Circuit multivibrator care poate fi folosit folosind op

Circuitul multivibrator este un circuit foarte popular și util în domeniul electronicii și este cel mai de bază circuit pe care îl veți cunoaște în timp ce învățați electronica de bază. Circuitul multivibrator poate fi împărțit în două categorii, prima este cunoscută sub numele de multivibrator monostabil și a doua este cunoscută sub numele de multivibrator astabil. Dar, în acest proiect, vom vorbi despre astabil multivibrator, uneori, de asemenea, cunoscut sub numele de liber schimb multivibrator de rulare.

Prin definiție, un circuit multivibrator Astable este un circuit care nu are o stare stabilă. Înseamnă că, odată pornit, pornește și continuă să oscileze între stările înalte și joase până când alimentarea este oprită. Când vine vorba de realizarea unui astfel de multivibrator Astable, cea mai obișnuită modalitate este utilizarea unui IC 555 Timer. Într-unul dintre proiectele noastre anterioare, am realizat un circuit multivibrator Astable folosind IC-ul 555 Timer, puteți verifica acest lucru dacă căutați așa ceva. Dar într-un mediu de producție, în timp ce există circuite complexe implicate, punerea mai multor IC-uri se adaugă la costul BOM. O soluție mai simplă ar putea fi utilizarea unui amplificator Op pentru a genera un semnal Astable. Acest circuit poate fi utilizat într-o varietate de aplicații în care este necesar un semnal simplu de undă pătrată.

Deci, în acest proiect, vom construi un Multivibrator Astable simplu folosind Op-amp și vom analiza toate calculele necesare pentru a afla perioada de unde putem calcula frecvența și ciclul de funcționare al circuitului. De asemenea, am acoperit circuitele de bază ale amplificatoarelor de operare, cum ar fi amplificatorul sumator, amplificatorul diferențial, amplificatorul de instrumentație, următorul de tensiune, integratorul de amplificator op etc.

Cum funcționează acest Multivibrator Astable cu amplificator op?

Răspunsul la această întrebare este foarte simplu, dar pentru a înțelege acest lucru, trebuie mai întâi să înțelegeți un circuit cunoscut sub numele de circuit de declanșare Schmitt, un circuit simplificat al declanșatorului Schmitt este prezentat mai jos.

Circuitul de declanșare Schmitt:

Schema de mai sus arată un circuit de amplificator Op cu feedback pozitiv, atunci când un amplificator Op este configurat cu feedback pozitiv, este cunoscut în mod obișnuit ca declanșatorul Schmitt. Dar, din motive de simplitate, să înțelegem circuitul de declanșare Schmitt.

Acest circuit utilizează un divizor de tensiune pentru a utiliza un dispozitiv în tensiunea de ieșire și îl alimentează către terminalul care nu inversează. Dar, din cauza feedback-ului pozitiv, rezultatul va crește continuu până când va ajunge la saturație.

Acum, să considerăm că tensiunea de ieșire a declanșatorului Schmitt este egală cu tensiunea de saturație pozitivă definită ca + Vsat și fracția acestei tensiuni este dată terminalului care nu inversează.

Care este + Vsat x (R2 / (R1 + R2)). Acum, dacă considerăm această ecuație ca X, ecuația finală devine Xvsat. Unde X este tensiunea de feedback, obținem de la divizorul de tensiune. Acum, când tensiunea de intrare Vin este mai mică decât tensiunea la Xvsat, atunci ieșirea va fi la tensiunea de saturație pozitivă. Deoarece ieșirea amplificatorului opțional poate fi dată ca câștig în buclă deschisă înmulțită cu diferența de tensiune cu două terminale. Care este AoL (VCC + - VCC-). Acum, când tensiunea la terminalul inversor este mai mare decât Xvsat, ieșirea se va satura la tensiunea de saturație negativă. Dacă puneți numerele în ecuația de mai sus, puteți afla acest lucru.

Pentru o mai bună înțelegere, dacă ne uităm la funcția de transfer a circuitului de declanșare Schmitt, acesta va arăta ca imaginea prezentată mai jos.

Aici, tensiunea pragului superior este reprezentată ca VUT, iar tensiunea pragului inferior este reprezentată ca VLT. După cum puteți vedea, când tensiunea de intrare este mai mare decât tensiunea pragului superior, ieșirea va trece de la tensiunea de saturație pozitivă la tensiunea de saturație negativă. Ori de câte ori intrarea este mai mică decât tensiunea pragului inferior, ieșirea va trece de la tensiunea de saturație negativă la tensiunea de saturație pozitivă. Aceasta este funcționarea de bază a circuitului de declanșare Schmitt.

În toate scenariile de mai sus, am furnizat toate semnalele în exterior. Dacă oferim feedback la intrare cu ajutorul unui condensator și a unui rezistor, atunci putem folosi circuitul de declanșare Schmitt ca un multivibrator Astable. Puteți vedea schema acestui circuit multivibrator Astable Op-amp Astable mai jos.

Funcționarea Astable Multivibrator folosind op-amp:

Acum, vom presupune că ieșirea circuitului este în tensiune de saturație pozitivă și pentru că am pus un rezistor R3 ca feedback, curentul va începe să curgă prin rezistorul R3 și condensatorul va începe să se încarce încet. După cum puteți vedea în imaginea de mai sus, este afișat cu linia punctată neagră. Când încărcările condensatorului ating tensiunea de prag superioară, ieșirea va trece de la tensiunea de saturație pozitivă la tensiunea de saturație negativă. Când se întâmplă acest lucru, condensatorul va începe să se descarce către tensiunea de saturație negativă. Acum, când tensiunea la terminalul care nu inversează este puțin mai mare decât terminalul inversor, ieșirea va trece din nou de la tensiunea de saturație negativă la tensiunea de saturație pozitivă. Astfel, prin procesul de încărcare și descărcare,acest circuit poate genera semnalul Astable la ieșire.

În acest circuit, perioada de timp depinde de valoarea rezistorului și a condensatorului. Depinde, de asemenea, de tensiunea de prag superioară și inferioară a amplificatorului op. Acesta este modul în care funcționează un circuit multivibrator Astable pe bază de amplificator Op. Acum, că am înțeles elementele de bază, putem trece la calculul circuitului.

Calculul pentru circuitul multivibrator Astable pe bază de amplificator op

Perioada de timp sau pur și simplu spune că frecvența de ieșire este determinată de valoarea rezistorului R3, condensatorul C1 și valoarea raportului rezistenței de feedback. Pentru simplitate, calculăm valoarea rezistorului și a condensatorului cu un ciclu de funcționare de 50%. Dacă tensiunile superioare și inferioare sunt diferite, atunci ciclul de funcționare poate fi mai mult sau mai mic de 50%. Vom presupune că frecvența de ieșire a circuitului este de 1KHz. Deoarece frecvența este de 1 KHz, perioada de timp T va fi de 1 ms, pe care o putem afla cu ușurință din formula T = 1 / F.

Pentru a calcula perioada de timp, se poate utiliza formula prezentată mai jos.

T = 2RC * logn ((1 + X) / (1-X))

Unde R este rezistența, C este capacitatea și trebuie să folosim funcția Logaritmică naturală pentru a calcula valoarea. Motivul pentru care trebuie să folosim funcția logaritmică naturală nu intră în sfera de aplicare a acestui articol, deoarece pentru aceasta trebuie să dovedim formula prezentată mai sus.

Acum, vom lua în considerare valorile pentru R1 = R2 = 10K, C = 0.1uF și vom afla valoarea pentru R3. Știm că F = 1KHz.

Odată ce calculele sunt terminate, avem toate valorile și acum putem trece la realizarea circuitului real și testarea acestuia cu osciloscopul.

Componente necesare pentru a construi un circuit multivibrator Astable pe bază de amplificator op

Deoarece acesta este un multivibrator Astable simplu, cerințele pentru componente pentru acest proiect sunt foarte simple și le puteți obține din magazinul local de hobby-uri. Lista componentelor este prezentată mai jos.

• LM358 Op-amp IC - 1
• Rezistoare 10K - 2
• Rezistor 4.7K - 1
• Condensator 0.1uF - 2
• 1N4007 Diodă - 4
• Condensatori 1000uF, 25V - 2
• 4.5V - 0 - 4.5V Transformator - 1
• Cablu CA - 1
• Breadboard - 1
• Conectarea firelor

Circuit multivibrator cu amplificator op - schematică

Schema circuitului pentru circuitul multivibrator Astable pe bază de amplificator Op este prezentată mai jos.

Testarea circuitului Multivibrator Astable Op-amp

Configurarea testului pentru circuitul multivibrator pe bază de amplificator Op este prezentată mai sus. După cum puteți vedea, am folosit un transformator cu patru diode și doi condensatori pentru a produce o sursă de polaritate dublă și am folosit două rezistențe de 10K, unul de 4,7K și un condensator de 0,1 uF pentru a construi circuitul în jurul LM358 Op- amplificator O imagine clară a circuitului este prezentată mai jos.

După finalizarea circuitului, mi-am scos osciloscopul Hantek pentru a măsura frecvența și avea aproximativ 920Hz. A fost puțin oprit, dar asta se datorează valorii rezistorului și condensatorului. Cu aceasta, încheiem proiectul. Un instantaneu al ieșirii este prezentat mai jos.

Sper că ți-a plăcut articolul și ai învățat ceva nou. Dacă aveți întrebări cu privire la articol, le puteți întreba pe forumul nostru de electronice.