Рэле электромагнитные Tianbo Relay
РадиоЛоцман - Все об электронике

Один резистор делает коэффициент заполнения импульсов генератора на LM555 равным 50%

Texas Instruments LM555

Вездесущий и невероятно полезный аналоговый таймер 555, которому уже более полувека, стал постоянным объектом как похвал, так и критики. Первое почти полностью, а второе отчасти оправдано, но иногда предполагаемый недостаток перерастает в статус «общеизвестного» только потому, что был упущен из виду простой способ его исправления, даже для такого широко и долго используемого популярного компонента, как 555. Показательным примером является часто высказываемое (хотя и ошибочное) мнение о том, что на оригинальной (биполярной) версии 555 сложно сделать генератор симметричных прямоугольных импульсов с коэффициентом заполнения 50:50%.

Вебинар «Источники питания MEAN WELL для промавтоматики и серверного оборудования в новых условиях» (02.06.2022)

«Традиционный двухрезисторный» генератор на микросхеме 555.
Рисунок 1. «Традиционный двухрезисторный» генератор на микросхеме 555.

Своим происхождением этот миф, по-видимому, обязан примерам использования из ранних технических описаний 555, где приводилась схема автоколебательного генератора, показанная на Рисунке 1. Выражение для его выходного коэффициента заполнения D, который равен

показывает, что соотношение 50:50 недостижимо, если только сопротивление R1 не равно нулю. Поскольку результатом короткого замыкания DISCHARGE на VS, скорее всего, будет дым, а не прямоугольные импульсы, следует вывод, что условие 50:50 действительно невыполнимо.

Новая «трехрезисторная» топология.
Рисунок 2. Новая «трехрезисторная» топология.

Однако, к счастью, как показано на Рисунке 2, классическая двухрезисторная схема – не единственный доступный вариант топологии. В частности, если последовательно с выводом DISCHARGE добавить третий резистор (R3), то в качестве асимптотического предела для экспоненциального разряда конденсатора C1 устанавливается новый уровень

растягивающий фазу T2 периода колебаний. Кроме того, постоянная времени, определяющая длительность T2, от значения R2C1 увеличивается до

В результате получается, что если R2 = R1 и R3 = 0.225•R1, то

T1 = T2,

D = 50:50.

Этот метод также работает для многих отношений R2/R1, отличных от 1.0. Некоторые примеры показаны в Таблице 1.

Таблица 1. 
R2/R1 R3/R1
5.0 0.076
4.0 0.092
3.0 0.114
2.0 0.152
1.8 0.162
1.6 0.174
1.4 0.188
1.2 0.205
1.0 0.225
0.9 0.236
0.8 0.249
0.7 0.263
0.6 0.278
0.5 0.296
0.0 0.423

В каждом случае

и коэффициент заполнения равен 50:50.

Как уже отмечалось, метод работает вплоть до R2 = 0, когда в схеме остаются только R1 и R3, а R2 заменяется прямым соединением. Однако следует обратить внимание, что при R3 = 0.423•R1 напряжение порога VD становится равным 0.297•VS, что слишком близко к номинальному уровню порога входа TRIGGER микросхемы 555, равному 0.333 •VS, и может серьезно усилить влияние напряжений смещения и допусков номиналов внутренних резисторов таймера на частоту FOSC и коэффициент заполнения.

Ну а какова же мораль нашей истории? Даже спустя 50 лет мифы создаются для того, чтобы их развенчивать!

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments LM555

EDN

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Add One Resistor to Give Bipolar LM555 Oscillator a 50:50 Duty Cycle

30 предложений от 21 поставщиков
Timers for Timing Delays and Oscillator Applications in Commercial, Industrial and Military Equipment
LM555CN
Fairchild
3 ₽
T-electron
Россия и страны СНГ
LM555CN
Texas Instruments
8 ₽
Контест
Россия
LM555CMX
Texas Instruments
62 ₽
LM555TC
по запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя