Описывая микросхему NE 555, стоит отметить, что она производится с использованием стандартной ТТЛ-логики и КМОП, поэтому может работать в широком диапазоне напряжений и использоваться в качестве тактового генератора или таймера общего назначения во многих типах устройств. Микросхема может генерировать одиночные импульсы и повторяющиеся импульсы в зависимости от схемы включения и выбора конкретного режима работы.
ВКонтакте Facebook Twitter Google+ Контент Minecraft:Первая версия этой микросхемы была разработана в 1971 году известной тогда компанией Signetics. Благодаря своим свойствам и функциональным возможностям он пользуется широким спросом, о чем свидетельствует его активное применение в устройствах регулирования скорости двигателей и тиристорных регуляторах мощности.
кроме того, его можно использовать для создания унифицированных генераторов импульсов с регулируемой выходной частотой посредством импульсных последовательностей. Подробное описание особенностей чипа можно найти в даташите ne 555. Там не только указаны основные функции, но и приведены рабочие схемы. В описании ne 555 мы предоставим общую информацию, достаточную для разработки электронных устройств своими руками.
Предыстория создания ИС
В 1970-х годах Signetics пострадала от кризиса и была вынуждена уволить не менее 50% своей рабочей силы, включая разработчиков предложенной схемы. Итак, она была создана в моем гараже и на основе разработанного им NE 566 платформа будущего IP уже содержит основные функциональные блоки, необходимые для запуска:
- Аналоговые переключатели на довольно мощных биполярных транзисторах;
- Делитель и формирователь входного напряжения;
- курок;
- компаратор.
На Ne 555 имеются разные типы схем включения. Для работы микросхемы необходима внешняя RC-цепь, которая является цепью синхронизации и внутренний делитель напряжения, пропорциональный которому формируется амплитуда выходного сигнала. Спустя некоторое время и некоторые незначительные доработки, в частности замену встроенного генератора стабильного тока для зарядки внутреннего конденсатора на резистор, он поступил в производство.
Что касается структуры таймера, то она содержит:
- 23 транзистора;
- 16 резисторов;
- 2 диода.
Аналоги микросхемы
Универсальный таймер вскоре получил функциональные аналоги, советскую серию микросхем КР:
- 1006ВИ1;
- 1008ВИ1;
- 1087ВИ2;
- 1087ВИ3.
как вариант микросхема ne555 имеет аналог, например КР10006ВИ1, тогда стоит учитывать, что вход сброса R имеет приоритет относительно установки. В техническом описании МС это почему-то опущено, а это важный факт при построении электронных схем. В других микросхемах высший приоритет вывода имеет S вместо R.
Все вышеперечисленные аналоги таймера построены на основе стандартной ТТЛ-логики. Если вы хотите спроектировать на базе ne555 устройство с более экономичными характеристиками, лучше всего использовать КМОП серии MS. Это устройства:
- ICM 7555 ИПА ;
- ГЛК 555;
- КР1441ВИ1.
Характеристики микросхемы
Функциональная схема предлагаемой микросхемы очень проста и состоит из следующих блоков:
- Делитель напряжения, который сравнивает входной сигнал с двумя опорными уровнями;
- 2 высокоточных компаратора высокого и низкого уровня сигнала;
- Триггер со встроенным входом RS и дополнительным сбросом, выходной транзистор биполярный или полевой средней мощности (в зависимости от технологии.
Кроме того, в аппаратной конструкции микросхемы предусмотрен усилитель мощности, что повышает нагрузочную способность и качество работы устройства.
Микросхемы универсальны, как ни посмотри на них со всех сторон. Например, базовая версия NE 555 рассчитана на напряжение питания от 4,5 до 16,5 В, что значительно упрощает процесс проектирования многих схем, поскольку нет необходимости придерживаться конкретных значений напряжения питания.
Но если генератор импульсов необходимо запитать пониженным уровнем 2-3 В, то лучше использовать схему на основе КМОП-логики. Они не только могут работать при низких напряжениях, но и обладают повышенной устойчивостью к помехам и нестабильности источника питания.
Кроме того, устройство было модифицировано для увеличения порога напряжения питания до 18 В. Эти МС могут быть использованы в импульсных устройствах и генераторах.
согласно информации, предоставленной в даташите Western Digital ne555, ток, потребляемый устройством, зависит от размера входного импульса. Если его номинальный уровень составляет около 5 В, значение тока не превышает 6 мА. Но если напряжение поднимется до 15В, то ток тоже поднимется до 15мА. Обычно среднее значение тока для устройств ручной разработки составляет примерно 10 мА, что указывает на диапазон напряжения питания от 9 до 12 В. Но это типично для ТТЛ-логики.
Читайте также статью: Как перевести страницу в опере на русском
Микросхемы, созданные на основе КМОП-транзисторов, потребляют меньшую мощность - 100-200 мкА, что делает их более экономичными. Однако максимальный ток потребления не превышает 100мА. Если вы получите значение выше этого значения, это означает, что устройство неисправно и его необходимо заменить.
Некоторые проблемы и особенности работы с микросхемой
8-контактный корпус — хорошая идея, но из-за форм-фактора у вас могут возникнуть трудности с использованием таймера. То есть он лишен возможности независимо сравнивать сигналы по верхнему и нижнему порогам, что часто требуется в устройствах преобразования (типа того же АЦП). Для реализации такой возможности радиолюбители прибегают к использованию другой серии оборудования, например НЭ 521, или установке на входе элементов 3И-НЕ (при необходимости.
биполярные устройства имеют такой недостаток, как образование пульсирующих токов при включении и выключении, величина которых может достигать 400 мА, что может вызвать пробой выходного транзистора или других компонентов цепи, к которой он припаян. Причиной такого поведения является сквозной ток в выходном каскаде, вызванный все теми же высокими импульсами питания.
Для решения этой проблемы рекомендуется использовать специальный разделительный конденсатор постоянного тока, подключаемый между входом 5 и общим (минусом питания) емкостью примерно 0,01–0,1 мкФ. За счет заряда обкладок внутреннее напряжение в МС, подаваемое на выходной каскад, сглаживается, тем самым исключается возможность пробоя. Он также защищает внутренний делитель напряжения от внешних помех, которые могут вызвать ложное срабатывание.
Кроме того, как и многие другие микросхемы ТТЛ-логики, NE 555 рекомендуется шунтировать гасящим конденсатором с керамической пластиной емкостью 1 мкФ.
Назначение и расположение выводов микросхемы
Видео: Схема реле времени на микросхеме таймере ne555
Базовая версия NE 555 имеет 8-контактный DIP-корпус, но возможны и другие подобные модификации. Поэтому не стоит полагаться исключительно на это описание при самостоятельной сборке устройства на основе этого описания. Для каждого чипа необходимо просмотреть собственную таблицу данных.
Схематическое обозначение устройства показано надписью «G 1/GN». В зарубежных справочниках эту надпись можно прочитать как генератор одиночных импульсов и серии импульсов. Что касается расположения и назначения пинов, то все однотипные МС стандартизированы и могут быть взаимозаменяемы без каких-либо доработок.
В следующей таблице показано расположение выводов в стандартном корпусе MS:
Режимы работы и применение микросхемы
Простейшей схемной реализацией, используемой в различных цифровых устройствах, является одноразовое устройство. На примере этой схемы также можно увидеть типичное подключение с использованием гасящего и шунтирующего конденсаторов. В данной конструкции чаще всего используется именно этот тип микросхем. Вот как это работает:
Когда сигнал низкого уровня достигает входа МС №2, таймер начинает работать в режиме синхронизации. В этом случае выход устройства устанавливается на высокий уровень на всю продолжительность интервала. Вы можете установить это время самостоятельно, подобрав необходимые внешние компоненты, которыми являются резистор и конденсатор, подключенные к положительному выводу источника питания и выводу 6.
временная задержка определяется по стандартной формуле и с учетом калибровочной константы: t = 1,1 RC. Когда отсчет заканчивается (конденсатор разряжается), таймер возвращается в исходное состояние. А выходной сигнал меняется в противоположном направлении. Это продолжается до тех пор, пока не поступит следующий входной импульс низкого уровня.
В этом случае, если на входе низкий уровень, на выходе высокий уровень. При подаче импульса на вход сброса триггера таймер прекращает отсчет и уровень выходного сигнала инвертируется.
Режим независимого генератора
Для перевода микросхемы в режим мультивибратора существует схема, как показано на рисунке ниже. Здесь все так же просто, как и в предыдущем варианте, но есть некоторые особенности в расчете элементов и характеристиках последовательности выходного сигнала. Для установки определенной частоты изменения выходного сигнала и последующего перехода в противоположное устойчивое состояние необходимо объединить выводы 2 и 6 и установить в делитель напряжения еще один резистор для уменьшения тока зарядки конденсатора, но при этом подключить входной сигнал для отправки на вход настройки триггера. Для того чтобы рассчитать параметры, используемые элементом, необходимо воспользоваться следующей простой формулой расчета:
- временной интервал состояния активации: t 1= ln 2(R 1+ R 2) C =0,693(R 1+ R 2) C.
- длительность выходного сигнала остается низкой: t 2 = 0,693 R 2 C.
- Общее время или период серии импульсов: Т = 0,693(R 1+2 R 2) С.
для расчета генератора импульсов частотой 3,4 Гц на микросхеме ne 555 необходимо использовать в схеме конденсатор емкостью 47 мкФ, резистор R1 = 5 кОм, резистор R2 = 2 кОм.
Изменение скважности выходного импульса
Обычно необходимо использовать микросхему 555, которая может задавать скважность выходного сигнала. Например, чтобы сделать его больше 2, вам нужно будет сформировать дополнительную цепь, подключив диод между контактами 7 и 6. В этом случае анодная клемма контактирует с клеммой 7 МС. Добавление этого дополнительного компонента обходит резистор R2 и обеспечивает цепь зарядки конденсатора через R1. Тогда при расчете длительности высокого сигнала на выходе расчет будет производиться по формуле без учета R 2.
В обратном цикле ток разряда будет течь через R2 и R1 уже не будет участвовать в процессе и определяется по приведенной выше формуле и не требует изменения.
Видео: Микросхема 555 практическое применение
Видео: NE555. БОЛЬШАЯ ЛЕКЦИЯ. Схемотехника, основные каскады, виды подключения. В ТЕОРИИ и ПРАКТИКЕ!
Читайте также статью: Как создать уют в доме
Комментарии
Отправить комментарий