Building 555 Timer IC pagrįstas stabilus multivibratorius
Nenaudojant jokių išorinių trigerių, 555 laikmačio IC gali keistis tarp dviejų būsenų. Trys papildomos išorinės dalys, du rezistoriai (R 1 ir R 2 ), o prie IC 555 galima pridėti kondensatorių (C), kad jis būtų paverstas stabilia multivibratoriaus grandine. Žemiau pateiktoje grandinėje parodytas IC 555 naudojimas kaip stabilus multivibratorius kartu su trimis išorinėmis dalimis.
Kadangi 6 ir 2 kontaktai jau prijungti, prietaisas įsijungs automatiškai ir veiks kaip generatorius, nereikalaujant išorinio paleidimo impulso. V CC kaip maitinimo įvesties įtampa yra susieta su 8 kaiščiu. Kadangi 3 kontaktas pirmiau pateiktoje grandinėje yra išvesties gnybtas, išėjimas gali būti paimtas iš čia. Išorinis atstatymo kaištis yra grandinės 4 kaištis ir šis kaištis gali iš naujo paleisti laikmatį, tačiau paprastai 4 kaištis yra prijungtas prie V CC kai atstatymo funkcija nenaudojama.
Slenkstinis įtampos lygis svyruos priklausomai nuo valdymo įtampos, tiekiamos 5 kontakte. Priešingai, 5 kaištis dažnai yra prijungtas prie žemės per kondensatorių, kuris filtruoja išorinį triukšmą iš gnybto. Įžeminimo gnybtas yra 1 kaištis. R 1 , R 2 , ir C sudaro laiko grandinę, kuri kontroliuoja išėjimo impulso plotį.
Veikimo principas
IC 555 vidinė grandinė rodoma stabiliu režimu su R 1 , R 2 ir C yra RC laiko grandinės dalis.
Flip-flop pirmą kartą atstatomas, kai prijungiamas prie maitinimo šaltinio, todėl laikmačio išvestis persijungia į žemą būseną. Dėl prijungimo prie Q iškrovos tranzistorius nustumiamas į prisotinimo tašką. Tranzistorius leis išsikrauti laiko grandinės kondensatoriui C, kuris yra prijungtas prie IC 555 kaiščio 7. Laikmačio išvestis dabar yra nereikšminga. Šiuo atveju suveikimo įtampa yra vienintelė įtampa, esanti kondensatoriuje. Dėl to, jei kondensatoriaus įtampa nukrenta žemiau 1/3 V CC , etaloninė įtampa, kuri įjungia lyginamąjį prietaisą Nr. 2, išvestis lyginamojo Nr. 2 iškrovimo metu padidės. Dėl to bus nustatytas šleifas, sukuriantis AUKŠTĄ išvestį laikmačiui ties 3 kaiščiu.
Dėl šios didelės galios tranzistorius bus IŠJUNGTAS. Dėl to per rezistorius R 1 ir R 2 , kondensatorius C įkraunamas. 6 kaištis yra prijungtas prie kondensatoriaus ir rezistoriaus jungties, todėl kondensatoriaus įtampa dabar yra lygi slenksčio įtampai. Įkraunant kondensatorių, jo įtampa eksponentiškai didėja link V CC ; kai jis pasiekia 2/3 V CC , slenksčio lygintuvo etaloninė įtampa (1 lygintuvas), jo išėjimo šuoliai.
Taigi šlepetys yra RESET. Laikmačio išvestis sumažėja iki LOW. Dėl šio mažo išėjimo tranzistorius bus paleistas iš naujo, o tai suteikia kondensatoriui iškrovos kelią. Dėl to rezistorius R 2 leis kondensatoriui C išsikrauti. Taigi ciklas tęsiasi.
Dėl to, kol kondensatorius kraunasi, 3 kaiščio išėjimo įtampa yra aukšta, o įtampa aplink kondensatorių agresyviai didėja. Panašiai, 3 kaiščio išėjimo įtampa yra žema, o kondensatoriui išsikraunant, jo įtampa krinta eksponentiškai. Išvesties bangos forma atrodo kaip stačiakampių impulsų serija.
Kondensatoriaus įtampos ir išėjimo įtampos bangos formos
Dėl to R 1 + R 2 reiškia bendrą varžą įkrovimo kanale, o C – įkrovimo laiko konstantą. Tik tada, kai kondensatorius praeina per rezistorių R 2 iškrovimo metu išsikrauna. R 2 C yra iškrovos laiko konstanta.
Darbo ciklas
Pasipriešinimas R 1 ir R 2 turi įtakos įkrovimui ir iškrovimo laiko konstantoms. Laiko konstantos pokytis paprastai yra didesnis nei iškrovimo laiko konstanta. Dėl to HIGH išėjimas išlieka ilgesnį laikotarpį nei LOW išėjimas, o išėjimo bangos forma nėra simetriška, todėl jei T yra vieno ciklo trukmė, o TON yra didesnės išvesties laikas, tada darbo ciklas pateikiamas :
Taigi darbo ciklas procentais bus toks:
Kur T yra bendras įkrovimo ir iškrovimo laikas, T ĮJUNGTA ir t IŠJUNGTA , ši lygtis pateikia T reikšmę ĮJUNGTA arba įkrovimo laikas T C :
Iškrovimo laikas T D , dažnai žinomas kaip T IŠJUNGTA , suteikia:
Vadinasi, vieno ciklo T trukmės formulė yra tokia:
Pakeičiant darbo ciklo % formulę:
Dažnis nustatomas taip:
Taikymas – kvadratinių bangų generavimas
Stabilaus multivibratoriaus darbo ciklas paprastai yra didesnis nei 50%. Kai darbo ciklas yra tiksliai 50%, stabilus multivibratorius sukuria kvadratinę bangą kaip savo išvestį. Kaip buvo minėta anksčiau, sunku pasiekti 50 % ar bet ką žemesnio darbo ciklą, kai IC 555 veikia kaip stabilus multivibratorius. Grandinė turi atlikti tam tikrus pakeitimus.
Pridedami du diodai, vienas lygiagretus rezistoriumi R 2 o kitas nuosekliai su rezistoriumi R 2 su katodu prijungtu prie kondensatoriaus. Pakeitus rezistorius R 1 ir R 2 , galima sukurti darbo ciklą nuo 5% iki 95%. Kvadratinių bangų išvesties kūrimo grandinę galima sukonfigūruoti taip:
Šioje grandinėje kondensatorius įkraunamas perduodant srovę per R 1 , D 1 , ir R 2 įkrovimo metu. Jis išsikrauna per D 2 ir R 2 kai išsikrauna.
Įkrovimo laiko konstanta, T ĮJUNGTA = T C , gali būti apskaičiuojamas taip:
Ir taip gausite iškrovos laiko konstantą, T IŠJUNGTA = T D :
Taigi darbo ciklas D nustatomas taip:
Gaminant R 1 ir R 2 vienodos vertės rezultatas bus kvadratinė banga su 50 % darbo ciklu.
Mažesnis nei 50 % darbo ciklas pasiekiamas, kai R 1 pasipriešinimas yra mažesnis nei R 2 o paprastai R 1 ir R 2 gali būti pakeistas potenciometrais. Nenaudojant jokių diodų, naudojant stabilų multivibratorių, galima sukurti kitą kvadratinių bangų generatoriaus grandinę. R 2 yra prijungtas tarp 3 ir 2 kaiščių arba išvesties gnybto ir paleidimo gnybto. Žemiau yra grandinės schema:
Tiek įkrovimo, tiek iškrovimo procesai šioje grandinėje vyksta tik per rezistorių R 2 . Įkraunant rezistorių R, kondensatorius neturėtų būti veikiamas išorinių jungčių 1 , kurios vertė turėtų būti didelė. Be to, jis užtikrina, kad kondensatorius įkraunamas iki galo (V CC ).
Taikymas – impulsų padėties svyravimai
Du 555 laikmačio IC, iš kurių vienas veikia stabiliu režimu, o priešingai – monostabiliu režimu, siūlo impulsų padėties moduliavimą. Pirma, IC 555 veikia stabiliu režimu, moduliacijos signalas taikomas 5 kontaktui, o IC 555 sukuria impulso pločio moduliuotą bangą kaip išvestį. Kito IC 555, veikiančio monostabiliu režimu, suaktyvinimo įvestis gauna šį PWM signalą. Antrojo IC 555 išėjimo impulsų vieta skiriasi priklausomai nuo PWM signalo, kuris vėl priklauso nuo moduliuojančio signalo.
Žemiau pateikiama impulsų padėties moduliatoriaus, kuriame naudojamos dvi 555 laikmačio integrinės grandinės, grandinės konfigūracija.
Valdymo įtampa, kuri nustato minimalią pirmojo IC 555 įtampą arba slenkstinį lygį, sureguliuojama, kad būtų sukurtas UTL (viršutinis slenksčio lygis).
Keičiantis slenksnei įtampai, atsižvelgiant į taikomą moduliavimo signalą, taip pat keičiasi impulso plotis ir laiko delsa. Pritaikius šį PWM signalą antrajam IC suaktyvinti, pasikeis tik išėjimo impulso vieta, nepasikeis nei jo amplitudė, nei plotis.
Išvada
555 laikmačio IC gali veikti kaip laisvai veikiantis osciliatorius arba stabilus multivibratorius, kai jie derinami su papildomais komponentais. 555 laikmačio IC stabiliame režime yra naudojami įvairiose srityse, pradedant impulsų traukinio generavimu, moduliavimu ir kvadratinių bangų kartomis.