مولتی ویبراتورهای مونو استابل TTL/CMOS

مولتی ویبراتورهای مونو استابل TTL/CMOS:
مولتی ویبراتورهای مونو استابل را می توان با قطعات گسسته تکی مانند ترانزیستور ایجاد کرد. همچنین می توان برای ساخت این نوع مولتی ویبراتورها از مدارات مجتمع متداول هم استفاده کرد.

مدار زیر نحوه ساخت یک مولتی ویبراتور مونو استابل با استفاده از فقط دو گیت NOR منطقی را نشان می دهد.

فرض کنید که ابتدا ورودی تریگر در سطح صفر منطقی و یا سطح LOW باشد. بنابراین خروجی گیت NOR اول یعنی U1 دارای سطح یک منطقی خواهد بود.

مقاومتRT به منبع ولتاژ متصل شده است، بنابراین دارای سطح یک منطقی خواهد بود که به این معنی است که خازنCTنیز دارای همین مقدار ولتاژ در دو سر خود است.

گرهV1 نیز همین ولتاژ را کسب می کند. بنابراین، ولتاژ خروجی از گیت NOR دوم دارای سطح منطقی صفر یا LOW خواهد بود. در این حالت خروجی برابر با صفر ولت است و مدار در حالت پایدار خود قرار دارد.

زمانی که یک پالس تریگر مثبت در زمانt0 به ورودی اعمال می شود، خروجی گیت NOR اول در حالت LOW یا صفر منطقی قرار می گیرد و خازنCTکه به این گیت منطقی متصل است، دشارژ می شود.

حال خازنCT به صورت کامل تخلیه شده و در ولتاژ صفر ولت قرار گرفته است. این خازن مقدار ولتاژ ورودی گیت NOR دوم را نیز تعیین می کند.

پس ورودی این گیت صفر منطقی است و در نتیجه خروجی آن سطح یک منطقی خواهد داشت. این شرایط منجر به بروز حالت دوم مدار می شود.

در حالت دوم، مدار در وضعیت ناپایدار قرار گرفته و ولتاژ خروجی آن برابر با+VCCاست.

گیت NOR دوم این حالت ناپایدار را حفظ می کند و فقط زمانی از آن خارج می شود که خازن زمان بندی از طریق مقاومتRTشارژ شود و به ولتاژ آستانه کمینه ورودی (که حدودا 2 ولت است.) برسد.

در این شرایط، حالت گیت تغییر پیدار می کند؛ زیرا سطح ولتاژ یک منطقی در ورودی آن ظاهر می شود. این تغییر منجر به این می شود که خروجی به مقدار صفر منطقی ریست شود.

این مقدار به یکی از ورودی های U2 از طریق حلقه فیدبک باز گردانده می شود. این عمل، به صورت اتوماتیک مونو استابل را به حالت پایدار اولیه باز می گرداند و متظر پالس تریگر دوم می ماند تا پروسه زمان بندی را بار دیگر شروع کند. شکل موج های ولتاژ مونو استابل گیت NOR در شکل زیر نشان داده شده است.

با توجه به آن چه در بالا گفته شد، معادله ثابت زمانی در این مدار به صورت زیر است:

τ=0.7RC

در این معادله R در واحد اهم و C در واحد فاراد بیان می شوند.

هم چنین می توان مولد پالس مونو استابل را با استفاده از آی سی های خاص ایجاد کنیم. در حال حاضر مدارات مجتمع استاندارد خاصی مانند 74LS121 به صورت مطلق به این کار اختصاص داده شده اند.

74LS121 یک مولتی ویبراتور مونو استابل تک ضربه ای محسوب می شود.

همچنین آی سی های 74LS123 یا 4538B مولتی ویبراتورهای مونو استابل با قابلیت تریگر مجدد هستند که می توانند پالس هایی را در خروجی تولید کنند که دارای پهنای پالس به ظرافت 40 نانو ثانیه تا پهنای پالس بزرگ تر در حد 28 ثانیه باشند.

این مدارات فقط از دو المان زمان بندی RC خارجی استفاده می کنند و پهنای پالس با عبارت T=0.69RCمحاسبه می شود.

نمایی از مدار یک مولد مونو استابل با آی سی 74LS121 در شکل زیر نشان داده شده است.

این آی سی های مولد پالس مونو استابل می توانند برای تولید یک پالس خروجی یا در لبه بالا رونده پالس تریگر و یا در لبه پایین رونده پالس تریگر پیکربندی شوند.

آی سی 74LS121 می تواند پهنای پالس را از حدود 10 نانو ثانیه تا 10 میلی ثانیه با بیشینه مقاومت زمان بندی 40 کیلو اهم و بیشینه خازن زمان بندی 1000 میکرو فاراد تولید کند.