радиоликбез

Хорошими эксплуатационными свойствами обладает одновибратор на основе таймера КР1006ВИ1 (NE555). Погрешность формирования временных интервалов такого одновибратора Δτ_и≤0,5%. Типовая схема, по которой чаще всего собирают одновибратор, показана на рис. 4.13. Элементы R1, С1

составляют времязадающую цепь. Конденсатор С2 страхует компаратор DA1 таймера (см. рис. 2.29) от случайных срабатываний под влиянием внешних помех и пульсаций напряжения питания, когда напряжение между выводами 5 и 6 мало.

 

На входе (вывод 2) таймера в исходном положении присутствует напряжение высокого уровня, на выходе от Uвых=0. Транзистор VT1 таймера при этом открыт и шунтирует конденсатор С1. Одновибратор запускают отрицательным перепадом напряжения. Как только входной сигнал станет U_вх≤ 1

/3Uпит срабатывает компаратор DA2 и вызывает переключение триггера. На выходе устройства возникает высокий уровень, транзистор VT1 закрывается, обеспечивая возможность заряда конденсатора С1 через резистор R1. Выходной импульс длится до тех пор, пока напряжение на конденсаторе С1 не достигнет напряжения на выводе 5. В этот момент сработает компаратор DA1, который возвратит триггер в исходное состояние. Транзистор VT1 откроется, и конденсатор С1 быстро разрядится. Время

 

Рис. 4.13. Одновибратор на микросхеме КР1006ВИ1:

а — принципиальная схема; б — схема входной дифференцирующей цепи; в — временные диаграммы

формирования выходного импульса равно, таким образом, интервалу между срабатыванием обоих компараторов.

Длительность выходного импульса

τ_и =R1C1ln 3≈1,1R1C1.    (4.6)

Как следует из этой формулы, напряжение питания не влияет на длительность формируемого импульса. Объясняется это тем, что при изменении питающего напряжения пропорционально меняется и порог срабатывания компаратора.

Номограмма на рис. 4.14 упрощает выбор оптимальных значений компонентов времязадающей цепи.

Пусковой импульс должен быть короче выходного. Новый запускающий импульс, пришедший во время формирования выходного, не изменяет состояния одновибратора. Если вход таймера надо отделить по постоянному току от выхода предыдущего узла, можно воспользоваться дифференцирующей цепью R2, С2 с диодом VD1, как показано на рис. 4.13,6.

Минимальная длительность выходного импульса обусловлена быстродействием элементов таймера и равна примерно 10 мкс. Максимальная длительность ограничена, главным образом, сопротивлением утечки конденсатора С1. Для устойчивой работы надо, чтобы R_yт≥50Rl. Кроме того, даже при высоком качестве конденсатора С1 сопротивление зарядного резистора R1 не должно быть слишком большим, чтобы было обеспечено существенное превышение зарядного тока над входным током самой микросхемы (менее 0,5 мкА). Минимальное сопротивление резистора R1 ограничено до-

пустимым током открытого транзистора VT1 (Imax=100 мА). Рекомендуемое сопротивление резистора R1 находится в пределах 1 кОм..10МОм.

Вывод 4 — «Прерывание»— служит для установки состояния

U_вых=0 независимо от напряжения на выводах 6 и 7. При Uвx≥ 1 В этот вход не влияет на работу таймера. В одновибраторе по схеме на рис. 4.13, а вход прерывания не используется и поэтому соединен с плюсовым проводом питания. Для досрочного прекращения выходного импульса на вывод 4 следует подать импульс низкого уровня.

Одновибратору можно придать дополнительные возможности, немного усложнив схему. На рис 4.15, а показан способ запуска, нажатием на кнопку. Узел с дополнительным транзистором VT1 (рис. 4.15,б) позволяет запускать одновибратор импульсами высокого уровня. Транзистор VT1—любой маломощный со статическим коэффициентом передачи тока h_21э≥50. Диод VD1 нужен тогда, когда входное напряжение превышает допустимое значение обратного напряжения эмиттерного перехода транзистора. Этот одновибратор можно использовать и как управляемый генератор пилообразного напряжения, если выходное напряжение снимать с вывода 7 таймера. Напряжение прямого хода будет при этом представлять собой отрезок экспоненты на участке от 0 до 2/3Uп.

Пилообразное напряжение с хорошей линейностью получится, если зарядной резистор заменить генератором постоянного тока (рис. 4.16). Параметры цепи здесь можно определить из следующих соотношений:

Uc=Q/С

где Q — электрический заряд на конденсаторе. Поделив обе части равенства на длительность импульса, получим:

Uc/τ_и=Q/ (Сτ_и) ,

здесь Uc/τ_и — крутизна прямого хода (рис. 4.16,6), a Q/τ_и = I_c — зарядный ток конденсатора. Поскольку ток зарядки постоянен, то и крутизна S постоянна:

S = Ic/C.    (4.7)

Рис. 4.16. Схема одновибратора в роли генератора линейного напряжения

Для расчета генератора следует задаться крутизной подъема импульса и током зарядки и затем определить емкость конденсатора либо по емкости найти ток.

Смотрите также: Мультивибраторы на на таймере КР1006ВИ1(NE555)