Modificatie Astabiele Multivibrator

Om duidelijk het verschil met een 'gewone' astabiele multivibrator aan te geven, eerst even de gebruikelijke schakeling met een NE 555.
Vanuit de voedingsspanning wordt via de weerstanden R1 en R2 de condensator C1 opgeladen.
Zolang de spanning over de condensator lager is dan tweederde van de voedingsspanning is de uitgang 3 hoog.
Zodra deze echter de waarde van 2/3 van de voedingsspanning bereikt (deze wordt in het IC vergeleken met de waarde op een inwendige spanningsdeler die bestaat uit drie identieke weerstanden), wordt de uitgang laag en wordt de condensator via R2 ontladen. Daarvoor zorgt een transistor die eveneens in het IC is ondergebracht.
Zodra de spanning op de condensator een spanning krijgt gelijk aan 1/3 van de voedingsspanning keert de situatie weer in de vorige toestand terug en herhaalt zich alles.

 

 

Nu geldt voor het laden van een condensator via een weerstand de formule:

V = V0(1- e-t/RC)

En voor het ontladen via een weerstand de formule

V = V0 e-t/RC

Hieruit kan je berekenen dat je voor het laden van de condensator van 1/3 tot 2/3 van de voedingsspanning een tijd nodig is van:

t1 = 0.693 ( R1 + R2)C1

En voor het ontladen van 2/3 tot 1/3 van de voedingsspanning , waarbij nu alleen R2 in het geding is:

t2 = 0.693 x R2 xC1

De totale periode tijd is dan:

T =t1 + t2 = 0.693(R1 + 2R2)C1

En de frequentie:

f = 1/T = 1.443/(R1 + 2R2)C1

De Duty Cycle is de verhouding tussen t1 en T en bedraagt zodoende:

Duty Cycle = (R1+R2)/(R1 + 2R2) x 100%

Nu heeft deze multivibrator een vervelende eigenschap, zoals je uit de formules voor t1 en t2 kunt zien is t2 altijd kleiner dan t1, je kunt deze wel enigszins beïnvloeden door R2 veel groter dan R1 te maken, maar erg veel helpen doet dit niet.

Maar gelukkig is iemand zo slim geweest R2 met een diode te overbruggen, zodat deze niet mee doet tijdens het laden van C1.
De ontlaadttijd blijft wel dezelfde, omdat tijdens het ontladen de diode gesperd is en de ontlaadstroom dezelfde blijft als wanneer de diode niet aangebracht zou zijn.
We krijgen dan deze schakeling:

 

 

De tijd dat de uitgang hoog is is nu:

t1 = 0.693 x R1 x C1

en de totale periode tijd wordt daardoor:

T = 0.693(R1 + R2)C1


en de frequentie:

f = 1/T = 1.443/(R1 + R2)C1

de Duty Cycle is dan:

Duty Cycle = R1/(R1 + R2) x 100%

Om een Duty Cycle van kleiner dan 50% te krijgen moet R1 dus kleiner zijn dan R2.

Tip: In de formules zijn R in Ohm, C in F, f in Hz en de tijden in seconden. Als je de weerstanden in kOhm en de condensator in µF neemt dan krijg je de tijden in milliseconden. Rekent vaak wat eenvoudiger.

Hieronder nog een schakeling van een servo pulser waarvan de pulslengte regelbaar is van 1 tot 2 milliseconden. Volgens berekening van 1.0395 tot 2.079 milleseconden. In de praktijk zal dit wel enigzins afwijken door de toleranties van weerstanden en condensator. Wil je exacte tijden hebben dan kun je een trimmer voor R2 gebruiken of weerstanden in serie of parallel.