Генератор импульсов на таймере 555: Генератор на NE555 с регулировкой частоты

555 схема в качестве генератора. КМОП-версии ИС 555.- Elektrolife

555 схема – это, вероятно, самая популярная интегральная схема (ИС) из когда-либо созданных. В зависимости от производителя, стандартный корпус 555 включает 25 транзисторов, 2 диода и 15 резисторов на кремниевом кристалле, установленном в 8-контактном двухрядном корпусе (DIP-8). Доступные варианты включают 556 (DIP-14, объединяющий два полных 555-х на одной микросхеме), и 558/559 (оба DIP-16, объединяющие четыре таймера с ограниченной функциональностью на одном кристалле).

Схема NE555 (и ее разновидности) иногда используются в качестве релаксационных генераторов. Работа этой интегральной схемы часто толкуется неверно.

Рассмотрим анализ ее работы прямо по изображенной на рисунке эквивалентной схеме.

Упрощенная эквивалентная схема 555

Принцип действия этого таймера достаточно прост. При подаче сигнала на вход ТРИГГЕР выходной сигнал переключается на ВЫСОКИЙ уровень (около напряжения питания).

Далее остается в этом состоянии до тех пор, пока не произойдет переключение входа ПОРОГ. В этот момент выходной сигнал падает до НИЗКОГО уровня (около потенциала «земли»). Затем включается транзистор РАЗРЯД. Вход ТРИГГЕР включается при уровне входного сигнала меньше 1/3 напряжения питания. ПОРОГ- при уровне входного сигнала больше 2/3 напряжения питания.
Наиболее легкий способ понять работу ИС 555 — это рассмотреть конкретный пример:

Интегральная схема 555, включенная как генератор

При включении источника питания конденсатор разряжен. ИС 555 оказывается в состоянии, когда выходной сигнал имеет ВЫСОКИЙ уровень. Транзистор разряда Т1 закрыт и конденсатор начинает заряжаться до 10 В через резисторы Ra + Rв. Когда его напряжение достигнет 2/3 напряжения питания, переключается вход ПОРОГ и выходной сигнал переходит в состояние НИЗКОГО уровня. Одновременно происходит отпирание транзистора Т1, разряжающего конденсатор С на землю через резистор Rв. Схема переходит в периодический режим работы.

Напряжение на конденсаторе С колеблется между значениями 1/3 и 2/3 напряжения питания с периодом Т = 0,693 (Ra + 2Rв) С. При таком режиме работы с выхода схемы обычно снимается колебание прямоугольной формы.

Схема 555 представляет собой довольно приличный генератор со стабильностью около 1%. Она может работать от единственного источника питания напряжением от 4,5 до 16 В. При этом сохраняет стабильную частоту при изменениях напряжения источника питания, поскольку пороги следят за флуктуациями питания. Схему 555 можно применять также для формирования одиночных импульсов произвольной длительности и еще для многих целей. К тому же этот небольшой кристалл содержит простые компараторы, вентили и триггеры.

Предостережение: ИС 555, как и другие схемы таймеров, создает мощную (≈150 мА) токовую помеху в цепи питания во время каждого переключения выходного сигнала. Будет весьма полезным подключить к этой интегральной схеме шунтирующий конденсатор. Кроме того, ИС 555 имеет склонность к формированию выходного сигнала с удвоенной частотой переключений.

КМОП-версии интегральной схемы 555

Некоторые из неприятных свойств ИС 555, а именно:

— большой ток потребления от источника питания,
— высокий ток запуска,
— удвоенная частота переключения выходного сигнала
— неспособность функционировать при очень низких напряжениях источника питания
были устранены в ее КМОП-аналогах.

Следует отметить, в частности, способность КМОП-схем функционировать при очень низких напряжениях питания (до 1В!). Ток потребления КМОП-версий таймера не превышает сотен микроампер. Эти кристаллы также более быстродействующие, чем исходная схема NE555. Выходные КМОП-каскады дают максимальный удвоенный перепад напряжения выходного сигнала. Во всяком случае, при низких токах нагрузки. Следует отметить, что эти кристаллы не имеют мощного выходного каскада, как в типовой схеме NE555. Все перечисленные в таблице ниже кристаллы, кроме исходной схемы NE555 и XR-L555, сделаны по КМОП-технологии.

Подробные технические данные перечисленных схем можно просмотреть по ссылкам ниже:

• NE555
• ICL7555 
• TLC551  
• TLC555        
• LMC555        
• ALD555        
• XR-L555M

Последняя схема является микромощной биполярной схемой 555.

Схема проявляет свою родословную в виде здоровенной нагрузочной способности и хорошей температурной стабильности.

Показанный на рисунке выше генератор на схеме 555 вырабатывает выходной сигнал прямоугольной формы. Рабочий цикл (часть времени, когда выходной сигнал имеет ВЫСОКИЙ уровень) всегда больше 50%. Это происходит вследствие того, что времязадающий конденсатор заряжается через последовательно включенную пару резисторов Ra + Rв, а разряжается (более быстро) через единственный резистор Rв.

На рисунке ниже показано, как обмануть схему 555 с тем, чтобы получить в рабочем цикле узкие положительные импульсы.

Генератор с укороченным рабочим циклом

Цепь, состоящая из комбинации диода и резистора, быстро заряжает времязадающий конденсатор через выходной каскад. Разряд же его через внутренний разряжающий транзистор происходит медленно. Этот трюк пригоден только для КМОП схем 555, поскольку в этом случае необходим полный положительный перепад выходного сигнала.

При использовании для заряда времязадающего конденсатора источника тока можно создать генератор линейного («пилообразного») напряжения. На рисунке ниже показан способ использования для этих целей простого источника тока на

р-n-р— транзисторе.

Генератор пилообразных колебаний

Пилообразный сигнал доходит до напряжения 2/3 напряжения питания, затем быстро спадает до напряжения 1/3 напряжения питания. Разряд происходит через внутренний разряжающий n-р-n-транзистор схемы 555, контакт 7. Далее цикл начинается снова. Отметим, что этот сигнал пилообразной формы выделяется на выводе конденсатора. Необходимо обеспечить его развязку с помощью ОУ, который обладает высоким полным сопротивлением.

Ниже показан простой способ формирования с помощью КМОП-схемы 555 сигнала

треугольной формы.

Генератор треугольных колебаний

В предложенной схеме соединяются последовательно два регулятора тока на полевом транзисторе. Соединяются они таким образом, чтобы получился двунаправленный регулятор тока.

Каждый регулятор тока ведет себя в обратном направлении как обычный диод, из-за проводимости затвор-сток. Следовательно, с помощью выходного сигнала с удвоенным максимальным перепадом формируется постоянный ток противоположной полярности. При этом на самом конденсаторе вырабатывается треугольное колебание Напряжение колебаний обычно лежит в диапазоне от 1/2 напряжения питания до 2/3 напряжения питания.  Как и в предыдущей схеме, для развязки этого сигнала используется ОУ (источник с высоким полным выходным импедансом).

Следует отметить, что в этом случае необходимо применять КМОП-схему 555, в частности при подаче на схему напряжения питания + 5 В. Поскольку функционирование схемы зависит от максимального двойного перепада выходного напряжения. Например, напряжение выходного сигнала ВЫСОКОГО уровня биполярной схемы 555 в типовом случае будет ниже максимального положительного перепада на величину  падения напряжения на двух диодах. Напряжение составит +3,8 В при напряжении источника питания +5 В.

Следовательно, остается всего 0,5 В падения напряжения (при верхнем значении сигнала) на последовательно включенную пару регуляторов тока. Этого явно недостаточно для включения регулятора тока (требуется приблизительно 1 В) и последовательного диода (0,6 В), построенного из полевого транзистора с р-n-переходом.

Существует еще несколько других интересных интегральных схем таймеров. Схема таймера LM322 имеет собственный встроенный прецизионный источник опорного напряжения, с помощью которого задается напряжение порога. Это объясняет его прекрасные свойства при формировании сигнала, частота которого должна быть пропорциональна току, подаваемому от внешнего источника, например с фотодиода.

В состав другой разновидности таймеров входят релаксационный генератор и цифровой счетчик. Они нужны для того, чтобы при формировании сигналов большой длительности избежать необходимости использования в схеме больших номиналов сопротивлений и конденсаторов.

Примером таких схем могут служить схемы 74НС4060,  ICM7242. Последняя схема выполнена по КМОП-технологии и может функционировать при токе в доли миллиампера и вырабатывать выходной импульс один раз за 128 циклов генератора. Эти таймеры (и их ближайшие аналоги) пригодны для формирования задержки сигнала в диапазоне от нескольких секунд до нескольких минут.

Смотрите также:

Каталог радиолюбительских схем.

Каталог радиолюбительских схем.

Генератор импульсов на таймере 555.

по мотивам от
02-10-2008

Новичкам, только что познакомившимся с радиотехникой, всегда бывает сложно — очень хочется собрать свое первое устройство, но, вот беда, все схемы в Интернете не умещаются на экране монитора, а список необходимых компонентов, прилагаемый к понравившемуся проекту, просто гигантский.

К счастью, решение таких проблем есть — а именно маленькие, простенькие проекты, собирая которые, вы приобретете бесценный опыт и начнете собирать собственную коллекцию самодельных электронных устройств. Именно таким и является этот проект. Что же такое генератор импульсов? Генератор тактовых импульсов — устройство, генерирующее электрические импульсы определенной частоты. Наш генератор способен генерировать прямоугольные импульсы частотой от 1 кГц до 180 кГц. Схему генератора значительно упрощает микросхема-таймер LM555.

Импульсный генератор будет генерировать частоту в кГц, которая может стать хорошим испытательным проектом. Этот набор основан на классической микросхеме таймера LM555.
Вход — 12 В пост. Тока Макс. При 40 мА
Диапазон — выбор перемычки и предустановленный диапазон настройки от 1 Гц до 180 кГц
Индикатор включения питания
Клеммы для легкого подключения
Четыре монтажных отверстия по 3,2 мм каждое
Размеры печатной платы 40 мм х 47 мм

Основные характеристики:
Напряженгие источника питания — 12 В
Ток потребления, не более — 40 мА
Настройка частоты осуществляется переменным резистором и выбором перемычки.
Индикатор питания — светодиод.
Клеммы для легкого подключения
Четыре монтажных отверстия — Ф3,2 мм каждое
Размеры печатной платы 40 мм х 47 мм
Амплитуда выходного синнала — Eп-1В

Таблица переключаемых диапазонов

Таблица используемых сокращений:

Обозначение	Функция	Расшифровка
CN1	Supply 6V-12V DC	Источник питания напряжением 6-12 В
CN2	Pulse Out	Выход импульсов
PR1	—	подстройка частоты.

А вот, собственно, и схема:

Рис. 1 . Генератор импульсов на таймекре 555

Комментарии, думаю, излишни. Список необходимых компонентов находится ниже.

Список необходимых компонентов

Рис. 2 . Перечень элементов

С таким списком вы можете смело идти в любой радиотехнический магазин. Со сборкой устройства не должно возникнуть никаких проблем.

Чертеж печатной платы представлен на рисунке 3

Рис. 3 . Перечень элементов

Перевод: Ale)(ander, по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Pulse Generator

На английском языке: Pulse Generator

Источник материала

Источник материала

Источник материала

Примечание от создателей сайта:

На AliExpress предлагается эта схема в качестве отдельного блока, а также специализированный генератор прямоугольного, треугольного и синусоидального сигнала рис. 4.

Рис. 5 . Генератор сигналов специальной формы

Генератор импульсов

с использованием 555-IC — Электросхема

СОДЕРЖАНИЕ СОДЕРЖАНИЕ

Список компонентов

• IC-555

• 220 Ом и 10K резисторов

• 9-вольт батарея и его клип

• Немного джемпер-проводов

• 10UF & 10NF (Ceramic). Переменный резистор

• Светодиод

• Макет

Описание

действие переключения типа флопа. Но мы также можем подключить микросхему таймера 555 в нестабильном режиме для получения очень стабильного 555 Генератор  схема для генерации высокоточных сигналов в свободном режиме, выходная частота которых может регулироваться с помощью внешней RC-цепи, состоящей всего из двух резисторов и конденсатора.

Генератор 555  – это еще один тип релаксационного генератора для генерации стабилизированных выходных сигналов прямоугольной формы либо с фиксированной частотой до 500 кГц, либо с переменной скважностью от 50 до 100 %. В предыдущем учебном пособии по таймеру 555 мы видели, что моностабильная схема выдает одиночный выходной импульс при срабатывании триггерного входа на выводе 2.

В то время как моностабильная схема 555 остановилась после заданного времени ожидания следующего запускающего импульса, чтобы заставить генератор 555 работать как нестабильный мультивибратор, необходимо постоянно повторно запускать ИС 555 после каждого и каждый временной цикл.

Принципиальная схема

Принципиальная схема

Работа

ШИМ (широтно-импульсная модуляция)  является важной характеристикой каждого современного микроконтроллера из-за необходимости управления многими устройствами почти во всех областях электроники. ШИМ широко используется для управления двигателем, освещением и т. д. Иногда мы не используем микроконтроллер в наших приложениях, и если нам нужно  генерирует ШИМ без микроконтроллера , тогда мы предпочитаем некоторые ИС общего назначения, такие как операционные усилители, таймеры, генераторы импульсов и т. д. Здесь мы используем ИС таймера 555 для генерации ШИМ. ИС таймера  555 — это очень полезная микросхема общего назначения, которую можно использовать во многих приложениях.

Процент времени, в течение которого сигнал ШИМ остается ВЫСОКИМ (время), называется рабочим циклом. Если сигнал всегда включен, это означает, что рабочий цикл равен 100 %, а если он всегда выключен, то это означает, что рабочий цикл равен 0 %.

Рабочий цикл = время включения/(время включения + время выключения)

Частота ШИМ :-

Частота сигнала ШИМ определяет, как быстро ШИМ завершает один период. Один период завершается включением и выключением ШИМ-сигнала, как показано на рисунке выше. В нашем уроке мы установим частоту 5 кГц.

Мы можем заметить, что светодиод выключен на полсекунды, а светодиод горит еще полсекунды. Но если частота включения и выключения увеличилась с «1 в секунду» до «50 в секунду». Человеческий глаз не может уловить эту частоту. Для обычного глаза светодиод будет виден как светящийся с половинной яркостью. Таким образом, при дальнейшем уменьшении времени включения светодиод становится намного светлее.

Видео YouTube

Нажмите здесь

555 Генератор импульсов: основы и применение

Вы хотите получать положительные импульсы для своей первичной электронной схемы? Не ищите ничего, кроме генератора импульсов 555.

Но как работает этот регулируемый генератор импульсов? Мы собираемся объяснить все это явно. Кроме того, мы рассмотрим электронные компоненты, для которых требуется интегральная схема.

Начнем!

Содержание

Что такое генератор импульсов 555?

Генератор сигналов

Генератор импульсов представляет собой интегральную схему, способную генерировать импульсы, и он широко используется в схемах таймеров, генераторах импульсов и осцилляторах.

Как сделать модуль генератора импульсов 555?

Старый зеленый дисплей аналогового осциллографа с импульсным изображением.

Основным компонентом этого генератора импульсов является микросхема таймера 555. ИС представляет собой нестабильный мультивибратор. Обратите внимание, что генератор импульсов может генерировать выходной импульс от 4 Гц до 1,3 кГц.

Генератор выдает положительные импульсы. Таким образом, вы можете использовать его в электронном проекте, который требует положительных вибраций.

Также вам понадобится светодиод на выходе микросхемы в сборе. Это полезно для визуальной индикации выходного импульса системы.

Потенциометр помогает контролировать выходную частоту системы. Идеальное напряжение цепи этой системы составляет от 5 до 15 В. Кроме того, схема работает от источника постоянного тока.

Список компонентов схемы

Микросхема электронной интегральной схемы

A

3 AIC 905 Таймер

5013
• Конденсатор 10 мкФ 
• Резистор 1 кОм
• Потенциометр 10 кОм

Схема схемы

Вот схема схемы Импс -генератора IC 555

555 Диаграмм импульсного генератора.

Как работает схема

При подключении контактов 2 и 6 вы устанавливаете таймер в нестабильный режим.

Нестабильный режим приводит к двум основным последствиям. Во-первых, состояние вызывает перезапуск таймера. Следовательно, будет генерироваться поток импульсов. В этом случае вибрации являются ШИМ-сигналами. И таймер будет генерировать их до тех пор, пока вы подключите его к входному напряжению.

Кроме того, обратите внимание, что контакт 3 действует как выходной контакт. Следовательно, изменение значений сопротивлений и емкостей изменит частоту выходного импульса. Кроме того, это изменит рабочий цикл прямоугольной волны с выходного контакта.

Обратите внимание, что конденсатор в этой цепи заряжается и разряжается в каждом цикле. Когда конденсатор заряжается, это приводит к времени «ВКЛ». С другой стороны, разряд конденсатора вызывает время «ВЫКЛ.».

Обратите внимание, что можно рассчитать выходную частоту и рабочий цикл схемы. Критические значения в этом расчете включают следующее: 

Rx= 1 кОм

Ry= 10 кОм

Сначала мы рассчитаем значение t1. Это значение таймера, когда заряд конденсатора находится в режиме ON.

Уравнение схемы для значения t1 = 0,693 * (Rx + Ry) * C

Когда мы подставляем значения, уравнение дает 76,23 миллисекунды.

Далее мы рассчитаем значение t2. Значение таймера соответствует моменту, когда электрический заряд конденсатора находится в режиме ВЫКЛ.

Уравнение для значения t2 = 0,693 * Ry *C

При подстановке значений решение уравнения составляет 69,3 миллисекунды.

Далее мы можем рассчитать периодичность (T) или импульсный период таймера с помощью двух решений.

T= t1 + t2 = 145,53 миллисекунды

Также мы можем оценить выходную частоту таймера с периодическим временем.

f = 1/T. Отсюда f = 6,871 Герц.

Приложения

• Управление скоростью двигателей постоянного тока
• Генерация прямоугольного сигнала
• Генерация регулируемой волны для MCU
• В приложениях с шаговыми двигателями
• Используется в телекоммуникациях для целей кодирования
• Регулируемая генерация импульсов для управления цепями

Цепи генератора импульсов 555

Существует несколько типов схем генератора импульсов 555, и они полезны в генераторах. Следовательно, мы рассмотрим различные виды осцилляторов, где они применяются.

Схема генератора с простым таймером 555

Схема, описанная ранее, создает этот модуль генератора импульсов. Это основная схема, которая формирует основу для создания других курсов. И мы выделим их ниже. Средний ток в этой цепи не более 200 мА.

Генератор импульсов High Power 555

Генератор импульсов High Power 555 Схема цепи.

Это идеальный вариант, если вам нужен генератор импульсов для сильного тока. В этой схеме есть два основных компонента. Во-первых, это генератор IC 555 и LM350T. Последнее имеет большое значение для увеличения токовых сигналов до 3 А.0003

Эту сборку также можно назвать схемой нестабильного мультивибратора. Он колеблется, когда производит частоты более значительные, чем один цикл в секунду. С другой стороны, это временная задержка, если она делает частоты более мелкими, чем цикл в одну секунду.