالة انقطاع. الناتج 2 عند المستوى المنطقي ، والمخرج 1 عند المستوى المنطقي المنخفض. عندما يبدأ المكثف c2 في الشحن عبر R4 ، تبدأ الإمكانات الموجودة في قاعدة T2 في الزيادة تدريجياً حتى يبدأ T2 في التوصيل. هذا يقلل من إمكانات المجمع الخاص به ويبدأ تدريجياً في التناقص في قاعدة T1 حتى يتم قطعه تمامًا.

الآن ، مع شحن C1 عبر R1 ، تبدأ الإمكانية في قاعدة الترانزستور T1 في الزيادة وفي النهاية يتم دفعها إلى التوصيل ، وتتكرر العملية بأكملها. وبالتالي ، فإن الإخراج يتكرر باستمرار أو يتأرجح.

بصرف النظر عن استخدام BJTs ، أخرى أنواع الترانزستورات تستخدم أيضًا في دوائر متعددة الهزاز.

2. استخدام بوابات المنطق

إلى. هزاز متعدد أحادي ثابت

دائرة هزاز متعدد أحادي الاستقرار

دائرة هزاز متعدد أحادي الاستقرار

في البداية ، تكون الإمكانات عبر المقاوم عند مستوى الأرض. وهذا يعني إشارة منطقية منخفضة لمدخل البوابة NOT. وبالتالي ، يكون الناتج عند مستوى منطقي مرتفع.

نظرًا لأن كلا من مدخلات بوابة NAND تكون عند مستويات منطقية عالية ، يكون الناتج عند المستوى المنطقي المنخفض ، ويظل خرج الدائرة في حالته المستقرة.

الآن ، لنفترض أن إشارة منطقية منخفضة تم إعطاؤها لأحد مدخلات بوابة NAND ، وأن المدخلات الأخرى عند مستوى منطقي مرتفع ، ومخرج البوابة هو المنطق 1 ، أي الجهد الموجب. نظرًا لوجود فرق محتمل عبر R ، يكون VR1 عند مستوى منطقي مرتفع ، وبالتالي يكون خرج بوابة NOT هو المنطق 0. نظرًا لأن هذه الإشارة المنطقية المنخفضة يتم تغذيتها مرة أخرى إلى مدخل بوابة NAND ، يظل خرجها عند المنطق 1 و يبدأ جهد المكثف في الزيادة تدريجياً. يؤدي هذا بدوره إلى الانخفاض المحتمل عبر المقاوم ، أي يبدأ VR1 في التناقص تدريجيًا وعند نقطة ما ينخفض ​​، بحيث يتم تغذية إشارة منطقية منخفضة إلى مدخلات بوابة NOT ، ويكون الإخراج مرة أخرى عند إشارة منطقية عالية. يتم تحديد الفترة الزمنية التي يظل فيها الإخراج في حالته المستقرة بواسطة ثابت وقت RC.

ب. هزاز متعدد مستقر

حلبة متعددة الهزازات المستقرة

حلبة متعددة الهزازات المستقرة

في البداية ، عندما يتم توفير العرض ، يكون المكثف غير مشحون ويتم تغذية إشارة منطقية منخفضة لمدخل البوابة NOT. يؤدي هذا إلى أن يكون الناتج على مستوى منطقي مرتفع. نظرًا لأن هذه الإشارة المنطقية العالية يتم إرجاعها إلى البوابة AND ، يكون خرجها عند المنطق 1. يبدأ المكثف في الشحن ويزداد مستوى إدخال البوابة NOT حتى تصل إلى عتبة المنطق العالية ، ويكون الناتج عند المنطق المنخفض.

مرة أخرى ، يكون ناتج البوابة AND منخفض المنطق (يتم تغذية المدخلات المنطقية المنخفضة مرة أخرى) ، ويبدأ المكثف في التفريغ حتى تصل إمكاناته عند إدخال البوابة NOT إلى عتبة منطقية منخفضة ، ويتم إعادة الإخراج مرة أخرى إلى المستوى المنطقي المرتفع .

هذا في الواقع نوع من دائرة مذبذب الاسترخاء .

ج. ثنائي الاستقرار متعدد الهزاز

أبسط شكل من أشكال الهزاز المتعدد ثنائي الاستقرار هو مزلاج SR ، الذي تحققه البوابات المنطقية.

حلبة متعددة الهزاز ثنائي الاستقرار

حلبة متعددة الهزاز ثنائي الاستقرار

لنفترض أن الإخراج الأولي عند مستوى منطقي مرتفع (ضبط) وأن إشارة تشغيل الإدخال عند إشارة منطقية منخفضة (إعادة تعيين). يؤدي هذا إلى أن يكون خرج بوابة NAND 1 عند المستوى المنطقي العالي. نظرًا لأن كلا من مدخلات U2 على مستوى منطقي مرتفع ، يكون الناتج عند المستوى المنطقي المنخفض.

نظرًا لأن كلا من مدخلات U3 على مستوى منطقي عالٍ ، يكون الناتج عند مستوى منطقي منخفض ، أي إعادة تعيين. تحدث نفس العملية للإشارة المنطقية العالية عند الإدخال ، وتتغير حالة الدائرة بين 0 و 1. كما رأينا ، فإن استخدام البوابات المنطقية للهزازات المتعددة هي في الواقع أمثلة على دوائر المنطق الرقمي.

3. باستخدام 555 Timers

555 المؤقت IC هو IC الأكثر استخدامًا لتوليد النبض ، على وجه الخصوص تعديل عرض النبضة ، لدوائر متعددة الهزاز.

أ. هزاز متعدد أحادي

دائرة أحادية الهزاز متعددة

دائرة أحادية الهزاز متعددة

لتوصيل مؤقت 555 في الوضع الأحادي ، يتم توصيل مكثف تفريغ بين دبوس التفريغ 7 والأرض. يتم تحديد عرض النبضة للإخراج الناتج عن طريق قيمة المقاوم R بين دبوس التفريغ و Vcc والمكثف C.

إذا كنت على علم بالدوائر الداخلية لجهاز ضبط الوقت 555 ، فيجب أن تكون على دراية بحقيقة أن a 555 الموقت يعمل مع الترانزستور واثنين من المقارنات و SR flip-flop.

في البداية ، عندما يكون الخرج عند إشارة منطقية منخفضة ، يتم دفع الترانزستور T إلى التوصيل ويتم تأريض دبوس 7. لنفترض أنه تم تطبيق إشارة منطقية منخفضة على إدخال الزناد أو إدخال المقارنة ، نظرًا لأن هذا الجهد أقل من 1 / 3Vcc ، فإن خرج IC المقارن يرتفع ، مما يتسبب في إعادة ضبط flip-flop بحيث يكون الإخراج الآن على مستوى منطقي منخفض.

في الوقت نفسه ، يتم إيقاف تشغيل الترانزستور ويبدأ المكثف في الشحن عبر Vcc. عندما يزيد جهد المكثف عن 2 / 3Vcc ، يرتفع ناتج المقارنة 2 ، مما يؤدي إلى ضبط SR flip-flop. وبالتالي ، يكون الناتج مرة أخرى في حالته المستقرة بعد فترة زمنية معينة تحددها قيم R و C.

ب. الهزاز المتعدد المستقر

لتوصيل مؤقت 555 في الوضع المستقر ، يتم تقصير السنون 2 و 6 ويتم توصيل المقاوم بين السن 6 و 7.

حلبة الهزاز المتعددة المستقرة

حلبة الهزاز المتعددة المستقرة

في البداية ، افترض أن خرج SR flip-flop عند مستوى منطقي منخفض. يؤدي هذا إلى إيقاف تشغيل الترانزستور ويبدأ المكثف في الشحن إلى Vcc من خلال Ra و Rb بطريقة تتجاوز في وقت واحد جهد الدخل للمقارن 2 عتبة الجهد 2 / 3Vcc ، ويكون ناتج المقارنة مرتفعًا. يؤدي هذا إلى ضبط SR flip-flop بطريقة تجعل خرج المؤقت منخفضًا.

الآن ، يتم دفع الترانزستور إلى التشبع بواسطة إشارة منطقية عالية في قاعدته. يبدأ المكثف في التفريغ من خلال Rb ، وعندما ينخفض ​​جهد المكثف هذا إلى أقل من 1/3 Vcc ، يكون ناتج المقارنة C2 عند مستوى منطقي مرتفع. هذا يعيد ضبط flip-flop ويكون خرج المؤقت مرة أخرى عند مستوى المنطق العالي.

ج. هزاز متعدد ثنائي الاستقرار

دائرة متعددة الهزاز ثنائي الاستقرار

دائرة متعددة الهزاز ثنائي الاستقرار

لا يتطلب المؤقت 555 في الهزاز المتعدد ثنائي الاستقرار استخدام أي مكثف بدلاً من استخدام مفتاح SPDT بين الأرض والدبابيس 2 و 4.

عندما يكون موضع التبديل بحيث يكون الدبوس 2 على الأرض جنبًا إلى جنب مع الطرف 6 ، يكون خرج المقارنة 1 عند إشارة منطقية منخفضة ، بينما يكون خرج المقارنة 2 عند إشارة منطقية عالية. هذا يعيد ضبط SR flip-flop ، ويكون ناتج flip flop منطقيًا. وبالتالي فإن خرج المؤقت هو إشارة منطقية عالية.

عندما يكون موضع المفتاح بطريقة يتم فيها تأريض الدبوس 4 ، أو دبوس إعادة الضبط للقلب ، يتم ضبط SR flip-flop ، ويكون الإخراج عند منطق مرتفع. خرج المؤقت عند إشارة منطقية منخفضة. وبالتالي ، اعتمادًا على موضع التبديل ، يتم الحصول على نبضات عالية ومنخفضة.

إذن ، هذه هي الدوائر الأساسية متعددة الهزاز المستخدمة لتوليد النبضات. نأمل أن يكون لديك فهم واضح للهزازات المتعددة.

هذا سؤال بسيط لجميع القراء:

بصرف النظر عن الهزازات المتعددة ، ما هي أنواع الدوائر الأخرى المستخدمة لتوليد النبضات؟