定时器电路

学习分析数字电路需要学习和实践。通常,学生通过大量的实践工作示例问题与那些课本提供的检查他们的答案或老师。虽然这是好的,有一个更好的方法。

你会学到更多构建和分析实际电路,让您的测试设备提供“答案”,而不是一本书或另一个人。成功circuit-building练习,遵循这些步骤:

1. 画出原理图数字电路的分析。
2. 精心构建这个电路试验板或其他方便的媒介。
3. 检查电路的准确性的建设,每个线每个连接点,并验证这些元素在图上一个接一个。
4. 分析电路,确定所有输出逻辑状态给定的输入条件。
5. 仔细衡量这些逻辑状态,来验证你的分析的准确性。
6. 如果有任何错误,仔细检查你的电路的建筑图,然后仔细re-analyze电路re-measure。

总是确保电源电压水平在规范您计划使用的逻辑电路。如果TTL,电源必须是一个5伏监管供给,适应值尽可能接近5.0伏直流。

一个方法你可以节省时间和减少错误的可能性逐步开始从一个非常简单的电路和添加组件增加其复杂性分析后,而不是为每个实践构建一个全新的电路问题。另一个节省时间的技巧是重用相同的组件在各种不同的电路配置。这种方式,你不需要测量任何组件的价值不止一次。

下面的示意图显示了一个计时器电路制成UJT和一个可控硅:

在一起,R的结合₁C₁,R₂,R₃,问₁形成一个张弛振荡器输出一个方波信号。解释一个方波振荡能够执行一个简单的延时加载,加载激发一个特定的时间后拨动开关是关闭。也解释了RC网络的目的由C₂和R₄。

模型”555年“集成电路是一个非常受欢迎的和有用的“芯片”在电子电路用于计时。这个电路的定时功能的基础电阻电容(RC)网络:

在这个配置中,“555”芯片作为振荡器:“高”之间来回切换(全电压)和“低”(无电压)输出状态。其中一个州的时间设定的充电电容器的行动,通过电阻(R₁和R₂在系列)。其他州的时间设定的电容器放电通过一个电阻器(R₂):

显然,必须充电时间常数τ_负责= (R₁+ R₂)C,而放电时间常数τ_放电= R₂c在每个州,电容器充电或放电之间的方式开始和最终值的50%(通过555芯片如何操作),所以我们知道表达e^{[(−t) /(τ)]}= 0.5,涨幅50%。

开发两个方程预测时间“充电”和“放电”的555定时器电路,所以,任何人都设计一个这样的电路为特定时间延迟会知道使用什么样的电阻和电容值。

脚注:

对于那些必须知道为什么,555定时器的配置是为了使电容器电压之间的循环¹/₃的电源电压²/₃的电源电压。所以,当电容器充电¹/₃V_CC(最终)值的完整的电源电压(V_CC),有了这个周期中断²/₃V_CC555芯片构成的中间点,收费²/₃之间的一半¹/₃和1。放电时,电容器起价²/₃V_CC和中断¹/₃V_CC又构成了50%的方式从那里开始(最终)领导
。

“555”类型集成电路是一个非常多才多艺的计时器用于各种电子电路,延时和振荡器功能。555定时器的核心是一对比较器和一个因此锁:

这个电路的各种输入和输出标记在上面的示意图,他们经常出现在数据表(“打”beplay无法取钱阈值、“Ctrl”或“无法忍受”控制等)。

使用555定时器作为一个不稳多谐振荡器,简单地将它连接到电容,电阻,和一个直流电源:

如果是在测试点测量的电压波形一个和B双踪示波器,我们会看到以下:

解释正在发生的事情在这个时候不稳电路输出是“高”,并在“低”。

这个不稳定的555电路有一个电位计允许变量工作周期:

与二极管,输出波形的责任周期可能会调整如果需要不到50%。解释为什么的二极管是必要的能力。同时,识别的电位计刮水器必须搬到减少工作周期。

一个受欢迎的555定时器的使用单稳态多谐振荡器。在这种模式下,555年将输出一个脉冲固定长度的时候通过一个输入脉冲吩咐:

多低的触发电压必须为了启动输出脉冲?同时,写一个方程指定这个脉冲的宽度,在几秒钟内,给定值R和c .提示:电源电压的大小是无关紧要的,只要它不改变在电容器的充电周期。展示你的工作获得方程,根据方程RC时间常数。不要只从一本书或复制方程数据表!

一个顺序定时器电路可能由多个555定时器电路级联起来。检查电路,并确定它是如何工作的:

你能想到这样一个电路的实际应用吗?

预测这个不稳定的555定时器电路的操作会影响以下错误的结果。具体来说,确定会发生什么电容电压(V_C1)和输出电压(V_出为每一个故障状态)。考虑每个故障独立(即一次,没有多个错误):

电阻R₁未开放:

焊锡桥跨电阻R(短)₁:

电阻R₂未开放:

•焊锡桥跨电阻R(短)₂:

电容器C₁失败的做空:

对于每个这些条件,解释为什么由此产生的影响将发生。

这个电路使用一个“555”集成电路产生低频方波电压信号之间的(见“Out”终端的芯片和地面),用于将一双晶体管了flash大型灯。预测该电路将如何影响结果的错误。考虑每个故障独立(即一次,没有多个错误):

晶体管问₁不能打开(发射极):

晶体管问₂不能打开(发射极):

电阻R₃未开放:

晶体管问₁失败的做空(发射极):

对于每个这些条件,解释为什么由此产生的影响将发生。

会发生什么,这个不稳定的555定时器电路的操作如果电阻不小心“控制”终端和地面之间的连接吗?解释你的答案的原因。

学生构建他们的第一个非稳态的555定时器电路,使用TLC555CP芯片。不幸的是,它似乎有问题。有时,定时器的输出仅仅停止振动,没有明显的原因。陌生人,这个问题经常发生在准确的时间内任何移动他们的手几英寸的电路板(实际上没有碰到任何东西!)。

学生有可能做错了什么组装电路造成这样的问题呢?你会采取什么步骤来解决这个问题?

确定至少一个组件故障,会导致最后的555定时器输出一直保持低:

为每个提出缺点,解释为什么这将导致描述问题。

脉冲宽度调制或脉宽调制,是一种非常流行的控制权力的电力负荷如灯泡或直流电机。PWM控制,工作周期的高频数字(开/关)信号是不同的,有不同的影响在负载功耗:

的一个主要优势利用PWM功率比例负载是最后的开关晶体管运作以最小的热耗散。如果我们要使用一个晶体管的线性(“活跃”)模式,将更多的热量消散控制电机的速度!通过更少的热量散失,电路少浪费力量。

解释为什么这个电路的功率晶体管运行冷却器时缓冲555定时器的PWM信号,而不是如果是在线性模式。同时,确定哪个方向电位计刮水器必须搬到电动机的速度增加。

挑战的问题:假设我们需要控制直流电机的功率,当电动机的工作电压远远超过555定时器的工作电压。显然,我们需要一个单独的电动机电源,但是,我们如何才能安全接口555的输出功率晶体管来控制电动机转速?画一个示意图陪你的答案。

是常见的“控制”之间的电容连接终端和地面555定时器电路,尤其是在精确的时间是很重要的。

解释什么目的电容器C₂在这个电路。

专用集成电路被称为延迟的元素或延迟盖茨生产提供纳秒的故意在数字电路时间延迟。确定一个零件号等IC,研究其数据表,描述一个应用程序,可能需要一个。

一个重要的测量的脉冲波形工作周期。给一个精确的。这学期的数学定义。

另外,写一个方程解脉宽占空比(D)和频率(f)。

研究“引出线”集成电路555定时器,在一个有四包。然后,标签所示的针在这个图:

写方程电容的充放电时间,鉴于R的值₁,R₂C电路的设计:

让您的方程基于RC时间常数电路的一般规则。不只是复制完成方程从一些参考书!假定555年的放电晶体管是一个完美的开关打开(0伏特下降)。注意,这些计算电源电压是无关紧要的,只要它在充电周期中保持不变。