- Bagaimana Multivibrator Astable ini dengan Op-amp berfungsi?
- Pengiraan untuk Litar Multivibrator Astable berasaskan Op-amp
- Komponen Diperlukan untuk Membina Litar Multivibrator Astable Berasaskan Op-amp
- Litar Multivibrator Op-amp - Skematik
- Menguji Litar Multivibrator Op-amp Astable
Litar multivibrator adalah litar yang sangat popular dan berguna dalam bidang elektronik dan litar paling asas yang akan anda ketahui semasa belajar elektronik asas. Litar getar boleh dibahagikan kepada dua kategori, yang pertama dikenali sebagai getar monostable dan yang kedua dikenali sebagai getar astabil. Tetapi dalam projek ini, kita akan membincangkan mengenai multivibrator astabel, kadang-kadang juga dikenali sebagai multivibrator yang berjalan bebas.
Secara definisi, litar multivibrator Astable adalah litar yang tidak mempunyai keadaan stabil. Ia bermaksud apabila dihidupkan, ia akan dimulakan dan terus berayun antara keadaan tinggi dan rendah sehingga daya dimatikan. Ketika membuat multivibrator Astable seperti itu, cara yang paling biasa adalah menggunakan IC Timer 555. Dalam salah satu projek sebelumnya, kami membuat Litar Multivibrator Astable Menggunakan IC Timer 555, anda boleh menyemaknya jika anda mencari sesuatu seperti itu. Tetapi dalam persekitaran pengeluaran sementara terdapat litar kompleks yang terlibat, meletakkan lebih banyak IC hanya menambah kos BOM. Penyelesaian yang lebih mudah adalah menggunakan Op-amp untuk menghasilkan isyarat Astable. Litar ini dapat digunakan dalam berbagai aplikasi di mana isyarat gelombang persegi sederhana adalah syarat.
Oleh itu, dalam projek ini, kita akan membina Multivibrator Astable mudah menggunakan Op-amp, dan kita akan melihat semua pengiraan yang diperlukan untuk mengetahui jangka masa sehingga kita dapat mengira frekuensi dan kitaran tugas litar. Kami juga telah merangkumi rangkaian op-amp asas seperti Summing Amplifier, Differential Amplifier, Instrumentation Amplifier, Voltage Follower, Op-Amp Integrator, dll.
Bagaimana Multivibrator Astable ini dengan Op-amp berfungsi?
Jawapan untuk soalan ini sangat mudah, tetapi untuk memahami ini, anda perlu terlebih dahulu memahami litar yang dikenali sebagai litar pencetus Schmitt, litar pemicu Schmitt yang dipermudahkan ditunjukkan di bawah.
Litar Pencetus Schmitt:
Skema di atas menunjukkan litar Op-amp dengan maklum balas positif, apabila Op-amp dikonfigurasi dengan maklum balas positif, ia biasanya dikenali sebagai pencetus Schmitt. Tetapi demi kesederhanaan, mari kita fahami litar pencetus Schmitt.
Litar ini menggunakan pembahagi voltan untuk menggunakan peranti dalam voltan keluaran dan menyalurkannya ke terminal bukan pembalik. Tetapi kerana maklum balas positif, output akan terus meningkat sehingga mencapai tahap tepu.
Sekarang, mari kita pertimbangkan bahawa voltan output pemicu Schmitt sama dengan voltan tepu positif yang ditakrifkan sebagai + Vsat dan pecahan voltan ini diberikan kepada terminal yang tidak membalikkan.
Yang manakah + Vsat x (R2 / (R1 + R2)). Sekarang jika kita menganggap persamaan ini sebagai X, persamaan terakhir menjadi Xvsat. Di mana X adalah voltan maklum balas, kita dapat dari pembahagi voltan. Sekarang apabila voltan input Vin kurang dari voltan pada Xvsat, maka output akan berada pada voltan tepu positif. Kerana output op-amp dapat diberikan sebagai gain loop terbuka dikalikan dengan perbezaan voltan dua terminal. Yang mana AoL (VCC + - VCC-). Sekarang, apabila voltan pada terminal pembalik lebih besar daripada Xvsat, output akan tepu pada voltan tepu negatif. Sekiranya anda meletakkan nombor dalam persamaan di atas, anda dapat mengetahuinya.
Untuk pemahaman yang lebih baik, jika kita melihat fungsi pemindahan litar pencetus Schmitt, ia akan kelihatan seperti gambar yang ditunjukkan di bawah.
Di sini, voltan ambang atas ditunjukkan sebagai VUT dan voltan ambang bawah ditunjukkan sebagai VLT. Seperti yang anda lihat, apabila voltan input lebih besar daripada voltan ambang atas, output akan beralih dari voltan tepu positif ke voltan tepu negatif. Setiap kali input kurang daripada voltan ambang bawah, output akan beralih dari voltan tepu negatif ke voltan tepu positif. Ini adalah kerja asas litar pencetus Schmitt.
Dalam semua senario di atas, kami telah memberikan semua isyarat secara luaran. Sekiranya kita memberikan maklum balas kepada input dengan bantuan kapasitor dan perintang, maka kita boleh menggunakan litar pencetus Schmitt sebagai multivibrator Astable. Anda dapat melihat skema litar multivibrator Op-amp Astable ini di bawah.
Mengendalikan Multivibrator Astable menggunakan Op-amp:
Sekarang, kita akan menganggap bahawa output litar berada dalam voltan tepu positif juga kerana kita telah meletakkan perintang R3 sebagai maklum balas, arus akan mula mengalir melalui perintang R3, dan kapasitor akan mula mengecas perlahan. Seperti yang anda lihat pada gambar di atas, gambar tersebut ditunjukkan dengan garis putus-putus hitam. Apabila cas kapasitor mencapai voltan ambang atas, output akan beralih dari voltan tepu positif ke voltan tepu negatif. Apabila itu berlaku, kapasitor akan mula melepaskan voltan tepu negatif. Sekarang apabila voltan pada terminal bukan pembalik sedikit lebih banyak daripada terminal pembalik, output akan kembali beralih dari voltan tepu negatif ke voltan tepu positif. Dengan cara ini dengan proses pengisian dan pengosongan,litar ini dapat menghasilkan isyarat Astable pada output.
Dalam litar ini, jangka masa bergantung pada nilai perintang dan kapasitor. Ia juga bergantung pada voltan ambang atas dan bawah op-amp. Ini adalah bagaimana litar multivibrator Astable berasaskan Op-amp berfungsi. Setelah kita memahami asasnya, kita dapat beralih ke pengiraan litar.
Pengiraan untuk Litar Multivibrator Astable berasaskan Op-amp
Jangka masa atau hanya mengatakan frekuensi output ditentukan oleh nilai perintang R3, kapasitor C1, dan nilai untuk nisbah perintang maklum balas. Untuk kesederhanaan, kami mengira nilai perintang dan kapasitor dengan kitaran tugas 50%. Sekiranya voltan atas dan bawah berbeza, maka kitaran tugas boleh lebih atau kurang daripada 50%. Kami akan menganggap frekuensi output litar adalah 1KHz. Oleh kerana frekuensi 1KHz, jangka masa T adalah 1ms, yang dapat kita ketahui dengan mudah dari formula T = 1 / F
Untuk mengira jangka masa, formula yang ditunjukkan di bawah dapat digunakan.
T = 2RC * logn ((1 + X) / (1-X))
Di mana R adalah Rintangan, C adalah kapasitansi, dan kita harus menggunakan fungsi Logaritmik Semula jadi untuk mengira nilainya. Sebab mengapa kita harus menggunakan fungsi logaritmik semula jadi adalah di luar skop artikel ini kerana untuk itu kita harus membuktikan formula yang ditunjukkan di atas.
Sekarang, kita akan mempertimbangkan nilai untuk R1 = R2 = 10K, C = 0.1uF dan kita akan mengetahui nilai untuk R3. Kita tahu bahawa F = 1KHz.
Setelah pengiraan selesai, kita mempunyai semua nilai, dan sekarang kita dapat membuat litar sebenar dan mengujinya dengan osiloskop.
Komponen Diperlukan untuk Membina Litar Multivibrator Astable Berasaskan Op-amp
Oleh kerana ini adalah multivibrator Astable yang sederhana, keperluan komponen untuk projek ini sangat mudah, dan anda boleh mendapatkannya dari kedai hobi tempatan anda. Senarai komponen diberikan di bawah.
- LM358 Op-amp IC - 1
- Perintang 10K - 2
- Perintang 4.7K - 1
- Kapasitor 0.1uF - 2
- 1N4007 Diod - 4
- Kapasitor 1000uF, 25V - 2
- Transformer 4.5V - 0 - 4.5V - 1
- Kabel AC - 1
- Papan Roti - 1
- Wayar Penyambung
Litar Multivibrator Op-amp - Skematik
Gambarajah litar untuk Litar Astiv Multivibrator berasaskan Op-amp diberikan di bawah.
Menguji Litar Multivibrator Op-amp Astable
Persediaan ujian untuk litar multivibrator berasaskan Op-amp ditunjukkan di atas. Seperti yang anda lihat, kami telah menggunakan pengubah dengan empat diod dan dua kapasitor untuk menghasilkan bekalan dwi kutub, dan kami telah menggunakan dua perintang 10K, satu perintang 4.7K, dan kapasitor 0.1uF untuk membina litar di sekitar LM358 Op- amp. Gambar litar yang jelas ditunjukkan di bawah.
Setelah litar selesai, saya mengeluarkan osiloskop Hantek saya untuk mengukur frekuensi, dan sekitar 920Hz. Ia sedikit, tetapi ini disebabkan oleh nilai perintang dan kapasitor. Dengan itu, kami menyimpulkan projek tersebut. Petikan output ditunjukkan di bawah.
Saya harap anda menyukai artikel itu dan mempelajari sesuatu yang baru. Sekiranya anda mempunyai pertanyaan mengenai artikel tersebut, anda boleh bertanya di forum Elektronik kami.