Калькулятор астабильной схемы на таймере 555
Используйте этот калькулятор для определения различных характеристик прямоугольного выходного сигнала астабильной схемы на таймере 555.
– % Скважность
–
Частота: –
Период (T): –
Скважность: –
Время высокого уровня: –
Время низкого уровня: –
Как пользоваться калькулятором?
Чтобы воспользоваться калькулятором, просто введите значения сопротивлений и ёмкости, и калькулятор рассчитает частоту, период, скважность, время высокого и низкого уровня выходного сигнала астабильной схемы на таймере 555.
Этот калькулятор поможет вам спроектировать генератор на микросхеме таймера 555. Просто помните три правила перед началом работы:
Увеличьте C, чтобы увеличить период (уменьшить частоту).
Увеличьте R1, чтобы увеличить время высокого уровня (T1), не влияя на время низкого уровня (T0).
Увеличьте R2, чтобы увеличить время высокого уровня (T1), увеличить время низкого уровня (T0) и уменьшить скважность.
Что такое таймер 555?
Таймер 555 – это популярная интегральная схема (ИС), которая используется в различных электронных приложениях, таких как тактирование, задержка сигнала, генерация импульсов и генерация колебаний. Она может создавать различные выходные сигналы при добавлении внешних RC-цепей.
Микросхема была впервые представлена на рынке в 1972 году компанией Signetics и использовала биполярные транзисторы (BJT). С тех пор многие компании выпускали оригинальные ИС на BJT, а позже – маломощные ИС на основе CMOS.
Таймер 555 назван «555», потому что обычно содержит три внутренних резистора по 5 кОм, которые образуют делитель напряжения. Он также включает два компаратора, триггер, транзистор разряда и выходной каскад. Вот блок-схема:
Микросхема таймера 555 работает, используя три резистора по 5 кОм для деления напряжения питания на три части, и два компаратора для сравнения этих напряжений с входным напряжением, после чего устанавливает или сбрасывает триггер соответственно. Триггер управляет выходным каскадом и транзистором, который соединяет вывод разряда с землёй.
Подключая таймер 555 с резисторами и конденсаторами различными способами, можно заставить его работать в трёх различных режимах: Моностабильном, Астабильном и Бистабильном.
Астабильный режим
В астабильном режиме микросхема таймера 555 образует RC-цепь с двумя внешними резисторами (R1 и R2) и внешним конденсатором (C). Схема генерирует непрерывный прямоугольный выходной сигнал, частота и скважность которого определяются значениями сопротивлений и ёмкости цепи. Поэтому этот режим также известен как режим свободной генерации.
В этом режиме, когда таймер 555 впервые включается, конденсатор (C) начинает заряжаться через резисторы R1 и R2, устанавливая выходной сигнал в высокий уровень. По мере увеличения напряжения на конденсаторе оно в конечном итоге достигает верхнего порогового напряжения (2/3 VCC) внутреннего компаратора. В этот момент триггер срабатывает, и выходной вывод (пин 3) переходит в высокий уровень.
Когда выходной вывод переходит в высокий уровень, вывод разряда (пин 7) подключается к земле, вызывая быстрый разряд внешнего конденсатора (C) через резистор R2. Конденсатор разряжается, пока напряжение на нём не достигнет нижнего порогового напряжения (1/3 VCC) внутреннего компаратора. Как только напряжение конденсатора падает до нижнего порога, триггер сбрасывается, и выходной вывод (пин 3) снова переходит в низкий уровень. Затем конденсатор начинает заряжаться снова, повторяя цикл.
Частота и скважность прямоугольного сигнала, генерируемого астабильной схемой, зависят от значений резисторов R1 и R2, а также от значения ёмкости конденсатора (C).
Частота (f) выходного сигнала может быть рассчитана по следующей формуле:
Где:
f – количество импульсов в секунду (измеряется в герцах)
R1 и R2 – значения сопротивлений (измеряются в омах)
C – значение ёмкости (измеряется в фарадах)
Период – это время, занимаемое одним импульсом, и представляет собой величину, обратную частоте:
Время высокого уровня (TH) и время низкого уровня (TL) – это длительности, в течение которых выходной сигнал находится на уровне VCC и 0 вольт соответственно. Они определяются формулами:
Обратите внимание, что период (T) является суммой времени высокого и низкого уровней.
Скважность выходного сигнала – это отношение времени высокого уровня (TH) к полному периоду (T). Она может быть рассчитана по следующей формуле:
Пример
Допустим, у нас есть астабильная схема на таймере 555 с резисторами 10 кОм и 20 кОм и конденсатором ёмкостью 1 мкФ.
Выходной сигнал будет иметь следующие характеристики:
Частота (f):
Период (T):
Время высокого уровня (TH):
Время низкого уровня (TL):
Скважность:
Итак, подводя итог для данного примера, астабильная схема на таймере 555 создаёт выходной сигнал с частотой 28,8 Гц, периодом 34,72 мс, скважностью 60%, временем высокого уровня приблизительно 20,79 мс и временем низкого уровня приблизительно 13,86 мс.