マルチバイブレーター
デジタル回路および電子回路は、マルチバイブレーターを使用して、さまざまな形式の波形を入力として受け取り、さまざまなタスクを実行します。これらのマルチバイブレータはフリップフロップのように使用され、順序回路が正常に動作するために使用される高調波発生器としても使用されます。
マルチバイブレータには3種類あります
1: 双安定マルチバイブレータ
双安定マルチバイブレータは、両方の状態が安定しているフリップフロップの別名です。これらの状態は、2 つの外部トリガー パルスが適用されて完全に SET-RESET されるまで、常に存在を維持します。双安定マルチバイブレータの別名は、トグル ラッチまたは双安定ラッチです。
一対のシュミット NAND ゲートを接続して SR ラッチを開発することにより、双安定マルチバイブレータの簡単な回路を開発します。双安定は 2 つの NAND ゲート U2 と U3 によって実現され、U1 はこの回路をトリガーするために使用されます。双安定マルチバイブレータでは、両方の状態が HIGH または LOW のいずれかになります。この回路は、カウンター、分周器、コンピューターのメモリー素子など、さまざまな用途に使用されます。
以下に示す回路は双安定マルチバイブレータを表したもので、この回路を構築するために 2 つの NAND ゲートが使用されます。この回路には、この双安定マルチバイブレータを手動で制御し、HIGH または LOW 出力を与える単極双投スイッチが含まれています。
2: 単安定マルチバイブレータ
このバイブレーターは、短い鋭いパルスをより幅の広いパルスに増加させるために使用されるため、ワンショットとしても知られており、大きなタイミングが必要な場合に使用されます。スタート信号によってトリガーされると、HIGH または LOW パルスのいずれかを生成します。この開始信号は、(t) でマルチバイブレータの状態を開始します。 1 ) に達するまで残ります。 2 )、この状態はタイミングコンデンサ CT と抵抗 RT によってわかります。
RC 時定数は、単安定マルチバイブレータが時間が終了するまで 1 つの状態を維持するのに役立ちます。アイドル状態または休止状態が、この単安定マルチバイブレータの唯一の状態です。
上記の回路は、2 つの NAND 論理ゲートで構築された単安定マルチバイブレータです。この回路は、クロック入力の状態と両方の NAND ゲートの単純な機能に従って動作します。この場合、負の入力トリガーにより LOW 出力が生成されます。期間は次の式で決定されます。
上記の回路は、2 つの NOT 論理ゲートで構築された単安定マルチバイブレータです。この回路は、クロック入力の状態と両方の NOT ゲートの単純な機能に従って動作します。 NOT ゲートによる単安定ビルドの期間は次のように与えられます。
3: 非安定マルチバイブレータ
非安定マルチバイブレータは、最も一般的に使用されるマルチバイブレータであり、LOW 状態と HIGH 状態の間で発振し、その状態を繰り返します。これは、LOW から HIGH および HIGH から LOW の間で連続的にスイッチングする特性により、クロックとパルスの生成に理想的なコンポーネントであり、常に 2 つの論理レベルでスイッチングします。
上の画像は非安定マルチバイブレータのプロトタイプです。非安定マルチバイブレータの構築には、2 つの 74HC04 ヘックス インバータ IC が使用されます。非安定マルチバイブレータの時定数は、次の式で求められます。
周波数は次の式で求められます。
無安定マルチバイブレータ R2 = 10 k Ohms およびコンデンサ C = 45 nf の例を考えてみましょう。周波数を求めます。
これを図で表すと次のようになります。
NE555 非安定マルチバイブレータ
上記の与える回路も非安定マルチバイブレータであり、連続的に出力を与えます。安定した発振機能は、2 ピンと 6 ピンの両方に共通に接続することによって実行され、各サイクルで再トリガーするために使用されます。コンデンサは R1 と R2 の両方を使用して充電しますが、放電は R2 でのみ発生します。 t1 と t2 の両方の期間の式は次のように与えられます。
結論
マルチバイブレータは、方形波、のこぎり波などのさまざまな種類の波形を生成するために使用される電子デバイスに存在する主要コンポーネントです。マルチバイブレータには、単安定、非安定、双安定など、その機能と構造に基づいてさまざまな種類があります。