Multivibrátory Střední odborná škola Otrokovice www.zlinskedumy.cz Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

Charakteristika 1 DUM Název školy a adresa Střední odborná škola Otrokovice, tř. T. Bati 1266, 76502 Otrokovice Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.0445 /3 Autor Ing. Miroslav Hubáček Označení DUM VY_32_INOVACE_SOSOTR-EL-ELZ/2-EL-2/14 Název DUM Multivibrátory Stupeň a typ vzdělávání Středoškolské vzdělávání Kód oboru RVP 26-51-H/01 Obor vzdělávání Elektrikář Vyučovací předmět Elektronická zařízení Druh učebního materiálu Výukový materiál Cílová skupina Žák, 16 – 17 let Anotace Výukový materiál je určený k frontální výuce učitelem, případně jako materiál pro samostudium, nutno doplnit výkladem; náplň: princip multivibrátoru, zapojení multivibrátorů s diskrétními součástkami , integrovaný obvod 555 Vybavení, pomůcky Počítač, dataprojektor, interaktivní tabule Klíčová slova Astabilní, monostabilní a bistabilní multivibrátor, IO 555 Datum 23. 4. 2013

Multivibrátory Náplň výuky Definice multivibrátoru Rozdělení multivibrátorů Zapojení multivibrátorů s diskrétními prvky Integrovaný obvod 555 Využití IO 555 pro realizaci multivibrátorů

Multivibrátory Definice multivibrátoru multivibrátor je technické zařízení, které automaticky přechází mezi několika diskrétními stavy způsob realizace mechanicky pneumaticky elektricky účelem je generovat pulzy, případně signál s určitým zpožděním v elektronice je multivibrátor obvykle realizován pomocí tranzistorů a kondenzátorů, který se nabíjí a vybíjí přes určitý rezistor populární je realizace pomocí integrovaného obvodu „555“

Astabilní multivibrátor astabilní multivibrátor je tvořen tranzistory T1 a T2 a kondenzátory C1 a C2 obvod nemá žádný stabilní stav, střídavě se jeden kondenzátor nabíjí a druhý vybíjí, klopný obvod se periodicky překlápí z jednoho stavu do druhého Obr. 1: Astabilní multivibrátor

Činnost astabilního multivibrátoru v okamžiku, kdy úroveň napětí na kondenzátoru C1 dosáhne prahového napětí emitorového přechodu tranzistoru T1, tranzistor T1 se otevře a jeho kolektorové napětí klesne na nulu tato záporná změna napětí se přenese přes kondenzátor C2 na bázi tranzistoru T2 a ten se uzavře v tomto stavu se bude nabíjet kondenzátor C1 a současně se bude vybíjet kondenzátor C2 tento děj se periodicky opakuje astabilní klopný obvod nemá žádnou klidovou polohu, pracuje jako zdroj obdélníkových impulsů vzhledem k tomu, že kondenzátor C1, resp. C2 je nabíjen vždy přes kolektorový rezistor, dochází ke zkreslení impulsů – je nutno použít korekční diody

Monostabilní multivibrátor v klidové poloze bude tranzistor T1 uzavřen a tranzistor T2 otevřen v tomto stavu se bude kondenzátor C2 nabíjet na naznačenou polaritu Obr. 2: Monostabilní multivibrátor

Činnost monostabilního multivibrátoru přivedeme-li kladný impuls do báze uzavřeného tranzistoru T1 nebo záporný impuls do báze otevřeného tranzistoru T2, obvod se překlopí a kondenzátor C2 se bude přes odpor RB2 a otevřený tranzistor T1 vybíjet po vybití se kondenzátor C2 začne nabíjet na napětí opačné polarity dosáhne-li napětí na něm úrovně prahového napětí přechodu emitor-báze tranzistoru T2, tranzistor se otevře a jeho kolektorové napětí klesne na nulu tato záporná změna se přenese do báze tranzistoru T1, který se uzavře a obvod se dostane do výchozí klidové polohy v této poloze čeká na příchod dalšího spouštěcího impulsu také zde se setkáváme se zapojením urychlovacího kondenzátoru C1 analogicky s bistabilním klopným obvodem

Bistabilní multivibrátor po připojení ke zdroji napájecího napětí se obvod ustálí tak, že jeden tranzistor bude otevřen a druhý uzavřen celý děj se spouští přivedením záporného impulzu do báze otevřeného tranzistoru Obr. 3: Bistabilní multivibrátor

Činnost bistabilního multivibrátoru po připojení napájecího napětí se obvod ustálí tak, že jeden tranzistor je otevřen a druhý uzavřen zavedení záporného impulsu do báze otevřeného tranzistoru se začne tento tranzistor zavírat a jeho kolektorové napětí roste tento vzrůst se přenese na bázi druhého tranzistoru, který se začne otevírat tento děj probíhá lavinovitě tak dlouho, až se původně zavřený tranzistor úplně otevře a původně otevřený tranzistor úplně zavře tím skončí překlápění a obvod setrvává v tomto stabilním stavu až do příchodu dalšího spouštěcího impulsu spouštět lze i zavedením kladného impulsu do báze uzavřeného tranzistoru

Integrovaný obvod – časovač 555 Tento integrovaný obvod nalézá uplatnění v mnoha zapojeních elektronických obvodů širokého využití Značení vývodů napájení 1 – záporný pól 8 – kladný pól 3 – výstup 4 – blokování funkcí obvodu 5 – výstup z děliče napětí 2, 6 – ovládání obvodu 7 – vybíjení Obr. 4: Časovač 555

Astabilní multivibrátor s 555 časovač 555 v tomto zapojení pracuje jako multivibrátor – generuje pravidelné kmity obdélníkového průběhu po připojení napájecího napětí se začne kondenzátor C nabíjet přes rezistory R1 a R2, během tohoto procesu je na výstupu 3 logická 0 při dosažení 2/3 hodnoty napájecího napětí dojde k překlopení obvodu a kondenzátor se začne vybíjet vybitím kondenzátoru začíná další cyklus funkce obvodu tento děj se periodicky opakuje s frekvencí 𝑓= 1,4 𝐶∙(𝑅1+2𝑅2) Obr. 5: Astabilní multivibrátor

Monostabilní multivibrátor s 555 zapojení je v klidovém stavu, výstup obvodu má úroveň logické 0 přes vývod 7 je zkratován kondenzátor, tak že se nemůže nabíjet spouštěcí impulz – uzemnění vývodu 2 se obvod a kondenzátor C se začne přes rezistor R nabíjet jakmile dosáhne napětí na kondenzátoru 2/3 hodnoty napájecího napětí, obvod se překlopí a kondenzátor se začne vybíjet v tomto stavu setrvává obvod až do dalšího spouštěcího impulsu časová konstanta obvodu T = 1,1 RC Obr. 6: Monostabilní multivibrátor

Kontrolní otázky: Nakreslete a vysvětlete princip astabilního, monostabilního a bistabilního multivibrátoru v zapojení s tranzistory. Proveďte porovnání jejich vlastností. Popište funkci integrovaného obvodu – časovače 555 Nakreslete zapojení multivibrátorů s časovačem 555. Porovnejte funkci diskrétního a integrovaného multivibrátoru.

Seznam obrázků: Obr. 1: Astabilní multivibrátor. In: Klopné obvody [online]. 2012 [vid. 22. 4. 2013]. Dostupné z: http://slaboproud.sweb.cz/elt2/stranky1/elt050.htm Obr. 2: Monostabilní multivibrátor. In: Klopné obvody [online]. 2012 [vid. 22. 4. 2013]. Dostupné z http://slaboproud.sweb.cz/elt2/stranky1/elt050.htm Obr. 3: Bistabilní multivibrátor. In: Klopné obvody [online]. 2012 [vid. 22. 4. 2013]. Dostupné z: http://slaboproud.sweb.cz/elt2/stranky1/elt050.htm Obr. 4: Časovač 555. In: Elektronika [online]. 2010 [cit. 22. 4. 2013]. Dostupné z: http://adam.kafelanka.cz/index.php?id=13 Obr. 5: Astabilní multivibrátor s 555. In: Elektronika [online]. 2010 [vid. 22. 4. 2013]. Dostupné z: http://adam.kafelanka.cz/index.php?id=13 Obr. 6: Monostabilní multivibrátor s 555. In: Elektronika [online]. 2010 [vid. 22. 4. 2013]. Dostupné z: http://adam.kafelanka.cz/index.php?id=13

Seznam použité literatury: [1] ANTOŠOVÁ, M., DAVÍDEK, V. Číslicová technika. Praha: KOPP, 2009. ISBN 978-80-7232-394-4. [2] HÄBERLE, H. a kol. Průmyslová elektrotechnika a informační technologie. Praha: Europa – Sobotáles, 2003. ISBN 80-86706-04-4. [3 ] Klopné obvody. In: Wikipedia: the free encyclopedia [online]. 2012 [cit. 13. 4. 2013]. Dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Klopn%C3%BD_obvod [4] Časovač 555. In: Elektronika [online]. 2010 [cit. 22. 4. 2013]. Dostupné z: http://adam.kafelanka.cz/index.php?id=13

Děkuji za pozornost 