パルス回路-双安定マルチバイブレータ
双安定マルチバイブレータには two stable states。回路は2つの安定状態のいずれかに留まります。外部トリガーパルスが与えられない限り、それはその状態で継続します。このマルチバイブレータは、Flip-flop。この回路は単にBinary。
双安定マルチバイブレータにはいくつかのタイプがあります。次の図のようになります。
双安定マルチバイブレータの構築
負荷抵抗ＲＬ１およびＲＬ２を備えた２つの同様のトランジスタＱ１およびＱ２は、互いにフィードバックで接続されている。ベース抵抗は、R 3及びR 4は、共通ソース-Vに接合されているBB。フィードバック抵抗は、R 1及びR 2は、コンデンサCによって分流されて1とC 2としても知られていますCommutating Capacitors。トランジスタＱ１は、コンデンサＣ３を介してベースでトリガー入力を与えられ、トランジスタＱ２は、コンデンサＣ４を介してそのベースでトリガー入力を与えられる。
コンデンサC 1及びC 2は、としても知られていますSpeed-up Capacitors、それらが減少するにつれて transition time、これは、あるトランジスタから別のトランジスタへの伝導の伝達にかかる時間を意味します。
次の図は、自己バイアス双安定マルチバイブレータの回路図を示しています。
双安定マルチバイブレータの操作
回路による非安定、トランジスタの1つに記載の一部の回路の不均衡に、オンされたときに、Q言う1は、トランジスタQが、オンされます2はOFFに切り替えます。これは、双安定マルチバイブレータの安定状態です。
トランジスタＱ１のベースに負のトリガーを印加することによって、またはトランジスタＱ２のベースに正のトリガーパルスを印加することによって、この安定状態は変化しない。それで、トランジスタQ 1のベースでの負のパルスを考慮して、これを理解しましょう。その結果、コレクタ電圧が増加すると、順方向バイアストランジスタQとして2。Qのコレクタ電流2 Qのベースに適用される1は、逆バイアスQ 1と、この累積的な作用は、トランジスタQなる1 OFF、トランジスタQ 2オン。これは、マルチバイブレータのもう1つの安定した状態です。
この安定状態は、その後、再び変更しなければならない場合今、いずれかのトランジスタQにおける負トリガパルス2またはトランジスタQで正のトリガパルス1が適用されます。
出力波形
Qのコレクタの出力波形1及びQ 2 Qのベースに与えられるトリガ入力とともにW及びQ 2は、以下の図に示されています。
利点
双安定マルチバイブレータを使用する利点は次のとおりです。
- 邪魔されない限り、前の出力を保存します。
- 回路設計はシンプル
短所
双安定マルチバイブレータの欠点は次のとおりです。
- 2種類のトリガーパルスが必要です。
- 他のマルチバイブレータよりも少しコストがかかります。
アプリケーション
双安定マルチバイブレータは、パルス生成や、バイナリ情報のカウントや保存などのデジタル操作などのアプリケーションで使用されます。
固定バイアスバイナリ
固定バイアスのバイナリ回路は、Astable Multivibratorに似ていますが、単純なSPDTスイッチを備えています。2つのトランジスタがフィードバックで2つの抵抗に接続され、一方のコレクタがもう一方のベースに接続されています。次の図は、固定バイアスバイナリの回路図を示しています。
動作を理解するために、私たちは、スイッチは今トランジスタQ 1の位置にあると考える1は、ベースが接地されているようOFFになります。出力端子Vにおけるコレクタ電圧O1はVに等しくなるCCトランジスタQオン2オン。端子VO2の出力がLOWになります。これは安定した状態であり、外部トリガーによってのみ変更できます。スイッチの位置2への変更は、トリガーとして機能します。
スイッチが変更されると、トランジスタQ 2のベースが接地され、オフ状態になります。Vにおけるコレクタ電圧O2はVに等しくなるCCトランジスタQに印加される1上でそれをオンにします。これはもう1つの安定した状態です。この回路では、SPDTスイッチを使用してトリガーを実行します。
バイナリ回路に与えられるトリガーには主に2つのタイプがあります。彼らです
- 対称トリガー
- 非対称トリガー
シュミットトリガー
議論されるべき別のタイプのバイナリ回路は、 Emitter Coupled Binary回路。この回路は、Schmitt Trigger回路。この回路は、その用途にとってこの種の特殊なタイプと見なされています。
この回路の構成の主な違いは、出力Cからの結合点である2第1のトランジスタのベースB1と第2のトランジスタのが欠落していると、そのフィードバックが抵抗Rを介して今得られるE。この回路は、Regenerative circuit これは positive feedback そして no Phase inversion。BJTを使用したシュミットトリガーの回路は以下のとおりです。
当初、私たちは持っているQ 1 OFF及びQ 2をONに。電圧は、Qのベースに印加される2 VのあるCC Rを介してC1及びR 1。したがって、出力電圧は次のようになります。
$$ V_0 = V_ {CC}-（I_ {C2} R_ {c2}）$$
Q 2がオンになると、R Eの両端に電圧降下が発生します。これは（I C2 + I B2）REになります。今、この電圧は、Qのエミッタに適用されます1。入力電圧が上昇し、Q 1がカットイン電圧に達してオンになるまで、出力はLOWのままです。Q 1がONの場合、Q 2もONになるため、出力が増加します。入力電圧が上昇し続けると、点Cの電圧1及びB 2が落下し続け、E 2は上昇し続けます。入力電圧、Qの特定の値に2ターンオフ。この時点での出力電圧はVCCになり、入力電圧がさらに増加しても一定のままです。
入力電圧が上昇すると、入力電圧がV 1に達するまで、出力はLOWのままになります。
$$ V_1 = [V_ {CC}-（I_ {C2} R_ {C2}）] $$
入力電圧がVに等しい値1は、トランジスタQできます1飽和状態に入ると呼ばれUTP（上部トリガーポイント）。電圧が既にVより大きい場合1入力電圧がVに達するまで、それが残っている2ローレベルの遷移です。したがって、入力電圧がVされるために値2 Qれる2がオン状態になるが、と呼ばれLTP （より低いトリガーポイント）。
出力波形
出力波形は以下のようになります。
シュミットトリガー回路は、 Comparator したがって、入力電圧をと呼ばれる2つの異なる電圧レベルと比較します。 UTP （上部トリガーポイント）および LTP（より低いトリガーポイント）。入力がこのUTPを超えると、HIGHと見なされ、このLTPを下回ると、LOWと見なされます。出力は、HIGHの場合は1、LOWの場合は0を示すバイナリ信号になります。したがって、アナログ信号はデジタル信号に変換されます。入力が中間値（HIGHとLOWの間）の場合、前の値が出力になります。
この概念は、と呼ばれる現象に依存します Hysteresis。電子回路の伝達特性は、loop と呼ばれる Hysteresis。これは、出力値が入力の現在値と過去値の両方に依存することを説明しています。これにより、シュミットトリガー回路での不要な周波数スイッチングが防止されます
利点
シュミットトリガー回路の利点は次のとおりです。
- 完全な論理レベルが維持されます。
- メタ安定を回避するのに役立ちます。
- パルス調整のために、通常のコンパレータよりも優先されます。
短所
シュミットトリガーの主な欠点は次のとおりです。
- 入力が遅いと、出力も遅くなります。
- 入力にノイズが多い場合、出力にはノイズが多くなります。
シュミットトリガーのアプリケーション
シュミットトリガー回路は、振幅コンパレータおよび二乗回路として使用されます。また、パルスコンディショニングおよびシャープニング回路でも使用されます。
トランジスタを使ったマルチバイブレータ回路です。同じマルチバイブレータは、オペアンプとIC 555タイマー回路を使用して設計されています。これらについては、以降のチュートリアルで説明します。