555 램프 생성기

부품 및 재료

<울>

6볼트 배터리 2개

1개의 커패시터, 470µF 전해, 35WVDC(Radio Shack 카탈로그 # 272-1030 또는 동급)

1개의 커패시터, 0.1µF, 무극성(Radio Shack 카탈로그 # 272-135)

555 타이머 IC 1개(Radio Shack 카탈로그 번호 276-1723)

2개의 PNP 트랜지스터 - 모델 2N2907 또는 2N3906 권장(Radio Shack 카탈로그 번호 276-1604는 이 실험과 다른 실험에 이상적인 15개의 PNP 트랜지스터 패키지)

발광 다이오드 2개(Radio Shack 카탈로그 # 276-026 또는 동급)

100kΩ 저항 1개

47kΩ 저항 1개

510Ω 저항 2개

헤드폰이 있는 오디오 감지기

470µF 커패시터의 정격 전압은 최대 전원 공급 전압을 충분히 초과하는 한 중요하지 않습니다. 이 특정 회로에서 최대 전압은 12볼트입니다. 이 커패시터를 극성에 따라 회로에 올바르게 연결했는지 확인하십시오!

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 1권, 13장:"커패시터"

전기 회로의 교훈 , 4권, 10장:"멀티바이브레이터"

학습 목표

<울>

555 타이머를 불안정한 멀티바이브레이터로 사용하는 방법을 설명하기 위해

전류 미러 회로의 실제 사용을 보여주기 위해

커패시터 전류와 커패시터 전압 변화율 간의 관계 이해를 돕기 위해

개략도

그림

지침

다시 말하지만, 우리는 555 타이머 IC를 불안정한 멀티바이브레이터 또는 발진기로 사용하고 있습니다. 그러나 이번에는 두 가지 다른 커패시터 충전 모드(기존 RC 및 정전류)에서의 작동을 비교할 것입니다.

점퍼선을 사용하여 테스트 포인트 #1(TP1)을 테스트 포인트 #3(TP3)에 연결합니다. 이를 통해 커패시터는 47kΩ 저항을 통해 충전할 수 있습니다. 커패시터가 공급 전압의 2/3에 도달하면 555 타이머가 "방전 ” 모드로 전환하고 거의 즉시 공급 전압의 1/3 수준으로 커패시터를 방전합니다. 이 시점에서 충전 주기가 다시 시작됩니다.

전압계로 커패시터 양단의 전압을 직접 측정하고(디지털 전압계가 선호됨) 시간 경과에 따른 커패시터 충전 속도를 기록합니다. RC 충전 회로에서 기대할 수 있는 것처럼 처음에는 빠르게 상승한 다음 공급 전압이 2/3까지 증가하면서 점차 줄어듭니다.

TP3에서 점퍼선을 제거하고 TP2에 다시 연결합니다. 이를 통해 두 개의 PNP 트랜지스터로 구성된 전류 미러 회로의 제어된 전류 레그를 통해 커패시터를 충전할 수 있습니다. 마지막 회로 구성과 비교하여 시간 경과에 따른 충전 속도의 차이에 주목하면서 커패시터 양단의 전압을 직접 측정합니다.

TP1을 TP2에 연결하면 커패시터가 거의 일정한 충전 전류를 수신합니다. 일정한 커패시터 충전 전류는 i =C(de/dt) 방정식으로 설명되는 선형 전압 곡선을 생성합니다. . 커패시터 전류가 일정하면 시간에 따른 전압 변화율도 일정합니다. 결과는 "램프 "톱니가 아닌 "파형 " 파형:

커패시터의 충전 전류는 점퍼선 대신 전류계를 사용하여 직접 측정할 수 있습니다. 전류계는 수백 마이크로암페어(10분의 1밀리암페어) 범위의 전류를 측정하도록 설정해야 합니다. TP1과 TP3 사이에 연결하면 충전 주기가 시작될 때 상대적으로 높은 값에서 시작하여 끝으로 갈수록 가늘어지는 전류가 표시되어야 합니다. 그러나 TP1과 TP2 사이에 연결하면 전류가 훨씬 더 안정적입니다.

이 시점에서 손가락으로 터치하여 전류 미러 트랜지스터의 온도를 변경하는 것은 흥미로운 실험입니다. 트랜지스터가 따뜻해지면 동일한 베이스 이미 터 전압에 대해 더 많은 콜렉터 전류를 전도합니다. 통제하는 경우 트랜지스터(100kΩ 저항에 연결된 것)를 만지면 전류가 감소합니다.

통제한 경우 트랜지스터를 만지면 전류가 증가합니다. 가장 안정적인 전류 미러 동작을 위해서는 두 트랜지스터를 접합하여 온도가 크게 달라지지 않도록 해야 합니다.

이 회로는 저주파에서와 마찬가지로 고주파에서도 잘 작동합니다. 470µF 커패시터를 0.1µF 커패시터로 교체하고 오디오 감지기를 사용하여 555의 출력 단자에서 전압 파형을 감지합니다. 탐지기는 듣기 쉬운 오디오 톤을 생성해야 합니다. 이제 커패시터의 전압이 DC 모드에서 전압계로 보기에는 너무 빨리 변하지만 전류계로 커패시터 전류를 측정할 수는 있습니다.

TP1과 TP3(RC 모드) 사이에 연결된 전류계로 DC 마이크로암페어와 AC 마이크로암페어를 모두 측정합니다. 이 현재 수치를 종이에 기록하십시오. 이제 TP1과 TP2(정전류 모드) 사이에 전류계를 연결합니다.

DC 마이크로 암페어와 AC 마이크로 암페어를 모두 측정하고 이 회로 구성과 마지막 구성 사이의 전류 판독값에 차이가 있는지 확인합니다. DC 전류 외에 AC 전류를 측정하면 가장 안정적인 충전 전류를 제공하는 회로 구성을 쉽게 결정할 수 있습니다.

전류 미러 회로가 완벽하다면(커패시터 충전 전류가 절대적으로 일정함) 미터로 측정한 AC ​​전류는 0이 됩니다.