مولتی ویبراتور دوپایا در روش مشابه با فلیپ فلاپ‌ها عمل می‌کنند و یکی از دو حالت پایدار خروجی را که مکمل یکدیگر هستند را تولید می‌کنند. مولتی ویبراتور دوپایا نوع دیگری از قطعه دو حالته است که شبیه به مولتی ویبراتور مونواستابل که در آموزش قبلی بر آن پرداختیم است اما تفاوت در اینجا این است که هر دو حالت پایدار هستند.
فهرست مطالب
مولتی ویبراتور
مولتی ویبراتور دوپایا دو حالت پایدار دارد (از این رو نام آن: “دو” به معنی دو است) و حالت خروجی داده شده علیرغم اینکه یک تریگر بیرونی به آن اعمال شده و آن را مجبور به تغییر حالت می‌کند، حفظ می‌کند.
این مولتی ویبراتور دو پایا می‌تواند از یک حالت پایدار به دیگری با اعمال یک پالس تریگر بیرونی تغییر یابد. درنتیجه آن نیازمند دو پالس تریگر بیرونی قبل از برگشت به حالت اولیه خود است. از آنجا که این نوع مولتی ویبراتور دارای دو حالت پایدار است آن بیشتر به عنوان قفل‌ها و فلیپ فلاپ‌ها برای استفاده در مدارهای نوع ترتیبی شناخته شده‌اند.
مولتی ویبراتور دوپایا گسسته یک قطعه غیر احیایی دو حالته است که از دو ترانزیستور پیوندی متقاطع ساخته شده که به عنوان سوئیچ‌های ترانزیستوری “روشن-خاموش” عمل می‌کنند. در هر دو حالت، یکی از ترانزیستورها قطع است در حالی که دیگری در اشباع است بدان معنی که مدار دوپایا به صورت نامحدود قادر به باقی ماندن در هر دو حالت پایدار است.
برای تغییر حالات دوپایا از یک حالت به دیگری، مدار دوپایا نیازمند یک پالس تریگر مناسب است و برای عبور از یک سیکل کامل، دو پالس تریگر، یکی برای هر حالت نیاز است. اصطلاح “فلیپ فلاپ” نام رایج مربوط به عملکرد واقعی قطعه است زیرا که به یک سطح منطقی “تغییر” می‌یابد و در آنجا باقی می‌ماند و سپس به اولین حالت اصلی خود تغییر می‌کند. مدار زیر را درنظر بگیرید.
مدار مولتی ویبراتور دوپایا
مدار مولتی ویبراتور دوپایا فوق در هر دو حالت حتی با یک ترانزیستور “خاموش” و با دیگر “روشن” یا با اولین ترانزیستور “روشن” و دومی “خاموش”، پایدار هستند. بیایید فرض کنیم که سوئیچ در موقعیت چپ در “A” است. بیس ترانزیستور TR1 زمین خواهند شد و در ناحیه قطع آن یک خروجی در Q تولید می‌کند. این بدان معنی است که ترانزیستور TR2 “روشن” است زیرا که بیس آن به VCC از طریق ترکیب سری مقاومت R1 و R2 وصل شده است. با “روشن” شدن ترانزیستور TR2 خروجی صفر در، مخالف یا عکس Q خواهد بود.
اگر سوئیچ اکنون به راست موقیت “B” حرکت کند، ترانزیستور TR2 به “خاموش” تغییر خواهد کرد و ترانزیستور TR1 به “روشن” از طریق ترکیب مقاومت‌های R3 و R4 تغییر خواهد کرد که منجر به یک خروجی در Q بار و خروجی صفر در Q معکوس فوق خواهد شد. سپس می‌توان گفت که یک حالت پایدار زمانی که ترانزیستور TR1 “خاموش” است و TR2 “روشن” است وجود دارد و موقعیت سوئیچ “B” است.
سپس برخلاف مولتی ویبراتور مونواستابل که خروجی آن وابسته بر ثابت زمانی RC مولفه‌های فیدبک استفاده شده است، خروجی مولتی ویبراتورهای دوپایا بر کاربرد دو پالس تریگر مستقل موقعیت سوئیچ “A” یا موقعیت “B” وابسته است.
بنابراین مولتی ویبراتورهای دوپایا می‌توانند یک پالس خروجی بسیار کوتاه یا یک خروجی مستطیلی طولانی‌تر که لبه‌های پیش‌رو آن در زمان با پالس تریگر اعمال شده بیرونی افزایش می‌یابند، تولید کنند و لبه‌های انتهایی آن بر یک پالس تریگر دومی که در زیر نشان داده شده است وابسته است.
شکل موج مولتی ویبراتور دوپایا
با سوئیچ دستی بین دو حالت پایدار ممکن است یک مدار مولتی ویبراتور دوپایا تولید شود اما خیلی عملی نیست. یک روش تغییر وضعیت بین دو حالت استفاده از تنها یک پالس تریگر واحد است که در زیر نشان داده شده است.
مولتی ویبراتور دوپایا سوئیچینگ ترتیبی
سوئیچینگ بین دو حالت پایدار توسط اعمال یک پالس تریگر واحد که به نوبه خود باعث “خاموش” شدن ترانزیستور “روشن” و “روشن” شدن ترانزیستور “خاموش” می‌شود، است. مدار به صورت ترتیبی با اعمال یک پالس به هر بیس در چرخش تعییر خواهد کرد و این از یک پالس تریگر ورودی واحد با استفاده از یک دیودهای بایاس شده به عنوان یک مدار فرمان به دست می‌آید.
سپس در کاربرد سوئیچ حالت هر ترانزیستور پالس منفی اولی و کاربرد یک پالس منفی پالس دومی در ریست کردن ترانزیستور به عقب به حالت اصلی خود به عنوان یک شمارنده تقسیم شده بر دو عمل می‌کنند. به صورت برابر، می‌توان دیودها، خازن‌ها و مقاومت‌های فیدبک را حذف کرد و پالس‌های تریگر منفی مستقل را مستقیما به بیس ترانزیستورها اعمال کرد.
مولتی ویبراتورهای دوپایا دارای کاربردهای بسیاری هستند که یک مدار فلیپ فلاپ ست-ریست برای استفاده در مدارهای شمارشی یا به عنوان یک قطعه ذخیره حافطه تک بیتی در یک کامپیوتر استفاد می‌شوند.
کاربردهای دیگر فلیپ فلاپ‌های دوپایا شامل تقسیم‌کننده فرکانسی است زیرا پالس‌های خروجی دارای یک فرکانسی هستند که دقیقا نصف (f/2) فرکانس پالس ورودی تریگر به دلیل تغییر حالت آنها از یک پالس ورودی واحد است. در بیان دیگر مدار یک تقسیم فرکانسی تولید می‌کند زیرا آن اکنون فرکانس ورودی را توسط یک فاکتور 2 (یک اکتاو) تقسیم می‌کند.
مولتی ویبراتورهای دوپایا TTL/CMOS
همانند تولید یک مولتی ویبراتور دوپایا از مولفه‌های گسسته مستقل مانند ترانزیستورها، همچنین می‌توان مدارهای دوپایا را با استفاده از مدارهای یکپارچه موجود رایج ساخت. مدار زیر نشان می‌دهد که چگونه مدار مولتی ویبراتور دوپایا پایه می‌تواند تنها با استفاده از گیت‌های “NAND” منطقی دو ورودی ساخته شود.
مولتی ویبراتورهای دوپایا گیت NAND
مدار فوق به ما نشان می‌دهد که چگونه می توانیم دو گیت NAND متصل به یکدیگر برای تشکیل یک مولتی ویبراتور دوپایا پایه ساخت. این نوع از مدار دوپایا همچنین به عنوان یک “فلیپ فلاپ دوپایا” شناخته شده است. مولتی ویبراتور دوپایا کنترل شده دستی توسط سوئیچ دو پرتاب تک پل (SPDT) برای تولید سیگنال منطق “1” یا یک منطق “0” در خروجی فعال شده است.
ممکن است متوجه شده باشید که این مدار کمی آشنا به نظر می‌رسد و شما درست می‌گویید! این نوع از مدار سوئیچینگ دوپایا بیشتر به عنوان یک فلیپ فلاپ گیت NAND نوع SR که بیشتر متشابه به نوعی که ما در آموزش منطق ترتیبی به آن پرداختیم است. در آن آموزش تجربی دیدیم که این نوع از دوپایا گیت NAND یک مدار “سوئیچ غیر پرشی” عالی ایجاد می‌کند که به یک عمل سوئیچنگ اجازه کنترل خروجی خود را می‌دهد.
در آموزش بعدی درباره مولتی ویبراتورها، بر آنی که دارای هیچ حالت پایدار نیست خواهیم پرداخت زیرا که آن به صورت پیوسته از یک حالت پیوسته به دیگری تغییر می‌کند. این نوع از مدار مولتی ویبراتور یک مولتی ویبراتور آستابل که همچنین بیشتر توسط نام معروف خود “نوسان‌ساز راه اندازمستقل” شناخته می‌شود.
