Timery i generatory
Uniwibrator z noty katalogowej TI NE555: naciśnij START, a wyjście pozostaje w stanie wysokim przez stały czas ustalony jednym rezystorem i jednym kondensatorem — około 1,1 s przy 100 kΩ i 10 µF.
Przegląd układu
Kliknij dowolny element na schemacie powyżej, aby zobaczyć jego parametry elektryczne i rolę w układzie.
To rysunek 6-2 z noty katalogowej układu czasowego 555 firmy Texas Instruments (SLFS022K) — tryb monostabilny, czyli uniwibrator. Krótki niski impuls na wejściu wyzwalającym uruchamia jeden impuls wyjściowy, którego czas trwania zależy tylko od R1 i C1: tw = 1.1 × RA × C. Ponieważ poziomy wyzwalania i progu są stałymi ułamkami napięcia zasilania, czas trwania impulsu nie zmienia się z napięciem zasilania, o ile pozostaje ono stałe podczas impulsu. TI rysuje samą linię wejściową; tutaj steruje nią przycisk START z rezystorem podciągającym 10 kΩ, a wartości RA = 100 kΩ i C = 10 µF dają impuls około 1,1 s. Kondensator 10 nF na CONT i kondensator odsprzęgający 100 nF na zasilaniu uzupełniają układ, ten drugi zgodnie z zaleceniem TI z rozdziału o zasilaniu.
| Robocze napięcie zasilania | 4,5 V – 16 V (TI §7.3) |
|---|---|
| Czas trwania impulsu | tw = 1.1 × RA × C ≈ 1,1 s przy 100 kΩ i 10 µF (obliczone) |
| Poziom wyzwalania | 1/3 VCC; typowo 1,67 V przy VCC = 5 V (TI §5.5) |
| Poziom progu | 2/3 VCC; typowo 3,3 V przy VCC = 5 V (TI §5.5) |
| Wrażliwość czasu na napięcie zasilania | Typowo 0,1 %/V, maksymalnie 0,5 %/V, tryb monostabilny (TI §5.6) |
| Współczynnik temperaturowy czasu | Typowo 50 ppm/°C, tryb monostabilny (TI §5.6) |
| Prąd wyjściowy | ±200 mA zalecane (TI §5.3) |
Między impulsami OUT (wyprowadzenie 3) jest w stanie niskim, a tranzystor rozładowujący na DISCH (wyprowadzenie 7) przewodzi i utrzymuje C1 blisko 0 V. R2 utrzymuje TRIG (wyprowadzenie 2) na VCC. RESET (wyprowadzenie 4) jest połączony z VCC, ponieważ niski stan na RESET ma pierwszeństwo przed wszystkim innym.
Naciśnięcie START ściąga TRIG poniżej poziomu wyzwalania, czyli jednej trzeciej VCC (typowo 1,67 V przy VCC = 5 V). Wewnętrzny przerzutnik ustawia się: OUT przechodzi w stan wysoki, a tranzystor rozładowujący się wyłącza, więc C1 może się ładować.
C1 ładuje się przez R1 w kierunku VCC:
VC(t) = VCC(1 - e^(-t/(RA C)))Impuls kończy się, gdy V_C osiąga próg dwóch trzecich VCC, co następuje po ln 3 ≈ 1,1 stałej czasowej:
tw = RA C ln 3 ≈ 1.1 × RA C = 1.1 × 100 kΩ × 10\,µF = 1.1 sOba poziomy są proporcjonalne do VCC, więc czas trwania impulsu nie zależy od napięcia zasilania, dopóki jest ono stałe. TI podaje dla tego trybu wrażliwość na zasilanie typowo 0,1 %/V.
Na progu przerzutnik się zeruje: OUT przechodzi w stan niski, a tranzystor rozładowujący przewodzi i opróżnia C1, gotowy na kolejne wyzwolenie. TI zaznacza, że sekwencja kończy się tylko wtedy, gdy TRIG był w stanie wysokim co najmniej 10 µs przed końcem odcinka czasu; jeśli START jest nadal wciśnięty, OUT pozostaje wysoki do jego zwolnienia.
OUT może dostarczać lub przyjmować do 200 mA — wystarczy na diodę LED z rezystorem, mały przekaźnik z diodą zabezpieczającą lub wejście logiczne.
Czas trwania impulsu wyjściowego (TI §6.3.1).
| Oznaczenie | Parametr | Wartość typowa |
|---|---|---|
| RA | Rezystor czasowy | 100kΩ |
| C | Kondensator czasowy | 10µF |
| tw | Czas trwania impulsu (obliczony) | 1.1s |
C1 ładuje się w kierunku VCC; impuls kończy się, gdy V_C osiąga 2/3 VCC, czyli przy t = ln 3 · RA·C.
| Oznaczenie | Parametr | Wartość typowa |
|---|---|---|
| VCC | Napięcie zasilania | 5V |
| RA C | Stała czasowa | 1s |
Wszystkie elementy potrzebne do zbudowania tego układu. Wybierz oznaczenie, aby obejrzeć element na schemacie.
| Oznacz. | Komponent | Wartość | Obudowa | Rola w układzie | Dokumentacja |
|---|---|---|---|---|---|
| Precyzyjny układ czasowy TI NE555P; inne odmiany 555 wymagają osobnego sprawdzenia zasilania i wyjścia. | NE555P | PDIP-8 | Układ monostabilny | Precyzyjny układ czasowy: pinout i nota katalogowa | |
| Rezystor | 100kΩ | Axial 1/4 W | Rezystor czasowy RA | — | |
| Aluminiowy kondensator elektrolityczny O małym upływie; + do THRES/DISCH; napięcie znamionowe powyżej VCC. | 10µF | Radial | Kondensator czasowy | — | |
| Kondensator ceramiczny | 10nF | 0805 / radial | Odsprzęganie CONT | — | |
| Kondensator ceramiczny Blisko wyprowadzeń 8 i 1. | 100nF | 0805 / radial | Odsprzęganie zasilania | — | |
| Rezystor | 10kΩ | Axial 1/4 W | Podciąganie TRIG | — | |
| Przycisk taktowy | START | SMD / THT | Wyzwalanie | — |
Pułapki spotykane przy prawdziwym montażu wraz z rozwiązaniem każdej z nich.
Impuls kończy się tylko wtedy, gdy TRIG był w stanie wysokim co najmniej 10 µs przed upływem odcinka czasu. Jeśli START jest trzymany dłużej niż tw, OUT pozostaje wysoki do jego zwolnienia.
Wyzwalanie powinno być krótsze niż impuls. Jeśli wejście może długo pozostawać niskie, podaj je przez mały kondensator, aby do TRIG docierało tylko zbocze opadające.
W pobliżu progu do C1 płynie tylko (VCC − 2/3 VCC)/RA, około 17 µA przy 100 kΩ i 5 V (obliczone). Kondensator elektrolityczny o dużym upływie pochłania zauważalną część tego prądu, wydłuża impuls, a przy bardzo dużym RA napięcie może nigdy nie osiągnąć progu.
Utrzymuj RA w zakresie 2 kΩ – 100 kΩ, w którym TI specyfikuje czasy, a dłuższy czas uzyskuj przez C, stosując kondensator o małym upływie; do krótkich, dokładnych impulsów używaj kondensatorów foliowych.
Na CONT jest wewnętrzny próg. Pozostawione wolne zbiera zakłócenia, które przesuwają próg, a czas trwania impulsu się waha.
Odsprzęgnij CONT do masy małym kondensatorem (tu 10 nF), jak na rysunku 6-2 TI.
RESET jest aktywny stanem niskim i ma pierwszeństwo przed wyzwalaniem. Pozostawiony wolny może łapać zakłócenia i przerywać lub blokować impulsy.
Połącz RESET z VCC, jak na schemacie, albo steruj nim z logiki, jeśli impuls ma być przerywany.
Zbudowałeś, zasymulowałeś lub przejrzałeś ten obwód? Potwierdź go albo zgłoś błędną część, wartość lub połączenie.
Otwiera publiczny formularz na GitHubie z już wpisaną tą stroną; potrzebne jest bezpłatne konto GitHub. Jak działają zgłoszenia i potwierdzenia
Standardowy w przemyśle oscylator relaksacyjny generujący precyzyjne impulsy zegarowe, sygnały akustyczne oraz falę prostokątną o regulowanej częstotliwości.
Dyskretny generator relaksacyjny z dwoma tranzystorami w układzie ze sprzężeniem skrośnym, sterujący naprzemiennie diodami LED bez układów scalonych.
Dyskretny układ klucza dolnego na bipolarnym tranzystorze NPN do sterowania przekaźnikiem 12V z diodą gaszącą 1N4007, nasyceniem bazy i filtracją zasilania dla MCU 3.3V/5V.