радиоликбез

Таймер (от англ. time — время)КР1006ВИ1 представляет особую разновидность универсальных микросхем, совмещающих в одном кристалле аналоговые и цифровые функции. Основное назначение таймеров — формирование импульсов различной длительности и периодичности. На их базе очень легко организовать одновибраторы, мультивибраторы, реле времени, формирователи, различные преобразователи и многие другие узлы аппаратуры. Отдельные типы таймеров различаются точностью, временным диапазоном, режимом питания, конструктивным оформлением и т. п. Таймеры широко используют в импульсных устройствах.

 

Отечественной промышленностью налажен выпуск таймера КР1006ВИ1 — аналога зарубежного типа 555. (Перед цифровым обозначением зарубежных микросхем обычно ставят буквы, характеризующие либо производителя, либо конструктивное исполнение, например NE555, SE555.) Кроме этого типа существуют и другие таймеры, в том числе — комбинированные (несколько приборов в одном корпусе), прецизионные, микромощные, программируемые. Программируемые таймеры, в частности, имеют на выходе цифровой счетчик-делитель, позволяющий «растянуть» цикл работы до нескольких суток.

Таймер КР1006ВИ1 выполнен на биполярных транзисторах. Его функциональная схема изображена на рис. 2.36. Он состоит из пяти основных узлов: двух компараторов напряжения DA1 и DA2, асинхронного RS-триггера DD1, транзисторного ключа VT1 с открытым коллектором и двухтактного выходного усилителя на транзисторах VT2 и VT3. Делитель напряжения Rl—R3 обеспечивает образцовое напряжение на входах компараторов. Сопротивления резисторов Rl—R3 выполняют с большой точностью, благодаря чему значения опорного напряжения у разных экземпляров таймеров одинаковы и равны соответственно ¹/зUп и  ²/зUп.

Компараторы в таймере служат для сравнения входного напряжения с образцовым. В зависимости от знака разности этих значений на выходе компаратора устанавливается либо высокое, либо низкое напряжение. До тех пор, пока напряжение на инверсном входе компараторов больше, чем на прямом, на их выходе будет низкий уровень напряжения, не вызывающий срабатывания триггера DD1. Когда напряжение на прямом входе компаратора окажется больше, чем на инверсном, триггер срабатывает по соответствующему входу. Входы компараторов практически не нагружают предшествующие узлы, так как потребляют ток менее 0,5 мкА.

Делитель напряжения выполнен так, чтобы иметь возможность изменять образцовое напряжение, например, подключением внешних резисторов параллельно резисторам R1 или R2, R3 таймера.

Отметим важную особенность таймера — при работе во временном режиме напряжение питания не влияет на длительность формируемых импульсов. Объясняется это тем, что с изменением питающего напряжения пропорционально меняется образцовое напряжение, а значит, и порог срабатывания компараторов.

Внешний вход R триггера («Прерывание») дает доступ к триггеру, минуя компараторы, и позволяет прерывать работу таймера независимо от напряжения на входах 2 и 6. Чтобы вызвать переключение триггера, напряжение на выводе 4 должно стать Uвх≤0,4 В. Когда это напряжение более или равно 1 В, вход R на работу триггера не влияет.

Выходной усилитель — двутактный, благодаря чему нагрузка, подключаемая к выходу 1, вторым выводом может быть присоединена как к общему проводу, так и к плюсовому проводу питания. Допустимый выходной ток (при обоих состояниях выхода) I вых mах = 100 мА. Выходное сопротивление Rвых≈10 Ом.

Транзистор VT1 с открытым коллектором работает синхронно с транзистором VT2. Выход 2 используют для подключения внешних цепей обратной связи, а также как дополнительный выход. Максимальный коллекторный ток транзистора VT1 — 100 мА.

 

Временные характеристики устройств, создаваемых на основе таймера, задаются параметрами внешней RC-цепи, конденсатор которой подключают к выводу 7 и к общему проводу, а резистор — выводам 8 и 7. При закрытом транзисторе VT1 происходит зарядка конденсатора, после открывания транзистора VT1 конденсатор разряжается.

Напряжение питания таймера КР1006ВИ1 Uп = 5...15 В. Таймер допускает сопряжение с микросхемами ТТЛ и КМОП, а также с мощными транзисторами, реле, светодиодами и т. д. В отсутствие нагрузки таймер потребляет ток =3,5 мА при Uп = 5 В и 10 мА при 15 В.

Как отмечалось, таймеры являются универсальными приборами. На основе таймеров может быть реализовано множество устройств, как связанных с временными процессами (одновибраторы, генераторы импульсов, реле времени и т. п.), так и мгновенного действия,— исполнительные устройства, триггеры и др.

Далее: Одновибратор на таймере КР1006ВИ1 (NE 555)