Hiểu và Triển Khai Mạch Đa Rung Hai Ổn Định 

Các bộ đa hài hai xung là những thành phần quan trọng trong các mạch điện tử, hoạt động tương tự như flip-flop. Chúng tạo ra hai đầu ra ổn định là các trạng thái đối lập của nhau. Khác với các bộ đa hài một xung, chỉ có một trạng thái ổn định, bộ đa hài hai xung  có hai trạng thái ổn định, cho phép duy trì một trạng thái đầu ra nhất định vô thời hạn cho đến khi một kích hoạt bên ngoài được sử dụng. Các thiết bị này thường được biết đến như là latch hoặc flip-flop trong các mạch tuần tự.

Thiết Kế Mạch và Hoạt Động 

Bộ đa hài hai xung là một thiết bị hai trạng thái, không hồi tiếp được xây dựng từ hai transistor ghép nối chéo. Các transistor này hoạt động như công tắc BẬT-TẮT. Trong mỗi trạng thái, một transistor ở trạng thái bão hòa (BẬT) trong khi transistor kia ở trạng thái ngắt (TẮT). Bộ đa hài hai xung có thể duy trì vô thời hạn trong bất kỳ trạng thái ổn định nào, chỉ chuyển đổi giữa chúng khi có một xung kích hoạt thích hợp được áp dụng.

Để thay đổi trạng thái của bộ đa hài hai xung, cần có một xung kích hoạt từ bên ngoài. Mạch cần hai xung kích hoạt để hoàn thành một chu kỳ, một xung để chuyển từ trạng thái ổn định đầu tiên sang trạng thái thứ hai, và một xung khác để trở về trạng thái ban đầu. Hành động "flip-flop" này chính là lý do thiết bị có tên như vậy, vì nó lật sang một trạng thái logic và ở đó cho đến khi trở lại trạng thái ban đầu.

Ví Dụ Về Mạch và Hành Vi 

Hãy xem xét một bộ đa hài hai xung đơn giản. Trong mạch này, hai transistor được kết nối theo cách cho phép chúng chuyển đổi giữa các trạng thái. Giả sử mạch đang ở trạng thái ổn định ban đầu, với công tắc ở vị trí "A". Trong trạng thái này, transistor thứ nhất (TR1) đang TẮT và transistor thứ hai (TR2) đang BẬT. Cấu hình này tạo ra đầu ra tại Q, với Q là nghịch đảo của Q.

Khi công tắc được chuyển sang vị trí "B", trạng thái của các transistor thay đổi — TR1 bật và TR2 tắt. Đầu ra tại Q bây giờ là 0, trong khi Q có đầu ra. Cấu hình mới này đại diện cho trạng thái ổn định thứ hai của mạch. Mạch có thể duy trì ở bất kỳ trạng thái nào vô thời hạn cho đến khi có xung kích hoạt được áp dụng để thay đổi trạng thái.

Khác với các bộ đa hài một xung, nơi đầu ra phụ thuộc vào hằng số thời gian RC, đầu ra của bộ đa hài hai xung phụ thuộc vào việc sử dụng hai xung kích hoạt riêng biệt. Một xung chuyển mạch từ trạng thái ổn định thứ nhất sang thứ hai, và một xung khác đưa nó trở lại trạng thái đầu tiên.

Tạo Dạng Sóng Đầu Ra 

Các bộ đa hài hai xung có thể tạo ra các xung đầu ra có độ dài khác nhau, tùy thuộc vào thời gian và thời lượng của các xung kích hoạt. Cạnh đầu của dạng sóng đầu ra tăng lên khi có xung kích hoạt, trong khi cạnh sau phụ thuộc vào việc áp dụng xung thứ hai. Hành vi này khiến bộ đa hài hai xung hữu ích trong việc tạo ra các xung đầu ra được kiểm soát và dự đoán trước.

Chuyển Đổi Tuần Tự Với Một Xung Kích Hoạt 

Việc chuyển đổi giữa hai trạng thái cũng có thể được thực hiện bằng cách sử dụng một xung kích hoạt duy nhất, khiến transistor BẬT tắt và transistor TẮT bật. Việc chuyển đổi tuần tự này được thực hiện bằng cách áp dụng xung vào cực gốc của mỗi transistor lần lượt, sử dụng mạch điều hướng diode phân cực. Xung âm đầu tiên chuyển trạng thái của mỗi transistor, và một xung thứ hai đặt lại các transistor về trạng thái ban đầu, hoạt động hiệu quả như một bộ đếm chia đôi. Ngoài ra, các diode, tụ điện, và điện trở hồi tiếp có thể được loại bỏ, và các xung kích hoạt âm riêng biệt có thể được áp dụng trực tiếp vào các cực gốc của transistor.

Ứng Dụng của Bộ Đa HàI Hai Xung 

Các bộ đa hài hai xung có nhiều ứng dụng trong các mạch điện tử. Chúng có thể được sử dụng như các flip-flop set-reset (SR) trong các mạch đếm hoặc như các thiết bị lưu trữ bộ nhớ một bit trong máy tính. Một ứng dụng quan trọng khác là trong việc chia tần số, nơi các xung đầu ra có tần số chính xác bằng một nửa (ƒ/2) so với tần số xung kích hoạt đầu vào. Khả năng chia tần số đầu vào theo hệ số hai khiến bộ đa hài hai xung có giá trị trong các mạch chia tần số.

Bộ Đa HàI Hai Xung TTL/CMOS 

Các bộ đa hài hai xung có thể được xây dựng không chỉ từ các thành phần rời rạc như transistor mà còn bằng cách sử dụng các vi mạch tích hợp (IC). Một bộ đa hài hai xung cơ bản có thể được xây dựng bằng cách sử dụng hai cổng NAND 2-input, tạo ra một mạch đa hài đơn giản. Mạch này còn được gọi là flip-flop NAND SR và có thể được điều khiển thủ công bằng cách sử dụng một công tắc đơn cực hai chiều (SPDT) để tạo ra logic "1" hoặc "0" ở đầu ra.

Loại mạch đa hài thường được gọi là flip-flop cổng NAND SR, và tương tự như các mạch được sử dụng trong các ứng dụng chống dội công tắc. Flip-flop đảm bảo rằng chỉ có một hành động chuyển mạch kiểm soát đầu ra, khiến nó trở nên rất đáng tin cậy trong các mạch số.

Kết Luận 

Các bộ đa hài hai xung là các thành phần linh hoạt trong các mạch điện tử, có khả năng duy trì hai trạng thái ổn định và chuyển đổi giữa chúng dựa trên các xung kích hoạt bên ngoài. Dù được xây dựng từ các thành phần rời rạc hoặc các vi mạch tích hợp, chúng đóng vai trò quan trọng trong việc tạo ra và kiểm soát các tín hiệu định thời, chia tần số, và lưu trữ bộ nhớ trong nhiều thiết bị điện tử. Hiểu được hoạt động và ứng dụng của chúng là cần thiết để thiết kế các mạch điện tử đáng tin cậy và hiệu quả.