555 오디오 오실레이터

부품 및 재료

<울>

6볼트 배터리 2개

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

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

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

1MΩ 저항 1개

100kΩ 저항 1개

510Ω 저항 2개

헤드폰이 있는 오디오 감지기

오실로스코프(권장되지만 필수는 아님)

오실로스코프는 이 회로에서 생성된 파형을 분석하는 데 유용하지만 필수는 아닙니다. 오디오 감지기는 특히 오실로스코프가 없는 경우 이 실험에 매우 유용한 테스트 장비입니다.

상호 참조

전기 회로의 교훈 , 4권, 10장:"멀티바이브레이터"

학습 목표

<울>

555 타이머를 불안정한 멀티바이브레이터로 사용하는 방법을 설명하기 위해

듀티 사이클에 대한 작업 지식을 설명하기 위해

개략도

그림

지침

"555" 집적회로는 다양한 기능에 유용한 범용 타이머입니다. 이 실험에서 우리는 불안정한 멀티바이브레이터 또는 발진기로의 사용을 탐구합니다. 그림과 같이 커패시터와 두 개의 저항에 연결하면 자유롭게 진동하여 구형파 출력 전압으로 LED를 켜고 끕니다.

이 회로는 커패시터를 교대로 충전 및 방전하는 원리로 작동합니다. 555는 Disch를 접지하여 커패시터를 방전하기 시작합니다. Thresh 단자에 의해 전압이 감지될 때 단자 전원 공급 장치 전압의 2/3 초과(V_cc ).

Trig에 의해 전압이 감지되면 커패시터 방전을 중지합니다. 단자가 전원 전압의 1/3 이하로 떨어집니다. 따라서 둘 다 Thresh 및 트리거 단자가 커패시터의 양극 단자에 연결되면 커패시터 전압은 "톱니 모양으로 전원 공급 장치 전압의 1/3과 2/3 사이를 순환합니다 " 패턴입니다.

충전 주기 동안 커패시터는 1MΩ 및 100kΩ 저항의 직렬 조합을 통해 충전 전류를 수신합니다. 디스크가 나오자마자 555 타이머의 단자가 접지 전위로 이동하면(해당 단자와 접지 사이에 연결된 555 내부의 트랜지스터가 켜짐) 커패시터의 방전 전류는 100kΩ 저항만 통과하면 됩니다. 그 결과 충전 시간이 방전 시간보다 훨씬 더 긴 RC 시간 상수가 생성되어 충전 시간이 방전 시간을 크게 초과하게 됩니다.

555의 아웃 터미널은 "높음"(거의 V_cc)인 구형파 전압 신호를 생성합니다. ) 커패시터가 충전 중일 때, 커패시터가 방전 중일 때 "낮음"(거의 0볼트). 이 교번하는 고/저 전압 신호는 반대 모드에서 두 개의 LED를 구동합니다. 하나가 켜지면 다른 하나는 꺼집니다. 커패시터의 충전 및 방전 시간이 동일하지 않기 때문에 출력 구형파 파형의 "하이" 및 "로우" 시간도 동일하지 않습니다.

이것은 두 LED의 상대적인 밝기에서 볼 수 있습니다. 각 주기 동안 더 오랜 시간 동안 켜져 있기 때문에 하나는 다른 것보다 훨씬 더 밝습니다.

"높음 사이의 평등 또는 불평등 " 및 "낮음 ” 구형파의 시간은 해당 파동의 듀티 사이클로 표현됩니다. . 듀티 사이클이 50%인 구형파는 완벽하게 대칭입니다. "높음 " 시간은 정확히 "낮음 " 시각. "높은 구형파 " 시간의 10% 및 "낮음 ” 90%의 시간이 10%의 듀티 사이클을 갖는다고 합니다.

이 회로에서 출력 파형은 "높음 " 시간이 "낮음을 초과함 ” 시간으로 인해 듀티 사이클이 50%를 초과합니다.

오디오 감지기(또는 오실로스코프)를 사용하여 이 회로에서 생성되는 다양한 전압 파형을 조사합니다. 다른 저항 값 및/또는 커패시터 값을 시도하여 출력 주파수 또는 충전/방전 시간에 어떤 영향을 미치는지 확인하십시오.

관련 워크시트:

<울> <리>

타이머 회로 워크시트