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multivibratóre

sm. [multi-+vibratore]. Circuito a scatto di fondamentale importanza in elettronica impulsiva. Si distinguono il multivibratore astabile, il multivibratore monostabile e il multivibratore bistabile. "Per i multivibratori astabile, monostabile e bistabile vedi schemi al lemma del 13° volume." "Gli schemi di multivibratore astabile (figura 1, A-B-C), monostabile a transistori (figura 2), bistabile (figura 3) sono a pag. 262 del 15° volume." Peculiare dei multivibratori è l'amplificazione a larga banda con reazione positiva a elevato guadagno di anello che impedisce al circuito il funzionamento in regime lineare, in quanto ivi le perturbazioni sono amplificate per reazione e portano rapidamente il circuito in uno stato di equilibrio in cui la spira di reazione è interrotta per interdizione o saturazione di un componente attivo. Gli stati di equilibrio sono normalmente due, e la transizione da uno all'altro si può provocare con un impulso esterno di polarità appropriata, che riporti il circuito in regime lineare anche per breve durata, provvedendo poi la reazione a completare la transizione nello stato opposto. Gli accoppiamenti in alternata eventualmente presenti nel circuito svolgono analogo ruolo su uno o entrambi gli stati, che si dicono allora metastabili in opposizione agli stati stabili in cui il multivibratore può permanere per un tempo illimitato. Il multivibratore bistabile ha entrambi gli stati stabili, il multivibratore monostabile ne ha uno stabile e uno metastabile, il multivibratore astabile entrambi gli stati astabili. I circuiti multivibratori ricorrono in elettronica con i componenti attivi e nelle configurazioni più svariate, e in altre tecniche, per esempio nell'elettromeccanica e nella fluidica, ma i più tradizionali sono quelli a transistori. Nel multivibratore astabile, i due transistori sono polarizzati a base fissa e accoppiati con i condensatori C. Il transistore in conduzione porta l'altro all'interdizione tramite C come indicato dalle forme d'onda, ma poiché C si scarica attraverso R, questo stato è metastabile e ha termine quando il transistore interdetto riprende a condurre; il circuito commuta con lo scambio del ruolo dei transistori (stato metastabile opposto) e così di seguito generando pertanto ai collettori dei transistori segnali a forma d'onda quadra. Del tutto analogo è il funzionamento del circuito realizzato con porte NAND integrate, che consente più elevate frequenze di lavoro. Nel multivibratore monostabile, il circuito è normalmente nello stato stabile con il transistore T2 saturo e T1 interdetto. Applicando all'ingresso I un breve impulso di polarità positiva, T1 satura interdicendo T2 e il circuito commuta nello stato metastabile dove permane fino alla scarica di C attraverso R e T1, ritornando quindi allo stato iniziale. L'ampiezza e la durata dell'impulso rettangolare di uscita sono indipendenti dalla forma d'onda del segnale d'ingresso e perciò il multivibratore monostabile è usato come standardizzatore di forma d'onda oppure come generatore di ritardo. Con entrambi gli accoppiamenti in continua, il multivibratore bistabile ha due stati stabili simmetrici in cui un transistore è in conduzione e l'altro è interdetto, ed è pertanto in grado di memorizzare un bit di informazione. Con la convenzione che le tensioni di collettore alte corrispondano a 1 e le basse a.0 (logica positiva) le uscite U e Ū forniscono la variabile binaria vera e negata contenuta nel multivibratore bistabile. Mediante gli ingressi di set S e reset R si può forzare la conduzione di T1 e T2 ottenendo rispettivamente in uscita U=1 e U=0. L'ingresso di trigger T serve per commutare il multivibratore bistabile, cioè portarlo nello stato opposto; circuitalmente la commutazione si ottiene interdicendo entrambi i transistori con un breve impulso negativo, al termine del quale la carica residua dei condensatori di memoria Cm (di piccolo valore) favorisce la conduzione del transistore prima interdetto. Più multivibratori bistabili in cascata con l'uscita del precedente al trigger del successivo formano un contatore binario, base per i circuiti aritmetici degli elaboratori elettronici. Ovvie esigenze di miniaturizzazione hanno portato alla realizzazione di multivibratori bistabili integrati a transistori bipolari e unipolari MOS. Oltre al multivibratore bistabile tipo RS (reset e set), sono ampiamente usati multivibratori bistabili tipo JK (J produce il set, K il reset e JK simultanei il trigger) e multivibratori bistabili tipo D (da delay, cioè ritardo, che memorizza il bit di una linea). Poiché con la tecnica integrata non è conveniente realizzare i condensatori di memoria, e per ottenere più alte velocità di conteggio, si ricorre a un doppio multivibratore bistabile RS, di cui la prima sezione, detta master (padrone), riceve i segnali dall'esterno e comanda la seconda sezione, detta slave (schiavo), confrontandone il contenuto in modo da effettuare il necessario cambiamento in corrispondenza del fronte di salita di un impulso ausiliario (di orologio) inviato al circuito. Si ottengono così frequenze di conteggio di parecchie centinaia di MHz con transistori bipolari, e di qualche MHz con MOS integrati.