بناء 555 جهاز توقيت متعدد الهزاز غير مستقر قائم على IC
بدون استخدام أي مشغلات خارجية، يمكن لـ 555 Timer IC أن يتناوب بين حالتيه. ثلاثة أجزاء خارجية إضافية، مقاومتان (R 1 و ر 2 ) ويمكن إضافة مكثف (C) إلى IC 555 لتحويله إلى دائرة مستقرة متعددة الهزاز. توضح الدائرة أدناه استخدام IC 555 كهزاز متعدد مستقر مع الأجزاء الخارجية الثلاثة.
نظرًا لأن الأطراف 6 و2 متصلتان بالفعل، فسيتم تنشيط الجهاز تلقائيًا ويعمل كمذبذب دون الحاجة إلى نبضة تشغيل خارجية. الخامس نسخة حيث أن جهد دخل الإمداد مرتبط بالطرف 8. وبما أن الطرف 3 في الدائرة أعلاه هو طرف الخرج، فيمكن استخلاص الخرج من هنا. دبوس إعادة الضبط الخارجي هو الطرف 4 في الدائرة، ويمكن لهذا الطرف إعادة تشغيل المؤقت ولكن عادةً ما يكون الطرف 4 متصلاً بالـ V نسخة عندما لا تكون وظيفة إعادة الضبط قيد الاستخدام.
سوف يتقلب مستوى جهد العتبة اعتمادًا على جهد التحكم المقدم عند الطرف 5. في المقابل، غالبًا ما يتم ربط الطرف 5 بالأرض من خلال مكثف، والذي يقوم بتصفية الضوضاء الخارجية من الطرف. المحطة الأرضية هي الدبوس 1.R 1 ، ر 2 و C يشكلان دائرة التوقيت التي تتحكم في عرض نبضة الخرج.
مبدأ التشغيل
يتم عرض الدائرة الداخلية لـ IC 555 في الوضع المستقر، مع R 1 ، ر 2 و C كلها جزء من دائرة توقيت RC.
تتم إعادة ضبط التقليب أولاً عند توصيله بمصدر الإمداد، مما يؤدي إلى تحول خرج المؤقت إلى حالة منخفضة. ونتيجة لاقترانه بـ Q'، يتم دفع ترانزستور التفريغ إلى نقطة التشبع. سيسمح الترانزستور لمكثف دائرة التوقيت C، المرتبط بالطرف 7 من IC 555، بالتفريغ. أصبح إخراج المؤقت الآن ضئيلًا. جهد الزناد هو الجهد الوحيد الموجود عبر المكثف في هذه الحالة. ونتيجة لذلك، إذا انخفض جهد المكثف إلى أقل من 1/3 فولت نسخة ، الجهد المرجعي الذي ينشط رقم المقارنة. 2، إخراج رقم المقارنة. 2 سوف تصبح عالية أثناء التفريغ. سيتم ضبط التقليب كنتيجة لذلك، مما ينتج عنه خرج عالي للمؤقت عند الطرف 3.
سيتم إيقاف تشغيل الترانزستور بسبب هذا الناتج العالي. ونتيجة لذلك، من خلال المقاومات R 1 و ر 2 ، يتم شحن المكثف C. يتم توصيل الطرف 6 بالوصلة حيث يلتقي المكثف والمقاوم، وبالتالي فإن جهد المكثف الآن يساوي جهد العتبة. أثناء شحن المكثف، يرتفع جهده بشكل كبير باتجاه V نسخة ; عندما يصل إلى 2/3 فولت نسخة ، الجهد المرجعي لمقارنة العتبة (المقارنة 1) ، ارتفاعات خرجها.
ومن ثم يتم إعادة تعيين الوجه بالتخبط. ينخفض خرج المؤقت إلى LOW. سيؤدي هذا الخرج المنخفض إلى إعادة تشغيل الترانزستور، مما يمنح المكثف طريقًا للتفريغ. ونتيجة لذلك، المقاومة R 2 سيسمح للمكثف C بالتفريغ. وهكذا تستمر الدورة.
ونتيجة لذلك، أثناء شحن المكثف، يكون جهد الخرج مرتفعًا عند الطرف 3، ويزداد الجهد حول المكثف بقوة. على نحو مماثل، يكون جهد خرج الطرف 3 منخفضًا، ومع تفريغ المكثف، ينخفض الجهد عبره بشكل كبير. يبدو شكل موجة الإخراج كسلسلة من النبضات المستطيلة.
الأشكال الموجية لجهد المكثف وجهد الخرج
ونتيجة لذلك، ر 1 + ر 2 يمثل المقاومة الإجمالية في قناة الشحن، ويمثل C ثابت وقت الشحن. فقط عندما يمر المكثف عبر المقاومة R 2 أثناء التفريغ هل التفريغ. ر 2 C هو ثابت وقت التفريغ نتيجة لذلك.
دورة العمل
المقاومات ر 1 و ر 2 تؤثر على الشحن وكذلك ثوابت وقت التفريغ. عادة ما يكون التغير في ثابت الوقت أكبر من ثابت وقت التفريغ. يستمر الخرج العالي في الحدوث لفترة أطول من الخرج المنخفض نتيجة لذلك، ويكون شكل موجة الخرج غير متماثل، لذا إذا كانت T هي مدة دورة واحدة وكان TON هو الوقت المناسب لإخراج أعلى، فسيتم إعطاء دورة العمل بواسطة :
وبالتالي فإن دورة العمل بالنسبة المئوية ستكون:
حيث T هو إجمالي أوقات الشحن والتفريغ، T على و ت عن ، توفر المعادلة التالية قيمة T على أو مدة الشحن T ج :
زمن التفريغ T د ، والمعروف غالبًا باسم T عن ، اعطي من قبل:
وبالتالي، فإن صيغة مدة الدورة الواحدة T هي:
الاستبدال في صيغة دورة العمل٪:
يتم إعطاء التردد بواسطة:
التطبيق – توليد الموجات المربعة
عادة ما تكون دورة عمل الهزاز المتعدد المستقر أعلى من 50%. عندما تكون دورة التشغيل 50% بالضبط، ينتج الهزاز المتعدد المستقر موجة مربعة كمخرج له. من الصعب تحقيق دورات عمل بنسبة 50% أو أي شيء أقل من ذلك باستخدام IC 555 الذي يعمل بمثابة هزاز متعدد مستقر، كما ذكرنا سابقًا. يجب أن تمر الدائرة ببعض التغييرات.
تمت إضافة ثنائيين، أحدهما موصل على التوازي مع المقاومة R 2 والآخر على التوالي مع المقاوم R 2 مع الكاثود متصلا بالمكثف. عن طريق تغيير المقاومات R 1 و ر 2 ، من الممكن إنشاء دورة عمل في شريحة تتراوح من 5٪ إلى 95٪. يمكن تكوين الدائرة لإنشاء مخرجات موجات مربعة على النحو التالي:
في هذه الدائرة، يتم شحن المكثف أثناء نقل التيار عبر R 1 ، د 1 ، و ر 2 أثناء الشحن. يتم التفريغ عن طريق د 2 و ر 2 عند التفريغ.
ثابت زمن الشحن T على = ت ج ، يمكن حسابها على النحو التالي:
وهذه هي الطريقة التي تحصل بها على ثابت وقت التفريغ، T عن = ت د :
وبالتالي، يتم تحديد دورة العمل D بواسطة:
جعل ر 1 و ر 2 متساوية في القيمة ستؤدي إلى موجة مربعة بدورة عمل تبلغ 50%.
يتم الوصول إلى دورة عمل أقل من 50% عند R 1 مقاومة أقل من R 2 بينما عادة R 1 و ر 2 يمكن استبدالها بمقاييس فرق الجهد لتحقيق ذلك. بدون استخدام أي صمامات ثنائية، يمكن بناء دائرة مولد موجة مربعة أخرى باستخدام هزاز متعدد مستقر. ر 2 يتم توصيله بين الأطراف 3 و 2، أو محطة الإخراج ومحطة الزناد. وفيما يلي رسم تخطيطي للدائرة:
تتم كل من عمليتي الشحن والتفريغ في هذه الدائرة فقط عبر المقاوم R 2 . يجب ألا يتعرض المكثف للتوصيلات الخارجية عند شحنه بواسطة المقاوم R 1 ، والتي ينبغي تعيينها بقيمة عالية. بالإضافة إلى ذلك، فهو يعمل على ضمان شحن المكثف إلى أقصى إمكاناته (V نسخة ).
التطبيق - اختلافات موضع النبض
اثنان من أجهزة المؤقت 555، أحدهما يعمل في الوضع المستقر والعكس في الوضع الأحادي، يوفران تعديل موضع النبض. أولاً، يكون IC 555 في الوضع المستقر، ويتم تطبيق إشارة التعديل عند الدبوس 5 وينتج IC 555 موجة معدلة بعرض النبضة كمخرج لها. يستقبل مدخل التشغيل الخاص بـ IC 555 التالي، والذي يعمل في الوضع الأحادي الاستقرار، إشارة PWM هذه. يختلف موقع نبضات خرج IC 555 الثانية حسب إشارة PWM، والتي تعتمد مرة أخرى على إشارة التعديل.
يوجد أدناه تكوين الدائرة لمغير موضع النبض الذي يستخدم دائرتين متكاملتين بمؤقت 555.
يتم ضبط جهد التحكم، الذي يحدد الحد الأدنى من الجهد أو مستوى العتبة لأول IC 555، لإنشاء UTL (مستوى العتبة العليا).
مع تغير جهد العتبة بالنسبة لإشارة التعديل التي يتم تطبيقها، يتغير عرض النبضة وتأخير الوقت أيضًا. عندما يتم تطبيق إشارة PWM هذه لتشغيل الدائرة المتكاملة الثانية، فإن الشيء الوحيد الذي سيتغير هو موقع نبضة الخرج، ولن يتغير اتساعها ولا عرضها.
خاتمة
يمكن لـ 555 Timer ICs أن تعمل كمذبذب حر التشغيل أو هزاز متعدد غير مستقر عند دمجها مع مكونات إضافية. تُستخدم 555 وحدة مؤقتة مؤقتة في الوضع المستقر في مجموعة واسعة من التطبيقات التي تتراوح بين توليد قطار النبض والتشكيل وأجيال الموجات المربعة.