/ / 555 Инструкция за осцилатора - Astabil Multivibrator

555 Инструкция за осцилатор - Astabil Multivibrator

Генератори на сигнали

Най- 555 Таймер IC може да бъде свързан или в режим Monostableкато по този начин се произвежда прецизен таймер с фиксирано времетраене, или в неговия Bistable режим, за да се получи превключващо действие от типа на тригер. Но ние също може да свържете 555 таймер IC в Astable режим за производство на много стабилна 555 Осцилатор верига за генериране на висока точност безплатноходови сигнали, чиято изходна честота може да се регулира чрез външно свързан RC резервоар, състоящ се само от два резистора и кондензатор.

Най- 555 Осцилатор е друг тип релаксационен осцилатор загенериране на стабилизирани квадратни вълнови изходни форми с фиксирана честота до 500 kHz или от различни цикли на работа от 50 до 100%. В предишния 555 таймер урок видяхме, че Monostable верига произвежда един изход един изстрел импулс, когато задейства на своя пин 2 задейства вход.

Докато 555 моностабилната верига спря след товаЗа предварително зададено време, в което следващият пулс за пускане започва отново, за да може 555 осцилаторът да работи като нестабилен мултивибратор, е необходимо непрекъснато да се задейства 555 IC след всеки цикъл на синхронизация.

Това повторно задействане се постига основно чрез свързване на тригер вход (пин 2) и праг (пин 6) заедно, като по този начин позволява наустройство да действа като нестабилен осцилатор. Тогава 555 осцилатор няма стабилни състояния, тъй като непрекъснато превключва от едно състояние в друго. Също така един единствен резистор на времето от предишната моностабилна мултивибраторна верига е разделена на два отделни резистора, R1 и R2, чиято връзка е свързана с изпразване (пин 7), както е показано по-долу.

Основна стабилна 555 осцилаторна верига

нестабилен 555 осцилатор

555 осцилатор форма на вълната

В 555 Осцилатор верига по-горе, щифт 2 и щифт 6 са свързанизаедно, позволявайки на веригата отново да се задейства на всеки цикъл, позволявайки му да работи като свободен осцилатор. По време на всеки цикъл кондензатор, С се зарежда през двете резистори, R1 и R2, но се освобождава само чрез резистор, R2 като другата страна на R2 е свързана с изпразване терминал, щифт 7.

Тогава кондензаторът зарежда до 2 / 3Vcc (горна компараторна граница), която се определя от комбинацията от 0,693 (R1 + R2) C и се освобождава до 1 / 3Vcc (долната граница за сравнение), определена от комбинацията от 0,693 (R2 * C). Това води до изходна форма на вълната, чието ниво на напрежение е приблизително равно на Vcc - 1.5V и чиито периоди "ON" и "OFF" се определят от комбинациите на кондензатора и резисторите. Следователно отделните времена, необходими за завършване на един цикъл на зареждане и разреждане на изхода, се посочват като:

Astable 555 заряда на осцилатора и време за разреждане

555 заряда на осцилатора и времето за разреждане

Където R е в Ω и С във Фарад.

Когато е свързан като нестабилен мултивибратор, изходът от 555 Осцилатор ще продължи безкрайно зареждане иразреждане между 2 / 3Vcc и 1 / 3Vcc, докато захранването бъде премахнато. Както при моностабилния мултивибратор, тези времена на зареждане и разреждане и следователно честотата са независими от захранващото напрежение.

Следователно продължителността на един цикъл на пълно синхронизиране е равна на сумата от двете отделни времена, когато зарядите и разрежданията на кондензатора се добавят заедно и се дава като:

555 Време на цикъла на осцилатора

555 време на цикъла на осцилатора

Изходната честота на осцилациите може да бъде намерена чрез инвертиране на горното уравнение за общото време на цикъла, даващо окончателно уравнение за изходната честота на Astable 555 осцилатор като:

555 Уравнение на честотата на осцилатора

Честота на 555 астрални осцилатори

Чрез промяна на времевата константа само на една от комбинациите RC, Цикъл на изпълнение по-известен като съотношението "марка към пространство" наизходна форма на вълната може да бъде точно зададена и се дава като съотношение на резистор R2 към резистор R1. Цикълът на мито за осцилатор 555, който е съотношението на времето за „включено“, разделено на времето „OFF“, се определя от:

555 Цикъл на работа на осцилатора

555 работен цикъл на осцилатора =

Работният цикъл няма единици, тъй като е съотношение, номоже да се изрази като процент (%). Ако и двата синхронизационни резистора, R1 и R2 са еднакви по стойност, тогава изходният работен цикъл ще бъде 2: 1, т.е. 66% време за включване и 33% време за изключване по отношение на периода.

555 Пример за осцилатор No1

Една Нестабилен 555 осцилатор е конструиран като се използват следните компоненти: R1 = 1kΩ, R2 = 2kΩ и кондензатор C = 10uF. Изчислете изходната честота от 555 осцилатор и работен цикъл на изходната форма на вълната.

T1 - времето на зареждане на кондензатор "ON" се изчислява като:

форма на сигнала по време

T2 - времето за разреждане на кондензатора "OFF" се изчислява като:

Време на изключване на вълната

Следователно общото периодично време (T) се изчислява като:

общо периодично време

Следователно, изходната честота as се определя като:

555 изходна честота

Предоставяне на стойност на работния цикъл на:

555 нестабилен работен цикъл =

Тъй като времето кондензатор, С такси чрезрезистори R1 и R2, но само разреждания през резистор R2, изходният работен цикъл може да варира между 50 и 100% чрез промяна на стойността на резистор R2. Чрез намаляване на стойността на R2 работният цикъл се увеличава до 100% и чрез увеличаване на R2 работният цикъл намалява до 50%. Ако резистор, R2 е много голям по отношение на резистор R1, изходната честота на 555 нестабилната схема ще се определя само от R2 x C.

Проблемът с този основен нестабилен 555осцилатор конфигурация е, че работен цикъл, "марка в пространството" съотношение никога няма да отиде под 50%, тъй като наличието на резистор R2 предотвратява това. С други думи, не можем да направим изходите "ON" време по-кратко от времето на "OFF", тъй като (R1 + R2) C винаги ще бъде по-голямо от стойността на R1 x C. Един от начините за преодоляване на този проблем е свързването на сигнал байпас диод паралелно с резистор R2, както е показано по-долу.

Подобрен цикъл на работа на 555 осцилатор

555 нестабилен работен цикъл на осцилатора

Чрез свързване на този диод, D1 между тригер вход и изпразване вход, времето кондензатор сега ще се зарежда директно чрез резистор R1 само, тъй като резистор R2 е ефективно късо от диод. Кондензаторът се изтощава нормално чрез резистор R2.

Допълнителен диод D2 може да бъде свързансерия с разряд резистор, R2, ако е необходимо да се гарантира, че времето кондензатор ще се зарежда само чрез D1, а не чрез паралелния път на R2. Това е така, защото по време на процеса на зареждане диод D2 е свързан в обратна посока, блокирайки потока от ток през себе си.

Сега предишното време за зареждане на t1 = 0.693 (R1 + R2) C е модифициран, за да се вземе предвид тази нова схема на зареждане и е дадена като: 0.693 (R1 x C). Следователно работният цикъл е даден като D = R1 / (R1 + R2). Тогава за генериране на работен цикъл от по-малко от 50%, резистор R1 трябва да бъде по-малък от резистор R2.

Въпреки че предишната верига подобрява митотоцикъл на изходната форма на вълната чрез зареждане на кондензатора за синхронизация, С1 чрез комбинация R1 + D1 и след това изхвърляне чрез D2 + R2 комбинация, проблемът с тази схема е, че веригата 555 използва допълнителни компоненти, т.е. два диода.

Можем да подобрим тази идея и да създадем фиксиранаквадратна вълнова форма на вълната с точно 50% работен цикъл много лесно и без необходимост от допълнителни диоди чрез просто преместване на позицията на зареждащия резистор R2 на изхода (пин 3), както е показано.

Нестабилен осцилатор с 50% Duty Cycle

50% работен цикъл нестабилен осцилатор

Осцилаторът 555 вече произвежда 50% работен цикълкато синхронизиращ кондензатор, C1 сега е зареждане и разреждане през същия резистор, R2, вместо да се изпълнява чрез таймери разряд ПИН 7 както преди. Когато изходът от 555 осцилатор е висок, кондензаторът се зарежда през R2 и когато изходът е нисък, той се разрежда през R2. Резистор R1 се използва, за да се гарантира, че кондензаторът се зарежда напълно до същата стойност като захранващото напрежение.

Въпреки това, тъй като кондензаторът зарежда и разреждачрез същия резистор, горното уравнение за изходната честота на трептенията трябва да се промени малко, за да отрази тази смяна на веригата. Тогава новото уравнение за 50% Astable 555 осцилатор се дава като:

50% уравнение на честотата на циклите

50% честота на уравнението

Имайте предвид, че резистор R1 трябва да бъде достатъчнодостатъчно висока, за да се гарантира, че тя не пречи на зареждането на кондензатора да произвежда необходимия 50% работен цикъл. Също така промяна на стойността на времето кондензатор, C1 промени честотата на трептене на нестабилна верига.

555 Приложения за осцилатор

По-рано казахме, че максималната мощност еили мивка или източник на натоварване ток чрез щифт 3 е около 200mA и тази стойност е повече от достатъчно, за да карам или превключвате други логически IC, няколко LED или малка лампа и т.н. на изхода 555 да карам по-големи токови натоварвания като мотор или релета.

555 мигача
</ P>

Но 555 Осцилатор може да се използва и в широк диапазон на форма на вълнатагенераторни схеми и приложения, които изискват много малък изходен ток, като например в електронно тестово оборудване за производство на цяла гама от различни изходни честоти.

</ P>

555 също може да се използва за получаване на много точниСинусоидални, квадратни и импулсни форми на вълни или като LED или мигачи на лампи и димери до прости вериги за създаване на шум, като метрономи, генератори на тонални и звукови ефекти и дори музикални играчки за Коледа.

Много лесно можем да изградим прост 555осцилатор, за да мига няколко светодиода “ON” и “OFF”, подобно на показания, или да произвежда високочестотен шум от високоговорителя. Но един много хубав и лесен за изграждане научен проект, използващ нестабилен базиран 555 осцилатор, е този на електронния метроном.

Metronomes са устройства, използвани за отбелязване на времето впарчета музика, произвеждайки редовен и повтарящ се музикален ритъм или щракване. Един прост електронен метроном може да бъде направен с помощта на 555 осцилатор като основно устройство за синхронизация и чрез регулиране на изходната честота на осцилатора може да се настрои темпото или “Beats per Minute”.

Така например, темпо от 60 удара в минутаозначава, че един ритъм ще се появява всяка секунда, а в електрониката - 1Hz. Така че, използвайки някои много общи музикални дефиниции, можем лесно да изградим таблица на различните честоти, необходими за нашата метрономна верига, както е показано по-долу.

Таблица с честоти на метронома

Музикална дефиниция скорост Удар на минута Време на цикъла (T) Честота
Larghetto Много бавно 60 1 секунда 1.0 Hz
анданте Бавен 90 666ms 1,5 Hz
Модерато среда 120 500ms 2.0 Hz
алегро Бърз 150 400ms 2.5 Hz
престо Много бързо 180 333ms 3.0 Hz

Изходният честотен обхват на метронома е билпросто изчислена като реципрочна стойност от 1 минута или 60 секунди, разделена на броя на необходимите удари в минута, например (1 / (60 секунди / 90 bpm) = 1.5Hz) и 120 bpm е еквивалентно на 2Hz, и така нататък. Така че, използвайки нашето вече познато уравнение по-горе за изчисляване на изходната честота на нестабилна 555 осцилаторна верига, могат да бъдат намерени индивидуалните стойности на R1, R2 и C.

Времевият период на изходната форма на вълната за нестабилен 555 осцилатор се дава като:

555 нестабилен цикъл на осцилатора

За нашата електронна метрономна верига, стойността на синхронизиращия резистор R1 може да бъде намерена чрез пренареждане на горното уравнение, за да се даде:

осцилатор стойност резистор

Ако приемем стойност за резистор R2 = 1kΩ икондензатор C = 10uF стойността на синхронизиращия резистор R1 за нашия честотен диапазон е 142k3Ω при 60 удара в минута до 46k1Ω при 180 удара в минута, така че променливият резистор (потенциометър) от 150kΩ би бил повече от достатъчен за метрономната верига да произвеждат пълната гама от необходимите удари и още няколко. Тогава последната верига за нашия електронен метроном ще бъде дадена като:

555 Електронен метроном

555 електронна метрономна верига

Тази проста метрономна верига демонстрира точноедин прост начин да се използва 555 осцилатор, за да се получи звуков звук или бележка. Той използва потенциометър 150kΩ, за да контролира пълния обхват на изходните импулси или удари и тъй като има стойност 150 kΩ, може лесно да бъде калибриран, за да даде еквивалентна процентна стойност, съответстваща на позицията на потенциометъра. Например, 60 удара в минута се равняват на 142,3 kΩ или 95% въртене.

Също така 120 удара в минута са 70.1kΩ или 47% въртене и т.н. Допълнителни резистори или тримери могат да бъдат свързани последователно с потенциометъра, за да зададат предварително зададените горни и долни граници на предварително зададени стойности, но тези допълнителни компоненти трябва да бъдат взети под внимание при изчисляване на изходната честота или период от време.

Докато горната верига е много прост и забавен пример за генериране на звук, е възможно да се използва 555 Осцилатор като генератор / синтезатор на шум или за създаване на музикални звуци, тонове и аларми чрез конструиране на генератор на вълновата форма на променливо-честотно, променливо-маркирано / пространствено отношение.

В този урок използвахме само един 555Осцилаторна схема за произвеждане на звук, но чрез каскадиране на два или повече 555 осцилаторни чипа, могат да бъдат конструирани различни схеми, за да произвеждат цяла гама музикални и звукови ефекти. Една такава нова схема е сирената „Dee-Dah“ на полицейската кола, дадена в примера по-долу.

555 Осцилатор Полиция “Ди-Да” Сирена

555 Осцилатор полицейска сирена

Веригата симулира сигнал за алармен сигналкойто симулира звука на полицейска сирена. IC1 е свързан като 2Hz несиметричен нестабилен мултивибратор, който се използва за честотно модулиране на IC2 чрез 10k. Резистор. Изходът на IC2 се променя симетрично между 300Hz и 660Hz, като за 0.5 секунди завършва всеки променлив цикъл.

Коментари (0)
Добави коментар