555 схема включения: Микросхема 555 практическое применение — Схеми радіоаматорів

Интегральный таймер NE555 и его применение

Когда в 1972 году началось производство микросхемы интегрального таймера NE555, никто не предполагал, что и через пятьдесят лет она не утратит популярности, а к названию таймера будут добавлять слово «легендарный».

В данной публикации мы разберём основные применения легендарного таймера 555 и аккуратно заглянем ему «под капот».
Приведённые в качестве примера схемы и временные диаграммы работы этих схем созданы с помощью SPICE-симулятора TINA TI V9 (версия 9.3.150.328). Модель интегрального таймера NE555 взята из стандартной библиотеки симулятора.

Важная информация: параметры генератора, применённого в примерах с триггером Шмитта и ждущим мультивибратором, задавались через свойства генератора и вызванный оттуда «Редактор сигнала». Анализатор переходных процессов запускался с выбранной опцией «Нулевые начальные условия».

Применение таймера 555 в качестве RS-триггера

Наиболее простым применением интегрального таймера 555 является использование его в качестве RS-триггера. «Классический» RS-триггер имеет два устойчивых состояния, переход между которыми осуществляется подачей управляющих сигналов на входы сброса и установки. Схема включения таймера 555 в качестве RS-триггера приведена ниже:

В качестве входа S (Set, установка) используется вход «TRIG»: при нажатии на кнопку «TRIG» вход микросхемы подключается к общему проводу, а на выходе — устанавливается высокий логический уровень.

В качестве входа R (Reset, сброс) используется вход «THRES»: при нажатии на кнопку «THRES» на вход микросхемы подаётся напряжение питания, а выход микросхемы переходит в сброшенное состояние.

Важным элементом схемы является «подтягивающий» резистор R2. Без него на выходе микросхемы сразу после включения устанавливается высокий логический уровень, и устройство на нажатие кнопок не реагирует. Переходные процессы при включении RS-триггера без «подтягивающего» резистора R2 представлены на графике справа:

При наличии «подтягивающего» резистора на входе «TRIG» на выходе микросхемы при включении устанавливается низкий логический уровень (состояние сброса), а устройство изменяет состояние в зависимости от состояния входов. График переходных процессов при включении RS-триггера с «подтягивающим» резистором представлен ниже:

Структурная схема таймера 555

Чтобы разобраться с не совсем характерным для «классического» RS-триггера поведением микросхемы, изучим её структурную схему. Для примера возьмём интегральный таймер NE555 производства TI. Выглядит структурная схема достаточно любопытно:

В центре композиции находится асинхронный RS-триггер, к инверсному выходу которого подключён инвертирующий выходной буфер и транзисторный ключ с открытым коллектором. Сброс триггера производится или сигналом низкого логического уровня на входе 4 «RESET», или сигналом высокого логического уровня на выходе верхнего по схеме компаратора. Установка триггера производится сигналом высокого логического уровня на выходе нижнего по схеме компаратора.

Пороги срабатывания компараторов установлены делителем напряжения из трёх резисторов. Напряжение верхнего порога срабатывания подаётся на вывод 5 «CONT».

Установка RS-триггера происходит при подаче на вход 2 «TRIG» напряжения ниже нижнего порога срабатывания при условии, что на входе «RESET» присутствует напряжение высокого уровня.

Сброс RS-триггера происходит при подаче на вход 6 «THRES» напряжения выше верхнего порога срабатывания при условии, что на входе «RESET» присутствует напряжение высокого уровня, и напряжение на входе «TRIG» — выше нижнего порога срабатывания.

Таким образом, наивысший приоритет имеет вход «RESET», а вход «TRIG» имеет приоритет выше, чем у входа «THRES». При включении NE555 по схеме RS-триггера без «подтяжки» по входу «TRIG» на входе «TRIG» всегда будет присутствовать напряжение ниже нижнего порога срабатывания, а выход будет переходить в состояние сброса только на время подачи сигнала низкого уровня на вход «RESET».

Сразу хочу сделать акцент и заострить внимание: в большинстве источников пороги срабатывания компараторов обозначены как 2/3 Ucc и ⅓ Ucc, а вывод «CONT» используется как выход, зашунтированный конденсатором ёмкостью 0,01 мкФ, или же никуда не подключённый, но с выводом 5 «CONT» не всё так просто.

В datasheet от TI «xx555 Precision Timers. SLFS022I — September 1973 — Revised September 2014» вывод 5 обозначен как I/O, а пороги срабатывания обозначены как «CONT» и »½ CONT». Это означает, что уровни порогов срабатывания компараторов не «прибиты намертво» к напряжению питания таймера, а могут варьироваться в широких пределах подачей на вход «CONT» управляющего напряжения. Если управляющее напряжение на вывод 5 не подаётся, он используется как выход «CONT» с подключённым к нему шунтирующим конденсатором 0,01 мкФ, а верхний порог срабатывания в этом случае CONT = 2/3 Ucc.

Применение шунтирующего конденсатора повышает устойчивость работы микросхемы и её помехозащищённость. Также не стоит забывать про подключение к цепям питания микросхемы блокировочных конденсаторов.

Диапазон напряжения питания большинства моделей таймеров 555 серии от 4,5 до 16 В (до 18 В для некоторых моделей), потребляемый ток варьируется от долей до единиц миллиампера (в зависимости от модели), выходной каскад большинства моделей способен выдерживать ток до 200 мА.

Применение таймера 555 в качестве триггера Шмитта

Триггер Шмитта применяется для преобразования входного сигнала непрямоугольной формы в выходной сигнал прямоугольной формы. Характерной особенностью работы триггера Шмитта является наличие гистерезиса, который определяется шириной «окна» между уровнями срабатывания триггера.

Использование таймера 555 в качестве триггера Шмитта является ещё одним из применений этой микросхемы. Для этого надо подать входной сигнал на соединённые вместе входы «TRIG» и «THRES» таймера. Амплитуда и смещение входного сигнала должны быть такими, чтобы сигнал перекрывал «окно», образованное порогами срабатывания компараторов.

На рисунке ниже на вход триггера Шмитта подаётся сигнал треугольной формы с амплитудой 2 В и смещением Uoffset = 2,5 В, равным половине напряжения питания Ucc. Частота сигнала 1000 Гц. При этом верхний порог срабатывания компаратора Ucont = 2/3 Ucc = 3,33 В, а нижний порог срабатывания компаратора ½ Ucont = ⅓ Ucc = 1,67 В.

На графике мы видим преобразование входного периодического сигнала треугольной формы в классический меандр с DC = 50%, где DC — аббревиатура от «duty cycle» (коэффициент заполнения). Входной сигнал может быть любой формы, «треугольник» в качестве входного сигнала был выбран из соображений наглядности.

Попробуем применить вывод 5 «CONT» в качестве входа и подать на него напряжение 4 В от внешнего источника. Изменения выходного сигнала представлены на рисунке ниже:

Мы видим, что при том же периоде выходного сигнала его коэффициент заполнения увеличился. Это связано с тем, что «окно» компаратора сдвинулось вверх и расширилось.

Теперь подадим на вход «CONT» напряжение 2 В:

Коэффициент заполнения уменьшился за счёт того, что «окно» сдвинулось вниз и сузилось.

Вышеприведённые примеры иллюстрируют возможность широтно-импульсной модуляции (ШИМ) входного периодического сигнала напряжением на входе «CONT».

Применение вывода 5 «CONT» в качестве входа также даёт возможность сужения «окна» компаратора для преобразования сигналов с небольшим значением амплитуды. Важно чтобы входной сигнал при этом имел смещение, при котором он оставался бы в рамках напряжения питания таймера.

Применение таймера 555 в качестве мультивибратора

Мультивибратором называют релаксационный генератор с выходным сигналом прямоугольной формы. Релаксационным он является в силу того, что элементы мультивибратора не обладают резонансными свойствами.

Схема мультивибратора на таймере 555 и диаграмма его работы приведены на рисунке ниже:

В момент включения на выходе микросхемы устанавливается высокий логический уровень, транзисторный ключ закрывается, сопротивление выхода «DISC» высокое. Конденсатор C2 заряжается через включённые последовательно резисторы R1 и R2 до напряжения Ucont, на выходе микросхемы устанавливается низкий логический уровень, транзисторный ключ открывается и подключает точку соединения резисторов R1 и R2 к общему проводу. Конденсатор C2 разряжается через резистор R2, пока напряжение на нём не достигнет уровня ½ Ucont, на выходе таймера не установится высокий логический уровень, транзисторный ключ не закроется, и конденсатор снова не начнёт заряжаться через включённые последовательно резисторы R1 и R2.

В режиме автогенерации длительность высокого уровня выходного сигнала мультивибратора на таймере 555 равна:

При этом, длительность низкого уровня сигнала:
а период равен:
Из формул видно, что временные характеристики мультивибратора на таймере 555 определяются номиналами элементов R1, R2, C2 и не зависят от напряжения питания микросхемы.

Подадим на вход «CONT» напряжение 4 В от внешнего источника:

Период выходного сигнала и его коэффициент заполнения увеличились.

При подаче на вход «CONT» напряжения 2 В период выходного сигнала и его коэффициент заполнения уменьшаются:

Можно сделать вывод, что изменение напряжения на входе «CONT» приводит к частотно-импульсной модуляции (ЧИМ) выходного сигнала мультивибратора.

Применение таймера 555 в качестве ждущего мультивибратора

Ждущий мультивибратор (одновибратор) предназначен для формирования импульса определённой длительности по внешнему событию.

Обычно в качестве внешнего события используется замыкание входа «TRIG» на общий провод нажатием кнопки, но мы вместо кнопки в эмуляторе будем использовать генератор сигналов, настроенный на одиночный импульс низкого уровня длительностью 10 мс:

Как видно из временной диаграммы работы ждущего мультивибратора на таймере 555, по получению импульса схема формирует на выходе сигнал длительностью около 2,2 с. Длительность сигнала определяется по формуле:
Хотелось бы заострить внимание на том, что длительность выходного сигнала ждущего мультивибратора на таймере 555 тоже не зависит от напряжения питания.

▍ От автора

В публикации проведён краткий обзор интегрального таймера 555 и его основных применений. Большинство приведённых в публикации устройств может быть реализовано на микроконтроллерах, но аналоги NE555 по-прежнему выпускаются промышленностью по причине дешевизны и надёжности.

Важной особенностью схем на таймере 555 является то, что временные характеристики этих схем не зависят от напряжения питания, а расчёт этих характеристик производится по простым формулам или диаграммам.

Заслуженной популярностью таймер 555 пользуется у начинающих радиолюбителей: он недорогой, корпус DIP-8 легко устанавливается в беспаечную плату, требуется минимум «обвязки». И что очень важно для мотивации начинающих: схемы на таймере 555 начинают работать сразу после правильной сборки.

Вот пример простейшего генератора на NE555:

А такое реле времени по схеме из раздела про ждущий мультивибратор 12-летний подросток собирает за полчаса:

…и всё это началось пятьдесят лет назад, и, надеюсь, закончится нескоро.

© Habrahabr.ru

Описание, схемы включения таймера NE555

RADIODETECTOR

Радиоэлектроника, схемы, статьи
и программы для радиолюбителей.

Стать автором

Вход
Регистрация

• 
  
  
  Вопрос/Ответ
  
• 
  
  
  Литература
  
• 
  
  
  Радиотовары с Aliexpress
  
• 
  
  Объявления
  
• 
  
  Пользователи
  

Содержание

• 1 Аналог микросхемы NE555
• 2 Размеры микросхемы NE555
• 3 Структурная схема таймера
• 4 Размещение и предназначение выводов
• 5 Характеристики таймера NE555
• 6 Схемы на основе NE555
  • 6. 1 Простой генератор импульсов на NE555
  • 6.2 Регулируемый генератор  импульсов на NE555

Микросхема NE555 — представляет собой универсальный таймер, используется для генерации одиночных и повторяющихся импульсов со стабильными временными характеристиками. Она не дорогая и широко используется в различных радиолюбительских схемах. Микросхема довольно широко используется в различных устройствах, на ней можно собрать множество интересных схем: различные генераторы, модуляторы, преобразователи, реле времени, пороговых устройств и прочих устройств.

Аналог микросхемы

NE555

В советские времена существовал полный ne555 аналог микросхемы — КР1006ВИ1.

Размеры микросхемы NE555

• PDIP (8) — 9.81 мм × 6.35 мм
• SOP — (8) — 6.20 мм× 5.30 мм
• TSSOP (8) — 3.00 мм× 4.40 мм
• SOIC (8) — 4.90 мм× 3.91 мм

Структурная схема таймера

Размещение и предназначение выводов

1. GND — общий. Это 1-й вывод по отношению к ключу. Его подключают к участку питания прибора со знаком “-”.
2. TRIG — запуск. Когда низкий импульс подается на вход 2-го компаратора, устройство запускается, и на выходе появляется сигнал высокого уровня. На их протяженность влияет номинал внешних деталей С и R.
3. OUT — выход. Напряжение при высоком уровне сигнала на выходе составляет 1,5 В, при низком — 0,25 В. Переключение составляет 0,1 мкс.
4. RESET — сброс. Этот вход обладает максимальным приоритетом. Он управляет работой устройства при любом напряжении на других выводах. Разрешение запуска возможно при потенциале от 0,7 В. Из-за этого его, с помощью резистора, связывают с питанием устройства. Если появляется импульс менее 0,7 В, NE555 перестает работать.
5. CTRL — контроль. Впрямую соединяется с делителем напряжения, и без воздействий извне выдается 2/3 Uпит. Когда на вывод подается сигнал управления ne555, получается модуляция сигнала. В стандартных схемах он соединяется с внешним конденсатором.

Характеристики таймера NE555

• максимальная частота  — более чем 500 кГц
• длина одного импульса  — от 1 мсек до часа
• может работать в режиме — моностабильный, мультвибратор
• высокий выходной ток  — до 200 мА
• регулируемая скважность импульса (отношение периода импульса к его длительности)
• совместимость с TTL уровнями
• температурная стабильность — 0,005% на 1 градус Цельсия

Схемы на основе NE555

Простой генератор импульсов на NE555

Очень простая схема генератора импульсов, состоит из 2-х резисторов и одного конденсатора.

Регулируемый генератор  импульсов на NE555

Регулируемый генератор, регулировка осуществляется при помощи переменных сопротивлений.

 

 

Похожие записи

Микросхема NE555 — представляет собой универсальный таймер, используется для генерации одиночных и повторяющихся импульсов со стабильными временными характеристиками. Она не дорогая и…

11 Мар 2022

• 1118
• 0

Микросхема К155ЛА3 ТТЛ логики, производства советских времен. Довольно Широко применялась в различных отраслях бытовой аппаратуре. Разнообразные схемы на микросхеме К155ЛА3 можно собрать имея…

21 Дек 2021

• 6956
• 0

Некоторые считают, что изготовление печатной платы по технологии ЛУТ– бессмысленное и хлопотное занятие. Если учесть, что современные элементы уже совсем отличные от DIP корпусов, то и…

22 Ноя 2020

• 2511
• 0

Паяльник для радиолюбителя, наверное самая главная вещь в его арсенале, поэтому к выбору паяльника следует подойти ответственно и знать какие бывают паяльники на что стоит обратить…

17 Дек 2019

• 3460
• 0

Если вы нашли ошибку в статье, или на сайте. Можете сообщить об этом воспользовавшись формой.

Ваше имя

Ваше почта

Сообщение
Сообщение

Администрация сайта свяжется с Вами в ближайшее время.

Скачать

555 Нестабильный мультивибратор с таймером Схема цепи

Нестабильный мультивибратор Режим 555 таймера IC также называется Автономный или самозапускающийся режим . В отличие от режима моностабильного мультивибратора, он не имеет стабильного состояния, а имеет два квазистабильных состояния (ВЫСОКОЕ и НИЗКОЕ). В нестабильном режиме внешний запуск не требуется, он автоматически меняет два состояния на определенном интервале, следовательно, генерирует прямоугольную форму сигнала. Эта временная продолжительность ВЫСОКОГО и НИЗКОГО выходного сигнала определяется внешними резисторами (R1 и R2) и конденсатором (C1). Нестабильный режим работает как генераторная схема , в которой выходной сигнал колеблется на определенной частоте и генерирует импульсы прямоугольной формы.

 

Используя микросхему таймера 555, мы можем генерировать точную продолжительность выходного сигнала HIGH и LOW, от микросекунд до часов, поэтому микросхема 555 очень популярна и универсальна. Прежде чем перейти к описанию ниже, вы должны знать об микросхеме таймера 555 и ее PIN-кодах, вот краткое описание их PIN-кодов.

Контакт 1. Заземление:  Этот контакт должен быть подключен к земле.

Вывод 2. ТРИГГЕР: Пусковой вывод перетаскивается с отрицательного входа второго компаратора. Выход нижнего компаратора подключен к выводу SET триггера. Отрицательный импульс (< Vcc/3) на этом выводе устанавливает триггер, и выход становится высоким.

Контакт 3. ВЫХОД:  У этого контакта также нет специальной функции. Это выходной контакт, к которому подключена нагрузка. Он может использоваться как источник или приемник и управлять током до 200 мА.

Контакт 4. Сброс:  В чипе таймера есть триггер. Контакт сброса напрямую подключен к MR (основной сброс) триггера. Это активный низкий контакт, который обычно подключается к VCC для предотвращения случайного сброса.

Контакт 5. Контакт управления: . Контакт управления подключен к отрицательному входному контакту первого компаратора. Шириной выходного импульса можно управлять, подавая напряжение на этот вывод, независимо от RC-цепи. Обычно этот вывод опущен с помощью конденсатора (0,01 мкФ), чтобы избежать нежелательных шумовых помех при работе.

Контакт 6. ПОРОГ: Пороговое напряжение на контакте определяет, когда сбрасывать триггер в таймере. Пороговый вывод берется с положительного входа верхнего компаратора. Если контакт управления разомкнут, то напряжение, равное или превышающее VCC*(2/3), сбросит триггер. Таким образом, выход становится низким.

Контакт 7. РАЗРЯД:  Этот контакт выведен из открытого коллектора транзистора. Поскольку транзистор (на котором был взят разрядный вывод, Q1) получил свою базу, подключенную к Qbar. Всякий раз, когда на выходе становится низкий уровень или триггер сбрасывается, разрядный штифт притягивается к земле, и конденсатор разряжается.

Контакт 8. Питание или VCC:   Подключается к положительному напряжению (от +3,6 В до +15 В).

 

Работа режима нестабильного мультивибратора таймера 555 IC:

• При первоначальном включении питания напряжение триггерного контакта ниже Vcc/3, что делает выход нижнего компаратора ВЫСОКИМ, а триггер и выход микросхемы 555 ВЫСОКИМ.
• Это отключает транзистор Q1, так как Qbar, Q’=0 напрямую подается на базу транзистора. Когда транзистор выключен, конденсатор C1 начинает заряжаться, и когда он заряжается до напряжения выше, чем Vcc/3, то выход нижнего компаратора становится НИЗКИМ (верхний компаратор также находится в НИЗКОМ состоянии), а выход триггера остается таким же, как и предыдущий (выход 555). остается ВЫСОКИМ).
• Теперь, когда зарядка конденсатора достигает напряжения выше 2/3 В пост. тока, напряжение на неинвертирующем конце (пороговый вывод 6) становится выше, чем на инвертирующем конце компаратора. Это делает выход верхнего компаратора ВЫСОКИМ и сбрасывает триггер, выход микросхемы 555 становится НИЗКИМ.
• Как только выход 555 становится НИЗКИМ, что означает, что Q’=1, транзистор Q1 включается и закорачивает конденсатор C1 на землю. Таким образом, конденсатор C1 начинает разряжаться на землю через контакт разрядки 7 и резистор R2.
• Когда напряжение на конденсаторе падает ниже 2/3 В пост. тока, выход верхнего компаратора становится НИЗКИМ, теперь триггер SR остается в предыдущем состоянии, так как оба компаратора находятся в НИЗКОМ состоянии.
• Во время разрядки, когда напряжение на конденсаторе падает ниже Vcc/3, это делает выход нижнего компаратора ВЫСОКИМ (верхний компаратор остается НИЗКИМ) и снова устанавливает триггер, и выход 555 становится ВЫСОКИМ.
• Транзистор Q1 закрывается, и конденсатор C1 снова начинает заряжаться.

Эта зарядка и разрядка конденсатора продолжается, и генерируется прямоугольная осциллирующая выходная волна. Пока конденсатор заряжается, выходной сигнал 555 ВЫСОКИЙ, а пока конденсатор разряжается, выходной сигнал будет НИЗКИМ. Так это называется Нестабильный режим , поскольку ни одно из состояний не является стабильным, а 555 автоматически меняет свое состояние с ВЫСОКОГО на НИЗКОЕ и с НИЗКОГО на ВЫСОКОЕ, поэтому он называется мультивибратором с автономным режимом работы.

 

Теперь продолжительность OUTPUT HIGH и OUTPUT LOW определяется резисторами R1 и R2 и конденсатором C1. Это можно рассчитать по следующей формуле:

Максимальное время (Секунды) T1 = 0,693 * (R1+R2) * C1

Минимальное время (Секунды) T2 = 0,693 * R2 * C1

Период времени T = Время максимума + Время минимума = 0,693 * (R1+2*R2) * C1

Частота f = 1/0 Период = 93 * 0 Период времени = 93 * 0. 6 (R1+2*R2) * C1 = 1,44 / (R1+2*R2) * C1

Рабочий цикл: Рабочий цикл — это отношение времени, в течение которого выходной сигнал ВЫСОКИЙ, к общему времени.

Рабочий цикл %: (Время ВЫСОКОГО/Общее время) * 100 = (T1/T) * 100 = (R1+R2)/ (R1+2*R2) *100

Вы также можете использовать этот таймер 555 Нестабильный калькулятор для расчета вышеуказанных значений.

 

Вот практическая демонстрация нестабильного режима таймера 555 IC , где мы подключили светодиод к выходу 555 IC. В этой схеме 555 нестабильного мультивибратора светодиод будет автоматически включаться и выключаться с определенной продолжительностью. Время включения, время выключения, частота и т. д. могут быть рассчитаны с использованием приведенных выше формул.

На рисунке выше показана принципиальная схема нестабильного мультивибратора с таймером 555. Вы можете найти множество схем и приложений, использующих нестабильный режим в схемах таймера 555.

555 Таймер как нестабильный и моностабильный мультивибратор со схемой

Содержание

Типы таймеров

Типы таймеров 555 в зависимости от функции или операции:

(1). 555 Таймер как нестабильный мультивибратор

(2). 555 Таймер как моностабильный мультивибратор

Нестабильная работа таймера 555

Мы знаем, что а-стабильный — это цифровая схема синхронизации, которую можно подключить как нестабильный мультивибратор (помните, что нестабильный означает наличие двух состояний, однако ни одно из этих двух состояний не является стабильным). На рисунке 6.9, этот таймер показан как нестабильный мультивибратор. Фактически, таймер 555 представляет собой коммутационную схему с двумя определенными выходными уровнями. При правильном подключении внешних компонентов к этому таймеру (как показано на рисунке) ни один из его выходных уровней не остается стабильным (т.е. оба его уровня имеют тенденцию становиться нестабильными или нестабильными). В результате эта схема непрерывно перемещается между этими двумя нестабильными состояниями. Другими словами, цепь имеет тенденцию колебаться, и через нее получается периодический сигнал прямоугольного типа (известный как тактовый сигнал). Поскольку ни одно из ее выходных состояний не является устойчивым, эта схема называется неустойчивой. Его часто называют автономным несинусоидальным генератором, автономным мультивибратором или нестабильным мультивибратором. Частота колебаний и рабочий цикл этой схемы точно контролируются с помощью двух внешних резисторов и одного времязадающего конденсатора.

Рисунок 6.9 — Таймер 555, подключенный как нестабильный мультивибратор

Если внимательно наблюдать за нестабильным мультивибратором, показанным на рисунке, становится очевидным, что пороговый вход (THRESH) был соединен здесь с триггерным входом ( TRIG), т. е. контакт № 6 закорочен на контакт № 2. Внешние компоненты, существующие в этой цепи, — это два резистора R _{1 ​​} и R ₂ и один конденсатор C _{1 ​​}, которые образуют синхронизирующую цепь, через помощь из которых задается частота колебаний контура (т. е. изменением значений R _{1 ​​} , R ₂ и C _{1 ​​} , оставаясь в определенных пределах, можно произвольно изменять частоту колебаний цепи. Здесь к управляющему входу (CONT) подключен еще один конденсатор емкостью 0,01 мкФ C ₂ , который предназначен для развязки или помехозащищенности и не оказывает никакого влияния на работу схемы. При определенных обстоятельствах этот конденсатор можно отключить.

Нестабильный мультивибратор Работа

В первую очередь при включении питания в этой ситуации конденсатор C _{1 ​​} не заряжен и, таким образом, значение триггерного напряжения (вывод 2) равно нулю. Как следствие, выход компаратора B (с которым был связан триггерный вход) будет высоким, а выход компаратора A будет низким. Высокий уровень выходного сигнала компаратора B передается на защелку RS, из-за которой защелка устанавливается (установка означает 1), однако в результате этого получается низкий выходной сигнал (см. значок пузыря над выходом защелки). Таким образом, разряжая транзистор Q _{1 ​​} выключается (поскольку база транзистора напрямую подключена к выходу защелки RS, из-за чего уровень напряжения обоих имеет тенденцию быть одинаковым). В результате выключения Q _{1 ​​} конденсатор С _{1 ​​} начинает заряжаться через резисторы R _{1 ​​} и R _2, , так как зарядка начинается сразу после выключения Q _{1 ​​}. Это показано на рис. 6.10. Когда значение напряжения на конденсаторах достигает 1/3В _CC , выход компаратора B оказывается низким, а когда напряжение на конденсаторах достигает 2/3В _CC , выход компаратора A становится высоким (абсолютно противоположным вышеупомянутым состояниям). Высокий уровень выхода компаратора A передается на триггер RS, в результате чего триггер сбрасывается (поскольку выход компаратора A напрямую связан с входом R триггера RS, как показано на рисунке). Как только триггер сбрасывается (сброс означает ноль), его выход становится высоким. Таким образом, база транзистора Q _{1 ​​} также становится высокой, благодаря чему транзистор открывается. Как только разрядится транзистор Q _{1 ​​} включается, конденсатор C _{1 ​​} начинает разряжаться через резистор R ₂ , как показано стрелкой на рисунке. При разрядке конденсатора компаратор А оказывается низким. Точка, в которой значение напряжения равно 1/3 В _CC в результате непрерывного разряда конденсатора, в этой точке автоматически срабатывает таймер. Таким образом, начинается новый зарядный цикл. Когда таймер срабатывает, компаратор B становится высоким, следовательно, устанавливается защелка. В результате транзистор закрывается из-за низкой добротности _{1 ​​} База и конденсатор C _{1 ​​} начинают перезарядку. Таким образом, в результате начала нового цикла зарядки все вышеупомянутые операции повторяются еще раз. Следовательно, на выходе получается волна прямоугольного типа, скважность которой зависит от значений R _{1 ​​} и R ₂ . (т.е. скважность выхода можно регулировать изменением значений R _{1 ​​} и R ₂ ). Частоту колебаний или частоту выходного сигнала можно определить по следующей формуле:

f = 1,44 / (R _{1 ​​} + 2R ₂ ) C _{1 ​​}

Как C _{1 ​​} заряд через R _{1 ​​} и R _{2 цикл может быть установлен), но разряжается только через R 2 , поэтому, если значение R 2 становится слишком большим или удваивается по сравнению со значением R 1 ​​ (т.е. R 2 >>R 1 ​​ ) Может быть достигнуто минимальное значение рабочего цикла 50 %. Так как таймеры зарядки и разрядки почти сравнялись.}

Рисунок 6.10 – Работа таймера 555 в нестабильном режиме

Ниже приведен метод определения рабочего цикла в случае нестабильного мультивибратора:

(i). Время зарядки: При высоком выходе C _{1 ​​} требуется следующее время для зарядки от 1/3 В _CC до 2/3 В _CC

t _H = 0,7 (R _{1 ​​ + 5 R 2} ) C _{1 ​​}     здесь 0,7 – постоянная времени конденсатора

(ii). Время разряда; Когда выход низкий, время, которое требуется C _{1 ​​} от 2/3 В _CC до 1/3 В _CC для разряда, его значение можно определить с помощью следующей формулы;

t _L = 0,7 R ₂ C _{1 ​​}

Период времени выходного сигнала; Период времени (T) выходного сигнала представляет собой сумму времени зарядки и разрядки, формула которой приведена ниже;

Т = т _Н + t _L = 0,7 (R _{1 ​​} + 2R ₂ ) C _{1 ​​} … (1)

Мы знаем, что период времени обратно пропорционален частоте колебаний, т. е.

/

f = 1,4/T = 1,4/T (R _{1 ​​} + 2R ₂ ) C _{1 ​​} … (2)

(iv). рабочий цикл; Отношение между временем зарядки t _H и периодом времени T (или временем полного цикла выходного сигнала) называется рабочим циклом. т. е.

Рабочий цикл = t _H /T = t _H / T _H + T _L = 0,7 (R _{1 ​​} + R ₂ ) C _{1 ​​} / 0,7 (R _{1 ​​} 2R ₂ ). всегда выражается в процентах.

Рабочий цикл = [R _{1 ​​} + R ₂ / R _{1 ​​} + 2R ₂ ] 100% асимметричный. Когда время зарядки и разрядки конденсатора одинаково (т. е. t _H = t _L ), в такой ситуации получается симметричная или эквивалентная форма выходного сигнала. Это показано на рисунке 6.11. Рабочий цикл симметричного сигнала составляет 50 %, т. е. его выход остается включенным на 50 % и выключенным на 50 %. Другими словами, 50 % формы выходного сигнала приходится на верхнюю часть, а 50 % — на нижнюю. В результате получается выходная волна прямоугольного типа.

Рисунок 6.11

Если время заряда и разряда конденсатора не равно (т.е. t _H t _L ), в такой ситуации возникает асимметричная форма сигнала (т. е. сигнал прямоугольного типа вместо квадратного), как показано на рисунке 6.12. Этот тип сигнала всегда выражается относительно рабочего цикла. Например, если рабочий цикл равен 0,45 (или 45%), это означает, что сигнал остается на земле (GND) в течение 45% от общего времени (т. е. остается на низком уровне), тогда как остается на высоком уровне в течение 55% от общего времени. В результате получается прямоугольная или асимметричная форма выходного сигнала.

Рисунок 6.12

Если требуется уменьшить рабочий цикл более чем на 50 %, в схему вносятся небольшие изменения. Согласно которому C _{1 ​​} заряжается только через R _{1 ​​} и разряжается через R ₂ (это возможно только путем установки диода параллельно R ₂ ). Когда рабочий цикл должен быть уменьшен более чем на 50%, R _{1 ​​} уменьшается по отношению к R ₂ . В такой ситуации формула рабочего цикла оказывается следующей;

Рабочий цикл = [R _{1 ​​} / R _{1 ​​} + R ₂ ] 100 % режим, в соответствии с которым пороговая клемма была соединена напрямую с входной клеммой (т. е. контакт № 6 закорочен непосредственно с контактом № 2). В этой схеме два резистора R1 и R2 и конденсатор C1 являются внешними компонентами, образующими синхронизирующую цепь. В этой цепи также присутствует конденсатор С2, который подключен к управляющему напряжению. Функция этой схемы состоит только в том, чтобы выполнять развязку. Процесс работы схемы описан ниже;

(1). Как только цепь окажется под напряжением, то сразу после этого;

1. Уровень напряжения на пороге и входной клемме оказывается низким (по сравнению с 2/3 уровня В _CC )
2.  Вывод высокий
3. Путь нагнетания (контакт № 7) открывается
4. Конденсатор C _{1 ​​} начинает заряжаться с постоянной времени (R _{1 ​​} + R ₂ ) C _{1 ​​} до V _CC .

(2). При значении напряжения, параллельном конденсатору С _{1 ​​} , который также подключен к пороговой клемме, достигает 2/3 В _CC (т.е. когда напряжение на конденсаторе C _{1 ​​} составляет 2/3 управляющего напряжения), то компаратор устанавливает выход на низкий уровень, и путь разряда стремится к близко.

(3). В результате замыкания пути разряда конденсатор C _{1 ​​} очень быстро разряжается через R ₂ , в такой ситуации постоянная времени разряда равна R ₂ C _{1 ​​} .

(4). Когда конденсатор C _{1 ​​} разряжается до 1/3 уровня V _CC , схема компаратора имеет тенденцию повышать выходной уровень, дополнительный путь разряда также открывается.

(5). C имеет тенденцию перезаряжаться через (R _{1 ​​} + R2) C _{1 ​​} постоянную времени до V _CC

(6). После этого указанные выше 2, 3, 4 и 5 этапы повторяются попеременно до обесточивания цепи (т.е. до отключения питания цепей указанные выше факторы повторяются непрерывно)

В результате Работа нестабильной схемы показана на рисунке (а), форма сигнала напряжения, полученного параллельно конденсатору, показана на рисунке (б), а форма сигнала выходного напряжения, полученного на выходе, показана на рисунке (с).

Рисунок 6. 13-A Таймер 555, подключенный в нестабильном режиме

Моностабильный или одноразовый режим работы таймера 555

Таймер 555 также может использоваться как моностабильный мультивибратор. Моностабильный мультивибратор является такой коммутационной схемой, которая имеет устойчивое состояние, а также полустабильное состояние. Если сделать небольшую модификацию внешней проводки схемы таймера 555 (или установить различные компоненты вокруг таймера 555), будет изготовлена ​​моностабильная схема, которая широко используется в промышленности для различных приложений синхронизации. Эта схема, заключенная в ИС, аналогична базовой схеме таймера 555, за исключением того, что в моностабильной схеме два конденсатора и резистор также существуют вне ИС. В соответствии с нормальным механизмом работы моностабильной схемы, когда она переходит в полустабильное состояние (поскольку в нормальном состоянии эта схема сохраняется в своем стабильном состоянии), она остается в своем полустабильном состоянии до заранее определенного заданного периода. времени. По истечении этого определенного периода времени схема возвращается в стабильное состояние. Схема сохраняется в стабильном состоянии до тех пор, пока на нее не будет получен какой-либо альтернативный триггер. Поскольку эта схема имеет только одно устойчивое состояние, поэтому она называется моностабильным мультивибратором, или просто моностабильной или моностабильной схемой переключения или одновибратором.

Стандартный логический символ моностабильной системы показан на рис. 6. 14 (а). Здесь вход обозначен как TRIGGER, тогда как выход представлен Q, в то время как дополнение выхода Q в этом символе представлено Q. Входная триггерная схема может быть сделана чувствительной либо к положительному переходу (PT), либо к отрицательному переходу (NT). ). В этой ситуации это называется срабатыванием по отрицательному фронту (т.е. здесь мы будем говорить о работе схемы с точки зрения срабатывания по отрицательному фронту). Согласно которому, когда схема находится в устойчивом состоянии, при этом ее выход Q равен нулю или мал. Это можно увидеть с точки зрения форм сигналов, как показано на рисунке (b). Согласно рисунку, как только схема срабатывает, Q становится высоким или становится равным 1. После того, как он остается высоким на 1 в течение определенного периода времени «t», он возвращается в свое стабильное состояние, т. е. 0, до тех пор, пока на входе триггера не появится другой NT.

На рис. 6.15 показан таймер 555, подключенный по схеме однократного или моностабильного мультивибратора. На этом рисунке один внешний резистор R _{1 ​​} и два конденсатора C _{1 ​​} и C ₂ можно увидеть установленными вне ИС. Здесь вход управляющего напряжения (CONT) не применялся, а был подключен к развязывающему конденсатору C ₂ , так что шумовые сигналы могли быть заблокированы от какого-либо неприятного влияния на триггерный и пороговый уровни. Однако без C ₂ тоже, производительность этого таймера вполне удовлетворительная. Так как конденсатор C _{1 ​​} занимает меньше места, да и цена его невелика, поэтому его продолжают включать в схемы вообще. Емкость этого конденсатора обычно составляет 0,01 мкФ.

Рисунок 6.15-A Таймер 555, подключенный как одноразовый

Моностабильный мультивибратор Работа транзистор Q _{1 ​​} также остается включенным. В результате включения Q _{1 ​​} конденсатор C _{1 ​​} продолжает разряжаться. Это показано на рис. 6.16 (а).

При подаче триггерного импульса отрицательного фронта на триггерный вход схемы выходной сигнал становится высоким, и разрядный транзистор также отключается. В результате конденсатор C _{1 ​​} начинает заряжаться до V _CC через резистор R _{1 ​​} . Это показано на рисунке (b).

Когда конденсатор С _{1 ​​} заряжает до 2/3 В _CC , схема возвращается в стабильное состояние, и выход снова становится низким. В результате того, что выход оказывается низким, сразу же включается транзистор Q _{1 ​​} и начинает разряжаться конденсатор С _{1 ​​}. Схема поддерживает это состояние до тех пор, пока на входе триггера не будет получен какой-либо другой импульс. Помните, что ширина выходного импульса определяется постоянной времени R _{1 ​​} и C _{1 ​​} по следующей формуле.

t _w = 1,1 R _{1 ​​} C _{1 ​​}

В то же время его работа также была проиллюстрирована в виде сигналов. Дальнейшее развитие этой схемы можно сделать следующим образом;

(1). Когда цепь находится под напряжением, то

1. ее выход низкий
2.  Конденсатор C не заряжен _{1 ​​}
3. Цепь разряда (контакт №7) имеет тенденцию к замыканию

(2). Когда подается отрицательный входной импульс триггера, как показано на рисунке (b), выход имеет тенденцию становиться высоким, и путь разряда также открывается.

(3). Конденсатор C _{1 ​​} заряжается до V _CC с постоянной времени R _{1 ​​} C _{1 ​​}

(4). Когда напряжение конденсатора V _CC достигает 2/3 уровня управляющего напряжения, компаратор устанавливает выход на низкий уровень, и разрядный путь снова закрывается

(5).