Circuiti a impulsi - Multivibratore astabile

Un multivibratore astabile ha no stable states. Una volta che il multivibratore è acceso, cambia semplicemente i suoi stati da solo dopo un certo periodo di tempo determinato dalle costanti di tempo R C. Al circuito viene fornita un'alimentazione cc o V cc per il suo funzionamento.

Costruzione del multivibratore astabile

Due transistor denominati Q 1 e Q 2 sono collegati in feedback l'uno all'altro. Il collettore del transistore Q 1 è collegato alla base del transistore Q 2 tramite il condensatore C 1 e viceversa. Gli emettitori di entrambi i transistor sono collegati a terra. Le resistenze di carico del collettore R 1 e R 4 e le resistenze di polarizzazione R 2 e R 3 hanno valori uguali. I condensatori C 1 e C 2 hanno valori uguali.

La figura seguente mostra lo schema del circuito per Astable Multivibrator.

Funzionamento del multivibratore astabile

Quando si applica V cc , la corrente di collettore dei transistor aumenta. Poiché la corrente del collettore dipende dalla corrente di base,

$$ I_c = \ beta I_B $$

Poiché nessuna caratteristica del transistor è uguale, uno dei due transistor dice che Q 1 ha il suo aumento di corrente di collettore e quindi conduce. Il collettore di Q 1 viene applicato alla base di Q 2 attraverso C 1 . Questa connessione consente alla tensione negativa aumentata al collettore di Q 1 di essere applicata alla base di Q 2 e la sua corrente di collettore diminuisce. Questa azione continua fa diminuire ulteriormente la corrente del collettore di Q 2 . Questa corrente applicata alla base di Q 1 la rende più negativa e con le azioni cumulative Q 1 entra in saturazione e Q 2 si interrompe. Quindi la tensione di uscita di Q 1 sarà V CE (sat) e Q 2 sarà uguale a V CC .

Il condensatore C 1 si carica attraverso R 1 e quando la tensione su C 1 raggiunge 0,7 V, questo è sufficiente per portare il transistor Q 2 alla saturazione. Quando questa tensione viene applicata alla base di Q 2 , entra in saturazione, diminuendo la sua corrente di collettore. Questa riduzione di tensione nel punto B viene applicata alla base del transistor da Q 1 a C 2 che rende la polarizzazione inversa Q 1 . Una serie di queste azioni fanno spegnere il transistor Q 1 e il transistor Q 2 in saturazione. Ora il punto A ha il potenziale V CC . Il condensatore C 2 si carica attraverso R 2 . La tensione attraverso questo condensatore C 2 quando arriva a 0,7 V, accende il transistor Q 1 alla saturazione.

Quindi la tensione di uscita e la forma d'onda di uscita sono formate dalla commutazione alternata dei transistor Q 1 e Q 2 . Il periodo di tempo di questi stati ON / OFF dipende dai valori dei resistori di polarizzazione e dei condensatori utilizzati, cioè dai valori R C utilizzati. Poiché entrambi i transistor vengono azionati alternativamente, l'uscita è una forma d'onda quadra, con l'ampiezza di picco di V CC .

Forme d'onda

Le forme d'onda di uscita sui collettori di Q 1 e Q 2 sono mostrate nelle figure seguenti.

Frequenza delle oscillazioni

Il tempo ON del transistor Q 1 o il tempo OFF del transistor Q 2 è dato da

t 1 = 0,69 R 1 C 1

Allo stesso modo, il tempo OFF del transistore Q 1 o il tempo ON del transistore Q 2 è dato da

t 2 = 0,69 R 2 C 2

Quindi, periodo di tempo totale dell'onda quadra

t = t 1 + t 2 = 0,69 (R 1 C 1 + R 2 C 2 )

Poiché R 1 = R 2 = R e C 1 = C 2 = C, la frequenza dell'onda quadra sarà

$$ f = \ frac {1} {t} = \ frac {1} {1.38 RC} = \ frac {0.7} {RC} $$

Vantaggi

I vantaggi dell'utilizzo di un multivibratore astabile sono i seguenti:

  • Nessun trigger esterno richiesto.
  • La progettazione del circuito è semplice
  • Inexpensive
  • Può funzionare continuamente

Svantaggi

Gli svantaggi dell'utilizzo di un multivibratore astabile sono i seguenti:

  • L'assorbimento di energia è più all'interno del circuito.
  • Il segnale di uscita è di bassa energia.
  • Non è possibile ottenere un ciclo di lavoro inferiore o uguale al 50%.

Applicazioni

I multivibratori astabili sono utilizzati in molte applicazioni come apparecchiature per radioamatori, generatori di codice Morse, circuiti timer, circuiti analogici e sistemi TV.