Лабораторна робота № 6 - інтегральний таймер

Мета роботи: дослідити роботу інтегрального таймера в режимі мультивібратора.

Зміст домашньої підготовки

1. Вивчити будову і принцип дії інтегрального таймера 555.

2. Вивчити особливості роботи інтегрального таймера 555 у режимі мультивібратора.

3. Вивчити роботу мультивібратора при подачі на вхід керуючої напруги. Розрахувати залежність частоти від керуючої напруги, напруга живлення 12 В.

Зміст звіту

Звіт по роботі має містити титульний аркуш, назву і мету роботи, короткі теоретичні відомості щодо будови і принципу дії інтегрального таймера 555, результати розрахунку компонентів і параметрів сигналу. Експериментальна частина лабораторної роботи має містити опис процесу вимірювань, скріншоти з результатами моделювання та поясненнями, таблиці з даними, висновки по роботі.

Нестабільний режим мультивібратора 555 таймер ic

Під час розрядки напруга на конденсаторі починає падати, і компаратор Threshold відразу ж починає видавати 0, що насправді нічого не змінює, тому що тепер обидва входи R і S тригера дорівнюють 0. Але як тільки напруга на конденсаторі падає до 1/3. напруги тригерний компаратор видасть 1. Це відключить розрядний транзистор, і конденсатор знову почне заряджатися. Таким чином, ці процеси зарядки і розрядки між 2/3 і 1/3 напруги, що подається, будуть продовжуватися самі по собі, створюючи прямокутну хвилю на виході таймера 555.

Мультивібратор зі шпаруватістю 2.

Як відомо, на основі тригера Шмітта дуже просто побудувати мультивібратор – для цього необхідно обидва його абсолютно стійкі стани перетворити на квазістійкі. Схема мультивібратора, працюючого за цим принципом, наведено на рис.1. Якщо таймер перебуває в стані «1», конденсатор З заряджається через резистор R і потенціал верхньої його обкладки (і, відповідно, вхідний сигнал тригера Шмітта) наростає, прагнучи до значення U₀. Як тільки він досягає рівня ⅔U₀, таймер перекидається в стан «0», і конденсатор починає розряджатися через той же резистор R. Потенціал його верхньої обкладки прагнути до нульового рівня, і коли він досягає значення ⅓U₀, таймер перекидається в стан «1», після чого всі процеси повторюються.

Неважко показати, що напівперіод вихідного сигналу пристрою визначається за формулою T = RCIn2. Симетричність вихідного сигналу визначається точністю виставлення рівнів ⅓U0 і ⅔U0, що забезпечується прецизійністю значень резисторів у внутрішній структурі таймера.

Нестабільний (нестійкий) мультивібратор також називають вільним мультивібратором. Він не має стабільних станів і постійно перемикається між двома станами без застосування будь-якого зовнішнього тригера.

Рис.1. Мультивібратор на інтегральному таймері 555(а)

та діаграми його роботи (б)

IC 555 може працювати як нестабільний мультивібратор з додаванням трьох зовнішніх компонентів: двох резисторів (R₁ і R₂) і конденсатора (C). Схема IC 555 як нестабільного мультивібратора разом із трьома зовнішніми компонентами показана в рис 2.

Контакти 2 і 6 з'єднані, і, отже, немає необхідності в зовнішньому імпульсі тригера. Він самоспрацьовує і діятиме як мультивібратор (генератор), що вільно працює. Решта підключення наступні: контакт 8 підключений до напруги живлення (V_CC). Контакт 3 є вихідною клемою, і, отже, вихід доступний на цьому виводі. Контакт 4 - це зовнішній контакт скидання. Миттєвий низький рівень на цьому контакті скине таймер. Отже, коли контакт 4 не використовується, зазвичай прив’язаний до V_CC.

Рис. 2. Мультивибратор на таймере 555

Керуюча напруга, прикладена до контакту 5, змінить пороговий рівень напруги. Але для нормального використання контакт 5 підключається до землі через конденсатор (зазвичай 0,01 мкФ), тому зовнішні шуми від клеми фільтруються. Контакт 1 - це клема заземлення. Схема синхронізації, яка визначає ширину вихідного імпульсу, складається з R1, R₂ і C.