Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Исследование аналогового таймера 555 серии

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра биотехнических систем

отчет

по лабораторной работе №6

по дисциплине «Электроника и микропроцессорная техника»

Тема: Исследование аналогового таймера 555 серии

Студент гр. 7501

Исаков А.О.

Преподаватель

Анисимов А. А.

Санкт-Петербург

2020

Цель работы: Исследование принципов работы аналоговых таймеров 555 серии при работе в базовых режимах: простого релаксационного генератора с фиксированной и регулируемой скважностью (астабильный режим работы таймера), работа в режиме генерации одиночных импульсов заданной длительности (моностабильный мультивибратор), подключение в качестве генератора пилообразного сигнала.

Используемое оборудование: работа выполняется в виде компьютерной симуляции с использованием САПР Микрокап.

Основные теоретические положения

Схема 555 представляет собой довольно приличный генератор со стабильностью около 1%. Она может работать от единственного источника питания напряжением от 4,5 до 16 В, сохраняя стабильную частоту при изменениях напряжения источника питания, поскольку пороги следят за флуктуациями питания.

Схему 555 можно применять также для формирования одиночных импульсов произвольной длительности и еще для многих целей. К тому же этот небольшой кристалл содержит простые компараторы, вентили и триггеры. В электронной промышленности даже появилась игра — придумать еще новое применение схемы 555.

КМОП ИС 555. Некоторые из неприятных свойств ИС 555 (большой ток потребления от источника питания, высокий ток запуска, удвоенная частота переключения выходного сигнала и неспособность функционировать при очень низких напряжениях источника питания) были устранены в ее КМОП-аналогах. Следует отметить, в частности, их способность функционировать при очень низких напряжениях питания (до 1 В!) и, как правило, токе потребления. Эти кристаллы также более быстродействующие, чем исходная схема 555. Выходные КМОП-каскады дают максимальный удвоенный перепад напряжения выходного сигнала, по крайней мере при низких токах нагрузки (отметим, что эти кристаллы не имеют мощного выходного каскада, как в типовой схеме 555).

Все кристаллы, кроме исходной схемы 555 и XR-L555, сделаны по КМОП-технологии. Последняя же схема является микромощной биполярной схемой 555 и проявляет свою родословную в виде здоровенной нагрузочной способности и хорошей температурной стабильности.

Работа аналогового таймера 555 серии часто толкуется неверно, поэтому мы дадим анализ ее работы прямо по изображенной на рисунке 1 эквивалентной схеме. Некоторые обозначения на ней относятся к области цифровой техники, поэтому вы пока еще не станете экспертом по ИС 555. Но принцип действия этого таймера достаточно прост. При подаче сигнала на вход 

ТРИГГЕР выходной сигнал переключается на ВЫСОКИЙ уровень (около Uкк) и остается в этом состоянии до тех пор, пока не произойдет переключение входа ПОРОГ; в этот момент выходной сигнал падает до НИЗКОГО уровня (около потенциала «земли») и тогда включается транзистор РАЗРЯД. Вход ТРИГГЕР включается при уровне входного сигнала меньше 1/3Uкк, а ПОРОГ – при уровне входного сигнала больше 2/3Uкк.

Рисунок 1 – Упрощенная эквивалентная схема ИМС 555

Астабильный режим работы таймера

Наиболее легкий способ понять работу ИС 555 — это рассмотреть конкретный пример, это так называемый астабильный режим работы таймера (рис. 2). При включении источника питания конденсатор разряжен, поэтому ИС 555 оказывается в состоянии, когда выходной сигнал имеет 

ВЫСОКИЙ уровень, транзистор разряда Т1 закрыт и конденсатор начинает заряжаться до 10В через резисторы RA+RB. Когда его напряжение достигнет 2/3Uкк, переключается вход ПОРОГ и выходной сигнал переходит в состояние НИЗКОГО уровня, одновременно происходит отпирание транзистора Т1, разряжающего конденсатор С на землю через резистор Rв. Схема переходит в периодический режим работы, и напряжение на конденсаторе С колеблется между значениями 1/3Uкки 2/ЗUкк с периодом Т = 0,693 (RA+2RB)⸱C. В этом случае с выхода схемы обычно снимаются колебания прямоугольной формы.

Рисунок 2 – Астабильный режим работы таймера

Моностабильный режим работы таймера

Моностабильный означает, что стабильное состояние у таймера только одно, когда он выключен. Во включенное состояние его можно перевести временно, подав на вход таймера какой—либо сигнал. Время нахождения таймера в активном режиме определяется RC цепочкой (рис. 3).

Рисунок 3 – Моностабильный режим работы таймера

В начальном состоянии, на выходе таймера (вывод №3) низкий уровень – примерно 0,25 вольт, транзистор разряда открыт и конденсатор разряжен, таймер находится в стабильном состоянии. При поступлении на вход (вывод №2) импульса низкого уровня, включается компаратор №2, который переключает триггер таймера, и как результат на выходе таймера устанавливается высокий уровень. Транзистор разряда закрывается и через резистор R

А начинает заряжаться конденсатор С, во время заряда конденсатора на выходе таймера сохраняется высокий уровень. Во время этого процесса изменения сигнала на входе (вывод №2) не вызовут никакого воздействия на таймер. После того как напряжение на конденсаторе С достигнет 2/3 напряжения питания, включается компаратор №1, переключая тем самым триггер. В результате на выходе установится низкий уровень, и таймер восстановит исходное, стабильное состояние. Транзистор разряда откроется и разрядит конденсатор С.

Генератор пилообразного напряжения на таймере

При использовании для заряда времязадающего конденсатора источника тока можно создать генератор линейного (пилообразного) напряжения (рис. 4). На рисунке ниже показан способ использования для этих целей простого источника тока на PNP-транзисторе. Пилообразный сигнал доходит до напряжения 2/3Uкк, затем быстро спадает (разряд происходит через внутренний разряжающий NPN-транзистор схемы 555, контакт 7) до напряжения 1/3U

кк, далее цикл начинается снова. Отметим, что этот сигнал пилообразной формы выделяется на выводе конденсатора и необходимо обеспечить его развязку с помощью ОУ, который обладает высоким полным сопротивлением. Эту схему можно еще упростить путем замены источника тока на р-n-р-транзисторе на «диодный регулятор тока», выполненный на полевом транзисторе p-n-каналом; однако ее рабочие характеристики, а именно линейность пилообразного сигнала, будут хуже поскольку этот полевой транзистор питается током IСкк и при этом формируется не такой хороший источник тока, как на биполярном транзисторе.

Рисунок 4 – Генератор пилообразных колебаний

Ход выполнения лабораторной работы:

  1. Простой генератор прямоугольных импульсов

Примерная частота выходного сигнала 6кГц

Рисунок 5 – схема простого генератора прямоугольных импульсов

Рисунок 6 – Анализ переходных процессов 9 (Transient)

Чтобы убедиться в правильности приблизительно выбранных параметров схемы, предположим, что . Тогда если , то . Отсюда C =

  1. Простой генератор прямоугольных импульсов с регулируемой скважностью

Приблизительная частота выходного сигнала – 6кГц

Рисунок 7 – Схема генератора прямоугольных импульсов на с регулируемой скважностью на таймере

Рисунок 8 – График выходного сигнала со скваженностью 90

Рисунок 9 – График выходного сигнала со скваженностью 50

Рисунок 10 – График выходного сигнала со скваженностью 10

  1. Моностабильный мультивибратор

Рисунок 11 – Собранная в Micro-cap 12 схема моностабильного мультивибратора

Рисунок 12 – График выходного сигнала генератора прямоугольных импульсов (синий) и выходного сигнала моностабильного мультивибратора (красный) с частотой 6кГц

Рисунок 13 – График выходного сигнала генератора прямоугольных импульсов (синий) и выходного сигнала моностабильного мультивибратора (красный) с частотой 6кГц (на 350мкс)

На выходе моностабильного мультивибратора (рис. 11) мы получаем импульсы, при этом состояние выхода не изменяется при приходе новых управляющих импульсов, до тех пор, пока не закончится текущий цикл.

  1. Генератор пилообразного напряжения

Рисунок 14 – Схема генератора пилообразного напряжения

Рисунок 15 – Анализ переходных процессов в точке out

Для получения хорошего генератора пилоообразных импульсов на таймере 555 (рис. 14) необходимо заряжать конденсатор не через резистор, а с помощью источника тока (использовано токовое зеркало).

Транзисторы использованы стандартные (2N3904 и 2N3906), используем ОУ OP_07. Запустив анализ переходных процессов, на выходе повторителя получаем красивый пилообразный сигнал (рис. 17), частота подобрана в соответствии с вариантом: .

Рисунок 16 – Генератор пилообразного напряжение с токовым зеркалом

Рисунок 17 – Анализ переходных процессов в точке out

Выводы

В данном отчёте представлены результаты исследования принципов работы аналоговых таймеров 555 серии при работе в базовых режимах: простого релаксационного генератора с фиксированной и регулируемой скважностью при трёх различных значениях потенциометра: 10%, 50% и 90%, работа в режиме генерации одиночных импульсов заданной длительности и подключение в качестве генератора пилообразного сигнала.

Эксперимент 16. Собираем генератор импульсов на микросхеме NE555 — Меандр — занимательная электроника

Я собираюсь представить вам наиболее удачную среди всех выпускаемых микросхем — это таймер 555 (Рис.1). Поскольку в Интернете вы можете найти большое количество руководств, в которых рассматривается это устройство, и, следовательно, можете спросить, зачем же нам нужно здесь его обсуждать, то у меня для этого есть, по меньшей мере, три причины:

1. Этого нельзя избежать. Вы просто должны знать эту микросхему. По оценке некоторых источников ежегодное производство этих микросхем составляет более 1 миллиона штук ежегодно. Микросхема таймера 555 будет использоваться тем или иным способом в большинстве схем, которые нам еще придется рассмотреть.

2. Микросхема таймера 555 представляет собой отличное введение в интегральные микросхемы, поскольку она является надежными, универсальным устройством и демонстрирует сразу две функции, с которыми мы познакомимся позднее: функцией компаратора и триггера (flip-flop).

3. После чтения всех руководств по ИС 555, которые я смог найти, начиная с исходного текста оригинального технического описания от компании Fairchild Semiconductor и завершая различными описаниями, посвященными электронике в качестве хобби, я пришел к заключению, что его внутреннее функционирование редко объясняется достаточно понятно. Я хочу предоставить вам графическое изображение того, что происходит внутри, поскольку, если вы не будете иметь его, то не получите возможность творческого использования данной микросхемы.

Рис.1. Внешний вид микросхемы 555 (полное название NE555)

Вам понадобятся:

1.    Источник питания с напряжением 9 В.

2.    Макетная плата, провода для перемычек и мультиметр.

3.    Потенциометр с линейной характеристикой и сопротивлением 5 кОм. Количество — 1 шт.

4.    Микросхема таймера 555. Количество — 1 шт.

5.    Набор резисторов и конденсаторов.

6.    Однополюсные однопозиционные кнопки без фиксации. Количество — 2 шт.

7.    Светодиод (любого типа). Количество — 1 шт.

Порядок действий

Микросхема таймера 555 очень надежный электронный компонент, но все же, теоретически, разрядом статического электричества вы можете вывести ее из строя. Поэтому, чтобы это исключить, перед тем, как начинать работу с микросхемой, вам надо будет заземлиться. Эта процедура подробно описана далее в Эксперименте 18. в примечании «Заземление себя». Хотя это примечание прежде всего относится к такому типу микросхем, которые называются CMOS (от англ. Complementary Metal-Oxide Semiconductor — комплементарный металлооксидный полупроводник — КМОП) и которые особенно уязвимы, заземление это именно та предосторожность, которой не следует пренебрегать в любом случае.

Посмотрите на маленький идентификационный элемент в форме круглого точечного углубления, на корпусе микросхемы и поверните корпус таким образом, чтобы эта метка (или иначе ключ) находилась в левом верхнем углу при направленных от вас выводах микросхемы. Если же на вашей микросхеме идентификационный элемент (ключ) выглядит как полукруглая выемка на середине одного из торцов корпуса, то надо повернуть микросхему таким образом, чтобы эта выемка находилась вверху.

При таком расположении микросхемы ее выводы нумеруются против часовой стрелки, начиная с левого верхнего вывода (находящегося рядом с ключом). Обратите внимание на рис. 2, на котором, кроме того, приведены наименования выводов микросхемы таймера 555, хотя вам пока нет необходимости знать о них что-то больше.

Рис. 2. Обозначение выводов микросхемы таймера 555. Выводы всех подобных микросхем нумеруются против часовой стрелки, начиная с левого верхнего угла. При этом метка (ключ) на корпусе должна находиться в верхней части корпуса

Вставьте микросхему в вашу макетную плату таким образом, чтобы его выводы попали в отверстия посередине платы. Теперь можно легко подать напряжение питания на одни выводы и получить сигналы с других выводов. Для более точного определения положения микросхемы в первом устройстве посмотрите на рис. 3. Таймер на нем обозначен, как «IC1», поскольку «IC» является общепринятым сокращением словосочетания «Integrated Circuit» (интегральная схема — ИС).

Рис. 3. Эта схема дает возможность исследовать поведение микросхемы таймера 555. Используйте ваш мультиметр, чтобы осуществлять контроль напряжения на выводе 2, как это показано на рисунке. Обращаю ваше внимание на то, что на схеме нет резисторов с обозначениями R1, R2 или R3 и нет конденсаторов C1 или C2, поскольку они будут добавлены в схему позднее. В схеме используются следующие элементы: R4 — резистор с сопротивлением 100 кОм; R5 — резистор с сопротивлением 2,2 кОм; R6 — резистор с сопротивлением 10 кОм; R7 — резистор с сопротивлением 1 кОм; R8 — потенциометр с линейный характеристикой и сопротивлением 5 кОм; C3 — конденсатор электролитический емкостью 100 мкФ; C4 — конденсатор электролитический емкостью 47 мкФ; C5 — конденсатор керамический 0,1 мкФ; IC1 — микросхема таймера 555; S1, S2 — кнопочные однополюсные однопозиционные переключатели без фиксации; D1 — светодиод общего назначения. Резистор R5 поддерживает положительный потенциал на выводе 2 (Запуск) до тех пор, пока не будет нажата кнопка S1, которая понижает напряжение в этой точке до значения, задаваемого положением оси потенциометра R8. Когда напряжение на входе «Запуск» падает ниже 1/3 напряжения питания, выход микросхемы (вывод 3) переходит в состояние высокого уровня в течение периода времени, которое определяется номиналами R4 и C4. Кнопочный переключатель S2 осуществляет сброс таймера путем уменьшения напряжения на выводе 4 (Сброс). Конденсатор C3 сглаживает пульсации напряжения питания, а конденсатор С5 изолирует вывод 5 (Управляющее напряжение), чтобы он не смог оказать влияние на функционирование этой схемы. (Мы будем использовать вывод 5 в следующем эксперименте.)

Для всех интегральных схем необходим источник питания. На микросхему таймера 555 напряжение питания должно быть подано следующим образом — отрицательное напряжение на вывод 1, а положительное на вывод 8. Если вы случайно перепутаете полярность, то это может привести к выходу ИС из строя, поэтому будьте очень внимательны при подключении ваших перемычек для подачи питания.

Установите на вашем сетевом адаптере выходное напряжение равным 9 В. Это вполне подходящее значение напряжения для выполнения эксперимента, если вы присоедините плюс питания к правой стороне макетной платы, а минус к левой стороне, как это показано на рис. 3. C3 — это электролитический конденсатор большой емкости, по меньшей мере 100 мкФ, который подключен параллельно источнику напряжения для сглаживания его пульсаций и для обеспечения накопления определенного заряда при подаче напряжения питания на микросхему, которая осуществляет переключения. Кроме этого, он также ограничивает другие быстрые перепады напряжения. Хотя микросхема таймера 555 не является устройством, которое было специально спроектировано для очень быстрого переключения. Однако существуют и другие микросхемы, являющиеся таковыми, и поэтому вы должны взять за правило применять такого рода средства защиты от быстрых переключений.

Сначала повернем ось потенциометра против часовой стрелки до конца для того, чтобы максимально увеличить сопротивление между точками, к которым он подключен. После этого, когда вы приложите измерительный провод вашего тестера к выводу 2, то вы должны получить напряжение 6 В после нажатия кнопки S1.

Теперь поверните потенциометр по часовой стрелке и снова нажмите кнопку S1. Если светодиод D1 не загорится, то продолжайте вращать потенциометр и нажимать и отпускать эту кнопку. Когда вы повернете ось потенциометра примерно на две трети ее полного хода, то вы должны увидеть, что светодиод после каждого нажатия кнопки S1 будет загораться и светиться примерно 5 сек. Далее приведены некоторые факты, в справедливости которых вам следует убедиться самостоятельно.

•    Светодиод продолжает гореть после того, как вы отпускаете кнопку S1.

•    Вы можете удерживать нажатой кнопку S1 достаточно долго (но меньше продолжительности цикла таймера) и светодиод всегда будет выдавать световой импульс одной и той же длительности.

•    Таймер срабатывает после снижения напряжения на выводе 2. Вы можете проверить это своим мультиметром.

•    Светодиод D1 будет либо полностью включен, либо полностью выключен. Вы не сможете увидеть слегка мерцающий светодиод, когда он находится в выключенном состоянии, а переход из положения «выключено» и «включено» происходит очень быстро и четко.

Посмотрите на соответствующую электрическую схему устройства (рис. 4) и на расположение всех компонентов на вашей макетной плате (рис. 5). Согласно справочной информации, представленной в листах технических данных таймера 555, в схему нужно будет добавить некоторые компоненты, которые мы обозначим как R1, R2, C1 и C2. Поэтому в этой исходной схеме резисторы обозначены, начиная с R4, а конденсаторы, начиная с C3.

Рис. 4. Графическое представление электрической схемы устройства, монтажная схема которого показана на рис. 3. Мы будем рассматривать принципиальные схемы, которые выполнены таким образом, что они максимально похожи на расположение компонентов на макетной плате. Это не всегда самое оптимальное изображение компоновки, но пользуясь этим изображением проще всего выполнять монтаж. Номиналы всех компонентов схемы представлены на рис. 3

Когда кнопка S1 не нажата, на вывод 2 таймера 555 через резистор R5, который имеет сопротивление 2,2 кОм, поступает положительное напряжение. Поскольку внутреннее входное сопротивление таймера на выводе 2 имеет очень высокое значение, то напряжение на нем будет почти равно напряжению источника питания, т. е. 9 В.

Рис. 5. Здесь показано, как выглядят компоненты схемы после их установки на макетную плату. Зажимы типа «крокодил» присоединены к проводу, который соединяет электролитический конденсатор С3 емкостью 100 мкФ с потенциометром R8. Напряжение питания на плату не подано

Если же нажать на кнопку S1, то помимо этого к выводу 2 через резистор R8 (потенциометр с сопротивлением 5 кОм) будет подключен еще и минусовой вывод источника питания. Таким образом, для вывода 2 резисторы R8 и R5 образуют делитель напряжения. Вы, наверное, можете вспомнить аналогичное решение, когда вы выполняли тестирование транзисторов. Напряжение между этими резисторами будет меняться в зависимости от значений их сопротивлений.

Если ось потенциометра R8 повернуть примерно наполовину, то сопротивление потенциометра будет примерно равно сопротивлению резистора R5, т. е. в средней точке делителя, подключенной к выводу 2, напряжение будет равно примерно половине напряжения источника питания. Но когда вы будете поворачивать ось потенциометра таким образом, чтобы его сопротивление уменьшалось, напряжение на выводе 2 микросхемы начнет постепенно уменьшаться.

Если у вас есть зажимы на измерительных проводах вашего мультиметра, то вы можете закрепить их на соответствующих выводах элементов, а затем следить за тестером при повороте потенциометра в одну и в другую сторону, после чего каждый раз следует нажимать на кнопку S1.

Графики на рис. 6 иллюстрируют происходящее. На верхнем графике показано напряжение, которое приложено к выводу 2 микросхемы при произвольных нажатиях кнопки и различных положениях оси потенциометра. На нижнем графике показано, что микросхема таймера 555 срабатывает тогда, и только тогда, когда напряжение на выводе 2 становится меньше напряжения 3 В. Что такого особенного в этой величине 3 В? Это одна треть от напряжения питания 9 В.

Рис. 6. На верхнем графике показано напряжение запуска (вывод 2), когда нажата кнопка, причем интервалы нажатия и отпускания кнопки разные при различных положениях оси потенциометра. Нижний график иллюстрирует выходной сигнал (вывод 3), который скачкообразно меняется от нуля до напряжения питания, в тот момент времени, когда напряжение на выводе 2 станет меньше 1/3 напряжения питания

Далее следуют пункты, которые надо проверить при выполнении домашнего задания.

• Выход микросхемы таймера 555 (вывод 3) выдает положительный импульс только тогда, когда напряжение запуска (вывод 2) становится меньше одной трети напряжения питания схемы.

• Микросхема таймера 555 каждый раз формирует положительной импульс одной и той же длительности (начиная с момента выдачи запускающего напряжения на выводе 2).

• Чем больше сопротивление резистора R4 или емкость конденсатора C4, тем больше длительность выходного импульса.

• Когда на выходе (вывод 3) будет напряжение высокого уровня, то это напряжение будет практически равно напряжению питания. Когда на выходе напряжение низкого уровня, то оно почти равно нулю.

Микросхема таймера 555 преобразует хаотичный мир входных запускающих импульсов в прецизионный и регулируемый на выходе. Микросхема на самом деле не включается и не выключается абсолютно мгновенно, но все-таки достаточно быстро, чтобы каждый раз можно было бы считать ее изменяющейся мгновенно.

Теперь осталась еще одна вещь, которую следует попробовать. Срабатывание таймера приводит к тому, что загорается светодиод D1. Если же в это время нажать на кнопку S2, то она на вывод 4 (Сброс) подаст нулевое напряжение. При этом светодиод должен мгновенно погаснуть.

Когда напряжение на выводе «Сброс» станет низким, выход тоже становится низким вне зависимости от напряжения, которое приложено к выводу «Запуск».

Есть еще одна вещь, о которой я хотел бы упомянуть до начала использования таймера в более интересных схемах. Я включил резисторы R5 и R6 таким образом, что как только вы подадите питание на таймер, он не должен формировать импульсы, но был бы готов к выполнению этого. Данные резисторы задают положительные напряжения соответственно на выводах «Запуск» и «Сброс», что создает такие условия, при которых таймер 555 будет готов запуститься, как только на него подадите напряжение питания.

Пока напряжение на выводе «Запуск» будет оставаться высоким, таймер не будет генерировать импульсы. (Он генерирует импульсы только, когда это напряжение будет меньше некоторого порогового значения.)

Пока напряжение на выводе «Сброс» будет оставаться высоким, таймер будет в состоянии формировать импульсы. (Генерация прекращается, когда напряжение на этом выводе будет иметь низкий уровень.)

Резисторы R5 и R6 известны, как подтягивающие резисторы, поскольку подтягивают напряжение в точках их подключения к напряжению питания. Вы с легкостью можете подавить это напряжение, используя непосредственное подключение этих точек к отрицательному выводу источника питания. Типичное значение сопротивления подтягивающего резистора для таймера 555 составляет 10 кОм. В соответствии с законом Ома при наличии источника питания с напряжением 9 В через резистор будет протекать ток, равный 0,9 мА.

Наконец, вы можете задаться вопросом о назначении конденсатора C5, присоединенного к выводу 5. Этот вывод известен, как вывод «Управляющего напряжения», что означает, что если вы подаете на него напряжение, то вы можете управлять чувствительностью таймера. Я вернусь и рассмотрю это более подробно несколько позднее. Поскольку мы не используем эту функцию прямо сейчас, то в качестве нормального решения будет подключение к выводу 5 конденсатора, чтобы защитить его от колебаний напряжения питания и предотвратить попадание на него какого-либо сигнала, который окажет на этот вывод негативное воздействие при нормальном функционировании.

Прежде чем продолжите чтение, убедитесь, что вы знакомы с основными функциями таймера 555.

Теория

Внутри таймера 555.Режим одновибратора (моностабильный)

Пластмассовый корпус таймера 555 содержит пластинку кремния (кристалл), на которой вытравлены сотни транзистор­ных переходов согласно схеме, которая слишком сложна, чтобы ее можно было сразу. Тем не менее я смог обобщить функции этих внутренних элементов, разделив их на основные группы, которые показаны на рис. 7. Кроме этого на этой схеме показаны внешний резистор R4 и два внешних конденсатора С4 и С5, которые обозначены так же, как и на схе­ме, приведенной на рис. 4.

Символами питания с минусом «-» и плюсом «+» внутри ин­тегральной микросхемы отмечено напряжение питания, кото­рое подается на ее выводы 1 и 8 соответственно. Я опустил вну­тренние соединения этих выводов, чтобы сделать схему более понятной.

Два желтых треугольника, обозначенных буквами «А» и «В», означают два внутренних компаратора. Каждый компаратор сравнивает два напряжения на двух входах (в основании тре­угольника) и выдает выходное напряжение (из вершины тре­угольника) в зависимости от того, одинаковый сигнал на входах или различный. В дальнейшем мы обязательно будем использовать компараторы для различных целей.

Прямоугольник зеленого цвета, который внизу обозна­чен буквами «FF», означает триггер (flip-flop) . На структурной схеме я показал его в виде двухполюсного двухпозиционного переключателя, поскольку в данном случае он функционирует именно так, хотя, естественно, это твердотельный полупроводниковый переключатель.

Рис. 7. Внутренняя структурная схема таймера 555. Белыми линиями показаны резисторы и соединения внутри микросхемы. Треугольниками с буквами «А» и «В» обозначены два компаратора. Прямоугольник, обозначенный «FF» — это триггер (flip-flop), который находится либо в одном, либо в другом стабильном состоянии, аналогично двухполюсному двух-позиционному переключателю. Снижение уровня напряжения на выводе 2 контролируется компаратором «А», который при определенном значении напряжения переключает триггер (переключатель) в нижнее по схеме положение (DOWN), и таким образом формирует положительный импульс на выходе микросхемы (вывод 3). Когда конденсатор C4 зарядится до напряжения, равного 2/3 напряжения питания, что определяется компаратором «В», который в это время переключает триггер (переключатель) в верхнее по схеме положение (UP). В этом состоянии триггера заряженный ранее конденсатор C4 разряжается через вывод 7

Изначально, когда вы подаете напряжение питания на микросхему, триггер находится в верхнем по схеме положении (которое и показано на рис. 7), когда отрицательный (общий) вывод источника питания, обозначенный символом «-», поступает на выход микросхемы (вывод 3). Если на триггер приходит сигнал (DOWN) от компаратора «А», то он переключается в нижнее по схеме положение и затем какое-то время остается в этом состоянии. Когда же на триггер приходит сигнал (UP) от компаратора «В», то он снова переключается в верхнее по схеме положение и фиксируется уже в этом состоянии. Обозначения «UP» (вверх) и «DOWN» (вниз) на выходах соответствующих компараторов будут напоминать вам, что каждый из них делает, когда переходит в активное состояние.

Триггер является основным элементом в цифровой электронике. Компьютеры не смогли бы функционировать без использования этого элемента.

Обратите внимание на внешний провод, который присоединяет вывод 7 к конденсатору С4. Пока триггер находится в верхнем по схеме положении, на этот вывод поступает «-» источника питания, что препятствует заряду конденсатора от «+» источника питания через резистор R4.

Если напряжение на выводе 2 падает до 1/3 напряжения питания, то компаратор «А», замечая это, выполняет переключение триггера. Это приводит к началу формирования положительного импульса на выводе 3, а также к отключению «-» источника питания от вывода 7. Поэтому в это время конденсатор C4 через резистор R4 начинает заряжаться от «+» источника питания. Пока выполняется заряд конденсатора, на выходе таймера продолжает присутствовать «+» источника питания, т. е. продолжается формирование положительного импульса.

По мере заряда конденсатора C4 компаратор «В» через вывод 6, который называется «Порог» (Threshold), отслеживает возрастающее на конденсаторе напряжение. Когда конденсатор зарядится до значения, равного 2/3 напряжения источника питания, компаратор «В» сработает и выдаст сигнал «UP» (вверх) на триггер, возвращая его обратно в исходное состояние, которое показано на рисунке. Это приводит к разряду конденсатора через вывод 7, который так и называется «Разряд» (Discharge). В это время триггер прекращает формирование положительного импульса на выходе микросхемы (вывод 3) и выдает на него «-» источника питания. Таким образом таймер 555 возвращается в исходное состояние.

Обобщая все предыдущее, приведу последовательность основных выполняемых событий:

1.    Изначально триггер через источник питания закорачивает (разряжает) конденсатор C4 и выдает на выходе микросхемы (вывод 3) низкий уровень сигнала («-» источника питания).

2.    После уменьшения напряжения на выводе 2 до значения, равного 1/3 напряжения питания или менее того, микросхема на выходе (вывод 3) начинает формирование положительного импульса и предоставляет возможность конденсатору C4 начать заряжаться через резистор R4.

3.    Когда конденсатор достигает 2/3 напряжения питания, микросхема разрядит конденсатор C4, завершится формирование положительного импульса и на выходе (вывод 3) снова будет напряжение низкого уровня.

В рассмотренном случае таймер 555 работает в режиме ждущего одновибратора, что означает, что он выдает только по одному импульсу, а вы, чтобы получить каждый следующий импульс, должны заставить его сработать.

 

Длительность формируемого импульса можно регулировать за счет изменения значений сопротивления резистора и емкости конденсатора С4. Каким же образом вам узнать какие значения надо выбрать? Обратитесь к следующему разд. «Фундаментальные сведения» и посмотрите на табл. 1 с приблизительными уже рассчитанными данными. В этом же разделе имеется формула, воспользовавшись которой, вы можете рассчитать и свои собственные значения.

Я не побеспокоился о том, чтобы в данную таблицу включить импульсы длительностью менее 0,01 сек, поскольку одиночный импульс такой длительности, как правило, не имеет практической ценности. Кроме того, я округлил значения в таблице до 2 цифр после запятой, поскольку значения емкости конденсатора редко бывают более точными.

Фундаментальные сведения

Таблица. 1 показывает длительность фор­мируемого таймером 555 импульса в режиме одновибратора.

•  Длительность импульса приводится в секундах с округлени­ем до двух значащих цифр после запятой.

•  Горизонтальная шкала показывает значение сопротивления меж­ду выводом 7 и положительным выводом источника питания.

•  Вертикальная шкала показывает общие значения емкости меж­ду выводом 6 и отрицательным выводом источника питания. Чтобы рассчитать различную длительность импульса, надо

выполнить умножение по формуле:

tи = сопротивление х емкость х 0,0011,

где сопротивление приводится у килоомах, емкость в микрофа­радах, а длительность получается в секундах.

 Таблица 1.

Базовые сведения

Как родился таймер

В конце 1970 года, когда имелось полдюжины корпораций, пустивших корни на плодородной почве Силиконовой долины, компания Signetics приобрела идею у инженера по имени Ханс Камензинд (Hans Camenzind). Это не была такая уж революцион­ная идея — имелось всего 23 транзистора и набор резисторов, которые могли работать, как программируемый таймер. Таймер обещал быть универсальным, стабильным и простым, но все эти достоинства бледнели при обращении к его начальной стои­мости. Используя революционную технологию создания инте­гральных микросхем, компания Signetics смогла оформить все устройство в одном кремниевом чипе.

Рис. 8. Ханс Камерзинд (Hans Camenzind) изобретатель и разработчик микросхемы таймера 555 производства компании Signetics

Разработка предполагала пройти некоторый путь проб и ошибок. Камензинд, работая один, выполнил все устройства в большом масштабе, используя имеющиеся в наличии транзисто­ры, резисторы и диоды, установленные на макетной плате. Он начал с того, что немного поменял номинальные значения раз­ных компонентов, следя за тем, каким образом схема будет реа­гировать на разные изменения в процессе производства и такие факторы, как, например, изменение температуры в процессе эксплуатации. Он сделал, по меньшей мере, около 10 различных вариантов схемы. На это ушло несколько месяцев работы.

Затем настало время ручной работы. Камензинд садился за рабочий стол и, используя специально изготовленный компа­нией нож «X-Acto», наносил свою схему на большой лист пла­стика. Компания Signetics затем уменьшила это изображение с помощью фотографии в масштабе примерно 300 : 1. Они про­травили ее в тонкой кремниевой пластине, а затем поместили всю эту конструкцию в прямоугольный пластмассовый корпус с номером изделия, который был отпечатан на крышке. Таким образом родился таймер 555.

Ему была уготована судьба наиболее популярной микросхе­мы в истории, как по количеству проданных единиц (десятки миллионов, и этот счет растет) и продолжительности существо­вания конструкции (она остается неизменной вот уже сорок лет). Микросхема таймера 555 использовалась везде — от ракет до детских игрушек. Он может заставить мигать огни, приводить в действие охранную сигнализацию, менять длительность меж­ду звуковыми сигналами и создавать сами звуковые сигналы.

В настоящее время ИС разрабатываются большими коман­дами производителей и тестируются путем моделирования их поведения с помощью программного обеспечения компьютера. Таким образом, микросхемы, расположенные внутри компьюте­ра, предоставляют возможность спроектировать новые ИС. Зо­лотые дни конструкторов-одиночек, таких как Ханс Камерзинд, давно прошли, но его гений до сих пор живет внутри каждого таймера 555, который выходит с заводского конвейера.

 

 

Фундаментальные сведения

Почему таймер 555 так полезен?

В своем режиме одновибратора (моностабильном), кото­рый мы только что рассмотрели, таймер 555 генерирует один импульс фиксированной (но программируемой) длительности. Есть ли у вас какие-либо мысли, как можно было бы использо­вать этот прибор? Подумайте о продолжительности времени, когда импульс от таймера 555 управляет некоторым другим компонентом. Датчик движения для включения наружного освещения, например. Когда инфракрасный детектор «видит», что что-то движется, то загорается свет на определенный пери­од времени, который может задаваться таймером 555.

Другим применением может быть тостер. Когда кто-то опу­скает кусок хлеба, переключатель замыкает контакты, что при­водит к включению цикла работы тостера. Чтобы изменять длительность этого цикла, вы вместо сопротивления R4 можете использовать потенциометр и присоединить его к ручке, уста­новленной на корпусе устройства, чтобы с его помощью за­давать необходимый уровень прожаренности хлеба. В конце цикла тостера выходной сигнал от таймера 555 должен пройти через мощный транзистор, который в свою очередь подает на­пряжение питания на катушку электромагнита (это что-то вроде реле, за исключением того, что у нее нет контактов для включе­ния/выключения), выбрасывающего прожаренный кусок хлеба.

Еще одно применение. Периодически включаемые дворни­ки автомобиля могут управляться таймером 555 — и в прежних моделях автомобилей это было именно так.

А что можно сказать об охранной сигнализации, которую мы описывали в Эксперименте 15? Одна из функций, которую я упо­минал, и которая не была реализована, это возможность само­стоятельного отключения системы сигнализации через опреде­ленный, фиксированный интервал времени. Для выполнения этого мы можем использовать регулируемый выходной сигнал таймера.

Эксперимент, который вы сейчас будете выполнять, выгля­дит примитивным, но в нем фактически реализуются все его возможности.

 

Ограничения при использовании микросхемы таймера 555

1.    Таймер может запускаться от стабильного источника питания с напряжением от 5 до 15 В.

2.    Большинство производителей рекомендуют регулирующий резистор, присоединенный к выводу 7, в диапазоне сопротивлений от 1 кОм до 1 МОм.

3.    Величина емкости времяопределяющего конденсатора может быть настолько высокой, насколько продолжительным вы хотите получить временной интервал, но точность при увеличении длительности интервала будет падать.

4.    На выходе микросхемы может быть получена мощность до 100 мА при напряжении питания 9 В. Этого достаточно для большинства небольших реле или миниатюрных динамиков, что вы увидите в следующих экспериментах.

Остерегайтесь, чтобы не перепутать выводы!
Во всех схемах я привожу микросхемы точно с таким расположением, как было показано ранее — вывод 1 находится вверху слева. В других схемах, которые вы можете найти на веб-сайтах, все может быть показано иначе. Для удобства изображения схем некоторые часто указывают номера выводов микросхем таким образом, что вывод 1 необязательно находится рядом с выводом 2.

Рис. 9. Многие рисуют схемы, в которых номера выводов микросхем располагаются в произвольном порядке, что значительно уменьшает схему и упрощает понимание ее функций. Это не помогает, когда вы начинаете реально выполнять подключения. Здесь приведена точно такая же схема, как и на рис. 4. Однако этот вариант схемы будет труднее реализовать на макетной плате

Автор: Чарльз Платт

Устройства на таймере 555 – Яхт клуб Ост-Вест

7 1 / 13 DIS или ¤ Режимы работы NE555 [ править | править код ]

Прецизионный триггер Шмитта [ править | править код ]

Если на соединенные входы THRES и TRIG подать входной сигнал, то NE555 будет работать в режиме инвертирующего прецизионного триггера Шмитта. Величина гистерезиса определяется встроенным делителем и равна трети напряжения питания.

Одновибратор [ править | править код ]

Входной импульс низкого уровня на входе INPUT вызывает переключение таймера в режим отсчёта времени (на выходе OUTPUT высокий уровень), который длится заданный промежуток времени t = 1 , 1 ⋅ R ⋅ C <displaystyle t=1,1cdot Rcdot C> , а затем таймер переключается обратно в стабильное состояние (низкий уровень на выходе OUTPUT).
Стоит отметить два факта:

  1. Появление низкого уровня на входе RESET переключает таймер в стабильное состояние и переводит выход OUTPUT на низкий уровень.
  2. Пока на входе INPUT остаётся низкий уровень, выход OUTPUT всегда имеет высокий уровень.

Мультивибратор [ править | править код ]

Напряжение на выходе OUTPUT периодически меняется, генерируются прямоугольные импульсы, описываемые следующими уравнениями:
Длительность высокого уровня t 1 = ln ⁡ 2 ⋅ ( R 1 + R 2 ) ⋅ C = 0 , 693 ⋅ ( R 1 + R 2 ) ⋅ C <displaystyle t_<1>=ln 2cdot (R1+R2)cdot C=0,693cdot (R1+R2)cdot C> ,
низкого — t 2 = ln ⁡ 2 ⋅ R 2 ⋅ C = 0 , 693 ⋅ R 2 ⋅ C <displaystyle t_<2>=ln 2cdot R2cdot C=0,693cdot R2cdot C>
Период T = ln ⁡ 2 ⋅ ( R 1 + 2 ∗ R 2 ) ⋅ C = 0 , 693 ⋅ ( R 1 + 2 ∗ R 2 ) ⋅ C <displaystyle T=ln 2cdot (R1+2*R2)cdot C=0,693cdot (R1+2*R2)cdot C>
Частота f = 1 ln ⁡ 2 ⋅ ( R 1 + 2 ∗ R 2 ) ⋅ C <displaystyle f=<frac <1><ln 2cdot (R1+2*R2)cdot C>>>
Например, при номиналах

R 1 = 5 k O h m = 5000 O h m <displaystyle R1=5kOhm=5000Ohm> , R 2 = 2 k O h m = 2000 O h m <displaystyle R2=2kOhm=2000Ohm> , C = 47 μ F = 0 , 000047 F <displaystyle C=47mu F=0,000047F> имеем: t 1 = ln ⁡ 2 ⋅ ( R 1 + R 2 ) ⋅ C = 0 , 693 ⋅ 7000 ⋅ 0 , 000047 = 0 , 227997 ( s e c ) <displaystyle t_<1>=ln 2cdot (R1+R2)cdot C=0,693cdot 7000cdot 0,000047=0,227997(sec)> t 2 = ln ⁡ 2 ⋅ R 2 ⋅ C = 0 , 693 ⋅ 2000 ⋅ 0 , 000047 = 0 , 065142 ( s e c ) <displaystyle t_<2>=ln 2cdot R2cdot C=0,693cdot 2000cdot 0,000047=0,065142(sec)> T = ln ⁡ 2 ⋅ ( R 1 + 2 ∗ R 2 ) ⋅ C = 0 , 693 ⋅ 9000 ⋅ 0 , 000047 = 0 , 293139 <displaystyle T=ln 2cdot (R1+2*R2)cdot C=0,693cdot 9000cdot 0,000047=0,293139> f = 1 ln ⁡ 2 ⋅ ( R 1 + 2 ∗ R 2 ) ⋅ C = 1 0 , 693 ⋅ 9000 ⋅ 0 , 000047 = 1 0 , 293139 = 3 , 41135 ( H z ) <displaystyle f=<frac <1><ln 2cdot (R1+2*R2)cdot C>>=<frac <1><0,693cdot 9000cdot 0,000047>>=<frac <1><0,293139>>=3,41135(Hz)>

Если необходимая длительность низкого уровня больше длительности высокого (Скважность >2) необходимо дополнить приведённую схему диодом, анод которого подключен к выводу 7, а катод к выводу 6 микросхемы NE555. В этом случае конденсатор С будет заряжаться через резистор R1 (а R2 при этом будет накоротко замкнут диодом) и длительность высокого уровня будет определяться формулой
t 1 = ln ⁡ 2 ⋅ R 1 ⋅ C = 0 , 6931472 ⋅ R 1 ⋅ C <displaystyle t_<1>=ln 2cdot R1cdot C=0,6931472cdot R1cdot C> ,
При разрядке же ток будет протекать от конденсатора С , через резистор R2 до контакта 7 микросхемы — DISCHARGE, как раз предназначенного для разрядки конденсатора. Резистор R1 в разрядке не участвует и, соответственно, длительность низкого уровня составит :
t 2 = ln ⁡ 2 ⋅ R 2 ⋅ C = 0 , 6931472 ⋅ R 2 ⋅ C <displaystyle t_<2>=ln 2cdot R2cdot C=0,6931472cdot R2cdot C>
Полный период T = ln ⁡ 2 ⋅ ( R 1 + R 2 ) ⋅ C = 0 , 69314172 ⋅ ( R 1 + R 2 ) ⋅ C <displaystyle T=ln 2cdot (R1+R2)cdot C=0,69314172cdot (R1+R2)cdot C>
Частота f = 1 ln ⁡ 2 ⋅ ( R 1 + R 2 ) ⋅ C <displaystyle f=<frac <1><ln 2cdot (R1+R2)cdot C>>>
Таким образом, подключив переменный резистор к выводам микросхемы 8 — Vcc и 2 — TRIGGER, а скользящий контакт к выводу 7 — DISCHARGE, можно получить простейший ШИМ регулятор с постоянной частотой и плавной регулировкой коэффициента заполнения в диапазоне 1..99 %
Например, при

R 1 = 2 , 5 k O h m = 2500 O h m <displaystyle R1=2,5kOhm=2500Ohm> , R 2 = 7 , 5 k O h m = 7500 O h m <displaystyle R2=7,5kOhm=7500Ohm> , C = 147 μ F = 0 , 000147 F <displaystyle C=147mu F=0,000147F> имеем: t 1 = ln ⁡ 2 ⋅ R 1 ⋅ C = 0 , 6931472 ⋅ 2500 ⋅ 0 , 000147 = 0 , 2547316 ( s e c ) <displaystyle t_<1>=ln 2cdot R1cdot C=0,6931472cdot 2500cdot 0,000147=0,2547316(sec)> t 2 = ln ⁡ 2 ⋅ R 2 ⋅ C = 0 , 6931472 ⋅ 7500 ⋅ 0 , 000147 = 0 , 7641948 ( s e c ) <displaystyle t_<2>=ln 2cdot R2cdot C=0,6931472cdot 7500cdot 0,000147=0,7641948(sec)> T = ln ⁡ 2 ⋅ ( R 1 + R 2 ) ⋅ C = 0 , 6931472 ⋅ 10000 ⋅ 0 , 000147 = 1 , 0189264 <displaystyle T=ln 2cdot (R1+R2)cdot C=0,6931472cdot 10000cdot 0,000147=1,0189264> f = 1 ln ⁡ 2 ⋅ ( R 1 + R 2 ) ⋅ C = 1 0 , 6931472 ⋅ 10000 ⋅ 0 , 000147 = 1 1 , 0189264 = 0 , 9814252 ( H z ) <displaystyle f=<frac <1><ln 2cdot (R1+R2)cdot C>>=<frac <1><0,6931472cdot 10000cdot 0,000147>>=<frac <1><1,0189264>>=0,9814252(Hz)>

Микросхема серии 555 (NE555, SE555, NA555, SA555 и их аналоги) представляет собой доступный и дешевый таймер – устройство для генерации импульсов с определенными временными характеристиками. На базе этих микросхем может быть построено множество простых устройств – от регулятора оборотов электродвигателя до реле времени и стабилизатора напряжения.
В статье речь пойдет об одном из наиболее распространенных применений NE555 – диммере для регулировки яркости светодиодов, который можно приспособить под самодельный ночник.

Часть 1. Электроника.

Схема устройства представлена ниже:

Диоды VD1 и VD2 можно брать любые, например 1N4148. R1 регулирует яркость светодиодов VD3-VD9. Переменный резистор можно взять совмещенный с выключателем, такой вариант будет хорошо смотреться в стилизации под старые керосиновые лампы, в которых яркость пламени контролировалась специальной ручкой. Если же вы не планируете менять яркость светильника, то подойдет любой подстроечный резистор, выставленный на подходящее значение. Конденсатор C3 может быть и меньшего номинала, либо его вообще может не быть – схема все равно запустится, однако в таком случае диммер будет издавать едва слышимый писк.

Светодиоды разделены на две группы по 4 и 3 светодиода. Их, конечно же, может быть больше или меньше, но нужно помнить, что от количества и мощности светодиодов зависит выбор транзистора VT1. Для небольшого количества маломощных светодиодов, как у меня, подойдет любой NPN транзистор, даже КТ315 или его зарубежные аналоги. Для более “прожорливой” нагрузки (например, светодиодной ленты и мощных светодиодов) лучше выбрать транзистор типа EB13005, который можно найти в любой энергосберегающей лампе, или широко распространенный полевой транзистор IRFZ44N.

NE555 обладает широким диапазоном питающего напряжения, поэтому для схемы можно использовать любой подходящий блок питания (например от ноутбука) или зарядку от телефона. Питать диммер от батареек или акумуляторов не рекомендуется, так как схема включения светодиодов с ограничительными резисторами не предполагает достаточно высокого КПД, и источник питания быстро разрядятся.

От напряжения будет зависеть количество светодиодов и сопротивление их токоограничительных резисторов. Если вы знаете, как оно расчитывается, смело переходите к следующей части, если нет – потратьте пару минут на прочтение краткого руководства.

Итак, сопротивление вычисляется по формуле:
R = Uпит – Uсв / Iсв, где
R – сопротивление токоограничительного резистора;
Uпит – напряжение питания схемы;
Uсв – падение напряжения на светодиоде;
Iсв – ток питания светодиода.

Значения Uсв и Iсв различаются в зависимости от цвета и мощности светодиодов, его следует уточнять в документации к конкретной модели. Если же документации нет (что норма для подавляющего большинства китайской продукции), то можно воспользоваться усредненными значениями из таблицы:

Падение напряжения на светодиоде (вольт)

Ток питания светодиода (ампер)

Схемы NE555. Описание таймера NE555

Рассмотрим примеры практического применения данной микросхемы

Триггер Шмидта.

Это очень простая, но эффективная схема. Схема позволяет, подавая на вход аналоговый сигнал, получить чистый прямоугольный сигнал на выходе

– – – – – – – – – – – – – – – – – –

Простой таймер включения устройства в ~220V.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Схема для получения более точных интервалов .

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Практическое применение в статье ШИМ для вентилятора

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Сумеречный выключатель .

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Управление устройством с помощью одной кнопки .

Вариант исполнения такой схемы находится в этом блоге .

Аналогичная схема управление одной кнопкой на микросхеме CD4013 (аналог 561TM2)

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Контроль уровня воды.

Схема для включения светодиодной подсветки от автономного питания, на 10- 30секунд.

Один вариант из применения, встраивается во входную дверь в районе замочной скважины.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Подсветка включается посредством нажатия кнопки на дверной ручке – в результате не возникнет проблем с открытием замка при отсутствии естественного либо искусственного освещения.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Кодовый замок на таймере NE555.

Подобной разработки кодового замка на таймере NE555, в интернете я пока не встречал, поэтому эта разработка посвящается всем любителям этой чудесной микросхемы.
Схему на микросхеме NE555 в виде кодового замка на дверь или сейф, нетрудно реализовать на этом таймере.
Еще я знаю, что 555 нормально работает при отрицательных температурах,(если предстоит эксплуатация на улице) и более широкий диапазон напряжения питания до 16V. Надежность микросхемы не подлежит сомнению.

И так привожу в пример схему, цифровой код в которой будет состоять из 4 цифр (технически схему можно реализовать и на одной кнопке, но это будет слишком банально, я думаю что 4 цифры для начала самый раз, наращивать количество цифр в коде этой схемы можно до бесконечности,(одинаковыми частями по блочно, обвел на схеме U2).
В приведенной схеме все 4 таймера работают по одной схеме, имеются небольшие отличия в таймерах U1, U4. Схема U2 и U3 повторяются один в один.
Каждый таймер в этой схеме может быть настроен на своё рабочее время, на это задействована время задающая цепочка R1, R2, C1.
А также секретность кода можно увеличить подключив доп. коммутирующие диоды.(в качестве примера привел включение одного диода D1, большее не рисовал, так как думаю, что тогда схема будет восприниматься очень сложно).
Главное отличие этой схемы на таймерах 555, от подобных схем, наличие настройки рабочего времени каждого таймера, при простоте этой схемы, вероятность подбора кода посторонним лицом будет очень невелик.

Работа схемы;
– Нажимаем кнопку ноль, запускается таймер U1, его рабочее время настроено на удержание логической единицы (вывод 3) в течении 30 сек, после этого можно нажать кнопку 1.
– Нажимаем кнопку 1 таймер U2, его рабочее время настроено на 2 сек., в течении этого времени надо нажать кнопку 2 (иначе U2 удержание логической единицы (вывод 3) сбрасывается и нажатие кн. 2 не будет иметь смысла)
– Нажимаем кнопку 2, таймер U3 настроен на удержание логической единицы (вывод 3) в течении 25 сек, после этого можно нажать кнопку 3, но ……….. смотрим на коммутирующий диод D1, из за него кнопку 3 нет смысла быстро нажимать, пока не закончится 30 секундное рабочее время таймера U1,
– После нажатия кнопки 3, таймер U4 выдает логическую единицу (U4 вывод 3)на исполнительное устройство.
Еще остается добавить что, в действующем устройстве цифровой код будет расположен не по порядку номеров, а хаотично,
и любое нажатие других кнопок будет сбрасывать таймеры в 0.
Ну в общем пока всё, все варианты использования тут не описать, вижу что не все, я здесь в описании затронул …… в общем если есть идея, ее техническая реализация всегда найдётся.
Все настройки, рабочего времени микросхем U1…….U4 являются тестовыми, и описаны здесь для примера. 🙂
(в охранных системах для непрошеных гостей самое трудное, это индивидуальные решения, доказано временем)
Прикладываю архив со схемой в протеус, в нем работу схемы можно оценить наглядно.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Назначение восьми ног микросхемы.

1. Земля.

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,) 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 есть reset. Входное напряжение не зависит от величины напряжения питания – это TTL-совместимый вход. Для предотвращения случайных сбросов этот вывод 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 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.

Каждый радиолюбитель не раз встречался с микросхемой NE555. Этот маленький восьминогий таймер завоевал колоссальную популярность за функциональность, практичность и простоту использования. На 555 таймере можно собрать схемы самого различного уровня сложности: от простого триггера Шмитта, с обвеской всего в пару элементов, до многоступенчатого кодового замка с применением большого количества дополнительных компонентов.

В данной статье детально ознакомимся с микросхемой NE555, которая, несмотря на свой солидный возраст, по-прежнему остается востребована. Стоит отметить, что в первую очередь данная востребованность обусловлена применением ИМС в схемотехнике с использованием светодиодов.

Описание и область применения

NE555 является разработкой американской компании Signetics, специалисты которой в условиях экономического кризиса не сдались и смогли воплотить в жизнь труды Ганса Камензинда. Именно он в 1970 году сумел доказать важность своего изобретения, которое на тот момент не имело аналогов. ИМС NE555 имела высокую плотность монтажа при низкой себестоимости, чем заслужила особый статус.

Впоследствии её стали копировать конкурирующие производители из разных стран мира. Так появилась отечественная КР1006ВИ1, которая так и осталась уникальной в данном семействе. Дело в том, что в КР1006ВИ1 вход останова (6) имеет приоритет над входом запуска (2). В импортных аналогах других фирм такая особенность отсутствует. Данный факт следует учитывать при разработке схем с активным использованием двух входов.

Однако в большинстве случаев приоритеты не влияют на работу устройства. С целью снижения мощности потребления, ещё в 70-х годах прошлого века был налажен выпуск таймера КМОП-серии. В России микросхема на полевых транзисторах получила название КР1441ВИ1.

Наибольшее применение 555 таймер нашёл в построении схем генераторов и реле времени с возможностью задержки от микросекунд до нескольких часов. В более сложных устройствах он выполняет функции по исключению дребезга контактов, ШИМ, восстановлению цифрового сигнала и так далее.

Особенности и недостатки

Особенностью таймера является внутренний делитель напряжения, который задаёт фиксированный верхний и нижний порог срабатывания для двух компараторов. Ввиду того что делитель напряжения нельзя исключить, а пороговым напряжением нельзя управлять, область применения NE555 сужается.

Таймеры, собранные на КМОП-транзисторах, лишены перечисленных недостатков и не нуждаются в монтаже внешних конденсаторов.

Основные параметры ИМС серии 555

Внутреннее устройство NE555 включает в себя пять функциональных узлов, которые можно видеть на логической диаграмме. На входе расположен резистивный делитель напряжения, который формирует два опорных напряжения для прецизионных компараторов. Выходные контакты компараторов поступают на следующий блок – RS-триггер с внешним выводом для сброса, а затем на усилитель мощности. Последним узлом является транзистор с открытым коллектором, который может выполнять несколько функций, в зависимости от поставленной задачи.

Рекомендуемое напряжение питания для ИМС типа NA, NE, SA лежит в интервале от 4,5 до 16 вольт, а для SE может достигать 18В. При этом ток потребления при минимальном Uпит равен 2–5 мА, при максимальном Uпит – 10–15 мА. Некоторые ИМС 555 КМОП-серии потребляют не более 1 мА. Наибольший выходной ток импортной микросхемы может достигать значения в 200 мА. Для КР1006ВИ1 он не выше 100 мА.

Качество сборки и производитель сильно влияют на условия эксплуатации таймера. Например, диапазон рабочих температур NE555 составляет от 0 до 70°C, а SE555 от -55 до +125°C, что важно знать при конструировании устройств для работы в открытой окружающей среде. Более детально ознакомиться с электрическими параметрами, узнать типовые значения напряжения и тока на входах CONT, RESET, THRES, и TRIG можно в datasheet на ИМС серии XX555.

Расположение и назначение выводов

NE555 и её аналоги преимущественно выпускаются в восьмивыводном корпусе типа PDIP8, TSSOP или SOIC. Расположение выводов независимо от корпуса – стандартное. Условное графическое обозначение таймера представляет собой прямоугольник с надписью G1 (для генератора одиночных импульсов) и GN (для мультивибраторов).

  1. Общий (GND). Первый вывод относительно ключа. Подключается к минусу питания устройства.
  2. Запуск (TRIG). Подача импульса низкого уровня на вход второго компаратора приводит к запуску и появлению на выходе сигнала высокого уровня, длительность которого зависит от номинала внешних элементов R и С. О возможных вариациях входного сигнала написано в разделе «Одновибратор».
  3. Выход (OUT). Высокий уровень выходного сигнала равен (Uпит-1,5В), а низкий – около 0,25В. Переключение занимает около 0,1 мкс.
  4. Сброс (RESET). Данный вход имеет наивысший приоритет и способен управлять работой таймера независимо от напряжения на остальных выводах. Для разрешения запуска необходимо, чтобы на нём присутствовал потенциал более 0,7 вольт. По этой причине его через резистор соединяют с питанием схемы. Появление импульса менее 0,7 вольт запрещает работу NE555.
  5. Контроль (CTRL). Как видно из внутреннего устройства ИМС он напрямую соединен с делителем напряжения и в отсутствие внешнего воздействия выдаёт 2/3 Uпит. Подавая на CTRL управляющий сигнал, можно получить на выходе модулированный сигнал. В простых схемах он подключается к внешнему конденсатору.
  6. Останов (THR). Является входом первого компаратора, появление на котором напряжения более 2/3Uпит останавливает работу триггера и переводит выход таймера в низкий уровень. При этом на выводе 2 должен отсутствовать запускающий сигнал, так как TRIG имеет приоритет перед THR (кроме КР1006ВИ1).
  7. Разряд (DIS). Соединен напрямую с внутренним транзистором, который включен по схеме с общим коллектором. Обычно к переходу коллектор-эмиттер подключают времязадающий конденсатор, который разряжается, пока транзистор находится в открытом состоянии. Реже используется для наращивания нагрузочной способности таймера.
  8. Питание (VCC). Подключается к плюсу источника питания 4,5–16В.

Режимы работы NE555

Таймер 555 серии работает в одном из трёх режимов, рассмотрим их более детально на примере микросхемы NE555.

Одновибратор

Принципиальная электрическая схема одновибратора приведена на рисунке. Для формирования одиночных импульсов, кроме микросхемы NE555, понадобится сопротивление и полярный конденсатор. Схема работает следующим образом. На вход таймера (2) подают одиночный импульс низкого уровня, который приводит к переключению микросхемы и появлению на выходе (3) высокого уровня сигнала. Продолжительность сигнала рассчитывается в секундах по формуле:

По истечении заданного времени (t) на выходе формируется сигнал низкого уровня (исходное состояние). По умолчанию вывод 4 объединен с выводом 8, то есть имеет высокий потенциал.

Во время разработки схем нужно учесть 2 нюанса:

  1. Напряжение источника питания не влияет на длительность импульсов. Чем больше напряжение питания, тем выше скорость заряда времязадающего конденсатора и тем больше амплитуда выходного сигнала.
  2. Дополнительный импульс, который можно подать на вход после основного, не повлияет на работу таймера, пока не истечет время t.

На работу генератора одиночных импульсов можно влиять извне двумя способами:

  • подать на Reset сигнал низкого уровня, который переведёт таймер в исходное состояние;
  • пока на вход 2 поступает сигнал низкого уровня, на выходе будет оставаться высокий потенциал.

Таким образом, с помощью одиночных сигналов на входе и параметров времязадающей цепочки можно получать на выходе импульсы прямоугольной формы с чётко заданной длительностью.

Мультивибратор

Мультивибратор представляет собой генератор периодических импульсов прямоугольной формы с заданной амплитудой, длительностью или частотой, в зависимости от поставленной задачи. Его отличие от одновибратора состоит в отсутствии внешнего возмущающего воздействия для нормального функционирования устройства. Принципиальная схема мультивибратора на базе NE555 показана на рисунке.

В формировании повторяющихся импульсов участвуют резисторы R 1 , R 2 и конденсатор С 1 . Время импульса (t 1), время паузы(t 2), период (T) и частоту (f) рассчитывают по нижеприведенным формулам: Из данных формул несложно заметить, что время паузы не сможет превысить время импульса, то есть достичь скважности (S=T/t 1) более 2 единиц не удастся. Для решения проблемы в схему добавляют диод, катод которого соединяют с выводом 6, а анод с выводом 7.

В datasheet на микросхемы часто оперируют величиной, обратной скважности – Duty cycle (D=1/S), которую отображают в процентах.

Схема работает следующим образом. В момент подачи питания конденсатор С 1 разряжен, что переводит выход таймера в состояние высокого уровня. Затем С 1 начинает заряжаться, набирая ёмкость до верхнего порогового значения 2/3 U ПИТ. Достигнув порога ИМС переключается, и на выходе появляется низкий уровень сигнала. Начинается процесс разряда конденсатора (t 1), который продолжается до нижнего порогового значения 1/3 U ПИТ. По его достижении происходит обратное переключение, и на выходе таймера устанавливается высокий уровень сигнала. В результате схема переходит в автоколебательный режим.

Прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером

Внутри таймера NE555 встроен двухпопроговый компаратор и RS-триггер, что позволяет реализовывать прецизионный триггер Шмитта с RS-триггером на аппаратном уровне. Входное напряжение делится компаратором на три части, при достижении каждой из которых происходит очередное переключение. При этом величина гистерезиса (обратного переключения) равна 1/3 U ПИТ. Возможность применения NE555 в качестве прецизионного триггера востребована в построении систем автоматического регулирования.

3 наиболее популярные схемы на основе NE555

Одновибратор

Практический вариант схемы одновибратора на TTL NE555 приведен на рисунке. Схема питается однополярным напряжением от 5 до 15В. Времязадающими элементами здесь являются: резистор R 1 – 200кОм-0,125Вт и электролитический конденсатор С 1 – 4,7мкФ-16В. R 2 поддерживает на входе высокий потенциал, пока некоторое внешнее устройство не сбросит его до низкого уровня (например, транзисторный ключ). Конденсатор С 2 защищает схему от сквозных токов в моменты переключения.

Активизация одновибратора происходит в момент кратковременного замыкания на землю входного контакта. При этом на выходе формируется высокий уровень длительностью:

t=1,1*R 1 *C 1 =1,1*200000*0,0000047=1,03 c.

Таким образом, данная схема формирует задержку выходного сигнала относительно входного на 1 секунду.

Мигание светодиодом на мультивибраторе

Отталкиваясь от рассмотренной выше схемы мультивибратора можно собрать простую светодиодную мигалку. Для этого к выходу таймера последовательно с резистором подключают светодиод. Номинал резистора находят по формуле:

R=(U ВЫХ -U LED)/I LED ,

U ВЫХ – амплитудное значение напряжения на выводе 3 таймера.

Количество подключаемых светодиодов зависит от типа применяемой микросхемы NE555, её нагрузочной способности (КМОП или ТТЛ). Если необходимо мигать светодиодом мощностью более 0,5 Вт, то схему дополняют транзистором, нагрузкой которого станет светодиод.

Реле времени

Схема регулируемого таймера (электронное реле времени) показана на рисунке.
С её помощью можно вручную задавать длительность выходного сигнала от 1 до 25 секунд. Для этого последовательно с постоянным резистором в 10 кОм устанавливают переменный номиналом в 250 кОм. Ёмкость времязадающего конденсатора увеличивают до 100 мкФ.

Схема работает следующим образом. В исходном состоянии на выводе 2 присутствует высокий уровень (от источника питания), а на выводе 3 низкий уровень. Транзисторы VT1, VT2 закрыты. В момент подачи на базу VT1 положительного импульса по цепи (Vcc-R2-коллектор-эмиттер-общий провод) протекает ток. VT1 открывается и переводит NE555 в режим отсчета времени. Одновременно на выходе ИМС появляется положительный импульс, который открывает VT2. В результате ток эмиттера VT2 приводит к срабатыванию реле. Пользователь может в любой момент прервать выполнение задачи, кратковременно закоротив RESET на землю.

Транзисторы SS8050, приведенные на схеме, можно заменить на КТ3102.

Рассмотреть все популярные схемы на основе NE555 в одной статье невозможно. Для этого существуют целые сборники, в которых собраны практические наработки за всё время существования таймера. Надеемся, что приведенная информация послужит ориентиром во время сборки схем, в том числе нагрузкой которых служат светодиоды.

Читайте так же

Сразу стоит отметить при описании микросхемы NE 555, что она выпускается как в стандартной ТТЛ логике, так и КМОП, поэтому она может работать в широком диапазоне напряжений и использована во многих типах устройств в качестве генератора тактовых импульсов или универсального таймера. Микросхема может генерировать как одиночные, так повторяющиеся импульсы, что зависит от принципиальной схемы включения и выбора конкретного режима работы.

Разрабатывался первый вариант ИС еще в 1971 году знаменитой на то время компанией Signetics. По своим характеристикам и функциональным возможностям она является широко востребованной, свидетельством чего является ее активное применение в устройствах управления скоростью вращения двигателей и тиристорных регуляторах мощности.

Также, ее можно использовать для конструирования унифицированного генератора импульсов с регулируемой выходной частотой последовательностью импульсов. Для подробного описания характеристик микросхемы смотрите на ne 555 datasheet. В нем указаны не только основные характеристики, но также представлены диаграммы работы. А в этом описании ne 555 предоставим общую информацию, достаточную для разработки электронных устройств своими руками.

Предыстория создания ИС

В 70 гг. компания Signetics попала под влияние кризиса и вынуждена была сократить численность своего персонала как минимум на 50%, в число которых попал и разработчик представленной схемы. Поэтому она была создана буквально на коленках в гаражных условиях, а за основу была взята им же разработанная NE 566. Платформа будущей ИС уже состояла из основных, необходимых для работы функциональных блоков:

Существуют на ne 555 схемы включения разного типа для работы микросхемы достаточно было наличие внешней RC-цепи, которая являлась времязадающей. И внутренний делитель напряжения , пропорционально которому формировалась амплитуда выходного сигнала. После некоторого времени и внесения небольших доработок, в частности, замена встроенного генератора стабильного тока для зарядки внутреннего конденсатора на резистор, она поступила в серию.

Что касается структуры таймера, то в ней содержалось:

  • 23 транзистора;
  • 16 резисторов;
  • 2 диода.

Аналоги микросхемы

Универсальный таймер вскоре обзавелся функциональными аналогами, которыми стали советские микросхемы из серии КР:

  • 1006ВИ1;
  • 1008ВИ1;
  • 1087ВИ2;
  • 1087ВИ3.

Также, микросхема ne555 аналог имеет, например, КР10006ВИ1, то стоит учесть тот факт, что вход сброса R по отношению к установке имеет приоритет. Этот момент почему-то упущен в техническом описании МС, что является немаловажным фактом при построении электронных схем. В других микросхемах выводы имеют приоритет вплоть до наоборот S над R.

Все выше представленные аналоги таймеров построены на стандартной ТТЛ-логике. Если захотите спроектировать устройства на ne555 с более экономичными показателями, то лучше применить МС из серии КМОП. Таковыми являются устройства:

  • ICM 7555 IPA ;
  • GLC 555;
  • КР1441ВИ1.

Характеристики микросхемы

Функциональная схема представленной микросхемы достаточно проста и состоит из следующих блоков:

  • делителя напряжения, который сравнивает сигнал на входе с двумя опорными уровнями;
  • 2 высокоточных компараторов на высокий и на низкий уровень сигналов;
  • триггера со встроенными RS -входами и дополнительным сбросом, выходной транзистор средней мощности биполярный или полевой в зависимости от технологии.

Также, аппаратно в конструкции микросхемы предусмотрен усилитель мощности, повышающий нагрузочную способность устройства и ее качество работы.

Микросхема является универсальной, как ни посмотри, со всех сторон. Например, базовая версия NE 555 рассчитана на напряжение питания в пределах от 4,5 до 16,5 В, что весьма упрощает процесс конструирования многих схем, так как отпадает необходимость придерживаться конкретной величины питания.

Но если необходимо запитать генератор импульсов от пониженного уровня порядка 2–3 В, то лучше использовать схемы на КМОП-логике. Они не только могут свободно функционировать на низком напряжении, но и обладают повышенными показателями устойчивости к помехам и нестабильности питания.

Также, выпускаются модификации устройств с повышенным порогом питающего напряжения, который может достигать 18 В. Эти МС могут применяться в импульсных устройствах и генераторах.

Согласно информации, которую предоставляет западный на ne555 datasheet потребляемый ток устройством зависит от величины входного импульса. Если она лежит на номинальном уровне порядка 5 В, то величина тока составляет не более 6 мА. Но если напряжение вырастет до 15В, то ток также растет до 15мА. Обычно устройства разрабатывают своими руками на средний показатель тока, который оставляет порядка 10 мА, что говорит о напряжении питания в пределах от 9 до 12 В. Но это характерно для ТТЛ-логики.

Микросхемы, сконструированные на основе КМОП-транзисторов, потребляют еще меньше – 100-200 мкА, что их делает еще более экономичными. Но максимальное значение потребляемого тока не превышает 100 мА. Если у вас она берет больше этого значения, это означает что устройство неисправно и требует замены.

Некоторые проблемы и особенности работы с микросхемой

8-пиновый корпус – идея хорошая, но из-за этого форм-фактора возникают некоторые трудности при работе с таймером. А именно, он лишен возможности независимого сравнения сигналов верхнего и нижнего порогов, что довольно часто требуется в устройствах преобразования, например, тех же АЦП. Чтобы реализовать такую возможность радиолюбители прибегают к использованию другой серии устройств, например, NE 521 или устанавливают на вход элементы 3И-НЕ, если это целесообразно.

В биполярных устройствах присутствует такой недостаток, как импульсный ток при включении и выключении, величина которого может достигать 400 мА, что может стать причиной пробоя выходного транзистора или других элементов схемы, в которую она была впаяна. Причиной такого явления является сквозной ток выходного каскада, возникающий из-за тех же высоких импульсов по питанию.

Чтобы устранить проблему, рекомендуется использовать специальный блокирующий конденсатор, подключаемый на входы 5 и общий (мину питания) емкостью порядка 0,01–0,1 мкФ. Благодаря заряду его обкладок внутренне напряжение в МС, поступающее на выходной каскад , сглаживается, что и исключает вероятность возникновения пробоя. Также он защитит внутренний делитель от помех извне, которые могут вызвать ложное срабатывание.

Также, как и в случае со многими другими микросхемами с ТТЛ-логикой, NE 555 рекомендуется шунтировать гасящим конденсатором с керамическим обкладками емкостью 1 мкФ.

Назначение и расположение выводов микросхемы

NE 555 в базовом исполнении имеет 8-выводной корпус DIP, но также выпускаются иные модификации, являющиеся аналогами. Поэтому ориентировать исключительно этого описания при построении устройств своими руками на ее основе не стоит. К каждой микросхеме необходимо просматривать свой даташит.

Схемное обозначение устройства отображается в виде надписи «G 1/ GN». В зарубежных справочниках эту надпись можно расшифровать как генератор одиночных и серий импульсов. Что касается расположения выводов и их назначения, то все однотипные МС являются стандартизированными и могут быть взаимозаменяемы без внесения каких-либо доработок.

В таблице ниже представлено расположение выводов в стандартном корпусе МС:

Режимы работы и применение микросхемы

Самой простой схемной реализацией, применяемой в различный цифровых устройствах, является одновибратор. На примере этой схемы можно также увидеть типовое включение с использованием гасящего и шунтирующего конденсаторов. Именно в таком исполнении наиболее чаще применяется эта микросхема. А работает она следующим образом:

По приходу сигнала с низким уровнем на вход МС под номером 2 начинает работать таймер в режиме счета времени. При этом на выходе устройства устанавливается высокий уровень на протяжении всей длительности временного промежутка . Это время можно устанавливать самостоятельно, подобрав необходимые внешние компоненты, которыми выступают резистор и конденсатор, подключаемые к плюсу питания и выводу под номером 6.

Определяется временная задержка по стандартной формуле с учетом корректирующей константы: t =1,1 RC. По окончании счета (разряда конденсатор) таймер возвращается в исходное состояние. А выходной сигнал изменяется на противоположный. Итак до следующего прихода входного импульса низкого уровня.

При этом, если на входе присутствует низкий уровень, то на выходе высокий. А при подаче импульса на вход сброса триггера таймер останавливает свой счет и уровень сигнала на выходе изменяется на противоположный.

Режим независимого генератора

Чтобы включить микросхему в режиме мультивибратора, имеется схема, показанная на рисунке ниже. Здесь так же все просто, как и в предыдущем варианте, но имеются некоторые особенности расчета элементом и характеристик последовательности выходного сигнала. Чтобы задать определенную частоту смены выходного сигнала и последующее переключение в противоположное устойчивое состояние, потребуется выводы 2 и 6 объединить и установить еще один резистор в делить, уменьшив ток заряда конденсатора, но при этом связав входной сигнал с входом установки триггера. А чтобы рассчитать параметры используемых элементом, необходимо будет воспользоваться следующими простыми формулами расчета:

Изменение скважности выходного импульса

Нередко требуется применение микросхемы 555 с возможностью установки скважности выходного сигнала. Например, сделать ее больше 2, то для этого потребуется образовать дополнительную цепь между 7 и 6 выводами , подключив к ним диод. При этом анодный вывод контактирует с выводом 7 МС. Такое включение дополнительного компонента шунтирует резистор R 2, обеспечивая цепь заряда конденсатора через R 1. Тогда при расчете длительности высокого уровня сигнала на выходе будет происходить по формуле без учета R 2.

В обратном цикле разрядный ток будет протекать через R 2, а R 1 уже не участвует в процессе. И определяется по формуле, которая указывалась выше без изменений.

Всю нашу жизнь мы отсчитываем промежутки времени, что друг за другом определяют определенные события нашей жизни. В целом без отсчета времени в нашей жизни не обойтись. Ведь именно по часам и минутам мы распределяем свой распорядок дня, а эти дни складываются в недели, месяцы и годы. Можно сказать, что без времени мы бы потеряли какой-то определенный смысл в наших действиях, а еще точнее, в нашу жизнь однозначно бы ворвался хаос. Я уж даже не буду рассказывать про деловых людей, кто каждый день ходит на совещание по часам…
Однако в сегодняшней статье вовсе не о фантастических реалиях возможного отключения всех часов в мире, даже не о гипотетически невероятном, а все же о реально доступном! Ведь если нам надо, если то к чему мы привыкли так необходимо, так зачем же отрешаться от удобного!? Собственно речь пойдет как раз о таймере, который тоже в некотором роде участвует в распределении нашего времени. С помощью самодельного таймера не всегда удобно измерять время, ведь сегодня они доступны даже первоклашке! Прогресс шагнул так далеко, что многофункциональные часы можно купить в Китае за пару баксов. Однако это не всегда панацея.
Скажем если необходимо запускать или отключать какое-то электронное устройство, то лучше всего это реализовать на электронном таймере. Именно он возьмет на себя обязанности по включению и выключению устройства, путем автоматической электронной коммутации управления устройствами. Именно о таком таймере на микросхеме NE 555 я и расскажу.

Схема таймера на микросхеме NE555

Взгляните на рисунок. Как это может показаться банально, но микросхема NE555 именно в этой схеме работает в своем штатном режиме, то есть по прямому назначению. Хотя на самом деле может быть применяться как мультивибратор, как преобразователь аналогового сигнала в цифровой, как микросхема обеспечивающая питание нагрузки от датчика света , как генератор частоты, как модулятор для ШИМ. В общем чего только с ним не придумали за время его существования, которое уже перевалило за 45 лет. Ведь вышла микросхема впервые в далеком 1971…

Теперь все же давайте кратко еще раз пробежимся по подключению микросхемы и принципу работы схемы.

После нажатия на кнопку “reset” мы обнуляем потенциал на входе микросхемы, так как по сути заземляем вход. При этом конденсатор на 150 мКФ оказывается разряжен. Теперь в зависимости от емкости подключенной к ножке 6,7 и земле (150 мКФ), будет зависеть период задержки-выдержки таймера. Заметьте, что здесь также подключен и ряд резисторов 500 кОм и 2.2 мОм, то есть эти резисторы тоже участвуют в формировании задержки-выдержки.

Регулировать задержку можно с помощью переменного резистора 2.2 М (на схеме он постоянный, его можно заменить само собой на переменный). Также время можно менять путем замены конденсатора 150 мкФ.

Так при сопротивлении цепочки резисторов около 1 мОм, задержка будет около 5 мин. Соответственно если выкрутить резистор на максимум и сделать так, чтобы конденсатор заряжался максимально медленно, то можно достичь задержки в 10 минут. Здесь надо сказать, что при начале отсчета таймера загорается зеленый светодиод, когда же срабатывает таймер, то на выводе появляется минусовой потенциал и из-за этого зеленый светодиод гаснет, а загорается красный. То есть в зависимости от того, что вам надо, таймер на включение или выключение, вы можете воспользоваться соответствующим подключением, к красному или зеленому светодиоду. Схема простая и при правильном соединении всех элементов в настройке не нуждается.

P/S Когда я нашел в интернете эту схему, то в ней было еще соединение между выводом 2 и 4, но при таком подключении схема не работала!!! Может это косяк конкретного экземпляра, может что-то не так во мне или луне на небе в ту ночь, но потом 4 разорвал, 2 вывод подключил к 6 контакту, такое заключение было сделано исходя из других аналогичных схем в интернете и все работало!!!

В случае необходимости управления таймером силовой нагрузкой, можно использовать сигнал после резистора в 330 Ом. Эта о точка показана красным и зеленым крестиком. Используем обычный транзистор, скажем КТ815 и реле. Реле можно применить на 12 вольт. Пример такой реализации управления силовым питанием приведен в статье датчик свет, сморите ссылку выше. В этом случае можно будет выключать-включать мощную нагрузку.

Datasheet (Даташит) на таймер NE555

В общем если вы хотите, то можете взглянуть на номинальные параметры и внутреннее устройства таймера, хотя бы в виде принципиальной схемы работы по блокам. Кстати даже в этом даташите будет приведена и схема подключения. Даташит от компании ST , это компания с именем, а значит думается о том, что характеристики здесь могут быть завышены. Если вы возьмете китайский аналог, то вполне возможно параметры будут несколько отличаться. Обратите внимание, что это микросхема может быть с индексом SA555 или SE555.

Подводя итог о таймере на микросхеме NE555

Приведенная здесь схема хотя и работает от 9 вольт, но вполне допускает питание и на 12 вольт. Это значит, что такую схему можно использовать не только для домашних проектов, но и для машины, когда схему напрямую можно будет подключить к бортовой сети автомобиля. Хотя для верности лучше поставить LM 7508 или КРЕНку на 5-9 вольт .
В этом случае такой таймер может быть применен для задержки включения камеры или ее выключения. Возможно применить таймер для “ленивых” указателей поворотов, для обогрева заднего стекла и т.д. Вариантов действительно много.

Остается лишь резюмировать, что время аналоговой техники все же проходит, ведь в данной таймере применены дорогостоящие конденсаторы, особенно это актуально для таймера со значительной задержкой, когда емкости будут большие. Это и деньги и габариты в устройстве таймера. Поэтому если вопрос будет стоять остро об объемах производства, о стабильности работы, то здесь, пожалуй, выиграет даже самый простой микроконтроллер.

Единственное препятствие, так это то, что микроконтроллеры все же надо уметь программировать и применять познание не только электрической части, соединений но и языков, способов программирования, это тоже чье то время, удобство и в конечном счете деньги.

Видео о работе таймера на микросхеме NE555

NE555 это легендарная микросхема таймер, которая стала одной из первых интегральных микросборок. Она несет в себе около 20 транзисторов и используется для работы в двух режимах. В режиме непосредственно таймера и генератора прямоугольных импульсов.

Справочная документация по 555 таймеру

Заполните одно из значений ниже, и нажмите кнопку Рассчитать и калькулятор определит вам целый ряд возможных вариантов для сопротивлений резисторов R1, R2 & значение емкости конденсатора.

Справочник – распиновка с подробным описанием всех выводов микросхемы таймера серии 555

Схема сирены генерирующая кричащий звук на таймере NE555

Причем уровень громкости зависит от количества света попадающего на светочувствительный резистор

Двухтональная сирена на NE555

Работа схемы совсем не сложная, таймеры NE555 представляют собой два генератора, низкочастотный генератор (первый слева на схеме) управляет работой второго высокочастотного генератора (уменьшая и увеличивая частоту генерации), далее импульсы следуют на транзисторный усилитель VT1, к эмиттеру которого подключен восьми омный динамик.

В тот момент, когда пьезоэлектрический датчик улавливает механическое воздействие, он формирует электрический импульс, который является сигналом для запуска моностабильного мультивибратора, выход которого подключен к сдвоенной оптопаре.

Эта схема световой сигнализации срабатывает при резком падении уровня освещения датчика, запуская при этом звуковой сигнал тревоги. Устройство не срабатывает при плавном изменении яркости. Чтобы увеличить ресурс батареи питания, звуковой сигнал звуковой сигнал тревоги звучит от одной до десяти секунд, время звучания можно регулировать с помощью построечного сопротивления R5.

Основа схемы стробоскопа таймерные устройства, собранные на микросхемах КР1006ВИ1 (отечественный аналог серии 555) которые обладают более стабильными временными характеристиками, так как длительности импульса и паузы между импульсами не зависят от напряжения источника питания.

Очень хороший способ при регулирование яркости свечения светодиодов это использование широтно-импульсной модуляции, т.к светодиоды запитаны рекомендуемым током и есть возможность производить регулирование яркости свечения за счет подачи питания с более высокой частотой. Изменение периода прямо пропорционально связано с яркостью.

Для акустической сигнализации часто применяют звуки, напоминающие сирену. Их получают электромеханическим или электронным способом. Предлагаемое электронное устройство сигнализации обладает тем преимуществом, что тембр звука сирены можно изменять. Оно состоит из задающего генератора, модулятора и усилителя. Задающий генератор выполнен на интегральной микросхеме B555D (см. принципиальную схему). Желаемый тембр звучания подбирают с помощью резистора R4. Частоту генератора, равную 1 кГц, устанавливают резистором R6 и конденсатором С4. Завывающий звук сирены получают путем подачи с генератора на транзисторе VT1 синусоидального сигнала частотой примерно 1 Гц. на вывод 5 микросхемы. Благодаря диоду VD1 и входному сопротивлению микросхемы, равному 5 кОм, происходит модуляция электрических колебаний, вырабатываемых задающим генератором, с частотой 1 Гц.

Читать “Справочное пособие по цифровой электронике” – Тули Майк – Страница 8

Рис. 4.4. Моностабильная конфигурация таймера 555.

Запуск подается спадающий фронт, т. е. осуществляется переход от 1 к 0. Когда действует этот сигнал и запускающее входное напряжение уменьшается ниже одной трети напряжения питания, на выходе нижнего компаратора появляется напряжение высокого уровня и триггер переводится в состояние 1. На выходе Q¯ триггера формируется напряжение низкого уровня, транзистор TR1 выключается, и на выходе схемы (контакт 3) появляется напряжение высокого уровня.

После этого конденсатор С заряжается от источника питания через резистор R до тех пор, пока напряжение Порога не достигнет двух третей напряжения питания. В этот момент напряжение на выходе верхнего компаратора изменяется и триггер сбрасывается. На его выходе Q¯ оказывается напряжение высокого уровня, транзистор TR1 включается, а на выходе (контакт 3) формируется напряжение низкого уровня. Следовательно, схема переводится в пассивное состояние и ожидает следующего запускающего импульса.

Для этого режима справедливы следующие расчетные соотношения:

временной интервал, в течение которого на выходе действует напряжение высокого уровня, t = 1,1 x ;

рекомендуемая ширина запускающего импульса tзап < tвкл/4.

4.2. Семейство таймеров 555

Стандартный таймер 555 выпускается в 8-контактном корпусе типа DIP (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Разводка контактов одиночного таймера 555

Диапазон рабочего напряжения питания составляет от 4,5 до 15 В. Он перекрывает обычный диапазон TTЛ-схем, поэтому таймер может работать вместе с ними. Выпускаются также и другие разновидности стандартного таймера 555.

Маломощный КМОП-таймер 555 (например, ICM7555IPA). Эта микросхема является аналогом стандартного таймера, но изготавливается по КМОП-технологии. Благодаря этому расширяется диапазон напряжения питания (от 2 до 18 В) и уменьшается потребляемый ток (120 мкА при питании 18 В). Несмотря на то что выходная нагрузочная способность микросхемы уменьшается, все же допускается подключать к схеме до двух стандартных ТТЛ-нагрузок.

Сдвоенный таймер 555 (например, NE556A). Это просто сдвоенный вариант стандартной микросхемы 555, выпускаемый в 14-контактном корпусе (рис. 4.6).

Рис. 4.6. Разводка контактов сдвоенного таймера 555

Оба таймера можно использовать независимо друг от друга; они обладают такими же электрическими характеристиками, как и стандартный таймер 555.

Маломощный сдвоенный таймер (например, ICM7556IPA). Микросхема представляет собой сдвоенный вариант КМОП-таймера 555 и оформлена в 14-контактном корпусе, так же как и приведенная на рис. 4.6. Оба таймера автономны и обладают электрическими характеристиками, аналогичными КМОП-таймеру 555.

4.3. Поиск неисправностей в схемах с таймерами

Определить неисправности в схемах с таймерами довольно просто. Прежде всего требуется выяснить, в каком режиме (астабильном или моностабильном) работает таймер. Затем следует сделать обоснованное предположение о длительности выходного импульса. При этом можно воспользоваться приведенными выше соотношениями либо номограммами, приведенными на рис. 4.7 и 4.8.

Рис. 4.7. Номограмма для определения частоты импульсов таймера 555 в астабильном режиме. При С = 0,22мкФ и R = R1 = R2 = 10 кОм частота составляет около 400 кГц.

Рис. 4.8. Номограмма для определения ширины импульса таймера 555 в моностабильном режиме. При С = 0,1 мкФ и R =47 кОм ширина импульса составляет около 5 мс.

Выходное состояние таймера (сигнал на контакте 3, см. рис. 4.6) определяется с помощью логического пробника (схема самодельного пробника дана в приложении 2) или осциллографа, если, конечно, он есть. В астабильном режиме логический пробник при касании его зондом контакта 3 стандартного таймера должен показать наличие непрерывной импульсной последовательности (индикация светодиодами логических 0 и 1). По относительной яркости свечения светодиодов можно даже грубо оценить коэффициент заполнения импульсов.

Отметим, что для обеспечения астабильного режима работы на входе Сброс (контакт 4) должен действовать сигнал высокого уровня. В некоторых устройствах этот вход используется для переключения триггера. Поэтому, если астабильная работа не обнаруживается, целесообразно проверить сигнал на входе сброса.

Для проверки моностабильной работы также достаточно одного логического пробника. Но если длительность выходного импульса невелика (например, менее 100 мс), важно, чтобы в пробнике была схема расширения импульсов. Зондом пробника следует коснуться выхода (контакт 3 в стандартном таймере 555) и осуществить запуск. В некоторых схемах запуск реализуется очень просто, например с помощью специально предусмотренной для этого кнопки.

В других случаях запуск можно смоделировать, закоротив контакт 2 на землю, как показано на рис. 4.9.

Рис. 4.9. Моделирование запуска спадающим фронтом.

Подчеркнем, что при сопряжении сигнала запуска по постоянному току спадающий фронт импульса должен иметь достаточную амплитуду, чтобы напряжение на контакте 2 упало ниже одной трети напряжения питания.

Если длительность выходного импульса не совпадает с ожидаемой (особенно в схемах с электролитическим времязадающим конденсатором), приходится проверять постоянные напряжения на входах Порог и Разряд (см. рис. 4.6). Для измерения следует пользоваться только вольтметром с очень высоким входным сопротивлением.

Обычные мультиметры со входным сопротивлением около 20 кОм/В для таких измерений не подходят, так как сильно изменяют постоянные времени заряда и разряда.

Глава 5

Микропроцессоры

В этой главе рассмотрим основные характеристики четырех наиболее распространенных 8-битных микропроцессоров и некоторые приемы поиска неисправностей в микропроцессорных системах. Глава начинается с общего введения в микропроцессоры и микропроцессорные системы, рассчитанного на читателей, которые с ними еще не знакомы.

Микропроцессоры — это СБИС, которые могут воспринимать, дешифровать и выполнять команды, представленные в двоично-кодированной форме. Микропроцессор образует ядро любой микрокомпьютерной системы. Однако сами по себе микропроцессоры не являются компьютерами, поскольку требуют разнообразных вспомогательных («поддерживающих») микросхем. Среди последних важнейшую роль играют микросхемы, предназначенные для хранения последовательностей команд (т. е. программ) и изменяющейся информации (т. е. данных), привлекаемой для обработки.

Дистанционный выключатель света. Три варианта

В данной статье приведем несколько вариантов схем, при помощи которых можно изготовить дистанционный выключатель света.

Дистанционный выключатель света при помощи ПДУ

Это простая схема для дистанционного включения и выключения любого электрического устройства при помощи обычного пульта дистанционного управления (ПДУ).

Электрический паяльник с регулировкой температуры

Мощность: 60/80 Вт, температура: 200’C-450’C, высококачествен…

Дальность действия дистанционного выключателя составляет около 10 метров. В качестве датчика используется 3-контактный ИК- приемник (TSOP 1738 или его аналог), работающий на частоте 38 кГц. При обнаружении ИК-излучения, на выходе датчика появляется сигнал лог.0, который в свою очередь усиливается транзистором VT1.

С выхода транзистора VT1 усиленный сигнал запускает ждущий мультивибратор на таймере NE555 . Импульс с выход (3) таймера, имеющий длительность в 1 секунду, переключает JK-триггер, чей выход (1) через транзистор (VT2) управляет электромагнитным реле. С каждым новым сигналом от NE555, выход JK-триггера будет изменяться на противоположное состояние.

Светодиод HL1 используются для отображения состояния выходного каскада во время работы устройства. Схема запитана от стабилизатора напряжения 7805. Конденсатор С2 и резистор R4 предназначены для предотвращения ложного срабатывания таймера NE555.

Дистанционный выключатель света по хлопку

Вариант 1

Эта схема дистанционного акустического выключателя предназначена для дистанционного включения / выключения света либо изменения скорости вращения напольного вентилятора. Особенность данного дистанционного выключателя в том, что управление нагрузкой происходит по звуковому сигналу (хлопку). Так же данная схема может быть востребована, в целях безопасности, для бесконтактного включения и выключения электроприборов в помещениях с повышенной влажностью.

Устройство имеет три канала управления, каждый из которых оснащен индикатором на светодиоде. Основу схемы акустического выключателя составляют две микросхемы: таймер NE555 и десятичный счетчик-делитель К561ИЕ8 (аналог CD4017)

Микросхема NE555 в данном случае подключена в режиме ждущего мультивибратора. При изменении сигнала на входе 2 таймера NE555, на его выходе 3 появляется одиночный импульс, после чего ждущий мультивибратор переходит в исходное состояние. С помощью формулы, приведенной ниже, можно длительность выходного импульса:

Профессиональный цифровой осциллограф

Количество каналов: 1, размер экрана: 2,4 дюйма, разрешен…

T = 1,1 * R5 * C4

В то время, когда кто-то хлопает в ладоши, звуковой сигнал при помощи конденсаторного микрофона преобразуется в электрический. Затем этот сигнал поступает на базу транзистора VT1, который в свою очередь запускает ждущий мультивибратор на NE555.

Сигнал с выхода 3 таймера NE555 поступает на счетный вход (вывод 14) микросхемы К561ИЕ8. После получения сигнала тактовой частоты, счет начинается с нуля. С каждым новым входным сигналом (хлопком) происходит последовательное появление сигнала высокого уровня на выходах К561ИЕ8. (Подробное описание К561ИЕ8.)

Поскольку схема имеет три канала для управления, то следующий выход (вывод 10) подключены к выводу обнуления счетчика (вывод 15), и при появлении на выводе 10 лог.1 происходит сброс счетчика, в результате чего все три канала обнуляются и счет начинается снова.

При первом хлопке на вывод 2 будет лог.1 — загорится светодиод HL1 и включится реле К1, при следующем хлопке лог.1 появится уже на выводе 4 — загорится светодиод HL2 и включится реле К2, при этом на выводе 2 будет лог.0 и светодиод HL1 погаснет (реле К1 отключится) и так далее.

Вариант 2

Звуковой сигнал, принятый микрофоном, усиливается микрофонным усилителем на ОУ 741. С выхода ОУ сигнал поступает на вход десятичного счетчика К561ИЕ8, работа которого была описана в предыдущей схеме.

C помощью резистора R3 регулируют чувствительность ОУ 741. Резистор R1 устанавливает чувствительность микрофона. Резистор R4 предназначен для исключения ложных срабатываний счетчика К561ИЕ8. Свечение светодиода HL1 указывает на выключенное состояние нагрузки.

Дистанционный выключатель света на основе лазера

Эта простая схема дистанционного выключателя построена на таймере NE555. В качестве управляющего элемента использована лазерная указка. Эта схема была опробована в работе с расстояния 50 метров и показала хорошие результаты. По большому счету дальность действия зависит от мощности и качества самого лазера. Электрическая схема дистанционного выключателя: При наведении лазерного луча на фоторезистор U1 происходит включение нагрузки через электромагнитное реле, а при фокусировке лазерного луча на фоторезистор U2 — выключение.

схемы (микросхемы) на ne555, интегральный таймер

Современный рынок насыщен разнообразными устройствами, позволяющими реализовать практически любые потребности пользователей. При этом не возникает необходимости вникать в устройство используемого гаджета, и тем более, изучать принцип работы компонентов, из которых он изготовлен. Все давно привыкли к тому, что электрические часы, будильники, таймеры, кодовые замки  включаются и выключаются путем легкого прикосновения к сенсорной кнопке и исправно выполняют свои функции без участия потребителя.

В основу работы всех этих устройств положена микросхема NE555, которая была разработана почти 50 лет назад и до сих пор не утратила своей актуальности при создании электронных устройств, в основу действия которых положен триггер Шмидта, позволяющий управлять сигналами «включено» — «выключено» в самых различных вариациях.

Описание

Созданию микросхемы NE555, реализованному в 1970 году специалистами компании Signetics (США), предшествовали теоретические разработки Ганса Камензинда, который сумел доказать важность, не имевшего на тот момент времени аналогов, изобретения. Таймер NE555 явился первой и единственной «таймерной» микросхемой, доступной рядовым потребителям, которая позволяла собирать миниатюрные и недорогие устройства за счет плотной компановки элементов в кристалле микросхемы.

Основные параметры ИМС серии 555

Микросхема NE 555 состоит из пяти функциональных узлов:

  • делителя напряжения;
  • двух прецизионных компараторов;
  • триггера;
  • транзистора с открытым коллектором на выходе

РИСУНОК 1

Устройство микросхемы NE 555

Параметры работы микросхемы во многом определяются качеством сборки аналогов. Для таймера NE 555 диапазон рабочих температур составляет: 0° — 70° С, а для SE 555 он шире: от -55°С до +125°С.

Существенное влияние на точность работы схемы NE555оказывает вариант исполнения: гражданский или «военный». У последнего выше точность и продолжительнее ресурс работы. Корпус выполнен из керамики или металла.

Питание микросхем

Рекомендуемый интервал питания микросхем 555 и их аналогов лежит в интервале 4,5 V  — 16V. Для микросхемы с индексом SE может достигать 18V.

Потребляемый ток в норме составляет 2-5 мА, при пиковых значениях: 10-15 мА.

Выходной ток у китайских аналогов и отечественной микросхемы КР1006ВИ1 составляет не более 100 мА. У оригинальных импортных микросхем NE/SE 555 он около 200 мА.

Преимущества и недостатки микросхемы

У микросхемы 555 «таймерного» типа существует множество преимуществ. Именно поэтому она популярна столь долгое время.

Внутренний делитель задает верхний и нижний порог срабатывания для двух встроенных компараторов. Это одновременно является достоинством, та как не требуется вводить дополнительные элементы, одновременно это и недостаток: пороговым напряжением микросхемы нельзя управлять.

Кроме этого в процессе эксплуатации выявился и еще один недостаток: при каждом переключении возникает паразитный сквозной ток, достигающий в пиковых значениях силы в 400 мА. За счет этого увеличиваются тепловые потери. Микросхема нагревается.

Как избавиться от недостатков

Решение проблемы давно найдено. Оно заключается в установке между проводом вывода управления и общим проводом полярного конденсатора небольшой емкости (до 0,1 мкФ). Этот конденсатор стабилизирует работу микросхемы при запуске.

Помехоустойчивость работы микросхемы достигается установкой в цепь питания неполярного конденсатора емкостью 1 мкФ. Вариации микросхемы NE 555, собранные на КМОП-транзисторах, не несут в себе указанных недостатков. Для их стабильной работы нет необходимости устанавливать внешние конденсаторы.

Отечественные аналоги

К концу 70-х годов прошлого века в СССР была «разработана» собственная микросхема «таймерного» типа, получившая наименование КР1441ВИ1. В отличие от американской, в ней были использованы полевые транзисторы. Поскольку новых разработок в США не появлялось, и копировать было не с чего, то  КР1441ВИ1 так и осталась единственной и уникальной.

Особенностью советской/российской разработки является приоритет останова над входом запуска.

Области применения

Сложно найти направления в развитии электроприборов, в которой бы не нашел применение  таймер NE/SE 555. На нем успешно конструируют платы генераторов и реле времени, с возможностью управления интервалом от микросекунд до нескольких часов, используют при создании датчиков освещенности и контроля уровня жидкости, охранной сигнализации и кодовых замков.

Сигнализатор темноты

С устройствами, включающимися или выключающимися при изменении силы светового потока (освещенности), каждый вольно или невольно сталкивается каждый день:

  • на улицах с помощью таких устройств включаются фонари освещения;
  • в подъездах – дежурное освещение лестничных площадок;
  • в квартирах — различные устройства имеющий суточный ритм работы.

Принцип действия устройства, реагирующего на изменение освещенности, основан на том, что при изменении сопротивления фоторезистора, на входе NE555 меняется потенциал. Это влечет изменение напряжения на выходе и включает реле.

РИСУНОК 2

Принципиальная схема датчика света

Модуль сигнализации

Сигнализация, собранная с использованием микросхемы 555, использует ее как одновибратор, который, получив сигнал от датчика, генерирует управляющий сигнал включающий сирену. Продолжительность, тональность и громкость звучания регулируется введенными в схему переменными резисторами.

РИСУНОК 3

Принципиальная схема сигнализации

Метроном

 

Аналог механического прибора, задающего ритм определенной частоты и используемый музыкантами в процесс обучения и репетиций, имеет электронный аналог, собираемый с использованием таймера 555.

В данном случае микросхема работает в режиме мультивибратора, генерирующего периодические импульсы, которые регулируются  транзисторами Q1 и  Q2, обеспечивающими регулировку частоты импульсов. Непосредственно частота имульсов регулируется потенциометром Р1 . Для получения щелчка, схожего с щелчком механического метронома, в схему добавлен транзистор Q.

РИСУНОК 4

Принципиальная схема метронома

Таймер

Пример использования микросхемы по «прямому» назначению – отсчету интервала времени. Работа устройства основана на способности переключать режимы, выдавая сигналы на включение/выключение.

При разряженном конденсаторе потенциал на входе 555 обнулен. В процесс зарядки, требующей определенного времени, «отсчитывается» заданный интервал. После достижения заданного значения зарядки происходит разряд конденсатора, изменение потенциала. Таймер срабатывает на включение или выключение.

РИСУНОК 5

Принципиальная схема таймера

Точный генератор

Используется для регулирования параметров выходных импульсов в различных электронных устройствах. В частности – в высокочастотных преобразователях, входящих в блоки питания LED-лент.

РИСУНОК 6

Принципиальная схема таймера

Расположение и назначение выводов

Микросхема NE555 имеет восемь выходов. В настоящее время встречаются микросхемы в прямоугольных DIP-корпусах, хотя, изредка, можно встретить микросхему в круглом металлическом корпусе. От этого назначение выводов не меняется.

Расположение и нумерация показана на рисунке:

РИСУНОК 7

Расположение и назначение выводов NE555

Режимы работы NE555

У микросхемы возможны три режима работы. Каждый из них используется в различных электронных устройствах.

Одновибратор

В этом режиме микросхема формирует одиночные импульсы. Эта способность реализуется в охранной сигнализации, таймерах включения/выключения.

Мультивибратор

В режиме мультивибрации происходит генерация одинаковых по амплитуде и частоте  импульсов прямоугольной формы. Это свойство реализуется в электронных метрономах или в конструкциях блоков питания для светодиодных лент.

Прецизионный триггер Шмидта с RS триггером

Способность делить компаратором входное напряжение на три части, по достижении пикового значения каждой го из которых происходит очередное переключение. Это свойство реализуется в системах автоматического регулирования различных устройств.

3 наиболее популярные схемы на основе ne555

1. Одновибратор

Стабильное состояние микросхемы в этом режиме – выключена. Включается она только на то время, в течение которого на вход подается внешний импульс. Время, на которое  одновибратор на 555 переходит в активное состояние, определяется емкостью конденсатора и/или RC цепочкой.

Используется в приборах что-либо включающих или выключающих.

2. Мигание светодиодом на мультивибраторе

Светодиодная мигалка может найти применение при устройстве иллюминации, в новогодних гирляндах или в светооформительских целях. Непосредственно к микросхеме невозможно подключить светодиоды мощностью более 0,5Вт, поэтому, для управления более мощной светодиодной цепью (лентой) потребуется дополнительное реле.

3. Реле времени

Принцип работы реле времени уже был описан выше. В этом режиме как нельзя лучше реализуются свойства микросхемы NE555, которая собственно, и была создана для использования в устройствах, измеряющих временные интервалы.

555 Моностабильный | Клуб электроники

555 Моностабильный | Клуб электроники

Период времени | Операция | Сброс / триггер при включении питания | Триггер по фронту

Микросхема таймера 555 может использоваться с несколькими простыми компоненты для создания моностабильной схемы, которая при срабатывании генерирует одиночный выходной импульс. Он называется стабильным mono , потому что он стабилен всего в одном состоянии : «низкий выход». Состояние «высокий выход» является временным.

Рекомендуемая книга: IC 555 Projects


Период моностабильного времени

Длительность импульса называется периодом времени (T) и определяется резистор R1 и конденсатор C1:

Период времени, T = 1.1 × R1 × C1

T = период времени в секундах (с)
R1 = сопротивление в Ом ()
C1 = емкость в фарадах (Ф)

Максимальный надежный период времени составляет около 10 минут.

Почему 1.1? Конденсатор заряжается до 2 / 3 = 67%, поэтому он немного длиннее постоянной времени (R1 × C1) – время, необходимое для зарядки до 63%.


555 моностабильный выход, одиночный импульс


555 моностабильная схема с ручным пуском

Выбор R1 и C1

Выберите сначала C1 , потому что доступно относительно мало значений.

Выберите R1 , чтобы указать необходимый период времени. R1 должен быть в пределах 1k до 1 МОм, поэтому используйте постоянный резистор на не менее 1k последовательно, если R1 переменный.

Остерегайтесь , что электролитические конденсаторы не имеют точных значений (часто встречаются ошибки не менее 20%) и они имеют тенденцию к утечке заряда, что увеличивает период времени (особенно, если вы используете резистор большого номинала).
Например: проект таймера должен иметь максимальный период времени. 266 с (около 4½ минут), но многие электролитические конденсаторы увеличивают это время примерно до 10 минут!



Моностабильная работа

Период синхронизации запускается (запускается), когда входной сигнал триггера (вывод 2) меньше 1 / 3 Vs, это делает выход высоким (+ Vs) и конденсатор C1 запускается заряжать через резистор R1.После начала периода времени дальнейшие импульсы запуска игнорируются.

Порог Вход (контакт 6) контролирует напряжение на C1, и когда оно достигает 2 / 3 По истечении периода времени выход становится низким. В то же время разряд (контакт 7) внутренне подключен к 0 В, разряжая конденсатор готов к следующему триггеру.

Сброс Вход (контакт 4) отменяет все другие входы, и отсчет времени может быть отменен. в любой момент, подключив сброс к 0 В, это мгновенно понижает выходной сигнал и разряжает конденсатор.Если функция сброса не требуется, контакт сброса должен быть напрямую подключен к + Vs. с проводом или с резистором около 10к (значение не критично).


Сброс или триггер при включении

Может быть полезно убедиться, что моностабильная цепь сбрасывается или запускается автоматически, когда источник питания подключен или включен. Это достигается за счет использования конденсатора вместо (или в дополнение к) нажимному переключателю, как показано на схеме.

Конденсатору требуется короткое время для зарядки, кратковременно удерживая вход близким к 0 В, когда цепь включена.Переключатель может быть подключен параллельно конденсатору, если вручную операция тоже требуется.

Это расположение используется для триггера в проекте таймера.


Срабатывание по фронту

Если вход триггера все еще меньше 1 / 3 Вс в конце периода времени выходной сигнал будет оставаться высоким до тех пор, пока триггер не станет больше 1 / 3 Vs. Этот Ситуация может возникнуть, если входной сигнал поступает от двухпозиционного переключателя или датчика.

Можно сделать моностабильным срабатыванием фронта , реагируя только на изменений входного сигнала путем подключения триггерного сигнала через конденсатор к триггерному входу. Конденсатор пропускает резкие изменения (AC), но блокирует постоянный (DC) сигнал. Для дополнительной информации см. страницу, посвященную емкости. Схема « сработал по отрицательному фронту », потому что она реагирует на внезапное падение входного сигнала.

Резистор между триггером (вывод 2) и + Vs обеспечивает нормальный высокий уровень триггера (+ Vs).


Политика конфиденциальности и файлы cookie

Этот сайт не собирает личную информацию. Если вы отправите электронное письмо, ваш адрес электронной почты и любая личная информация будет используется только для ответа на ваше сообщение, оно не будет передано никому. На этом веб-сайте отображается реклама, если вы нажмете на рекламодатель может знать, что вы пришли с этого сайта, и я могу быть вознагражден. Рекламодателям не передается никакая личная информация. Этот веб-сайт использует некоторые файлы cookie, которые классифицируются как «строго необходимые», они необходимы для работы веб-сайта и не могут быть отклонены, но они не содержат никакой личной информации.Этот веб-сайт использует службу Google AdSense, которая использует файлы cookie для показа рекламы на основе использования вами веб-сайтов. (включая этот), как объяснил Google. Чтобы узнать, как удалить файлы cookie и управлять ими в своем браузере, пожалуйста, посетите AboutCookies.org.

electronicsclub.info © Джон Хьюс 2021 г.

% PDF-1.5 % 400 0 obj> эндобдж xref 400 82 0000000016 00000 н. 0000004415 00000 н. 0000004575 00000 п. 0000001936 00000 н. 0000004618 00000 н. 0000004746 00000 н. 0000005317 00000 н. 0000005374 00000 п. 0000006563 00000 н. 0000007749 00000 н. 0000007807 00000 н. 0000007866 00000 н. 0000007944 00000 н. 0000008814 00000 н. 0000009520 00000 н. 0000010218 00000 п. 0000010289 00000 п. 0000010995 00000 п. 0000011745 00000 п. 0000012557 00000 п. 0000012935 00000 п. 0000013276 00000 п. 0000014287 00000 п. 0000014323 00000 п. 0000014547 00000 п. 0000014761 00000 п. 0000014970 00000 п. 0000015741 00000 п. 0000016270 00000 п. 0000018940 00000 п. 0000031724 00000 п. 0000043790 00000 п. 0000044829 00000 н. 0000045783 00000 п. 0000046642 00000 н. 0000047589 00000 п. 0000048170 00000 п. 0000094210 00000 п. 0000135001 00000 н. 0000135119 00000 н. 0000135236 00000 п. 0000135340 00000 н. 0000135411 00000 н. 0000135590 00000 н. 0000135699 00000 н. 0000135824 00000 н. 0000135867 00000 н. 0000135935 00000 н. 0000136003 00000 п. 0000136093 00000 н. 0000136136 00000 п. 0000136228 00000 п. 0000136271 00000 н. 0000136426 00000 н. 0000136469 00000 н. 0000136566 00000 н. 0000136693 00000 н. 0000136831 00000 н. 0000136873 00000 н. 0000136978 00000 п. 0000137107 00000 н. 0000137247 00000 н. 0000137289 00000 н. 0000137383 00000 п. 0000137425 00000 н. 0000137526 00000 н. 0000137568 00000 н. 0000137656 00000 н. 0000137698 00000 п. 0000137786 00000 н. 0000137828 00000 н. 0000137870 00000 п. 0000137912 00000 н. 0000137954 00000 н. 0000138057 00000 н. 0000138100 00000 н. 0000138142 00000 н. 0000138184 00000 н. 0000138265 00000 н. 0000138308 00000 н. 0000138351 00000 п. 0000138394 00000 н. A3i @ r4 ($ # e9 | ui = M] Cg ޡ

鲝 [\ уegQ ހ + dd: C Օ F_ ۜ 88? VomBm٢ ܹ ׸.cSj1YA

Classic 555 моностабильный мультивибратор – когда входной импульс слишком длинный, схема действует как нестабильный мультивибратор: AskElectronics

Я только что провел симуляцию с Multisim (веб-версия). Я не знал этого, потому что большинство статей по этой теме не объясняют такое поведение схемы. Они только объясняют, как работает схема при коротком входном импульсе.

Скриншот симуляции.

Моделирование. (Удерживайте кнопку «ВКЛ» дольше, чтобы наблюдать эффект.)

Моя идея состоит в том, чтобы использовать моностабильный мультивибратор для отправки сигнала «выключено» на защелку, подобную этой, чтобы входной импульс был коротким и он должен работать, как ожидалось.

Если я подключу открытый коллектор компаратора (сравнивая выходной ток) напрямую к выключателю (база Q2), возможно, что защелка не отключится полностью (и силовой транзистор станет горячим).

Как быть уверенным, что этого не произойдет при использовании моностабильного мультивибратора? Как сделать так, чтобы обе защелки не висели «посередине»? Каков наилучший метод в таких случаях (чтобы защелка в контуре обратной связи работала как защелка)?

Нужно ли добавить схемы задержки?

Я провел симуляцию с идеальным компаратором.Он без моностабильного мультивибратора и, как я и ожидал, ограничивает ток, но не отключает нагрузку (защелка висит «посередине»). (Я достиг предела в 20 компонентов на цепь, поэтому необходимо смоделировать его с помощью другой платформы, если я хочу добавить больше компонентов.)

Я удалил некоторые несущественные компоненты (для уменьшения пускового тока) и добавлен моностабильный мультивибратор на базе 555. Но моделирование дает сбой:

Не удается сойтись во время анализа переходных процессов.Рассмотрите возможность увеличения параметров ABSTOL, VNTOL и RELTOL.

Ссылка на симуляцию.

Другая идея: при использовании триггера Шмитта (после компаратора) и сигнал на выходе (триггера Шмитта) высокий (достаточный для начала ограничения тока) после запуска лавинообразного процесса , он должен выключить триггер.

Может быть, я ошибся с этим типом трудно отключаемых триггеров (на дискретных транзисторах). Возможно, классический триггер RS с логическими элементами будет работать без добавления дополнительного гистерезиса (в случае, если лавинный процесс начнется раньше, чем выходной сигнал станет высоким).

Я провел симуляцию с классической защелкой RS, сделанной с NAND (7400), и она правильно фиксируется (когда возникает пусковой ток, она отключает нагрузку). Схема без защиты от перегрузки по току.

Но качается при закрытии кнопки “включить” (и есть перегрузка по току). Это может быть решено с помощью другой защелки (и другой кнопки для «разблокировки» кнопки «включения») или / и использования моностабильного мультивибратора, чтобы держать схему «выключенной» в течение нескольких секунд.

Еще варианты (с 555) – v3 (не работает, колеблется), v4, v5 – вылетает программа.

v7 – большие колебания тока, небольшие колебания напряжения, “медленная” защита от сверхтока не работает. (Скриншоты моделирования, в некоторых случаях есть короткое замыкание, чтобы убедиться, что вторая схема защиты от перегрузки по току не мешает).

v8 – исправлена ​​”медленная” защита от сверхтока, но симулятор вылетает.

Генератор импульсного напряжения / Генератор Маркса – принципиальная схема, принцип работы и применение

В электронике скачки напряжения – очень важная вещь, и это кошмар для каждого разработчика схем. Эти скачки обычно называют импульсами, которые можно определить как высокое напряжение , обычно в несколько кВ, которое существует в течение короткого промежутка времени . Характеристики импульсного напряжения можно заметить по времени спада высокого или низкого напряжения, за которым следует очень большое время нарастания напряжения. Молния является примером естественной причины, вызывающей импульсное напряжение.Поскольку это импульсное напряжение может серьезно повредить электрическое оборудование, важно проверить наши устройства на работу с импульсным напряжением. Здесь мы используем генератор импульсного напряжения, который генерирует скачки высокого напряжения или тока в управляемой испытательной установке. В этой статье мы узнаем о работе и применении генератора импульсного напряжения . Итак, приступим.

Как было сказано ранее, импульсный генератор производит эти кратковременные всплески с очень высоким напряжением или очень большим током.Таким образом, существует два типа генераторов импульсов: генератор импульсного напряжения и генератор импульсного тока . Однако в этой статье мы обсудим генераторы импульсного напряжения.

Форма волны импульсного напряжения

Чтобы лучше понять импульсное напряжение, давайте взглянем на форму волны импульсного напряжения. На изображении ниже показан одиночный пик формы импульса высокого напряжения

.

Как видите, волна достигает своего максимального 100-процентного пика за 2 мкс.Это очень быстро, но высокое напряжение теряет свою силу почти на 40 мкс. Следовательно, импульс имеет очень короткое или время быстрого нарастания , тогда как очень медленное или длительное время спада . Длительность импульса называется хвостовой частью волны , которая определяется разницей между 3-й временной меткой ts3 и ts0.

Генератор одноступенчатых импульсов

Чтобы понять работу генератора импульсов , давайте взглянем на принципиальную схему одноступенчатого генератора импульсов , которая показана ниже

Схема выше состоит из двух конденсаторов и двух сопротивлений.Искровой зазор (G) – это электрически изолированный зазор между двумя электродами, в котором возникают электрические искры. Источник питания высокого напряжения также показан на изображении выше. Любая схема генератора импульсов требует, по меньшей мере, одного большого конденсатора, который заряжается до соответствующего уровня напряжения, а затем разряжается нагрузкой. В приведенной выше схеме CS – это зарядный конденсатор . Обычно это высоковольтный конденсатор с номиналом более 2 кВ (в зависимости от желаемого выходного напряжения).Конденсатор CB – это емкость нагрузки , которая разряжает зарядный конденсатор. Резистор и RD и RE управляют формой волны.

Если внимательно присмотреться к изображению выше, можно обнаружить, что искровой разрядник не имеет электрического соединения. Тогда как емкость нагрузки получает высокое напряжение? Вот уловка, и по этой схеме вышеупомянутая схема действует как генератор импульсов. Конденсатор заряжается до тех пор, пока напряжение заряда конденсатора не станет достаточным для прохождения искрового промежутка.Электрический импульс, генерируемый на искровом промежутке, и высокое напряжение передается от вывода левого электрода к выводу правого электрода искрового промежутка, образуя таким образом подключенную цепь.

Время отклика схемы можно контролировать, изменяя расстояние между двумя электродами или изменяя напряжение полностью заряженных конденсаторов. Расчет выходного импульсного напряжения может быть выполнен путем расчета формы выходного напряжения с помощью

v (t) = [V  0  / C  b  R  d  (α - β)] (e  - α   t  - e  - β   t ) 

Где,

α = 1 / R  d  C  b 
β = 1 / R  e  C  z  

Недостатки одноступенчатого импульсного генератора

Основным недостатком схемы одноступенчатого импульсного генератора является физический размер .В зависимости от номинального высокого напряжения компоненты становятся больше в размерах. Кроме того, для генерации высокого импульсного напряжения требуется высокое постоянное напряжение . Следовательно, для схемы одноступенчатого импульсного генератора напряжения довольно сложно добиться оптимального КПД даже после использования больших источников питания постоянного тока.

Сферы, которые используются для соединения зазора, также должны быть очень большого размера. Корону, которая разряжается в результате генерации импульсного напряжения, очень трудно подавить и изменить форму.Срок службы электрода сокращается и требует замены после нескольких циклов повторения.

Генератор Маркса

Эрвин Отто Маркс в 1924 году предоставил схему многоступенчатого импульсного генератора . Эта схема специально используется для генерации высокого импульсного напряжения от источника питания низкого напряжения. Схема мультиплексированного импульсного генератора или обычно называемая схема Маркса может быть замечена на изображении ниже.

В приведенной выше схеме используются 4 конденсатора (может быть n конденсаторов), которые заряжаются источником высокого напряжения в условиях параллельной зарядки с помощью зарядных резисторов R1 – R8.

Во время состояния разряда искровой разрядник, который был разомкнутой цепью во время состояния зарядки, действует как переключатель и соединяет последовательный путь через конденсаторную батарею, а генерирует очень высокое импульсное напряжение на нагрузке. Состояние разряда показано на изображении выше фиолетовой линией. Напряжение первого конденсатора должно быть превышено в достаточной степени, чтобы пробить искровой промежуток и активировать схему генератора Маркса .

Когда это происходит, первый разрядник соединяет два конденсатора (C1 и C2).Следовательно, напряжение на первом конденсаторе удваивается на два напряжения C1 и C2. Впоследствии третий разрядник автоматически выходит из строя, потому что напряжение на третьем разряднике достаточно высокое, и он начинает добавлять напряжение третьего конденсатора C3 в батарею, и это продолжается до последнего конденсатора. Наконец, когда достигается последний и последний искровой промежуток, напряжение достаточно велико, чтобы разорвать последний искровой промежуток на нагрузке, которая имеет больший промежуток между свечами зажигания.

Конечное выходное напряжение на конечном промежутке будет nVC (где n – количество конденсаторов, а VC – напряжение заряда конденсатора), но это верно в идеальных схемах.В реальных сценариях выходное напряжение схемы генератора импульсов Маркса будет намного ниже, чем фактическое желаемое значение.

Однако у этой последней точки искры должны быть большие промежутки, потому что без этого конденсаторы не перейдут в полностью заряженное состояние. Иногда выделения делают намеренно. Есть несколько способов разрядить батарею конденсаторов в генераторе Маркса.

Методы разряда конденсаторов в генераторе Маркса:

Импульсный дополнительный пусковой электрод : Импульсный дополнительный пусковой электрод – это эффективный способ преднамеренного запуска генератора Маркса во время полной зарядки или в особом случае.Дополнительный пусковой электрод называется Тригатроном. Существуют тригатроны разных форм и размеров с различными техническими характеристиками.

Ионизация воздуха в зазоре : Ионизированный воздух – эффективный путь, по которому проходит искровой промежуток. Ионизация осуществляется с помощью импульсного лазера.

Снижение давления воздуха внутри зазора : Снижение давления воздуха также эффективно, если искровой промежуток спроектирован внутри камеры.

Недостатки генератора Маркса

Длительное время зарядки: В генераторе Маркса для зарядки конденсатора используются резисторы. Таким образом, время зарядки увеличивается. Конденсатор, который находится ближе к источнику питания, заряжается быстрее, чем другие. Это связано с увеличением расстояния из-за повышенного сопротивления между конденсатором и источником питания. Это главный недостаток генератора Маркса.

Потеря эффективности: По той же причине, что описана ранее, поскольку ток течет через резисторы, эффективность схемы генератора Маркса низкая.

Короткий срок службы разрядника: Повторяющийся цикл разряда через разрядник сокращает срок службы электродов разрядника, который необходимо время от времени заменять.

Время повторения цикла зарядки и разрядки: Из-за большого времени зарядки время повторения генератора импульсов очень низкое. Это еще один серьезный недостаток схемы генератора Маркса.

Применение схемы генератора импульсов

Основное применение схемы импульсного генератора – это испытание высоковольтных устройств .Грозозащитные разрядники, предохранители, TVS-диоды, различные типы устройств защиты от перенапряжения и т. Д. Испытываются с помощью генератора импульсного напряжения. Не только в области испытаний, но и схема генератора импульсов также является важным инструментом, который используется в ядерно-физических экспериментах , а также в производстве лазеров, термоядерных и плазменных устройств.

Генератор Маркса используется для моделирования эффектов молнии на линиях электропередач и в авиационной промышленности.Он также используется в аппаратах X-Ray и Z. Другие применения, такие как испытание изоляции , электронных устройств также испытываются с использованием схем импульсного генератора.

FUJI IMPULSE : Продукты серии VG-602 / VG-402 Общие технические характеристики

VG-402-xx Технические характеристики

Модель № 1

VG-402-xx

Источник питания

220В

Потребляемая мощность

1.Нагревательный элемент 8 кВт = 10 мм

Нагревательный элемент 1,1 кВт = 5 мм

Шнур питания

CT. 2 × 3 жилы × 5 м 3P С вилкой 20A 125V

Индикация вакуума

−1 – −100 кПа

Вакуумный тип

Тип форсунки (Тип форсунки (вакуумный метод: вакуумметр / таймер / ручной)

Таймер вакуума

0.1 – 99,9 сек.

Газовая мигалка
Таймер

0,1 – 99,9 сек.
В последний раз “n” (множественное число) операций продувки газом и второй раз операции продувки циркулирующим газом,
—> диапазон настройки составляет 0,0 – 99,9 секунды.

Привод

Пневматический цилиндр

Заглушка

Тип уплотнения ※ 2

Односторонний обогрев (нижний)

Длина уплотнения

400 мм

Ширина уплотнения

10 мм (25/64 дюйма) или 5 мм (13/64 дюйма)

Высота позиции уплотнения

932 мм (36.7 “) (от пола)

Уплотнительный уголок

0 – 30 °

Главный привод

цилиндр φ63мм × 2шт.

Температура нагрева

60 – 250 ℃

Таймер отопления

0,0 – 2,0 сек.

Температура охлаждения

40 ℃ – заданное значение температуры нагрева ※ 7

Толщина пленки
(общая толщина ворсовой пленки) ※ 3

Менее 0.3 мм

Длина станка ※ 4

93 кг (205 фунтов)

Размер машины ※ 5

Ш 595 мм (23,4 дюйма) × Г 555 мм (21,8 дюйма) × В 1052 мм (41,4 дюйма)

Размер стола

Ш 400 мм (15,7 дюйма) × Г 350 мм (13,8 дюйма)

принтер ※ 6

Дополнительные элементы (опция производителя)
: Устройство для двухстрочной печати: Производитель optio FEP-V-N2

VG-402-xx-10D Технические характеристики

Модель № 1

VG-402-xx-10W

Источник питания

220В

Потребляемая мощность

2.6кВт

Шнур питания

CT. 2 × 3 жилы × 5 м 3P С вилкой 20A 250V

Индикация вакуума

−1 – −100 кПа

Вакуумный тип

Тип форсунки (Тип форсунки (вакуумный метод: вакуумметр / таймер / ручной)

Таймер вакуума

0,1 – 99,9 сек.

Газовая мигалка
Таймер

0.1 – 99,9 сек.
В последний раз “n” (множественное число) операций продувки газом и второй раз операции продувки циркулирующим газом,
—> диапазон настройки составляет 0,0 – 99,9 секунды.

Привод

Пневматический цилиндр

Заглушка

Тип уплотнения ※ 2

Двухсторонний нагрев

Длина уплотнения

400 мм

Ширина уплотнения

10 мм (25/64 дюйма)

Высота позиции уплотнения

932 мм (36.7 “) (от пола)

Уплотнительный уголок

0 – 30 °

Главный привод

цилиндр φ63мм × 2шт.

Температура нагрева

60 – 250 ℃

Таймер отопления

0,0 – 2,0 сек.

Температура охлаждения

40 ℃ – заданное значение температуры нагрева ※ 7

Толщина пленки
(общая толщина ворсовой пленки) ※ 3

Менее 0.4 мм

Длина станка ※ 4

98 кг (216 фунтов)

Размер машины ※ 5

Ш 595 мм (23,4 дюйма) × Г 555 мм (21,8 дюйма) × В 1052 мм (41,4 дюйма)

Размер стола

Ш 400 мм (15,7 дюйма) × Г 350 мм (13,8 дюйма)

принтер ※ 6

Дополнительные элементы (опция производителя)
: Устройство для двухстрочной печати: Производитель optio FEP-V-N2

VG-602-xx Технические характеристики

Модель № 1

VG-602-xx

Источник питания

220В

Потребляемая мощность

3.Нагревательный элемент 0 кВт = 10 мм

Нагревательный элемент 1,9 кВт = 5 мм

Шнур питания

CT. 2 × 3 жилы × 5 м 3P С вилкой 20A 250V

Индикация вакуума

−1 – −100 кПа

Вакуумный тип

Тип форсунки (Тип форсунки (вакуумный метод: вакуумметр / таймер / ручной)

Таймер вакуума

0.1 – 99,9 сек.

Газовая мигалка
Таймер

0,1 – 99,9 сек.
В последний раз “n” (множественное число) операций продувки газом и второй раз операции продувки циркулирующим газом,
—> диапазон настройки составляет 0,0 – 99,9 секунды.

Привод

Пневматический цилиндр

Заглушка

Тип уплотнения ※ 2

Односторонний обогрев (нижний)

Длина уплотнения

600 мм

Ширина уплотнения

10 мм (25/64 дюйма) или 5 мм (13/64 дюйма)

Высота позиции уплотнения

932 мм (36.7 “) (от пола)

Уплотнительный уголок

0 – 30 °

Главный привод

цилиндр φ63мм × 2шт.

Температура нагрева

60 – 250 ℃

Таймер отопления

0,0 – 2,0 сек.

Температура охлаждения

40 ℃ – заданное значение температуры нагрева ※ 7

Толщина пленки
(общая толщина ворсовой пленки) ※ 3

Менее 0.3 мм

Длина станка ※ 4

100 кг (220 фунтов)

Размер машины ※ 5

Ш 675 мм (26,5 дюйма) × Г 555 × В 1052 мм (41,4 дюйма)

Размер стола

Ш 600 мм (23,6 дюйма) × Г 450 мм (17,7 дюйма)

принтер ※ 6

Дополнительные элементы (опция производителя)
: Устройство для двухстрочной печати: Производитель optio FEP-V-N2

VG-602-xx-10D Технические характеристики

Модель № 1

VG-602-xx-10W

Источник питания

220В

Потребляемая мощность

3.1кВт

Шнур питания

CT. 2 × 3 жилы × 5 м 3P С вилкой 20A 250V

Индикация вакуума

−1 – −100 кПа

Вакуумный тип

Тип форсунки (Тип форсунки (вакуумный метод: вакуумметр / таймер / ручной)

Таймер вакуума

0,1 – 99,9 сек.

Газовая мигалка
Таймер

0.1 – 99,9 сек.
В последний раз “n” (множественное число) операций продувки газом и второй раз операции продувки циркулирующим газом,
—> диапазон настройки составляет 0,0 – 99,9 секунды.

Привод

Пневматический цилиндр

Заглушка

Тип уплотнения ※ 2

Двухсторонний нагрев

Длина уплотнения

600 мм

Ширина уплотнения

10 мм (25/64 дюйма)

Высота позиции уплотнения

932 мм (36.7 “) (от пола)

Уплотнительный уголок

0 – 30 °

Главный привод

цилиндр φ63мм × 2шт.

Температура нагрева

60 – 250 ℃

Таймер отопления

0,0 – 2,0 сек.

Температура охлаждения

40 ℃ – заданное значение температуры нагрева ※ 7

Толщина пленки
(общая толщина ворсовой пленки) ※ 3

Менее 0.4 мм

Длина станка ※ 4

105 кг (231 фунт)

Размер машины ※ 5

Ш 675 мм (26,5 дюйма) × Г 555 × В 1052 мм (41,4 дюйма)

Размер стола

Ш 600 мм (23,6 дюйма) × Г 450 мм (17,7 дюйма)

принтер ※ 6

Дополнительные элементы (опция производителя)
: Устройство для двухстрочной печати: Производитель optio FEP-V-N2

※ 1 В части « xx » название модели отличается сочетанием вакуума и источника воздуха.

※ 2

・ Односторонний обогрев (снизу): нагревательный элемент установлен на нижней стороне.

・ Двусторонний нагрев: нагревательный элемент установлен как на верхней, так и на нижней стороне.

※ 3 Общая толщина перекрывающихся пленок. Значение может меняться в зависимости от напряжения и типа пленки

※ 4 Стол и другие опции не включены

※ 5 Размер машины – это когда головка уплотнителя установлена ​​горизонтально.

※ 6 Обратите внимание, что установка FEP-V-N2 после поставки основного блока требует проведения регулировочных работ со стороны производителя или торгового посредника.

※ 7 Установите температуру охлаждения ниже температуры нагрева. Если температура охлаждения установлена ​​слишком близко к температуре нагрева, охлаждения будет недостаточно, и расходные детали будут повреждены быстрее.

Прочее Конструктивно вакуумная система с форсунками приводит к нестабильности достижимого уровня вакуума при работе машины в условиях низкого вакуума от -1 до -20 кПа. Дополнительное обсуждение необходимо для работы с низким вакуумом.

: :: Решения Апелляционного суда Калифорнии :: Прецедентное право Калифорнии :: Закон Калифорнии :: Закон США :: Justia

[Крим.№ 6595. Апелляционный суд Калифорнии, Пятый апелляционный округ. 16 апреля 1984 г.]

ЛЮДИ, истец и ответчик, против ЛАРРИ УЭЙНА МЕТЕНИ, ответчик и апеллянт.

(Мнение Франсона, исполняющего обязанности П. Дж., С Андрином, Дж., Совпадающим. Отдельное особое мнение Вулперта, Дж.)

СОВЕТ

Алан М. Каплан, по назначению Апелляционного суда, для ответчиков и апеллянтов.

Джон К. Ван де Камп, генеральный прокурор, Дж. Роберт Джибсон и Яна Л.Тутон, заместитель генерального прокурора, от истца и ответчика.

МНЕНИЕ

ФРАНСОН, исполняющий обязанности П. Дж.

Заявитель был признан виновным в суде присяжных по делу о пособничестве постфактум в нарушение статьи 32 Уголовного кодекса. 1 Он выдвигает несколько утверждений по апелляции, но нам нужно обсудить только одно – [154 Cal. Приложение. 3d 558] , что суд первой инстанции допустил предвзятую ошибку, отказавшись дать запрошенную апеллянтом инструкцию в форме CALJIC No.17.01, фн. 2, который сообщил бы присяжным, что они должны были единогласно согласиться с действием или действиями, совершенными подателем апелляции, прежде чем он будет признан виновным. Мы принимаем это утверждение и отменяем решение.

Факты

Вечером 18 февраля 1981 года почетный гость на прощальной вечеринке Ким Э. и потерпевшая Лиза П. покинули вечеринку и отправились в соседний бар. Они оставались в баре почти до закрытия, а затем пошли на стоянку, чтобы сесть в свои машины.Группа мотоциклистов, побывавших в баре, собралась на стоянке.

Кима заставили сесть на мотоцикл, который увезли. Лиза не знала, что подруга пошла против ее воли. Когда мотоцикл остановился у светофора в нескольких кварталах от дома, Ким спрыгнула и побежала обратно на стоянку.

Лиза спросила мотоциклистов, куда пропала Ким. Велосипедисты сказали ей, что ее подруга собирается в их «клуб», и сказали, что она может встретить там своего друга.Лиза в сопровождении одного из велосипедистов поехала в клуб. Она ждала на стоянке, пока член клуба не сказал ей, что собирается выключить внешний свет. Она вошла в клуб и, заверив, что скоро придет подруга, стала ждать внутри.

Лиза и апеллянт сели на диван. Заявитель пытался стать членом мотоклуба и был известен как «Проспект». После разговора с подателем апелляции Лиза решила, что Ким не пойдет, и начала уходить.Очевидно, без угрозы, заявитель сказал, что он не ушел бы, если бы он был ею. Но Лиза решила уйти, и апеллянт не пытался ее остановить.

Лиза вышла к своей машине, но за ней последовал другой член клуба, позже опознанный как Джим Мотт. Мотт открыл дверцу машины и напал на нее. Он избил ее, снял с нее штаны, а затем попытался изнасиловать.

Мотт толкнул Лизу обратно в здание клуба. Она умоляла 10-20 человек в клубе помочь ей, но никто не остановил Мотта.Он заставил [154 Cal. Приложение. 3d 559] ее в заднюю комнату, избили ее еще немного, заставили ее орально совокупляться с ним, а затем изнасиловали ее. Он вышел из комнаты.

Когда Лиза пыталась уйти, другой член клуба, Луи Васкес, также заставил ее совокупиться с ним орально и изнасиловал. После ухода Васкеса к ней вошли от пяти до восьми человек и изнасиловали ее.

Во время испытания жертвы апеллянт вошел в комнату и сказал Лизе, чтобы она успокоилась и перестала плакать. Он вышел из комнаты, чтобы получить «разрешение» поговорить с ней.Он вернулся, сказав, что не может с ней разговаривать. Лиза заметила, что истец носит ремень от брюк, которые были у нее в машине.

Прежде чем позволить Лизе уйти, некоторые члены клуба вернули ей джинсы, но штанины были отрезаны. Затем Лиза вышла из здания. Апеллянт подошел, когда она уходила, и схватил ее блузку. Он сказал ей расстегнуть его. Кто-то другой сказал ему: «Достаточно». Затем апеллянт сказал Лизе, что она будет «проклятой дурой, если пойдет к этому человеку».

Лиза поехала в дом своей матери и сообщила об изнасиловании.Сообщили в полицию, и она была доставлена ​​в больницу для обследования.

Лиза опознала Мотта и Васкеса как мужчин, изнасиловавших ее. Она, очевидно, забыла об апеллянте, пока не увидела его в аудитории на предварительном слушании дела Мотта и Васкеса семь месяцев спустя, 4 сентября 1981 года. Апеллянт был арестован снаружи и сказал, что обвинение против него было «заговором с целью совершения изнасилования». Заявитель отказался от своих прав на Миранду и согласился поговорить со следователем Андерсоном. История Апеллянта о событиях 19 февраля в целом совпадала с рассказом Лизы, но он утверждал, что она «расхаживала», когда снова вошла в клуб с Моттом, и он считал, что ее половые акты были согласованы.Истец отрицал угрозы или секс с Лизой. Апеллянт сказал, что был другом Мотта, но не Васкеса. Когда следователь Андерсон спросил заявителя, почему он явился на предварительное слушание дела Мотта и Васкеса, заявитель сказал, что пришел поддержать Мотта. Позже он сказал, что пришел в суд, потому что планировал жениться, и хотел попросить Мотта стать его шафером.

Апеллянт в суде не давал показаний.

Обсуждение

Заявитель не был привлечен к ответственности как участник совершения изнасилований и оральных совокуплений, совершенных Моттом и Васкесом.Заявителю было предъявлено обвинение и судили его как соучастника преступлений, совершенных Моттом и Васкесом, то есть в том, что он умышленно помогал Мотту и Васкесу в их усилиях [154 Cal. Приложение. 3d 560] , чтобы избежать судебного преследования и осуждения за преступления, которые они совершили против Лизы. fn. 3

Доводы обвинения против заявителя состояли в основном из трех отдельных действий заявителя, которые, возможно, могут быть истолкованы как помощь Мотту и Васкесу избежать успешного судебного преследования за их преступления:

(1) Заявление заявителя Лизе на месте преступления 19 февраля что она будет «проклятой дурой, если пойдет к этому мужчине.”По мнению обвинения, это должно быть истолковано как попытка подателя апелляции отговорить Лизу от сообщения о преступлениях в полицию.

(2) Явка заявителя на предварительное слушание Мотта и Васкеса 4 сентября в поддержку Мотта в его защите

(3) Заявления заявителя следователю Андерсону 4 сентября после его ареста, в которых он предположительно солгал Андерсону о согласии Лизы на половые акты с Моттом и Васкесом 19 февраля.

Не решая, достаточно ли этих доказательств для обоснования обвинительного приговора апеллянта, мы предположим, что каждое из трех действий апеллянта поддерживает вывод жюри, что апеллянт намеренно стремился помочь Мотту и Васкесу избежать судебного преследования и осуждения за свои преступления.

Обязанность дать запрошенную инструкцию CALJIC № 17.01 [1] «Если обвиняемый был привлечен к ответственности за нарушение закона, согласно которому любое из нескольких различных действий могло составлять правонарушение, присяжным должно быть сказано, что вердикт о виновности должно быть подтверждено единогласным заключением о том, что одно из деяний было совершено.'”(People v. Ewing (1977) 72 Cal. App. 3d 714, 717 [140 Cal. Rptr. 299] со ссылкой на People v. Heideman (1976) 58 Cal. App. 3d 321, 333 [130 Cal. Rptr. 349], курсив добавлен.) Юинг, конечно, признает, что другие законодательные акты, напротив, могут быть нарушены постоянным поведением или серией действий в течение определенного периода времени, таких как содействие правонарушению несовершеннолетнего. (72 Cal.App.3d на стр. 717.) [154 Cal. App. 3d 561]

In People v. Madden (1981) 116 Cal. App. 3d 212, 218 [171 Cal.Rptr. 897], этот суд постановил: «Теоретически исключение непрерывного поведения, приводящего к одному правонарушению, является весьма ограниченным. Существует фундаментальное различие между непрерывным набором преступлений и постоянным поведением, приводящим к одному конкретному правонарушению. Исключение для непрерывного поведения действительно применяется только , если это вообще возможно, к тем видам правонарушений, в которых статут, определяющий преступление, может быть истолкован как применимый в некоторых случаях к правонарушению, которое может иметь непрерывный характер, например, неспособность предоставить, жестокое обращение с детьми, содействие правонарушению несовершеннолетнего , вождение в нетрезвом виде и тому подобное [цитаты].”

Верховный суд дал указания по вопросу о том, когда обвиняемый имеет право на получение такого распоряжения, как CALJIC № 17.01. В деле People v. Diedrich (1982) 31 Cal. 3d 263 [182 Cal. Rptr. 354, 643 P.2d 971], обвиняемый был обвинен и признан виновным по двум пунктам обвинения во взяточничестве. По пункту I обвинение представило доказательства двух отдельных нарушений статьи 165 Уголовного кодекса «по одному пункту обвинения». Суд первой инстанции отказал потребовал инструкции присяжных, требующей от присяжных единогласно согласиться с одним конкретным актом взяточничества в качестве основания для обвинительного приговора по пункту I.На странице 281 суд заявляет: «Просто невозможно уйти от того факта, что два отдельных нарушения статьи 165 [Уголовного кодекса] были доказаны по пункту I, и что обвинение ни разу не потребовало выбора между ними Присяжным не было предписано единогласно установить, что [ответчик] совершил хотя бы одно из них. Как мы уже говорили в основополагающем деле People v. Castro, выше, 133 Cal. на стр. 13 [65 P 13]: «Государство в начале судебного разбирательства должно было выбрать конкретное действие, на которое оно опиралось, чтобы оправдать утверждение об информации.Этого не было сделано; и даже признавая, что неспособность провести такие выборы в то время не представляла собой ошибку из-за отсутствия требования со стороны ответчика провести выборы, тем не менее, когда дело было передано в присяжные, суд в той или иной форме , должны были сосредоточить свое внимание на конкретном акте полового акта, который государство должно было установить с помощью доказательств, прежде чем обвинительный приговор может быть вынесен против обвиняемого. Этого не было сделано ». [Цитата.] Причины для требования единогласия присяжных по крайней мере по одному конкретному преступлению, показанному доказательствами, слишком очевидны, чтобы требовать повторного подтверждения.[Цитата.] »(Курсив добавлен.)

Хотя Верховный суд признал« исключение для непрерывного поведения », он ограничил исключение теми случаями, когда два или более преступных деяния тесно связаны во времени, так что они составляют часть одного сделка или преступление – это тип правонарушения, который сам по себе состоит из непрерывного поведения, такого как сводничество, жестокое обращение с детьми или содействие правонарушению несовершеннолетнего (там же, стр. 281-282). [154 Cal. Приложение 3d 562]

[2a] «Исключение непрерывного поведения» неприменимо к этому делу по нескольким причинам: во-первых, вовлеченные действия не связаны во времени так, чтобы образовывать одну транзакцию; во-вторых, они являются дополнительным элементом постфактум. не является правонарушением, которое само по себе представляет собой непрерывное поведение; и, наконец, Верховный суд отказался рассматривать аналогичные преступления, которые предполагают предварительные меры, ведущие к реальному злу, которое закон стремится предотвратить – здесь, разочарование уголовное преследование – как в рамках исключения для непрерывного поведения.(См. «People v. Diedrich», выше, 31 Cal. 3d 263 на стр. 281-282, где обсуждается § 274 Уголовного кодекса [аборт] и § 165 [подкуп государственного должностного лица].)

Следует подчеркнуть еще один момент в настоящее дело. Обвинение утверждало, что заявления заявителя, сделанные после его ареста, были «дополнительным доказательством его причастности к попытке помочь Джимми Мотту избежать осуждения». Затем адвокат апеллянта запросил ограничивающую инструкцию, «что [заявления о задержании сами по себе] не составляют обвиняемого преступления, что обвиняемое преступление связано только с событиями 18 и 19 февраля 1981 года, а не с какими-либо последующими действиями…. “По сути, это был запрос о прочтении CALJIC No. 4.71.5 или его эквивалента. Fn. 4 Запрос был отклонен, поскольку суд первой инстанции принял представление прокурора о том, что доказательства утверждений сотрудникам правоохранительных органов могут составляют преступление соучастия постфактум и то, что дата в информации относится только к времени изнасилования, а не к действиям заявителя как «соучастник».

Здесь есть два аспекта ошибки, описанные во многих тех же случаев.(1) Когда присяжным предоставляется более одной фактической основы, которая может составлять обвиняемое преступление, оно должно быть проинструктировано в соответствии с положениями CALJIC № 17.01. Жюри должно единогласно признать виновным за то же действие или действия. (2) Как отмечалось в цитированном выше деле People v. Diedrich, от обвинения следовало потребовать «выбрать конкретное действие, на которое оно опиралось, чтобы подтвердить обвинение, содержащееся в информации». Невыполнение этого требования вначале было ошибкой, но ее можно было легко исправить, указав присяжным в форме CALJIC No.4.71.5 (4-е изд. 1982 карманный pt.), Когда адвокат апеллянта запросил ограничительную инструкцию или даже когда дело было передано на рассмотрение жюри. [154 Cal. Приложение. 3d 563]

Эта доктрина «избрания» основана на тех же случаях и принципах, что и доктрина, требующая указания единогласия присяжных. [3] Обычно, когда выборы не проводятся, предполагается, что первое преступление, по которому были представлены доказательства, было выбрано. (People v. Epps (1981) 122 Cal. App. 3d 691, 702 [176 Cal.Rptr. 332]; People v. Madden, см. Выше, 116 Cal. Приложение. 3d 212, 217.) Но присяжные должны быть проинформированы об этой презумпции, чтобы они знали, какое действие или действия преследуются. (People v. Epps, supra, 122 Cal. App. 3d 691, 702; People v. Alva (1979) 90 Cal. App. 3d 418, 424 [153 Cal. Rptr. 644].)

[2b] Здесь , обвинение ни разу не проводило выборы и возражало против просьбы истца дать инструкции, которые могли бы исправить ошибку. Мнения расходятся относительно того, является ли чтение CALJIC No.Только 17.01 вылечит отказ от избрания конкретного преступления. (Сравните People v. Gitchuway (1983) 146 Cal. App. 3d 432, 437-438 [194 Cal. Rptr. 141] [указание единогласия присяжных не позволяет обвиняемому должным образом уведомить о преступлении, подлежащем рассмотрению] с People v . Dunnahoo (1984) 152 Cal. App. 3d 561, 572 [199 Cal. Rptr. 796] [критика Gitchuway, см. Выше, как «отход» от общепринятых доводов, требующих либо выборов, либо инструкций, таких как CALJIC No. 17.01 on единогласие жюри]. Нам не нужно решать этот вопрос.И выборы, и CALJIC № 17.01 были запрошены и отклонены. Оба отказа были ошибочными.

Люди против Бейли (1961) 55 Cal. 2d 514, 519 [11 Cal. Rptr. 543, 360 P.2d 39], процитированный инакомыслием, неуместен. Бейли допускает совокупность множества мелких краж, чтобы установить крупную кражу. Это может быть сделано, когда действия являются частью «одного намерения, одного общего импульса и одного плана». Настоящее дело не является таким делом “кумуляции”; преступление не относится к какой-либо более высокой категории преступлений, показывая, что различные действия заявителя каким-то образом составляют более серьезное преступление.Можно предположить единственную цель – помочь сообщникам заявителя избежать осуждения за свои преступления. Проблема в том, что представленные множественные действия служат множеством доказательственных оснований для вердикта. Закон требует, чтобы присяжные были обвинены так, чтобы их вердикт имел одно основание.

[4] Ошибка была порочна в соответствии с Чепменом против Калифорнии, fn. 5

[5a] После рассмотрения отказа суда первой инстанции в решении CALJIC № 17.01, признанном ошибкой, Верховный суд по делам народа против.Дидрих, см. Выше, затем обратился по адресу [154 Cal. Приложение. 3d 564] о пагубных последствиях ошибки: «Следующий вопрос заключается в том, была ли ошибка наносящей ущерб. Мы считаем, что это так. Это не тот случай, когда вердикт присяжных подразумевает, что они не верили в единственную предложенную защиту. Защита Дидриха различалась: что касается предложения Jolly Fox, оно состояло из простого отказа. Сделки Remington были «объяснены». Принимая во внимание, что доказательство предложения Веселого Фокса зависело, по существу, от показаний одного привитого свидетеля и что доказательство взяточничества через сделку Ремингтона было в некоторой степени косвенным, мы считаем своим долгом заключить, что ошибка была наносящей ущерб.”(31 Cal.3d на стр. 282-283, курсив добавлен.)

В настоящем деле нельзя сказать, что вердикт присяжных обязательно подразумевал, что оно отклонило единственную предложенную защиту. Хотя апеллянт не дал показаний, его признание следователю Андерсону через семь месяцев после того, как изнасилование произошло, было представлено обвинением как «дополнительное доказательство причастности [заявителя] к попытке помочь Джимми Мотту избежать осуждения». Было бы глупо говорить с «этим человеком», – это отрицание того, что апеллянт угрожал потерпевшему.Апеллянт заявил, что он просто хотел утешить Лизу и поддержать ее. Защита заявителя по второму акту, предложенная обвинением, его появление на предварительном заседании Мотта-Васкеса было объяснением его присутствия на слушании, а не отрицанием. (См. People v. Diedrich, см. Выше, 31 Cal.3d, стр. 282-283). Защита истца в отношении третьего акта, предположительно ложных заявлений следователю Андерсону о том, что жертва дала согласие на изнасилование, была подразумеваемым отрицанием того, что жертву принуждали к половым актам.Эти заявления, однако, были сделаны в ответ на совет следователя Андерсона заявителю о том, что ему предъявлено обвинение в «заговоре с целью совершения изнасилования». Таким образом, заявления заявителя, предполагающие их ложность, могли быть сделаны только с целью защиты от обвинения в изнасиловании, а не для того, чтобы помочь Мотту и Васкесу избежать судебного преследования. [6] Важным элементом того, чтобы быть соучастником постфактум, является конкретное намерение помочь доверителю избежать ареста, суда, осуждения или наказания или избежать его.(Уголовный кодекс, § 32; People v. Duty (1969) 269 Cal. App. 2d 97, 100-101 [74 Cal. Rptr. 606].) Это конкретное намерение должно присутствовать во время действия, которое основание для предъявленного обвинения и должно быть доказано вне всяких разумных сомнений. [5b] Поскольку поведение и заявления апеллянта Лизе и следователю Андерсону были двусмысленными и имели разное значение, это нельзя сказать с какой-либо степенью [154 Cal. Приложение. 3d 565] уверенности в том, что присяжные обязательно отклонили единственную защиту апеллянта по обвинению.fn. 6

Дело было изобиловано возможностью различных выводов присяжных, которые без CALJIC No. 17.01 и без избрания обвинением лишили заявителя права на то, чтобы присяжные единогласно согласились с преступным деянием или действиями, которые поддержали его убеждение. Заявитель не получил в полной мере преимущества презумпции невиновности и требования обвинения доказать, что он совершил обвиняемое преступление вне разумных сомнений.

Решение отменено.

Андрин, Дж., Согласился.

WOOLPERT, J.

Я с уважением не согласен.

В этом случае инструкция CALJIC № 17.01 должна была быть дана, если только по какой-либо причине, кроме сомнений, давать ее обычно безвредно и можно избежать отмены. Однако я не согласен с выводом большинства о том, что разворот необходим из-за его отсутствия. Первоначально доказательства и аргументы, представленные в суде, не требовали указания 17.01. Во-первых, доказательства «других действий» касались намерений обвиняемого, а не его совершения отдельных и отдельных преступных действий.Во-вторых, если действительно присутствие на предварительном слушании дела Мотта и Васкеса и заявление следователю Андерсону представляют собой отдельные тяжкие преступления, то эти повторные преступления подпадают под «исключение для непрерывного поведения» из требования о предоставлении CALJIC № 17.01. Наконец, даже если суд первой инстанции должен был дать CALJIC № 17.01, его отсутствие здесь не нанесло ущерба ответчику.

Прежде чем перейти к инструктивному вопросу, я отмечаю свое согласие с большинством в том, что снятие обвинений против Мотта и Васкеса не отменяет завершенное судебное разбирательство и вынесение обвинительного приговора апеллянту.Раздел 972 Уголовного кодекса остается в силе после оспаривания надлежащей правовой процедуры обвиняемого. Кроме того, обвинение подсудимого подтверждается более прагматическими наблюдениями. [154 Cal. Приложение. 3d 566]

Какими бы целеустремленными ни были, три обвиняемых, представленных ниже, перехитрили обвинение с помощью досудебных ходов типа “Лукового поля”. Истец был арестован последним, наименее вовлеченным ответчиком, но первым предстал перед судом. Из-за протеста окружного прокурора суд прекратил ранее объединенные судебные процессы. Заявитель объявил, что он готов предстать перед судом, в то время как двое гораздо более серьезных преступников искали и получили отсрочку, против которой безуспешно возражало обвинение.

Во время судебного преследования апеллянта потерпевший должен был подвергнуться чрезмерному количеству часов требованию дачи показаний исключительно мерзкого и унизительного характера. Из-за ее состояния во время событий, а также из-за количества совершенных действий присяжные признали противоречие между ее показаниями до суда и судом. Смешение последовательности событий и участников касалось преступлений, совершенных другими обвиняемыми. Когда дело дошло до угрозы нападения, явки на предварительное слушание и заявления следователю, доказательства были четкими и представили присяжным две версии, одна явно указывала на вину, а другая – на невиновность.Присяжные, посчитав, что жертва заслуживает доверия, стояла перед единственной задачей: определить, было ли лишение свободы ложным, а также угроза. Результат полностью соответствовал всем частям показаний потерпевшего.

В данном случае большинство голосов было отменено из-за отказа суда первой инстанции дать распоряжение CALJIC № 17.01. См. People v. Bottger (1983) 142 Cal. Приложение. 3d 974, 983-984 [191 Cal. Rptr. 408], в котором результат, вероятно, несовместим с результатом в данном случае.

Поверенные, судьи и присяжные в равной степени согласятся с общим предложением о том, что все 12 присяжных должны согласовать основные факты, которые преодолеют разумные сомнения. Однако, когда свидетельские показания делятся разрозненными по времени, а иногда и по месту, возникает “Проблема CALJIC № 17.01”. Требуется ли инструкция для напоминания присяжным о принципе, который обычно кажется очевидным? Есть ли у нас дело о «непрерывном поведении»? Мы слышим слишком много апелляций, в которых это вызывает беспокойство.Часто в неопубликованных мнениях мы объясняем, не было ли безобидной ошибки невыполнение инструкции. Ежегодное приложение 1984 г. к сайту Shepard’s California Citations не раскрывает никаких других инструкций, которые чаще всего цитируются в опубликованных мнениях.

После выполнения типичной умственной гимнастики, которой требуют эти дела, я прихожу к выводу, что присяжные не могли разделиться во мнениях, какое действие или действия составили преступление. Следовательно, если предположить, что указание должно было быть дано, невыполнение этого было безвредной ошибкой вне разумных сомнений. [154 Cal. Приложение. 3d 567] (См. People v. Deletto (1983) 147 Cal. App. 3d 458, 465-475 [195 Cal. Rptr. 233].)

In People v. Diedrich (1982) 31 Cal. 3d 263, 281 [182 Cal. Rptr. 354, 643 P.2d 971], суд, отметив неспособность обвинения сделать выбор между отдельными нарушениями и необходимость единодушного одобрения выбранного преступления, добавил: «Невозможно избежать того факта, что два отдельных нарушение статьи 165 [Уголовного кодекса] было доказано по пункту I…. “В этом и заключается проблема для судей первой инстанции. Когда преступление завершено? Когда доказательства являются просто доказательством общего преступления, а не отдельных преступлений, обвиняемых под одной крышей? Определенная дата делает всю продолжающуюся преступную деятельность в отдаленные даты отдельными преступлениями без предъявления обвинений? образ действий, который предоставил достаточные доказательства необходимого намерения.«Испытание соучастника постфактум состоит в том, что он оказывает своему директору некоторую личную помощь, чтобы избежать наказания, – такая помощь не важна». (1 Bishop’s Criminal Law, 500, § 695.) «(People v. Duty (1969) 269 Cal. App. 2d 97, 104 [74 Cal. Rptr. 606]). и намерение помощника, присяжные могут учитывать такие факторы, как его возможное присутствие при совершении преступления или другие способы узнать о его совершении, а также его товарищеские отношения и отношения с руководителем до и после совершения преступления.”(Там же)

Таким образом, поведение является защитным, цель которого может быть выявлена ​​только путем изучения совершенных действий. Одно действие может иметь сомнительное значение, а второе может быть необходимым для квалификации первого. Это в том смысле, в котором дело рассматривалось и аргументировалось.

Из-за неопределенного и неограниченного характера обвиняемого преступления неудивительно, что суд первой инстанции отклонил указание. Однако отказ был опасным и ненужным. инструкция просветила бы присяжных, если бы ничего другого.Если бы присяжные были так проинструктированы, в этом случае не возникло бы никакой путаницы.

В делах по разделу 654 Уголовного кодекса используются аналогичные правовые концепции, позволяющие избежать многократного наказания за действия, направленные на достижение одной цели. Было установлено, что статья 266h Уголовного кодекса, запрещающая сутенерство, относится к постоянной преступной деятельности. Например, четыре пункта были ограничены «одним преступлением сутенерства». (People v. Lewis (1978) 77 Cal. App. 3d 455, 461 [143 Cal. Rptr. 587, 3 ALR4th 1185].) Суд отметил аналогичную линию дел о кражах, которые пришли к аналогичному выводу, что когда цель из [154 Cal.Приложение. 3d 568] многочисленные мелкие кражи заключались в получении денег или имущества в соответствии с одним планом; было одно, более серьезное преступление. Было отмечено, что в деле об отдельном преступлении присяжных интересует конечный результат, а не средства, идея, которая может относиться к обвинению в укрывательстве беглеца или помощи другу в избежании ареста и осуждения. (Там же)

Будет ли анализ крупной кражи безопасным для использования при принятии решения о выдаче CALJIC № 17.01? В деле «Люди против Бейли» (1961) 55 Cal.2d 514 [11 кал. Rptr. 543, 360 P.2d 39], суд рассматривал объединение серии краж в единое преступление, обвиняемое в краже в особо крупном размере. “Будет ли серия противоправных действий составлять одно правонарушение или несколько правонарушений, зависит от фактов каждого дела, и обвиняемый может быть должным образом осужден по отдельным пунктам обвинения в крупном хищении от одного и того же лица, если доказательства показывают, что преступления являются отдельными и разными и не были совершены в соответствии с одним намерением, одним общим импульсом и одним планом.”(Там же, стр. 519.)

Вышеупомянутые формулировки множественных обвинительных приговоров подтверждают идею о том, что повторяющиеся действия, которые завершаются законодательно объявленным запрещенным статусом или достигают единственной цели правонарушителя, могут быть предъявлены обвинения и доказаны как

Имея значительные сомнения в том, что это когда-либо было уголовное преследование за множественное преступление или что присяжные когда-либо думали об этом как таковое, простая возможность представления более чем одного нарушения присяжным требует обсуждения «исключения для непрерывного поведения» к использованию CALJIC No.17.01. «Исключение для непрерывного поведения» освобождает суд от необходимости указывать № 17.01, когда два или более правонарушения произошли «настолько тесно связанных во времени, что они составляли часть одной сделки» или это был «тип правонарушения, который сам по себе, состоит из непрерывного поведения. [Цитаты.] »(People v. Diedrich, supra, 31 Cal. 3d 263, 282.)« Исключение для непрерывного поведения »является ограниченным и нежелательным. (Там же; Люди против Мэддена (1981) 116 Cal. App. 3d 212, 218 [171 Cal. Rptr. 897].)

Мнение Дидриха относится к делу «Люди против Лоуэлла» (1946) 77 Cal. Приложение. 2d 341 [175 Cal. Rptr. 846], для исключения “способствующего” непрерывного поведения. В Лоуэлле два мальчика были вовлечены в сексуальные отношения, которые длились более трех лет. Суд постановил, что окружного прокурора нельзя принуждать к выбору акта, на который полагаться, и что присяжным нельзя давать единогласное указание в отношении какого-либо конкретного действия. (Там же, стр. 347.) Очевидное обоснование было то, что информация обвиняла ответчика не в конкретном сексуальном преступлении, а только в «содействии правонарушению».«

Было сказано, что когда« любое из нескольких различных действий может составлять преступление », должно быть дано единогласное указание (People v. Ewing [154 Cal. App. 3d 569] (1977) 72 Cal. Приложение 3d 714, 717 [140 Cal. Rptr. 299].) В деле Юинга, о жестоком обращении с детьми (Уголовный кодекс, § 273a), суд отметил, что закон может быть нарушен одним действием или повторяющимися действиями, что и было правдой в деле Лоуэлла о “содействии”. Поскольку информация об обвинении в нарушении имела место между двумя назначенными датами, “[t] он перед присяжными ставил вопрос о том, виновен ли обвиняемый в поведении, а не о том, совершил ли он конкретное действие в определенный день.”(People v. Ewing, supra, at p. 717.)

Таким образом, в деле Юинга и Лоуэлла присяжным было разрешено не соглашаться по поводу того, какое действие или действия были доказаны. Следовательно, было возможно, что никакое действие не было доказано обычным стандарт к удовлетворению всех присяжных заседателей. Логика может поставить под сомнение правовую позицию, это доказательство, которое не может установить действия, являющиеся основанием для обвинения, тем не менее может в достаточной степени поддержать обвинительный приговор. Когда в качестве доказательства обвинения приводится только одно преступное деяние, это требует обычных доказательств и единогласия.Почему же тогда, когда предъявляются многочисленные обвинения в поддержке, требование единодушия уменьшается?

Если «исключение для непрерывного поведения» имеет какое-либо обоснование, оно должно применяться к такому поведению «уклонение от судебного преследования», которое направлено на оказание помощи другому лицу, чтобы избежать успешного судебного преследования, а не к конкретному действию или действиям, которые были предназначены для совершения это возможно. Разбив «помощь» на части, отдельный криминальный подход может превратиться в учебный кошмар. Когда мать помогает своему сыну-правонарушителю избежать ареста, укрывая его днем, а он уезжает ночью, чтобы совершить кражу со взломом, совершается ли каждый раз, когда сын возвращается, отдельное преступление соучастия постфактум? Должны ли присяжные единогласно согласиться с тем, что это произошло в течение нескольких дней, или все они должны согласиться на определенные дни? Будет ли результат другим, если сын не будет дома на несколько дней, прежде чем вернуться, или его мать уведет его в другое место, чтобы спрятаться? Будет ли знаменательной датой окончания срока задержания сына или прекращения помощи матери? Должна ли информация включать в себя многочисленные счета или только один счет, предполагающий либо «около или около», либо «между __________ и __________»? В сопоставимых случаях жестокого обращения с детьми ответом было «исключение для непрерывного поведения».”

В деле” Люди против Дидриха “, см. Выше, 31 Cal. 3d 263, после отклонения применения” исключения для непрерывного поведения “суд решил, было ли непредоставление CALJIC № 17.01 предвзятой ошибки, заявив:” Мы чувствуем себя связанными. чтобы считать, что это было. Это не тот случай, когда из вердикта присяжных следует, что они не верили в единственную предложенную защиту. Защита Дидриха различалась:… »(Там же, стр. 283.) Здесь единственной защитой было то, что жертва лгала, чтобы прикрыть свои сексуальные аберрации, которые могли бы смутить ее, если бы она не лгала.Присяжные выслушали ужасный рассказ о продолжительном сексуальном насилии над незнакомцем в незнакомой обстановке при необычных обстоятельствах. Жертва [154 Cal. Приложение. 3d 570] не дождалась слухов о ее сексуальных наклонностях, а вместо этого немедленно сообщила о преступлении и была готова выступить смущенным свидетелем в том, что от нее потребует закон.

Защита потратила много времени, пытаясь показать, что существует потенциальный путь к бегству. Кроме того, были сделаны утверждения, что она шествовала обнаженной на глазах у членов клуба, версия прямо противоречила ее рассказу о том, что на нее напали в ее машине и втолкнули обнаженной в здание.Присяжные внимательно потребовали перечитать свидетельские показания по ложному обвинению в лишении свободы и оправдали обвиняемого. Это согласуется с показаниями потерпевшей о том, что подсудимая выглядела просто «перспективой» для членства в клубе и не могла помочь ей противостоять сексуальным домогательствам, которые, по единодушному мнению жюри, имели место. Угроза, сделанная в присутствии членов клуба при уходе жертвы, соответствовала его роли в попытке произвести благоприятное впечатление на его друзей.Об угрозе свидетельствовал только потерпевший; Доказательства противного были представлены присяжным только в рамках заявления подсудимого следователю. Либо верить потерпевшему, либо через следователя версия защиты будет преобладать. Невозможно представить, чтобы присяжные смогли единогласно согласиться с основными преступлениями, а затем разделили голоса по поводу последующего поведения.

Получив CALJIC № 2.91, присяжные были проинструктированы, что «[t] он обязан доказать вне всяких разумных сомнений, что обвиняемый является лицом, совершившим преступление, в котором он обвиняется.”Информация была зачитана присяжным. Пункт два утверждал, что преступление имело место 19 февраля 1981 года или около того, в день угрозы. Никаких обвинений не было выдвинуто в отношении событий, произошедших намного позже, когда подсудимый разговаривал со следователем. Приговор о виновных заканчивалось следующими словами: «по обвинению во втором разделе информации, представленной здесь».

Если не было прямых указаний о последствиях заявления для следователя, то существовала инструкция, которая должна была удержать присяжных от разделения голосов .Присяжным заседателям под CALJIC No. 2.03 было дано указание: «Если вы обнаружите, что до этого судебного разбирательства подсудимый делал ложные или заведомо вводящие в заблуждение заявления относительно обвинения, по которому его сейчас судят, вы можете рассматривать такие заявления как обстоятельство, имеющее тенденцию к доказательству. сознание вины, но этого недостаточно, чтобы доказать свою вину “. Средний присяжный будет понимать, что это означает, что заявление не должно быть изолировано от других доказательств угрозы. Если бы это было понято так, два значительных акта встали бы или упали вместе.

Явка подсудимого на предварительные слушания по делу других подсудимых послужила поводом для его задержания. Его присутствие на слушании поддержало приговор только [154 Cal. Приложение. 3d 571] как часть «общения и отношений ответчика с доверителем до и после совершения преступления». (People v. Duty, выше, 269 Cal. App. 2d 97, 104.) Прокурор, даже в самые энергичные и творческие моменты, не предполагала, что посещение предварительного слушания друга является отдельным преступлением.

Мы не должны предполагать, что присяжные, полностью или частично, рассматривали последующие события иначе как просто подтверждающее доказательство намерения. Если мы должны предположить, мы должны предположить, что все присяжные слушали и применяли вышеизложенные инструкции и имели в виду то, что они сказали в своем вердикте.

Считая дополнительные апелляционные утверждения ответчика необоснованными, я подтверждаю решение.

FN 1. Статья 32 Уголовного кодекса гласит: “Каждое лицо, которое после совершения тяжкого преступления укрывает, скрывает или помогает главному лицу в таком тяжком преступлении, с намерением избежать ареста, суда или осуждения или избежать его. или наказание, если известно, что указанный директор совершил такое тяжкое преступление, или ему было предъявлено обвинение в совершении такого тяжкого преступления, или наказание за него, является соучастником такого тяжкого преступления.”

FN 2. CALJIC No. 17.01 (4-е изд. 1979 г.) гласит:” Подсудимый обвиняется в совершении преступления __________. Он может быть признан виновным, если доказательства вне разумных сомнений показывают, что он совершил одно или несколько таких действий, но для того, чтобы признать обвиняемого виновным, все присяжные должны согласиться с тем, что он совершил такое же действие или действия. Нет необходимости, чтобы конкретное действие или действия, совершенные таким образом, были указаны в приговоре ». Все упомянутые инструкции CALJIC взяты из четвертого издания (1979 г.), если не указано иное.

FN 3. Мотту и Васкесу было предъявлено обвинение по нескольким пунктам обвинения в изнасиловании и оральном совокуплении. Однако сначала судили апеллянта, и после того, как его признали соучастником, обвинения против Мотта и Васкеса были сняты, по-видимому, из-за отказа жертвы давать дополнительные показания. Снятие обвинений с руководителей не влияет на осуждение заявителя (см. Уголовный кодекс, § 972).

(Заявителю также было предъявлено обвинение в незаконном лишении свободы.Присяжные оправдали его по этому обвинению.)

FN 4. CALJIC № 4.71.5 (4-е изд., 1982 г., карманный пункт) гласит:

«Ответчик обвиняется в [Количество __________] информации с комиссией суда. преступление __________, нарушение статьи __________ Уголовного кодекса, примерно в период между __________ и __________.

“Для того, чтобы признать обвиняемого виновным, прокуратуре необходимо доказать вне разумных сомнений, что совершение конкретного действия [или действий], составляющих указанное преступление, в течение заявленного периода.

“И для того, чтобы признать обвиняемого виновным, вы должны единогласно согласиться с совершением того же конкретного действия [или действий], составляющих указанное преступление, в течение предполагаемого периода.

” Нет необходимости, чтобы конкретное действие или действия совершено таким образом согласовано быть указано в приговоре. “

FN 5. Как объяснено в People v. Deletto (1983) 147 Cal. App. 3d 458, 472 [195 Cal. Rptr. 233], инструкция (CALJIC No. 17.01) фокусирует внимание присяжных на конкретном действии и требует от присяжных определить виновность в этом действии вне всяких разумных сомнений.”Инструкция предназначена отчасти для того, чтобы присяжные не сумели объединить доказательства нескольких правонарушений, ни одно из которых не было доказано вне разумных сомнений, с тем чтобы сделать вывод вне разумных сомнений, что обвиняемый должен был сделать что-то, достаточное для того, чтобы осудить одно считать.” (Там же, на стр. 472, курсив оригинала). Отсутствие инструкций, когда это необходимо, относится к основному праву обвиняемого на суд присяжных и надлежащую правовую процедуру и должно оцениваться в соответствии со стандартом Chapman v. California (1967) 386 U.С. 18, 24 [17 Л. Ред. 2d 705, 710, 87 S. Ct. 824, 24 A.L.R.3d 1065].

FN 6. Несогласие утверждает, что защита была только одна – отрицание. Это не тот случай. Как мы объяснили, истец не отрицал, что давал показания следователю Андерсону. В его защиту было объяснение – утверждение истинности сделанного заявления. Его явка на предварительные слушания также подтверждается объяснениями. Это правда, что его защита по одному элементу преступления – вообще было изнасилование – была отрицанием.Жюри не приняло эту часть его защиты. Но этот факт не имеет отношения к делу. Заявитель не утверждал, что он не присутствовал при якобы имевших место изнасилованиях, он утверждал, что события могут быть истолкованы по-разному. Присяжные могли легко поверить версии жертвы об изнасиловании во всех деталях, но не согласиться с ее описанием угрозы, сделанной апеллянтом на следующий день. Это были разные события. Отрицание заявителем угрозы не зависит от его отрицания факта изнасилования.

Работа, типы и применение

Сегодня общение – это сердце технологий. Связь осуществляется через передатчик и приемник посредством сигналов. Эти сигналы несут информацию посредством модуляции. Амплитудно-импульсная модуляция – это один из видов методов модуляции, используемых при передаче сигнала. Амплитудно-импульсная модуляция – это простейшая форма модуляции. Это метод аналогово-цифрового преобразования, при котором информация в сообщении кодируется по амплитуде серии импульсов сигнала.В этой статье обсуждается обзор амплитудно-импульсной модуляции, известной как PAM.


Что такое амплитудно-импульсная модуляция?

Импульсная амплитудная модуляция – это основная форма импульсной модуляции. В этой модуляции сигнал дискретизируется через равные промежутки времени, и каждый отсчет делается пропорциональным амплитуде модулирующего сигнала. Прежде чем мы изучим подробно, PAM позволяет нам узнать концепции модуляции.

Что такое модуляция?

Модуляция – это процесс изменения характеристик несущего сигнала, таких как амплитуда, частота, ширина и т. Д.Это процесс добавления информации к несущему сигналу. Несущий сигнал – это постоянный сигнал с постоянной амплитудой и частотой.


Модуляция

Модуляция обычно применяется к электромагнитным сигналам, таким как радиолазерные и оптические сигналы. Аудио, видео, изображения и текстовые данные добавляются к несущему сигналу для передачи по электросвязи.

Типы модуляции

Модуляция подразделяется на два типа в зависимости от типа сигнала.

  • Непрерывная модуляция
  • Импульсная модуляция

Непрерывная модуляция и Импульсная модуляция далее подразделяются на категории, как показано ниже.


Типы модуляции
Непрерывная модуляция

В непрерывной волновой модуляции сигнал используется в качестве несущего сигнала, который модулирует сигнал сообщения. Есть три параметра, которые можно изменить для достижения модуляции, а именно частота, амплитуда и фаза. Таким образом, существует три типа модуляции.

  1. Амплитудная модуляция
  2. Частотная модуляция
  3. Фазовая модуляция
Типы аналоговой модуляции
Импульсная модуляция

Импульсная модуляция – это метод, при котором сигнал передается с информацией импульсами.Он делится на аналоговую импульсную модуляцию и цифровую импульсную модуляцию.

Аналоговая импульсная модуляция классифицируется как

  • Амплитудно-импульсная модуляция (PAM)
  • Широтно-импульсная модуляция (PWM)
  • Импульсно-позиционная модуляция (PPM)

Цифровая модуляция классифицируется как

Амплитудно-импульсная модуляция

модуляция – это метод, при котором амплитуда каждого импульса регулируется мгновенной амплитудой сигнала модуляции.Это система модуляции, в которой сигнал дискретизируется через равные промежутки времени, и каждый отсчет делается пропорциональным амплитуде сигнала в момент дискретизации. Этот метод передает данные путем кодирования амплитуды серии сигнальных импульсов.

Сигнал с амплитудно-импульсной модуляцией

Существует два типа методов выборки для передачи сигнала с использованием PAM. Это:

  1. Flat Top PAM
  2. Natural PAM
Flat Top PAM

Амплитуда каждого импульса прямо пропорциональна амплитуде модулирующего сигнала в момент появления импульса.Амплитуда сигнала не может быть изменена относительно аналогового сигнала, подлежащего дискретизации. Вершины амплитуды остаются плоскими.

Flat Top Pulse Amplitude Modulation
Natural PAM

Амплитуда каждого импульса прямо пропорциональна амплитуде модулирующего сигнала в момент появления импульса. Затем следует амплитуда импульса для оставшейся части полупериода.

Амплитудная модуляция с естественным импульсом

При импульсной модуляции немодулированный несущий сигнал представляет собой периодическую последовательность сигналов.Таким образом, последовательность импульсов можно описать следующим образом.

Последовательность импульсов

Где «A» – немодулированная амплитуда импульса

«τ» – ширина импульса

Периодическая длительность последовательности импульсов может быть обозначена как «Ts»

В PAM амплитуды сигналов могут быть изменены на основе модулирующих сигналов. сигнал. Здесь модулирующий сигнал, такой как m (t), PAM, может быть получен путем умножения несущего сигнала на модулирующий сигнал. O / p – это набор импульсов, в котором амплитуды сигналов могут изменяться в модулирующем сигнале.

Конкретный тип PAM может называться нормальным PAM, поскольку импульсы следуют контуру модулирующего сигнала. Последовательность импульсов работает как периодический сигнал переключения в направлении модулятора. После того, как он включен, а затем позволяет выборкам модулирующих сигналов подавать на выход. Периодическая длительность последовательности импульсов называется периодом выборки.

Fs = 1 / Ts

Уравнение естественной амплитудной модуляции импульса можно описать следующим образом.

Уравнение PAM

Модулированная последовательность импульсов может быть описана как

E (t) = m (t) + Up (t)

= a0 m (t) + a1 m (t) cos2πnt / Ts + a2 m (t) cos4πnt / Ts +….

В приведенном выше уравнении модулированный сигнал включает в себя модулирующий сигнал, который умножается на член постоянного тока, такой как «a0’a последовательность компонентов на основе DSBSC, которая возникает из гармоник в импульсном сигнале.

Чтобы нижний край диапазона DSBSC не перекрывался через меньший частотный диапазон, деление ∆ между ними не должно быть ниже нуля.Таким образом,

W + ∆ = fs – W, при ∆ ≥ 0

fs ≥ 2W

Это утверждение является обязательным для частоты дискретизации, которое гласит, что частота дискретизации должна быть как минимум в два раза больше максимальной частоты в пределах модулирующий сигнал.

Если состояние дискретизации не соответствует частям перекрытия спектров, тогда разрешается возникновение такого перекрытия, и спектры больше не могут быть разделены посредством фильтрации. Поскольку максимальные частотные компоненты в диапазоне DSBSC выходят в пределах меньшей частотной части спектра, этот эффект известен как наложение спектров.

Чтобы избежать наложения спектров, во-первых, сигнал модуляции можно пропустить через фильтр сглаживания, чтобы обрезать спектр сигнала при значении W.

«fs» (частота дискретизации) = 2 Вт, которая называется частотой Найквиста из-за ее широкополосной природы, амплитудно-импульсная модуляция включает чрезвычайно ограниченный диапазон приложений для прямой передачи сигнала. Он используется в измерительных системах и в АЦП для взаимодействия с компьютером.

Как генерируется сигнал PAM?

Генерация PAM может быть выполнена на основе следующей блок-схемы амплитудно-импульсной модуляции.

Основной тип импульсной модуляции известен как PAM или импульсная амплитудная модуляция, при которой сигнал может быть дискретизирован через равные промежутки времени, и каждый отсчет может быть сделан относительно амплитуды модулирующего сигнала в момент дискретизации.

На приведенной выше блок-схеме PAM показана генерация сигнала PAM из устройства выборки, где устройство выборки включает в себя два входа, а именно сигнал выборки / несущей и сигнал модуляции. Следовательно, амплитуда сигнала зависит от модулирующего сигнала, через который могут передаваться данные.Итак, это сигнал PAM. Спектр сигнала PAM показан в приведенных выше формах волны, которые включают сообщение и сигналы выборки, где несущая последовательность сигналов использует форму волны, нанесенную на график во временном поле.
Импульсная модуляция в основном используется для передачи аналоговых данных, таких как данные, в противном случае – непрерывный речевой сигнал.

Схема схемы амплитудно-импульсной модуляции

PAM генерируется из чистого синусоидального модулирующего сигнала и генератора прямоугольных импульсов, который формирует несущий импульс и схему модулятора PAM.

Используется генератор синусоидальной волны, основанный на схеме осциллятора моста Вина. Это может привести к уменьшению искажений синусоидальной волны на выходе. Схема разработана таким образом, что амплитуду и частоту генератора можно регулировать с помощью потенциометра.

Генератор синусоидальной волны

Частота может быть изменена путем изменения потенциометра R2, а амплитуда настраивается с помощью потенциометра R. Частота генерируемой синусоидальной волны определяется как

F = 1 / (2π√R1R2C1C2)

Прямоугольная волна генерируется с помощью нестабильной схемы на базе операционного усилителя.Операционный усилитель используется для упрощения генерации прямоугольной волны. Время включения и время выключения импульса можно сделать одинаковыми, а частоту можно регулировать, не меняя их.

Генератор прямоугольных импульсов

Период времени генерируемых импульсов зависит от значения сопротивления R и емкости C. Период нестабильной схемы операционного усилителя определяется как

T = 2.2RC

Типы импульсов Амплитудная модуляция

Импульсная амплитудная модуляция подразделяется на два типа

  1. PAM с одной полярностью
  2. PAM с двойной полярностью

PAM с одной полярностью – это ситуация, когда к сигналу добавляется подходящее фиксированное смещение постоянного тока, чтобы гарантировать, что все импульсы положительный.

PAM с двойной полярностью – это ситуация, когда импульсы являются как положительными, так и отрицательными.

В некоторых модуляциях амплитуды импульса амплитуда каждого импульса может быть прямо пропорциональна мгновенной амплитуде модуляции после того, как импульс имеет место. В другом типе PAM амплитуда каждого сигнала может быть обратно пропорциональна мгновенной модулирующей амплитуде после появления импульса.

В других системах интенсивность каждого импульса в основном зависит от конкретных характеристик модулирующего сигнала, за исключением силы, такой как мгновенная фаза или частота.

Возможность использования импульсов со стабильной амплитудой является основным преимуществом импульсной модуляции. Поскольку PAM не использует сигналы стабильной амплитуды, он не часто используется. Как только он используется, частота импульса изменяет несущую.

Произвести и демодулировать амплитудно-импульсную модуляцию очень просто. Преобразование сигнала – это генератор, который может быть выполнен в направлении PAM, который подается на единственный вход логического элемента AND.

Сигналы с частотой дискретизации подаются к другому i / p логического элемента AND, чтобы открывать его в течение требуемых интервалов времени.После этого на выходе логического элемента появляются импульсы с частотой дискретизации, которая эквивалентна по амплитуде напряжению сигнала каждую секунду, затем сигналы передаются по сети, имеющей форму импульса, что обеспечивает им плоскую вершину.

Демодуляция PAM

Для демодуляции сигнала PAM сигнал PAM подается на фильтр нижних частот. Фильтр нижних частот устраняет высокочастотные колебания и генерирует демодулированный сигнал. Затем этот сигнал подается на инвертирующий усилитель, чтобы усилить его уровень сигнала, чтобы получить демодулированный выходной сигнал с почти равной амплитудой с модулирующим сигналом.

Демодуляция сигнала PAM

Схема амплитудно-импульсной модуляции с использованием таймера 555

Схема амплитудно-импульсной модуляции с использованием таймера 555 показана ниже. Амплитудно-импульсная модуляция может быть сгенерирована через 555IC, подключив к выходу один NPN-транзистор. Подключение этой ИС может быть выполнено в нестабильном режиме для создания последовательности импульсов, так что могут быть получены выборки аудиосигнала.

Схема амплитудно-импульсной модуляции с использованием 555IC

Частота этого сигнала должна быть как минимум вдвое выше, чем у аудиосигнала.Обычно это 8 кГц, так как аудиосигнал равен 3,4 кГц, однако для повышения качества эта схема использует 32 кГц. Выходной сигнал последовательности импульсов может быть подан на базовый вывод NPN-транзистора. Этот вывод коллектора транзистора подключен через низкочастотный аудиосигнал с помощью положительного фиксатора, который соединен с конденсатором C1 и диодом D1.

Уровень аудиосигнала может быть сдвинут положительным фиксатором выше 0 В. Таким образом, o / p на выводе коллектора транзистора является сигналом амплитудной модуляции импульса.Амплитуда сигнала, генерируемого IC555, изменяется в соответствии с мгновенной амплитудой сигнала данных.

Преимущества

К преимуществам амплитудно-импульсной модуляции относятся следующие.

  • Это простой процесс как для модуляции, так и для демодуляции.
  • Цепи передатчика и приемника просты и легки в сборке.
  • PAM может генерировать другие сигналы импульсной модуляции и одновременно передавать сообщение.
  • Данные могут передаваться быстро, эффективно и эффективно по обычным медным проводам в большом объеме.
  • Доступный FM бесконечен; поэтому разработка PAM может проводиться часто, чтобы обеспечить повышенную пропускную способность данных в доступных сетях.
  • Это самый простой тип модуляции
  • Для всех типов методов цифровой модуляции это основной и простой метод как модуляции, так и демодуляции.
  • Для передачи и приема не требуется сложной схемы.Схема передатчика и приемника очень проста.
  • Эта модуляция может генерировать другие типы сигналов импульсной модуляции и одновременно переносить сообщение.

Недостатки

К недостаткам амплитудно-импульсной модуляции можно отнести следующее.

  • Полоса пропускания должна быть большой для модуляции PAM передачи.
  • Шумоизоляция будет отличная.
  • Амплитуда импульса сигнала меняется, поэтому мощность, необходимая для передачи, будет больше.
  • Для передачи сигнала PAM должна быть большая полоса пропускания
  • Частота изменяется в зависимости от сообщения или модулирующего сигнала из-за этих изменений в частоте сигнала, вторжения будут.
  • У этой модуляции помехозащищенность низкая по сравнению с другими типами. Так что это почти эквивалентно AM.
  • Как только сигнал амплитуды импульса изменяется, мощность, необходимая для передачи, становится высокой, и даже для получения PAM требуется больше мощности.

Приложения PAM

  • Используется для связи Ethernet.
  • Используется во многих микроконтроллерах для генерации сигналов управления.
  • Используется в фотобиологии.
  • Используется как электронный драйвер для светодиодного освещения.
  • PAM используется в сети Ethernet, которая используется для соединения двух систем и используется для передачи данных между этими системами. Итак, PAM используется в сетях Ethernet.
  • Управляющие сигналы могут генерироваться в различных микроконтроллерах с использованием PAM
  • Этот метод модуляции в основном используется при передаче цифровых данных и приложениях, замененных PCM и PPM.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *