Мультивибратор на основе таймера 555 серии

В цифровой технике применяются генераторы прямоугольных импульсов, которые относятся к классу релаксационных генераторов. Релаксационные генераторы преобразуют энергию источника постоянного тока в энергию электрических колебаний. Важно отметить,что в генераторе гармонических колебаний LC-типа происходит непрерывный обмен энергией между конденсатором и катушкой контура, то в релаксационном генераторе в течение одной части периода энергия запасается в реактивном элементе только одного типа, обычно в конденсаторе.

К релаксационным генераторам относятся мультивибраторы, которые могут работать в автоколебательном ждущем режимах, деления частоты. В автоколебательном режиме колебания генерируются непрерывно. В ждущем режиме генератор «ожидает» поступления запускающего сигнала, с приходом которого выдает один импульс. Именно эти режимы в цифровых устройствах используются наиболее часто. Мультивибраторы выпускают в виде монолитных интегральных микросхем, выполняют на операционных усилителях, цифровых интегральных схемах, а также на дискретных компонентах. Простой генератор прямоугольных сигналов можно построить на микросхеме серии 555 (аналог 1006ВИ1).

Микросхема представляет собой таймер для формирования импульсов напряжения от нескольких микросекунд до десятков минут. Микросхема предназначена для применения в стабильных датчиках времени, генераторах импульсов, широтно-импульсных, частотных и фазовых модуляторах, преобразователях напряжения и сигналов, ключевых схемах, исполнительных устройствах, в системах управления, контроля и автоматики. Таймер состоит из двух операционных усилителей, используемых в качестве компараторов, и RS триггера. Кроме того, предусмотрен инвертирующий выходной буфер, обеспечивающий достаточно высокую нагрузочную способность. Всего несколько внешних элементов, подключенных к микроосхеме, могут изменять параметры сигнала (форму, частоту и д.р.) в широких пределах.

Основные параметры сигналов,формируемых мультивибратором:

shema1

Частота повторения импульсов (F) - это количество импульсов, генерируемых в течении одной секунды.
Период импульсной последовательности (Т) – это время импульса tH, сложенное со временем паузы tL: T = tH + tL = 1/F
Скважность(Q) импульсной последовательности - это отношение периода к длительности импульса: Q = T/tL (Q>1)
Обратная величина скважности - это коэффициент заполнения(D).
D = tL/T. Коэффициент может быть выражен в процентах: D = (tL / T) * 100%
Длительность прямоугольного импульса определяется на уровне 50% его амплитуды.
Время нарастания импульса tr - это интервал времени, измеренный между моментами, когда амплитуда изменяется от 0.1 до 0,9 установившегося значения. Между этими же уровнями измеряется и время спада импульса tf. Сигнал идеальной формы имеет значение равное нулю для tr и tf.

На рисунке приведена схема мультивибратора и формулы для определения параметров сигнала. Используются внешние время задающие элементы: RA, RB, Cp, а амплитуда напряжения равна напряжению питания микросхемы и составляет 5-12 вольт.

shema1

Формулы:

T = 1/F
T = tH + tL = 0.693 • (RA + 2RB) • Cp
tH = 0.693 • (RA + 2RB) • Cp
tL = 0.693 • (RB) • Cp
RA = tL / 0.693 • C
RB = tH / 0.693 • C - RB

Для расчета временных характеристик сигнала и соответственно значений элементов RA, RB, Cp укажите требуемую частоту сигнала и установите длительность импульса.

tH
tL
 %
Перемещайте ползунок в пределах периода чтобы установить длительность импульса или введите его значение.
U, напряжение (B)
F, частота
*D: коэффициент заполнения;
*Q: скважность импульсной последовательности
Внимание! Пользователям устаревших браузеров полный функционал не доступен!

Расчетные значения:

UCC = 12 B
RA = 0.0
RB = 0.0
CP = 0.0

Поиск микросхемы на сайте

Поиск резисторов на сайте

Внимание! Производители объединяют резисторы в серии или ряды: E6, E12, E24…
Для подбора компонента будет использована серия E24.

Поиск конденсаторов на сайте

Cp=
C  =
0.15 мкФ
*
Подбор компонентов по результатам расчета имеет рекомендательный характер.
Проверяйте технические характеристики компонента или изделия.