Электроника:Эксперименты/Таймерные схемы 555/Триггер Шмитта на интегральном таймере 555

Материал из Онлайн справочника
Перейти к навигацииПерейти к поиску

Перевод: Макаров В. (valemak)
Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.


Триггер Шмитта на интегральном таймере 555[1]

Оборудование и материалы

  • Одна батарея 9 В
  • Зажим для батареи (каталог Radio Shack №270-325)
  • Зажимы «Мини-хук» (припаяны к зажиму аккумулятора, каталог Radio Shack №270-372)
  • Один потенциометр, 10 кОм, 15-оборотный (каталог Radio Shack №271-343)
  • Одна таймерная микросхема 555 (каталог Radio Shack №276-1723)
  • Один красный светодиод (каталог Radio Shack №276-041 или аналог)
  • Один зелёный светодиод (каталог Radio Shack №276-022 или аналог)
  • Два резистора по 1 кОм
  • Один мультиметр (постоянного или переменного тока)

Ссылки по теме

Цели эксперимента

  • Принципы работы триггера Шмитта
  • Использование интегрального таймера 555 в качестве триггера Шмитта

Схематическая диаграмма

Рис. 1. Схематическая диаграмма: триггер Шмитта на интегральном таймере 555.
Рис. 1. Схематическая диаграмма: триггер Шмитта на интегральном таймере 555.

Триггеры Шмитта имеют собственное стандартное обозначение на схемах, дабы показывать вентили, являющиеся именно триггерами Шмитта.

Та же самая схема, перерисованная с учётом этого стандарта:

Рис. 2. Стандартное обозначение триггера Шмитта.
Рис. 2. Стандартное обозначение триггера Шмитта.
Рис. 3. Стандартное обозначение триггера Шмитта на интегральном таймере 555.
Рис. 3. Стандартное обозначение триггера Шмитта на интегральном таймере 555.

Иллюстрации

Рис. 4. Иллюстрация: триггер Шмитта на интегральном таймере 555.
Рис. 4. Иллюстрация: триггер Шмитта на интегральном таймере 555.

Ход эксперимента

Интегральный таймер 555, пожалуй, – это один из наиболее универсальных чипов а-ля «чёрный ящик». Его 3-резисторный делитель напряжения, 2 компаратора и встроенный триггер установки/сброса подключены и конструктивно подходят для формирования триггера Шмитта.

Интересно отметить, что подобная конфигурация совсем не близка к конфигурации операционного усилителя, которую мы разбирали раннее, но конечный результат абсолютно тот же самый. Попробуйте отрегулировать потенциометр так, чтобы индикаторы поменялись состояниями, затем измерьте напряжение.

Сравните это напряжение с напряжением питания. Отрегулируйте потенциометр в обратном порядке, пока светодиод снова не загорится, и измерьте напряжение.

Насколько близко к отметкам ⅓ и ⅔ вы приблизились?

Попробуйте заменить 9-вольтовую батарею на 6-вольтовую или две 6-вольтовые батареи и посмотрите, насколько близки пороги к соотношениям ⅓ и ⅔.

Триггеры Шмитта – это фундаментальная схема, имеющая несколько применений. Одним из них является обработка сигналов, они могут извлекать цифровые данные из некоторых чрезвычайно «шумных» сред. Другие значимые применения покажем в следующих проектах, таких как чрезвычайно простой RC-генератор.

Теоретическое обоснование

Определяющей характеристикой любого триггера Шмитта является его гистерезис. В данном случае это ⅓ и ⅔ напряжения питания, определяемого встроенным резисторным делителем напряжения на 555. Встроенные компараторы C1 и C2 сравнивают входное напряжение с опорными значениями, обеспечиваемыми делителем напряжения, и используют сравнение для отключения встроенного триггера, который управляет выходным драйвером, что является ещё одной приятной особенностью 555.

Модель 555 может отводить ток до 200 мА с любой стороны шины питания, выходной драйвер создаёт путь с очень низкой проводимостью по обе стороны от соединений источника питания. Цепь «закорачивает» каждую сторону цепи светодиода, оставляя другую сторону светящейся.

Резисторы 5 кОм не очень точны. Интересно отметить, что изготовление ИС, как правило, не позволяет использовать прецизионные резисторы, но резисторы по сравнению друг с другом очень близки по номиналу, что имеет решающее значение для работы схемы.

Рис. 5. Функциональная принципиальная схема триггера Шмитта на основе таймера 555.
Рис. 5. Функциональная принципиальная схема триггера Шмитта на основе таймера 555.

См.также

Внешние ссылки