555 히스테리시스 발진기

부품 및 재료

<울>

9V 배터리 1개

배터리 클립(Radio Shack 카탈로그 번호 270-325)

미니 후크 클립(배터리 클립에 납땜, Radio Shack 카탈로그 # 270-372)

U1 - 555 타이머 IC(Radio Shack 카탈로그 번호 276-1723)

D1 - 적색 발광 다이오드(Radio Shack 카탈로그 번호 276-041 또는 동급)

D2 - 녹색 발광 다이오드(Radio Shack 카탈로그 번호 276-022 또는 동급)

R1,R2 - 1KΩ 1/4W 저항기

R3 - 10Ω 1/4W 저항기

R4 - 10KΩ, 15턴 전위차계(Radio Shack 카탈로그 번호 271-343)

C1 - 1µF 커패시터(Radio Shack 카탈로그 272-1434 또는 동급)

C1 - 100µF 커패시터(Radio Shack 카탈로그 272-1028 또는 동급)

상호 참조

전기 회로의 교훈 1권, 16장:전압 및 전류 계산

전기 회로의 교훈 , 1권, 16장:미지의 시간에 대한 풀이

전기 회로의 교훈 , 4권, 10장:멀티바이브레이터

전기 회로 강의, 3권, 8장:긍정적 피드백

학습 목표

<울>

간단한 RC 발진기에 슈미트 트리거를 사용하는 방법 알아보기

RC 시상수에 대한 실제 적용 알아보기

여러 555 타이머 Astable Multivibrator 구성 중 하나 알아보기

개략도

다음은 회로도를 그리는 한 가지 방법입니다.

이전 실험에서 언급했듯이 아래와 같은 또 다른 규칙도 있습니다.

그림

지침

이것은 가장 기본적인 RC 발진기 중 하나입니다. 간단하고 매우 예측 가능합니다. 게이트의 히스테리시스에 따라 주파수가 다소 이동하지만 모든 반전 슈미트 트리거는 이 디자인에서 작동합니다.

이 회로는 0.7Hz의 낮은 끝 주파수를 가지며, 이는 각 LED가 번갈아 가며 각각 1초 미만 동안 켜진다는 것을 의미합니다. 전위차계를 시계 반대 방향으로 돌리면 주파수가 증가하여 하이 엔드 오디오 범위로 잘 들어갑니다. 오디오 감지기(Vol. VI, 3장, 섹션 12) 또는 압전 스피커를 사용하여 이를 확인할 수 있습니다. 전위차계를 계속 돌리면 소리의 피치가 높아집니다. 커패시터를 1µF 커패시터로 교체하여 주파수를 100배 높일 수 있으며, 최대 주파수도 약 70Khz의 초음파 범위로 잘 올라갑니다.

555는 출력 Darlington 트랜지스터로 인해 레일 투 레일(상단 공급 전압에 도달하지 않음)로 이동하지 않으며 이로 인해 발진기 구형파가 대칭적이지 않게 됩니다. LED를 보면 이것이 보이나요? 전원 전압이 높을수록 이 비대칭이 덜 뚜렷하고 전원 전압이 낮을수록 더 심해집니다. 출력이 실제 레일 투 레일이면 50% 구형파가 될 것이며, 이는 TLC555(Radio Shack P/N 276-1718)와 같은 555의 CMOS 버전을 사용하는 경우 달성할 수 있습니다.

커패시터가 555 출력의 AC 부분을 접지로 단락시키기 때문에 C1을 통한 IC 출력 단락을 방지하기 위해 R3이 추가되었습니다. 방전된 배터리에서는 눈에 띄지 않지만 새로운 9V를 사용하면 555 IC가 매우 뜨거워집니다. 저항을 제거하고 최대 주파수에 대해 R4를 조정하면 이것을 테스트할 수 있습니다. 배터리나 555에는 좋지 않지만 짧은 테스트에서는 살아남을 것입니다.

작동 이론

이것은 이완 발진기의 일종인 히스테리시스 발진기입니다. 또한 불안정한 멀티 바이브레이터입니다. 이것은 앞서 보여준 555 Schmitt Trigger 실험의 논리적 파생물입니다.

555를 사용하여 이 구성으로 빈도를 계산하는 공식은 다음과 같습니다.

$$f =\frac{0.7}{RC}$$

555 히스테리시스는 공급 전압에 따라 달라지므로 오실레이터의 주파수는 레일 투 레일 출력이 없는 경우 공급 전압에 상대적으로 독립적입니다.

555의 출력은 접지로 이동하거나 상대적으로 플러스 전압에 가깝습니다. 이렇게 하면 저항과 커패시터가 출력 핀을 통해 충전 및 방전될 수 있습니다. 이것은 디지털 유형 신호이기 때문에 LED는 작동 시 거의 상호 작용하지 않습니다. 발진기에 의해 생성된 첫 번째 펄스는 나머지보다 약간 더 깁니다. 이것과 충방전 곡선은 다음 그림과 같이 비대칭 구형파가 생성되는 이유를 보여줍니다.

도구 섹션에서 555 타이머 비안정 회로를 사용해 보십시오.