Генератор прямоугольных импульсов на ne555 схема: Генератор прямоугольных импульсов на NE555

Генератор импульсов на микросхеме ne555

•D1,2,3 – диоды 1N4007. Как достаточно распространенные.
•C1,3,4 – конденсаторы керамические 50В. С4 можно поставить электролитический 2,2мкФх25В. Необходимо соблюсти полярность. Конденсаторы можно ставить и с бОльшим напряжением.
•С2 — конденсатор электролитический. При маленькой его емкости питание микросхемы может быть нестабильным, а отсюда и сбои в работе.
•Постоянные резисторы все 0,25 Вт. R1 не менее 1k. Для остальных можно взять и ближайшее значение. R5 просто 20 Ом, а не кОм.
•R3,4 — переменные резисторы. Желательно с линейной характеристикой. На схеме показаны 16К1-В10К и 16К1-В500К.
С платы резисторы вынес специально, потому что это дает возможность подобрать их в других корпусах, да и расположить в какой-нибудь коробке будет проще.
Если не оказалось с номиналом 10к, то можно ставить 5к или 20к. В первом случае время открытого состояния форсунки уменьшится примерно в два раза и, если его окажется мало для полного открытия форсунки, то надо будет увеличить номинал резистора R1. Во втором случае время открытого состояния форсунки увеличится примерно в два раза, и здесь мы выходим из рабочего диапазона форсунки. Это надо будет помнить и не выводить R3 больше чем наполовину.
Если не оказалось с номиналом 500к, то можно ставить 200к или 1М. В первом случае минимальная частота будет примерно 3 Гц и будет зря повышенный расход промывающей жидкости. Во втором случае на минимальной частоте схема может работать неустойчиво, но это не страшно, потому что достаточно R4 не выводить больше чем наполовину.
•Транзистор IRF3710 или IRF3710Z в корпусе ТО220. N-канал, Uси 100В, Iси max 57A. Можно попробовать и с другим Iси. При сильном нагреве установить радиатор. У транзисторов других производителей назначения выводов могут не совпадать.
•NE555 – микросхема-таймер в корпусе DIP-8. Можно попробовать отечественную КР1006ВИ1.
•Панелька SCS-8 под микросхему.

Для режима «Кавитация» необходимо частоту увеличить до 400Гц. Для этого С4 ставим 0,22 мкФ, а R4 скручиваем по часовой в крайнее положение.

Регулировка скважности – регулировка времени открытого состояния форсунок. При данных значениях R1,R3 и С4 время будет лежать в рабочем диапазоне форсунок и будет примерно 1,5-20 млСек. При изменении скважности частота будет оставаться неизменной.

Регулировка частоты при данных значениях С4,R4,R2,R3 будет примерно 1-50Гц, что соответствует 120-6000 об/мин двигателя. Форсунка срабатывает 1 раз/сек (1Гц), если коленвал вращается со скоростью 2об/сек, что соответствует 120об/мин. При изменении частоты время открытого состояния форсунок будет оставаться неизменным.

Можно сделать и без регулировок, но тогда автолюбитель лишится возможности что-нибудь покрутить и будет ему постоянно казаться, что быстро или медленно. Интересно было наблюдать, как взрослый дядька 1м 90 ростом, сидя на корточках, в одной руке держал переноску и подсвечивал с обратной стороны колбы, а другой постоянно менял регулировки. И так полчаса.

555 — аналоговая интегральная микросхема, универсальный таймер — устройство для формирования (генерации) одиночных и повторяющихся импульсов со стабильными временными характеристиками. Применяется для построения различных генераторов, модуляторов, реле времени, пороговых устройств и прочих узлов электронной аппаратуры. В качестве примеров применения микросхемы-таймера можно указать функции восстановления цифрового сигнала, искаженного в линиях связи, фильтры дребезга, двухпозиционные регуляторы в системах автоматического регулирования, импульсные преобразователи электроэнергии, устройства широтно-импульсного регулирования, таймеры и др.

В данной статье расскажу о построении генератора на этой микросхеме. Как написано выше мы уже знаем что микросхема формирует повторяющиеся импульсы со стабильными временными характеристиками, нам это и нужно.

Схема включения в астабильном режиме. На рисунке ниже это показано.

Так как у нас генератор импульсов, то мы должны знать их примерную частоту. Которую мы рассчитываем по формуле.

Значения R1 и R2 подставляются в Омах, C — в фарадах, частота получается в Герцах.
Время между началом каждого следующего импульса называется периодом и обозначается буковкой t. Оно складывается из длительности самого импульса — t1 и промежутком между импульсами — t2. t = t1+t2.

Частота и период — понятия обратные друг другу и зависимость между ними следующая:
f = 1/t.
t1 и t2 разумеется тоже можно и нужно посчитать. Вот так:
t1 = 0.693(R1+R2)C;
t2 = 0.693R2C;

С теорией закончили так что приступим к практике.

Разработал простенькую схему с доступными всем деталями.

Расскажу о ее особенностях. Как уже многие поняли, переключатель S2 используется для переключения рабочей частоты. Транзистор КТ805 используется для усиления сигнала (установить на небольшой радиатор). Резистор R4 служит для регулировки тока выходного сигнала. Сама микросхема служит генератором. Скважность и частоту рабочих импульсов изменяем резисторами R3 и R2. Диод служит для увеличения скважности(можно вообще исключить). Также присутствует шунт и индикатор работы, для него используется светодиод со встроенным ограничителем тока(можно использовать обычный светодиод ограничив ток резистором в 1 кОм). Собственно это все, далее покажу как выглядит рабочее устройство.

Вид сверху, видны переключатели рабочей частоты.

Снизу прикрепил памятку.

Данными подстроечными резисторами регулируется скважность и частота (на памятке видно их обозначение).

Пример №7 — Простой генератор прямоугольных импульсов на NE555

В момент включения схемы, конденсатор C1 разряжен и на выходе 3 таймера NE555 находится высокий уровень. Затем конденсатор C1 через резистор R1 начинает постепенно заряжаться.

В момент, когда потенциал на конденсаторе, и соответственно на выводе 6 (стоп) таймера, достигнет примерно 2/3 напряжения питания, сигнал на выводе 3 переключится на низкий уровень. Теперь конденсатор через сопротивление R1 начинает разряжаться. Когда уровень напряжения на входе 2 (запуск) упадет до 1/3 Uпит., на выходе снова будет высокий уровень. И процесс повторится снова.

Если к выходу добавить еще RC-цепь (выделено красным цветом), то выходной сигнал по форме будет приближен к синусоиде.

Пример №8 — Генератор высокой частоты на NE555

Для таймера NE555 – частота в 360кГц является максимальной, поскольку при увеличении ее, работа схемы становится нестабильной.

Пример №9 — Генератор низкой частоты на NE555

Генератор низкой частоты по сути своей являются таймером времени. Увеличивая емкость электролитического конденсатора можно растянуть временной интервал. При интервале более 30 минут, показания схемы будут неточными.

Пример №10 — Регулируемый генератор прямоугольных импульсов на NE555

Данная схема позволяет устанавливать на выходе таймера необходимую частоту генератора в пределах от 1 Гц до 100 кГц.

Пример №11 — Одновибратор на NE555

При подаче питания на схему одновибратора, на выводе 3 таймера NE555 будет низкий уровень. Запуск одновибратора происходит в момент подачи отрицательного импульса на вход 2 (запуск), при этом на его выходе будет высокий уровень в течение времени определяемое значениями R1 и C1.

Следует иметь в виду, что запускающий импульс должен быть короче выходного. Если же входной сигнал будет дольше, то пока на входе низкий уровень на выходе все время будет высокий. Подробнее о работе одновибратора на 555 таймере читайте здесь.

Пример №12 — Генератор, управляемый напряжением (ГУН) на NE555

Данный генератор иногда называют преобразователь частоты напряжением, так как частота может быть изменена путем изменения входного напряжения.

Как известно вывод 5 таймера 555 предназначен для управления длительностью импульсов на выходе путем подачи на него напряжения, которое должно составлять 2/3 от Uпит. При увеличении управляющего напряжения, увеличивается время заряда/разряда конденсатора и как следствие уменьшается частота на выходе генератора.

Источник: «Применение микросхемы 555», Колин М.

Простой генератор прямоугольных импульсов на логических элементах

4 ноября 2020
— Admin

Главная / Схемы / Генераторы

На рисунке приведена простейшая схема генератора на логических элементах. Ничего лишнего: времязадающая RC-цепочка и микросхемка.

Данное устройство собрано на микросхеме CD4011BE (отечественный аналог К561ЛА7). Она содержит в себе 4 логических элемента 2И-НЕ. Сразу вспомним, что элемент 2И-НЕ имеет два входа, и сперва применяет к двум входным сигналам операцию И, а затем результат инвертирует (операция НЕ). Вот табличка логики:

Вход 1	Вход 2	Выход
0	0	1
1	0	1
0	1	1
1	1	0

Впрочем, на схеме входы элементов соединены друг с другом. Это значит, что нам от элемента нужна только операция НЕ. Один элемент инвертирует сигнал, то есть поворачивает его на 180 градусов. Значит, два последовательных элемента повернут сигнал на 360 градусов = 0 градусов. Это как раз и требуется: для работы генератора должна обеспечиваться положительная обратная связь, то есть сигнал с выхода должен попадать на вход в «фазе», чтобы поддерживать сам себя.

Принцип работы

Допустим, после включения питания на входе DD1.1 установился низкий уровень. Значит, на выходе будет высокий уровень, который попадает на вход DD1.2, на выходе которого, в свою очередь, будет опять низкий уровень. Конденсатор C1 разряжен. И он начинает заряжаться через резистор R1, который правым выводом подключён к выходу DD1.1 — к точке, где потенциал высокий.

Процесс заряда конденсатора C1

Вы вправе спросить: почему же этот ток не утекает на вход элемента DD1.1 — ведь на этом входе в данный момент низкий потенциал? Кажется, что логический элемент должен скушать весь ток, а конденсатору ничего не достанется. Ответ: дело в высоком входном сопротивлении элементов DD. На их входы ответвляется мизерная часть тока, которой можно пренебречь. Кстати, благодаря этому факту, сопротивление R1 может быть достаточно большим, несколько мОм,  что позволяет получить довольно низкие частоты генерации.

Итак, постепенно напряжение на C1 растёт, и в какой-то момент на левой обкладке накопится достаточный «плюс», который переключит DD1.1 в состояние 1 на входе, 0 на выходе. Тут же и DD1.2 поменяет состояние на противоположное: 0 на входе, 1 на выходе. И процессы в RC-цепочке пойдут в обратную сторону, до тех пор, пока напряжение на конденсаторе снова не переключит DD1.1, а за ним DD1.2 и весь цикл повторится сначала. Описание несколько упрощённое (вблизи момента переключения там происходят чуть более сложные процессы), но достаточное для первоначального понимания.

Пробуем на практике

Как вы уже поняли, частота генератора определяется параметрами времязадающей RC-цепочки: от сопротивления резистора и ёмкости конденсатора будет зависеть, сколько времени будет длиться заряд/разряд конденсатора. Примерная формула такова:

Верхняя частота генератора ограничена скоростью переключения КМОП-элементов (условно, порядка 2 МГц). При этом и на низких частотах генератор работает уверенно:

• С1 . . . . . . . 1 мкФ
• R1 . . . . . . . 680 кОм
• f . . . . . . . .  1 Гц.

Схема собрана на макетной плате. Чтобы увидеть работу генератора, я подключил к его выходу светодиод через токоограничивающий резистор. Считается, что микросхема этого типа может выдерживать выходной ток до 6.8 мА, так что вполне способна засветить не очень мощный светодиод без дополнительного ключа на транзисторе. Вот что получилось:

Ну а вот как выглядит сигнал генератора на осциллограмме:

Осциллограмма выходного сигнала генератора

Улучшение схемы

Как можно было бы доработать эту схему? Вот некоторые соображения.

Частота такого генератора весьма нестабильна. Для исправления этого недостатка часто заменяют конденсатор на кварцевый резонатор нужной частоты, а также пропускают сигнал ещё через один-два элемента 2И-НЕ.

Для регулировки частоты можно постоянный резистор заменить на подстроечный, а также добавить переключатель и несколько конденсаторов, чтобы менять ёмкость. Однако, как и в любой схеме, есть ограничения на номиналы деталей. Например, сопротивление R1 не может быть менее 1 кОм.

Более интересная задача — регулировка скважности. В приведённой схеме длительность импульса равна длительности паузы, скважность 50%. А что если мы хотим короткий импульс и длинную паузу, или наоборот? Тогда нужно последовательно с R1 прицепить примерно такую конструкцию:

Схема регулировки скважности

Здесь заряд и разряд конденсатора идут через разные плечи R2 благодаря диодам VD1 и VD2, так что соотношение импульса и паузы будет разное в зависимости от положения движка R2.

Поделиться в соцсетях:

Генерация прямоугольной волны с использованием NE555 (нестабильный режим)

NE555 — это микросхема, которая широко используется в электронике. Его можно использовать в 3 режимах, которые называются: СТАБИЛЬНЫЙ , МОНОСТАБИЛЬНЫЙ и БИСТАБИЛЬНЫЙ . Модель 555 можно использовать для генерации импульсов, синхронизации и в качестве генератора. Мы будем использовать его в режиме ASTABLE, чтобы генерировать непрерывную прямоугольную волну.

Микросхема 555 состоит из трех резисторов, двух компараторов, одного триггера, одного незатворного и одного NPN-транзистора. Эти три резистора имеют значения сопротивления 5 кОм и служат делителем напряжения. 555 получил свое название от этих резисторов.

Первый узел имеет 2/3 значения напряжения Vcc, а второй узел имеет 1/3 значения напряжения Vcc (если вы не знаете, что такое делитель напряжения, вы можете легко узнать это из моего содержания делителей напряжения (на турецком языке) ).

Используя приложение, мы можем легко понять, как работает этот таймер. Если мы применим более 2/3 Vcc для порогового контакта, выход первого компаратора будет равен 1, и этот выход подключен к клемме сброса триггера, а затем выход триггера будет равен 0. В противном случае, если мы применим меньше, чем 1/3 напряжения Vcc для выхода второго компаратора триггерного вывода, подключенного к клемме установки триггера, будет равно 1,9.0011

Разрядный штифт соединен с землей через NPN-транзистор. Благодаря этому контакту мы разрядим наш конденсатор.

Когда вы сначала посмотрите на эту схему, она может показаться сложной для понимания, но мы просто используем базовые принципы RC. Давайте рассмотрим схему шаг за шагом!

Конденсатор C1 заряжается по красной дорожке с помощью резисторов R1 и R2. Когда оно достигает 2/3 напряжения Vcc, пороговый контакт запускает первый компаратор, и это делает выход триггера равным 1. Выходной контакт становится равным 0, а разрядный контакт начинает разряжать конденсатор C1 по синему пути с помощью резистора R2. Когда заряд C1 достигает 1/3 Vcc, триггерный штифт отключает второй компаратор и триггер. Затем выходной контакт становится 1, и C1 снова начинает заряжаться. Далее этот цикл повторяется. Конденсатор C1 будет заряжаться и разряжаться между 1/3 и 2/3 Vcc.

Для достижения лучшего сигнала, согласно техническому описанию, мы должны поставить конденсатор C2 на контрольный вывод и подключить вывод сброса к линии питания.

Когда я начал использовать NE555, я попытался применить формулы RC-цепи для расчета параметров этой прямоугольной волны. Однако я не мог этого сделать, потому что этот конденсатор не заряжается от 0В. В формулах RC-цепи формула заряда не имеет начального значения напряжения. Поэтому в этом содержании я буду использовать формулы из таблицы данных NE555. Тем не менее, я попытаюсь применить эти формулы RC к 555 и написать об этом новый контент. Теперь воспользуемся формулами, предоставленными производителем.

Как мы уже говорили ранее, конденсатор заряжается с помощью R1 и R2, и в этот момент на выходе остается логическая 1. Таким образом, вычислив время зарядки C1, мы можем получить ширину импульса сигнала. В даташите указано, что время логической 1 равно 0,693x(R1+R2)xC.

Принимая во внимание, что для времени низкого уровня мы используем только значения R2, ​​поскольку конденсатор разряжается по синему пути, используя ТОЛЬКО времени R2, для низкого уровня мы используем 0,693x(R2)xC.

Другие формулы вы можете увидеть на фото.

Я использую конденсатор 10 мкФ в качестве C1 и резисторы 1 кОм. Давайте рассчитаем частоту и рабочий цикл этой прямоугольной волны.

Частота = 1,44/((R1+2R2)*C)

= 1,44/((1k+2*1k)*10 мкФ))

= 48 Гц

Рабочий цикл = 1-((R2/ (R1+2R2)))

= 1-(1/3)

=0,666 в смысле %66,6

Как видно на оссилоскопе, на практике этих параметров у нас нет. Есть некоторые различия между теорией и практикой. Но почему?

Первое, что приходит мне на ум, это допустимые значения компонентов. Когда я измерил эти резисторы, мои мультиметры показали, что их сопротивление составляет около 980 Ом.

У меня нет мультиметра для измерения конденсаторов. Но, поскольку я использовал два разных конденсатора по 10 мкФ, я получил разные частоты на выходе. Потом я понял, что конденсаторы тоже имеют терпимые номиналы.

Наконец, когда я начал работать над этой схемой, я понял, что мы не можем создать прямоугольную волну с рабочим циклом 50%. Потому что для скважности 50% у нас есть формула R1+R2 = R2 и в этой формуле R1 равно 0, но мы не можем удалить резистор R1 из этой цепи.

Я видел в Интернете несколько методов, в которых люди используют номинал резистора R2 в 100 раз или даже больше, чем резистор R1. Таким образом, вы можете приблизиться к 50% рабочему циклу, но даже теоретически это не 50% рабочий цикл. Это будет тема другого контента. 🙂

Хочу сказать спасибо Еве Мерте за помощь в редактировании.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Генератор — 555-таймерная схема должна обеспечивать 50% рабочий цикл Прямоугольная волна не дает

спросил
6 лет, 9 месяцев назад

Изменено
4 года, 3 месяца назад

Просмотрено
6к раз

\$\начало группы\$

Я хотел построить схему, которая дает прямоугольную волну с рабочим циклом 50%. Я построил схему рисунка 4.4.6 по этой ссылке, которая показана ниже:

Я использовал микросхему NE555, а вместо резистора использовал потенциометр. Результирующая форма сигнала показана ниже:

Как видите, рабочий цикл не 50%, как ожидалось.

С чем это связано? Зарядка и разрядка выполняются с использованием одного и того же резистора и конденсатора, поэтому время включения и время выключения должно быть одинаковым.

• 555
• генератор
• рабочий цикл

\$\конечная группа\$

6

\$\начало группы\$

Если вы посмотрите на внутреннюю диаграмму 555, вы увидите, что используемый вами выход несимметричен: верхняя сторона представляет собой дарлингтон, поэтому на ней есть (как минимум) два падения Vbe. Нижняя сторона является общим эмиттером, поэтому она может быть насыщена.

Вкратце: низкий уровень выходного сигнала будет ближе к земле, чем высокий уровень выходного сигнала будет к Vcc.

Одним из способов компенсации может быть низкоомный резистор между выходом и Vcc.

\$\конечная группа\$

8

\$\начало группы\$

Первоисточник объясняет это.

В большинстве конструкций нестабильных генераторов 555 используются два резистора и зависит от Vcc. Обычно это означает, что рабочий цикл > 50%.

В этой конструкции используется Vout, поэтому схема синхронизации действует как нагрузка на выходе, которая может влиять на частоту и отношение меток к пространству. Своеобразие дизайна.

Попробуйте отрегулировать рабочий цикл генератора на основе 555, не влияя на частоту из-за электронного дизайна. Они покажут вам, как настроить резисторы и конденсатор.

Редактировать. ..

Для полноты картины я включил формулы из Electronic Design и модифицированную процедуру.
$$p = \frac {R_2} {R_1}\ \ \ \ \ \ q = \frac {R_3} {R_1}$$
$$t_1 = R_1\ C\ (p+1)\times ln(2)\ \ [1]$$
$$t_2= R_1\ C\ \left ( {p + \frac {q}{q+1}} \right ) \times ln\left ( {\frac {q-2}{2q-1}} \right )\ \ [2]$$
Для 50% рабочего цикла:
$$t_1 = t_2$$
$$R_1\ C\ (p+1)\times ln(2) = R_1\ C\\left ( {p + \frac {q}{q+1}} \right ) \times ln\left ( {\ frac {q-2}{2q-1}} \right ) \ \ [3]$$
$$f = \frac {1}{2 t_1}= \frac {0,7213}{R_1\ C\ (p+1)}\ \ [4]$$

Процедура следующая:

1. Установите желаемую частоту и выберите значение для C.
2. Рассчитайте R1 по уравнению 4.
3. Выберите R3.
4. Рассчитать q.
5. Рассчитайте значение p по уравнению 3.
6. Рассчитайте R2 = pR1.

\$\конечная группа\$

2

\$\начало группы\$

Единственный известный мне надежный способ получить perfect Рабочий цикл 50% означает, что выходной сигнал 555 подается на триггер по вашему выбору. Убедитесь, что оно совместимо с рабочим напряжением 555.

Любой поток импульсов, выдаваемый 555, делится на 2 с идеальным рабочим циклом 50%. Я бы предпочел это нескольким триммерам (которые дрейфуют в зависимости от температуры на целых 200 частей на миллион). Триггер также обостряет нарастающий и спадающий фронт прямоугольной волны.

Для цепей на 12 вольт можно использовать CD4013, для цепей на 5 вольт можно использовать 74HC74, который работает до 3 вольт. Не используйте 74AC74, так как его время нарастания/спада настолько быстрое, что это может вызвать звон на выходах. Сам по себе 555 имеет свои пределы без добавления большого количества деталей.

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

Согласно техпаспорту, который я нашел по адресу: http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm555.pdf, стр. 11,

$$D=\frac{R_B}{R_A+2R_B}$ $

, где R_A находится между контактами 7 и +V_CC, а R_B находится между контактами 6 и 7.