تعریف مولتی ویبراتور مونو استابل در مدار

تعریف مولتی ویبراتور مونو استابل در مدار:
مولتی ویبراتور مونو استابل (Monostable Multivibrator) جزو مدارات ترتیبی باز تولید کننده (Regenerative) محسوب می شود که دو نوع سنکرون و غیرسنکرون دارد.

این مدار معمولا به صورت گسترده در کاربردهای زمان بندی الکترونیکی (Electronic Timing) مورد استفاده قرار می گیرد.

مولتی ویبراتورها یک شکل موج را در خروجی تولید می کنند که معمولا این شکل موج، به صورت مربعی متقارن (Symmetrical) یا غیرمتقارن (Asymmetrical) است؛ زیرا شکل موج مربعی متداول ترین شکل موج تولیدی مورد استفاده در مدارات الکترونیکی است.

این مولتی ویبراتورهای متعلق به یک خانواده از نوسان گرها (Oscillators) هستند که معمولا نوسان گرهای آرام (Relaxation Oscillators) نامیده می شوند.

در حالت کلی، مولتی ویبراتورهای گسسته از دو ترانزیستور که به صورت متقاطع به یکدیگر کوپل شده اند، به عنوان مدار کلیدزنی، تشکیل شده است.

این مدار کلید زنی به نحوی طراحی شده است که یک یا تعداد بیشتری از خروجی های خود را به عنوان ورودی و از طریق شبکه مقاومت و خازن (RC) به ترانزیستورهای دیگر باز گرداند تا یک حلقه فیدبک ایجاد شود.

ویژگی مولتی ویبراتورها این است که این مدارات دارای دو حالت الکتریکی مختلف هستند. یک حالت خروجی HIGH و دیگری حالت خروجی LOW است.

این حالت های خروجی بسته به نوع مولتی ویبراتور، به مدار وضعیتی پایدار (Stable) و یا شبه پایدار (Quasi Stable) می دهند.

یک نوع از چنین پیکربندی های مولد پالس دو حالته، مولتی ویبراتور مونو استابل نام دارد. نمای یک مدار مولتی ویبراتور مونو استابل در شکل زیر نشان داده شده است.

مولتی ویبراتور مونو استابل فقط یک حالت پایدار دارد و دقیقا به همین دلیل است که نام مونو استابل بر آن نهاده شده است.

این نوع از مدارات زمانی که توسط یک پالس خارجی تریگر شوند، پالس خروجی تکی را تولید می کنند.

مولتی ویبراتور مونو استابل فقط زمانی به حالت پایدار اولیه خود (که آن حالت را حالت پایدار مونو استابل می نامند.) باز می گردد که یک بازه زمانی خاص را سپری کند. این بازه زمانی توسط ثابت زمانی مدار شبکه RC کوپل شده تعیین می شود.

مدار ماسفت (MOSFET) در شکل بالا را در نظر بگیرید. مقاومت R و خازن C متعلق به شبکه زمان بندی هستند. ماسفت کانال N افزایشی (N-channel Enhancement Mode MOSFET) بر حسب ولتاژ در دو سر خازن به وضعیت روشن می رود و LED متصل به درین (Drain) نیز روشن می شود.

زمانی که کلید بسته باشد، خازن اتصال کوتاه شده و بنابراین در مد تخلیه قرار می گیرد. در همین حال گیت (Gate) ترانزیستور ماسفت به زمین متصل می شود و ترانزیستور و در نتیجه LED نیز خاموش می شوند. پس می توان گفت در زمانی که کلید بسته باشد، مدار همیشه در حالت خاموش است و در وضعیت ناپایدار خود قرار دارد.

اما زمانی که کلید در مدار باز شود، خازن C که در مرحله قبل به صورت کامل دشارژ شده بود، این بار از طریق مقاومت R شروع به شارژ شدن می کند. سرعت این شارژ شدن را مدار زمان بندی تعیین می کند که همان شبکه خازنی مقاومتی RC است.

زمانی که ولتاژ شارژ خازن به پایین ترین سطح ولتاژ آستانه گیت ماسفت برسد، ترانزیستور ماسفت روشن می شود و همزمان با آن LED نیز روشن می شود. در این حالت مدار در وضعیت پایدار خود قرار می گیرد.

بنابراین کاربرد کلید در مدار باعث می شود که وضعیت آن از حالت پایدار به ناپایدار تغییر کند و هنگامی که ثابت زمانی مدار RC به پایان برسد، دوباره به حالت پایدار خود باز می گردد.

پس مدار فقط در یک بازه زمانی از پیش تعیین شده در حالت ناپایدار قرار می گیرد و به همین دلیل به این مدار یک مدار ماسفت مولتی ویبراتور مونو استابل و یا تک ضربه (One-Shot) می گویند.

مولتی ویبراتور مونو استابل یا مولتی ویبراتور تک ضربه ای برای تولید یک پالس خروجی تکی مورد استفاده قرار می گیرد که این پالس با وارد شدن یک پالس تریگر خارجی به مدار تولید می شود و در هر حالت HIGH و LOW دارای پهنای پالس (Pulse Width) مخصوص است.

این پالس تریگر یک چرخه زمان بندی (Timing Cycle) را شروع می کند که در نهایت منجر به این می شود که خروجی مولتی ویبراتور مونو استابل حالت خود را در شروع چرخه زمان بندی تغییر دهد و در این حالت دوم باقی بماند.

چرخه زمان بندی مولتی ویبراتور مونو استابل، توسط ثابت زمانی خازن زمان بندیCTو مقاومتRTتعیین می شود و از این طریق به حالت پایدار اصلی خود باز می گردد و یا اصطلاحا ریست می شود.

مولتی ویبراتور مونو استابل تا زمانی نامحدود در این حالت پایدار و اصلی خود باقی می ماند و فقط هنگامی از آن خارج می شود که یک پالس ورودی یا پالس تریگر دیگر دریافت کند.

پس مولتی ویبراتور مونو استابل فقط یک حالت پایدار دارد و در پاسخ به یک پالس تکی ورودی تریگر، چرخه کاملی را طی می کند.