¿Alguna vez has oído hablar de un circuito multivibrador? Quizás ya lo haya utilizado en forma de circuito de transistor y circuito de chip 555. Además, aprenderemos cómo funciona un circuito multivibrador estable cuando se utilizan puertas lógicas digitales.
¿Qué es un multivibrador astable?
Es un tipo de oscilador que genera señales de pulso o cuadradas. Es un circuito simple, que consta de IC, resistencias y condensadores.
¿Cuántos tipos de multivibradores existen? Hay 2 tipos principales:
- Multivibrador astable – generó las señales de pulso continuo
- Multivibrador monoestable — generó señales de pulso único al recibir disparadores externos
Multivibrador biatable
Alguien puede decir que el Flip-flop RS También es un tipo de multivibrador. Lo llaman multivibrador biestable. Tiene dos estados estables. Si se activa, el estado cambiará. Pero hoy en día solemos llamar a estos circuitos Chanclas.
El primer tipo es muy popular. Utilizado en los generadores de impulsos, las señales de reloj. Que se utilizan para controlar el sistema para que funcione en ritmo, secuencia de trabajo, sincronización de circuitos, etc.
Porque el nombre era demasiado largo. A menudo lo llamamos en resumen. Reloj.
En el lado derecho está el generador de reloj del contador 4017.
¿Qué otra cosa? Aprenda cómo funciona.
¿Cómo funciona el Multivibrador Astable?
Mire el circuito generador de impulsos simple que utiliza puertas CMOS.
Este es un circuito básico de un multivibrador que utiliza las características del inversor y la carga/descarga del condensador C en el circuito.
Aunque el circuito parece fácil. Pero es muy difícil explicarlo para que sea fácil de entender.
Nombré los puntos A, B, C y D en el circuito, verás que los puntos A y D están conectados. Pero los pongo por separado para facilitar la explicación.
La característica del inversor o Not gate es que la entrada y la salida tendrán la señal opuesta todo el tiempo.
Aquí hay un proceso paso a paso.
Primero, supongamos que en el punto C la señal es «1». Por lo tanto, en B debe ser “0”.
El capacitor carga un alto voltaje desde el punto C al B. Ciertamente, la corriente fluye desde C a través del capacitor y la resistencia hasta el punto B.
Ahora, el alto voltaje está en ambos extremos de la resistencia.
Esto provoca que los puntos A o D tengan alto voltaje por solo un breve momento.
La carga de este condensador llevará menos tiempo. Depende de su capacitancia y de la resistencia de R. Si el valor es grande, durará más. Pero si el valor es pequeño, durará menos tiempo.
Pero cuando el condensador está completamente cargado, la corriente dejará de fluir y no habrá voltaje a través de la resistencia. Por tanto, la tensión en el punto D es igual a “0”.
Aquí fue donde se produjo el cambio. En este momento el punto A es “0”, por lo tanto el punto B es “1”, y el punto C se cambia a “0”. Cada punto tiene el estatus opuesto al de su estado pasado.
Cuando el punto B es «1» y el punto C es «0», la corriente cargará el condensador nuevamente.
Pero esta vez la corriente fluirá desde el punto B a través de la resistencia y el capacitor hasta el punto C.
Por lo tanto, tiene la dirección del flujo de las corrientes a diferencia de la primera carga.
Cuando la corriente fluye en dirección contraria. El voltaje a través de la resistencia tendrá la dirección opuesta. Hace que el voltaje en el punto D sea menor que el punto B, cuyo punto D es «0».
Este estado será temporal. Hasta que el condensador esté completamente cargado. Y la corriente deja de fluir.
El voltaje en el punto D aumenta gradualmente.
El voltaje en el punto D es tan alto como el punto B. Como resultado, el punto A cambia a “1”, por lo tanto el punto B tiene que ser “0” y el punto C es “1”. De vuelta al estado original como empezamos a explicar antes.
La carga del condensador y el cambio de voltaje en varias partes continuarán de esta manera.
Ver también:
No solo eso. si quieres utilizar este circuito. Podemos diseñarlo más simple.
- La forma de onda resultante variará con la configuración de R y C en el circuito.
- Intente cambiar la resistencia (R) entre 10K y 1M y el condensador (C) entre 0,001uF y 0,1uF.
- La frecuencia del pulso generado (F) es aproximadamente
F = 1 ÷ 1,4 RC.
Has leído hasta aquí, ¿has entendido algo? Aunque mi inglés es bastante malo. Pero probablemente veas mis esfuerzos, ¿verdad?
Vea los circuitos de ejemplo a continuación. Pueden resultarle útiles.
Circuitos de reloj básicos
Según los principios anteriores, ¿estás aburrido? Veamos 7 ejemplos de circuitos simples.
1 # Circuito generador de reloj básico de 1 KHz que usa CD4049 NO Gates
Intentamos diseñar el circuito para producir una frecuencia de 1 KHz. Usando la fórmula anterior.
IC1 es CD4049, también puede usar otras puertas CMOS NO como CD4049, CD4069, etc. Tenga cuidado con una distribución de pines diferente.
Leer: 4049 hoja de datos y circuitos
Leer más: multivibrador astable mediante puertas lógicas
2. Circuito oscilador de 1 KHz que utiliza puertas NAND CD4011
Sabemos que podemos usar puertas NOR y NAND conectadas como puertas del inversor.
Por lo tanto, también podemos usar un chip sin puerta para el oscilador.
3# Circuito generador de onda cuadrada de 1KHz usando puerta CD4001-NOR
Asimismo, trajimos el chip CMOS de puertas NOR CD4001-NOR para generar la frecuencia de 1 KHz como las puertas NOT.
Oscilador 4# 1KHz con disparador Schmitt
También utilizamos un disparador Schmitt para producir una onda cuadrada a 1 kHz con los componentes que se muestran en el lado derecho.
Cuando la salida Schmitt es «1», el condensador se carga a través de la resistencia de 330K.
Luego, el voltaje en la entrada aumentará hasta el punto de disparo superior del disparador Schmitt y la salida caerá a «0».
IC1: Gatillo Schmitt hexagonal CD4584 o 74C14
Luego, el capacitor se descarga a través de la resistencia hasta el punto de disparo inferior para cambiar la salida Schmitt a «1».
El ciclo se repite a aproximadamente 1 kHz. Este circuito es muy económico en componentes.
Imagine que necesita una alta frecuencia de aproximadamente 3 MHz. Y no tienes resistencias. Puede utilizar el siguiente circuito.
5# Circuito oscilador de alta frecuencia más simple que utiliza NOT Gate
Experimentemos con NOT Gate como circuito oscilador. Intentaremos tomar una puerta inversora o NO para probar el circuito divertido.
Utilizamos el chip CMOS CD4069B en forma de puerta inversora.
O también utilice la puerta NAND: CD4011, MC14011B.
Luego, junte la junta de entrada en la misma forma de inversor.
Conecte el circuito como se muestra en la siguiente figura. Simplemente unimos pines con muchos cables en la placa de pruebas en la posición correcta únicamente.
Ver En el circuito, conectamos el inversor ICa a ICd continuamente en serie. La salida de IC1c se retroalimentará con la entrada de IC1a. Por lo tanto, la señal pasará de ICa a IC1c y retrocederá a IC1a en forma de ciclo.
Luego, use un osciloscopio para medir la señal de forma de onda en la salida de IC1d. Veremos que la señal de forma de onda cuadrada es de alta frecuencia, aproximadamente 3,3 MHz.
Pruebas sin osciloscopio
Pero si no tienes el osciloscopio, puedes probar este circuito aplicándolo cerca de la antena del televisor. Veremos que en pantalla habrá muchos puntos como lluvia. Indica que el circuito está funcionando con alta frecuencia.
Cómo funciona
¿Por qué es fácil? A continuación utilizamos dos principios fundamentales.
- La entrada y salida del inversor siempre serán opuestas.
- Ingresamos la señal como entrada de cada puerta. Tiene un pequeño retraso antes de aparecer en esa salida.
Aquí hay un proceso paso a paso.
Mire el diagrama del circuito nuevamente.
- Supongamos que el la entrada de IC1a es «0», la salida en el pin 3 será «1».
- Esta señal «1» llegará a la entrada de IC1b y proporcionará la salida «0».
- Luego, cambia a “1” en el pin 10 de IC1c. Después de eso, esta señal se envía a retroalimentación para ingresar IC1a nuevamente.
Por lo tanto, la entrada de IC1a cambiará de “0” a “1” automáticamente. Y volverá nuevamente a través de IC1a a IC1C. Al mismo tiempo, esta señal «1» fluirá a la entrada de IC1d para salir a «0», la señal será «0» y «1» alternativamente todo el tiempo.
Consejos clave
Conexión del circuito inversor como osciladores. Debemos utilizar la puerta como un número impar como 1, 3, 5…. etc. Si los números pares no causarán oscilaciones.
Además, la frecuencia del oscilador depende del tiempo de retardo de cada puerta y también de la cantidad de la puerta.
- CMOS—tendrán un tiempo de retraso de aproximadamente 0,1 uS.
Por ejemplo, si utilizamos las 3 puertas conectadas como tiempo de retardo de 0,3 microsegundos. Por tanto, la frecuencia de salida es de 3,3 MHz. - TTL— este tipo tendrá un tiempo de retardo de unos 20 nanosegundos. Que es 5 veces más rápido que CMOS.
Por ejemplo, si utilizamos la puerta NAND 74LS00. Puede obtener una forma de onda de frecuencia de aproximadamente 15 MHz.
Reducir la frecuencia usando el condensador.
Si no desea una salida de frecuencia demasiado alta. Cómo reducirlo.
Supongamos que, en el circuito de compuerta, hay algo que aumenta el tiempo de retardo prolongado. Esto hará que las frecuencias sean ciertamente más bajas.
Conectamos un pequeño condensador a través del inversor como se muestra en la figura de arriba.
Cuando insertamos el capacitor se conecta entre la entrada y salida de IC1b. Esto hará que el tiempo de retardo en el IC1b sea mayor. Después de eso, intenta medir la forma de onda. veremos que tienen frecuencias más bajas.
Podemos cambiar las capacitancias más grandes. Para conocer el resultado reduciendo la frecuencia como se muestra en la tabla del lado derecho.
| Condensador | Frecuencias |
| NO | 3,3MHz |
| 220pF | 720kHz |
| 0,01 uF | 31kHz |
| 0,1 uF | 3,2 kHz |
Ahora, probablemente comprenda los conceptos básicos del circuito multivibrador astable utilizando las puertas lógicas digitales.
De hecho, todavía hay mucho más en esta sección, pero me temo que este artículo será demasiado largo. Puede que te sientas aburrido. ¿Qué es lo que más te gustaría aprender en el mundo digital? ¿Por qué?
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