AKO s 555 (1)bum

Popis měřeného předmětu: NE555 je integrovaný obvod používaný nejčastěji jako časovač nebo generátor různých pravoúhlých signálů. Astabilní klopný obvod je impulzní generátor, na jehož výstupu se nepřetržitě střídají úrovně napětí (logická nula a jedna). Zapojení využívá analogové napětí na kondenzátoru, který se periodicky nabíjí a vybíjí. Obvod nemá ani jeden stabilní stav. To znamená, že výstup obvodu nesetrvává ani v log. nule nebo jedničce. Oba stavy se pravidelně, periodicky střídají. Na začátku je kondenzátor C vybitý (není na něm žádné napětí) a výstup obvodu OUT je v logické jedničce. Poté se kondenzátor C začne nabíjet a jakmile dosáhne hodnoty 2/3 napájecího napětí (VCC), vstup č. 6 (THR) způsobí, že výstup komparátoru K1 svým kladným napětím resetuje KO RS. Na výstupu č. 3 (OUT) se objeví log. nula. Monostabilní klopný obvod má jeden stabilní stav. Po příchodu sestupné hrany vstupního impulzu se obvod překlopí do svého nestabilního stavu, ve kterém setrvá předem definovanou dobu. Poté se opět vrací zpátky do stabilního stavu. Spouštěcí impulz je vždy kratší než výstupní impulz. To znamená, že výstupní impulz má stejnou, nebo větší šířku než impulz spouštěcí. Z toho vyplývá, že se obvod používá například pro prodloužení, nebo obnovení impulzu 1. Astabilní klopný obvod Ts= tn+tv Ts= 2/3T+1/3T tn>tv…… pravidlo T1/3=0,33 ms……….tv T2/3=0,66 ms……… tn tn=0,693*(R1+R2) * C1 0,33*10-3=0,693*(R2*900*10-9) R2=0,33*10-3/ (0,693*900*10-9) R2=529Ω tv=0,693*(R2*C2) R1+R2= tn/0,693*C1 R1+529=0,66*10-3/ (0,693*900*10-9) R2=529Ω Teoretický rozbor: Zadané hodnoty: f=1 kHz C1=900 nF T=1 ms tmon=1ms Astabilní klopný obvod 2. Monostabilní klopná obvod Ts= tn+tv tmon=1,1*R3*C1 Ts= 2/3T+1/3T R3=tmon/ 1,1*C1 tn>tv…… pravidlo R3=1*10-3/1,1*900*10-9 T1/3=0,33 ms……….tv R3=1010Ω T2/3=0,66 ms……… tn tn=0,693*(R1+R2) * C1 0,33*10-3=0,693*(R2*900*10-9) R2=0,33*10-3/ (0,693*900*10-9) R2=529Ω tv=0,693*(R2*C2) R1+R2= tn/0,693*C1 R1+529=0,66*10-3/ (0,693*900*10-9) R2=529Ω Legenda: tn= doba mezery tv= doba impulzu T= čas periody f=frekvence Použité součástky: A1= časovač 555 V1= stejnosměrný proud V2= střídavý proud Uce1/Uou= měřící sondy Popis měření: Na zdroji V1 nastavíme úroveň napětí 15 V. V simulaci zobrazíme průběhu impulsu. Upravíme impuls tak, aby byl celý průběh dobře viditelný. Nastavíme sondu C1 tak, aby byla zároveň na 1/3 napájecího napětí zdroje Uce1 a Uout a sondu C2 nastavíme na 2/3 napájecího napětí zdroje opět na Uce1 a Uout. Poté ověříme a zapíšeme ΔX a 1/ ΔX a napětí na sondě C1 a napětí na sondě C2. Na zdroji V2 Nastavíme úroveň napětí vyšší než 1/3 Vcc, šířka impulzu by měla být kratší než čas monostabilního obvodu. Nastavíme teda v parametru V2 Model: clock-source, Vp= 12V.Nastavíme řádově 1 Hz (umožní nám 99,9 % => DC napětí). V simulaci zobrazíme výstupní impuls Uc a nastavíme sondy na začátek výstupního impulzu a nakonec (na logickou 0), ověříme čas ΔX a napětí na sondě C1 a C2. Vyhodnocení: Astabilní Měření tn: tn= Sonda 1= 5,028 V 1/3 napájení zdroje Sonda 2= 9,99 V 2/3 napájení zdroje ΔX= 666 µs 1/ ΔX= 1,5 kHz Měření tv: tv= Sonda 1= 9,98 V 2/3 napájení zdroje Sonda 2=5,0 V 1/3 napájení zdroje ΔX= 356µs 1/ ΔX= 2,8 kHz Měření T: Sonda 1= 5V Sonda 2= 5V ΔX= 1,0198ms 1/ ΔX= 980,60Hz Monostabilní Tmon=ΔX=999,79 µs U astabilního klopného jsem naměřila parametry shodné s teoretickými výpočty (liší se jen o setiny). U monostabilního měření, si můžeme povšimnout grafu, který není v simulaci správně zobrazen. Napětí na kondenzátoru by mělo být v úrovni napětí na zdroji výstupního napětí, ale napětí na kondenzátoru je pohnuté výš. Mělo by se jedno o nesprávnou funkčnost simulace.