Membina Multivibrator Astabil Berasaskan IC Pemasa 555
Tanpa menggunakan sebarang pencetus luaran, IC pemasa 555 boleh bersilih ganti antara dua keadaannya. Tiga bahagian luaran tambahan, dua perintang (R 1 dan R 2 ), dan kapasitor (C) boleh ditambah pada IC 555 untuk menukarnya menjadi litar multivibrator astabil. Litar di bawah menunjukkan penggunaan IC 555 sebagai multivibrator astabil bersama dengan tiga bahagian luaran.
Memandangkan pin 6 dan 2 sudah disambungkan, peranti akan diaktifkan secara automatik dan berfungsi sebagai pengayun tanpa memerlukan nadi pencetus luaran. V CC kerana voltan input bekalan disambungkan ke pin 8. Memandangkan Pin 3 dalam litar di atas ialah terminal keluaran, output boleh diambil dari sini. Pin tetapan semula luaran ialah pin 4 dalam litar, dan pin ini boleh memulakan semula pemasa tetapi biasanya, pin 4 disambungkan kepada V CC apabila fungsi set semula tidak digunakan.
Paras voltan ambang akan turun naik bergantung pada voltan kawalan yang disediakan pada pin 5. Sebaliknya, pin 5 selalunya disambungkan ke tanah melalui kapasitor, yang menapis bunyi luaran dari terminal. Terminal tanah ialah pin 1. R 1 , R 2 , dan C membentuk litar pemasaan, yang mengawal lebar nadi output.
Prinsip Operasi
Litar dalaman IC 555 dipaparkan dalam mod astabil, dengan R 1 , R 2 , dan C semuanya menjadi sebahagian daripada litar pemasaan RC.
Flip-flop pertama kali ditetapkan semula apabila disambungkan dengan bekalan, yang menyebabkan output pemasa bertukar kepada keadaan rendah. Hasil daripada digandingkan kepada Q’, transistor nyahcas ditolak ke titik tepu. Transistor akan membenarkan kapasitor litar pemasaan C, yang dipautkan kepada Pin 7 IC 555, untuk dinyahcas. Output pemasa kini diabaikan. Voltan pencetus adalah satu-satunya voltan yang terdapat pada kapasitor dalam kes ini. Akibatnya, jika voltan kapasitor jatuh di bawah 1/3 V CC , voltan rujukan yang mengaktifkan pembanding no. 2, keluaran pembanding no. 2 akan menjadi tinggi semasa pelepasan. Flip-flop akan ditetapkan sebagai hasilnya, menghasilkan output TINGGI untuk pemasa pada pin 3.
Transistor akan dimatikan oleh output tinggi ini. Akibatnya, melalui perintang R 1 dan R 2 , kapasitor C mengecas. Pin 6 disambungkan ke persimpangan di mana kapasitor dan perintang bertemu, oleh itu voltan untuk kapasitor kini sama dengan voltan ambang. Apabila kapasitor mengecas, voltannya meningkat secara eksponen ke arah V CC ; apabila ia mencapai 2/3 V CC , voltan rujukan pembanding ambang (pembanding 1), pancang keluarannya.
Oleh itu, flip-flop adalah RESET. Output pemasa berkurangan kepada RENDAH. Output rendah ini akan memulakan semula transistor, yang memberikan kapasitor laluan nyahcas. Akibatnya, perintang R 2 akan membolehkan kapasitor C dinyahcas. Oleh itu, kitaran berterusan.
Akibatnya, semasa kapasitor sedang dicas, voltan keluaran adalah tinggi pada pin 3, dan voltan di sekeliling kapasitor meningkat secara agresif. Sama seperti ini, voltan keluaran pin 3 adalah rendah, dan apabila kapasitor dinyahcas, voltannya merentasinya jatuh secara eksponen. Bentuk gelombang keluaran kelihatan seperti satu siri denyutan segi empat tepat.
Bentuk Gelombang Voltan Kapasitor & Voltan Keluaran
Akibatnya, R 1 + R 2 mewakili jumlah rintangan dalam saluran pengecasan, dan C mewakili pemalar masa pengecasan. Hanya apabila kapasitor melalui perintang R 2 semasa discharge adakah ia discharge. R 2 C ialah pemalar masa nyahcas akibatnya.
Kitar tugas
Rintangan R 1 dan R 2 menjejaskan pengecasan serta pemalar masa nyahcas. Perubahan dalam pemalar masa biasanya lebih besar daripada pemalar masa nyahcas. Keluaran TINGGI terus berlaku untuk tempoh yang lebih lama daripada keluaran RENDAH akibatnya, dan bentuk gelombang keluaran tidak simetri jadi Jika T ialah tempoh satu kitaran dan TON ialah masa untuk keluaran yang lebih tinggi, maka kitaran tugas diberikan oleh :
Jadi, Peratusan Kitaran Tugas ialah:
Di mana T ialah jumlah masa cas dan nyahcas, T HIDUP dan T DIMATIKAN , persamaan berikut memberikan nilai T HIDUP atau masa pengecasan T C :
Masa pelepasan T D , sering dikenali sebagai T DIMATIKAN , diberikan oleh:
Oleh itu, formula untuk tempoh satu kitaran T ialah:
Menggantikan dalam formula % Kitaran Tugas:
Kekerapan diberikan oleh:
Aplikasi – Penjanaan Gelombang Persegi
Kitaran tugas multivibrator astabil biasanya lebih tinggi daripada 50%. Apabila kitaran tugas adalah tepat 50%, multivibrator astabil menghasilkan gelombang persegi sebagai outputnya. Kitaran tugas sebanyak 50% atau lebih rendah daripada itu sukar dicapai dengan IC 555 bertindak sebagai multivibrator astabil, seperti yang dinyatakan sebelum ini. Litar perlu melalui beberapa perubahan.
Dua diod ditambah, satu selari dengan perintang R 2 dan satu lagi dalam siri dengan perintang R 2 dengan katod disambungkan kepada kapasitor. Dengan menukar perintang R 1 dan R 2 , adalah mungkin untuk mencipta kitaran tugas dalam kurungan 5% hingga 95%. Litar untuk mencipta output gelombang persegi boleh dikonfigurasikan seperti di bawah:
Dalam litar ini, kapasitor mengecas semasa memindahkan arus melalui R 1 , D 1 , dan R 2 semasa mengecas. Ia dilepaskan melalui D 2 dan R 2 semasa menyahcas.
Pemalar masa pengecasan, T HIDUP = T C , boleh dikira seperti berikut:
Dan ini adalah bagaimana anda mendapatkan pemalar masa nyahcas, T DIMATIKAN = T D :
Akibatnya, kitaran tugas D ditentukan oleh:
Membuat R 1 dan R 2 nilai yang sama akan menghasilkan gelombang persegi dengan kitaran tugas 50%.
Kitaran tugas kurang daripada 50% dicapai apabila R 1 rintangan adalah lebih rendah daripada R 2 's manakala biasanya R 1 dan R 2 boleh digantikan dengan potensiometer untuk mencapai ini. Tanpa menggunakan sebarang diod, satu lagi litar penjana gelombang persegi boleh dibina menggunakan multivibrator astabil. R 2 disambungkan antara pin 3 dan 2, atau terminal output dan terminal pencetus. Di bawah ialah gambar rajah litar:
Kedua-dua proses pengecasan dan nyahcas dalam litar ini berlaku hanya melalui perintang R 2 . Kapasitor tidak boleh terdedah kepada sambungan luar semasa mengecas oleh perintang R 1 , yang sepatutnya ditetapkan pada nilai yang tinggi. Selain itu, ia berfungsi untuk menjamin bahawa kapasitor mengecas ke potensi penuhnya (V CC ).
Aplikasi – Variasi Kedudukan Nadi
Dua IC pemasa 555, satu daripadanya berjalan dalam mod astabil dan sebaliknya dalam mod monostabil, menawarkan modulasi kedudukan nadi. Pertama, IC 555 berada dalam mod astabil, isyarat modulasi digunakan pada Pin 5 dan IC 555 menghasilkan gelombang termodulat lebar denyut sebagai outputnya. Input pencetus IC 555 seterusnya, yang berjalan dalam mod monostabil, menerima isyarat PWM ini. Lokasi denyut keluaran IC 555 kedua berbeza mengikut isyarat PWM, yang sekali lagi bergantung pada isyarat modulasi.
Di bawah ialah konfigurasi litar untuk modulator kedudukan nadi yang menggunakan dua litar bersepadu pemasa 555.
Voltan kawalan, yang menentukan tahap voltan atau ambang minimum untuk IC 555 yang pertama, dilaraskan untuk mencipta UTL (Tahap Ambang Atas).
Apabila voltan ambang berubah berhubung dengan isyarat modulasi yang digunakan, lebar nadi dan kelewatan masa juga turut berubah. Apabila isyarat PWM ini digunakan untuk mencetuskan IC kedua, satu-satunya perkara yang akan berubah ialah lokasi nadi keluaran, baik amplitud mahupun lebarnya tidak akan berubah.
Kesimpulan
IC Pemasa 555 boleh berfungsi sebagai pengayun bebas berjalan atau multivibrator astabil apabila digabungkan dengan komponen tambahan. IC Pemasa 555 dalam mod astabil digunakan dalam pelbagai jenis aplikasi daripada penjanaan kereta api nadi, modulasi dan penjanaan gelombang persegi.