555 audio-oscillator

ONDERDELEN EN MATERIALEN

• Twee 6 volt batterijen
• Eén condensator, 0,1 µF, niet-gepolariseerd (Radio Shack-catalogus # 272-135)
• Eén 555 timer-IC (Radio Shack-catalogus # 276-1723)
• Twee light-emitting diodes (Radio Shack-catalogus # 276-026 of gelijkwaardig)
• Eén weerstand van 1 MΩ
• Eén weerstand van 100 kΩ
• Twee weerstanden van 510 Ω
• Audiodetector met koptelefoon
• Oscilloscoop (aanbevolen, maar niet noodzakelijk)

Een oscilloscoop zou nuttig zijn bij het analyseren van de golfvormen die door dit circuit worden geproduceerd, maar het is niet essentieel. Een audiodetector is een zeer nuttig testapparaat voor dit experiment, vooral als je geen oscilloscoop hebt.

KRUISVERWIJZINGEN

Lessen in elektrische circuits , Volume 4, hoofdstuk 10:“Multivibrators”

LEERDOELSTELLINGEN

• Om te illustreren hoe de 555-timer als een astabiele multivibrator kan worden gebruikt
• Om praktische kennis van de duty cycle te illustreren

SCHEMATISCH DIAGRAM

ILLUSTRATIE

INSTRUCTIES

De geïntegreerde schakeling "555" is een timer voor algemeen gebruik die nuttig is voor een verscheidenheid aan functies. In dit experiment onderzoeken we het gebruik ervan als een astabiele multivibrator of oscillator. Verbonden met een condensator en twee weerstanden zoals weergegeven, zal het vrij oscilleren, waardoor de LED's aan en uit gaan met een blokgolf uitgangsspanning.

Deze schakeling werkt volgens het principe van afwisselend laden en ontladen van een condensator. De 555 begint de condensator te ontladen door de Disch . te aarden terminal wanneer de spanning gedetecteerd door de Thresh terminal overschrijdt 2/3 van de voedingsspanning (V_cc ).

Het stopt met het ontladen van de condensator wanneer de spanning wordt gedetecteerd door de Trig klem daalt tot onder 1/3 van de voedingsspanning. Dus, wanneer zowel Thresh en Trig klemmen zijn verbonden met de positieve pool van de condensator, de condensatorspanning zal tussen 1/3 en 2/3 voedingsspanning in een "zaagtand wisselen ” patroon.

Tijdens de laadcyclus krijgt de condensator laadstroom door de seriecombinatie van de 1 MΩ en 100 kΩ weerstanden. Zodra de Disch terminal op de 555-timer gaat naar aardpotentiaal (een transistor in de 555 die is aangesloten tussen die terminal en aarde gaat aan), de ontlaadstroom van de condensator hoeft alleen door de weerstand van 100 kΩ te gaan. Het resultaat is een RC-tijdconstante die veel langer is voor opladen dan voor ontladen, wat resulteert in een oplaadtijd die de ontlaadtijd aanzienlijk overschrijdt.

De Out van de 555 terminal produceert een rechthoekig spanningssignaal dat "hoog" is (bijna V_cc ) wanneer de condensator aan het opladen is, en "laag" (bijna 0 volt) wanneer de condensator aan het ontladen is. Dit afwisselend hoog-/laagspanningssignaal stuurt de twee LED's in tegengestelde modi:als de ene aan is, is de andere uit. Omdat de oplaad- en ontlaadtijden van de condensator ongelijk zijn, zullen de "hoge" en "lage" tijden van de blokgolfvorm van de output ook ongelijk zijn.

Dit is te zien aan de relatieve helderheid van de twee LED's:de ene zal veel helderder zijn dan de andere omdat deze tijdens elke cyclus gedurende een langere periode brandt.

De gelijkheid of ongelijkheid tussen “hoog ” en “laag ” tijden van een blokgolf worden uitgedrukt als de duty cycle van die golf . Een blokgolf met een duty cycle van 50% is perfect symmetrisch:de "hoge ” tijd is precies gelijk aan zijn “laag " tijd. Een blokgolf die "hoog . is ” 10% van de tijd en “laag ” Er wordt gezegd dat 90% van de tijd een inschakelduur van 10% heeft.

In dit circuit heeft de uitgangsgolfvorm een ​​"hoog ” tijd die de “lage . overschrijdt ” tijd, wat resulteert in een inschakelduur van meer dan 50%.

Gebruik de audiodetector (of een oscilloscoop) om de verschillende spanningsgolfvormen te onderzoeken die door dit circuit worden geproduceerd. Probeer verschillende weerstandswaarden en/of condensatorwaarden om te zien welke effecten ze hebben op de uitgangsfrequentie of laad-/ontlaadtijden.

GERELATEERD WERKBLAD:

• Werkblad Timerschakelingen