آستابل

آستابل (به انگلیسی : astable) یکی از انواع مولتی ویبراتورها است . آستابل دارای دو حالت است که هر دو حالت ناپایدار است(دارای نوسان پایدار است.) و مرتبا از یک وضعیت یه وضعیت دیگر منتقل می شود. از آستابل می توان برای تولید موج مربع استفاده کرد.

آستابل را می توان به کمک ترانزیستور، تقویت کننده عملیاتی و آی سی تایمر ۵۵۵ ساخت.

[ویرایش] آستابل با ترانزیستور

آستابل

تحلیل: فرض می کنیم در لحظه روشن شدن ترانزیستور Q۱ روشن و ترانزیستور Q۲ خاموش باشد.

چون بیس ترانزیستور Q۲ از طریق مقاومت R۲ به منبع تغذیه متصل است ترانزیستور Q۲ خاموش نخواهد ماند و پس از مدتی دوباره روشن خواهد شد و بالعکس .

شکل موج ایجاد شده روی کلکتور ترانزیستورها، با لختلاف فاز ۱۸۰ درجه، تقریبا مربعی خواهد بود. زمان هر نیم پریود از رابطه بدست t = ln(۲)RC بدست می آید . در حالت مجموع نیز :

T = t_۱ + t_۲ = ln(۲)R_۲ C_۱ + ln(۲)R_۳ C_۲

برای فرکانس که عکس دوره زمانی است داریم:

$f = \frac{1}{T} = \frac{1}{\ln(2) \cdot (R_2 C_1 + R_3 C_2)} \approx \frac{1}{0.693 \cdot (R_2 C_1 + R_3 C_2)}$

برای حالت خاص، زمانی که duty cycle=50% (نیم پریودهای برابر t۱=t۲ ) مقاومت‌های R۲=R۳ و خازن‌های C۱=C۲ داریم:

$f = \frac{1}{T} = \frac{1}{\ln(2) \cdot 2RC} \approx \frac{0.721}{RC}$

[ویرایش] آستابل با آی سی تایمر ۵۵۵

آستابل با آی سی تایمر 555

کاربرد مقاومت R۲ این است که خازن به سرعت شارژ و دشارژ نشود. از طریق روابط زیر می توان فرکانس کاری مدار، زمان high یا یک بودن و زمان low یا صفر بودن بودن را بدست آورد.

$f = \frac{1}{\ln(2) \cdot C \cdot (R_1 + 2R_2)}$

$\mathrm{high} = \ln(2) \cdot (R_1 + R_2) \cdot C$

$\mathrm{low} = \ln(2) \cdot R_2 \cdot C$

توضیح عملکرد : ابتدا فرض می کنیم ترانزیستور خاموش است . پس خازن به سمت Vcc شارژ می‌شود ولی هنگامی که تا ۲/۳Vcc (دو سوم تغذیه) رسید چون به پابه آستانه متصل است خروجی low می شود. سپس ترانزیستور روشن می‌شود و خازن با ثابت زمانی R۱*C به سمت صفر می رود تا به ۱/۳Vcc (ثلث منبع تغذیه) برسد در این لحظه پایه تریگر مجددا خروجی آی سی را High می‌کند و ترانزیستور خاموش می شود. این سیکل مرتبا تکرار می‌شود . پس شکل موج خروجی، یک موج مربعی است. شکل موج ایجاد شده روی خازن، تقریبا یک شکل موج دندانه اره ای است.(به جای مقاومت می توان از منبع جریان استفاده کرد تا خازن با آهنگ یکسانی شارژ شود.)