MULTIVIBRATORE MONOSTABILE
(con NE555)
Un multivibratore monostabile è un circuito che genera un impulso di durata prestabilita.
Un circuito elettronico ha un comportamento monostabile quando possiede un solo stato di equilibrio stabile tra i due possibili; in assenza di eccitazioni esterne il circuito rimane permanentemente in tale stato. Quando all’ingresso del circuito viene inviato un segnale di forma opportuna, generalmente un impulso, esso si allontana dallo stato di equilibrio per portarsi in una situazione transitoria dalla quale, dopo un certo tempo ritorna nello stato iniziale d’equilibrio. La durata del periodo transitorio dipende dalle caratteristiche del circuito e può essere stabilito dal progettista o variata dall’utilizzatore, in quest’ultimo caso agendo, di regola, su un potenziometro.
Diversamente dall’astabile,il monostabile è in grado di mantenere stabilmente uno stato in uscita (da cui deriva il nome). Il circuito può essere allontanato da questa condizione di stabilita tramite un comando esterno,chiamato trigger, ma tende a ritornarvi un tempo che dipende da una rete RC di ritardo.
Se la commutazione è sincronizzata con il fronte di salita del segnale di trigger,il dispositivo è detto positive edge triggered,se invece la commutazione avviene in corrispondenza del fronte di discesa di questo impulso,il dispositivo si dice negative edge triggered.
MULTIVIBRATORI INTEGRATI
Esistono in commercio circuiti integrati dedicati espressamente alla realizzazione di astabile e monostabili tramite il semplice dimensionamento di una rete RC. Riportiamo di seguito la definizione di due termini spesso presenti fra le specifiche di questi integrati quando sono usati da monostabili.
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retriggerabilità: è la capacità di un timer di temporizzare ogni volta che viene applicato un impulso di trigger, e questo indipendentemente dallo stato dell’uscita. Se usiamo un timer retriggerabile, per poter applicare un impulso di trigger dobbiamo attendere l’esaurimento dello stato instabile.
Con un timer retriggerabile possiamo ottenere impulsi di lunga durata
Il timer sono circuiti integrati in grado di generare onde quadre oppure segnali di durata stabilita sotto l’azione di un impulso di comando. i timer integrati consentono di generare segnali di frequenza elevata, offrono la possibilità di variare agevolmente il duty cycle e quindi manifestano una semplicità d’uso ed una flessibilità che li fanno preferire decisamente agli amplificatori operazionali per questo tipo di applicazioni.
possono operare fino ad una frequenza di 500KHz nella configurazione astabile.
è possibile regolare il duty cycle.
la temporizzazione è molto flessibile ( da qualche micro sec. Ad alcune ore).
possono fornire una corrente di uscita fino a 200mA.
sono compatibili con i circuiti integrati della famiglia TTL.
presentano una stabilità nei confronti della temperatura di 50ppm ( parti per milione), equivalente a 0.005% / °C
Esistono due versioni di temporizzatore555 ; NE555 ed SE555. I due integrati sono identici per quanto riguarda aspetto e piedinatura. Le differenze riguardano le condizioni di lavoro, dato che NE555 può operare in un campo di temperature da 0° C a 70° C, mentre l’SE555 tollera da -55°C a 120° C.
Utilità dell’oscillatore monostabile
Il multivibratore monostabile o timer è un circuito che possiede un solo stato stabile; può cambiare stato in uscita in corrispondenza di un appropriato segnale di comando, comunemente chiamato segnale di trigger, solo per un tempo definito, per poi ritornare allo stato di riposo. È chiamato anche multivibratore one shot single shot. I monostabili vengono utilizzati per generare impulsi di durata nota, stabilita attraverso reti di temporizzazione, in corrispondenza di un comando manuale o proveniente da altri impulsi di durata minore.
Funzionamento del monostabile con NE555
Lo schema elettrico di un monostabile con NE555 è rappresentato in figura. In condizioni di riposo l’uscita è a livello basso e la capacità C è scarica.
L’applicazione di un impulso negativo all’ingresso TRIGGER (pin2), provoca la commutazione del F/F interno, l’uscita diventa alta e la capacità inizia a caricarsi attraverso la resistenza R fino a raggiungere il livello 2/3 Vcc. Tale valore provoca una commutazione del F/F, l’uscita ritorna al valore di riposo e la capacità si scarica istantaneamente attraverso il pin 7. La durata dell’impulso di uscita vale:
T = 1.1 R C
Quindi per trovare il valore di C la formula è la seguente:
L’impulso negativo di trigger deve avere le seguenti caratteristiche:
- ampiezza 2/3 Vcc per provocare la commutazione del comparatore interno, la cui soglia è fissata ad 1/3 Vcc (l’ingresso di trigger è normalmente a Vcc attraverso R1)
- durata massima inferiore al tempo che si vuole ottenere in uscita.
