Интегральный таймер КР1006ВИ1: описание параметров и примеры применения
Микросхема КР1006ВИ1 по сути своей является достаточно простым, но в то же время многофункциональным интегральным таймером, достаточно широко используется в различных радиоэлектронных конструкциях. Она является отечественным аналогом NE555. Далее в статье будет изложено описание основных параметров таймера КР1006ВИ1 и примеры применения.
Описание таймера КР1006ВИ1
- Контакт №1 — Земля. Вывод соединяется с общим проводом схемы или минусом источника питания.
- Контакт №2 – Запуск. Данный вывод соединен с входом компаратора D2. При поступлении на данный вход сигнала логический ноль, величина которого не должна превышать 30% от напряжения питания, осуществляется пуск интегрального таймера КР1006ВИ1, вследствие чего на его выходе 3 возникает логическая единица.
- Контакт №3 – Выход. Уровень лог.1 примерно равен Uпит. – 1,7 вольта, а лог.0 = 0,25 вольта. Время переключения из одного состояния в другое составляет в районе 0,1мкс.
- Контакт №4 — Сброс. При поступлении на данный вывод напряжения лог.0 (не больше 0,7в) совершается сброс таймера, и поэтому на выводе 3 появляется напряжение низкого уровня. Если в проектируемой схеме нет надобности в режиме сброса, то желательно данный вывод 4 соединить с плюсом источника питания.
- Контакт №5 — Контроль. Как правило, данный вывод не применяется. Хотя его использование может существенно увеличить функциональность таймера. В частности, при подаче на этот вход сигнала от 45 до 90% от напряжения питания (в моностабильном мультивибраторе) и от 1,7 вольта до Uпит. (в мультивибраторе), можно контролировать продолжительностью импульсов на выходе. Это позволяет избавиться от внешней RC цепи. Если в этом нет надобности, то его необходимо подключить к минусу схемы через конденсатор 10нФ.
- Контакт №6 — Стоп. Данный вывод соединен с входом компаратора D1. Подавая на данный вывод лог.1 можно остановить работу КР1006ВИ1, и при этом на выходе 3 будет лог.0.
- Контакт №7 — Разряд. Данный вывод подсоединен к коллектору транзистора VТ1, эмиттер же его подсоединен с минусом питания. Транзистор открыт, в тот момент, когда на выходе таймера низкий уровень, и закрыт, когда на выходе высокий уровень.
- Контакт №8 — Питание. Питание КР1006ВИ1 осуществляется от 4,5 до16 вольт.
Примеры применения таймера КР1006ВИ1
Ждущий мультивибратор
При данном варианте подключения, таймер КР1006ВИ1 (NE555) активируется отрицательным фронтом импульса поступающего на вход 2. С выхода 3 снимается импульс, длительность которого определяется формулой: t = 1.1 x C1 x R1.
Автоколебательный мультивибратор
Величина сопротивлений R1 и R2 определяет длительность паузы и импульса на выходе 3. Необходимо заметить, что для устойчивой работы схемы нужно, чтобы общее сопротивление этих двух резисторов было менее 3мОм при напряжении питания 5 вольт, и менее 10Мом при напряжении 15 вольт. А минимальное суммарное значение не должно быть меньше 2кОм
www.joyta.ru
Применение микросхемы КР1006ВИ1 | Техника и Программы
Микросхема КР1006ВИ1 представляет собой универсальный таймер. Это позволяет применять ее в самых разнообразных электронных конструкциях. Этот таймер представляет собой высокостабильный контроллер, способный вырабатывать точные временные задержки и (в зависимости от конкретной задачи и элементов внешней времязадающей цепи) периодические колебательные сигналы (импульсы). Входы управляющего напряжения (вывод 5), вход запуска (вывод 2) и вход сброса (вывод 4) позволяют, соответственно, запускать или сбрасывать прибор в исходное состояние. Когда данная интегральная схема включена в режиме формирования временных задержек, их длительность точно задается при помощи внешнего резистора и конденсатора. Точность данных временных интервалов зависит от параметров резистора (отклонения сопротивления при изменении температуры — нагреве) и значения температурного коэффициента емкости ТКЕ конденсатора. Для оптимальной стабильности желательно, чтобы в таком устройстве применялся конденсатор с малым током утечки (например, оксидный конденсатор марки К53-1А, К53-4, К53-18 — ток утечки в диапазоне температур -60…+120°С равен 1…8 мкА) и резистор с отклонением от номинала не более 5%.
Температурная стабильность частоты таймера составляет 0,005%/1°С.
Эта многофункциональная микросхема содержит в себе более 25 дискретных электронных компонентов: транзисторов, резисторов, диодов и т.д. Таймер применяется в устройствах, предназначенных для синхронизации, генерации импульсов, ши- ротно-импульсной модуляции, фазоимпульсной модуляции и последовательного тактирования, а также в устройствах, реги стрирующих пропуски импульсов. Потребляемый самой микросхемой ток в зависимости от режима работы находится в пределах 3…15 мА.
Запуск и сброс микросхемы выполняются по отрицательным фронтам входных сигналов. Однако есть и исключение. На рис. пб.З показана схема управления таймером положительным импульсом (сброс также осуществляется отрицательным фронтом импульса на соответствующем входе). Выходной каскад микросхемы достаточно мощный — позволяет управлять устройствами нагрузки с током потребления до 200 мА. Таким образом, в качестве исполнительного узла можно нагрузить на выход микросхемы маломощное реле (РЭС15, РЭС22) без промежуточного усилительного транзисторного каскада. На выходе микросхемы реализован двухтактный усилитель, что позволяет управлять устройствами нагрузки как высоким, так и низким уровнем напряжения (можно подключать нагрузку (реле) между выходом таймера и любым из полюсов источника питания).
Рис. пб.1. Цоколевка микросхемы КР1006ВИ1
Рис. пб.2. Работа микросхемы в ждущем режиме
Цоколевка КР1006ВИ1 показана на рис. пб.1.
Наиболее популярное исполнение микросхемы — в пластмассовом корпусе (из прессованной пластмассы) DIP-8, с двухрядным расположением выводов по четыре с каждой стороны.
Рис. пб.З. Запуск микросхемы положительным импульсом
Микросхема может формировать временные интервалы длительностью от нескольких микросекунд до единиц часов и может работать в нескольких режимах: в режиме ждущего мультивибратора, в автоколебательном, в режиме детектора пропущенных импульсов, делителя частоты, фазоимпульсной и широтно-импульсной модуляции. Остановимся на этих режимах работы подробнее.
Рассмотрим работу микросхемы в ждущем режиме (рис. пб.2).
В исходном состоянии внешний конденсатор разряжен через внутренний транзистор микросхемы. При подаче на вывод 2 отрицательного импульса внутренний триггер переключается, выключает цепь короткого замыкания внешнего конденсатора и устанавливает на выходе (вывод 3) высокий уровень напряжения. Тогда напряжение на внешнем конденсаторе растет по экспоненциальному закону (конденсатор заряжается) с постоянной времени t = R
Скорость заряда конденсатора во внешней цепи и порог срабатывания компаратора прямо пропорциональны напряжению питания и, следовательно, длительность выходного импульса от напряжения питания схемы не зависит. Если на вход «сброс» (вывод 4) микросхемы во время рабочего цикла подать отрицательный импульс (замкнуть на общий провод), то внешний конденсатор разрядится, и рабочий цикл начнется снова. Тогда началом нового цикла будет являться положительный фронт импульса сброса. Пока на вход «сброс» воздействует отрицательный импульс, на выходе микросхемы поддерживается низкий уровень напряжения. Если функция сброса в этом режиме не используется, то вывод 4 следует соединить с положительным полюсом источника питания, чтобы избежать возможных ложных срабатываний схемы.
Работа в автоколебательном режиме (рис. пб.4).
При подаче питания электролитический конденсатор С имеет очень малое сопротивление электрическому току и начинает заряжаться через резистор RB
Рис. пб.4. Работа КР1006ВИ1 в автоколебательном режиме (мультивибратора)
Время заряда, в течение которого на выходе микросхемы действует высокий уровень напряжения, определяется формулой t1 = 0,685(Ra + RB) х С, а время разряда (низкий уровень напряжения на выходе) определяется формулой t
Полный период колебаний равен Т = t1 +12 = = 0,685(RA + RB) x С. Частота колебаний равна, соответственно, f = 1/т = 1 ,46(Ra + RB) х С. Скважность импульсов в данном случае определяется формулой D = RB/(RA + RB).
Микросхема при работе может незначительно нагреваться (до 30…40°С). Питание устройства может быть как автономным (батарея типа «Крона»), так и от стационарного источника питания со стабилизированным напряжением от +5 до +18 В.
Схема формирования временных интервалов требуется во многих случаях и часто для этого используется таймер КР1006ВИ1. Несмотря на то что этот таймер является универсальным прибором, его применение ограничивается тем, что, как показывают многочисленные публикации, он может запускаться в классическом варианте только отрицательным входным импульсом. Однако, при более внимательном рассмотрении блок-схемы этой микросхемы-таймера, можно заметить, что вывод 5, соединенный с неинвертирующим входом компаратора (вывод 2) через ограничивающий резистор, можно использовать как вход для запуска от положительного фронта импульса. Таким образом, вывод 5 может эффективно служить в качестве входа управляющего напряжения, для чего он первоначально и предназначался разработчиками таймера КР1006ВИ1 (считается, что разработчик таймера 555 фирма Philips ECG Ink) и в качестве входа положительного запускающего импульса.
Рассмотрим рис. пб.З. Поскольку фронт запускающего положительного импульса короткий, импульс заканчивается до момента, пока времязадающий конденсатор успеет зарядиться до уровня управляющего напряжения, а входной пусковой импульс при подаче его на вывод 5 не оказывает влияния на управляющее напряжение. Поэтому к положительным импульсам на выводе 5 микросхема не чувствительна. Внизу рис. п.6.3 показаны осциллограммы последовательности входных прямоугольных импульсов до конденсатора С1, и изменение их формы после конденсатора С1. Благодаря разделительному конденсатору С1 на вход управления (вывод 5) таймера приходят отрицательные импульсы, которые запускают схему.
Чувствительность микросхемы при подаче пускового импульса на вывод 5 определяется разностью напряжений между выводами 2 и 5. Следовательно, эту чувствительность можно регулировать путем присоединения вывода 2 таймера к отводу делителя напряжения R1 R2.
Как показано на схеме, ждущий мультивибратор, который в данном включении представляет собой микросхема КР1006ВИ1, запускается передним фронтом положительного входного импульса. Вывод 2 присоединен к средней точке делителя напряжения, включенного между положительным полюсом источника питания и общим проводом. Кроме того, к выводу 2 присоединен шунтирующий конденсатор для того, чтобы обеспечить нечувствительность микросхемы к помехам в виде паразитных импульсов от, возможно, расположенных рядом микросхем.
Рассмотрим работу микросхемы в режиме детектора пропущенных импульсов (рис. пб.5).
Здесь рабочий цикл постоянно прерывается поступающими на вход «запуск» последовательными импульсами. Изменение частоты или пропуск импульса вызывает нормальное завершение рабочего цикла выдержки времени, обусловленное значениями
RC-цепи. В результате происходит изменение состояния выхода таймера. Нормальное (исходное) состояние выхода таймера — высокий уровень напряжения. При пропуске импульса напряжение на выходе кратковременно меняется на низкий уровень. Для эффективной работы этой схемы задержка выключения должна быть немного больше, чем период поступающих на микросхему импульсов. Схема уверенно работает при сопротивлении резистора Ra = 1 кОм, емкости конденсатора С = 1 мкФ. Такое схемное решение находит применение в разработках охранных систем.
Рис. пб.5. Детектор пропущенных импульсов
Если частота входных импульсов известна заранее, то таймер легко превратить в делитель частоты соответствующим подбором длительности рабочего цикла. Из таймера удается сделать делитель частоты на три. Такое применение схемы основано на том, что она не может быть запущена повторным появлением входного импульса во время своего рабочего цикла.
Для реализации режима широтно-импульсной модуляции микросхема включается как обычный одновибратор (рис. пб.б) — генератор одиночного импульса. Такая схема запускается непрерывной последовательностью импульсов, а ее пороговое напряжение, при котором срабатывает компаратор, модулируется напряжением на входе 5 («Управляющее напряжение»). При этом длительность выходных импульсов модулируется при изменении управляющего напряжения.
В режиме фазоимпульсного модулятора (рис. пб.7) таймер включается в автоколебательный режим (который уже был рассмотрен ранее) с той лишь разницей, что на его вход «Управляющее напряжение» (вывод 5) подается модулирующий сигнал.
Тогда при изменении модулирующего напряжения изменяется временное положение импульса, т.к. меняются пороговое напряжение и временная задержка в схеме. На рисунке показаны изменения выходного сигнала (на выводе 3) при воздействии на вход (вывод 5) импульсов треугольной формы. Оптимальные значения номиналов элементов для этой схемы следующие: RA = 3 кОм, RB = 500 Ом, С = 0,01 мкФ, RHarp = 1 кОм.
Рис. пб.б. Схема одновибратора
Рис. пб.7. Схема фазоимпульсного модулятора
Предельно допустимые параметры для микросхемы КР1006ВИ1:
Напряжение питания, В — 4,5…18. Рассеиваемая мощность, мВт — 600. Диапазон рабочих температур, °С — 0…+70.
Допустимая температура пайки одного вывода, °С (в течение 1 с) — 300.
Источник: Кашкаров А.П. Популярный справочник радиолюбителя. – РадиоСофт, 2008
nauchebe.net
КР1006ВИ1 — времязадающее устройство (таймер) — DataSheet
Корпус типа 2101.8-1 | Внутренняя схема |
Функциональная схема | Принципиальные схемы генераторов импульсов на микросхеме КР1006ВИ1: |
Принципиальные схемы модуляторов на микросхеме КР1006ВИ1: |
Описание
Микросхема представляет собой времязадающее устройство (таймер), формирующее импульсы напряжения длительностью от нескольких микросекунд до десятков минут. Выполнена на биполярных транзисторах с изоляцией
р-n переходом. Предназначена для применения в стабильных датчиках времени, генераторах импульсов, широтно-импульсных и фазовых модуляторах, преобразователях напряжения, ключевых схемах, преобразователях сигналов,
исполнительных устройствах. Корпус типа 2101.8-1. Масса не более I г.
Функциональный состав: I—компаратор напряжения; II —триггер; III—выходной усилитель.
Назначение выводов: 1 — общий; 2—запуск; 3—выход; 4—сброс; 5—контроль делителя; 6—срабатывание; 7—цепь разряда; 8—питание (+Uп).
1. Запуск микросхемы происходит при U0вх ≤ 1/3 Uп. Для устранения нестабильности запуска таймера, вызванного пульсацией источника питания, рекомендуется параллельно с источником питания в непосредственной близости к выводам микросхемы включать конденсатор емкостью 1… 10 мкФ.
2. Максимальное напряжение сброса находится в пределах 0,4… 1 В. В случае неиспользования вывода «Сброс» его следует подключать к плюсу источника питания. В случае неиспользования вывода «Контроль делителя» его следует замкнуть на корпус через блокирующий конденсатор емкостью 0,01 …0,1 мкФ.
4. Минимальная длительность импульса, генерируемого таймером, составляет 20 мкс, максимальная определяется параметрами внешних времязадающих элементов (tи=1,1 RC).
5. Запрещается подавать на выводы 2, 4, 6, 7 напряжение, превышающее напряжение питания.
6. Допустимое значение статического потенциала 200 В.
| Электрические параметры | |||
| Параметры | Условия | КР1006ВИ1 | Ед. изм. |
| Аналог | — | LM555CN -8, B55SD, ULY7855N, βE555N, 10И555СМ | — |
| Номинальное напряжение питания | — | 5…15 | В |
| Ток потребления | при Uп = 15 В, Uпор = 11,5…14 В, Uзап = 7…9,5 В | не более 15 | мА |
| при Uп = 5 В, Uпор = 3,7…4,7 В, Uзап = 2,3…3,3 В | не более 6 | ||
| Выходное напряжение низкого уровня | при Uп = 15 В, Uпор = 11,5…14 В, Uзап = 7…9,5 В, Iн = 100 мА | не более 2,5 | В |
| при Uп = 5 В, Uпор = 3,7…4,7 В, Uзап = 2,3…3 В, Iн = 5 мА | не более 0,35 | ||
| Выходное напряжение высокого уровня | при Uп = 15 В, Uпор = 5,5…8 В, Uзап = 0,7…1,5 В, Iн = 100 мА | не менее 12,5 | В |
| при Uп = 15 В, Uпор = 1,8…2,8 В, Uзап = 0,3…0,8 В, Iн = 100 мА | не менее 2,75 | ||
| Ток сигнала сброса | при Uп = 15 В, Uпор = 5,5…8 В, Uзап = 0,7…1,5 В | не более 1,5 | мА |
| Входной ток | при Uп = 15 В, Uпор = 5,5…8 В | не более 2 | мкА |
| Ток срабатывания 1 | типовое значение | 250 | нА |
| Время нарастания и время спада выходного импульса 1 | типовое значение | 300 | нс |
| Начальная погрешность в генераторном режиме 1 | при Uп = 15 В (типовое значение) | 3 | % |
| Нестабильность начальной погрешности в генераторном режиме от напряжения питания | при Uп = 15 В | не более 0,3 | %/В |
| при Uп = 5 В | не более 0,5 | ||
1 Параметры измеряются при Т = + 25 °С .
| Предельно допустимые режимы эксплуатации | |||
| Параметры | Условия | КР1006ВИ1 | Ед.изм. |
| Напряжение питания | — | 4,5….16,5 | В |
| Ток нагрузки | — | 100 | мА |
| Рассеиваемая мощность 1 | Т = +50 °С | 500 | мВт |
| Температура окружающей среды | — | -45…+70 | °С |
При Т = + 50 °С максимальная рассеиваемая мощность,
мВт, определяется по формуле Ppac.max = 500-5(T-50 °С)
|
|
|
|
Зависимость тока потребления от напряжения питания
Зависимость задержки распространения входного сигнала от соотношения входного напряжения низкого уровня к напряжению питания
Зависимости длительности импульса выходного напряжения от соотношения входного напряжения низкого уровня к напряжению питания при различной температуре окружающей среды
Зависимости выходного напряжения низкого уровня отЕсли вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
rudatasheet.ru
Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.
РадиоКот >Статьи >Теория и практика применения таймера 555. Часть первая.
Наверное нет такого радиолюбителя (Мяу, и его кота! – Здесь и далее прим. Кота), который не использовал бы в своей практике эту замечательную микросхему. Ну а уж слышали о ней так точно все.
Её история началась в 1971 году, когда компания Signetics Corporation выпустила микросхему SE555/NE555 под названием “Интегральный таймер” (The IC Time Machine).
На тот момент это была единственная “таймерная” микросхема доступная массовому потребителю. Сразу после поступления в продажу микросхема завоевала бешеную популярность и среди любителей и среди профессионалов. Появилась куча статей, описаний, схем, использующих сей девайс.
За прошедшие 35 лет практически каждый уважающий себя производитель полупроводников считал свои долгом выпустить свою версию этой микросхемы, в том числе и по более современным техпроцессам. Например, компания Motorola выпускает CMOS версию MC1455. Но при всем при этом в функциональности и расположении выводов никаких различий у всех этих версий нет. Все они полные аналоги друг друга.
Наши отечественные производители тоже не остались в стороне и выпускают эту микросхему под названием КР1006ВИ1.
А вот список заморских производителей, которые выпускают таймер 555 и их коммерческие обозначения:
Производитель |
Название микросхемы |
ECG Philips |
ECG955M |
Exar |
XR-555 |
Fairchild |
NE555 |
Harris |
HA555 |
Intersil |
SE555/NE555 |
Lithic Systems |
LC555 |
Maxim |
ICM7555 |
Motorola |
MC1455/MC1555 |
National |
LM1455/LM555C |
NTE Silvania |
NTE955M |
Raytheon |
RM555/RC555 |
RCA |
CA555/CA555C |
Sanyo |
LC7555 |
Texas Instruments |
SN52555/SN72555 |
В некоторых случаях указано два названия. Это означает, что выпускается две версии микросхемы – гражданская, для коммерческого применения и военная. Военная версия отличается большей точностью, широким диапазоном рабочих температур и выпускается в металлическом или керамическом корпусе. Ну и дороже, разумеется.
Начнем с корпуса и выводов.
Микросхема выпускается в двух типах корпусов – пластиковом DIP и круглом металлическом. Правда, в металлическом корпусе она все же выпускалась – сейчас остались только DIP-корпуса. Но на случай, если вам вдруг достанется такое счастье, привожу оба рисунка корпуса. Назначения выводов одинаковые в обоих корпусах. Помимо стандартных, выпускается еще две разновидности микросхем – 556 и 558. 556 – это сдвоенная версия таймера, 558 – счетверенная.
Функциональная схема таймера показана на рисунке прямо над этим предложением.
Микросхема содержит около 20 транзисторов, 15 резисторов, 2 диода. Состав и количество компонентов могут несущественно меняться в зависимости от производителя.
Выходной ток может достигать 200 мА, потребляемый – на 3- 6 мА больше. Напряжение питания может изменяться от 4,5 до 18 вольт. При этом точность таймера практически не зависит от изменения напряжения питания и составляет 1% от расчетного. Дрейф составляет 0,1%/вольт, а температурный дрейф – 0,005%/С.
Теперь мы посмотрим на принципиальную схему таймера и перемоем ему кости, вернее ноги – какой вывод для чего нужен и что все это значит.
Итак, выводы (Мяу! Это он про ноги…):
1. Земля. Особо комментировать тут нечего – вывод, который подключается к минусу питания и к общему проводу схемы.
2. Запуск. Вход компаратора №2. При подаче на этот вход импульса низкого уровня (не более 1/3 Vпит) таймер запускается и на выходе устанавливается напряжение высокого уровня на время, которое определяется внешним сопротивлением R (Ra+Rb, см. функциональную схему) и конденсатором С – это так называемый режим моностабильного мультивибратора. Входной импульс может быть как прямоугольным, так и синусоидальным. Главное, чтобы по длительности он был короче, чем время заряда конденсатора С. Если же входной импульс по длительности все-таки превысит это время, то выход микросхемы будет оставаться в состоянии высокого уровня до тех пор, пока на входе не установится опять высокий уровень. Ток, потребляемый входом, не превышает 500нА.
3. Выход. Выходное напряжение меняется вместе с напряжением питания и равно Vпит-1,7В (высокий уровень на выходе). При низком уровне выходное напряжение равно примерно 0,25в (при напряжении питания +5в). Переключение между состояниями низкий – высокий уровень происходит приблизительно за 100 нс.
4. Сброс. При подаче на этот вывод напряжения низкого уровня (не более 0,7в) происходит сброс выхода в состояние низкого уровня не зависимо от того, в каком режиме находится таймер на данный момент и чем он занимается. Reset, знаете ли, он и в Африке reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания – это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод настоятельно рекомендуется подключить к плюсу питания, пока в нем нет необходимости.
5. Контроль. Этот вывод позволяет получить доступ к опорному напряжению компаратора №1, которое равно 2/3Vпит. Обычно, этот вывод не используется. Однако его использование может весьма существенно расширить возможности управления таймером. Все дело в том, что подачей напряжения на этот вывод можно управлять длительностью выходных импульсов таймера и таким образом, забить на RC времязадающую цепочку. Подаваемое напряжение на этот вход в режиме моностабильного мультивибратора может составлять от 45% до 90% напряжения питания. А в режиме мультивибратора от 1,7в до напряжения питания. При этом мы получаем ЧМ (FM) модулированный сигнал на выходе. Если же этот вывод таки не используется, то его рекомендуется подключить к общему проводу через конденсатор 0,01мкФ (10нФ) для уменьшения уровня помех и всяких других неприятностей.
6. Останов. Этот вывод является одним из входов компаратора №1. Он используется как эдакий антипод вывода 2. То есть используется для остановки таймера и приведения выхода в состояние (Мяу! Тихой паники?!) низкого уровня. При подаче импульса высокого уровня (не менее 2/3 напряжения питания), таймер останавливается, и выход сбрасывается в состояние низкого уровня. Так же как и на вывод 2, на этот вывод можно подавать как прямоугольные импульсы, так и синусоидальные.
7. Разряд. Этот вывод подсоединен к коллектору транзистора Т6, эмиттер которого соединен с землей. Таким образом, при открытом транзисторе конденсатор С разряжается через переход коллектор-эмиттер и остается в разряженном состоянии пока не закроется транзистор. Транзистор открыт, когда на выходе микросхемы низкий уровень и закрыт, когда выход активен, то есть на нем высокий уровень. Этот вывод может также применяться как вспомогательный выход. Нагрузочная способность его примерно такая же, как и у обычного выхода таймера.
8. Плюс питания. Как и в случае с выводом 1 особо ничего не скажешь. Напряжение питания таймера может находиться в пределах 4,5-16 вольт. У военных версий микросхемы верхний диапазон находится на уровне 18 вольт.
Впитали? Едем дальше.
Большинство таймеров нуждаются во времязадающей цепочке, обычно состоящей из резистора и конденсатора. Таймер 555 не исключение. Давайте посмотрим на диаграмму работы микросхемы.
Итак, предположим, что мы подали питание на микросхему. Вход находится в состоянии высокого уровня, на выходе – низкий уровень, конденсатор С разряжен. Все спокойно, все спят. И тут БАХ – мы подаем серию прямоугольных импульсов на вход таймера. Что происходит?
Первый же импульс низкого уровня переключает выход таймера в состояние высокого уровня. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резистор R. Все то время пока конденсатор заряжается, выход таймера остается во включенном состоянии – на нем сохраняется высокий уровень напряжения. Как только конденсатор зарядится до 2/3 напряжения питания, выход микросхемы выключается и на нем появляется низкий уровень. Транзистор T6 открывается и конденсатор С разряжается.
Однако есть два нюанса, которые показаны на графике пунктирными линиями.
Первый – если после окончания заряда конденсатора на входе сохраняется низкий уровень напряжения – в таком случае выход остается активным – на нем сохраняется высокий уровень до тех пор, пока на входе не появится высокий уровень. Второй – если мы активируем вход Сброс напряжением низкого уровня. В этом случае выход сразу же выключится, не смотря на то, что конденсатор все еще заряжается.
Так, лирическую часть закончили – перейдем к суровым цифрам и расчетам. Как же нам определить время, на которое будет включаться таймер и номиналы RC цепочки, необходимые для задания этого времени?
Время, за которое конденсатор заряжается до 63,2% (2/3) напряжения питания называется временной константой, обозначим её буковкой t. Вычисляется это время потрясающей по своей сложности формулой.
Вот она:
t = R*C, где R – сопротивление резистора в МегаОм-ах, С – емкость конденсатора в микроФарад-ах. Время получается в секундах.
К формуле мы еще вернемся, когда будем подробно рассматривать режимы работы таймера. А сейчас пока посмотрим на простенький тестер для этой микросхемы, который запросто скажет вам – работает ваш экземпляр таймера или нет.
Если после включения питания мигают оба светодиода – значит все хорошо и микросхема во вполне рабочем состоянии. Если же хотя бы один из диодов не горит или наоборот – горит постоянно, значит такую микросхемы можно спустить в унитаз с чистой совестью или вернуть назад продавцу, если вы её только что купили. Напряжение питания – 9 вольт. Например, от батареи “Крона”.
Теперь рассмотрим режимы работы этой микросхемы.
Собственно говоря, режимов у нее две штуки. Первый – моностабильный мультивибратор. Моностабильный – потому что стабильное состояние у такого мультивибратора одно – выключен. А во включенное состояние мы его переводим временно, подав на вход таймера какой-либо сигнал. Как уже отмечалось выше, время, на которое мультивибратор переходит в активное состояние, определяется RC цепочкой. Эти свойства могут быть использованы в самых разнообразных схемах. Для запуска чего-либо на определенное время или наоборот – для формирования паузы на заданное время.
Второй режим – это генератор импульсов. Микросхема может выдавать последовательность прямоугольных импульсов, параметры которых определяются все той же RC цепочкой. (Мяу! Хочу цепочку. На хвост. Ну или браслетик. Антистатический.)
Все-таки Кот у нас – зануда.
Начнем сначала, то есть с первого режима.
Схема включения микросхемы показана на рисунке. RC цепочка включена между плюсом и минусом питания. К соединению резистора и конденсатора подключен вывод 6 – Останов. Это вход компаратора №1. Сюда же подключен вывод 7 – Разряд. Входной импульс подается на вывод 2 – Запуск. Это вход компаратора №2. Совершенно простецкая схема – один резистор и один конденсатор – куда уж проще? Для повышения помехоустойчивости можно подключить вывод 5 на общий провод через конденсатор емкостью 10нФ.
Итак, в исходном состоянии, на выходе таймера низкий уровень – около нуля вольт, конденсатор разряжен и заряжаться не хочет, поскольку открыт транзистор Т6. Это состояние стабильное, оно может продолжаться неопределенно долгое время.
При поступлении на вход импульса низкого уровня, срабатывает компаратор №2 и переключает внутренний триггер таймера. В результате на выходе устанавливается высокий уровень напряжения. Транзистор Т6 закрывается и начинает заряжаться конденсатор С через резистор R. Все то время, пока он заряжается, на выходе таймера сохраняется высокий уровень. Таймер не реагирует ни на какие внешние раздражители, буде они поступают на вывод 2. То есть, после срабатывания таймера от первого импульса дальнейшие импульсы не оказывают никакого действия на состояние таймера – это очень важно.
Так, что там у нас происходит то? А, да – заряжается конденсатор. Когда он зарядится до напряжения 2/3Vпит, сработает компаратор №1 и в свою очередь переключит внутренний триггер. В результате на выходе установится низкий уровень напряжения, и схема вернется в свое исходное, стабильное состояние. Транзистор Т6 откроется и разрядит конденсатор С.
Время, на которое таймер, так сказать “выходит из себя”, может быть от одной миллисекунды до сотен секунд.
Считается оно так:
T=1.1*R*C
Теоретически, пределов по длительности импульсов нет – как по минимальной длительности, так и по максимальной. Однако, есть некоторые практические ограничения, которые обойти можно, но сначала стоит задуматься – нужно ли это делать и не проще ли выбрать другое схемное решение.
Так, минимальные значения, установленные практическим образом для R составляет 10кОм, а для С – 95пФ. Можно ли меньше? В принципе – да. Но при этом, если еще уменьшить сопротивление резистора – схема начнет трескать слишком много электричества. Если уменьшить емкость С, то всякие паразитные емкости и помехи могут существенно повлиять на работу схемы.
С другой стороны, максимальное значение резистора примерно равно 15Мом. Здесь ограничение накладывает ток, потребляемый входом Останов (около 120нА) и ток утечки конденсатора С. Таким образом, при слишком большом значении резистора таймер просто никогда не выключится, если сумма токов утечки конденсатора и тока входа превысит 120 нА.
Ну а что касается максимальной емкости конденсатора, то дело не столько в самой емкости, сколько в токе утечки. Понятно, что чем больше емкость, тем больше ток утечки и тем хуже будет точность таймера. Поэтому, если таймер будет использоваться для больших временных интервалов, то лучше пользоваться конденсаторами с малыми токами утечки – например, танталовыми.
Перейдем ко второму режиму.
В эту схему добавлен еще один резистор. Входы обоих компараторов соединены и подключены к соединению резистора R2 и конденсатора. Вывод 7 включен между резисторами. Конденсатор заряжается через резисторы R1 и R2.
Теперь посмотрим, что же произойдет, когда мы подадим питание на схему. В исходном состоянии конденсатор разряжен и на входах обоих компараторов низкий уровень напряжения, близкий к нулю. Компаратор №2 переключает внутренний триггер и устанавливает на выходе таймера высокий уровень. Транзистор Т6 закрывается и конденсатор начинает заряжаться через резисторы R1 и R2.
Когда напряжение на конденсаторе достигает 2/3 напряжения питания, компаратор №1 в свою очередь переключает триггер и выключает выход таймер – напряжение на выходе становится близким к нулю. Транзистор Т6 открывается и конденсатор начинает разряжаться через резистор R2. Как только напряжение на конденсаторе опустится до 1/3 напряжения питания, компаратор №2 опять переключит триггер и на выходе микросхемы снова появится высокий уровень. Транзистор Т6 закроется и конденсатор снова начнет заряжаться… фууу, чет у меня голова закружилась уже.
Короче говоря, в результате всего этого шаманства, на выходе мы получаем последовательность прямоугольных импульсов.
Частота импульсов, как вы вероятно уже догадались, зависит от величин C, R1 и R2.
Определяется она по формуле:
Значения R1 и R2 подставляются в Омах, C – в фарадах, частота получается в Герцах.
Время между началом каждого следующего импульса называется периодом и обозначается буковкой t. Оно складывается из длительности самого импульса – t1 и промежутком между импульсами – t2. t = t1+t2.
Частота и период – понятия обратные друг другу и зависимость между ними следующая:
f = 1/t.
t1 и t2 разумеется тоже можно и нужно посчитать. Вот так:
t1 = 0.693(R1+R2)C;
t2 = 0.693R2C;
Ну, с теоретической частью вроде бы покончили. В следующей части рассмотрим конкретные примеры включения таймера 555 в различных схемах и для самого разнообразного использования.
Если у вас еще остались вопросы – их можно задать тут.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |
Эти статьи вам тоже могут пригодиться:
www.radiokot.ru
2.3. Как конструировать устройства на микросхеме КР1006ВИ1
2.3. Как конструировать устройства на микросхеме КР1006ВИ1
В радиолюбительской литературе много написано о задающих генераторах, их модернизации и улучшении характеристик. Таймеры серии 555 (отечественный аналог КР1006ВИ1) известны многим радиолюбителям. Учитывая их популярность, позже были выпущены 2-канальный (NE556/SA556/SE556) и 4-канальный (NE558/ SA558/SE558) варианты. Выпускаемые в корпусах DIP-14 и SO-14 микросхемы серии 556 представляют собой два идентичных таймера типа 555. Работоспособность микросхем 556 сохраняется при напряжении питания в диапазоне 4,5-18 В, максимальный выходной ток – 200 мА на канал.
Микросхемы серии 558 выпускаются в корпусах DIP-16. Работоспособность микросхем 556 сохраняется в диапазоне напряжения питания 4,5-18 В, максимальный выходной ток каждого канала – 100 мА.
Используя микросхему таймера, можно построить множество схем различных устройств. Например, устройство регулировки скважности импульсов. Изменяя разницу потенциалов между объединенными выводами 2,6 и 7 таймера DA1, можно получить практически линейную зависимость изменения частоты следования импульсов от изменения напряжения на входах этой микросхемы.
На основе этой идеи предлагаю вниманию читателей простой задающий генератор с возможностью регулирования параметров выходных импульсов в широких пределах, то есть генератор универсального назначения, который при небольшой доработке выходного каскада (об этом рассказано ниже) может эффективно использоваться как высокочастотный преобразователь напряжения.
Задающий генератор для различных электронных устройств удобно реализовать на широко распространенной микросхеме-таймере КР1006ВИ1 (зарубежный аналог LM555) или на других ИМС в соответствии с информацией в начале главы.
На рисунке 2.14 приведена электрическая схема такого генератора.
Рис. 2.14. Электрическая схема генератора на КР1006ВИ1
Рассмотрим ее подробнее. Микросхема DA1 включена по классической схеме. Времязадающие резисторы R2 и R3 своими сопротивлениями определяют параметры импульсов генератора и его частоту в широких пределах. Причем сопротивление резистора R2 определяет частоту, а R3 – соответственно ширину импульсов генератора. радиолюбительских конструкций вполне достаточно. Однако для управления более мощной нагрузкой необходим усилитель тока выходного каскада, электрическая схема которого представлена на рисунке 2.15.
Рис. 2.15. Электрическая схема усилителя тока
Кроме удобства регулировки параметров выходных импульсов генератора такое устройство можно применять универсально, в любых электронных узлах и «самоделках», где требуется задающий генератор с периодом длительности выходных импульсов 10-100 мкс, а следования – в диапазоне 50-100 мкс. Эти параметры также зависят и от емкости конденсатора С1.
Оксидный конденсатор С3 сглаживает пульсации напряжения от источника питания. Если вместо источника питания применяют батареи или аккумулятор, этот конденсатор можно исключить из схемы.
В налаживании устройство не нуждается и начинает работать сразу после подачи питания.
Устройство испытывалось с напряжением источника питания в диапазоне 6-15 В. В этой части следует учитывать, что амплитуда выходных импульсов задающего генератора пропорциональна напряжению источника питания.
Переменные резисторы – R2, R3 с линейной характеристикой изменения сопротивления, многооборотные – СП5-1ВБ.
Выходной ток генератора на микросхеме КР1006ВИ1 (вывод 3 DA1) не превышает 200 мА, этого для многих
Здесь наиболее оптимальным решением является применение мощного полевого транзистора, не имеющего тока утечки и требующего малого управляющего напряжения (в отличие от биполярных транзисторов).
Полевой транзистор в данном электронном узле может быть заменен на КП743 с любым буквенным индексом, IRF510, BUZ21L, SPP21N10 и их аналоги.
Резистор R5 в данной схеме представляет эквивалент нагрузки, которой могут быть спираль нагревательного прибора, лампа накаливания и тому подобные устройства. В другом возможном варианте выходное напряжение снимают с резистора R5 и подают на последующие каскады.
Для преобразователей и умножителей напряжения лучше подходит выходной каскад на полевом транзисторе, электрическая схема которого представлена на рисунке 2.16.
В цепи нагрузки полевого транзистора включена обмотка повышающего трансформатора Т1. Выходное напряжение преобразователя снимается с вторичной обмотки Т1 и может быть использовано для управления высоковольтными устройствами нагрузки. Для дополнительной защиты выходного каскада в схеме с трансформатором применен сапрессор (так называют защитный стабилитрон), например, из серии КС515 с любым буквенным индексом.
Рис. 2.16. Электрическая схема с преобразованием напряжения
Рис. 2.17. Электрическая схема законченного устройства управления частотой вращения электродвигателя
Применение сапрессора связано с источником питания так, что защитный стабилитрон должен иметь напряжение стабилизации не менее s Un.
Практическое применение генератор (собранный по схеме с дополнительным каскадом, представленным на рис. 2.16) находит в устройствах ЭПРА (электронных пускорегулирующих аппаратов), управляющих лампами дневного света, преобразователей напряжения, в охранных и других устройствах бытового предназначения.
На рисунке 2.17 представлена электрическая схема законченного устройства управления частотой вращения электродвигателя, построенная по тому же принципу, что и рассмотренная выше «классическая» схема, изображенная на рисунке 2.15.
Задающий генератор работает на частоте 500 Гц. Длительность импульсов, а значит, и частоту вращения двигателя М1 можно регулировать в широких пределах. Выход генератора через усилитель тока на транзисторе VT1 управляет коллекторным электродвигателем М1 типа ДВ-902 с помощью широтномодулированных импульсов.
Частота вращения двигателя M1 регулируется изменением сопротивления переменного резистора R2. Когда его сопротивление (в точке контакта движка переменного резистора) максимально, разряд конденсатора С1 через резистор R3 и вывод 7 микросхемы DA1 происходит быстрее, чем его заряд. Поэтому на выходе 3 DA1 большую часть времени высокий уровень (частота переключения около 50 Гц), транзистор VT1 закрыт, и напряжение питания на нагрузку не подается.
При уменьшении сопротивления R2 скорость заряда С1 растет, частота переключения на выходе DA1 возрастает, и на нагрузку поступает примерно половина от максимального напряжения (двигатель работает в половину своей мощности). При дальнейшем уменьшении сопротивления R2 на выходе микросхемы большую часть времени низкий уровень, транзистор открыт, на нагрузку поступает еще большая мощность, т. е. частота вращения двигателя увеличивается.
Мощный диод VD3 гасит импульсы самоиндукции обмотки двигателя М1, которые при отсутствии этого диода могут достигать десятков вольт. Чтобы обеспечить минимальное переходное сопротивление ползунка переменного резистора R2, именно в этой схеме лучше всего использовать сдвоенный переменный резистор.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
diy.wikireading.ru
Микросхема КР1006ВИ1
Микросхема КР1006ВИ1 представляет собой времязадающее устройство (таймер), формирующее импульсы напряжения длительностью от нескольких микросекунд до десятков минут, является функциональным аналогом микросхемы NE555 (или подобных серии **555 зарубежного производства). Выполнена на биполярных транзисторах с изоляцией р-п переходом. Микросхема КР1006ВИ1 предназначена для применения в стабильных датчиках времени, генераторах импульсов, широтно-импульсных и фазовых модуляторах, преобразователях напряжения, ключевых схемах, преобразователях сигналов, исполнительных устройствах.
Корпус типа 2101.8-1. Масса не более 1 г.
КР1006ВИ1
Функциональный состав: I – компаратор напряжения; II – триггер; III – выходной усилитель.
Назначение выводов: 1 – общий; 2 – запуск; 3 – выход; 4 – сброс; 5 – контроль делителя; 6 – срабатывание; 7 – цепь разряда; 8 – питание (+Uп).
Основные параметры микросхемы КР1006ВИ1 следующие:
- Номинальное напряжение питания от 5 до 15 Вольт.
- Ток потребления, не более 15 мА.
- Максимальный ток нагрузки до 100 мА.
- Минимальная длительность импульса, генерируемого таймером, составляет 20 мкс, максимальная определяется параметрами внешних времязадающих элементов (tи = 1,1 RC).
Схемы включения
а – в ждущем режиме; б – в режиме автогенерации
Источник:
Микросхемы для бытовой радиоаппаратуры:
Справочник / И.В.Новаченко, В.М.Петухов,
И.П.Блудов, А.В.Юровский. – М.: КУбк-а, 1995 г.
Более подробные технические характеристики в формате PDF можно скачать здесь…
www.radiolub.ru
КР(Ф)1006ВИ1 – программируемый таймер
Корпус КР1006ВИ1
Корпус КФ1006ВИ1
Электрическая схема
Назначение выводов
Схемы включения
Электрические параметры
Предельно допустимые режимы эксплуатации
Рекомендации по применению
Зарубежные аналоги
Литература
Микросхема представляет собой таймер для формирования импульсов напряжения длительностью Т=1,1RC (R и C – внешние времязадающие элементы) от нескольких микросекунд до десятков минут.
Предназначена для применения в стабильных датчиках времени, генераторах импульсов, широтно-импульсных, частотных и фазовых модуляторах, преобразователях напряжения и сигналов, ключевых схемах, исполнительных устройствах в системах управления, контроля и автоматики. Содержит 51 интегральный элемент. Корпус типа 2101.8-1 и 4309.8-A.
Корпус КР1006ВИ1
Корпус КФ1006ВИ1
Электрическая схема
Назначение выводов 1006ВИ1
1 – общий;
2 – запуск;
3 – выход;
4 – сброс;
5 – контроль делителя;
6 – срабатывание;
7 – цепь разряда;
8 – напряжение питания;
Схемы включения
Электрические параметры
| 1 | Напряжение питания | от 3 до 15 В |
| 2 | Выходное напряжение низкого уровня     при Uп=5 В, Uср=3,7…4,7 В, Iвых=5 мА     при Uп=15 В, Uср=11,5…14 В, Iвых=0,1 А |
  не более 9,35 В не более 2,5 В |
| 3 | Выходное напряжение высокого уровня     при Uп=5 В, Uср=1,8…2,8 В, Iвых=0,1 А     при Uп=15 В, Uср=5,5…8 В, Iвых=0,1 А |
  не менее 2,75 В не менее 12,5 В |
| 4 | Ток потребления     при Uп=5 В, Uср=3,7…4,7 В, Uвх=2,3…3,3 В     при Uп=15 В, Uср=11,5…14 В, Uвх=7…9,5 В |
  не более 6 мА не более 15 мА |
| 5 | Ток сброса при Uп=15 В | не более 1,5 мА |
| 6 | Выходной ток при Uп=15 В | не более 2 мкА |
| 7 | Ток срабатывания | 250 нА |
| 8 | Время нарастания (спада) | 300 нс |
| 9 | Начальная погрешность при Uп=15 В | не более 3 % |
| 10 | Нестабильность начальной погрешности от напряжения питания | не более 0,3 %/В |
Предельно допустимые режимы эксплуатации
| 1 | Напряжение питания | 5…15 В |
| 2 | Ток нагрузки | не более 100 мА |
| 3 | Рассеиваемая мощность (50 ° C) | не более 50 мВт |
| 4 | Температура окружающей среды | -45…+70 ° C |
| 5 | Допустимое значение статического потенциала | 200 В |
Примечания:
    – при температуре окружающей среды от 50 ° C рассеиваемая
мощность определяется по формуле: Pp=500мВт-5мВт/ °
C(Tокр-50 ° C)
    – ток сброса – значение тока, протекающего в цепи сброса
таймера в заданном режиме
    – начальная погрешность – относительное отклонение длительности
импульса Tx, генерируемого таймера с заданными времязадающими
элементами R и C, от значения длительности, определяемой из выражения:
Tвых=RCln3
    – нестабильность начальной погрешности от напряжения питания -
отношение величины отклонения начальной погрешности таймера к изменению
напряжения питания.
    – максимальное напряжение сброса – максимальное значение
напряжения на выводе цепи сброса, при котором на выходе ИС обеспечивается
значение напряжения низкого уровня.
Рекомендации по применению
Запуск ИС происходит при условии U0вх не более 1/3 от Uп, подаваемое на вывод “запуск”. Для устранения нестабильности запуска таймера, вызванной пульсацией источника питания, рекомендуется параллельно с источником питания в непосредственной близости к выводам ИС включать конденсатор емкостью 1…10 мкФ. Максимальное напряжнение сброса находится в пределах 0,4…1 В. В случае неиспользования вывода сброса его необходимо подключать к выводу 8. В случае неиспользования вывода “контроль делителя” его необходимо замкнуть на корпус через блокирующий конденсатор емкостью 0,01…0.1 мкФ. Минимальная длительность импульса, генерируемого таймером, состовляет 20 мкс. Не рекомендуется подавать на выводы 2,4,6,7 напряжение, превышающее напряжение питания.
Зарубежные аналоги
NE555NL, LM555CN-8, LM555M
Литература
Интегральные микросхемы и их зарубежные аналоги: Справочник. Том 7./А. В. Нефедов. – М.:ИП РадиоСофт, 1999г. – 640с.:ил.
Отечественные микросхемы и зарубежные аналоги Справочник. Перельман Б.Л.,Шевелев В.И. “НТЦ Микротех”, 1998г.,376 с. - ISBN-5-85823-006-7
www.qrz.ru
