Главная Операционные усилители



213 V,,

7= t,i-h


Qj 1 10 too mo 10000 100000

Частота, Гц


Рис. 3.3 (в, г, д).

начинает заряжаться через резистор Ru Через вывод 6 ИС, предназначенный для установки порога, напряженнее конденсатора Сч подается на неинвертирующий вход компаратора 1. Когда это напряжение достигает значения, равного /зУсс, на выходе компаратора 1 скачком устанавливается высокий уровень, который сбрасывает ?5-триггер. Благодаря этому событию, происходя-



щему в момент t2, на выходе не -Q снова устанавливается высокий уровень.

На выходе усилителя Vi снова устанавливается низкий уровень, а транзистор Qi опять включается. Всегда, когда транзистор Qi включен, конденсатор Oi разряжен. На этом цикл завершается, и таймер типа 555 вновь оказывается в состоянии покоя. Уровень напряжения на выходе остается низким до прихода следующего импульса запуска. Промежуток времени, в течение которого на выходе сохраняется высокий уровень, приблизительно определяется выражением

T(t~t,) = \,\ Rfi„ (3.3)

где Т - промежуток времени в секундах (с); - сопротивление в омах (Ом); Ц - емкость в фарадах (Ф).

График этой функции изображен на рис. 3.2, в для промежутков времени от 0,01 до 10 с и таких значений Ri и Сь которые получить не составляет труда. Временные соотношения между импульсом запуска, выходным импульсом и напряжением на конденсаторе Ci показаны на рис. 3.2, г.

Если вывод сброса не используется, его следует соединить с Vcc- Это делается для того, чтобы шумовые сигналы не «сбивали» триггер. Однако если на вход запуска (вывод 2) и вход сброса (вывод 4) одновременно подать отрицательные импульсы, то выходной импульс оборвется. При этом на выходе снова установится низкий уровень, несмотря на то что время (Т) еще не истекло.

Обычный мультивибратор во многом похож на ждущий, за исключением того, что первый является самовозбуждающимся. Далее, мультивибратор не имеет устойчивых состояний, и поэтому его выход имеет то высокий, то низкий уровень. При этом порождается последовательность прямоугольных импульсов. Пример конфигурации схемы типа 555, образующей мультивибратор, приведен на рис. 3.3. И снова, как на рис. 3.1, вариант функциональной схемы устройства типа 555, необходимый для анализа работы, представлен на рис. 3.3, а, а на рис. 3.3, б показано условное обозначение интегральной схемы типа 555 - мультивибратора. Как и в предыдущем примере с помощью делителя напряжения, образованного резисторами Ra, Rb и Rc, инвертирующий вход компаратора 1 смещен до уровня %Vcc, а на не-инвертирующем входе компаратора поддерживается уровень VaVcc Оставшиеся входы двух компараторов соединены между собой, и на них поддерживается напряжение, определяемое постоянной времени Ci(R\+Ri). При начальных условиях на выходе не -Q i?S-Tpnrrepa действует высокий уровень. Вследствие этого включается транзистор Qi, а потенциал в точке соединения резисторов Ri и R2 становится равным потенциалу земли. Конденсатор С\ заряжен, но при включении транзистора Qi он разряжается через резистор R2. Когда напряжение на конденсаторе Ci достигает уровня hVcc, на выходе компаратора появ-



ляется высокий уровень, тем самым триггер сбрасывается. При этом снова включается транзистор Qi и конденсатор Ci получает возможность разрядиться до уровня ЧзУсс Далее, конденсатор Ci то заряжается до уровня 7з Vcc то разряжается до уровня 7з Fee На рис. 3.3,6 показано соотношение между промежутками времени для высокого и низкого уровней. Промежуток времени для высокого уровня определяется выражением

t, = 0,693 {R, + R,) С, (3.4)

для низкого уровня

/2 = 0,693(i?2)Ci. (3.5)

Полный период сигнала Т (в секундах) равен сумме 4 и 2 и определяется следующим образом:

T = h+t„ (3.6)

Т = 0,693 (i?j+2i?)Ci. (3.7)

Во всякой электрической цепи, т. е. в соответствующей физической системе, частота колебаний является величиной, обратной периоду. Значит, в данном случае частота колебаний (в герцах) определяется следующим образом:

f=I/r, (3.8)

0,693 (Ri + 2R)Ci • (-

(3.10)

(R + 2R)C-

График функции (3.10) для частот от 0,1 до 100 000 Гц изображен на рис. 3.3, г; приведенные значения компонентов получить нетрудно. На рис. 3.3, й показана зависимость между напряжением на конденсаторе Ci и состоянием выхода. Коэффициент заполнения представляет собой выраженную в процентах долю периода высокого уровня в общем периоде. Он определяется следующим выражением:

К3 =

Г h

г R 1

(3.11)

в нормальном устойчивом состоянии вход запуска таймера типа 555 поддерживается на высоком уровне. Для того чтобы запустить схему и получить выходной импульс, нужно понизить напряжение на выводе 2 до уровня VaVcc. На рис, 3.4 показано, как это можно сделать вручную. Для получения на выводе 2 высокого уровня используется резистор R. Конденсатор Сз заря-

В русской технической литературе для характеристики импульсного процесса используется термин «скважность» - величина, обратно пропорциональная коэффициенту заполнения. - Прим. ред.



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 [16] 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126


0.0134