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Kippt von selbst zurück: das Monoflop

Kippt von selbst zurück: das Monoflop

Veröffentlicht am 09.10.2022

Die Kippstufe namens Monostabiler Multivibrator, kurz Monoflop genannt, besitzt nur eine stabile Ruhelage, aus der sie durch äußere Einflüsse gebracht werden kann. Nach Ablauf einer Frist kippt das Monoflop von sich aus wieder in den Grundzustand zurück. Man kann es mit einem Treppenhauslicht vergleichen, das durch Knopfdruck eingeschaltet wird und nach einem Zeitablauf wieder erlischt.

Schaltplan MonoflopSchaltplan Monoflop

Im Ruhezustand sperrt der Transistor, denn seine Basis erhält negatives Potential über R2. Bei einem Druck auf den Taster S wird der Transistor aufgesteuert (fachsprachlich: Die Kippstufe wird gesetzt.), die LED leuchtet, der Ausgang wird negativ und der Kondensator C kann sich aufladen. Lässt man den Taster los, erlischt die LED nicht sofort, denn der Transistor erhält positives Basispotential vom Kondensator, bis dieser sich über RB und R2 entladen hat.

Ein sehr wichtiger Fakt ist dabei, dass ein erneutes Betätigen des Tasters die Verweilzeit des Monoflops neu startet, weil der Kondensator wiederum geladen wird. Diese Eigenschaft nennt man »nachtriggerbar«.

 

Eine Variante der monostabilen Kippschaltung, die im Aufbau eng mit den Flipflops korrespondiert, zeigt die folgende Abbildung. Im ungesetzten Status leitet T1, denn seine Basis wird über R1 aufgesteuert, und LED1 leuchtet. Ausgang Q erhält negatives Potential von T1. Der Elko kann sich über LED2 und den Emitter-Basis-Strom von T1 aufladen.

Schaltplan MonoflopSchaltplan Monoflop

Bei einem Druck auf den Taster wird über den Kondensator die Basis von T1 negativ angesteuert, T1 sperrt, die Schaltung kippt: LED1 erlischt, Ausgang Q ist nicht mehr negativ, sondern wird über LED1 und deren Vorwiderstand in Pull-up-Funktion positiv.

Der Taster und T2 sind parallel geschaltet, das bedeutet, dass nach Loslassen des Tasters T2 dessen Funktion übernimmt und die Schaltung im gesetzten Zustand hält. Damit kann sich der Kondensator weiter über T2 entladen. Ist er jedoch entladen, erhält T1 wieder positives Basispotential von R1 und die Schaltung kippt zurück.

Die Dauer des gesetzten Zustands ist von zwei Faktoren abhängig: der Kapazität des Elkos und dem Widerstand R1, denn dieser ist verantwortlich für die Stärke des Entladestroms während der gesetzten Phase. Mit der Formel t = 0,7 × R1 × C lässt sich die Verweilzeit eines Monoflops annähernd berechnen. Dabei ist als Start der Zeitpunkt des Drückens des Tasters maßgeblich, nicht des Loslassens, denn mit dem Kippen übernimmt bereits T2 die Funktion des Tasters, sodass es für den weiteren Ablauf unerheblich ist, was sich dort abspielt. Lediglich wenn Sie den Taster über das Ende der Verweilzeit hinaus gedrückt halten, kann die Schaltung nicht zurück kippen. Bei dieser Monoflop-Variante ist kein Nachtriggern möglich.

 

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