Mạch tạo dao động dùng IC 555

 MẠCH TẠO DAO ĐỘNG

Trong bài viết này, chúng tôi đang lý giải về mạch xê dịch, thường được gọi là mạch xê dịch tự do. Một mạch giao động hoàn toàn có thể được phong cách thiết kế bằng cách sử dụng những loại thành phần khác nhau ). Trong bài viết này, chúng tôi phong cách thiết kế một bộ tạo xê dịch sử dụng IC 555

Nếu bạn đang tự hỏi tất cả những ứng dụng thực tế của một bộ đa năng là gì, hãy bắt đầu bằng cách đọc một vài ví dụ. Một trong những ứng dụng phổ biến nhất là tạo ra độ trễ thời gian. Ví dụ bạn muốn bật một đèn sáng trong 1 giây và tắt trong 0,5 giây thì bạn sẽ cần tới bộ tạo dao động

Không giống mạch xê dịch đơn ổn, mạch này không nhu yếu bất kể kích hoạt bên ngoài nào để đổi khác trạng thái của đầu ra, do đó mạch gọi là mạch giao động tự do. Trước khi thực thi mạch, hãy chắc như đinh rằng IC 555 của bạn đang hoạt động giải trí. Sau đó ta sẽ phong cách thiết kế mạch này dựa vào những nguyên tắc duới đây

Sơ đồ khối bộ tạo dao động dùng IC 555

Một bộ tạo xê dịch hoàn toàn có thể được phong cách thiết kế bằng cách thêm hai điện trở ( RA và RB trong sơ đồ mạch ) và một tụ điện ( C trong sơ đồ mạch ) vào IC 555. Hai điện trở và tụ điện ( giá trị ) này được chọn một cách thích hợp để có được thời hạn mong ước ‘ ON ’ và ‘ OFF ’ tại những đầu ra ( chân 3 ). Vì vậy, về cơ bản, thời hạn ON và OFF ở đầu ra ( nghĩa là trạng thái ‘ CAO ‘ và ‘ THẤP ‘ ở đầu ra ) nhờ vào vào những giá trị được chọn cho RA, RB và C. Chúng ta sẽ thấy nhiều hơn về điều này trên bộ đa năng đáng kinh ngạc phần phong cách thiết kế được đưa ra dưới đây .
Lưu ý : – Tụ điện C2 ( 0,01 uF ) được liên kết với chân số 5 ( chân 5 – cực điện áp tinh chỉnh và điều khiển ) thực ra không cần sử dụng. Tụ điện này được sử dụng để tránh những yếu tố nhiễu hoàn toàn có thể phát sinh trong mạch nếu chân đó bị hở .

Trước khi đến với phần lý giải nguyên tắc hoạt động giải trí, ta hãy quan sát kỹ dạng sóng ngõ ra và dạng sóng của tụ C trong quy trình nạp xả luân phiên :

Chức năng cơ bản mạch tạo dao độnglà chuyển trạng thái đầu ra ( từ CAO sang THẤP và từ THẤP sang CAO ) theo những khoảng chừng thời hạn mong ước, không có bất kể sự can thiệp nào từ bên ngoài. Chúng ta đạt được điều này bằng cách điều khiển và tinh chỉnh cực xả ( chân 7 ) của IC 555 trải qua một tụ điện ( C ). Bên trong IC 555, chân 7 được liên kết với đầu cực collector của transistor có đế được liên kết trực tiếp với đầu ra ( đầu không đảo ngược – Q. ) của flip flop RS. Bạn phải quan tâm rằng Vout ( chân 3 – đầu ra của IC 555 ) được lấy từ đầu ra đảo ngược của Q. của flip flop. Vì vậy, khi đầu ra flip flop ( không đảo ngược ) Q. ở mức CAO, Vout sẽ ở mức THẤP và khi đầu ra của flip flop Q. ở mức THẤP, Vout sẽ ở mức CAO .

Bây giờ, hãy cùng với chúng tôi xem cách quy đổi tự động hóa trạng thái ON và OFF tại đầu cuối Vout đạt được bằng tụ C được liên kết với đầu nối nhị phân-pin 7 .

Sơ đồ khối của bộ định thời 555 được hiển thị trong hình trên. Một bộ định thời 555 có hai bộ so sánh (về cơ bản là 2 op-amps), một flip-flop R-S, hai trasistor và một mạng điện trở.

Mạng điện trở gồm có ba điện trở bằng nhau ( mỗi điện trở 5K Ohms ) và hoạt động giải trí như một bộ chia điện áp. Lưu ý rằng mạng điện trở được phong cách thiết kế sao cho điện áp ở cực nghịch của Bộ so sánh 1 sẽ là 2 / 3V cc và điện áp ở cực không hòn đảo của Bộ so sánh 2 sẽ là 1 / 3V cc .
Bộ so sánh 1 – so sánh điện áp ngưỡng ( ở chân 6 ) với điện áp tham chiếu + 2/3 volt VCC .
Bộ so sánh 2 – so sánh điện áp kích hoạt ( ở chân 2 ) với điện áp tham chiếu + 1/3 volt VCC .
Giả sử mạch được cấp nguồn và ngay giờ đây trạng thái ở đầu ra lật không đảo ngược – Q THẤP. Khi Q. ở mức THẤP, Vout sẽ ở mức CAO ( mà tất cả chúng ta gọi là Đầu ra hẹn giờ ). Bạn thấy rằng Q. được liên kết trực tiếp với đế của transistor ( tại đầu cực xả ). Vì vậy, khi Q. ở mức THẤP, bóng bán dẫn sẽ ở trạng thái cắt ( trạng thái TẮT ). Ở trạng thái này, tụ C được liên kết trực tiếp với nguồn điện Vcc trải qua những điện trở RA và RB. Vì vậy, tụ điện sẽ khởi đầu sạc về phía điện áp cung ứng Vcc và hằng số thời hạn sạc sẽ được xác lập bởi những giá trị RA và RB là ( RA + RB ) * C. Các tụ điện sẽ sạc về phía Vcc và điều này sẽ làm tăng điện áp ngưỡng ( điện áp trên chân 6 ) của IC 555. Khi tụ tích điện lên tới 2 / 3V cc và hơn thế nữa, điện áp ngưỡng cũng sẽ vượt qua mức 2 / 3V cc và điều này sẽ buộc đầu ra op amp ( bộ so sánh 1 ) ở mức CAO ( chú ý quan tâm rằng điện áp tham chiếu tại – đầu cuối của bộ so sánh 1 là 2 / 3V cc ). Vì đầu ra op amp của bộ so sánh 1 được liên kết ‘ S ‘ ( nguồn vào SET ) của flip flop, nên flip flop sẽ được kích hoạt và đầu ra Q. ( đầu ra không đảo ngược ) của flip flop sẽ chuyển sang CAO. Bạn đã nhận được lên này ? Bạn hoàn toàn có thể nhớ lại rằng chúng tôi đã khởi đầu lý giải này bằng cách giả sử Q. là THẤP khởi đầu. Bây giờ là hiệu quả của việc sạc tụ điện, Q. đã tự động hóa chuyển CAO từ THẤP. Khi Q. lên CAO, Vout sẽ tự động hóa chuyển sang THẤP

Khi Q ở mức CAO, bóng bán dẫn ở chân 7 (cực xả) sẽ được BẬT và bóng bán dẫn sẽ bị bão hòa. Khi bóng bán dẫn được bão hòa, chân 7Â (đầu cực phóng điện) sẽ đóng vai trò là mặt đất cho tụ điện. Kết quả là, một đường dẫn mới có sẵn để tụ phóng điện từ mức 2 / 3Vcc xuống 0 volt. Tụ điện sẽ bắt đầu phóng điện qua đường dẫn mới (thông qua RB) và điều này sẽ dẫn đến việc giảm điện áp trên cực kích hoạt (chân 2) của 555 IC. Hằng số thời gian xả được xác định bởi RB * C. Khi tụ phóng điện xuống mức dưới 1 / 3Vcc, dẫn đến cùng một điện áp (điện áp của tụ) trên đầu cực kích hoạt (lưu ý rằng điện áp đầu vào tham chiếu tại + cực của bộ so sánh 2 là 1 / 3Vcc), đầu ra op amp của so sánh 2 sẽ lên CAO. Do đầu ra của bộ so sánh 2 được kết nối với ’R – – đầu vào đầu vào RESET của SR flip flop, đầu ra Q của flip flop sẽ đi từ CAO đến THẤP. Khi Q chuyển sang THẤP, Vout sẽ tự động chuyển sang CAO. Do đó, quá trình chuyển đổi tự động từ CAO sang THẤP và sau đó từ THẤP sang CAO đạt được trong Bộ đa năng ổn định. Chu kỳ lặp lại.

Chúng tôi đã hoàn thành xong thành công xuất sắc lời lý giải thao tác của một máy đo đa năng đáng kinh ngạc sử dụng IC 555. Bạn hoàn toàn có thể thấy những dạng sóng đầu ra trong những sơ đồ được đưa ra ở trên. Hai tham số quan trọng mà tất cả chúng ta nên hiểu từ đầu ra của bộ định thời là thời hạn BẬT ( THIGH ) và thời hạn TẮT ( TLOW ) .
Thời gian BẬT – là thời hạn mà Vout đầu ra của bộ hẹn giờ vẫn ở trạng thái CAO. Chúng tôi ghi nhận điều này với THIGH .
Thời gian TẮT – là thời hạn mà Vout đầu ra hẹn giờ vẫn ở trạng thái THẤP. Chúng tôi ghi nhận điều này với TLOW
Thời gian BẬT và Thời gian TẮT phụ thuộc vào vào những giá trị của RA, RB và C. Vì vậy, tất cả chúng ta hoàn toàn có thể có được thời hạn BẬT và thời hạn TẮT mong ước ở đầu ra bộ hẹn giờ với cách tính đúng những giá trị RA, RB và C .

Nguyên tắc thiết kế bộ tạo dao động dùng IC 555

Thời gian mà tụ C nạp điện từ 1/3 VCC đến 2/3 VCC bằng với thời hạn đầu ra cao và được đưa ra THIGH = 0,693 ( RA + RB ) C, được chứng tỏ dưới đây .

Điện áp trên tụ bất cứ lúc nào trong thời gian sạc được đưa ra là Vc = Vcc (1 – e ^ (t / RC))

Thời gian của tụ điện để sạc từ Vcc / 3 đến 2V cc / 3 :

THIGH = 0,693 (RA + RB) C trong đó RA và R đơn vị Ohms và C đơn vị Fara

Thời gian mà tụ xả điện từ + 2/3 VCC đến + 1/3 VCC bằng với thời hạn đầu ra thấp và được đưa ra là :

TLOW = 0,693 RB. C    trong đó đơn vị RB là Ohms và C là Fara

Tổng chu kỳ dao động T = THIGH + TLOW = 0,693 (RA + 2RB) C

Tần số giao động là nghịch đảo của chu kỳ luân hồi tổng thể và toàn diện của xê dịch T được đưa ra là

f = 1 / T = 1,44 / (RA + 2RB) C

Phương trình chỉ ra rằng tần số xê dịch không nhờ vào vào nguồn áp Vcc
Thông thường chu kỳ luân hồi hoạt động giải trí được sử dụng cùng với mạch tạo giao động :
Chu kỳ hoạt động giải trí, tỷ suất thời hạn THIGH trong đó đầu ra cao so với tổng khoảng chừng thời hạn T được đưa ra là :

% chu kỳ nhiệm vụ D = THIGH / T * 100 = (RA + RB) / (RA+ 2RB) * 100

Từ phương trình trên, rõ ràng là không hề thu được đầu ra sóng vuông ( chu kỳ luân hồi trách nhiệm 50 % ) trừ khi RA = 0. Tuy nhiên, có một mối nguy khốn trong việc rút ngắn RA về 0. Với RA = 0 ohm, chân 7 được liên kết trực tiếp với + VCC. Trong quy trình phóng điện tụ qua RB và transistor, một dòng điện phụ sẽ được phân phối thêm cho transistor. Nó hoàn toàn có thể làm hỏng bóng bán dẫn và do đó bộ đếm thời hạn không hoạt động giải trí .

Source: https://bem2.vn
Category: Ứng dụng hay