쌍안정 멀티바이브레이터

 

쌍안정 멀티바이브레이터

쌍안정 멀티바이브레이터는 플립플롭과 유사한 방식으로 작동하여 서로 보완적인 두 개의 안정적인 출력 중 하나를 생성합니다.

Bistable Multivibrator는 이전 튜토리얼에서 살펴본 Monostable Multivibrator와 유사한 또 다른 유형의 2상태 장치이지만 차이점은 두 가지 상태가 모두 안정적이라는 점입니다.

쌍안정 멀티바이브레이터는 2개의 안정적인 상태(따라서 이름: "Bi"는 2를 의미)를 가지며 외부 트리거가 적용되어 상태를 강제로 변경하지 않는 한 주어진 출력 상태를 무기한 유지합니다.

쌍안정 멀티바이브레이터는 외부 트리거 펄스를 적용하여 한 안정 상태에서 다른 안정 상태로 전환할 수 있으므로 원래 상태로 돌아가기 전에 두 개의 외부 트리거 펄스가 필요합니다. 쌍안정 멀티바이브레이터는 두 가지 안정 상태를 갖기 때문에 순차적 유형 회로에 사용하기 위해 래치 및 플립플롭으로 더 일반적으로 알려져 있습니다.

이산 쌍 안정 멀티바이브레이터는 "ON-OFF" 트랜지스터 스위치로 작동하는 두 개의 교차 결합 트랜지스터로 구성된 2상태 비재생 장치입니다. 두 가지 상태 각각에서 트랜지스터 중 하나는 차단되고 다른 트랜지스터는 포화 상태입니다. 이는 쌍안정 회로가 두 가지 안정 상태 모두에서 무기한 유지될 수 있음을 의미합니다.

 

한 상태에서 다른 상태로 쌍안정을 변경하려면 쌍안정 회로에 적합한 트리거 펄스가 필요하며 전체 사이클을 통과하려면 각 단계에 하나씩 두 개의 트리거 펄스가 필요합니다. " 플립플롭 " 이라는 보다 일반적인 이름 또는 용어는 장치의 실제 작동과 관련이 있습니다. 즉, 하나의 논리 상태로 "플립"하고 거기에 남아 있다가 다시 첫 번째 원래 상태로 변경되거나 "플롭"됩니다. 아래 회로를 고려하십시오.

쌍안정 멀티바이브레이터 회로

 

위의 쌍안정 멀티바이브레이터 회로 는 하나의 트랜지스터가 "OFF"이고 다른 하나는 "ON"이거나 첫 번째 트랜지스터가 "ON"이고 두 번째 트랜지스터가 "OFF"인 두 상태 모두에서 안정적입니다. 스위치가 왼쪽 위치인 "A"에 있다고 가정해 보겠습니다. 트랜지스터 TR 1 의 베이스는 접지되고 차단 영역에서 Q 에서 출력을 생성합니다 . 이는 트랜지스터 TR 2 의 베이스가 저항 R1 과 R2 의 직렬 조합을 통해 Vcc에 연결되므로 "ON" 상태임을 의미합니다 . 트랜지스터 TR 2 가 "ON"이므로 Q 의 반대 또는 반대인 Q 에서 출력이 0이 됩니다 .

이제 스위치가 오른쪽 "B" 위치로 이동하면 트랜지스터 TR 2는 "OFF"로 전환되고 트랜지스터 TR 1은 저항 R3 및 R4 의 조합을 통해 "ON"으로 전환되어 Q 에서 출력이 되고 Q에서 출력이 0이 됩니다. Q. 위와 반대네요. 그러면 트랜지스터 TR 1 이 "ON"이고 TR 2 가 "OFF"이고 스위치 위치 "A"일 때 하나의 안정 상태가 존재하고, 트랜지스터 TR 1 이 "OFF"이고 TR 2 가 "ON" 일 때 또 다른 안정 상태가 존재한다고 말할 수 있습니다. ”, 스위치 위치 “B”.

그런 다음 출력이 사용된 피드백 구성요소의 RC 시간 상수 에 따라 달라지는 단안정 멀티바이브레이터와 달리 , 쌍안정 멀티바이브레이터 출력은 두 개의 개별 트리거 펄스, 스위치 위치 "A" 또는 위치 "B"의 적용에 따라 달라집니다.

따라서 쌍안정 멀티바이브레이터는 매우 짧은 출력 펄스 또는 훨씬 더 긴 직사각형 모양의 출력을 생성할 수 있습니다. 이 출력의 앞쪽 가장자리는 외부에서 적용된 트리거 펄스에 맞춰 시간에 따라 상승하고 뒤쪽 가장자리는 아래와 같이 두 번째 트리거 펄스에 따라 달라집니다.

쌍안정 멀티바이브레이터 파형

 

두 안정 상태 사이를 수동으로 전환하면 쌍안정 멀티바이브레이터 회로가 생성될 수 있지만 그다지 실용적이지는 않습니다. 단 하나의 단일 트리거 펄스를 사용하여 두 상태 사이를 전환하는 한 가지 방법이 아래에 나와 있습니다.

순차 스위칭

 

두 상태 사이의 전환은 단일 트리거 펄스를 적용하여 "ON" 트랜지스터를 "OFF"로 전환하고 "OFF" 트랜지스터를 트리거 펄스의 음의 절반에서 "ON"으로 전환함으로써 달성됩니다. 회로는 각 베이스에 펄스를 차례로 적용하여 순차적으로 전환하며 이는 바이어스된 다이오드를 스티어링 회로로 사용하는 단일 입력 트리거 펄스에서 달성됩니다.

그런 다음 첫 번째 네거티브 펄스를 적용하면 각 트랜지스터의 상태가 전환되고 두 번째 펄스 네거티브 펄스를 적용하면 트랜지스터가 2분할 카운터 역할을 하여 원래 상태로 다시 재설정됩니다. 마찬가지로 다이오드, 커패시터 및 피드백 저항기를 제거하고 개별 네거티브 트리거 펄스를 트랜지스터 베이스에 직접 적용할 수 있습니다.

쌍안정 멀티바이브레이터에는 회로 계산에 사용하거나 컴퓨터의 1비트 메모리 저장 장치로 사용하기 위한 세트-리셋, SR 플립플롭 회로를 생성하는 많은 응용 분야가 있습니다.  쌍안정 플립플롭의 다른 응용 분야에는 출력 펄스의 주파수가 단일 입력 펄스에서 상태가 변경되기 때문에 트리거 입력 펄스 주파수의 정확히 절반(  f/2 )인 주파수 분배기가 포함됩니다. 즉, 회로는 이제 입력 주파수를 2배(옥타브)로 나누기 때문에 주파수 분할을 생성합니다.

 

TTL/CMOS 쌍안정 멀티바이브레이터

트랜지스터와 같은 개별 개별 부품으로 쌍안정 멀티바이브레이터를 생성할 뿐만 아니라 일반적으로 사용 가능한 집적 회로를 사용하여 쌍안정 회로를 구성할 수도 있습니다. 다음 회로는 2개의 2입력 논리 "NAND" 게이트를 사용하여 기본 쌍안정 멀티바이브레이터 회로를 구성하는 방법을 보여줍니다.

NAND 게이트 쌍안정 멀티바이브레이터

 

위의 회로는 기본 쌍안정 멀티바이브레이터를 형성하기 위해 함께 연결된 두 개의 NAND 게이트를 사용하는 방법을 보여줍니다. 이러한 유형의 쌍안정 회로는 "쌍안정 플립플롭"으로도 알려져 있습니다. 수동으로 제어되는 쌍안정 멀티바이브레이터는 SPDT(단극 쌍투 스위치)에 의해 활성화되어 출력에서 ​​논리 "1" 또는 논리 "0" 신호를 생성합니다.

이 회로가 조금 친숙해 보인다는 것을 눈치채셨을 것입니다. 귀하의 생각이 맞을 것입니다!. 이러한 유형의 쌍안정 스위칭 회로는 순차 논리 자습서에서 살펴본 것과 거의 동일하므로 일반적으로 SR NAND 게이트 플립플롭이라고 합니다. 해당 특정 튜토리얼에서 우리는 이러한 유형의 NAND 게이트 쌍안정이 출력을 제어하기 위해 단 하나의 스위칭 동작을 허용하는 뛰어난 "스위치 디바운스" 회로를 만든다는 것을 확인했습니다.

멀티바이브레이터 에 대한 다음 튜토리얼에서는 안정적인 상태에서 다른 안정적인 상태로 지속적으로 전환하기 때문에 안정적인 상태가 없는 멀티바이브레이터를 살펴보겠습니다 . 이러한 유형의 멀티바이브레이터 회로는 "수수료 실행 발진기"라는 더 일반적인 이름으로도 알려진 불안정한 멀티바이브레이터라고 합니다.