使用555计时器的单稳态多纤维器

电路和操作

下图是作为单稳多谐振荡器的IC 555的原理图。这是IC 555的基本操作模式。它只需要两个额外的元件就可以作为单稳态多谐振荡器工作:一个电阻和一个电容。

IC 555的示意图为单稳态多抗体

当名称指定时,单稳态多谐振荡器仅具有一个稳定状态。当应用触发输入时,在输出处产生脉冲,并在时间间隔之后返回到稳定状态。脉冲高的时间持续时间将取决于包括电阻器(R)和电容器(C)的定时电路。

连接的细节如下。引脚1和8分别连接到地和电源(VCC)。输出在引脚3处取。以避免电路的意外复位,引脚4连接到VCC。作为控制电压输入的引脚5应在不使用时接地。为了过滤噪声,它通过0.01μF的小电容器连接到地面。

操作

单稳态模式也称为“单脉冲”脉冲发生器。当一个负的去触发脉冲被应用到触发比较器时,事件序列开始。当触发比较器感应到短的负触发脉冲刚好低于参考电压(1/3 VCC)时,器件触发并输出高。

排出晶体管被关闭,并且外部连接到其收集器的电容器C将通过电阻器R开始充电到最大值。当电容器上的电荷达到2/3 Vcc时,高输出脉冲结束。下面示出了IC 555在单稳态模式下与RC定时电路的内部连接。

单稳态模式下的内部连接

详细操作可以如下解释。最初,触发器已重置。这将允许放电晶体管饱和。连接到晶体管的开路集电极(在CMOS的CMOS的漏极)的电容器C设置有排出路径。因此,电容器完全放电,并且其上的电压为0.销3处的输出低(0)。

当负触发脉冲输入应用于触发比较器(比较器2)时,将其与1/3 Vcc的参考电压进行比较。输出保持低电平,直到触发输入大于参考电压。此刻触发电压低于1/3 VCC,比较器的输出变高,这将设置触发器。因此,引脚3的输出将变高。

与此同时,放电晶体管关闭,电容C开始充电,电压呈指数级上升。这就是6脚处的阈值电压。这是给比较器1和参考电压2/3 VCC。引脚3的输出将保持高,直到跨越电容的电压达到2/3 VCC。

阈值电压(除了电容器上的电压除外)的实例变得大于参考电压,比较器1的输出变高。这将重置触发器,因此引脚3处的输出将落到低(逻辑0)即,输出返回其稳定状态。随着输出低,排出晶体管被驱动到饱和,电容器将完全放电。

因此它可以在销指出输出3低开始,当触发不到1/3 VCC输出销3高,当阈值电压大于2/3 VCC输出成为低,直到下一个触发脉冲的发生。在输出端产生一个矩形脉冲。输出保持高的时间或矩形脉冲的宽度是由定时电路控制的,即电容器的充电时间,这取决于时间常数RC。

脉冲宽度推导

我们知道电容器C两端的电压呈指数增长。因此,可以写入电容器电压Vc的等式

VC = VCC(1 - E- t / RC

当电容电压为2/3 VCC时,则

2/3 VCC = VCC(1 - E.- t / RC

2/3 = 1 - e- t / RC

E.- t / RC= 1/3

- t/RC = ln (1/3)

- t / rc = -1.098

t = 1.098 rc

∴T≈1.1rc

输出矩形脉冲的脉宽为W = 1.1 RC。

单稳态操作的波形如下所示。

在单稳态模式下波形

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单稳态多抗体的应用

分频器

当IC 555被用作单稳态多谐振荡器时,当一个持续时间短的负脉冲被应用于触发器输入时,输出端有一个正的矩形脉冲。通过调整充电或定时电路的时间间隔t,该装置可以作为分频电路工作。

如果定时间隔T略大于输入脉冲的时间段(触发脉冲),则该设备可以用作逐个两轮电路。可以通过适当地选择定时电路中的电阻器R和电容器C的值来控制定时间隔。下面示出了对应于逐两个电路对应的输入和输出信号的波形。

分频器的输入和输出波形

电路将触发触发输入的第一负脉冲。结果,输出将进入高状态。对于时间间隔t,输出将保持高位。在该间隔期间,即使应用了第二负触发脉冲,输出也不会受到影响,并且继续保持高,因为定时间隔大于触发脉冲的时间段。在第三负触发脉冲上,电路被重新触发。

因此,电路将触发每个备用负数触发脉冲I.E.每两个输入脉冲都有一个输出脉冲,因此它是逐两个电路。通过调整定时间隔,可以使单稳态电路产生输入频率的整体分数。

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脉冲宽度调制

IC 555的单稳态操作模式可以通过将调制信号作为销5的控制电压施加作为控制电压来进入脉冲宽度调制器。使用单稳态多谐振荡器的脉冲宽度调制器的电路如下所示。

使用IC 555的脉宽调制器

控制信号将调制阈值电压,结果,调制输出脉冲宽度。随着控制电压变化,阈值电压;这是对比较器1的输入,也有所不同。结果,将电容器充电到阈值电压电平的时间将变化,从而导致输出处的脉冲宽度调制波。输入,输出和调制信号的波形如下所示。

使用IC 555脉冲宽度调制中的波形

由于控制信号的应用,电容器的上门限电压电平将是不同的。新的上限阈值级别UTL由

UTL = 2/3 VCC + VMOD

其中VMOD是调制信号的电压。

由于新的阈值水平,输出的脉冲宽度由

ln (1 - UTL/VCC)

输出的时间段与输入相同。

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线性斜坡发生器

单稳态多纤维器将充当线性斜坡发生器,加入恒定电流源。由二极管和PNP晶体管组成的电流镜用作恒流源。该恒流源位于代替定时电阻。下面示出了具有IC 555的线性斜坡发生器的电路如下所示。

线性斜坡发生器

来自恒流源的电流IC将以恒定的速率向峰值电压(VCC)充电,从而产生一个上升的线性斜坡。当电容两端的电压达到2/3 VCC时,比较器1将驱动放电晶体管达到饱和。因此,电容器开始放电。放电时,当电容两端的电压降至1/3 VCC时,比较器2会关闭放电电容。

因此,电容器将再次开始充电。与充电时间相比,电容器的放电时间非常少。结果,向下斜坡非常陡峭(几乎立即放电)。因此,斜坡输出的时间段实际上等于电容器的充电时间。斜坡输出的时间段大约是由

T =(2 /(3)VCC RE(R1 + R2)C)/(R1 VCC - VBE(R1 + R2))

斜坡输出和斜坡发生器的脉冲输出波形如下所示。

线性斜坡发电机的输出波形

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切换继电器

单稳态多谐振荡器可用来驱动继电器。电路如下所示。

驾驶继电器的单稳态多纤维器

这些电路被称为时间延迟继电器。在该电路中,继电器一旦激活,继电器将保持一段时间。这次,继电器所在的时间可以是0到20秒之间的任何位置,具体取决于定时电路中的R和C的值。

例如,如果继电器在10S的时间内为10S,以便激励外部设备,则可以使用等式T = 1.1 RC来计算电阻器和电容器的值。

假设电容的值为最小可能值,即10µF,则电阻的值为

10 = 1.1 * R *10μF

rt = 909090.9090≈909 kΩ。

电位器可用于调节电阻,从而调整时间延迟。

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缺失脉冲探测器

缺失脉冲检测器的电路如下所示。PNP晶体管连接在电容器上,并且输入触发脉冲序列被给予晶体管的基极端子以及IC 555的销2触发输入。

缺失脉冲探测器

触发脉冲列火车将连续重置定时周期。因此输出总是很高。如果缺少任何触发脉冲,则设备检测到该缺失脉冲,输出变低。详细工作如下。当输入为0时,PNP晶体管接通,电容器上的电压钳位至0.7V,输出高。当输入触发电压高时,晶体管被截止,电容器将开始充电。

如果在完成定时周期之前输入触发信号再次低低,则在达到阈值电压(2/3 VCC)之前,电容器两端的电压下降到0.7V,并且输出继续保持高。如果输入触发信号在完成定时循环由于缺失脉冲之前不低,则允许电容器充电到阈值电压,并且输出将变低。

为了使该电路工作为缺失脉冲检测器,输入触发信号的时间段应略小于定时间隔。因此,连续的负面输入脉冲不会允许电容器充电,直到阈值电压。并且产出继续保持高。在输入频率变化或缺失脉冲的情况下,电容器将充电到阈值电压,输出降低。输入脉冲的波形,电容器上的电压和输出信号如下所示。

缺失脉冲检测器的波形

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一个回应

  1. 我无法弄清楚如何在输入上发射一次,但即使触发器停留也不会保持终止。换句话说,如果通过开关触发单稳态多谐振荡器(MVB)并且将开关保持5秒,则MVB输出其脉冲然而,仅计算RC时间。我希望我很清楚。这555个多谐振荡器将继续输出脉冲,直到释放瞬时开关。因此,如果将开关保持在三(3)秒,并且RC时间为0.5秒,555将继续输出脉冲,直到开关释放。

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