Описание схем на NE555
Там же, в даташите, приводятся основные схемы схемы включения NE555. На их основе можно строить электронные узлы для различных целей.
Одновибратор
Схема одновибратора (ждущего мультивибратора)
Схема одновибратора, рекомендуемая разработчиками, показана на рисунке. Изначально на входе 2 высокий уровень, на выходе низкий, транзистор, присоединенный к выходу Discharge открыт, конденсатор С разряжен. При появлении на входе 2 (TRIG) уровня LOW, на выходе микросхемы появляется уровень HIGH, транзистор DISCH закрывается, конденсатор С начинает заряжаться, при достижении на нем 2/3 от VCC на выходе напряжение сбрасывается в низкий уровень. Так формируется единичный импульс, длительность которого определяется элементами Ra и С, и может быть рассчитана, как T=1,1*Ra*C. Очевидно, что длительность выходного импульса не зависит от длительности перепада на входе 2. Запускающий импульс должен иметь длину от 10 мкс до длительности выходного импульса.
Реле времени
Схема реле времени
На базе одновибратора можно построить реле времени, формирующее сигналы, длящиеся заданный период времени. Включение микросхемы принципиально не отличается от предложенной производителем. Частота задается цепочкой R2C1. При указанных номиналах при нажатии на кнопку на выводе 3 появляется положительный импульс длиной около 6 секунд. Потенциометром R2 можно регулировать это время. При необходимости изменить диапазон длительности, надо подобрать значения номиналов цепочки R2C1 – увеличение сопротивления и (или) ёмкости ведет к увеличению длительности и наоборот. Микросхема управляет электромагнитным реле, включенным через транзисторный ключ.
Мультивибратор
Несколько изменив схему подключения времязадающих элементов, на базе таймера можно построить мультивибратор.
Мультивибратор на NE555
Здесь цепь заряда конденсатора выполнена в виде последовательной цепочки RaRb, а разряжается через резистор Rb. Частота следования импульсов определяется по соотношению f = 1.44/(Ra + 2Rb)*C , а период – T=0.693(Ra + 2Rb)*C. Длительность положительного импульса равна th = 0.693(Ra +Rb)*C.
Схема с мигающими светодиодами
Если подключить к выходу микросхемы пару светодиодов с токоограничивающими резисторами, можно организовать мигалку. Если на выходе уровень LOW, будет светиться верхний светодиод (можно поставить с зеленым цветом свечения), а если HIGH – нижний (красный на схеме).
Улучшенный мультивибратор
Устранить эту проблему можно, разделив цепи заряда и заряда конденсатора диодами. На приведенной схеме конденсатор С1 заряжается через цепь из диода D1 и нижней части потенциометра Р1 (если на выходе микросхемы высокий уровень), а разряжается через D2, Р2 и верхнюю часть Р1.
Схема мультивибратора с раздельной регулировкой
Широтно-импульсный модулятор
Используя вывод 5 (CONT), можно построить широтно-импульсный модулятор (ШИМ). Частота генерации задается цепочкой RaC. Модулирующий сигнал подается на вывод CONT. Ширина импульсов на выходе определяется уровнем напряжения на выводе CONT. На диаграмме показан результат модуляции синусоидальным сигналом, но это не принципиально – форма модулирующего сигнала может быть любой. Лучше подавать управляющий сигнал через конденсатор, чтобы исключить постоянную составляющую.
Схема ШИМ и осцилограммы напряжения
Последовательный таймер
Таймеры можно соединять последовательно – например, для последовательной активации участков испытательного оборудования и т.п. Срабатывание одного таймера запускает следующий и так по цепочке. Можно применять NE555 в режиме генераторов или одновибраторов, с модуляцией или без модуляции. Это позволяет строить гибкие схемы выдачи импульсов.
Последовательный таймер с тремя выходами
Пример такой схемы приведен на рисунке. Запуск цепочки инициализируется нажатием кнопки S.
Приведенные схемы не охватывают применение микросхемы исчерпывающе. Они лишь иллюстрируют некоторые возможности построения электронных узлов на базе таймера. По мере изучения можно открывать для себя все новые возможности микросхемы и использовать ее для решения различных задач.
Видео: Дверной звонок. Конструкции начинающим — Инструкция к применению
Биржа ProСтанки
Простую конструкцию звукового генератора, вполне подходящую для применения в качестве электронного дверного звонка, можно сделать самостоятельно, применив за основу схему, построенную на двух таймерах NE555. В данном варианте таймеры выполняют роль звуковых генераторов. Первый генератор настроен на частоту примерно 1Гц. Второй промодулирован изменяющимся сигналом с выхода первого генератора. Частоту каждого генератора можно регулировать подстроечными резисторами. Резистор R1 изменяет скорость переключения с одной тональности на другую, резистором R2 изменяют саму тональность. Сборка ограничена количеством компонентов. Кроме двух микросхем, необходимы всего четыре конденсатора и четыре резистора, два из которых подстроечные. Монтаж выполняется на любой макетной или печатной плате. В качестве звукового излучателя применена динамическая головка мощностью Вт. Напряжение питания устройства 3В, при токе потребления около 10мА. Поэтому, конструкция может длительное время работать от двух пальчиковых батарей.
8 способов снизить затраты на сварочные работы
Запуск гидравлического листогибочного пресса КМТ модель КРВ-P 125-2500 в Казани
«Барби-сварщик» — скульптор по металлу из Нью-Йорка
Для чего японские плотники раскалывают эти дощечки?
Лазерная резка в судостроении: cостояние и развитие
Отзыв клиента о поставке фрезерного станка с ЧПУ TS 1212 PRO
Изучите свои сопла для 3D-печати
Чистка изделий клиента на складе с помощью установки лазерной чистки металла от ржавчины непрерывного типа XTL-QXC1500
Мэтт Уилсон использует переработанное столовое серебро и металлолом для создания прекрасных скульптур
Характеристики
Предельные характеристики работы генератора NE555 в datasheet разных производителей практически не отличаются. Долго эксплуатировать таймер в близких к максимальным условиям нельзя. При превышении указанных значений он выходит из строя.
Максимальные характеристики NE555:
- максимальное напряжение на входе, Vcc – 16 В;
- максимальная рассеиваемая мощность, PD – 600 мВт;
- диапазон рабочих температур окружающей среды, Tamb – от 0 до +70℃;
- диапазон температур хранения, Tstg – от -65 до +150℃;
- пиковая температура пайки (не должна превышать 10 мс) – +230℃.
Ниже приведём основные электрические параметры NE555 для переменного и постоянного токов. Условия, при которых были сняты значения: рабочая температура Tamb = 25℃, напряжение источника питания Vcc от 5 до 15 В. Другие значения отразим в отдельном столбце. Измерения выполнялись по типовой схеме включения из datasheet.
Параметры | Единицы | Значения | Условия измерений | ||
min | type | max | |||
Напряжение (VTH) на ТНR | В | 8,8 | 10 | 11,2 | Vcc= 15 В |
2,4 | 3,3 | 4,2 | Vcc= 5 В | ||
Ток через (ITH) ТНR | нА | — | 30 | 250 | — |
Переключающий ток (IDIS) на DIS | нА | — | 20 | 100 | — |
Напряжение (VTR) на TRIG | В | 4,5 | 5 | 5,6 | Vcc= 15 В |
1,1 | 1,67 | 2,2 | Vcc= 5 В | ||
Ток (ITR) через TRIG | мкА | — | 0,5 | 2 | 0 В на TRIG |
Переключающее напряжение (VDIS) на DIS (низкое напряжение на выходе) | В | — | 0,15 | 0,4 | VCC = 5 В IO = 8 мА |
Напряжение (VRST) на RESET | В | 0,3 | 0,7 | 1 | — |
Ток (IRST) через RESET | мА | — | 0,1 | 0,4 | Vcc на RESET |
— | — 0,4 | — 1,5 | 0 В на RESET | ||
Напряжение (VCON) на CTRL (цепь разомкнута) | В | 9 | 10 | 11 | Vcc= 15 В |
2,6 | 3,33 | 4 | Vcc= 5 В | ||
Потребляемый ток (ICC) | мА | — | 10 | 15 | Высокое положение на выходе, Vcc= 15 В |
— | 3 | 6 | Высокое положение на выходе, Vcc= 5 В | ||
— | 9 | 13 | Низкое положение на выходе, Vcc= 15 В | ||
— | 2 | 5 | Низкое положение на выходе, Vcc= 5 В | ||
Высокое напряжение (VOH) на OUT | В | 12,75 | 13,3 | — | Vcc= 15 В, IOH = -100 мА |
— | 12,5 | — | Vcc= 15 В, IOH = -200 мА | ||
2,75 | 3,3 | — | Vcc= 5 В, IOH = -100 мА | ||
Низкий уровень напряжение (VOL) на выходе OUT | В | — | 0,1 | 0,25 | Vcc= 15 В, IOL = 10 мА |
— | 0,4 | 0,75 | Vcc= 15 В, IOL = 50 мА | ||
— | 2 | 2,5 | Vcc= 15 В, IOL = 100 мА | ||
— | 2,5 | — | Vcc= 15 В, IOL = 200 мА | ||
— | 0,1 | 0,35 | Vcc= 5 В, IOL = 5 мА | ||
— | 0,15 | 0,4 | Vcc= 5 В, IOL = 8 мА |
Самодельный звонок на базе абонентского громкоговорителя
Предлагаемое устройство выполнено на базе обычного трансляционного громкоговорителя, содержит минимум деталей и способно подать достаточно сильный звуковой сигнал, ведь излучатель — динамик. Питание такого звонка осуществляется от автономного низковольтного источника (батарейки). Устройство не потребляет энергии в режиме ожидания и абсолютно безопасно.
Рис.1. Принципиальная электрическая схема самодельного звонка на базе абонентского громкоговорителя.
Ввиду малого количества деталей нет смысла изготавливать печатную плату. Монтаж выполняется навесным способом. В качестве опор при пайке используются выводы динамика, трансформатора, 68-килоомного потенциометра.
Регулятор громкости базового громкоговорителя — R1 на принципиальной электрической схеме выполняет функцию регулятора высоты тона генерируемого сигнала, которая устанавливается по желанию. Выключатель (тумблер, кнопка или иной контактный соединитель) размещается в удобном месте у входа в подъезд, секции на этаже или входной двери квартиры.
В качестве транзистора VT1 подойдёт любой из числа маломощных германиевых МП39 — МП42. Столь же некритичен выбор резистора R2, подойдут самые что ни на есть распространенные ВС, МЛТ, УЛМ с номинальной мощностью 0,125 Вт и более. Конденсатор — любого типа. Элементы R1, Т1 и ВА1 — от трансляционного громкоговорителя.
Случается, что правильно собранный звонок при подключении питания не работает. Тогда следует поменять местами концы одной из обмоток трансформатора Т1. Однако отсутствие генерации на звуковой частоте может быть и следствием некондиционности транзистора VT1. В таком случае придется заменить его другим, имеющим больший коэффициент усиления.
Если диапазон перестройки высоты тона потенциометром R1 не устраивает, то его легко изменить подбором емкости конденсатора С1. Но звучание данного звонка зависит и от напряжения питания. По изменению высоты тона звонка можно также судить и о степени разряженности источника питания и своевременно менять подсевший гальванический элемент или батарею. Только не следует забывать при этом о соблюдении полярности, ведь транзистор не терпит переполюсовок.
В.Беседин, г.Тюмень
Режимы работы NE555
Применение
Невероятно низкая цена, доступность и простота реализации функционально сложных и в тоже время тривиальных электронных схем на ее основе, без глубоких познаний в области электроники, сделали её самой любимой игрушкой большинства начинающих радиолюбителей. Она является сердцем самых разнообразных и очень популярных конструкций, в том числе сделанных своими руками.
По инструкции в непродолжительном видео Вы можете собрать некоторые из схем на NE555: простого и более совершенного металлоискателя пират, ШИМ-регулятора, повышающего DC-преобразователя и измерителя индуктивности и емкости на триггере Шмитта.
Схема обычной мигалки на NE555
Основные характеристики микросхемы NE555
Функциональная схема и описание прибора
Микросхема 555
Всем привет. Сегодня я хочу рассказать вам о микросхеме 555. Её история началась ещё в далеком 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием «Интегральный таймер» (The IC Time Machine). В те времена это была единственная «таймерная» микросхема, которая была доступна массовому потребителю. Сразу после выхода 555 завоевала бешеную популярность и её начали выпускать почти все производители полупроводников. Отечественные производители тоже выпускали данную микросхему под названием КР1006ВИ1.
Что это за чудо?
Микросхема выпускается в двух вариантах корпуса — пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда встретить 555 в круглом металлическом корпусе в наши времена очень сложно, чего не скажешь о версии в пластиковом DIP корпусе. Внутри корпуса с восемью выводами скрываются транзисторы, диоды и резисторы. Не будем вдаваться в доскональное изучение 555, но про ножки этой микросхемы я расскажу более подробно. Всего ножек 8.
1. Земля
. Вывод, который во всех схемах нужно подключать к минусу питания. 2.Триггер , он же запуск. Если напряжение на пуске падает ниже 1/3 Vпит, то таймер запускается. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА. 3.Выход . Напряжение выхода примерно на 1,7 В ниже напряжения питания, когда он включен. Максимальная нагрузка, которую может выдержать выход — 200 мА. 4.Сброс . Если подать на него низкий уровень напряжения (меньше 0,7 В), то схема переходит в исходное состояние не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент. Если в схеме не нужен сброс, то рекомендуется подключить этот вывод к плюсу питания. 5.Контроль . Этот вывод позволит нам получить доступ к опорному напряжению компаратора №1. Используется этот вывод очень редко, а вися в воздухе может сбивать работу, поэтому в схеме его лучше всего присоединить к земле. 6.Порог , он же стоп. Если напряжение на этом выходе выше 2/3 Vcc, то таймер останавливается и выход переводится в состояние покоя. Стоит заметить, что работает выход только тогда, когда вход выключен. 7.Разряд . Этот выход соединяется с землей внутри самой микросхемы, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда на выходе высокий уровень. Может пропускать до 200 мА и иногда используется как дополнительный выход. 8.Питание . Данный выход нужно подключать к плюсу питания. Микросхема поддерживает напряжение в пределах 4,5-16 В. Может работать от обычной 9В-батарейки или от проводка USB.
Моностабильный
При подаче сигнала на вход нашей микросхемы, она включается, генерирует выходной импульс заданной длины и выключается, ожидая входного импульса
Важно, что после включения микросхема не будет реагировать на новые сигналы. Длину импульса можно рассчитать по формуле t=1.1*R*C. Пределов по длительности импульсов нет — как по минимальной, так и по максимальной длительности
Есть некоторые практические ограничения, которые можно обойти, но стоит задуматься над тем, нужно ли это и не проще ли выбрать другое решение. Итак, минимальные значения, установленные практическим образом для R составляет 10кОм, а для С — 95пФ. Можно и меньше, но при этом схема начнет поглощать много электричества
Пределов по длительности импульсов нет — как по минимальной, так и по максимальной длительности. Есть некоторые практические ограничения, которые можно обойти, но стоит задуматься над тем, нужно ли это и не проще ли выбрать другое решение. Итак, минимальные значения, установленные практическим образом для R составляет 10кОм, а для С — 95пФ. Можно и меньше, но при этом схема начнет поглощать много электричества.
Нестабильный мультивибратор
В этом режиме все довольно таки просто. Управлять таймером не нужно. Он все сделает сам — сперва включится, подождет время t1, потом выключится, подождет время t2 и начнет все заново. На выходе у нас получится забор из высоких и низких состояний. Частота с которой будет колебаться зависит от параметров величин R1,R2 и C и определяется она по формуле F= 1,44/((R1+R2)C). В течение времени t1 = 0.693(R1+R2)C на выходе будет высокий уровень, а в течение времени 2 = 0.693R2C — низкий.
Бистабильный
В данном режиме наша микросхема 555 используется как выключатель. Нажал одну кнопку — выход включился, нажал другую — выключился.
Режим одновибратора
Всего существует три работы режима микросхемы NE555, один из них – одновибратор. Чтобы осуществить формирование импульсов, приходится применять конденсатор полярного типа и резистор.
Работа схемы происходит таким образом:
- Ко входу таймера прикладывается напряжение – низкоуровневый импульс.
- Происходит переключение режима работы микросхемы.
- На выводе «3» появляется сигнал с высоким уровнем.
Рассчитать время, в течение которого проходит сигнал, можно по простой формуле:
t=1,1*R*C.
По прошествии этого времени на выходе произойдет формирование низкоуровневого сигнала. В режиме мультивибратора выводы «4» и «8» соединяются. При разработке схем на основе одновибратора нужно учитывать такие нюансы:
- Напряжение питания не может влиять на время импульса. При увеличении напряжения скорость зарядки конденсатора, который задает время, больше. Следовательно, увеличивается амплитуда сигнала на выходе.
- Если произвести подачу дополнительного импульса на вход (уже после основного), то он не повлияет на работоспособность таймера до окончания времени t.
Чтобы повлиять на функционирование генератора, можно воспользоваться одним из способов:
- На вывод RESET подать низкоуровневый сигнал. При этом таймер вернется в состояние по умолчанию.
- Если на вход «2» идет низкоуровневый сигнал, то на выходе всегда будет высокий импульс.
При помощи одиночных импульсов, подаваемых на вход, и изменения параметров времязадающих компонентов, можно на выходе получить прямоугольный сигнал нужной длительности.
Режимы работы устройства
Основные режимы использования микросхемы 555 серии – одновибратор, мультивибратор и триггер Шмитта.
Первый применяется для создания единовременного сигнала заданной длительности при подаче входного напряжения на стартовый контакт чипа.
Второй – для генерации множества автоколебательных импульсов прямоугольной формы.
Третий, благодаря эффекту памяти предыдущего сигнала и трех вариантов исходящих согласно внутренней логики, в системах задержки и цифровых устройствах.
Одновибратор
В этой схеме, при подаче сигнала любой формы на второй вход 555 серии, будет генерироваться импульс на третьем ее выходе. Его длительность зависит от характеристик сопротивления R и емкости C. Вычислить необходимое время действия исходящего сигнала можно по формуле t=1,1*C*R.
Мультивибратор
В отличие от предыдущей схемы, мультивибратору для начала постоянной генерации не нужна подача внешнего сигнала. Достаточно только произвести подключение питания. На выходе импульсы прямоугольной формы с изменением состояния в течение t2 и с периодом действия t1.
Их время рассчитываться от параметров R1 и R2 по формулам:
Период и частота:
Чтобы достичь времени импульса большего, чем время паузы, используют диод, соединяющий катодом 7 контакт микросхемы (разряд), с 6 (останов) через свой анод.
Прецизионный триггер Шмитта
Функциональность в рамках инвертирующего прецизионного переключателя в 555 серии обеспечивается наличием двух порогового компаратора и RS — триггера. Напряжение на входе разделяется на три части, при достижении пороговых значений которых и изменяется состояние выдачи сигнала устройством.
Разграничение делается по полярности, причем для переключения достаточно 1/3 общего вольтажа питания любого из полюсов. На выходе, при получении порогового сигнала на входе, возникает импульс, инвертированный полярно относительно изначального. Его уровень постоянен и длится он ровно то время, которое действует инициирующий импульс.
Используется подобная схема в системах, где требуется избавление от излишнего шума и приведение его последовательностей к необходимым пороговым значениям.
Datasheets
Sample &Buy ProductFolder Support &Community Tools &Software TechnicalDocuments NA555, NE555, SA555, SE555SLFS022I – SEPTEMBER 1973 – REVISED SEPTEMBER 2014 xx555 Precision Timers1 Features 3 Description These devices are precision timing circuits capable ofproducing accurate time delays or oscillation. In thetime-delay or mono-stable mode of operation, thetimed interval is controlled by a single externalresistor and capacitor network. In the a-stable modeof operation, the frequency and duty cycle can becontrolled independently with two external resistorsand a single external capacitor. 1 Timing From Microseconds to HoursAstable or Monostable OperationAdjustable Duty CycleTTL-Compatible Output Can Sink or SourceUp to 200 mAOn Products Compliant to MIL-PRF-38535,All Parameters Are Tested Unless OtherwiseNoted. On All Other Products, ProductionProcessing Does Not Necessarily Include …
П О П У Л Я Р Н О Е:
Самодельный батарейный блок для электронной сигареты
Электронная сигарета — это устройство, имитирующее процесс обычного курения, но избавляющее курильщика от вдыхания смол и других продуктов горения, а также она позволяет изменять дозировку никотина. Электронная сигарета, представляет собой трубочку, чуть длиннее обычной сигареты, состоящую из батарейки, испарителя, управляющего процессом испарения микропроцессора и картриджей с ароматической жидкостью — обычно смесью никотина и пропиленгликоля. Кончик сигареты загорается во время затяжки, когда курильщик вдыхает «дым».
Подробнее…
Звуковой сигнализатор поворотов
Чтобы не забыть выключить рычаг поворотов или ручника предлагаю свой автомобиль дополнить не сложным устройством — сигнализатором. Звуковой сигнализатор собран на распространённой и недорогой микросхеме К155ЛА3. Сигнализатор подключается к контрольной лампе поворотов или ручника. Подробнее…
Сабвуфер своими руками
Схема таймера на микросхеме NE555
Взгляните на рисунок. Как это может показаться банально, но микросхема NE555 именно в этой схеме работает в своем штатном режиме, то есть по прямому назначению. Хотя на самом деле может быть применяться как мультивибратор, как преобразователь аналогового сигнала в цифровой, как микросхема обеспечивающая питание нагрузки от датчика света , как генератор частоты, как модулятор для ШИМ. В общем чего только с ним не придумали за время его существования, которое уже перевалило за 45 лет. Ведь вышла микросхема впервые в далеком 1971…
Теперь все же давайте кратко еще раз пробежимся по подключению микросхемы и принципу работы схемы.
После нажатия на кнопку «reset» мы обнуляем потенциал на входе микросхемы, так как по сути заземляем вход. При этом конденсатор на 150 мКФ оказывается разряжен. Теперь в зависимости от емкости подключенной к ножке 6,7 и земле (150 мКФ), будет зависеть период задержки-выдержки таймера. Заметьте, что здесь также подключен и ряд резисторов 500 кОм и 2.2 мОм, то есть эти резисторы тоже участвуют в формировании задержки-выдержки.
Так при сопротивлении цепочки резисторов около 1 мОм, задержка будет около 5 мин. Соответственно если выкрутить резистор на максимум и сделать так, чтобы конденсатор заряжался максимально медленно, то можно достичь задержки в 10 минут. Здесь надо сказать, что при начале отсчета таймера загорается зеленый светодиод, когда же срабатывает таймер, то на выводе появляется минусовой потенциал и из-за этого зеленый светодиод гаснет, а загорается красный. То есть в зависимости от того, что вам надо, таймер на включение или выключение, вы можете воспользоваться соответствующим подключением, к красному или зеленому светодиоду. Схема простая и при правильном соединении всех элементов в настройке не нуждается.
В случае необходимости управления таймером силовой нагрузкой, можно использовать сигнал после резистора в 330 Ом. Эта о точка показана красным и зеленым крестиком. Используем обычный транзистор, скажем КТ815 и реле. Реле можно применить на 12 вольт. Пример такой реализации управления силовым питанием приведен в статье датчик свет, сморите ссылку выше. В этом случае можно будет выключать-включать мощную нагрузку.
Пакеты
Texas Instruments NE555 в корпусах DIP- 8 и SO-8
В 1972 году Signetics первоначально выпустила таймер 555 в металлических корпусах DIP- 8 и TO5 -8, а таймер 556 был выпущен в корпусе DIP-14.
В 2012 году 555 был доступен в корпусах для сквозных отверстий как DIP-8 (шаг 2,54 мм) и корпусах для поверхностного монтажа как SO-8 (шаг 1,27 мм), SSOP-8 / TSSOP -8 / VSSOP-8 (0,65 мм). с шагом мм), BGA (с шагом 0,5 мм).
В 2006 году двойной таймер 556 был доступен в корпусах для сквозных отверстий как DIP-14 (шаг 2,54 мм) и корпусах для поверхностного монтажа как SO-14 (шаг 1,27 мм) и SSOP-14 (шаг 0,65 мм).
MIC1555 является КМОП — 555-типа таймер с 3 меньшим количеством штырьков , доступных в SOT23 -5 (0,95 мм) поле поверхностного монтажа пакета.
Использование вывода 5 таймера NE555
Всем известен и широко применяется в радиолюбительских конструкциях таймер NE555 и его аналоги, например, отечественный КР1006ВИ1. В подавляющем большинстве случаев вывод 5 таймера NE555 оставляют свободным или соединяют с общим проводом через блокировочный конденсатор, что в условиях отсутствия помех по питанию не очень нужно. В зарубежных описаниях таймера этот вывод называют по-разному — Cont. Control. Control Voltage, а в отечественных — «Контроль делителя», хотя уместнее было бы перевести слово control как «управление».
Внутри таймера NE555 вывод 5 соединен с точкой соединения «верхнего» и «среднего» резисторов делителя напряжения питания, формирующего пороги срабатывания компараторов и задающего таким образом пределы изменения напряжения на времязадающем конденсаторе Поэтому, когда вывод 5 оставлен свободным, напряжение на нем — 2/3 напряжения питания. Точка соединения «среднего» и «нижнего» резисторов, где напряжение равно 1/3 напряжения питания, внешнего вывода не имеет. Исходя именно из таких порогов, в справочниках приведены формулы расчёта длительности импульсов и частоты их следования на выходе генератора, собранного на таймере. Однако длительностью и частотой можно управлять, не изменяя ёмкость и сопротивление времязадающих элементов, а лишь подавая внешнее напряжение на вывод 5 таймера, сдвигая тем самым пороги срабатывания компараторов. О такой возможности написано в справочных данных таймера, но никаких зависимостей или рекомендаций на эту тому там не приведено. Чтобы восполнить этот пробел, были проведены эксперименты, с результатами которых хочу ознакомить читателей.
На таймере NE555 был собран генератор непрерывных колебаний по схеме, изображенной на рис. 1.
Рис. 1
Если вывод 5 таймера никуда не подключён, коэффициент заполнения генерируемых импульсов (отношение длительности импульсов Т+ к периоду их следования Т) равен 0.5, а частота их следования
При указанных на схеме номиналах элементов F0≈1 кГц.
Внешнее напряжение, поданное на вывод 5, влияет на оба порога Причём верхний порог становится равным этому напряжению, а нижний — его половине. Если подать на вывод 5 напряжение Uупр равное 8 В (2/3 от 12 В), частота и коэффициент заполнения останутся прежними. Но при других значениях Uупр они изменяются, как показано на рис. 2 (частота) и рис. 3 (коэффициент заполнения).
Рис. 2
Рис. 3
Причём частота, увеличиваясь в 3,7 раза при изменении Uупр от 11,5 до 1 В, с дальнейшим его уменьшением резко падает. Коэффициент заполнения растёт с 0,06 (Uупр = 1 В) до 0,77 (Uупр = 11,5 В) практически линейно.
Рис. 4
Другой способ управления состоит в подключении к выводу 5 резистора второй вывод которого соединён с одним из других выводов таймера. Варианты его подключения показаны на рис. 4 а зависимости частоты и коэффициента заполнения от — соответственно на рис. 5 и рис. 6. Буквы у кривых на этих рисунках совпадают с теми, которыми обозначены варианты подключения резистора на рис.4.
Рис. 5
Рис. 6
Как видим, при соединении резистора Rупр с общим проводом и уменьшении его сопротивления от 100 кОм до 470 Ом частота растёт в 1,7 раза, а коэффициент заполнения падает в восемь раз. Если соединить резистор с плюсовой линией питания, при изменении его сопротивления в тех же пределах часто та уменьшается в 2,2 раза, а коэффициент заполнения растёт в 1,5 раза, Наибольшее изменение частоты — в четыре раза достигнуто при соединении резистора Rупр с выходом OUT (выводом 3) таймера, При этом коэффициент заполнения импульсов практически не изменяется, оставаясь приблизительно равным 0,5. Если подключить резистор Rупр к выходу с открытым коллектором DISCH (выводу 7), кривые зависимостей изменения частоты и коэффициента заполнения от сопротивления резистора занимают промежуточные положения между кривыми при его соединении с плюсом питания и с выходом OUT.
Полученные результаты можно распространить и на КМОП-версии таймера — микросхемы LMC555, TS555, ICM7555, КР1441ВИ1. Но следует иметь в виду, что пороговые напряжения в них заданы с помощью делителей напряжения из резисторов сопротивлением 100 кОм, а не 5 кОм, как в таймерах NE555. Поэтому для них значения сопротивления резистора указанные на рис. 5 и рис. 6, нужно увеличить в 20 раз.