Elektronikkomponenten: Berechnen Sie den Einschaltzyklus einer Astable 555-Schaltung

Der astabile Modus wird auch Oszillatormodus genannt, weil er den 555 als Oszillator in einer elektronischen Schaltung verwendet. Der Astable-Modus erzeugt ein Rechtecksignal.

Das Tastverhältnis in einer 555 integrierten Schaltung (IC) ist der prozentuale Anteil der Zeit, in der die Ausgabe für jeden Zyklus der Rechteckwelle hoch ist. Wenn zum Beispiel die Gesamtzykluszeit 1 s beträgt und die Ausgabe für die ersten 0. 4 s jedes Zyklus hoch ist, beträgt das Tastverhältnis 40%.

Bei einer astabilen Schaltung muss das Tastverhältnis immer größer als 50% sein. Mit anderen Worten muss die Dauer, für die die Ausgabe hoch ist, immer länger als die Dauer sein, während der die Ausgabe niedrig ist.

Die Erklärung dafür ist ziemlich einfach: Wenn das Tastverhältnis 50% beträgt, müsste der Kondensator über denselben Widerstand laden und entladen. Der einzige Weg, dies zu erreichen, wäre, R1 ganz wegzulassen, so dass der Kondensator nur durch R2 geladen und entladen wird.

Aber das Problem dabei ist, dass Sie Pin 7 direkt mit Vcc verbinden. Ohne Widerstand zwischen Pin 7 und der Spannungsquelle würde der durch den Pin 7 fließende Strom das Maximum überschreiten, das von der Schaltung innerhalb des 555 verarbeitet werden kann, und der Chip würde beschädigt werden.

Es gibt einen klugen Weg um diese Einschränkung herum: Setzen Sie eine Diode über R2. Diese Diode umgeht R2, wenn der Kondensator geladen wird. Auf diese Weise lädt sich der Kondensator durch R1 auf und entlädt sich durch R2.

Wenn eine Diode auf diese Weise verwendet wird, haben Sie die vollständige Kontrolle über die Dauer der Lade- und Entladezeit. Wenn R1 und R2 den gleichen Wert haben, benötigt der Kondensator die gleiche Zeit zum Laden wie zur Entladung, so dass das Tastverhältnis 50% beträgt. Wenn R2 kleiner als R1 ist, beträgt das Tastverhältnis weniger als 50%, da sich der Kondensator schneller entlädt als er lädt.

Wenn Sie diesen Ansatz verwenden, müssen Sie die Formeln für die Berechnung der Zeitintervalle wie folgt anpassen:

T = 0. 7 (R ₁ + R ₂ ) C ₁

T _hoch = 0,97 R 1 C _{1 T} niedrig _{= 0, 7 R > 2}

C ₁