استابل

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 مرتباً 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 تراشه زمان سنج ۵۵۵ ساخت.
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 اختلاف فاز ۱۸۰ درجه، تقریباً مربعی خواهد بود. زمان هر نیم پریود از رابطه بدست t = ln ( 2 ) RC بدست می آید. در حالت مجموع نیز:
T = t۱ + t۲ = ln ( 2 ) R۲ C۱ + ln ( 2 ) R۳ C۲
برای فرکانس که عکس دوره زمانی است داریم:
f = 1 T = 1 ln ⁡ ( 2 ) ⋅ ( R 2 C 1 + R 3 C 2 ) ≈ 1 0. 693 ⋅ ( R 2 C 1 + R 3 C 2 )
برای حالت خاص، زمانی که duty cycle=۵۰٪ ( نیم پریودهای برابر t1=t۲ ) مقاومت های R2=R۳ و خازن های C1=C۲ داریم:
f = 1 T = 1 ln ⁡ ( 2 ) ⋅ 2 R C ≈ 0. 721 R C
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 = 1 ln ⁡ ( 2 ) ⋅ C ⋅ ( R 1 + 2 R 2 )
h i g h = ln ⁡ ( 2 ) ⋅ ( R 1 + R 2 ) ⋅ C
l o w = ln ⁡ ( 2 ) ⋅ R 2 ⋅ C
توضیح عملکرد: ابتدا فرض می کنیم ترانزیستور خاموش است. پس خازن به سمت Vcc شارژ می شود ولی هنگامی که تا ۲/۳Vcc ( دو سوم تغذیه ) رسید چون به پابه آستانه متصل است خروجی low می شود. سپس ترانزیستور روشن می شود 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 مجدداً خروجی آی سی را High می کند و ترانزیستور خاموش می شود. این سیکل مرتباً تکرار می شود . پس شکل موج خروجی، یک موج مربعی است. شکل موج ایجاد شده روی خازن، تقریباً یک شکل موج دندانه اره ای است. ( به جای مقاومت می توان از منبع جریان استفاده کرد تا خازن با آهنگ یکسانی شارژ شود )