Multivibratore

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I multivibratori sono una categoria di circuiti elettronici con in comune la caratteristica di potersi trovare in uno di due stati possibili.

Categorie[modifica | modifica sorgente]

I multivibratori si suddividono in tre categorie:

Astabili[modifica | modifica sorgente]

Schema di multivibratore astabile

Nessuno dei due stati è stabile ed il circuito passa continuamente da uno stato all'altro. Il circuito si comporta pertanto come un particolare oscillatore a rilassamento, in grado di produrre onde quadre.

Si supponga che nel circuito in figura inizialmente il transistor T1 conduca. La tensione sul collettore è praticamente zero e si ha la carica di C1 attraverso R2. Quando il potenziale nel punto tra C1, R2 e la base di T2 raggiunge 0,6V, T2 entra in conduzione, portando il potenziale sul suo collettore a zero. C2 inizia a scaricarsi provocando l'interdizione di T1 e C1 si scarica via R1-R2. Nel nuovo stato C2 si carica attraverso R3 fino a che la tensione raggiunge 0,6V, al che T1 ritorna a condurre, caricando C1 e provocando l'interdizione di T2. C2 si scarica via R3-R4. Il ciclo si ripete indefinitamente, con un periodo determinato dai valori dei resistori e dei condensatori. Se i valori di R2/C1 e R3/C2 differiscono, i tempi di accensione/spegnimento dei due transistor non sono simmetrici ed è così possibile variare il duty cycle del segnale.


Valori componenti (esempio):

R2=R3=22 KOhm

R1=R4=470 Ohm

C1=C2=47nF

Bistabili[modifica | modifica sorgente]

Schema di multivibratore bistabile (R1, R2 = 1 kΩ, R3, R4 = 10 kΩ).

In questi circuiti il livello cambia solo quando il sistema è sollecitato dall'esterno e mantiene tale livello per tempo indefinito. Si realizza così un semplice dispositivo di memoria, chiamato flip-flop, in grado di immagazzinare un bit.

I multivibratori bistabili sono usati in particolare nei registri di accumulazione dei microprocessori e in alcuni tipi di memorie per computer.

Monostabili[modifica | modifica sorgente]

Il circuito ha uno stato stabile (A), se viene sollecitato a passare all'altro stato (B) allora lo mantiene per un ben determinato periodo di tempo \tau, dopodiché ritorna automaticamente allo stato stabile. Per cui è sufficiente una sola sollecitazione esterna per realizzare un ciclo del tipo: Stato A - Stato B per un tempo \tau - Stato A. Lo stato A invece può essere mantenuto per un tempo indefinito. La particolarità di questo circuito sta nel fatto che è in grado di produrre un impulso di durata prefissata \tau.

Il circuito può essere usato come formatore di impulsi o come temporizzatore.

Per esempio nell'elettrocardiogramma si ha la produzione di un suono: il tipico "beep". La frequenza di questo (numero di beep al secondo) indica la frequenza cardiaca, ma la durata del singolo beep è costante. Infatti la durata del beep è regolata con un circuito monostabile.

Circuiti integrati[modifica | modifica sorgente]

Pinout di un integrato NE555

Nella forma più semplice il circuito multivibratore consiste di due transistor interconnessi. Utilizzando reti di resistori e condensatori è possibile definire il periodo di tempo degli stati instabili.

A volte per fare un circuito multivibratore si utilizzano porte logiche soprattutto in tecnologia CMOS per il loro basso consumo e la loro alta impedenza di ingresso, quest'ultima caratteristica permette di utilizzare resistori di valore elevato ottenendo grandi costanti di tempo senza dover ricorrere a condensatori con valori di capacità troppo grande.

Spesso i multivibratori sono incorporati in circuiti integrati. In particolare in elettronica è molto utilizzato un circuito integrato multivibratore per uso generale: il 555. Oltre al circuito base include funzioni accessorie per ottenere una precisione superiore ad un semplice circuito a transistor. Con l'aggiunta di pochissimi componenti esterni, tra cui la rete RC, il dispositivo può essere configurato come multivibratore astabile, bistabile o monostabile.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Adel Sedra, K.C. Smith in Aldo Ferrari (a cura di), Circuiti per la microelettronica, IV edizione, Roma, Edizioni Ingegneria 2000, pp. 994-1008, ISBN 88-86658-15-X.

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