Подесиви склоп мултивибратора помоћу оп

Мултивибратор коло је врло популарно и корисно коло у пољу електронике и то је најосновније коло о којем ћете знати током учења основне електронике. Коло мултивибратора може се поделити у две категорије, прва је позната као моностабилни мултивибратор, а друга као нестабилни мултивибратор. Али у овом пројекту, ми ћемо говорити о астабле Мултивибратор, понекад познат као слободно- трчање Мултивибратор.

По дефиницији, склопиви мултивибратор коло је коло које нема стабилно стање. Значи да након што се укључи, започиње и наставља да осцилира између високог и ниског стања док се напајање не искључи. Када је у питању израда таквог Астабле мултивибратора, најчешћи начин је употреба 555 ИЦ тајмера. У једном од наших претходних пројеката направили смо стабилни мултивибрацијски круг помоћу ИЦ 555 Тимер ИЦ, то можете проверити ако тражите тако нешто. Али у производном окружењу, док су укључена сложена кола, стављање више ИЦ-а само додаје трошак БОМ-а. Једноставније решење би могло бити коришћење оптичког појачала за генерисање стабилног сигнала. Ово коло се може користити у разним апликацијама где је потребан једноставан сигнал квадратног таласа.

Дакле, у овом пројекту ћемо изградити једноставни Астабле Мултивибратор користећи Оп-амп и погледаћемо све потребне прорачуне како бисмо сазнали период, па можемо израчунати фреквенцију и радни циклус кола. Такође смо покрили основне оп-амп кругове попут појачавача за сабирање, диференцијалног појачала, појачала за инструментацију, следбеника напона, оп-амп појачала, итд.

Како функционише овај стабилни мултивибратор са опционим појачалом?

Одговор на ово питање је врло једноставан, али да бисте то разумели, прво морате да разумете коло које је познато као Сцхмитт окидачко коло, поједностављено коло Сцхмитт окидача је приказано испод.

Сцхмиттов окидачки круг:

Горња шема приказује склоп Оп-појачала са позитивном повратном спрегом, када је Оп-појачало конфигурисано са позитивном повратном спрегом, то је обично познато као Сцхмиттов окидач. Али ради једноставности, хајде да схватимо Сцхмиттово окидачко коло.

Овај круг користи делилац напона за употребу уређаја у излазном напону и напаја га на неинвертујући терминал. Али због позитивних повратних информација, излаз ће непрестано расти док не достигне засићеност.

Сада, узмимо у обзир да је излазни напон Сцхмиттовог окидача једнак позитивном напону засићења дефинисаном као + Всат и удео овог напона дат је неинвертујућем терминалу.

Што је + Всат к (Р2 / (Р1 + Р2)). Ако ову једнаџбу сматрамо Кс, коначна једначина постаје Ксвсат. Где је Кс повратни напон, добијамо из делитеља напона. Сада када је улазни напон Вин мањи од напона на Ксвсат, тада ће излаз бити на позитивном напону засићења. Будући да се излаз опционог појачала може дати као добитак отворене петље помножен разликом двонапонског напона. Што је АоЛ (ВЦЦ + - ВЦЦ-). Сада, када је напон на инвертујућем терминалу већи од Ксвсат, излаз ће се заситити на негативном напону засићења. Ако ставите бројеве у горњу једначину, можете то сазнати.

За боље разумевање, ако погледамо функцију преноса Сцхмиттовог окидачког круга, изгледаће као слика приказана доле.

Овде је напон горњег прага представљен као ВУТ, а напон доњег прага је представљен као ВЛТ. Као што видите, када је улазни напон већи од напона горњег прага, излаз ће се пребацити са позитивног напона засићења на негативни напон засићења. Кад год је улаз мањи од напона доњег прага, излаз ће се пребацити са негативног напона засићења на позитивни напон засићења. Ово је основни рад Сцхмиттовог круга окидача.

У свим горе наведеним сценаријима обезбедили смо све сигнале споља. Ако повратне информације на улаз пружимо уз помоћ кондензатора и отпорника, тада можемо користити Сцхмиттов окидачки круг као Астабле мултивибратор. Шему овог оптичког склопка Астабле мултивибратор можете видети доле.

Рад Астабле Мултивибратор-а помоћу Оп-амп-а:

Сада ћемо претпоставити да је излаз кола у позитивном напону засићења такође зато што смо као повратну спрегу ставили отпорник Р3, струја ће почети да тече кроз отпорник Р3, а кондензатор ће почети полако да се пуни. Као што видите на горњој слици, приказан је црном тачкастом линијом. Када набоји кондензатора достигну горњи праг напона, излаз ће се пребацити са позитивног напона засићења на негативни напон засићења. Када се то догоди, кондензатор ће почети да се празни ка негативном напону засићења. Сада када је напон на неинвертујућем терминалу нешто већи од инвертирајућих терминала, излаз ће се поново пребацити са негативног напона засићења на позитивни напон засићења. На овај начин, поступком пуњења и пражњења,ово коло може да генерише подесиви сигнал на излазу.

У овом колу временски период зависи од вредности отпорника и кондензатора. Такође зависи од горњег и доњег прага напона оп-појачала. Овако функционише склоп за стабилно мултивибратор на бази оп-амп-а. Сада када смо разумели основе, можемо прећи на израчунавање кола.

Прорачун за стабилни склоп мултивибратор заснованог на оп-амп-у

Временски период или једноставно рецимо да је излазна фреквенција одређена вредностом отпорника Р3, кондензатора Ц1 и вредности за однос повратног отпора. Ради једноставности израчунавамо вредност отпорника и кондензатора са радним циклусом од 50%. Ако су горњи и доњи напон различити, радни циклус може бити већи или мањи од 50%. Претпоставићемо да је излазна фреквенција кола 1КХз. Како је фреквенција 1КХз, временски период Т ће бити 1мс, што лако можемо сазнати из формуле Т = 1 / Ф.

За израчунавање временског периода може се користити доленаведена формула.

Т = 2РЦ * пријава ((1 + Кс) / (1-Кс))

Тамо где је Р отпор, Ц је капацитет, а за израчунавање вредности морамо да користимо природну логаритамску функцију. Разлог зашто морамо да користимо природну логаритамску функцију је изван делокруга овог чланка, јер за то морамо доказати горе приказану формулу.

Сада ћемо размотрити вредности за Р1 = Р2 = 10К, Ц = 0,1уФ и сазнаћемо вредност за Р3. Знамо да је Ф = 1КХз.

Једном када се прорачуни заврше, имамо све вредности и сада можемо да пређемо на прављење стварног кола и тестирање осцилоскопом.

Компоненте потребне за изградњу стабилног склопа мултивибратора заснованог на оп-амп-у

Како је ово једноставни Астабле мултивибратор, захтеви за компонентама за овај пројекат су врло једноставни, а оне можете добити у вашој локалној хоби продавници. Списак компонената је дат у наставку.

• ЛМ358 Оп-амп ИЦ - 1
• Отпорници 10К - 2
• Отпорник 4.7К - 1
• Кондензатор 0,1уФ - 2
• 1Н4007 Диода - 4
• Кондензатори 1000уФ, 25В - 2
• 4,5В - 0 - 4,5В Трансформатор - 1
• АЦ кабл - 1
• Табла - 1
• Повезивање жица

Оп-амп Мултивибратор круг - шема

Дијаграм кола за подесиви склоп са оптичким појачивачем дат је у наставку.

Тестирање склопке подесивог оптичког појачала са мултивибраторима

Постављање теста за склоп мултивибратор-а заснован на Оп-амп-у је приказан горе. Као што видите, користили смо трансформатор са четири диоде и два кондензатора за производњу двоструког поларитета, а користили смо два отпорника од 10К, један отпорник од 4.7К и кондензатор од 0.1уФ за изградњу кола око ЛМ358 Оп- амп. Јасна слика кола приказана је испод.

По завршетку кола извукао сам свој Хантек осцилоскоп да измерим фреквенцију и био је око 920Хз. Било је мало удаљено, али то је због вредности отпорника и кондензатора. Тиме закључујемо пројекат. Снимак резултата приказан је испод.

Надам се да вам се свидео чланак и научили сте нешто ново. Ако имате било каквих питања у вези са чланком, можете их поставити на нашем форуму за електронику.