Dr. Pap László jegyzete - BME Hálózati Rendszerek és ...

260 12. KOMPARÁTOROK
R 1
R 2
Trigger
jel
C
R
u ki
U kiM
U kim
12.12. ábra. A fázisfordító hiszterézises komparátorral felépített monostabil multivibrátor kapcsolási
rajza.
Monostabil multivibrátor. A monostabil multivibrátorok olyan áramkörök, amelyek egyetlen kezdeti
gerjesztés (trigger jel) hatására egyetlen, adott időtartamú négyszögjelet állítanak elő a hiszterézises
komparátorok felhasználásával. Az ilyen rendszereket logikai áramkörökben használják például
arra, hogy a belépő, különböző időtartamú gerjesztő jelekhez azonos szélességű impulzusokat rendeljenek.
A fázisfordító hiszterézises komparátorral felépített monostabil multivibrátor kapcsolási rajza a
12.12. ábrán látható.
A kapcsolás működését a 12.13. ábra segítségével lehet illusztrálni.
Tételezzük fel, hogy a kapcsolás kimenetén a t = −0 időpillanatban U kim feszültség van, ami azt
jelenti, hogy a komparátor pozitív bemenetén a feszültség értéke
U kim
R 1
R 1 +R 2
, U kim < 0. (12.43)
Ugyanakkor tételezzük fel azt is, hogy a komparátor negatív bemenetén lévő kondenzátoron a dióda
hatására a t = −0 időpillanatban a feszültség értéke nulla (legyen a dióda ideális). Érkezzen az
áramkör pozitív bemenetére a t = 0 időpillanatban egy pozitív gerjesztő impulzus (trigger jel), ami a
komparátor kimeneti feszültségét pozitív irányban mozdítja el. Ekkor a pozitív visszacsatolás hatására
a komparátor lavinaszerűen megváltoztatja a kimeneti állapotátU kim feszültségrőlU kiM feszültségre,
ami miatt a komparátor pozitív bemenetén lévő küszöbfeszültség at = 0 időpillanatban ugrásszerűen
U kiM
R 1
R 1 +R 2
(12.44)
értékűre változik. A komparátor negatív bemenetén lévő kondenzátort az R ellenálláson keresztül a
komparátor kimeneti U kiM feszültsége tölteni kezdi, ami miatt a kondenzátor feszültsége növekedni
kezd. A kondenzátor feszültségének időfüggvényét most is az
u c (t) = (U 0 −U ∞ )exp
(
− t
RC
)
+U ∞ (12.45)
általános kifejezés határozza meg, ahol U 0 = 0 a kondenzátor feszültsége a t = 0 időpillanatban, és
U ∞ = U kiM lenne a kondenzátor feszültsége a tranziensek lejátszódása után.
Ennek alapján a 12.13. ábrán megadott első szakaszban a kondenzátoron mérhető feszültség időfüggvény
az
(
u c (t) = (0−U kiM )exp − t ( (
)+U kiM = U kiM 1−exp − t ))
(12.46)
RC
RC
alakban adható meg, és tudjuk, hogy ez a folyamat csak addig tart, amíg at 1 időpontban a kondenzátor
feszültsége eléri az aktuális
u c (t 1 ) = U kiM
R 1
R 1 +R 2
(12.47)