MiniElektrikář 16. - Klopné obvody

1. Klopný obvod

Klopný obvod (zkratka KO) je elektronický obvod, který může nabývat právě dva odlišné napěťové stavy, přičemž ke změně z jednoho stavu do druhého dochází skokově. Tyto obvody se skládají z několika hradel nebo jiných aktivních prvků a lze je použít např. jako paměťové prvky, impulzní generátory nebo časovače.

Klopné obvody se dělí do čtyř základních skupin:

• Astabilní − Nemají žádný stabilní stav. Neustále oscilují (kmitají) z jednoho stavu do druhého
• Monostabilní − Jeden stabilní stav, ze kterého se obvod překlopí pouze s příchodem spouštěcího impulzu.
• Bistabilní − Oba stavy jsou stabilní. Tyto obvody slouží jako paměťové prvky. V anglicky psané literatuře jsou označovány jako flip-flops.
• Schmittův − Zvláštní typ KO, který se používá především k úpravě tvaru impulzů.

První tři druhy klopných obvodů (astabilní, monostabilní a bistabilní) se také označují jako multivibrátory. Často jsou pojmy klopný obvod a multivibrátor nesprávně zaměňovány. Můžeme říct, že multivibrátory jsou klopné obvody, naopak to ale neplatí.

Dalším problémem je překlad pojmu klopný obvod do angličtiny, neboť nabízející se překlad „flip-flop“ je v anglické terminologii používán pouze pro bistabilní klopné obvody. Termínem bližším českému klopnému obvodu je v angličtině „multivibrator“.

2. Astabilní (multivibrátor)

Astabilní klopné obvody, označované také jako AKO, nemají žádný stabilní stav, což znamená, že tyto obvody neustále oscilují (překlápějí se) mezi jedním a druhým stavem podle nastavené časové konstanty. AKO jsou proto používány jako impulzní generátory, tónové generátory, blikače.
AKO se dá realizovat pomocí disktrétních součástek, s použitím dvou tranzistorů, nebo s pomocí logických členů (např. dvou NANDů), nebo s využitím časovače 555.

3. Bistabilní
Bistabilní klopné obvody, označované jako BKO, mají oba dva stavy stabilní. Mezi těmito stavy lze libovolně přepínat, pomocí vstupních impulzů. Tyto obvody se proto používají jako paměťové prvky.
BKO mají mnoho variant a provedení. Nejznámější jsou: RS, JK, D a T.

4. Monostabilní klopný obvod
Monostabilní klopný obvod, označovaný jako MKO, má jeden stabilní stav, ze kterého je možné jej přepnout do stavu nestabilního. Obvod se sám po určité době přepne zpět do stabilního stavu. Tento typ obvodu je možné použít například jako zpožďovací prvek.

5. Použití
Lze je použít např. jako paměťové prvky, impulzní generátory nebo časovače.
AKO jsou proto používány jako impulzní generátory, tónové generátory, blikače.
BKO se používají jako paměťové prvky.