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。
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。
放电晶体管关闭,外部连接到其集电极的电容C将通过电阻r开始充电到最大值。当电容上的充电达到2/3 VCC时,高输出脉冲结束。在单稳态模式下的IC 555的内部连接与RC定时电路如下所示。
具体操作如下。最初,触发器是RESET。这将允许放电晶体管进入饱和状态。电容C,连接到晶体管的集电极开路(如果是CMOS的漏极),具有放电通道。因此,电容器完全放电,电压为0。引脚3的输出是低(0)。
当一个负向触发脉冲输入加到触发比较器(比较器2)上时,它与1/3 VCC的参考电压进行比较。在触发输入大于参考电压之前,输出保持低。力矩触发电压低于1/3 VCC时,比较器输出变高,这将设置触发器。因此,引脚3的输出将变得高。
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C上的电压呈指数增长。因此电容电压VC的方程可以写成
VCC (1 - e- t / RC)
当电容电压为2/3 VCC时,则
2/ 3vcc = 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
解得rt = 1.1 RC
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。
单稳态多谐振荡器的应用
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。
该电路将触发所述触发输入端的第一个负脉冲。结果,输出将进入高状态。输出将在时间间隔t内保持高输出。在此时间间隔内,即使施加第二个负向触发脉冲,由于时间间隔大于触发脉冲的时间间隔,输出也不会受到影响,并继续保持高输出。在第三个负触发脉冲上,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。
脉冲宽度调制
通过在引脚5处施加一个调制信号作为控制电压,IC 555的单稳态工作模式可以变成一个脉宽调制器。使用单稳多谐振荡器的脉宽调制器的电路如下所示。
控制信号将调制阈值电压,因此,输出脉宽被调制。随着控制电压的变化,阈值电压变化;比较器1的输入也有所不同。因此,给电容器充电到阈值电压水平的时间将会改变,导致在输出处产生脉宽调制波。输入、输出和调制信号的波形如下所示。
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为调制信号的电压。
由于新的阈值电平,输出的脉冲宽度由
ln (1 - UTL/VCC)
输出的时间周期与输入的时间周期相同。
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。
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。
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。
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,如果继电器是开10s的时间,以激励外部设备,那么电阻和电容的值可以计算如下使用公式t = 1.1 RC。
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。
一个电位器可以用来调整电阻,从而调整时间延迟。
丢失脉冲探测器
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。
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。
为了使该电路作为缺失脉冲检测器工作,输入触发信号的时间周期应该略小于定时间隔。因此,连续的负向输入脉冲将不允许电容充电,直到阈值电压。产出继续保持在高位。当输入频率发生变化或缺少脉冲时,电容器将充电到阈值电压,输出下降。输入脉冲、电容上的电压和输出信号的波形如下所示。
一个回应
我不知道如何在输入时发射一枪,但即使触发器保持着也不保持着。换句话说,如果单稳态多谐振荡器(mvb)被一个开关触发,开关保持5秒,mvb输出脉冲,不管RC时间是多少。(我希望我讲清楚了。)这些555多谐振荡器将继续输出脉冲,直到瞬时开关被释放。因此,如果你按住开关3(3)秒,RC时间是0.5秒,555将继续输出脉冲,直到开关被释放。