Импульсные схемы - бистабильный мультивибратор

Бистабильный мультивибратор имеет два стабильных состояния . Схема находится в любом из двух стабильных состояний. Он продолжается в этом состоянии, если только не дан внешний импульс запуска. Этот мультивибратор также известен как триггер . Эта схема называется просто Binary .

Существует несколько типов бистабильных мультивибраторов. Они как показано на следующем рисунке.

Строительство бистабильного мультивибратора

Два аналогичных транзистора Q ₁ и Q ₂ с нагрузочными резисторами R _L1 и R _L2 соединены в обратной связи друг с другом. Базовые резисторы R ₃ и R ₄ соединены с общим источником -V _BB . Резисторы обратной связи R ₁ и R ₂ шунтируются конденсаторами C ₁ и C _2, известными как коммутационные конденсаторы . Транзистор Q ₁ получает триггерный вход на базе через конденсатор C _3, а транзистор Q ₂ получает триггерный вход на своей базе через конденсатор C ₄ .

Конденсаторы C ₁ и C ₂ также известны как ускоряющие конденсаторы , так как они уменьшают время перехода , что означает время, необходимое для передачи проводимости от одного транзистора к другому.

На следующем рисунке показана принципиальная схема самосмещенного бистабильного мультивибратора.

Работа бистабильного мультивибратора

Когда цепь включена, из-за некоторого дисбаланса цепи, как в Astable, один из транзисторов, скажем, Q _1, включается, а транзистор Q ₂ выключается. Это стабильное состояние бистабильного мультивибратора.

Применяя отрицательный триггер на базе транзистора Q ₁ или применяя положительный триггерный импульс на базе транзистора Q ₂ , это стабильное состояние не изменяется. Итак, давайте разберемся с этим, рассмотрев отрицательный импульс на базе транзистора Q ₁ . В результате увеличивается напряжение на коллекторе, что смещает транзистор Q ₂ вперед. Ток коллектора Q ₂ при подаче на базу Q ₁ , обратные смещения Q ₁ и это кумулятивное действие отключают транзистор Q ₁ и включают транзистор Q ₂ . Это еще одно стабильное состояние мультивибратора.

Теперь, если это стабильное состояние необходимо изменить снова, то применяется либо отрицательный импульс запуска на транзисторе Q _2, либо положительный импульс запуска на транзисторе Q ₁ .

Выходные сигналы

Выходные осциллограммы на коллекторах Q ₁ и Q ₂ вместе с триггерными входами, заданными на основаниях Q _W и Q ₂ , показаны на следующих рисунках.

преимущества

Преимущества использования бистабильного мультивибратора следующие:

Сохраняет предыдущий вывод, если не нарушен.
Схема проста

Недостатки

Недостатки бистабильного мультивибратора заключаются в следующем —

Требуются два вида триггерных импульсов.
Немного дороже, чем другие мультивибраторы.

Приложения

Бистабильные мультивибраторы используются в таких приложениях, как генерация импульсов и цифровые операции, такие как подсчет и хранение двоичной информации.

Binary с фиксированным смещением

Бинарная схема с фиксированным смещением аналогична нестабильному мультивибратору, но с простым переключателем SPDT. Два транзистора соединены в обратной связи с двумя резисторами, причем один коллектор соединен с основанием другого. На рисунке ниже показана принципиальная схема двоичного файла с фиксированным смещением.

Чтобы понять операцию, давайте посмотрим, что переключатель находится в положении 1. Теперь транзистор Q ₁ будет выключен, так как база заземлена. Напряжение на коллекторе на выходной клемме V _O1 будет равно V _CC, что включает транзистор Q ₂ . Выход на клемме V _O2 становится НИЗКИМ. Это стабильное состояние, которое может быть изменено только внешним триггером. Переключатель в положение 2 работает как триггер.

Когда переключатель изменяется, база транзистора Q ₂ заземляется, переводя его в состояние ВЫКЛ. Напряжение коллектора на V _O2 будет равно V _CC, которое подается на транзистор Q _1, чтобы включить его. Это другое стабильное состояние. Запуск в этой схеме осуществляется с помощью SPDT-переключателя.

Существует два основных типа триггеров, предоставляемых двоичным цепям. Они есть

Симметричный запуск
Асимметричный запуск

Шмитт Триггер

Другим типом двоичной цепи, которую следует обсудить, является двоичная цепь с эмиттерной связью . Эта схема также называется триггерной цепью Шмитта . Эта схема рассматривается как особый тип в своем роде для своих приложений.

Основное отличие в конструкции этой схемы состоит в том, что отсутствует связь между выходом C ₂ второго транзистора и базой B1 первого транзистора, и теперь обратная связь получается через резистор R _e . Эта схема называется регенеративной, поскольку она имеет положительную обратную связь и не имеет инверсии фазы . Схема триггера Шмитта с использованием BJT показана ниже.

Изначально у нас есть Q ₁ OFF и Q ₂ ON. Напряжение, приложенное к базе Q _2, составляет V _CC через R _C1 и R ₁ . Таким образом, выходное напряжение будет

$V_0 = V_ {CC} - (I_ {C2} R_ {c2})$

Когда Q ₂ включен, на R _E будет падение напряжения, которое будет (I _C2 + I _B2 ) R _E. Теперь это напряжение подается на эмиттер Q ₁ . Входное напряжение увеличивается, и до тех пор, пока Q _{1 не} достигнет напряжения включения для включения, выход остается НИЗКИМ. При включенном Q ₁ выход будет увеличиваться, так как Q ₂ также включен. Когда входное напряжение продолжает расти, напряжение в точках C ₁ и B ₂ продолжает падать, а E ₂ продолжает расти. При определенном значении входного напряжения Q ₂ выключается. Выходное напряжение в этой точке будет V _CC и остается постоянным, хотя входное напряжение еще больше увеличится.

Когда входное напряжение возрастает, выход остается НИЗКИМ, пока входное напряжение не достигнет V _1, где

$$ V_1 = [V_ {CC} — (I_ {C2} R_ {C2})]] $

Значение, при котором входное напряжение равно V ₁ , позволяет транзистору Q ₁ войти в насыщение, называется UTP (Upper Trigger Point). Если напряжение уже превышает V ₁ , оно остается там до тех пор, пока входное напряжение не достигнет V ₂ , что является переходом низкого уровня. Следовательно, значение, для которого входное напряжение будет V _2, при котором Q ₂ переходит в состояние ВКЛ, называется LTP (нижняя точка запуска).