Ασταθής πολυδονητής (ταλαντωτής) με το Ο.Κ. 555: τετραγωνικό σήμα με tON=0,693(R1+R2)C1, tOFF=0,693R2C1, συχνότητα και κύκλο εργασίας, φόρτιση/εκφόρτιση C1 μεταξύ 1/3 και 2/3 Vcc.
Ζητούμενο: 2. Να κατασκευάσετε το κύκλωμα σε bread board με τιμές εξωτερικών εξαρτημάτων: \(R_1\) = 2.2 kΩ, \(R_2\) = 100 kΩ, \(R_3\) = 330 Ω, \(R_4\) = 330 Ω, \(C_1\) = 47 μF, \(C_2\) = 0.01 μF. 3. Να υπολογίσετε: α) το χρόνο που η έξοδος του 555 είναι σε HIGH στάθμη (\(t_{ON}\)), β) το χρόνο που η έξοδος του Ο.Κ. 555 είναι σε LOW στάθμη (\(t_{OFF}\)), γ) την περίοδο της κυματομορφής εξόδου. … 6. Με χρονόμετρο μετρήστε το χρόνο ενός πλήρους κύκλου (\(T=t_{ON}+t_{OFF}\)). 7. Να συγκρίνετε το χρόνο Τ που μετρήσατε στο βήμα 6 με το χρόνο Τ που υπολογίσατε στο βήμα 3. 8. Κρατώντας σταθερές τις τιμές των \(R_3\), \(R_4\), \(C_2\) και αλλάζοντας κάθε φορά τα \(R_1\), \(R_2\), \(C_1\) να επαναλάβετε τα βήματα 3 και 6 και να συμπληρώσετε τον παρακάτω πίνακα. (\(R_1\) – \(R_2\) – \(C_1\): 22 kΩ – 100 kΩ – 47 μF, 100 kΩ – 100 kΩ – 47 μF, 220 kΩ – 47 kΩ – 47 μF, 33 kΩ – 47 kΩ – 100 μF, 47 kΩ – 100 kΩ – 47 μF.)
Πώς σκεφτόμαστε: Στον ασταθή 555: \(t_{ON}=0{,}693(R_1+R_2)C_1\), \(t_{OFF}=0{,}693\,R_2\,C_1\), άρα \(T=t_{ON}+t_{OFF}=0{,}693(R_1+2R_2)C_1\).
Λύση:
Απάντηση: tON≈3,33s, tOFF≈3,26s, T≈6,59s (f≈0,152Hz). Πίνακας βήματος 8 (T με υπολογισμό): 7,23 s· 9,77 s· 10,23 s· 8,80 s· 8,05 s.
Πρόσεξε:
Ζητούμενο: 10. Να αποσυνδέσετε από την έξοδο του Ο.Κ. 555 (Pin 3) τις αντιστάσεις \(R_3\), \(R_4\) και τα LED 1, LED 2 και να συνδέσετε παλμογράφο. 11. Να τοποθετήσετε πυκνωτή \(C_1\) = 1 nF. Για τα ζεύγη αντιστάσεων: α) \(R_1\) = 33 kΩ, \(R_2\) = 100 kΩ, β) \(R_1\) = 330 kΩ, \(R_2\) = 100 kΩ, γ) \(R_1\) = 33 kΩ, \(R_2\) = 47 kΩ να σχεδιάσετε τις κυματομορφές εξόδου. Για κάθε κυματομορφή να μετρήσετε και να υπολογίσετε: α) την περίοδο Τ β) τη συχνότητα f γ) τον κύκλο εργασίας (duty cycle). 12. Να συγκρίνετε τα αποτελέσματα των υπολογισμών και των μετρήσεων. 13. Να διατυπώσετε τα συμπεράσματά σας.
Πώς σκεφτόμαστε: Εφαρμόζουμε T=0,693(R1+2R2)C1, f=1/T, duty=(R1+R2)/(R1+2R2).
Λύση:
Απάντηση: α) 161,5μs/6,19kHz/57%· β) 367μs/2,72kHz/81%· γ) 88μs/11,36kHz/63%. Μεγαλύτερο R1 → μεγαλύτερος κύκλος εργασίας.
Πρόσεξε:
Ζητούμενο: 20. Να μετρήσετε τις ελάχιστες και μέγιστες στάθμες τάσης των δύο κυματομορφών. 21. Ποιες είναι οι στάθμες τάσης που ο πυκνωτής \(C_1\) αρχίζει να φορτίζεται και να εκφορτίζεται; Να τις συγκρίνετε με τις τιμές \(\tfrac{1}{3}V_{CC}\) και \(\tfrac{2}{3}V_{CC}\). 22. Ποια είναι η λογική κατάσταση της εξόδου όταν ο πυκνωτής φορτίζεται και ποια όταν εκφορτίζεται;
Πώς σκεφτόμαστε: Ο πυκνωτής ταλαντώνεται μεταξύ 1/3 και 2/3 Vcc· η φάση φόρτισης αντιστοιχεί σε HIGH, η εκφόρτιση σε LOW.
Λύση:
Απάντηση: Ο C1 ταλαντώνεται 1/3↔2/3 Vcc: φόρτιση (1/3→2/3)→έξοδος HIGH, εκφόρτιση (2/3→1/3)→έξοδος LOW.
Πρόσεξε:
Ζητούμενο: 9. Να διατυπώσετε τα συμπεράσματά σας. … 13. Να διατυπώσετε τα συμπεράσματά σας. … 23. Να διατυπώσετε τα συμπεράσματά σας.
Πώς σκεφτόμαστε: Ο ασταθής δεν έχει σταθερή κατάσταση (ταλαντωτής)· ο μονοσταθής έχει μία (ένας παλμός ανά σκανδαλισμό).
Λύση:
Απάντηση: Ο ασταθής (ταλαντωτής, καμία σταθερή κατάσταση) παράγει συνεχή παλμοσειρά· ο μονοσταθής (μία σταθερή κατάσταση) έναν παλμό ανά trigger.
Πρόσεξε: