אלקטרוניקה ומחשבים
אלקומפ
אלקטרוניקה 555

פורסם ב22 לינואר, 2011 | על ידי גיא רומבאוט

0

רכיב קוצב זמן 555

מבנה פנימי של הרכיב:

clip_image002[8]

תאור

ההתקן מורכב משני משוונים (comperator), דלגלג (FF) ומהפך:

- המשוון משווה את פתחי 2 הכניסות שלו כאשר מתח היציאה שלו עולה כאשר המתח ב-2 הכניסות זהה.

- ה-flip flop מגדיר את רוחב הפולס ביציאה ובדרך כלל Low ונעשה High לאחר Set ושוב פעם Low לאחר Reset.

- המהפך מבטיח שרמת מתח היציאה תשתנה מהאדמה ל- Low ו-VDD ל-High. מהפך זה גם חוצץ בין ההתקן לעומס על ההתקן. במעגל יש גם מחלק מתח המורכב מ-3 נגדים זהים כך שהמתח בין 2 קצוות המחלק יהיו אדמה ומקור ובין הנגדים המתח יהיה שליש VDD ושני שליש VDD בהתאם.

הכניסות והיציאות מההתקן:

א. GND – רגל 1

ב. Trigger – רגל 2

כניסות פולס הדרבון להפעלת המעגל או להחלפת מחזור, פולס זה הוא שלילי כך שהרמה שם תהיה VDD. המעגל מושפע כאשר המתח יורד לשליש VDD.

ג. Output – רגל 3

מתח המוצא Vout

ד. Reset – רגל 4

פולס במבוא הדרוש לאפס את המתח ביציאה. פולס זה שולט על פעולת כל ההתקן ומבטל כל כניסה אחרת.
כפי שנאמר לעיל פעולת ה-trigger רק כאשר הוא יורד למתח של שליש VDD כדי להבטיח שפולס זה יהיה קצר ושירד מתחת למתח הנדרש יש שמכניסים מעגל דרבון

ה. Voltage Control – רגל 5

המתח בנקודה זו הוא שני שליש VDD היוצא ממחלק המתח – מתח ייחוס. לנקודה זו מחובר קבל בעל ערך של .1µF כדי למנוע רעשים שנובעים מהמיתוג. יש אפשרות לשנוי בצורה אלקטרונית של זמני המיתוג ואז כניסה זו קובעת את תחום המתחים לפעולת ההתקן.

ו. Threshold – רגל 6

המתח הדרוש כדי להפסיק את הפעולה או המחזור וכתוצאה להתחלת מחזור של פריקת הקבל. מתח זה פעיל רק כאשר ערכו שני שליש VDD ולא פעיל כאשר המתח קטן מזה.

ז. Discharge – רגל 7

קובע את רמת המתח שבו מתחיל תהליך פירוק הקבל, הזרם נכנס לטרנזיסטור כאשר הוא נמצא בהולכה. מחברים בדרך כלל את הדק ה – Discharge למעגל RC החיצוני.

ח. Vcc – רגל 8

מימוש רכיב הזמנן 555 כמתנד Astable

אנו נשתמש ברכיב ה555 כמתנד רב- יציב Astable ולכן התדר וזמן המחזור יקבעו על ידי 2 נגדים וקבל חיצוניים.

במצב ההתחלתי (הדלקת ההתקן) המתח על הדקTrigger הוא 0V ולכן המשוון השני בפעולה וכתוצאה ה- FF במצב set והיציאה Vo ב-HIGH .

הקבל C מתחיל להיטען במקצב זמן של τ1=(RA+RB) דרך הנגדים RA,RB.

כאשר מתח הקבל מגיע לרמה של /3VCC 2, המשוון הראשון נכנס לפעולה ומחליף את מצב ה-FF ל-Reset וכתוצאה היציאה תעבור ל-Low .

clip_image001clip_image001[1]טרנזיסטור כמפסק:
אם Q יהיה '0' אין זרם ולכן הטרנזיסטור בנתק. (בין הקולקטור לאמיטר) – טעינה של הקבל.
אם Q יהיה '1' יזרום זרם בבסיס והטרנזיסטור יהיה בקצר (בין הקולקטור לאמיטר) – פריקה של הקבל.

התחלפות מצב ה-FF ל-Reset מכניסה את טרנזיסטורDischarge לרוויה וכתוצאה מתח הקולקטור יורד ל-Vc=0.2V, מתח זה מועבר לנקודת התחברות בין נגדים RA ו-RB כאשר נגד RA משמש כנגד Rc של מעגל ה-Discharge. מתחVc גורם לקבל להתחיל להתפרק עם מקדם זמן של τ2=RBC (בגלל טרנזיסטור Discharge RA איננו חלק ממעגל הפירוק).

הקבל מתפרק דרך הנגד RB עד שמגיע לרמת מתח של 1/3VCC ואז המשוון הראשון נכנס לפעולה וגורם ל-FF לעבור למצב SET. כל הפעולה חוזרת על עצמה .

· ככל שRA יהיה קטן ביחס לRB זמני הפריקה והטעינה יהיו קרובים זה לזה.

· ככל שRB יהיה גדול יותר זמני הפריקה והטעינה יהיו גדולים יותר

· אם RAיהיה גדול באופן משמעותי זמן הטעינה יהיה גדול יותר מזמן הפריקה.

טבלת אמת – S.R-Flip Flop

FLIPFLOP

כאשר מתח הקבל (Vc) קטן מ⅓V:

במשווה A1 ברגל השלילית (2\3v) יש יותר מתח מאשר ברגל החיובית (6, Vc) ולכן המשווה מוציא "0" לוגי אל R בפילפלופ (F.F).

במשווה A2 ברגל החיובית (1\3v) יש יותר מתח מאשר ברגל השלילית (2, Vc) ולכן המשווה מוציא "1" אל S בפליפלופ (F.F).

ע"פ טבלת האמת של ה-F.F, ב-Q גג יתקבל "0". אין זרם בבסיס הטרנזיסטור, הטרנ' נתק והקבל נטען.

Vout="1" (לאחר המהפך)

כאשר יגיע מתח הקבל טיפה מעל ל-⅓V:

במשווה A1 ברגל השלילית (2\3v) יש יותר מתח מאשר ברגל החיובית (6, Vc) ולכן המשווה מוציא "0" לוגי אל R בפילפלופ (F.F).

במשווה A2 ברגל החיובית (1\3v) יש פחות מתח מאשר ברגל השלילית (2, Vc) ולכן המשווה מוציא "0" אל S בפליפלופ (F.F).

ע"פ טבלת האמת של ה-F.F, נשמר מצב. כלומר: ב-Q גג יתקבל "0". אין זרם בבסיס הטרנזיסטור, הטנ' נתק והקבל נטען.

Vout="1" (לאחר המהפך)

כאשר יגיע מתח הקבל טיפה מעל ל-⅔V:

במשווה A1 ברגל השלילית (2\3v) יש פחות מתח מאשר ברגל החיובית (6, Vc) ולכן המשווה מוציא "1" לוגי אל R בפילפלופ (F.F).

במשווה A2 ברגל החיובית (1\3v) יש פחות מתח מאשר ברגל השלילית (2, Vc) ולכן המשווה מוציא "0" אל S בפליפלופ (F.F).

ע"פ טבלת האמת של ה-F.F, ב-Q גג יתקבל "1". זורם זרם בבסיס הטרנזיסטור, הטרנ' נכנס לרוויה (מצב קצר), רגל 7 מתקצרת לאדמה, והקבל מתפרק (המתח שהוא שואף להגיע אליו עכשיו הוא 0v).

Vout="0" (לאחר המהפך)

מיד עם תחילת הפריקה, מתח הקבל יגיע טיפה מתחת ל-⅔V:

במשווה A1 ברגל השלילית (2\3v) יש יותר מתח מאשר ברגל החיובית (6, Vc) ולכן המשווה מוציא "0" לוגי אל R בפילפלופ (F.F).

במשווה A2 ברגל החיובית (1\3v) יש פחות מתח מאשר ברגל השלילית (2, Vc) ולכן המשווה מוציא "0" אל S בפליפלופ (F.F).

ע"פ טבלת האמת של ה-F.F, נשמר מצב. כלומר, ב-Q גג מתקבל "1", הטרנ' ממשיך להיות קצר והקבל ממשיך להתפרק.

Vout="0" (לאחר המהפך)

כאשר יגיע מתח הקבל טיפה מתחת ל-⅓V:

במשווה A1 ברגל השלילית (2\3v) יש יותר מתח מאשר ברגל החיובית (6, Vc) ולכן המשווה מוציא "0" לוגי אל R בפילפלופ (F.F).

במשווה A2 ברגל החיובית (1\3v) יש יותר מתח מאשר ברגל השלילית (2, Vc) ולכן המשווה מוציא "1" אל S בפליפלופ (F.F).

ע"פ טבלת האמת של ה-F.F, ב-Q גג יתקבל "0". אין זרם בבסיס הטרנזיסטור- הטרנ' נכנס לקיטעון (נתק). פריקת הקבל נפסקת והוא מתחיל להטען.

Vout="1" (לאחר המהפך)

*התהליך הוא תהליך מחזורי וחוזר על עצמו. רק בהפעלה הראשונה של המעגל הקבל נטען מ-0v ל-⅓V.

clip_image002[10]

image

ה-DUTY CYCLE ("גורם מחזור") מחזיר פעולה כלומר יחס הזמן שבו היציאה במצב "1" לוגי לזמן המחזור כולו.

clip_image002[12]

Duty Cycle = clip_image002[14]

clip_image002[16] = תדרF

תגיות:

אודות המחבר



כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

תגי HTML מותרים: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>

חזרה לראש הדף ↑