MULTIVIBRATORI

Si dice multivibratore un circuito in grado di generare in uscita una forma d'onda di tipo rettangolare. Vi sono tre tipi di multivibratori: multivibratore monostabile, multivibratore bistabile, multivibratore astabile.

Un multivibratore si dice monostabile quando ha un solo stato stabile, cioè normalmente l'uscita si trova a livello alto oppure a livello basso; quando arriva un impulso dall'esterno il monostabile commuta, cioè se si trovava a livello alto passa a livello basso; però finito l'effetto dell'impulso esterno, torna nello stato precedente.

Un multivibratore si dice bistabile quando ha due stati stabili, cioè normalmente l'uscita si trova a livello alto oppure a livello basso; quando arriva un impulso dall'esterno il bistabile commuta, cioè se si trovava a livello alto passa a livello basso e viceversa; finito l'effetto dell'impulso esterno, rimane nello stato determinato dall'impulso e non ritorna nello stato precedente.

Un multivibratore si dice astabile quando commuta continuamente dallo stato alto a quello basso, senza ricevere impulsi dall'esterno.

Un semplice multivibratore astabile si può realizzare con le porte logiche, come nel seguente circuito:

Come si vede vi sono due porte NOT, che danno in uscita un segnale opposto a quello ricevuto al loro ingresso, collegate in modo che l'uscita di una sia l'ingresso dell'altra.

Supponiamo che all'istante iniziale il condensatore C sia scarico. Il primo NOT riceve uno zero logico in ingresso e dà in uscita sul punto B il valore 1. Il secondo NOT riceve 1 in ingresso e da in uscita zero. Il condensatore C è costretto a caricarsi, col positivo verso il basso, tramite la resistenza R2. Quando la tensione del condensatore è cresciuta fino a raggiungere il livello logico 1, sul primo NOT viene applicato il livello logico 1, tramite R1, sul punto A; sul punto B ottengo livello logico 0; in uscita ho livello logico 1. Il condensatore C è costretto a scaricarsi e caricarsi con segno opposto, cioè col positivo verso l'alto, riducendo la tensione sul punto A. Quando la tensione sul punto A raggiunge lo 0 logico, il punto B si porta a 1, e l'uscita a 0, riprendendo il ciclo iniziale. La forma d'onda in uscita sarà la seguente:

Forma d'onda di uscita

Per calcolare la frequenza, prima ci calcoliamo il periodo con la formula:

T1 = T2 = 1,1 R2 C

Dove T1 è il tempo in cui l'uscita si mantiene a livello alto; T2 è il tempo in cui l'uscita si mantiene a livello basso.

Tale formula è valida per porte logiche tipo CMOS. Poi ci calcoliamo :

                                           f =  1  

                                                  T

TIMER 555

Il timer è un circuito integrato complesso avente lo scopo di regolare per un tempo prestabilito determinati circuiti. In pratica il timer 555 è un temporizzatore progettato dall'ingegnere svizzero Hans R. Camenzind nel 1970. Nella seguente figura vediamo una vista esterna.

Vista superiore del timer 555

Lo schema a blocchi del circuito integrato è il seguente:

Schema a blocchi del timer 555

Possiamo notare tre resistori uguali da 5 kW , aventi lo scopo di dividere la tensione di alimentazione Vcc in tre tensioni multiple di 1/3 di Vcc; in fatti tra il resistore inferiore e massa, cioè sul morsetto non invertente del secondo comparatore, abbiamo una tensione pari a Vcc/3; tra il secondo resistore e massa, cioè sul morsetto invertente del primo comparatore, abbiamo una tensione pari a 2Vcc/3; infine sul terzo resistore dal basso abbiamo tutta la Vcc. Tali tensioni ci servono come tensioni di riferimento per i due comparatori interni.

Infatti vi sono due comparatori; il primo comparatore, quello superiore ha una tensione di riferimento sul morsetto invertente pari a 2Vcc/3, mentre il morsetto non invertente è disponibile all'esterno dell'integrato, sul piedino 6, detto soglia. In pratica quando la tensione sul piedino 6 è maggiore di 2Vcc/3 l'uscita del primo comparatore si porta a livello logico alto, cioè 1; quando, invece, la tensione sul piedino 6 è inferiore a 2Vcc/3 l'uscita del primo comparatore si porta a livello basso, cioè zero.

Viceversa, il secondo comparatore , quello inferiore, ha una tensione di riferimento sul morsetto non invertente pari a Vcc/3, mentre il morsetto invertente è disponibile all'esterno dell'integrato, sul piedino 2, detto trigger. In pratica quando la tensione sul piedino 2 è maggiore di Vcc/3 l'uscita del secondo comparatore si porta a livello logico basso, cioè 0; quando, invece, la tensione sul piedino 2 è inferiore a Vcc/3 l'uscita del secondo comparatore si porta a livello alto, cioè 1.

Le uscite dei due comparatori sono applicate in ingresso ad un latch di tipo S-R.

Il latch di tipo S-R è un circuito logico con due ingressi e due uscite. Un primo ingresso, detto SET, cioè porre a 1, quando si trova a 1, obbliga l'uscita Q a portarsi a 1; il secondo ingresso, detto RESET, cioè azzerare, quando si trova a livello logico 1, porta l'uscita Q a zero, cioè l'azzera. La tabella di verità è la seguente:

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