如何利用运算放大器设计和构建一个简单的单稳态多振电路

运算放大器或运算放大器是任何电子设计中最常用的元件之一。这是一个非常通用的设备，可以用于各种各样的应用。在我们之前的项目中，我们通过制作大量的项目来测试运放的能力，如果您想了解更多有关该主题的内容，可以查看这些项目。我们还介绍了基本的运算放大器电路，如求和放大器，差分放大器，仪表放大器，电压跟随器，运算放大器积分器等。在本教程中，我们将制作一个基于运算放大器的单稳态多振子电路，并进行所有的计算和测试。让我们开始吧。

什么是单稳态多谐振荡器-基础知识

单稳定多振子也称为单短多振子，它只有一个稳定状态，另一个状态是准稳定状态。在之前的项目中，我们利用这个机会制作了一个基于NE555的单稳态多振器电路。如果你在寻找类似的东西，你可以去看看。多谐振荡器的稳定状态是指在该时刻，输出是高的或低的。现在，当施加触发脉冲时，多谐振荡器将其输出从稳定状态改变为准稳定状态。经过一定时间T后，由电路元件决定，多谐器自动恢复到原来的稳定状态。换句话说，不需要外部触发信号来诱导这种反向转换。电路保持这种状态，直到施加另一个触发脉冲。这些多谐振荡器也被称为单次、单周期、单步或统一多谐振荡器。电路恢复到原始状态的时间T称为门宽，因此多谐振荡器也称为门通电路或延迟电路。该电路用于在需要的时刻产生可变宽度的脉冲。下面的图片会让你对这个话题有一个更好的了解。

现在我们已经清楚地了解了单稳态多振子是什么，让我们看看如何使用运算放大器设计单稳态多振子电路。

带运放的单稳态多谐振荡器

为了充分了解单稳态多振器的工作原理，首先需要了解施密特触发电路的工作原理，在之前的一篇关于非稳态多振器电路的文章中，我们已经非常详细地讨论了施密特触发的话题。你应该检查一下，如果你不知道关于施密特触发电路。

如果你读过一篇关于不稳定多谐振荡器电路的文章，你已经知道它了。正如你所看到的，通过稍微修改一个不稳定的多振子电路，或者只是在适当的地方放一个二极管，我们已经把不稳定电路转换成一个单稳定电路。正如你在上图中看到的，一个二极管并联到电容上，触发信号被施加在R1和R2连接的节点上。那么，让我们来了解一下这个电路的工作原理。

假设输出处于正饱和电压或运算放大器的输出为正，则节点A处的电压将为(R2/(R1+R2)) * Vsat，并且每当输出处于正饱和电压时，二极管D1将变得正向偏置，电容器C1上的电压将成为二极管上的正向压降。因此，在反相节点，电压将等于二极管的正向压降。在这种情况下，由于输出电压大于反相节点，运算放大器的输出将处于正饱和电压。

现在我们将在节点a处施加一个触发脉冲，每当施加这个负触发信号时，非反相节点的输出将小于反相节点的电压。运算放大器的输出将从正饱和电压切换到负饱和电压。电路就会进入准稳定状态。

现在非逆变节点的电压将等于-XVsat。当输出电压等于负饱和电压时，二极管将变成反向偏置，电容器将开始向负饱和电压充电。现在，每当反相节点的电压低于电压-XVsat时，运算放大器的输出将再次变为正饱和电压，因为此时，非反相节点将略小于反相节点。因此，输出将从负饱和电压切换到正饱和电压。对于这个时间T，只有输出保持准稳定，一旦输出达到正饱和电压，二极管将变得正向偏置，这个循环将继续。这就是单稳态多谐振荡器的基本工作原理。既然我们已经理解了它的工作原理，我们现在可以开始计算脉冲的持续时间了。

使用运放应用的单稳态多谐振荡器

单稳态多谐振荡器是一种非常重要的电路，直到今天仍在许多设计中得到实际应用。单稳态多谐振荡器最常见的应用是在延迟和定时电路中。除此之外，它还可以用于触发电路，脉冲校正器，甚至存储电路。

使用运放推导的运放单稳态多谐振荡器

在这个电路中，周期T也是由电阻器R3、电容C1和反馈电阻器的值决定的，对于给定的电路，周期可以用-来计算

利用该公式，分选出口设计了一个周期为100ms的单稳态多谐振荡器。为了简单起见，我们将在R1和R2上使用两个10K电阻。这样，表达式就变成了-

如果我们把这些值放在计算器上并计算这些值，它就变成了0.693RC，对于电容器，我们将使用10uF电容器。

现在，由于我们已经完成了计算，我们可以继续构建和测试电路。

基于运放的单稳态多谐振荡器实验

现在我们已经了解了单稳态多谐振荡器的基础知识，以及如何使用运放设计它，让我们实际构建一个小电路来实验它。

组件的要求

由于这是一个非常简单的单稳态多谐振荡器电路，因此该项目的组件要求非常简单，您可以从当地的爱好商店获得这些。组件列表如下所示。

•LM358运算放大器IC - 1

•10K电阻- 3

•4.7K电阻- 1

•0.1uF电容器- 2

•1N4007二极管- 4

•1000uF， 25V电容器- 2个

•4.5V - 0 - 4.5V变压器- 1

•交流线缆- 1

•面包板- 1

•连接电线

运算放大器单稳态多谐振荡器原理图

下面给出了基于运算放大器的带值单稳态多振器电路的完整电路图。

正如你所看到的，我们已经使用LM358来构建这个电路，但是你也可以使用IC741来构建一个单稳态多谐振荡器，两者都将具有相同的电路，并且应该类似地工作。

运算放大器单稳态多振电路的测试

基于运算放大器的单稳态多振子电路的测试设置如上所示，如您所见，我们使用了带有四个二极管和两个电容器的变压器来产生双极性电源，我们使用了三个10K电阻，一个4.7K电阻，一个10uF电容器和一个按钮来构建电路，即LM358运算放大器。电路的清晰图像如下所示。

电路完成后，我拿出我的汉tek示波器测量输出脉冲的时间，从下图可以看出，由于选择的电阻和电容的值，大约在180ms左右。项目至此结束，输出的快照如下所示。您可以查看页面底部的视频以获得更清晰的解释。

本文编译自circuitdigest