Building 555 taimeris IC balstīta stabils multivibrators
Neizmantojot ārējus trigerus, 555 taimera IC var mainīties starp diviem stāvokļiem. Trīs papildu ārējās daļas, divi rezistori (R 1 un R 2 ), un IC 555 var pievienot kondensatoru (C), lai pārveidotu to par stabilu multivibratora ķēdi. Zemāk redzamā shēma parāda IC 555 izmantošanu kā stabilu multivibratoru kopā ar trim ārējām daļām.
Tā kā 6. un 2. tapas jau ir pievienotas, ierīce aktivizēsies automātiski un darbosies kā oscilators bez ārēja sprūda impulsa. V CC kā barošanas ieejas spriegums ir saistīts ar kontaktu 8. Tā kā Pin 3 iepriekš minētajā shēmā ir izejas spaile, izvadi var iegūt no šejienes. Ārējā atiestatīšanas tapa ir ķēdes 4. tapa, un šī tapa var restartēt taimeri, bet parasti tapa 4 ir savienota ar V. CC kad atiestatīšanas funkcija netiek izmantota.
Sliekšņa sprieguma līmenis svārstīsies atkarībā no vadības sprieguma, kas nodrošināts pie 5. kontakta. Turpretim 5. kontaktdakša bieži ir savienota ar zemi caur kondensatoru, kas filtrē ārējos trokšņus no spailes. Zemējuma spaile ir tapa 1. R 1 , R 2 , un C veido laika ķēdi, kas kontrolē izejas impulsa platumu.
Darbības princips
IC 555 iekšējā ķēde tiek parādīta stabilā režīmā ar R 1 , R 2 , un C ir daļa no RC laika ķēdes.
Flip-flop vispirms tiek atiestatīts, kad tas ir savienots ar barošanu, kas izraisa taimera izejas pārslēgšanos uz zemu stāvokli. Savienošanas ar Q' rezultātā izlādes tranzistors tiek nospiests uz piesātinājuma punktu. Tranzistors ļaus izlādēties laika ķēdes kondensatoram C, kas ir savienots ar IC 555 kontaktu 7. Taimera izvade tagad ir niecīga. Šajā gadījumā sprūda spriegums ir vienīgais spriegums, kas atrodas pāri kondensatoram. Rezultātā, ja kondensatora spriegums nokrītas zem 1/3 V CC , atsauces spriegums, kas aktivizē komparatoru Nr. 2, salīdzinājuma Nr. 2 izlādes laikā kļūs augsts. Rezultātā tiks iestatīts flip-flop, radot HIGH izvadi taimeram pie 3. kontakta.
Ar šo lielo jaudu tranzistors tiks IZSLĒGTS. Rezultātā caur rezistoriem R 1 un R 2 , kondensators C tiek uzlādēts. Pin 6 ir pievienots savienojumam, kur satiekas kondensators un rezistors, tāpēc spriegums kondensatoram tagad ir vienāds ar sliekšņa spriegumu. Kondensatoram uzlādējoties, tā spriegums eksponenciāli palielinās virzienā uz V CC ; kad tas sasniedz 2/3 V CC , sliekšņa salīdzinātāja atsauces spriegums (1. salīdzinājums), tā izvades tapas.
Tādējādi flip-flop ir RESET. Taimera jauda samazinās līdz LOW. Šī zemā jauda restartēs tranzistoru, kas nodrošina kondensatora izlādes ceļu. Tā rezultātā rezistors R 2 ļaus izlādēties kondensatoram C. Tādējādi cikls turpinās.
Tā rezultātā, kamēr kondensators tiek uzlādēts, izejas spriegums pie 3. kontakta ir augsts, un spriegums ap kondensatoru agresīvi palielinās. Līdzīgi tam, tapas 3 izejas spriegums ir zems, un, kondensatoram izlādējoties, tā spriegums pāri tam krītas eksponenciāli. Izejas viļņu forma izskatās kā taisnstūrveida impulsu sērija.
Kondensatora sprieguma un izejas sprieguma viļņu formas
Rezultātā R 1 + R 2 apzīmē kopējo pretestību uzlādes kanālā, un C apzīmē uzlādes laika konstanti. Tikai tad, kad kondensators iet caur rezistoru R 2 izlādes laikā tas izlādējas. R 2 C ir izlādes laika konstante kā rezultātā.
Cikls
Pretestības R 1 un R 2 ietekmē uzlādes, kā arī izlādes laika konstantes. Laika konstantes izmaiņas parasti ir lielākas nekā izlādes laika konstante. Rezultātā HIGH izvade turpina pastāvēt ilgāk nekā LOW, un izejas viļņu forma nav simetriska, tāpēc Ja T ir viena cikla ilgums un TON ir laiks lielākai izejai, tad darba ciklu nosaka :
Tātad darba cikls procentos būs:
Kur T ir kopējais uzlādes un izlādes laiks, T IESL un T IZSLĒGTS , šāds vienādojums nodrošina T vērtību IESL vai uzlādes laiks T C :
Izlādes laiks T D , bieži pazīstams kā T IZSLĒGTS , piešķir:
Līdz ar to viena cikla T ilguma formula ir:
Aizstājot % noslodzes cikla formulā:
Biežumu nosaka:
Pielietojums – kvadrātviļņu ģenerēšana
Stabila multivibratora darba cikls parasti ir lielāks par 50%. Kad darba cikls ir precīzi 50%, stabils multivibrators kā izvadi rada kvadrātveida vilni. Kā jau minēts iepriekš, ir grūti sasniegt 50% vai kaut ko mazāku darba ciklu, ja IC 555 darbojas kā stabils multivibrators. Ķēdē ir jāveic dažas izmaiņas.
Ir pievienotas divas diodes, viena paralēli rezistoram R 2 un otrs virknē ar rezistoru R 2 ar katodu, kas savienots ar kondensatoru. Mainot rezistorus R 1 un R 2 , ir iespējams izveidot darba ciklu iekavās no 5% līdz 95%. Kvadrātviļņu izvades izveides shēmu var konfigurēt šādi:
Šajā ķēdē kondensators uzlādējas, pārvadot strāvu caur R 1 , D 1 , un R 2 uzlādes laikā. Tas izlādējas caur D 2 un R 2 izlādējoties.
Uzlādes laika konstante, T IESL = T C , var aprēķināt šādi:
Un šādi jūs iegūstat izlādes laika konstanti, T IZSLĒGTS = T D :
Līdz ar to darba ciklu D nosaka:
Padarot R 1 un R 2 vienāda vērtība radīs kvadrātveida vilni ar 50% darba ciklu.
Darbības cikls, kas ir mazāks par 50%, tiek sasniegts, kad R 1 pretestība ir zemāka par R 2 kamēr parasti R 1 un R 2 Lai to paveiktu, var aizstāt ar potenciometriem. Neizmantojot diodes, var izveidot citu kvadrātviļņu ģeneratora ķēdi, izmantojot stabilu multivibratoru. R 2 ir savienots starp 3. un 2. tapām vai izejas spaili un sprūda spaili. Zemāk ir shēmas shēma:
Gan uzlādes, gan izlādes procesi šajā ķēdē notiek tikai caur rezistoru R 2 . Uzlādējot ar rezistoru R, kondensators nedrīkst būt pakļauts ārējiem savienojumiem 1 , kas jāiestata uz augstu vērtību. Turklāt tas kalpo, lai garantētu, ka kondensators pilnībā uzlādējas (V CC ).
Pielietojums – impulsa pozīcijas variācijas
Divi 555 taimera IC, no kuriem viens darbojas stabilā režīmā un otrādi monostabilā režīmā, piedāvā impulsa pozīcijas modulāciju. Pirmkārt, IC 555 ir stabilā režīmā, modulācijas signāls tiek izmantots 5. tapā, un IC 555 kā izvadi rada impulsa platuma modulētu vilni. Nākamā IC 555 iedarbināšanas ieeja, kas darbojas monostabilā režīmā, saņem šo PWM signālu. Otrā IC 555 izejas impulsu atrašanās vieta atšķiras atkarībā no PWM signāla, kas atkal ir atkarīgs no modulējošā signāla.
Tālāk ir sniegta shēmas konfigurācija impulsa pozīcijas modulatoram, kas izmanto divas 555 taimera integrētās shēmas.
Vadības spriegums, kas nosaka minimālo spriegumu vai sliekšņa līmeni pirmajam IC 555, tiek pielāgots, lai izveidotu UTL (augšējais sliekšņa līmenis).
Mainoties sliekšņa spriegumam attiecībā pret pielietoto modulējošo signālu, mainās arī impulsa platums un laika aizkave. Kad šis PWM signāls tiek pielietots, lai iedarbinātu otro IC, mainīsies tikai izejas impulsa atrašanās vieta, nemainīsies ne tā amplitūda, ne platums.
Secinājums
555 taimera IC var darboties kā brīvi darbojošs oscilators vai stabils multivibrators, ja tos apvieno ar papildu komponentiem. 555 taimera IC stabilā režīmā tiek izmantoti dažādās lietojumprogrammās, sākot no impulsu vilciena ģenerēšanas, modulācijas un kvadrātviļņu paaudzēm.