モノステーブルマルチバイブレータ（ワンショット）：設計、タイミング、産業応用

すでにモノステーブルマルチバイブレータを実践で遭遇しています：クロックエッジ時にラッチを瞬間的にパワーアップするフリップフロップ内のパルス検出器です。

パルス検出器は、安定出力状態が1つしかないためモノステーブルマルチバイブレータに分類されます。この状態では、外部介入なしで出力を無期限に保持します。

対照的に、ラッチやフリップフロップのようなバイステーブルデバイスは、「セット」または「リセット」状態を任意の長さで保持できます。一度セットまたはリセットされると、外部信号が変化を強制するまでその状態に留まります。

モノステーブルデバイスは、特定の1状態のみを無期限に維持できます。もう一方の状態は、外部トリガー時にのみ短時間保持可能です。

一般的な機械的アナロジーは、力を離すと元の位置に戻るモーメンタリ接点プッシュボタン。一方、標準的な壁トグルスイッチは、オンまたはオフのどちらかにラッチするためバイステーブルです。

すべてのモノステーブルマルチバイブレータはタイミングデバイスです。不安定出力状態は、所定の最小持続時間後に自動的に安定状態に戻ります。

半導体モノステーブル回路では、抵抗とコンデンサを用いたRCネットワークの指数的充放電特性でタイミングを実現。コンパレータがコンデンサ電圧を基準レベルと比較し、そのロジック出力がハイ/ロー状態を決定します。

ラダーロジックでは、タイムディレイリレーでタイムディレイを実装。上記RC回路や、リレーアーマチュアの動きを遅らせる機械的遅延装置で構築できます。

以下は基本パルス検出器のラダーロジック表現。入力がハイでどれだけ長く保持されても、出力は正確に1秒間ハイのまま安定ロー状態に戻ります。

多くのアプリケーションでは、トリガー入力より長いパルスを生成するモノステーブルが必要です。以下のラダーロジック回路は、入力接点が閉じたときに開始し、入力が開いた後10秒間持続する10秒出力を示します。

この構成はワンショットとして知られます。入力パルスが終了するとタイマーが開始し、その10秒ウィンドウ内の後続パルスは単にタイマーをリセットし、出力をハイに保ちます—これはリトリガラブルワンショットの特性です。

リトリガラブルワンショットは、単一機械接点のデバウンスに特に有用。入力の急速なオン/オフバウンスにもかかわらず出力がハイのまま維持されます。実用デバウンサでは、タイミングは通常10秒ではなく数ミリ秒です。

入力パルス数に関わらず10秒パルスを望む場合は、パルス検出器を非リトリガラブルワンショットに結合します：

最初のタイムディレイリレー（TD_1）が、入力アクティブ時に第2リレーコイル（TD_2）を最低0.5秒励磁。TD_2が励磁されると、その常閉タイムドクローズ接点がフル10秒間コイルへの更なる励磁を防ぎ、非リトリガラブルにします。

リトリガラブルと非リトリガラブル両ワンショットは、サイレン作動、機械シーケンシング、間欠入力が固定長出力パルスを生成しなければならないあらゆるアプリケーションで産業界で広く使用されています。

復習

• モノステーブルマルチバイブレータは1つの安定出力状態のみ；もう一方は一時的にのみ保持可能。
• ワンショットにはリトリガラブルと非リトリガラブルの2形式がある。
• 短持続ワンショットは機械スイッチのデバウンスに最適。

関連ワークシート

• タイマー回路 – モノステーブルマルチバイブレータワークシート