Mạch tạo dao động sử dụng IC555

  • Cấu tạo của NE555 gồm OP-amp so sánh điện áp, mạch lật và transistor để xả điện. Cấu tạo của IC đơn giản nhưng hoạt động tốt. Bên trong gồm 3 điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành 3 phần. Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3 VCC nối vào chân dương của Op-amp 1 và điện áp 2/3 VCC nối vào chân âm của Op-amp 2. Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3 VCC, chân S = và FF được kích. Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3 VCC, chân R của FF = và FF được reset.

    • Chân số 1 nối mass.
    • Ngõ vào trigger input được gắn với chân thứ 2, trong điều kiện không hoạt động của đầu ra thì đầu vào vẫn giữ điện thế đưa vào ở mức Vcc. Để có sự chuyển đổi từ trạng thái ổn định sang bất ổn định, xung tích cực cạnh xuống (xung này độ rộng hẹp hơn độ rộng mong muốn của dạng sóng ngõ ra) với biên độ lớn hơn 2Vcc/3 phải được đưa vào chân 2. 
    • Chân 3 là chân ngõ ra (output). 
    • Chân 4 nối với Vcc để tránh việc mạch tự động reset ngoài ý muốn. 
    • Chân 5 nối xuống mass qua 1 tụ 0.01 uF  (103 -10nF) để tránh nhiễu. 
    • Chân 6 (threshold) là chân điện áp ngưỡng được nới thẳng với chân 7. 
    • Tại chân 7 một tụ xả được kết nối với chân 8, đảm bảo nguồn cấp Vcc
    • Vcc cung cấp cho IC có thể sử dụng từ 4,5V đến 15V.
  • Nguyên lý hoạt động mạch dao động đơn ổn sử dụng ic 555
    • Đồ thị quá trình nạp xả của tụ và đồ thị tín hiệu ngõ ra output khi cấp xung cạnh xuống cho trigger input:


  • Giả sử lúc đầu khi ngõ ra chân 3 ở mức thấp, mạch đang trong trạng thái ổn định, khi 1 xung cạnh xuống được đưa vào chân 2 thì ngõ vào trigger input nhận một mức điện áp nhỏ hơn Vcc/3, ngõ ra bộ so sánh suất ra mức điện áp cao reset ngõ ra Q’ con flip flop RS về 0, thế nên transistor sẽ ngắt và đồng thời ngõ ra tại chân 3 ở mức cao. Quá trình này chuyển mạch về trạng thái bất ổn (vì có sự thay đổi dạng sóng). Vì transistor đã được ngắt nên tụ bắt đầu nạp (nhìn sơ đồ) trong một quãng thời hằng đúng bằng RAC. Khi áp của tụ vượt ngưỡng 2Vcc/3, ngõ ra bộ so sánh suất ra mức điện áp cao set ngõ ra Q’ con flip flop RS lên 1, thế nên transistor sẽ dẫn và đồng thời ngõ ra tại chân 3 ở mức thấp, tụ ngưng nạp và bắt đầu xả, ngõ ra lại chuyển về trạng thái ổn định. Toàn bộ quá trình này lặp lại khi ta tiếp tục đưa 1 xung cạnh xuống vào chân 2
  • Để hiểu rõ hơn các bạn lắp mạch và tính toán như sau:
Mạch dao động tạo xung bằng IC  555
  • Khi thay đổi các điện trở R1, R2 và giá trị tụ C1 bạn sẽ thu được dao động có tần số và độ rộng xung theo ý muốn theo công thức.
T = 0.7 × (R1 + 2R2) × C1   và   f =           1.4          
(R1 + 2R2) × C1
    • T = Thời gian của một chu kỳ toàn phần tính bằng (s)
    • f = Tần số dao động tính bằng (Hz)
    • R1 = Điện trở tính bằng ohm (W )
    • R2 = Điện trở tính bằng ohm ( W )
    • C1 = Tụ điện tính bằng Fara ( W )
    • T = Tm + Ts T : chu kỳ toàn phần
    • Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 Tm : thời gian điện mức cao
    • Ts = 0,7 x R2 x C1 Ts : thời gian điện mức thấp
Chu kỳ toàn phần T bao gồm thời gian có điện mức cao Tm và thời gian có điện mức thấp Ts
  • Từ các công thức trên ta có thể tạo ra một dao động xung vuông có độ rộng Tm và Ts bất kỳ.
  • Sau khi đã tạo ra xung có Tm và Ts ta có T = Tm + Ts và f = 1/ T

 Thí dụ bạn thiết kế mạch tạo xung như hình dưới đây.
  • Mạch tạo xung có Tm = 0,1s , Ts = 1s
  • Bài tập : Lắp mạch dao động trên với các thông số :
    •   C1 = 10µF = 10 x 10-6   = 10-5  F
    • R1 = R2 = 100KW   = 100 x 103 W   
    • Tính Ts và Tm = ?   Tính tần số f  = ?
Bài làm:
Ta có Ts = 0,7 x R2 x C1 = 0,7 x 100.103 x 10-5 = 0,7 s
Tm = 0,7 x ( R1 + R2 ) x C1 =
= 0,7 x 200.103 x 105 = 1,4 s
=> T = Tm + Ts = 1,4s + 0,7s = 2,1s
=> f =1 / T = 1/2,1 ~ 0,5 Hz

MT-Tech
Nhãn:

Đăng nhận xét

[facebook]

MKRdezign

Biểu mẫu liên hệ

Tên

Email *

Thông báo *

Được tạo bởi Blogger.
Javascript DisablePlease Enable Javascript To See All Widget