Vẽ và phân tích mạch tạo dao động xung vuông dùng NE555

Thứ ba - 17/09/2019 10:20. Đã xem: 175

 
 
Thiết kế mạch dao động tạo ra xung vuông có tần số và độ rộng bất kỳ. Cấu tạo của NE555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để xả điện.
Vẽ và phân tích mạch tạo dao động xung vuông dùng NE555

Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành 3 phần. Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm của Op-amp 2. Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3 VCC, chân S = và FF được kích. Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của FF = và FF được reset.

Giải thích sự dao động:

Ký hiệu 0 là mức thấp bằng 0V, 1 là mức cao gần bằng VCC. Mạch FF là loại RS Flip-flop,

Khi S = thì Q = và = [ 0].
Sau đó, khi S = [0] thì Q = và = [0].
Khi R = thì = và Q = [0].
Tóm lại, khi S = thì Q = và khi R = thì Q = [0] bởi vì = , transisitor mở dẫn, cực C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp ở chân 6 không vượt quá V2. Do lối ra của Op-amp 2 ở mức 0, FF không reset.

Giai đoạn ngõ ra ở mức 1:
Khi bấm công tắc khởi động, chân 2 ở mức 0.
Vì điện áp ở chân 2 (V-) nhỏ hơn V1(V+), ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 1 nên S = , Q = và = [0]. Ngõ ra của IC ở mức 1.
Khi = [0], transistor tắt, tụ C tiếp tục nạp qua R, điện áp trên tụ tăng. Khi nhấn công tắc lần nữa Op-amp 1 có V- = lớn hơn V+ nên ngõ ra của Op-amp 1 ở mức 0, S = [0], Q và vẫn không đổi. Trong khi điện áp tụ C nhỏ hơn V2, FF vẫn giữ nguyên trạng thái đó.

Giai đoạn ngõ ra ở mức 0:

Khi tụ C nạp tiếp, Op-amp 2 có V+ lớn hơn V- = 2/3 VCC, R = nên Q = [0] và = . Ngõ ra của IC ở mức 0.

Vì = , transistor mở dẫn, Op-amp2 có V+ = [0] bé hơn V-, ngõ ra của Op-amp 2 ở mức 0. Vì vậy Q và không đổi giá trị, tụ C xả điện thông qua transistor.

Kết quả cuối cùng: Ngõ ra OUT có tín hiệu dao động dạng sóng vuông, có chu kỳ ổn định

https://i0.wp.com/machdienlythu.vn/wp-content/uploads/2017/05/mach555_1.jpg?resize=506%2C400&ssl=1

Mạch dao động tạo xung bằng IC 555

Vcc cung cấp cho IC có thể sử dụng từ 4,5V đến 15V , đường mạch mầu đỏ là dương nguồn, mạch mầu đen dưới cùng là âm nguồn.

Tụ 103 (10nF) từ chân 5 xuống mass là cố định và bạn có thể bỏ qua ( không lắp cũng được )

Khi thay đổi các điện trở R1, R2 và giá trị tụ C1 bạn sẽ thu được dao động có tần số và độ rộng xung theo ý muốn theo công thức.

T = 0.7 × (R1 + 2R2) × C1 và f = 1.4 / ( (R1 + 2R2) × C1 )

T = Thời gian của một chu kỳ toàn phần tính bằng (s)
f = Tần số dao động tính bằng (Hz)
R1 = Điện trở tính bằng ohm (W )
R2 = Điện trở tính bằng ohm ( W )
C1 = Tụ điện tính bằng Fara ( W )

T = Tm + Ts T : chu kỳ toàn phần
Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 Tm : thời gian điện mức cao
Ts = 0,7 x R2 x C1 Ts : thời gian điện mức thấp

https://i2.wp.com/machdienlythu.vn/wp-content/uploads/2017/05/mach555_2.jpg?resize=526%2C156&ssl=1

Chu kỳ toàn phần T bao gồm thời gian có điện
mức cao Tm và thời gian có điện mức thấp Ts

Từ các công thức trên ta có thể tạo ra một dao động xung vuông có độ rộng Tm và Ts bất kỳ.

Sau khi đã tạo ra xung có Tm và Ts ta có T = Tm + Ts và f = 1/ T

Ví dụ:

Mạch tạo xung có Tm = 0,1s , Ts = 1s

Bài tập : Lắp mạch dao động trên với các thông số :

C1 = 10µF = 10 x 10-6 = 10-5 F

R1 = R2 = 100KW = 100 x 103 W

Tính Ts và Tm = ? Tính tần số f = ?

Bài làm :

Ta có Ts = 0,7 x R2 x C1 = 0,7 x 100.103 x 10-5 = 0,7 s
Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 =
= 0,7 x 200.103 x 105 = 1,4 s

=> T = Tm + Ts = 1,4s + 0,7s = 2,1s

=> f =1 / T = 1/2,1 ~ 0,5 Hz

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

Gửi phản hồi

Đánh giá của bạn về giao diện website

Tuyển sinh cao đẳng chính quy
Đăng ký trực tuyến hệ cao đẳng chính quy, hệ đào tạo liên kết, du học Nhật Bản
Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây