4.6.3. Типы интегральных таймеров

Массовое применение таймеров в аппаратуре, разнообразие решаемых ими задач и, следовательно, многообразие требований, предъявляемых к их пара­метрам в зависимости от типа аппаратуры и выполняемых функций, обуслови­ло создание обширного семейства интегральных таймеров.

Интегральные таймеры классифицируются по следующим признакам:

• внутренняя схемотехника и технология — биполярные и КМОП;

• число тактов мультивибратора на формируемом интервале времени — одно- тактные и многотактные.

Рассмотренный выше таймер NE555 выполнен по биполярной технологии. Он потребляет от источника сравнительно большой ток (10 мА). Входные токи его также сравнительно велики (0.5 мкА). Последнее обстоятельство сущест­венно затрудняет построение таймеров, способных формировать большие за­держки времени. Ток заряда времязадающего конденсатора I_с зави­сит от номинала резистора R_t и напряжения питания V_s. Минимальная величи­на этого тока достигается в конце формируемого интервала времени и составляет

Ic_min = (V_s/3R_t). (4.45)

Для обеспечения высокой точности отсчета интервала времени следует обеспечивать I_{с MIN} > 50I_1N, где I_IN — входной ток таймера. Для таймера NE555 максимальная величина сопротивления резистора R_t при V_S=15B составит 200 кОм. При емкости времязадающего конденсатора C_t= 1 мкФ максимальная длительность импульса согласно (4.42) не превысит 0.22 с.

В конце 70-х годов фирма Intersil разработала ИМС ICM7555, представляю­щую собой КМОП-вариант таймера NE555. Этот таймер, сохранив почти пол­ностью функциональную схему и даже назначение выводов своего биполярного прототипа, потребляет от источника питания всего 0.12 мА (при V_s= 15B). Входные токи этой микросхемы не превышают 50 пА. Это дает возможность в условиях, рассмотренных выше для таймера NE555, получить максимальную длительность импульса 2200 с (~ 37 мин) при сопротивлении времязадающего резистора R_t = 2 ГОм. Недостатком КМ ОП-варианта является меньшая нагру­зочная способность.

Многотактные таймеры применяются, если требуется обеспечить длительность им­пульса, измеряемую часами. В принципе большую длительность можно получить, ис­пользуя с однотактным таймером времязадающий конденсатор большой емкости (де­сятки или сотни мкФ). Однако конденсатор такой емкости с высококачественным ди­электриком занимает много места и дорого стоит. Блок-схема многотактного таймера приведена на Рис. 4.21.

Многотактный таймер умножает посто­янную времени RtCt-цепи на коэффициент пересчета счетчика. Семейство многотактных таймеров делится на две группы. К первой группе относятся программируемые таймеры, в которых формируе­мый интервал времени задается программно, установкой соответствующих пе­ремычек на выводах счетчика, либо цифровым кодом от ЭВМ. Ко второй груп­пе относятся специализированные таймеры со встроенными счетчиками, у ко­торых однозначно задан коэффициент пересчета.

Рис. 4.21. Блок-схема многотактного таймера

В Табл. 4.1 приведены основные характеристики нескольких моделей ана­логовых таймеров.