ఆప్ ఉపయోగించి అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్

మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్ ఎలక్ట్రానిక్స్ రంగంలో చాలా ప్రాచుర్యం పొందిన మరియు ఉపయోగకరమైన సర్క్యూట్ మరియు ఇది ప్రాథమిక ఎలక్ట్రానిక్స్ నేర్చుకునేటప్పుడు మీకు తెలిసే అత్యంత ప్రాథమిక సర్క్యూట్. మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్‌ను రెండు వర్గాలుగా విభజించవచ్చు, మొదటిదాన్ని మోనోస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ అని పిలుస్తారు మరియు రెండవదాన్ని అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ అంటారు. కానీ ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో, మేము అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ గురించి మాట్లాడుతాము, కొన్నిసార్లు దీనిని ఫ్రీ- రన్నింగ్ మల్టీవైబ్రేటర్ అని కూడా పిలుస్తారు.

నిర్వచనం ప్రకారం, అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్ అనేది స్థిరమైన స్థితి లేని సర్క్యూట్. దీని అర్థం ఒకసారి శక్తితో, అది మొదలవుతుంది మరియు విద్యుత్తు ఆపివేయబడే వరకు ఇది అధిక మరియు తక్కువ రాష్ట్రాల మధ్య డోలనం చేస్తూనే ఉంటుంది. అటువంటి అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ తయారీ విషయానికి వస్తే, 555 టైమర్ ఐసిని ఉపయోగించడం చాలా సాధారణ మార్గం. మా మునుపటి ప్రాజెక్టులలో ఒకదానిలో, మేము 555 టైమర్ ఐసిని ఉపయోగించి అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్ చేసాము, మీరు అలాంటిదే వెతుకుతున్నారా అని మీరు తనిఖీ చేయవచ్చు. సంక్లిష్ట సర్క్యూట్రీ ఉన్నప్పుడే ఉత్పత్తి వాతావరణంలో, ఎక్కువ ఐసిలను ఉంచడం BOM ఖర్చును పెంచుతుంది. అస్టేబుల్ సిగ్నల్‌ను రూపొందించడానికి ఆప్-ఆంప్‌ను ఉపయోగించడం సరళమైన పరిష్కారం. ఈ సర్క్యూట్‌ను వివిధ రకాల అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించవచ్చు, ఇక్కడ సాధారణ చదరపు వేవ్ సిగ్నల్ అవసరం.

కాబట్టి, ఈ ప్రాజెక్ట్‌లో, మేము ఆప్-ఆంప్‌ను ఉపయోగించి సరళమైన అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్‌ను నిర్మించబోతున్నాము మరియు కాలాన్ని తెలుసుకోవడానికి అవసరమైన అన్ని లెక్కలను పరిశీలిస్తాము, అందువల్ల మేము సర్క్యూట్ యొక్క ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు డ్యూటీ చక్రాన్ని లెక్కించవచ్చు. మేము సమ్మింగ్ యాంప్లిఫైయర్, డిఫరెన్షియల్ యాంప్లిఫైయర్, ఇన్స్ట్రుమెంటేషన్ యాంప్లిఫైయర్, వోల్టేజ్ ఫాలోయర్, ఆప్-యాంప్ ఇంటిగ్రేటర్ మొదలైన ప్రాథమిక ఆప్-ఆంప్ సర్క్యూట్లను కూడా కవర్ చేసాము.

Op-amp తో ఈ అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ ఎలా పనిచేస్తుంది?

ఈ ప్రశ్నకు సమాధానం చాలా సులభం, కానీ దీన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి, మీరు మొదట ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ సర్క్యూట్ అని పిలువబడే ఒక సర్క్యూట్‌ను అర్థం చేసుకోవాలి, ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ యొక్క సరళీకృత సర్క్యూట్ క్రింద చూపబడింది.

ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ సర్క్యూట్:

పై స్కీమాటిక్ సానుకూల అభిప్రాయంతో ఒక ఆప్-ఆంప్ సర్క్యూట్‌ను చూపిస్తుంది, సానుకూల అభిప్రాయంతో ఒక ఆప్-ఆంప్ కాన్ఫిగర్ చేయబడినప్పుడు, దీనిని సాధారణంగా ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ అంటారు. కానీ సరళత కొరకు, ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ సర్క్యూట్‌ను అర్థం చేసుకుందాం.

ఈ సర్క్యూట్ అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌లో పరికరాన్ని ఉపయోగించడానికి వోల్టేజ్ డివైడర్‌ను ఉపయోగిస్తుంది మరియు దానిని ఇన్వర్టింగ్ కాని టెర్మినల్‌కు ఫీడ్ చేస్తుంది. సానుకూల అభిప్రాయం కారణంగా, అవుట్పుట్ సంతృప్తిని చేరుకునే వరకు నిరంతరం పెరుగుతుంది.

ఇప్పుడు, ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ యొక్క అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ + Vsat గా నిర్వచించబడిన సానుకూల సంతృప్త వోల్టేజ్కు సమానమని మరియు ఈ వోల్టేజ్ యొక్క భిన్నం నాన్-ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్కు ఇవ్వబడుతుంది.

ఇది + Vsat x (R2 / (R1 + R2)). ఇప్పుడు మనం ఈ సమీకరణాన్ని X గా పరిగణించినట్లయితే, తుది సమీకరణం Xvsat అవుతుంది. X అనేది చూడు వోల్టేజ్, మేము వోల్టేజ్ డివైడర్ నుండి పొందుతాము. ఇప్పుడు ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ విన్ Xvsat వద్ద వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అప్పుడు అవుట్పుట్ సానుకూల సంతృప్త వోల్టేజ్ వద్ద ఉంటుంది. ఎందుకంటే ఆప్-ఆంప్ యొక్క అవుట్పుట్ ఓపెన్-లూప్ లాభంగా రెండు-టెర్మినల్ వోల్టేజ్ యొక్క వ్యత్యాసంతో గుణించబడుతుంది. ఇది AoL (VCC + - VCC-). ఇప్పుడు, ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్ Xvsat కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అవుట్పుట్ ప్రతికూల సంతృప్త వోల్టేజ్ వద్ద సంతృప్తమవుతుంది. మీరు పై సమీకరణంలో సంఖ్యలను ఉంచినట్లయితే, మీరు దానిని కనుగొనవచ్చు.

మంచి అవగాహన కోసం, మేము ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ సర్క్యూట్ యొక్క బదిలీ ఫంక్షన్‌ను పరిశీలిస్తే, అది క్రింద చూపిన చిత్రం వలె కనిపిస్తుంది.

ఇక్కడ, ఎగువ ప్రవేశ వోల్టేజ్ VUT గా మరియు తక్కువ ప్రవేశ వోల్టేజ్ VLT గా సూచించబడుతుంది. మీరు చూడగలిగినట్లుగా, ఇన్పుట్ వోల్టేజ్ ఎగువ ప్రవేశ వోల్టేజ్ కంటే ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అవుట్పుట్ సానుకూల సంతృప్త వోల్టేజ్ నుండి ప్రతికూల సంతృప్త వోల్టేజ్కు మారుతుంది. ఇన్పుట్ తక్కువ ప్రవేశ వోల్టేజ్ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అవుట్పుట్ ప్రతికూల సంతృప్త వోల్టేజ్ నుండి సానుకూల సంతృప్త వోల్టేజ్కు మారుతుంది. ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ సర్క్యూట్ యొక్క ప్రాథమిక పని ఇది.

పై అన్ని దృశ్యాలలో, మేము అన్ని సంకేతాలను బాహ్యంగా అందించాము. మేము కెపాసిటర్ మరియు రెసిస్టర్ సహాయంతో ఇన్‌పుట్‌కు అభిప్రాయాన్ని అందిస్తే, అప్పుడు మేము ష్మిట్ ట్రిగ్గర్ సర్క్యూట్‌ను అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. మీరు ఈ Op-amp Astable మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్ యొక్క స్కీమాటిక్ క్రింద చూడవచ్చు.

Op-amp ఉపయోగించి అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ యొక్క పని:

ఇప్పుడు, సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ సానుకూల సంతృప్త వోల్టేజ్లో ఉందని మేము అనుకుంటాము, ఎందుకంటే మేము ఒక రెసిస్టర్ R3 ను ఫీడ్బ్యాక్గా ఉంచాము, ప్రస్తుతము రెసిస్టర్ R3 ద్వారా ప్రవహించడం ప్రారంభమవుతుంది మరియు కెపాసిటర్ నెమ్మదిగా ఛార్జింగ్ ప్రారంభమవుతుంది. పై చిత్రంలో మీరు చూడగలిగినట్లుగా, ఇది నల్ల చుక్కల రేఖతో చూపబడుతుంది. కెపాసిటర్ ఛార్జీలు ఎగువ ప్రవేశ వోల్టేజ్‌కు చేరుకున్నప్పుడు, అవుట్పుట్ సానుకూల సంతృప్త వోల్టేజ్ నుండి ప్రతికూల సంతృప్త వోల్టేజ్‌కు మారుతుంది. అది జరిగినప్పుడు, కెపాసిటర్ ప్రతికూల సంతృప్త వోల్టేజ్ వైపు విడుదల చేయటం ప్రారంభిస్తుంది. ఇప్పుడు ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్ వద్ద వోల్టేజ్ ఇన్వర్టింగ్ టెర్మినల్ కంటే కొంచెం ఎక్కువగా ఉన్నప్పుడు, అవుట్పుట్ మళ్ళీ నెగటివ్ సంతృప్త వోల్టేజ్ నుండి పాజిటివ్ సంతృప్త వోల్టేజ్కు మారుతుంది. ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జ్ ప్రక్రియ ద్వారా ఈ విధంగా,ఈ సర్క్యూట్ అవుట్పుట్ వద్ద అస్టేబుల్ సిగ్నల్ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఈ సర్క్యూట్లో, కాల వ్యవధి రెసిస్టర్ మరియు కెపాసిటర్ విలువపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇది op-amp యొక్క ఎగువ మరియు దిగువ ప్రవేశ వోల్టేజ్ మీద కూడా ఆధారపడి ఉంటుంది. Op-amp ఆధారిత అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్ ఈ విధంగా పనిచేస్తుంది. ఇప్పుడు మేము ప్రాథమికాలను అర్థం చేసుకున్నాము, మేము సర్క్యూట్ యొక్క గణనకు వెళ్ళవచ్చు.

Op-amp ఆధారిత అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్ కోసం లెక్క

అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ రెసిస్టర్ R3, కెపాసిటర్ C1 మరియు ఫీడ్బ్యాక్ రెసిస్టర్ నిష్పత్తి విలువ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుంది. సరళత కోసం, మేము 50% విధి చక్రంతో రెసిస్టర్ మరియు కెపాసిటర్ విలువను లెక్కిస్తున్నాము. ఎగువ మరియు దిగువ వోల్టేజీలు భిన్నంగా ఉంటే, అప్పుడు విధి చక్రం 50% కంటే ఎక్కువ లేదా తక్కువగా ఉంటుంది. సర్క్యూట్ యొక్క అవుట్పుట్ ఫ్రీక్వెన్సీ 1KHz అని మేము అనుకుంటాము. ఫ్రీక్వెన్సీ 1KHz కాబట్టి, సమయ వ్యవధి T 1ms అవుతుంది, ఇది T = 1 / F సూత్రం నుండి మనం సులభంగా తెలుసుకోవచ్చు.

సమయ వ్యవధిని లెక్కించడానికి, క్రింద చూపిన సూత్రాన్ని ఉపయోగించవచ్చు.

T = 2RC * లాగ్న్ ((1 + X) / (1-X))

R అనేది ప్రతిఘటన, C అనేది కెపాసిటెన్స్, మరియు విలువను లెక్కించడానికి మేము సహజ లోగరిథమిక్ ఫంక్షన్‌ను ఉపయోగించాలి. మేము సహజ లాగరిథమిక్ ఫంక్షన్‌ను ఉపయోగించటానికి కారణం ఈ వ్యాసం యొక్క పరిధిలో లేదు ఎందుకంటే దాని కోసం మనం పైన చూపిన సూత్రాన్ని నిరూపించాలి.

ఇప్పుడు, మేము R1 = R2 = 10K, C = 0.1uF కొరకు విలువలను పరిశీలిస్తాము మరియు R3 కొరకు విలువను కనుగొంటాము. F = 1KHz అని మాకు తెలుసు.

లెక్కలు పూర్తయిన తర్వాత, మనకు అన్ని విలువలు ఉన్నాయి, మరియు ఇప్పుడు మనం అసలు సర్క్యూట్ చేయడానికి ముందుకు సాగవచ్చు మరియు దానిని ఓసిల్లోస్కోప్‌తో పరీక్షించవచ్చు.

Op-amp ఆధారిత అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్‌ను నిర్మించడానికి అవసరమైన భాగాలు

ఇది సరళమైన అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ కాబట్టి, ఈ ప్రాజెక్ట్ కోసం కాంపోనెంట్ అవసరాలు చాలా సులభం, మరియు మీరు వాటిని మీ స్థానిక అభిరుచి స్టోర్ నుండి పొందవచ్చు. భాగాల జాబితా క్రింద ఇవ్వబడింది.

• LM358 Op-amp IC - 1
• 10 కె రెసిస్టర్లు - 2
• 4.7 కె రెసిస్టర్ - 1
• 0.1uF కెపాసిటర్ - 2
• 1N4007 డయోడ్ - 4
• 1000 యుఎఫ్, 25 వి కెపాసిటర్లు - 2
• 4.5 వి - 0 - 4.5 వి ట్రాన్స్ఫార్మర్ - 1
• ఎసి కేబుల్ - 1
• బ్రెడ్‌బోర్డ్ - 1
• వైర్లను కనెక్ట్ చేస్తోంది

Op-amp మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్ - స్కీమాటిక్

Op-amp ఆధారిత అస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్ కోసం సర్క్యూట్ రేఖాచిత్రం క్రింద ఇవ్వబడింది.

Op-amp ఆస్టేబుల్ మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్‌ను పరీక్షిస్తోంది

Op-amp ఆధారిత మల్టీవైబ్రేటర్ సర్క్యూట్ కోసం పరీక్ష సెటప్ పైన చూపబడింది. మీరు చూడగలిగినట్లుగా, ద్వంద్వ ధ్రువణత సరఫరాను ఉత్పత్తి చేయడానికి మేము నాలుగు డయోడ్లు మరియు రెండు కెపాసిటర్లతో కూడిన ట్రాన్స్ఫార్మర్ను ఉపయోగించాము మరియు LM358 Op- చుట్టూ సర్క్యూట్ నిర్మించడానికి మేము రెండు 10K రెసిస్టర్, ఒక 4.7K రెసిస్టర్ మరియు 0.1uF కెపాసిటర్లను ఉపయోగించాము. amp. సర్క్యూట్ యొక్క స్పష్టమైన చిత్రం క్రింద చూపబడింది.

సర్క్యూట్ పూర్తయిన తర్వాత, ఫ్రీక్వెన్సీని కొలవడానికి నా హాంటెక్ ఓసిల్లోస్కోప్‌ను బయటకు తీసాను మరియు ఇది సుమారు 920Hz. ఇది కొద్దిగా ఆఫ్, కానీ అది రెసిస్టర్ మరియు కెపాసిటర్ విలువ కారణంగా ఉంది. దానితో, మేము ప్రాజెక్ట్ను ముగించాము. అవుట్పుట్ యొక్క స్నాప్ షాట్ క్రింద చూపబడింది.

మీరు వ్యాసం ఇష్టపడ్డారని మరియు క్రొత్తదాన్ని నేర్చుకున్నారని నేను ఆశిస్తున్నాను. వ్యాసానికి సంబంధించి మీకు ఏవైనా ప్రశ్నలు ఉంటే, మీరు మా ఎలక్ట్రానిక్స్ ఫోరమ్‌లో అడగవచ్చు.