มัลติไวเบรเตอร์
วงจรดิจิทัลและอิเล็กทรอนิกส์ใช้มัลติไวเบรเตอร์เพื่อนำรูปคลื่นรูปแบบต่างๆ เป็นอินพุตเพื่อทำงานต่างๆ มัลติไวเบรเตอร์เหล่านี้ใช้เหมือนกับฟลิปฟล็อปและอาจเป็นเครื่องกำเนิดฮาร์มอนิกซึ่งใช้โดยวงจรซีเควนเชียลเพื่อการทำงานที่เหมาะสม
เครื่องมัลติไวเบรเตอร์มีสามประเภท
- เครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบ Bistable
- เครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิล
- เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ Astable
1: เครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบ Bistable
Bistable multivibrator เป็นชื่อที่สองของ flip-flop โดยทั้งสองสถานะมีเสถียรภาพ สถานะเหล่านี้จะรักษาสถานะไว้เสมอจนกว่าจะใช้พัลส์ทริกเกอร์ภายนอกสองตัวเพื่อตั้งค่า-รีเซ็ตโดยสมบูรณ์ ชื่ออื่นสำหรับเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบ bistable คือสลักสลับหรือสลักแบบ Bistable
เพื่อพัฒนาวงจรง่ายๆ ของมัลติไวเบรเตอร์แบบบิสเทเบิลโดยเชื่อมต่อเกต Schmitt NAND คู่หนึ่งเพื่อพัฒนาสลัก SR Bistable ได้รับการพัฒนาโดยเกต NAND สองตัว ได้แก่ U2 และ U3 และ U1 ใช้เพื่อกระตุ้นวงจรนี้ สถานะทั้งสองมีค่าสูงหรือต่ำในมัลติไวเบรเตอร์แบบบิสเทเบิล วงจรนี้มีประโยชน์หลายอย่าง เช่น ตัวนับ ตัวแบ่งความถี่ และองค์ประกอบหน่วยความจำในคอมพิวเตอร์
วงจรที่ระบุด้านล่างเป็นตัวแทนของเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบบิสเทเบิล โดยมีการใช้เกท NAND สองตัวเพื่อสร้างวงจรนี้ วงจรนี้ประกอบด้วยสวิตช์ส่งสองขั้วเดี่ยวเพื่อควบคุมมัลติไวเบรเตอร์แบบบิสเทเบิลนี้ด้วยตนเองและให้เอาต์พุตสูงหรือต่ำ
2: มัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิล
เครื่องสั่นนี้เรียกอีกอย่างว่า one shot เนื่องจากใช้เพื่อเพิ่มพัลส์ชาร์ปสั้นให้เป็นพัลส์ที่กว้างกว่ามาก ซึ่งใช้เมื่อต้องการจังหวะเวลามาก มันสร้างพัลส์สูงหรือต่ำเมื่อถูกกระตุ้นโดยสัญญาณสตาร์ท สัญญาณเริ่มต้นนี้จะเริ่มต้นสถานะของมัลติไวเบรเตอร์ที่ (t 1 ) ซึ่งจะยังคงอยู่จนกว่าจะถึง (t 2 ) และสถานะนี้สามารถพบได้โดยตัวเก็บประจุไทม์มิ่ง CT และตัวต้านทาน RT
ค่าคงที่เวลา RC ช่วยให้มัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิลยังคงอยู่ในสถานะเดียวจนกว่าเวลาจะสิ้นสุดลง การเกียจคร้านหรือการพักผ่อนเป็นเพียงสถานะเดียวของมัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิลนี้
วงจรด้านบนเป็นเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิลที่สร้างขึ้นโดยลอจิกเกต NAND สองตัว วงจรทำงานตามสถานะของอินพุตนาฬิกาและฟังก์ชันง่ายๆ ของเกต NAND ทั้งสอง ทริกเกอร์อินพุตเชิงลบจะสร้างเอาต์พุตต่ำในกรณีนี้ ช่วงเวลาจะถูกกำหนดโดยสูตรซึ่งกำหนดให้เป็น
วงจรด้านบนเป็นเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบโมโนสเตเบิลที่สร้างขึ้นโดยไม่ใช่ลอจิกเกตสองตัว วงจรทำงานตามสถานะของอินพุตนาฬิกาและฟังก์ชันง่ายๆ ของเกต NOT ทั้งสอง ช่วงเวลาสำหรับการสร้าง monostable โดย NOT gate ถูกกำหนดไว้เป็น
3: เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ Astable
เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ Astable เป็นเครื่องมัลติไวเบรเตอร์ที่ใช้บ่อยที่สุด ซึ่งจะแกว่งไปมาระหว่างสถานะ LOW และ HIGH และทำซ้ำสถานะกลับไป นี่เป็นส่วนประกอบที่เหมาะสำหรับการสร้างนาฬิกาและพัลส์ เนื่องจากมีคุณสมบัติในการสลับระหว่าง LOW ไป HIGH และ HIGH ไป LOW อย่างต่อเนื่อง และจะมีการสลับในสองระดับลอจิกเสมอ
ภาพด้านบนเป็นต้นแบบของเครื่องมัลติไวเบรเตอร์ที่เสถียร ไอซีอินเวอร์เตอร์ฐานสิบหก 74HC04 สองตัวถูกใช้ในการสร้างมัลติไวเบรเตอร์ที่เสถียร ค่าคงที่เวลาสำหรับเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบ Astable กำหนดโดยสูตรคือ
ความถี่ถูกกำหนดโดยสูตร:
ลองพิจารณาตัวอย่างของมัลติไวเบรเตอร์แบบ astable R2 = 10 k Ohms และค่าของตัวเก็บประจุ C = 45 nf ค้นหาความถี่:
มุมมองกราฟิกของสิ่งนี้ได้รับเป็น:
NE555 เครื่องมัลติไวเบรเตอร์ Astable
วงจรการให้ข้างต้นยังเป็นเครื่องมัลติไวเบรเตอร์แบบ Astable และจะให้เอาต์พุตอย่างต่อเนื่อง ฟังก์ชันการสั่นที่เสถียรจะดำเนินการโดยการเชื่อมต่อโดยทั่วไปเข้ากับพินทั้ง 2 และ 6 ซึ่งใช้ในการกระตุ้นตัวเองใหม่ในแต่ละรอบ ตัวเก็บประจุใช้ทั้ง R1 และ R2 เพื่อชาร์จตัวเอง แต่การคายประจุจะเกิดขึ้นกับ R2 เท่านั้น สูตรช่วงเวลาสำหรับทั้ง t1 และ t2 จะได้รับเป็น
บทสรุป
มัลติไวเบรเตอร์เป็นส่วนประกอบหลักที่มีอยู่ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ในการสร้างรูปคลื่นประเภทต่างๆ เช่น คลื่นสี่เหลี่ยม ฟันเลื่อย และอื่นๆ อีกมากมาย มีมัลติไวเบรเตอร์หลายประเภทตามฟังก์ชันและโครงสร้าง เช่น โมโนสเตเบิล แอสเทเบิล และบิสเตเบิล