Аудио-осциллятор 555

ДЕТАЛИ И МАТЕРИАЛЫ

• Две батареи по 6 вольт.
• Один конденсатор, 0,1 мкФ, неполяризованный (каталог Radio Shack № 272-135)
• Одна микросхема таймера 555 (каталог Radio Shack № 276-1723)
• Два светодиода (каталог Radio Shack № 276-026 или аналог)
• Один резистор 1 МОм.
• Один резистор 100 кОм.
• Два резистора 510 Ом.
• Детектор звука с наушниками
• Осциллограф (рекомендуется, но не обязательно)

Осциллограф был бы полезен при анализе сигналов, генерируемых этой схемой, но это не обязательно. Звуковой детектор - очень полезная часть испытательного оборудования для этого эксперимента, особенно если у вас нет осциллографа.

ПЕРЕКРЕСТНЫЕ ССЫЛКИ

Уроки электрических цепей , Том 4, глава 10:«Мультивибраторы»

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

• Чтобы проиллюстрировать, как использовать таймер 555 в качестве нестабильного мультивибратора.
• Чтобы проиллюстрировать практическое знание рабочего цикла.

СХЕМА

ИЛЛЮСТРАЦИЯ

ИНСТРУКЦИИ

Интегральная схема «555» - это таймер общего назначения, полезный для множества функций. В этом эксперименте мы исследуем его использование в качестве нестабильного мультивибратора или генератора. Подключенный к конденсатору и двум резисторам, как показано, он будет свободно колебаться, включая и выключая светодиоды с прямоугольным выходным напряжением.

Эта схема работает по принципу попеременной зарядки и разрядки конденсатора. 555 начинает разряжать конденсатор, заземляя Disch терминал, когда напряжение обнаруживается терминалом порога превышает 2/3 напряжения источника питания (В _cc ).

Он перестает разряжать конденсатор, когда напряжение обнаруживается триггером . клемма падает ниже 1/3 напряжения источника питания. Таким образом, когда оба Thresh и Trig клеммы подключены к положительной клемме конденсатора, напряжение на конденсаторе будет меняться от 1/3 до 2/3 напряжения источника питания в « пилообразной форме ”Узор.

Во время цикла зарядки конденсатор получает зарядный ток через последовательную комбинацию резисторов 1 МОм и 100 кОм. Как только Disch клемма таймера 555 переходит в потенциал земли (транзистор внутри клеммы 555, подключенный между этой клеммой и землей, включается), ток разряда конденсатора должен проходить только через резистор 100 кОм. В результате постоянная времени RC намного больше для зарядки, чем для разрядки, что приводит к тому, что время зарядки значительно превышает время разрядки.

Out модели 555 терминал выдает прямоугольный сигнал напряжения, который является «высоким» (почти V _cc ), когда конденсатор заряжается, и «низкий» (почти 0 В), когда конденсатор разряжается. Этот чередующийся сигнал высокого / низкого напряжения приводит в действие два светодиода в противоположных режимах:когда один горит, другой не горит. Поскольку время зарядки и разрядки конденсатора неодинаково, время «высокого» и «низкого» времени прямоугольной волны на выходе также будет неодинаковым.

Это видно по относительной яркости двух светодиодов:один будет намного ярче другого, потому что он горит в течение более длительного периода времени во время каждого цикла.

Равенство или неравенство между « высоким »И« низкий Время прямоугольной волны выражается как рабочий цикл этой волны. . Прямоугольная волна с коэффициентом заполнения 50% идеально симметрична:ее « высокий »Время в точности равно его« низкому " время. Прямоугольная волна с « высоким »10% случаев и« низкий «В 90% случаев рабочий цикл составляет 10%.

В этой схеме выходной сигнал имеет « высокий »Время, превышающее« минимальное ”Время, в результате чего рабочий цикл превышает 50%.

Используйте звуковой детектор (или осциллограф), чтобы исследовать различные формы волны напряжения, создаваемые этой схемой. Попробуйте другие номиналы резисторов и / или конденсаторов, чтобы увидеть, как они влияют на выходную частоту или время заряда / разряда.

СВЯЗАННЫЙ РАБОЧИЙ ЛИСТ:

• Рабочий лист схем таймера