单稳态多谐振荡器使用555定时器

电路和操作

下图是IC 555作为单稳态多谐振荡器的示意图。这是IC 555的基本操作模式。它只需要两个额外的组件来使其作为单稳态多谐振荡器:电阻器和电容器。

IC 555的示意图为单稳态多抗体

顾名思义,单稳态多谐振荡器只有一个稳定状态。当触发输入应用时,在输出端产生一个脉冲,并在一段时间后返回到稳定状态。脉冲高电平的持续时间取决于由电阻(R)和电容(C)组成的定时电路。

连接细节如下。引脚1和8分别连接到地和电源(VCC)。输出在引脚3处。为了避免电路意外复位,引脚4连接到VCC。5引脚为控制电压输入,不使用时应接地。为了过滤噪声,它通过一个电容为0.01µF的小电容器连接到地面。

手术

单稳态模式也称为“单次”脉冲发生器。当将负触发脉冲应用于触发比较器时,事件序列开始。当该触发比较器感测短负触发脉冲时,距离参考电压(1/3 Vcc),设备触发器和输出变高。

排出晶体管被关闭,并且外部连接到其收集器的电容器C将通过电阻器R开始充电到最大值。当电容器上的电荷达到2/3 Vcc时,高输出脉冲结束。下面示出了IC 555在单稳态模式下与RC定时电路的内部连接。

单稳态模式下的内部连接

详细操作可以如下解释。最初,触发器已重置。这将允许放电晶体管饱和。连接到晶体管的开路集电极(在CMOS的CMOS的漏极)的电容器C设置有排出路径。因此,电容器完全放电,并且其上的电压为0.销3处的输出低(0)。

当负触发脉冲输入应用于触发比较器(比较器2)时,将其与1/3 Vcc的参考电压进行比较。输出保持低电平,直到触发输入大于参考电压。此刻触发电压低于1/3 VCC,比较器的输出变高,这将设置触发器。因此,引脚3的输出将变高。

同时,排放晶体管关闭,电容器C将开始充电,并且其上的电压呈指数上升。这一切都不是销6处的阈值电压。这是给比较器1的参考电压,以及2/3 Vcc的参考电压。引脚3的输出将保持高,直到电容器两端的电压达到2/3 Vcc。

当阈值电压(即电容两端的电压)超过参考电压时,比较器1的输出就会变高。这将复位触发器,因此引脚3的输出将下降到低(逻辑0),即输出返回到其稳定状态。由于输出低,放电晶体管被驱动到饱和,电容将完全放电。

因此可以注意到,引脚3处的输出在开始时低,当触发器变得小于1/3 VCC时,引脚3的输出变高,当阈值电压大于2/3 VCC时,输出变低,直到下一个触发脉冲的发生。输出产生矩形脉冲。输出保持高或矩形脉冲的宽度的时间由定时电路I.。电容器的充电时间取决于时间常数Rc。

脉冲宽度推导

我们知道电容器C两端的电压呈指数增长。因此,可以写入电容器电压Vc的等式

VC = VCC(1 - E-t / rc.

当电容器电压为2/3 VCC时,然后

2/3 VCC = VCC(1 - E.-t / rc.

2/3 = 1 - e-t / rc.

e-t / rc.= 1/3

- t / rc = ln(1/3)

- t/RC = -1.098

t = 1.098 RC

∴T≈1.1rc

输出矩形脉冲的脉冲宽度是W = 1.1 RC。

单稳态工作的波形如下图所示。

单稳态波形

回到顶部

单稳态多抗体的应用

分频器

当IC 555用作单稳态多谐振荡器时,当在触发输入处施加短持续时间的负脉冲时,输出处可获得正矩形脉冲。通过调整充电或定时电路的时间间隔T,可以使设备作为分频器电路工作。

如果使定时间隔t略大于输入脉冲(触发脉冲)的时间周期,则该器件可作为一个二除电路。通过在定时电路中适当选择电阻器R和电容C的值,可以控制定时间隔。二除电路对应的输入输出信号波形如下图所示。

分频器中的输入和输出波形

电路将触发触发输入的第一负脉冲。结果,输出将进入高状态。对于时间间隔t,输出将保持高位。在该间隔期间,即使应用了第二负触发脉冲,输出也不会受到影响,并且继续保持高,因为定时间隔大于触发脉冲的时间段。在第三负触发脉冲上,电路被重新触发。

所以电路会触发每一个负的触发脉冲,也就是每两个输入脉冲有一个输出脉冲,因此它是一个除以2的电路。通过调整时间间隔,单稳态电路可以产生输入频率的整数部分。

回到顶部

脉冲宽度调制

IC 555的单稳态操作模式可以通过将调制信号作为销5的控制电压施加作为控制电压来进入脉冲宽度调制器。使用单稳态多谐振荡器的脉冲宽度调制器的电路如下所示。

使用IC 555的脉冲宽度调制器

控制信号将调制阈值电压,结果,调制输出脉冲宽度。随着控制电压变化,阈值电压;这是对比较器1的输入,也有所不同。结果,将电容器充电到阈值电压电平的时间将变化,从而导致输出处的脉冲宽度调制波。输入,输出和调制信号的波形如下所示。

使用IC 555脉冲宽度调制中的波形

由于控制信号的应用,电容器的上阈值电压电平将是不同的。新的上阈值电平UTL由

UTL = 2/3 VCC + VMOD

其中VMOD是调制信号的电压。

由于新的阈值水平,输出的脉冲宽度由

w = -rc ln(1 - UTL / VCC)

输出的时间段与输入相同。

回到顶部

线性斜坡发电机

单稳态多谐振荡器将作为一个线性斜坡发生器加上一个恒流源。电流镜由一个二极管和一个PNP晶体管组成,用作恒流源。这个恒流源位于定时电阻的位置。在单稳态模式下使用IC 555的线性斜坡发生器的电路如下所示。

线性斜坡发电机

来自恒定电流源的电流IC将以达到峰值电压(VCC)的恒定速率向电容器充电,导致升高的线性斜坡。随着电容器两端的电压达到2/3 VCC,比较器1将驱动放电晶体管饱和。结果,电容器开始放电。在放电时,随着电容器两端的电压下降到1/3 VCC,比较器2将关闭放电电容器。

因此,电容器将再次开始充电。电容器的放电时间比充电时间要短得多。因此,向下的坡道非常陡峭(几乎是立即排泄)。因此,斜坡输出的时间周期实际上等于电容器的充电时间。斜坡输出的时间周期近似为

T = (2 / (3) Vcc再保险(R1 + R2) C) / (R1 Vcc Vbe (R1 + R2))

斜坡输出的波形和斜坡发生器的脉冲输出如下所示。

线性斜坡发生器的输出波形

回到顶部

接通继电器

可用于驱动继电器的单稳态多纤维器。电路如下所示。

单稳态多谐振荡器驱动继电器

这些电路被称为延时继电器。在这个电路中,继电器一旦被激活,就会保持在ON状态一段时间。这一次,继电器是ON的,可以在0到20秒之间的任何地方,这取决于定时电路中的R和C值。

例如,如果继电器在10S的时间内为10S,以便激励外部设备,则可以使用等式T = 1.1 RC来计算电阻器和电容器的值。

通过假设电容器的值是其最小可能的值I.1.10μF,电阻器的值是

10 = 1.1 * r * 10

∴r=909090.9090≈909kΩ。

电位器可用于调节电阻,从而调整时间延迟。

回到顶部

缺失脉冲探测器

漏脉冲检测器的电路如下图所示。一个PNP晶体管连接电容器和输入触发脉冲序列给晶体管的基极端子以及IC 555的引脚2触发输入。

缺失脉冲探测器

触发脉冲序列将不断地重置定时周期。因此产量总是很高。如果任何触发脉冲丢失,设备检测到这个丢失的脉冲,输出变低。具体工作如下。当输入为0时,PNP晶体管打开,电容两端的电压被箝位到0.7 V,输出为高。当输入触发电压高时,晶体管截止,电容开始充电。

如果在完成时序周期之前,输入触发信号再次降低,电容两端的电压在达到阈值电压(2/3 VCC)之前下降到0.7 V,输出继续保持高电平。如果输入触发信号在完成定时周期之前没有降低,由于缺少脉冲,它允许电容充电到阈值电压,输出将成为低。

为了使该电路工作为缺失脉冲检测器,输入触发信号的时间段应略小于定时间隔。因此,连续的负面输入脉冲不会允许电容器充电,直到阈值电压。并且产出继续保持高。在输入频率变化或缺失脉冲的情况下,电容器将充电到阈值电压,输出降低。输入脉冲的波形,电容器上的电压和输出信号如下所示。

丢失脉冲探测器的波形

回到顶部

一个反应

  1. 我无法弄清楚如何在输入上发射一次,但即使触发器停留也不会保持终止。换句话说,如果通过开关触发单稳态多谐振荡器(MVB)并且将开关保持5秒,则MVB输出其脉冲然而,仅计算RC时间。我希望我很清楚。这555个多谐振荡器将继续输出脉冲,直到释放瞬时开关。因此,如果将开关保持在三(3)秒,并且RC时间为0.5秒,555将继续输出脉冲,直到开关释放。

发表评论

您的电子邮件地址不会被公开。必需的地方已做标记*