0
BÖLÜM 7 (OSİLATÖRLER) MULTİVİBBRATÖRLER Bu bölümde aşağıdaki konular anlatılacaktır. Multivibratör(Osilatörler) Monostable (tek kararlı) Multivibratörler, Yeniden tetiklenmeyen (Nonretrigerrable) Monostable Multivibratörler, Yeniden tetiklenen (Retrigerrable) Monostable Multivibratörler, Astable ( serbest çalışan)multivibratörler, Entegre zamanlama devreleri
GİRİŞ Sayısal devrelerde tetikleme sinyali olarak kullanılan kare,dikdörtgen sinyali üreten devrelere multivibratör (osilatör) adı verilir. Multivibratörler üç grupta incelenirler. I. Tek kararlı (Monostable) multivibratörler, II. Serbest çalışan (Astable) multivibratörler, III. Çift kararlı (Bistable) multivibratörler. 7.. MONOSTABLE (TEK KARARLI) MULTİVİBRATÖRLER Monostable multivibratörler girişlerine uygulanan işarete bağlı olarak sadece tek bir darbe şeklinde çıkış işareti verirler. Bu devreler one-shot olarak adlandırılırlar. Çıkış işaretinin süresi, dışarıdan bağlanacak olan zamanlama (direnç ve kondansatör) elemanlarının değerlerine bağlıdır. Şekil 7. de bir monosatable multivibratörün giriş (tetikleme) ve çıkış işaret gerilimleri gösterilmiştir. Tetikleme sinyalinin süresi çıkış darbesinden bağımsız olarak büyük veya küçük olabilir.çıkış darbesinin süresi, giriş darbesinden geniş olabilir. Tetikleme Sinyali Çıkış T y Şekil 7. Monostale multivibratörde giriş ve çıkış Aşağıda Şekil 7. transistörlü monostable multivibratör devresini göstermektedir. Başlangıçta R direnci üzerinden beyz polarması alan T tranzistörü iletimde,t tranzistörü kesimdedir. Bu sırada C kondansatörü şekildeki gibi şarj olacaktır. Tetikleme girişinden pozitif bir tetikleme sinyali verildiği anda T tranzistörü iletime geçecek, C kondansatörü R ve T tranzistörü üzerinden deşarj olacak ve beyz polarması alamayan T transiztörü kesime gidecektir. Bu durum kondansatör deşerj olana kadar devam edecektir. Kondansatör deşarj olduğunda T tranzistörü tekrar iletime geçecek ve T tranzistörü kesime gidecektir.bir sonraki tetikleme sinyaline kadar bu durum korunacaktır.
+V CC Şekil 7. Transiztörlü Monostable Multivibratör R C R R C R C - + T T Tetikleme girişi R 3 D Çeşitli lojik kapılardan elde edilmiş monostable multivibratörlerde vardır. Şekil 7.3-a VEYA-Değil (NOR) ve DEĞİL(NOT) kapısından oluşmuş bir monostable multivibratör devresini ve 7.3-b ise lojik sembolünü göstermektedir. +V +V t t Tetikleme girişi (trigger-t) R G G C t t T T CX RX/CX t t t t (a) (b) Şekil 7.3. Basit bir monostable multivibratör (a) Lojik diyagramı (one-shot); (b) Blok diyagramı Şekil 7.3 deki devrenin tetikleme girişine uygulanan tetikleme sinyalinin yüksek lojik seviyesi (lojik-) G kapısının çıkışını alçak seviyeye (lojik-0), G kapısının çıkışını yüksek seviyeye (lojik-) çekecektir. Bu durumda C kondansatörü R direnci üzerinden şarj olmaya başlayacak ve G girişindeki gerilim artacaktır. C kondansatörü şarj olunca G girişindeki gerilim yüksek seviyeye (lojik-) çekilecek ve G kapı çıkışı alçak seviyeye (lojik-0) çekilecektir. G kapısının her iki girişide alçak seviyeye (lojik- 0) çekildiğinden çıkış yüksek (lojik-) olacaktır. Çıkışta oluşan darbenin süresi R-C elemanı tarafından belirlenmektedir. 3
7... Monostable Multivibrator Entegre Devreleri Monostable multivibratörler entegre devreleri yeniden tetiklenebilen (retriggerable) ve yeniden tetiklenmeyen (nontriggerable) olmak üzere iki temel türdedir. Bu iki temel türdeki ayrım ilk tetikleme ile başlayan çıkış dalga süresince gelen bir sonraki tetikleme sinyaline verilen cevapla ilgilidir. Şekil 7.4 yeniden tetiklenmeyen (nontriggerable) türdeki devrelere ait çıkış dalga şekillerini göstermektedir. Şekil 7.4. a gelen ilk tetikleme sinyali ile yeniden tetiklenmeyen (nonretriggerable) monostable multivibratörün çıkış dalga şeklini göstermektedir. T T t w (a) Çıkış sinyali devam ettiğinden, tetikleme sinyali kabul edilmez (b) t w Şekil 7.4 Şekil 7.4. b ise ilk tetikleme sinyali ile oluşan çıkış devam ederken gelen ikinci bir tetikleme sinyalinin yeni bir tetikleme sinyali olarak kabul edilmediğini göstermektedir. Bu durumda yeni bir tetikleme gerçekleşmez ve çıkış işareti t w süresince devam edecektir. T t w (a) T Yeniden tetikleme t w (b) Şekil 7.5 Şekil 7.5 yeniden tetiklenen (retriggerable) monostable multivibratörlerde tetikleme sonrası çıkış dalga şekillerini göstermektedir. Şekil 7.5 a gelen ilk tetikleme sinyali ile yeniden tetiklenen (retriggerable) monostable multivibratörün çıkış dalga şeklini göstermektedir. Şekil 7.5.b ise ilk tetikleme sonrası çıkış işareti devam ederken gelen ikinci bir tetikleme sonrası çıkış işaretinin t w süresince devam etmesini göstermektedir. 4
74 Yeniden Tetiklenmeyen (Nonretriggerable) Monostable Multivibratör Yeniden tetiklenmeyen (nontriggerable) monostable multivibrator entegrelerine Şekil 7.7 de gösterilen 74 verilebilir. A,A ve B ile gösterilen girişler tetikleme girişleridir. Harici olarak zamanlama elemanlarının bağlanabilmesi için R ve C adlı iki girişe sahiptir. R INT ile gösterilen giriş dahili zamanlama direnç girişidir. (3) A (4) A (5) B (9) R İNT (0) C () R /C KΩ RI CX RX/CX (6) () Girişler Çıkışlar A A B L X X L H X L H L H X X L L H H H X L H H H H H H L X X L (a)blok diyagramı (b) Doğruluk tablosu Şekil 7.6 74 Yeniden tetiklenmeyen (nonretriggerable) Monostable multivibrator Çıkış sinyalinin değeri harici zamanlama elemanları tarafından belirlenir. Harici R-C zamanlama elemanlarının kullanılmaması halinde(şekil 7.7. a) çıkış sinyalinin süresi 30ns olacaktır. Harici zamanlama elemanları yardımı ile bu aralık 40ns ile 8s olabilir. Harici olarak bağlanabilen zamanlama elemanları; R,4 ile 40KΩ, C, 0 ile 000µF aralığında seçilmelidir. Şekil 7.7 (b) dahili direnç (KΩ) ve harici kondansatörün bağlantısını göstermektedir. Şekil 7.7 (c) ise harici R ve C elemanlarının bağlantısını göstermektedir. Dalga genliği; t w = 0,7.R.C olarak hesaplanabilir. Eğer harici direnç R bağlanmamışsa R=KΩ alınacaktır. 5
(3) A (4) A (5) B (9) (0) () KΩ RI CX RX/CX (6) () (3) A +V cc (4) A (5) B C KΩ RI CX RX/CX (6) () (a) Harici bir eleman bağlı değil (tw=30ns) (b) Dahili R ve C +V cc C B A A KΩ RI CX RX/CX R (c) R ve C Şekil 7.7 Bir 74 ile dalga genliği ayarı üç farklı bağlantı Örnek: Çıkış dalga genliği 0ms olan bir monostable multivibrator devresini 74 kullanarak gerçekleştiriniz. Çözüm: Böyle bir devre için harici olarak bağlanması gereken R direnç değerini 0KΩ olarak seçersek bu durumda C değerinin hesaplanması gerekecektir. t w = 0,7.R.C C = ifadesinden C değeri hesaplanabilir. tw 0,7.R bulunur. C 3 0 0 = 0,7.(0 0 +3 = 4,85 0 ) - 6 = 4,85µF 6
+5V B 0,7µF A A KΩ RI CX RX/CX 0ms 0KΩ Şekil 7.8 74 Yeniden Tetiklenebilir (Retriggerable) Monostable Multivibrator Yeniden tetiklenebilir (retriggerable) monostable multivibrator entegrelerine örnek TTL ailesinden 74 verilebilir. A,A ve B, B ile gösterilen tetikleme girişleri ile birlikte düşük lojik seviyede aktif olan silme (CLR ) girişine sahiptir. Harici olarak zamanlama elemanlarının bağlanabilmesi için R ve C adlı iki girişe sahiptir. R INT ile gösterilen giriş dahili zamanlama direnç girişidir. () A () A (3) B (4) B R İNT C R /C (9) RI (0) CX () RX/CX (8) (6) (5) CLR Şekil 7.9 Yeniden tetiklenen(retrigerable) monostable multivibrator lojik sembolü Çıkış dalga genliği harici olarak bağlanan direnç (R ) ve kondansatör (C ) ile ayarlanabilir. Çıkış dalga genliği; 0,7. + R w = K.R.C t olarak bulunabilir. Burada K kullanılan monostable multivabrator için üretici veri sayfalarında verilen sabittir. 74 için K sabiti 0,3 dir. 7
Örnek: Çıkış dalga genliği 0µsn olan yeniden tetiklenen (retriggerable) monostable multivibratoru 74 kullanarak elde ediniz. Çözüm: 74 için üretici veri sayfasında K=0,3 olarak verildiğine göre; ifadesinde C = 00pF seçilirse; t R R R w t K.R.C 0,7. + R w = t 0,7. + R w = K.R.C = K.R.C t w = K.R.C + t = 0,7.K.C K.C = 56,50KÙ bulunur. Standart direnç değeri olarak w K.R + 0,7 R 6 0 0 = (0,3).(00 0.C 0,7.K. C tw = K.C 0,7 ) 0,7 seçilebilir. R =60KΩ 8
7.. SERBEST ÇALIŞAN (ASTABLE) MULTİVİBRATÖRLER Bir diğer tür multivibrator devresi astable (serbest çalışan) multivibrator adını alır. Çalışma gerilimi uygulandığı andan itibaren zamanlama elemanlarının belirlediği sürelerde durum değiştiren devrelerdir. Astable multivibrator zamanlama devrelerinde tetikleme sinyali amaçlı bir kare dalga osilatör olarak kullanılırlar. A +V CC Şekil 7.0 Transistorlü Astable Multivibratör R C R R C R C C B C T T Şekil 7.0 transistorlü astable multivibrator devresini göstermektedir. Devrede birbirine simetrik bağlı iki npn transistör vardır. Devredeki elemanlar T =T, C =C, R c =R c ve R =R seçilse bile, güç uygulandığı zaman transistorlerden biri iletimde diğeri kesimde olacaktır. +V CC +V CC R C I R R C R C C - + - + I R C R R C R C C + - + - T (Kesimde) T (Doyumda) T (Kesimde) T (Doyumda) (a) (b) Şekil 7. Devrenin çalışmasını açıklamak için güç verildiği anda T transistörünün kesim ve T transistörünün iletimde olmasını (Şekil 7. a) kabul edelim. Bu anda C kondansatörü deşarj ve C kondansatörü sarj olmuş durumdadır. Bundan sonra C kondansatörü R C direnci üzerinden şarja, C kondansatörü R direnci üzerinden 9
deşarja başlayacaktır. Bir süre sonra C kondansatörü T transistörünü iletime sokacak şekilde deşarj, C kondansatörü T transistörünü kesime götürecek şekilde şarj olacaktır. Şekil 7. b bu durumda kondansatörlerin polaritelerini göstermektedir. +V CC +V CC R C I 4 I 3 R R C R C C + - + - R C R R C R C C - + - + T (Doyumda) T (Kesimde) T (Doyumda) T (Kesimde) (a) (b) Şekil 7. Şekil 7. a da görüldüğü gibi T transistörü doyuma, T transistörü kesime gidecektir. Bu andan sonra C kondansatörü R direnci üzerinden deşarja ve C kondansatörü R C direnci üzerinden şarja başlayacaktır. Bir süre sonra C kondansatörü T transistörünü doyuma götürecek şekilde deşarj, C kondansatörü T transistörünü iletime sokacak şekilde şarj olacaktır. Şekil 7. b bu durumda kondansatörlerin polaritelerini göstermektedir. Transistorlerin iletimde olma süreleri kondansatörlerin deşarj sürelerine bağlıdır. Yani T transistörü R -C, T transistörü R -C zamanlama elemanlarının belirlediği sürelerde kesimde ve doyumda olacaktır. Astable multivibratorün osilasyon peryodu; T=0,7.(R.C +R.C ) süresi ile belirlenir. Lojik kapılar ile gerçekleştirilmiş basit bir astable multivibrator devresi Şekil 7.3 a da gösterilmiştir. Devre tek bir schmitt trigger inverter ve RC devresinden oluşmuştur. 0
R V C V cc V T+ V T- V out 0V V C C V out V OH V OL (a) (b) Şekil 7.3 Schmitt trigger astable multivibratör ve çıkış dalga formları Devrenin çalışması aşağıdaki gibi olacaktır, Devreye güç verildiği an kondansatör üzerindeki gerilim V c =0V olduğundan çıkış gerilimi V out yüksek gerilim seviyesine çekilecektir. Kondansatör çıkış geri beslemesi ile R direnci üzerinden sarj olacaktır. Kondansatör sarj gerilimi inverter pozitif eşik gerilimine (V T+ ) ulaşınca, inverter çıkışı konum değiştirerek düşük gerilim seviyesine çekilecektir. V out =0V olduğundan, kondansatör direnç üzerinden deşarj olmaya başlayacaktır. Kondansatör üzerindeki deşarj gerilimi iverter negatif eşik gerilimine(v T- ) ulaşınca çıkış gerilimi yüksek gerilim seviyesine çekilecektir. Çıkış dalga formları Şekil 7.3 b de gösterilmiştir. Bu durumda çıkışın yüksek gerilim seviyesinde kalma süresi (t H ) ve çıkışın düşük gerilim seviyesinde kalma süreleri aşağıdaki gibi hesaplanmalıdır. şeklinde olacaktır. t t H L V = R C ln V V = R C ln V OH OH OL OL - V - V - V - V T - T + T + T -
Örnek: 74HC4 yüksek-hızlı CMOS Schmitt inverter ile yapılmış bir astable multivibrator devresi ve çıkış dalga şekilleri verilmiştir. 0K V C V cc =5V V T+ =,75V V T- =,67 V V out 0V 0,0µF 74HC4 V out V H =5V V L =0V Çıkış sinyalinin yüksekte kaldığı süre (t OH ), sinyalin alçakta kaldığı süre (t OL ), çıkış sinyalinin peryodu ve frekansını hesaplayınız.- t OH t OL Çözüm: Çıkış sinyalinin yüksekte kaldığı süre (t OH ), t OH VOH - VT - = R C ln VOH - VT + 5 -,67 = (0KΩ) (0,0µF) ln 5 -,75 Çıkış sinyalinin alçakta kaldığı süre (t OL ), Çıkış sinyalinin peryodu ve frekansı, = 86,µs VOL - VT + t OL = R C ln VOL - VT - 0 -,75 = (0KΩ) (0,0µF) ln 0 -,67 = 0µs T =86,+0 =96,µsf = T f =5, KHz olacaktır.
7.3. ÇİFT KARARLI (BİSTABLE) MULTİVİBRATÖRLER Dışarıdan bir tetikleme sinyali gelmediği müddetçe durumlarını koruyan devrelere çift kararlı (bistable) multivibrator adı verilir. Dışarıdan uygulanan her tetikleme sinyalinde devre konum değiştirecektir. +V CC Şekil 7.4 Transistörlü Bistable Multivibratör R C R C R R T T R 4 S S R 3 Şekil 7.4 transistörlü bistable multivibrator devresini göstermektedir. Devrede birbirine simetrik bağlı iki npn transistör vardır. Devredeki elemanlar T =T, R c =R c, R =R ve R 3 =R 4 seçilse bile, güç uygulandığı zaman transistorlerden biri iletimde diğeri kesimde olacaktır. Devrenin çalışmasını açıklamak için güç verildiği anda T transistörünün doyumda, T transistörünün kesimde olduğunu kabul edelim. Bu durumda = ve = 0 durumu (Şekil 7.5 a) çıkışlarda görülecektir. Devreye bir tetikleme sinyali gelmediği müddetçe transistorler bu durumlarını koruyacaktır. +V CC +V CC = 0 R C R R R C = R C R I R R C = =0 T (Doyumda) T (Kesimde) T (Kesimde) T (Doyumda) R 4 S S R 3 R 4 S S R 3 (a) (b) Şekil 7.5 3
Devrenin konumunu değiştirmek için S anahtarına basıp T transistörünün beyzine negatif bir tetikleme sinyali verilirse (Şekil 7.5 b), bu durumda T transistörü kesime,t transistörü doyuma geçecektir. Bu durumda çıkışlar =0 ve = olacaktır. Bir sonraki tetikleme sinyaline kadar çıkışlar bu durumlarını koruyacaktır. Devrenin konumunu değiştirmek için S anahtarına basılırsa (Şekil 7.6 a), T transistörünün beyzine negatif tetikleme sinyali uygulanır. Bu durumda T transistörü kesime,t transistörü doyuma gideceğinden (Şekil 7.6 b) çıkışlar konum değiştirecek, = ve = 0 olacaktır. +V CC +V CC R C R C R C R R R R = =0 = 0 = R C I T (Kesimde) R 3 T R 4 S S (Doyumda) T (Doyumda) R 4 S S R 3 T (Kesimde) (a) (b) Şekil 7.6 Devrenin durumunu değiştirecek olan tetikleme girişi o an doyumda olan trnsistörün beyzine bağlı olan giriştir. Devrenin anahtarlama zamanlarını azaltmak, devrenin çalışma frekansının arttırılması için R ve R dirençlerine 00pF lık kondansatörler bağlanmalıdır.çift kararlı multivibratör devreleri Flip-Flop olarak adlandırılır. Ve sayıcı devreleri,kaydedici devreleri, bellek devreleri gibi uygulama alanlarında sıklıkla kullanılırlar. 7.4. ENTEGRE ZAMANLAMA DEVRELERİ Osilatör (multivibrator) devrelerinin yapımında hazır entegre zamanlama devrelerinden faydalanılır. En çok kullanılan zamanlama entegresi NE555 devresidir. Maliyeti ucuz olup çok farklı uygulama alanı vardır. Şekil 7.7 555 entegresini göstermektedir. 4
+V cc (8) R Eşik (6) Kontrol Gerilimi (5) R + - R Tetikleme () R + - S Çıkış katı Çıkış (3) Deşarj (7) Deşarj transistörü Toprak () Reset (4) Şekil 7.7 Besleme gerilimi +5V ile +8V arasında herhangi bir gerilim olabilir. İç devrenin sürülebilmesi için besleme geriliminin her voltuna karşılık 0,7mA akım gerekir. Yani besleme gerilimi 0V ise kaynaktan 7mA akım çekilir. Maximum güç kaybı 600mW tır. 555 in çıkış ucu 3 nolu uç olup çıkışın veya 0 olduğu her iki durum için 0Ω luk dirençler üzerinden toprağa veya kaynağa bağlanır (Şekil 7.8). Kaynaktan çekilebilecek maximum akım 00mA olup, 0 seviyesi için bu akım en çok 0mA olabilir. +Vcc +Vcc 0Ω R L 0 0Ω Şekil 7.8 5
Eşik geriliminin uygulanacağı 6 nolu uç gerilimi, kaynak geriliminin Vcc ye eşit 3 veya büyük iken. Karşılaştırıcı çıkışı değişir. Flip-Flop Reset girişi olacağından çıkış 0 olacak ve deşarj transistörü iletime geçecektir. Tetikleme girişi numaralı uç olup, bu uçtaki gerilim 3 Vcc ye eşit veya küçük olduğunda Flip-Flop çıkışı tetiklenir, buna bağlı olarak çıkış (3 nolu uç) olur. Ve deşarj transistorü kesime gidecektir. Sıfırlama (Reset) girişi 4 numaralı uçtur. Bu uç kullanılmadığı zaman +V cc ye bağlanmalıdır. Topraklandığı zaman veya 0,4V tun altında ki bir gerilimde 7numaralı deşarj ucu yaklaşık olarak sıfır potansiyelinde olur. Çıkış seviyesinde ise bu reset ucu topraklanırsa çıkış 0 seviyesine çekilir. Çıkışın 0 seviyesinde olduğu sürece dışarıdan bağlanmış zamanlama kondansatörünün deşarjı 7 numaralı uç üzerinden olur. Çıkış seviyesinde iken kondansatör dışarıdan bağlanmış direnç üzerinden şarj olur. +V cc +V cc R R (7) (7) I d C 0Ω V C C I d =Deşarj akımı (a) (b) Şekil 7.9 Kondansatörün şarj ve deşarjı 6
5 nolu kontrol girişi ile toprak arasına 0,0µF kondansatör bağlanır. Böylece çeşitli gürültü ve besleme kaynağındaki titreşimlerin etkisi azaltılır. Bu uç aynı zamanda tetikleme ve eşik gerilim seviyelerini değiştirmek için kullanılır. 7.4.. Monostable (Tek kararlı) Çalışma Bazı uygulamalarda belirli süreli tek bir kare dalga gereklidir. 555 zamanlama entegresini monostable multivibrator olarak çalıştırarak kontrollü tek dalga veya senkronize peryodik işaretler elde etmek mümkündür. Bu çalışmaya ait bağlantı Şekil 7.0 de gösterilmiştir V cc Şekil 7.0 R A 7 6 8 555 4 3 V out 555 zamanlama entegresi ile Monostable multivibratör devresi C 5 Tetikleme girişi 0,0µF Tetikleme girişine uygulanan tetikleme işaretinin düşen kenarında deşarj olan C kondansatörü şarj olmaya başlayacaktır. Bu durumda çıkış yüksek gerilim seviyesine çekilecektir. Kondansatör üzerindeki gerilim RxC zaman sabiti süresince dolacaktır. Kondansatör üzerindeki gerilim Vcc ye ulaşınca numaralı karşılaştırıcı konum 3 değiştirecek ve çıkış alçak gerilim seviyesine çekilecektir. Dalga şekilleri aşağıda gösterilmiştir. 7
V tetikleme V cc V c Vcc 3 V cc -,5V V out 0,V T Şekil 7. Monostable multivibratör dalga şekilleri Çıkış geriliminin yüksek gerilim seviyesinde kalma süresi, T=,x R A xc dir. Çıkış darbesinin frekansı ise, f = T =, R A C olacaktır.r A ve C değerleri uygun olarak seçilerek istenilen zaman süresi elde edilebilir. KΩ<R A <3,3MΩ C>500pF aralığında seçilmesi gereklidir. 8
Örnek: Aşağıda verilen monostable multivibrator devresinde R A =9,KΩ ve C=0,µ F seçilirse çıkış darbesinin periyodunu bulunuz. V cc 9,KΩ 7 8 4 6 555 3 V out 0,µF 5 Tetikleme girişi 0,0µF Çözüm: Monostable multivibrator çıkış darbe süresi, T=,x R A xc Değerleri formülde yerine yazarsak, T=,x9,x0 3 x0,x0-6 = ms olacaktır. Çıkış darbesinin frekansı, olacaktır. f = T = 0 = 3 KHz 9
7.4.. Astable (Tek kararlı) Çalışma Bir 555 zamanlayıcı entegresi ile astable (kararsız) multivibrator elde etmek için gerekli bağlantı Şekil 7. de gösterilmiştir. V cc Şekil 7. 555 zamanlama entegresi ile astable multivibrator devresi R A R B C 7 6 8 4 555 3 5 V out 0,0µF Devrede tetikleme girişi ile eşik gerilim girişi birbirine kısa devre edilmiştir. C kondansatörü R A ve R B dirençleri üzerinden şarj, R B direnci ve 7 numaralı uç üzerinden toprağa deşarj olur. Kondansatör R A ve R B direnci üzerinden şarj olurken çıkış yüksek gerilim seviyesindedir. Kondansatör şarj gerilimi 3 Vcc ye ulaşınca numaralı karşılaştırıcı çıkışı konum değiştirerek çıkışın düşük gerilim seviyesine çekilmesini sağlar. Kondansatör R B direnci üzerinden deşarj olmaya başlar. Kondansatör deşarj gerilimi Vcc olunca numaralı karşılaştırıcı konum değiştirecek ve çıkış yüksek gerilim 3 seviyesine çekilecektir. Çıkış geriliminin yüksek gerlim seviyesinde kalma süresi kondansatör geriliminin Vcc den Vcc ye kadar şarj olma süresidir. Bu süre, 3 3 t H = 0,7 (R A +R B ) C olacaktır. Çıkışın düşük gerilim seviyesinde kalma süresi ise kondansatörün Vcc den Vcc ye kadar deşarj olma süresidir. Yani, 3 3 olacaktır. t L =0,7 R B C 0
Çıkış sinyalinin toplam peryodu, olacaktır. Frekans ise, T= t H + t L = 0,7 (R A +R B ) C f = T = 0,7(R R A + B )C şeklinde yazılabilir. Kullanılan zamanlama elemanlarının seçimi, R A +R B <3,3MΩ R A >KΩ R B >KΩ C 500Pf aralığında olmalıdır. Şekil 7.3 555 zamanlama entegresi ile elde edilmiş bir astable multivibrator devresine ait dalga şekilleri gösterilmiştir. τ = RB C τ = (RA + RB) C V c 3 V cc Vcc Vcc 3 t L t H V cc -,5V V out 0,V Şekil 7.3 555 astable multivibrator devresi dalga şekilleri Böyle bir titreşimin sıfır seviyesinde kalma süresinin, titreşimin peryoda oranı dalga boşluk oranı (dalga boşluk yüzdesi) diye adlandırılır. tl D = = T R A RB + R B
Eşitlikten görüleceği gibi bu oran D = = % 50 yapılamaz. Yani t L =t H eşitliği sağlanamaz. Bu eşitliğin sağlanabilmesi için R A direncinin 0 olması gerekmektedir. Bu durumda deşarj transistor ü kaynağa bağlanmış olacağından deşarj anında devreden yüksek akım akacaktır. Bu durum transistor ün tahrip olmasına yol açar. Transistor üzerinden akacak olan akım maxsimum 0,A dir. Bu durumda R A direncinin minimum değeri R A(min) =5V cc olmalıdır. Duty scale değerinin %50 den büyük yapmak için R B direncine paralel ve anodu 7 no lu uca gelecek şekilde bir diyot bağlanmalıdır. Dolayısı ile kondansatör yalnız R A üzerinden şarj ve R B üzerinden deşarj olacaktır. Bu devreye ait büyüklükler, t H =0,7 R A C t L =0,7 R B C T=0,7 (R A +R B ) olacaktır. Eğer R A =R B ise D=%50 ve çıkış işareti kare dalga olacaktır. Örnek: Aşağıda verilen astable multivibrator devresinin t L, t H, dalga boşluk oranı ve frekansını hesaplayınız. V 4,7KΩ 7 8 4 0KΩ 555 3 V out 680pF 6 5 0,0µF
Çözüm: Verilen değerleri ifadelerde yerine yazarsak, t L = 0,7 R B C = 0,7 0 0 3 680 0 - = 4,76µs t H = 0,7 (R A +R B ) C = 0,7 (0 0 3 +4,7 0 3 ) 680 0 - = 6,99µs Dalga boşluk oranı ise, olacaktır.çıkış darbe frekansı, D = t D = H tl + t L 4,76ìs 6,99ìs + 4,76ìs D = 0,405 D = %40,5 f = T f = f = th + tl 6,99ìs + 4,76ìs olacaktır. f = 85,KHz 3