Я новичок в электронике. Мне нужно сделать базовую схему таймера 555 (см. схему ниже), чтобы вывод O/P 555 удерживался НИЗКИМ по умолчанию при включении питания, а вывод I/P первоначально удерживался в ВЫСОКОМ состоянии при включении питания.
Основное требование моей схемы заключается в том, что до тех пор, пока вывод I/P не будет удерживаться НИЗКИМ в течение, скажем, 200 мс, тогда только вывод O/P должен перейти в ВЫСОКИЙ уровень и должен оставаться ВЫСОКИМ до тех пор, пока вывод I/P удерживается НИЗКИМ.
Во всех остальных случаях на выводе I/P вывод O/P должен оставаться в состоянии LOW, даже если импульсы LOW длительностью менее 200 мс поступают на вывод I/P схемы.
На приведенной ниже схеме показана схема, к которой я пришел, пытаясь надежно спроектировать такую схему с использованием таймера 555.
Теперь у меня есть 6 вопросов по этой схеме:
Что произойдет, если я удалю R1 и C1 и просто подключу разрядный и пороговый контакты вместе и напрямую к R4 , без диода D1?
Что, если я оставлю вывод Threshold неподключенным, а все остальное в этой схеме будет таким же? - т.е. анод диода D1 теперь подключен только к выводу Discharge , R1, C1, а не к выводу Threshold ! Будет ли теперь схема работать для выполнения моей цели?
Должно ли здесь выполняться условие R2xC2 < R1xC1? На самом деле это относится к этому вопросу. Любые предложения по значениям R2, C2, R1, C1 и R4?
В некоторых учебниках было специально упомянуто использовать электролитические конденсаторы для C1 и C2 здесь на схеме даже для значений 1 мкФ (хотя они не говорили, что вы должны использовать электролитические конденсаторы, но они нарисовали схему с электролитическими конденсаторами). Это необходимо? Будет ли это иметь значение? Почему мы не можем использовать керамические конденсаторы здесь для C1 и C2?
Пожалуйста, просветите меня. Спасибо.
ОТРЕДАКТИРОВАНО 06.07.2012 : добавлен вопрос № 4,5,6
Обновление от 13 июля 2012 г.:
До сих пор я остановился на приведенном ниже ct, так как до сих пор он, кажется, последовательно следует моим требованиям.
Дополнительную информацию см. В разделе «ОТРЕДАКТИРОВАНО 13 июля 2012 г.:» моего ответа.
Теперь я хочу знать, насколько надежна эта схема?
Я хочу сказать, что мне нужно учитывать, чтобы эта схема работала надежно и точно. Абсолютная точность не требуется - подойдет допуск в несколько десятков мс.
Например, я хочу сказать, что минимальное значение 0,4 x R2 x C2 должно составлять 880 секунд, не меньше . Значение в 1 секунду должно быть типичным .
Какие вещи нужно учитывать?
Должен ли я использовать алюминиевый электролитический колпачок. или керамика (например, K7R/K5R) для C2 и C3 в этом блоке. ?
Должен ли я выбрать более высокую емкость для C2 и более низкое сопротивление для R2 или более высокое сопротивление для R2 и более низкую емкость для C2, чтобы 0,4 x R2 x C2 было = 1 секунда типично и 880 мс минимум ?
Будет ли какая-то разница, если i/p приводится в действие от ступени o/p с тотемным полюсом или ступени с открытым коллектором?
Любые другие соображения или предложения?
Ну, я подумал, что это обновление будет лучше поставить как ответ, а не как редактирование/обновление вопроса. Также это заняло бы слишком много места в Вопросе. Поэтому я помещаю это здесь.
Пожалуйста, не стесняйтесь исправлять или улучшать меня.
Итак, вот оно.
См. функциональную блок-схему на стр. 3 данного технического описания.
Обратите внимание, что на этой функциональной блок-схеме выход o/p Q триггера (FF) напрямую подключен к контакту № 3, а выход o/p Q# FF напрямую подключен к базе BJT.
Я назову верхний компаратор как Comp#1 ,
а нижний компаратор как Comp#2 .
Начну с моностабильной конфигурации.
В этой конфигурации у нас есть R1, C1, но нет D1, R2, C2 в рассматриваемой схеме. См. рисунок ниже.
Прочтите резистор R как R1 и конденсатор C как C1 на этом рисунке.
Из описания работы 555 в моностабильной конфигурации мне кажется, что триггер SR (FF) реализован как вентиль NOR FF по функциональности .
Напомним: для вентиля NOR SR FF:
S=1, R=0 даст Q = 1
S=0, R=1 даст Q = 0
S=0, R=0 даст Q = предыдущее состояние или отсутствие изменений в Q.
S=1, R=1 даст Q = неопределенное/метастабильное состояние/переключение.
Предположим, что в этот момент на контакте № 3 НИЗКИЙ уровень. (Вывод № 3 может быть принудительно переведен в НИЗКИЙ уровень при включении питания путем перевода контакта № 4 в НИЗКИЙ уровень. Контакт № 4, когда НИЗКИЙ уровень, приводит к тому, что o/p Q FF становится НИЗКИМ, и, следовательно, вывод o/p № 3 фиксируется в НИЗКОМ состоянии.)
Это верно независимо от того, в каком состоянии контакт № 2, будь то < 1/3 x Vcc или > 1/3 x Vcc.
Итак, изначально контакт № 3 = НИЗКИЙ, а контакт № 2 = ВЫСОКИЙ, скажем.
Теперь предположим, что на контакт № 2 подается импульс.
Как только контакт № 2 становится НИЗКИМ (точно < 1/3 x Vcc), V- < V+ для Comp № 2 и, следовательно, o/p Comp № 2 становится ВЫСОКИМ. Это делает 'S' i/p триггера (FF) ВЫСОКИМ, и, следовательно, мы получили условие S = 1 (ВЫСОКОЕ) и R = 0 (НИЗКОЕ) на входах FF.
=> o/p Q FF станет 1 (HIGH).
Этот o/p фиксируется стадией o/p, и поэтому контакт № 3 становится ВЫСОКИМ. В этот момент, поскольку Q# o/p FF имеет НИЗКИЙ уровень (Q = ВЫСОКИЙ), поэтому BJT находится в области отсечки, и, следовательно, верхняя сторона C1 теперь не находится на уровне 0 В. Таким образом, C1 начинает заряжаться через R1.
В течение всего этого времени выход Q FF будет оставаться ВЫСОКИМ из-за защелки каскада o/p FF, однако выход Comp#2 станет НИЗКИМ, так как V- станет более положительным (из-за завершение длительности импульса, контакт № 2 возвращается к ВЫСОКИМ), чем вход V + компаратора.
Таким образом, в этот момент V- > V+ для Comp#2. => o/p Comp#2 НИЗКИЙ. => S = НИЗКИЙ. Но поскольку R тоже = НИЗКИЙ (V+ < V-, поскольку напряжение на C1 еще не достигло 2/3 от Vcc - см. ниже), поэтому o/p FF остается в своем предыдущем состоянии , т.е. Q = 1 (ВЫСОКИЙ).
Предположим , что C1 еще не заряжен до одной постоянной времени, т.е. длительность 1,1 x R1 x C1 еще не завершена.
Это предположение может быть гарантировано правильным выбором значений C1 и R1. Я предполагаю, что значения C1 и R1 выбраны так, что 1,1 x R1 x C1 > длительность импульса. Возможно, конечно, длительность импульса должна быть известна заранее, как в данном случае.
Как только напряжение на C1 достигнет 2/3 Vcc, контакт № 6 также будет на уровне 2/3 Vcc.
=> V+ > V- для Comp#1
=> o/p Comp#1 находится на ВЫСОКОМ уровне. => R = ВЫСОКИЙ сейчас.
=> R = ВЫСОКИЙ и S = НИЗКИЙ. => Q = НИЗКИЙ.
Таким образом, теперь этап o/p фиксирует o/p, т. е. контакт № 3, в LOW.
Поскольку теперь Q# = HIGH, значит, BJT находится в своем сат. регион, т.е. ВКЛ, и верхняя сторона C1 теперь подключена к земле.
Это быстро разряжает C1. Контакт № 6 снова становится НИЗКИМ.
Теперь V+ < V- для Comp#1. => o/p Comp#1 находится на НИЗКОМ уровне. т.е. R = НИЗКИЙ
Таким образом, мы имеем R = НИЗКИЙ и S = НИЗКИЙ.
=> Q не изменяется. т.е. Q = НИЗКИЙ в этот момент.
Но что, если контакт № 2 все еще находится в состоянии LOW? т.е. длительность импульса > 1,1 x R1 x C1.
Если бы это было так, мы бы имели S = ВЫСОКИЙ (1) и R = ВЫСОКИЙ (1). Это состояние логического элемента НЕ-ИЛИ SR FF является метастабильным, так как переключается o/p, и, следовательно, его следует избегать.
Это означает, что к тому времени, когда напряжение на C1 достигнет 2/3 от Vcc, контакт № 2 должен стать ВЫСОКИМ.
Это ограничение, с которым мы должны жить!
Но сколько времени потребуется, чтобы зарядить C1 до 2/3 Vcc?
Требуется t = R1 x C1 x ln(1 - 2/3) >= 1,1 x R1 x C1
Таким образом, в основном длительность импульса i/p на выводе № 2 должна быть меньше 1,1 x R1 x C1, чтобы o/p был согласованным на всех этапах.
На этом обсуждение моностабильной конфигурации завершено.
Что, если мы хотим оставаться в состоянии o/p, т. е. контакт 3# ВЫСОКИЙ столько, сколько захотим, вместо того, чтобы снова переходить в НИЗКИЙ через 1,1 x R1 x C1 секунд?
Поскольку, как только контакт № 6 достигает 2/3 от Vcc, начинается разрядка C1, мы должны каким-то образом предотвратить достижение контакта № 6 до 2/3 x Vcc на то время, в течение которого нам требуется размыкание контакта № 3. оставаться ВЫСОКИМ.
Чтобы это произошло, мы должны обеспечить путь для слива заряда на C1, как только C1 начнет заряжаться , чтобы напряжение на C1 никогда не достигало 2/3 x Vcc.
Но этот путь не может быть через контакт № 7, так как BJT на этом этапе выключен (поэтому C1 заряжается).
Подключите диод D1 к контакту № 6, как показано на схеме ниже.
Теперь, когда контакт № 2 находится в состоянии HIGH, высокая сторона C1 подключена к GND через BJT. Таким образом, контакт № 6 также находится на 0 В. => o/p = НИЗКИЙ.
Но как только контакт № 2 станет НИЗКИМ, BJT выключится, и C1 начнет заряжаться через R1.
С установленным диодом D1, как только C1 заряжается до 0,7 В, D1 смещается в прямом направлении и фиксирует напряжение на C1 на уровне 0,7 В. Это
было бы лучше, если бы мы использовали диод Шоттки для D1.
Предположим , что в его точке контакт № 2 все еще находится в НИЗКОМ состоянии (потому что мы хотим, чтобы выходной контакт № 3 оставался ВЫСОКИМ, пока контакт № 2 находится в НИЗКОМ состоянии).
Теперь выходной контакт № 3 в этой точке защелкивается на ВЫСОКИЙ уровень.
Если мы переведем контакт № 2 на ВЫСОКИЙ уровень, то D1 снова будет смещен в обратном направлении и не будет проводить. Поскольку BJT все еще выключен, C1 начнет заряжаться, и как только напряжение на C1 станет равным 2/3 от Vcc, BJT будет включен, а C1 разряжается через GND.
Но что, если мы хотим как можно скорее переключить выходной контакт № 3 в НИЗКИЙ, после того как контакт № 2 станет ВЫСОКИМ?
Выберите минимальные значения для R1 и C1. :)
Что, если мы удалим R1, C1 и D1 из ckt?
Тогда контакт № 7 не требуется и может быть оставлен неподключенным.
Затем контакт № 6 будет напрямую подключен к R4, а R4 напрямую подключен к контакту № 2, как показано на схеме ниже:
Когда контакт № 2 находится в состоянии ВЫСОКИЙ, BJT включен, а вывод № 3 находится в состоянии НИЗКИЙ.
Как только контакт № 2 станет НИЗКИМ, контакт № 6 также станет НИЗКИМ.
Теперь BJT выключен, а контакт № 3 o/p зафиксирован в состоянии HIGH. Поскольку пока контакт № 2 удерживается НИЗКИМ, контакт № 6 также находится в НИЗКОМ состоянии, т.е. < 2/3 от Vcc.
Таким образом, выходной контакт № 3 остается ВЫСОКИМ , пока контакт № 2 удерживается в НИЗКОМ состоянии.
Как только контакт № 2 становится ВЫСОКИМ, контакт № 6 также становится ВЫСОКИМ.
Поскольку контакт № 6 имеет ВЫСОКИЙ уровень, то R будет переведен в ВЫСОКИЙ уровень.
А так как S = НИЗКИЙ, то Q будет переведен в НИЗКИЙ и, следовательно, o/p будет зафиксирован в НИЗКОМ.
Таким образом, без R1, C1 и D1 схема работает как и раньше с R1, C1 и D1. Единственное отличие состоит в том, что теперь, как только контакт № 2 становится ВЫСОКИМ, контакт № 6 становится> 2/3 x Vcc, и, следовательно, R становится ВЫСОКИМ (S становится НИЗКИМ, когда контакт № 2 изменяется на ВЫСОКИЙ), и, следовательно, Q становится НИЗКИМ. Это переводит O/P в НИЗКОЕ состояние, а BJT теперь включен.
Таким образом, в этом случае контакт № 7 не используется, так как отсутствует C1. Этот ckt можно использовать для быстрого восстановления контакта № 3 в состояние LOW.
Этот ckt (с R1, C1 и D1 или без них) предотвратит изменение состояния любого шумового импульса на выводе № 3. Только импульс длительностью 1 сек и более может изменить состояние вывода №3.
Как изменить этот ckt. так что только импульс продолжительностью, скажем, 1 с или более, может изменить состояние контакта № 3?
Добавьте R2 и C2, как показано на схеме выше. Теперь этот ckt начнет изменять состояние контакта № 2 через R2 x C2 секунд.
Возьмите C2 = 1 мкФ и R2 = 1 МОм. Теперь постоянная времени RC этой сети RC составляет 1 секунду.
Как только i/p становится НИЗКИМ, C2 начинает разряжаться через R2. Итак, через 1 сек. или больше, контакт № 2 станет НИЗКИМ. Как обсуждалось ранее, это приведет к тому, что контакт № 3 станет ВЫСОКИМ.
Теперь контакт № 3 будет удерживаться в состоянии ВЫСОКИЙ, пока контакт № 2 не будет удерживаться в состоянии НИЗКИЙ. BJT выключен, и C1 начинает заряжаться, но разряжается через D1, поэтому напряжение на C1 никогда не достигнет 2/3 x Vcc, пока контакт № 2 не станет НИЗКИМ.
Как только i/p становится ВЫСОКИМ, C2 начинает заряжаться через R2, и через 1 сек. или больше, контакт № 2 становится ВЫСОКИМ, D1 становится смещенным в обратном направлении, а C1 начинает заряжаться через R1.
Как только напряжение на C1 достигает 2/3 x Vcc (т. е. по прошествии времени 1,1 x R1 x C1 с), контакт № 3 становится НИЗКИМ, BJT включается, и C1 начинает разряжаться через GND.
Таким образом, после того, как i/p стал ВЫСОКИМ, потребовалось (R2 x C2 + 1,1 x R1 x C1) секунд, чтобы изменить состояние вывода №3.
Это предотвратит изменение состояния любого импульса шума на выводе №3. Только импульс продолжительностью 1 с или более может изменить состояние вывода №3.
ПРИМЕЧАНИЕ. Поскольку, когда напряжение на C1 достигает 2/3 x Vcc, в этот момент контакт № 2 уже становится ВЫСОКИМ, как и ожидалось для моностабильной конфигурации, поэтому условие R2 x C2 < 1,1 x R1 x C1 не имеет никакого смысла. На самом деле, между этими двумя постоянными времени нет никакой связи, поскольку зарядка C1 начинается только тогда, когда контакт № 2 становится ВЫСОКИМ.
Практически для общего назначения шумовой импульс длительностью 1 сек. мне кажется очень редким, по крайней мере для любителя.
Время R2 x C2 желательно для удаления шума в i/p. А вот 1,1 х R1 х С1 нежелательно.
Таким образом, R1, C1 и D1 можно удалить, первый контакт № 7 оставить неподключенным, а контакт № 6 подключить к соединению R2 и R4. Теперь контакт № 3 изменит свое состояние почти на R2 x C2 секунд после того, как i/p изменит свое состояние.
КТ показано ниже.
Этот ckt можно использовать для быстрого восстановления контакта № 3 в состояние LOW.
ПРИМЕЧАНИЕ. В вопросе желательно, чтобы контакт № 3 удерживался ВЫСОКИМ, пока контакт № 2 не удерживался НИЗКИМ. Эта схема решает эту задачу.
Контакт № 2 станет НИЗКИМ (т. е. < 1/3 x Vcc) только после того, как R2 x C2 x ln (2/3) = 0,4 x R2 x C2 секунд.
Таким образом, импульс должен оставаться НИЗКИМ в течение не менее 0,4 x R2 x C2 длительности, чтобы контакт № 3 изменился на ВЫСОКИЙ. И импульс должен оставаться ВЫСОКИМ в течение не менее 0,4 x R2 x C2, чтобы изменить контакт № 3 на НИЗКИЙ.
Для C2 = 1 мкФ и R2 = 1 МОм, i/p должен оставаться НИЗКИМ в течение не менее 400 мс, чтобы контакт № 3 стал ВЫСОКИМ, и должен оставаться ВЫСОКИМ в течение не менее 400 мс, чтобы контакт № 3 стал НИЗКИМ.
ОТРЕДАКТИРОВАНО 13.07.2012:
Единственная проблема с вышеуказанным ctt. это когда i/p переходит от НИЗКОГО к ВЫСОКОМУ.
Как только i/p становится ВЫСОКИМ, C2 начинает заряжаться через R2 и R4, а контакт № 2 все еще находится в НИЗКОМ состоянии, и, следовательно, FF i/p S все еще ВЫСОКИЙ, а вывод № 3 o/p тоже ВЫСОКИЙ, потому что R находится в НИЗКОМ положении.
Однако контакт № 6 также становится ВЫСОКИМ , как только i/p становится ВЫСОКИМ. Это приводит к изменению R с НИЗКОГО на ВЫСОКИЙ.
Теперь для NOR SR FF, если S = R = HIGH (т.е. 1), то это метастабильное состояние, и o/p FF не может быть определено.
Таким образом, контакт № 3 будет переключаться примерно на 0,7 x (R2 + R4) x C2 секунды. Следовательно, o/p контакт № 3 также переключается. Это нежелательно!
Лучшим решением является прямое присоединение контакта № 6 к контакту № 2, как показано на схеме ниже.
При этом единственными комбинациями i/p, которые могут возникнуть для FF, являются:
S = R = НИЗКИЙ
S = НИЗКИЙ, R = ВЫСОКИЙ
S = ВЫСОКИЙ, R = НИЗКИЙ
O/p будет согласованным на всех этапах работы.
При включении питания C2 заряжается через R2 и R4, а напряжение на контакте № 2 будет> 1/3 x Vcc после 0,4 x (R2 + R4) x C2 секунд.
IOW для 0,4 x (R2+R4) x C2 секунд, S = ВЫСОКИЙ и R = НИЗКИЙ. Это дает контакту № 3 ВЫСОКИЙ уровень в течение этого времени. Мы должны поддерживать НИЗКИЙ уровень на выводе № 4 в течение этого времени, чтобы на выводе № 3 был НИЗКИЙ уровень.
C2 заряжается до 2/3 x Vcc за 1,1 x (R2+R4) x C2 секунд. В этот момент R = ВЫСОКИЙ, а S = НИЗКИЙ, поэтому контакт № 3 находится в состоянии НИЗКИЙ!
В то время как C2 заряжается, затем с момента, когда C2 достигает 1/3 x Vcc, до момента, когда C2 достигает 2/3 x Vcc, (т.е. в течение 0,7 x (R2+R4) x C2 секунд) и S, и R оба равны НИЗКИЙ и, следовательно, o/p не меняется, т.е. контакт №3 остается в НИЗКОМ состоянии.
Теперь, когда i/p переходит из HIGH в LOW, потребуется 0,4 x R2 x C2 секунды, чтобы контакт № 2 опустился ниже 1/3 x Vcc.
Обратите внимание, что во время разрядки C2 в течение 0,7 x R2 x C2 секунд оба S и R имеют НИЗКИЙ уровень, и, следовательно, o/p остается НИЗКИМ. На контакте o/p № 3 будет ВЫСОКИЙ уровень только тогда, когда на контакте № 2 будет 1/3 x Vcc.
Таким образом, требуется 0,4 x R2 x C2 секунды, чтобы контакт № 2 изменился в соответствии с i/p, когда i/p переходит от ВЫСОКОГО к НИЗКОМУ, и 1,1 x (R2+R4) x C2 секунды, когда i/p переходит от НИЗКОГО уровня. до ВЫСОКОГО.
Таким образом, мы должны применить логический НИЗКИЙ уровень на i/p в течение не менее 0,4 x R2 x C2 секунд, тогда только контакт № 3 изменит состояние с НИЗКОГО на ВЫСОКИЙ.
И мы должны применить ВЫСОКИЙ логический уровень на i/p, по крайней мере, в течение 1,1 x (R2+R4) x C2 секунд, тогда только контакт № 3 изменит состояние с ВЫСОКОГО на НИЗКИЙ.
Этот ответ пытается ответить на вопрос №. 1,3,4,5.
Резистор на управляющем контакте изменит пороговое значение по умолчанию 2/3xVcc. Но этого здесь делать не нужно.
Остался только вопрос №6.
Более простое решение, которое является «аналоговым» с простой логической коррекцией на выходе.
Теория Операции
При включении питания C1 = 0 В, а вход пользователя определяется как от Hi до U1A, поэтому инвертированный выход имеет низкий уровень, который приводит к активному низкому уровню D1, чтобы также установить низкий уровень C1 ~ 0,2 В макс. при включении питания.
Выход U1B Schmitt NAND принудительно устанавливается на высокий уровень любым входным сигналом низкого уровня, что означает, что пользовательский ввод является высоким в любое время. Это означает «немедленно» от низкого до Hi, когда вход становится высоким.
примеры фильтра 0.2S, но без растяжения импульса.
Есть слишком много причин, по которым я бы не стал использовать 555 для этой конструкции или любой другой, если на то пошло, когда важна надежность и помехоустойчивость.
Вы можете найти свое решение в чипе LS123 или аналогичном, поскольку он имеет параметры логического входа для переопределения и запуска с запуском по фронту или по состоянию с повторным запуском, без повторного запуска. Два в одном чипе могут удовлетворить все ваши требования. http://www.ti.com/lit/an/sdla006a/sdla006a.pdf Как пользоваться руководством... Дайте мне несколько минут, когда у меня будет возможность сделать схему... если вы не хотите попробовать.
Стивенвх
домкраты
домкраты
W5VO
Тони Стюарт EE75
домкраты
домкраты
Тони Стюарт EE75
Тони Стюарт EE75