Multivibradores monoestables

Ya hemos visto un ejemplo de un multivibrador monoestable en uso:el detector de pulsos que se usa dentro de los circuitos de los flip-flops, para habilitar la porción de pestillo por un breve tiempo cuando la señal de entrada del reloj cambia de baja a alta o de alta a baja. .

El detector de pulsos se clasifica como multivibrador monoestable porque solo tiene uno estado estable. Por estable , Me refiero a un estado de salida en el que el dispositivo puede engancharse o mantenerse para siempre, sin pinchazos externos.

Un pestillo o flip-flop, al ser un dispositivo biestable, puede mantenerse en el estado de "armado" o "reinicio" por un período de tiempo indefinido. Una vez que se establece o se restablece, continuará bloqueándose en ese estado a menos que una entrada externa le solicite que cambie.

Un dispositivo monoestable, por otro lado, solo puede mantenerse en un estado particular de manera indefinida. Su otro estado solo se puede mantener momentáneamente cuando es activado por una entrada externa.

Una analogía mecánica de un dispositivo monoestable sería un interruptor de botón pulsador de contacto momentáneo, que regresa por resorte a su posición normal (estable) cuando se quita la presión de su actuador de botón.

Del mismo modo, un interruptor de pared estándar (de palanca), como el que se usa para encender y apagar las luces en una casa, es un dispositivo biestable. Puede engancharse en uno de dos modos:encendido o apagado.

Todos los multivibradores monoestables están cronometrados dispositivos. Es decir, su estado de salida inestable se mantendrá solo durante una cierta cantidad mínima de tiempo antes de volver a su estado estable.

Con los circuitos semiconductores monoestables, esta función de temporización se logra típicamente mediante el uso de resistencias y condensadores, haciendo uso de las tasas de carga exponenciales de los circuitos RC.

A menudo se usa un comparador para comparar el voltaje a través del capacitor de carga (o descarga) con un voltaje de referencia constante, y la salida de encendido / apagado del comparador usado para una señal lógica.

Con la lógica de escalera, los retardos de tiempo se logran con relés de retardo de tiempo, que se pueden construir con circuitos semiconductores / RC como el que se acaba de mencionar, o dispositivos de retardo mecánico que impiden el movimiento inmediato de la armadura del relé.

Tenga en cuenta el diseño y el funcionamiento del circuito detector de pulsos en lógica de escalera:

No importa cuánto tiempo la señal de entrada permanezca alta (1), la salida permanece alta por solo 1 segundo de tiempo, luego regresa a su estado bajo normal (estable).

Para algunas aplicaciones, es necesario tener un dispositivo monoestable que emita un pulso más largo que el pulso de entrada que lo activa.

Considere el siguiente circuito de lógica de escalera:

Cuando se cierra el contacto de entrada, TD ₁ El contacto se cierra inmediatamente y permanece cerrado durante 10 segundos después de que se abre el contacto de entrada. No importa cuán corto sea el pulso de entrada, la salida permanece alta (1) durante exactamente 10 segundos después de que la entrada vuelve a bajar.

Este tipo de multivibrador monoestable se denomina one-shot . Más específicamente, es un reactivable one-shot, porque el tiempo comienza después de que la entrada cae a un estado bajo, lo que significa que múltiples pulsos de entrada dentro de los 10 segundos entre sí mantendrán una salida alta continua:

Una aplicación para un one-shot reactivable es la de un antirrebote mecánico de contacto simple. Como puede ver en el diagrama de tiempo anterior, la salida se mantendrá alta a pesar del "rebote" de la señal de entrada de un interruptor mecánico.

Por supuesto, en un circuito antirrebote de interruptores de la vida real, probablemente desee utilizar un retardo de tiempo de duración mucho menor que 10 segundos, ya que solo necesita "antirrebote" pulsos que están en el rango de milisegundos.

¿Qué pasaría si solo quisiéramos una salida de pulso temporizada de 10 segundos de un circuito lógico de relé, independientemente ¿De cuántos pulsos de entrada recibimos o cuán longevos pueden ser? En ese caso, tendríamos que acoplar un circuito detector de pulsos al circuito de retardo de tiempo de disparo único reactivable, como este:

Relé de retardo de tiempo TD ₁ proporciona un pulso "encendido" a la bobina del relé de retardo de tiempo TD ₂ durante un momento arbitrariamente corto (en este circuito, durante al menos 0,5 segundos cada vez que se acciona el contacto de entrada). Tan pronto como TD ₂ está energizado, el TD ₂ normalmente cerrado y temporizado cerrado el contacto en serie con él evita la bobina TD ₂ se vuelva a energizar mientras se agote el tiempo (10 segundos).

Esto efectivamente hace que no responda a más activaciones del interruptor de entrada durante ese período de 10 segundos.

Solo después de TD ₂ se agota el tiempo de espera del TD ₂ normalmente cerrado y temporizado cerrado el contacto en serie con él permite la bobina TD ₂ para ser energizado de nuevo. Este tipo de disparo único se denomina no disparable one-shot.

Los multivibradores de un disparo, tanto de la variedad reactivable como no reactivable, encuentran una amplia aplicación en la industria para la activación de sirenas y secuenciación de máquinas, donde una señal de entrada intermitente produce una señal de salida de un tiempo establecido.

REVISAR:

• Un monoestable el multivibrador tiene solo un estado de salida estable. El otro estado de salida solo se puede mantener temporalmente.
• Multivibradores monoestables, a veces llamados one-shots , vienen en dos variedades básicas: retriggerable y no reactivable .
• Los circuitos de un solo paso con configuraciones de muy poco tiempo pueden usarse para antirrebote las señales "sucias" creadas por los contactos del interruptor mecánico.

HOJAS DE TRABAJO RELACIONADAS:

• Circuito del temporizador - Hoja de trabajo del multivibrador monoestable