Шмитт триггер в интегральной микросхеме таймера 555


Шмитт триггер-01

Шмитт триггер в микросхеме таймера 555 для применения в различных схемах. Как известно, таймер 555 — это популярная биполярная ИС, которая специально разработана для генерации точных и стабильных периодов времени, определенных C-R.

Как правило она используется в различных генераторах моностабильных «одноразовых» импульсов и нестабильных генераторах прямоугольных импульсов.



Шмитт триггер: использование микросхемы таймера 555 в особых или необычных схемах

555 является универсальным прибором и может применяться в различных специальных или необычных приложениях. Некоторые из них включают Шмитт триггер, генераторы азбуки Морзе, электронные дверные зуммеры, тестеры целостности цепи, инжекторы сигналов, метрономы, светодиодные мигалки и будильники, а также таймеры с длительным периодом действия.

Шмитт триггер

Чтобы можно было использовать микросхему 555 в качестве триггера Шмитта, для этого нужно закоротить контакты 2 (триггер) и 6 (порог) вместе и подать входные сигналы непосредственно в эти точки, как показано на функциональной схеме на рисунке 1.

Функциональная блок-схем микросхемы таймера 555
Рисунок 1. Функциональная блок-схема (внутри двойных линий) микросхемы таймера 555 с внешними соединениями для использования в качестве простого, но полезного триггера Шмитта.

Действие ИС таково, что (как показано на рис.1 формы входных и выходных сигналов), когда входное напряжение поднимается выше 2/3 Vcc, выход IC переключается на низкий уровень и остается там до тех пор, пока входной сигнал не упадет ниже 1/3 Vcc. После этого, выход переключается на высокий уровень и будет находится там, пока сигнал на входе снова не поднимется выше 2/3 Vcc. Разница между этими двумя уровнями запуска называется значением гистерезиса и в данном случае равна 1/3 Vcc; такое большое значение гистерезиса делает схему полезной в приложениях для преобразования сигналов с подавлением шума/пульсации.

Читайте также:  Таймер 555 с защитой от ложных сигналов запуска

Синус/прямоугольный преобразователь Шмитта 555
Рисунок 2. Синус/прямоугольный преобразователь Шмитта 555 с дополнительным подавлением радиопомех через C3.

На рисунке 2 показана базовая схема Шмитта, модифицированная для применения в качестве высокопроизводительного синус/прямоугольного преобразователя, который можно использовать при входных частотах примерно до 150 кГц. Потенциальный делитель R1-R2 смещает контакты 2 и 6 к статическому значению 1/2 Vcc. То есть, посередине, между верхним и нижним значениями триггера синусоидальный вход накладывается на эту точку через C1. Прямоугольные выходы берутся с контакта 3. R3 изолирует входной сигнал от эффектов переключения 555-го. На схеме показано, как дополнительное подавление RFI может быть получено через C3.

Релейный переключатель с минимальным люфтом в темноте
Рисунок 3. Релейный переключатель с минимальным люфтом в темноте

На рисунке 3 показан 555, используемый в качестве релейного переключателя с минимальным люфтом (нулевой гистерезис), активируемого в темноте, с зависимым от света делителем напряжения RV1-LDR, подключенным к его входной клемме. Значения RV1 и LDR примерно равны на среднем уровне переключаемой освещенности. Эта схема действует как быстрый компаратор, а не как настоящий триггер Шмитта, поскольку на выводе 6 через R1 имеется высокий уровень, а светочувствительный делитель потенциала RV1-LDR применяется только к выводу 2. Обратите внимание, что для этой схемы требуется хорошая развязка питания, которая обеспечивается через C2.

Альтернативные входные цепи для рисунка 3
Рисунок 4. Альтернативные входные цепи для рисунка 3; (а) для активации светом, (b) пониженной температурой и (c) перегревом.

Вышеупомянутая схема может работать как световой (а не сумеречный) переключатель, переставляя положения RV1 и LDR, как показано на рисунке 4 (a), или может действовать как переключатель, активируемый температурой, используя термистор NTC вместо LDR, как показано на рисунках 4 (b) и 4 (c); во всех случаях LDR или термистор должны иметь сопротивление в диапазоне от 470R до 10K при требуемом уровне включения.

Читайте также:  Источник опорного напряжения обеспечивающий низкий уровень шума

Настольные гаджеты

Нестабильный мультивибратор 555 очень универсален и может использоваться во многих приложениях, представляющих интерес как для любителей, так и для профессиональных пользователей. На рисунках с 5 по 11 показаны примеры типичных нестабильных устройств на таймере 555.

Осциллятор кодовой практики с переменным тоном и громкостью
Рисунок 5. Осциллятор кодовой практики с переменным тоном и громкостью

На рисунке 5 показан тренировочный генератор кода Морзе с частотным изменением от 300 Гц до 3 кГц, устанавливаемым с помощью регулятора TONE RV1. Громкость телефона регулируется потенциометром volume RV2, а телефоны могут иметь любое сопротивление от нескольких Ом и выше. Схема потребляет нулевой ток покоя, когда ключ Морзе открыт.

Электронный «дверной зуммер»
Рисунок 6. Электронный «дверной зуммер»

На рис. 6 показан простой электронный «дверной зуммер», который подает монотонный сигнал на небольшой динамик (от 25R до 80R), когда SW1 закрыт; C1 имеет низкий импеданс питающей линии и обеспечивает адекватную выходную мощность динамического излучателя.

Принцип работы триггера Шмитта