Типичные применения

,А кОм 1%

ОкОм Г/о

Двлдесятич.вх.ТТЛ, дтл

Программируемый источник питания с одним усилителем. U= (±поляр4 ность) X (двоично-десятичный код)Х t/p,/=2A (пик. знач.) и 1 А (непрерывно); диапазон выходного напряжения ых + Р^мя достижения полной шкалы напряжения 8 мкс.

*[; о-

VCT.

J---f----r-°UDt]

R IOkOm

CD-

Лналоп вых.

! rt>

п-З

2- ВхЛТЛ

типалн0146

ЦА-преобразователь - от 4 до 10 разрядов (показан 4-разр. вариант). Время установления I мкс. погрешность 0,2 %. Примечание: все резисторы имеют допуск 0,1 %.

ТАЙМЕР LM555/LM555C

{фирма National Semiconductor)

Общее описание. Полупроводниковая интегральная микросхема LM555 представляет собой устройство, обеспечивающее получение точных значений временной задержки или генерирование импульсов. В схеме предусмотрены дополнительные выводы для запуска и сброса. В режиме получения временной -задержки последняя задается с большой точностью одним навесным резистором и одним конденсатором. При работе в режиме генерании сигналов частота следования и скважность импульсов регулируются двумя резисторами и одним конденсатором. Под влиянием приложенных сигналов может быть осуществлен запуск схемы или сброс ее в исходное состояние. Выходная цепь микросхемы способна отдать ток до 200 мА или управлять схемами ТТЛ.

возврат о-Разряд

Порог с-

напря : Зеиля о

Запуск о-

Принципиальная схема.

\(правл. напряжение

Возврат

Цоколевка (вид сверху). Круглый металлический корпус. Но-лер заказа LM555H, LM555CH, см. National Semiconductor Н08С.

Возврат

Управл. напряжение

Корпус DIP. Номер для заказа LM555C, см. NS корпус N08B. Номер для заказа LM555J илн LM555CJ, см. NS корпус J08A.

Характерные особенности:

Прямая замена SE555/NE5o5

Время задержки от микросекунд до часов

Работа в автоколебательном и ждущем режимах

Регулируемая скважность импульсов Выходной ток до 200 мА

Выход и напряжение питания совместимы с ТТЛ Температурная стабильность лучше чем 0,005 %/°С

Нормально включенный и нормально выключенный выход Применения

Прецизионное задание временных интервалов

Генерация импульсов

Получение последовательности временных интервалов Получение временной задержки Широтно-импульсная модуляция (ШИМ) Частотио-импульсная модуляция (ЧИМ)

Генерация линейного пилообразного напряжения

Типовые характеристики

0,1 0,1 0,3 о.

Наиболее низкий вровень HMnvJito sanvcKatxtfm)

5 10 <5

Нагряжсние питгния.в

№

100-

Минимальная ширина импульса, требуемая для запуска.

Зависимость тока питания от напряжения пи тания.

Зависимость высокого уровня выходного на. пряжения от выходного тока.

/вык.нА

1,0 0,1

0.D1

=[/ = 106:

25 С.

Зависимость низкою уровня выходного напряжения от выходного тока.

Зависимость низкого уровня выходного напряжения от выходного то ка.

Зависимость низкого уровня выходного напряжения от выходного то ка.

Электрические характеристики (Гокр = 25°С, t/кк = от +5 до +15 В, если нет других указаний)

Примечания: (1) При работе с повышенными температурами значения параметров прибора должны быть пересчитаны с учетом тся-о, что максимальная температура перехода +150°С и тепловое сопротивление перехода/корпус для ТО-5 составляет 45 °С/Вт, а тепловое сопротивление корпус - окружающая среда для обоих корпусов - 150 °С/В. (2) Типичное значение тока питания при высоком уровне выхода при £/к1к=5 В иа 1 мА меньше. (3) Измерено при £/{(1=5 В и £/i{(=15 В. (4). Пороговый ток определяет максимальное значение Ra +КК (л +?в)макс~° МОм. (5). Не требуется защиты от избыточного тока вывода 7, если не превышены значения допустимой мощности рассеяни корпуса.

Наинизший уровень напря-зюения запускакидсго импульса

Зависимость' запаздывания в появлении выходного сигнала от уровня напряжения запускающего импульса.

Нвииизший уровень напряжения запускающего импульса ( %)

Зависимость запаздывания в появлении выходного сигнала от уровня напряжения запускающего импульса.

IODDe

0.01 0,1 1,0 fO 100 выи,ил - вывод?

Зависимость напряжения, прикладываемого к транзистору разряда (вывод 7), от тока.

ill. ii... iliiiiii

0.01 0,1 1,0 10 №0 Гвых.ч^; вывод!

Зависимость напряжения, прикладываемого к транзистору разряда (вывод 7), от тока.

Максимальные эксплуатационные данные:

Напряжение питания Мощность рассеяния (прим. 1) Диапазон рабочих температур

LM555C

LM555

Диапазон температур при хранении Температура выводов при пайке (до 10 с)

СВЕДЕНИЯ ПО ПРИМЕНЕНИЮ

-f 18 В 600 мВт

от О до Ч-ТОТ от -55 до -f 125°С от -65 до -f 150°С 300°С

Режим одновибратора. В этом режиме работы таймер функционирует как генератор одиночных импульсов (рис. 1). Навесной конденсатор первоначально удерживается разряженным с помощью транзистора, расположенного внутри таймера. После приложения к выводу 2 отрицательного запускающего импульса, меньшего /зС/кк. триггер устанавливается в такое положение, при котором устраняется короткое замыкание конденсатора и достигается высокий уровень выхода.

HarpviKa иориально!

Нггрмзка

нормально)

выключена'

Возврат f

+5В Я0+16В

Рис. 1. Таймер в режиме одновибратора.

Рис. 2. Форма напряжений в режиме одновибратора. {/j(j(=5 В, время=0,1 мс/дел., J?=9,l кОм,

С = 0,01 мкФ, верхняя кривая: вход Ъ В/дел., средняя кривая: выход 5 В/дел., нижняя кривая: напряжение на конденсаторе 2 В/дел.

ЮмксЮО 1мс iomcioomcic юс юов Время запаздывания

Рис. 3. Временибе запаздывание (задержка).

Напряжение на конденсаторе затем экспоненциально нарастает в течение времени / = l,\R,iC. В конце этого интервала времени напряжение достигает VsUkk и компаратор сбрасывает триггер, который в свою очередь разряжает конденсаторы и переводит выход на низкий уровень. На рис. 2 показаны формы напряжений, генерируемые при этом режиме работы. Так как и заряд, и уровень порога компаратора прямо пропорциональны напряжению питания, то вырабатываемые временные интервалы не зависят от питания.

В течение интервала времени, когда уровень выхода высокий, повторное приложение запускающего импульса ие окажет никакого воздействия на схему. Однако в этот период времени схема может быть возвращена в исходное состояние путем приложения отрицательного импульса к выводу сброса (вывод 4). Уровень выхода будет оставаться после этого низким до тех пор, пока не будет опять приложен импульс запуска.

Когда нет нужды в использовании сброса схемы, то рекомендуется во избежание ложного запуска присоединить вывод 4 к t/кк. На рис. 3 приведена номограмма, позволяющая легко определить значения R и С для различных временных задержек. Примечание: При работе в режиме одновибратора перед концом временного интервала триггер длжен быть установлен В состояние высокого уровня выхода.

Работа в режиме автогенератора. Если таймер соединить по схеме, показанной на рис. 4 (вывод 2 соединить с выводом 6), то ои будет работать как несинхронизированный (автоколебательный) мультивибратор. Навесной конденсатор заряжается через сопротивления RaRb и разряжается через Rb. Поэтому скважность импульсов может быть точно установлена за счет выбора величины отношения этих сопротивлений. При работе в этом режиме конденсатор заряжается и разряжается в пределах 7з£/кк и Узкк- Как и при запуске, время заряда и разряда, а следовательно, и частота автогенератора не зависят от напряжения питания. Форма напряжений, генерируемых в этом режиме работы, показана на рис. 5.

Рис. 4. Таймер в режиме автогенератора.

Рнс. 5. Кривые напряжений в режиме автогенератора. £/{j(=5B. время=20 мкс/дел., Rji=3,9 кОм

J?£=3 кОм, С = 0,01 мкФ, верхняя кривая: выход 5 В/дел., нижняя кривая: напряжение на конденсаторе 1 В/дел.

Время заряда (уровень выхода высокий) определяется из выражения <1 = 0,693(/?/1-f-.в)С, а время разряда (уровень выхода низкий) t - = 0,693/?вС. Поэтому полный период равен Т = tx + h = 0,693(/?/i -f- 2Rb)C.

Частота колебаний f = IIT = 1,44/(/?л-f-2/?в)С. Для быстрого определения значений RC могут быть использованы зависимости, приведенные на рис. 6.

Скважность импульсов равна D = Rb/(Ra + 2Rb). Делитель частоты. Схема таймера в режиме одновибратора (см. рис 1) может быть использована как делитель частоты за счет установки длительности временного интервала. На рис. 7 приведена форма генерируемых при этом напряжений.

Широтно-импульсный модулятор. Когда таймер включен для работы в режиме одновибратора и запускается непрерывной последовательностью импульсов, то ширина выходного импульса может быть модулирована сигналом, прикладываемым к выводу 5. Схема приведена на рис. 8, а примеры формы входного и выходного сигналов - на рис. 9.

Позиционио-импульсная модуляция. При этом применении используется таймер, включенный в режим автогенератора, как это показано на рис. 10. Модулирующий сигнал прикладывается к выводу 5 (напряжение управления). Положение импульсов изменяется в зависимости от величины модулирующего сигнала, так как изменяется пороговое напряжение и, следовательно, временная задержка. Форма модулированных импульсов при треугольной форме модулирующего напряжения приведена на рис. 11.

Получение линейного пилообразного напряжения. Линейное пилообразное напряжение генерируется, когда дополнительный резистор Ra в схеме одновибратора заменяется на источник неизменного тока. На рис. 12 показана

0,1 1 10 100 1к 10 100 Частота свободных-колебаний,Гц

Рис. 6. Частота свободных колебаний.

Рис. 7. Делктель частоты. £/{{=5 В, время=20 мкс/дел., Rj[~9,l кОм,

С = 0,01 мкФ, верхняя кривая: вход 4 В/дел., средняя кривая: выход 2 В/дел., нижняя кривая: напряжение на конденсаторе 2 В/дел.

Выход

Рис. 8. Широтио-импульсный модулятор.

Рис. 9. Форма напряжения прн шнротно'

импульсной модуляции. Ug=5 В, время=0.2 мс/дел., Rji=9,l кОм,

С = 0,01 мкФ, верхняя кривая: модулируемое напряжение 1 В/дел., нижняя кривая: выход 2 В/дел.

схема включения таймера для этого случая, а на рис. 13 - получаемая форма Напряжений при генерировании пилообразного сигнала.

Интервал времени определяется выражением Г = [VatKKa (1 + г) 1/ / [1 - БЭ (Rl + Щ' БЭ 0.6 В.

Генератор импульсов с 50%-ной скважностью. Для получения 507о-ной скважности импульсов резисторы Ra и Rb могут быть соединены по схеме рис. 14. Интервал времени, когда уровень выхода высокий, имеет то же значение, что и ранее: t,i = 0,693RaC. Интервал времени, когда уровень выхода низкий, равен h = [(RARB)l{RA + RB)]C-ln[(RB - 2RA)/(2RB - RA)]; поэтому частота импульсов f = l/(/i -- г).

Обратите внимание на то, что эта схема не будет работать, если Rb > > 4iRA, поскольку при этом напряжение на вводе 2, присоединенном к общей точке этих сопротивлений, не может достичь напряжения /з^кк и запустить компаратор.

Выход о-

8 г 7

1М565 €

MQAVflHp.

I lilllll!! 1:1 II III II11 lllllilll III II III nil

Phc. 11. Форма напряжения при познци

онно-импульсной модуляции. £/jj= 5В, время=0,1 мс/дел., i?=3.9KOM

1?В=3 кОм, С = 0.01 мкФ, верхняя кри

Рнс. 10. Позиционно-импульсный модуля- ван: вход 1 В/дел., нижняя кривая: вы<

ход 2 В/дел.

3anvcK

выход

Рис. 12.

Рис. 13. Линейный пилообразный сигнал. £/j(K=5 В, аремя=20 мкс/дел, =47 кОм

2 = 100 кОм, %=2,7 кОм, С=0,01 мкФ.

верхняя кривая: вход 3 В/дел., средняя кривая: выход 5 В/дел., нижняя кривая: напряжение на конденсаторе 1 В/дел.

Дополнительные сведения. Необходимо предусмотреть адекватное шунтирование источника питания для защиты связанных с ним цепей. Как минимум, рекомендуется подключать конденсатор 0,1 мкФ параллельно с электролитическим конденсатором емкостью 1 мкФ. Время сохранения компаратором предыдущего состояния, когда для запуска напряжение на выводе 2 снижается