Elektronika
Ćwiczenie:       Układ 555
Grupa : L4		Data wykonania: 11.06.2015
Imię i nazwisko	Data zaliczenia :	Ocena :
1. Mateusz Stramka

1. Wstęp:

Multiwibrator – układ elektroniczny, zrealizowany w oparciu o przekaźniki elektromechaniczne, lampy (w tym neonówki), tranzystory, diody tunelowe bądź inne elementy przełączające, posiadający dwa lub więcej stanów równowagi trwałej bądź nietrwałej.

Multiwibrator bistabilny

Jest to multiwibrator o dwóch stanach stabilnych, tj. posiada dwa punkty pracy, w których równowaga układu jest trwała. Przejście z jednego stanu trwałego do drugiego następuje poprzez wprowadzenie impulsu z zewnątrz (w podanym przykładzie poprzez podanie krótkiego impulsu ujemnego na bazę tego tranzystora, który ma zostać wyłączony).

Multiwibrator monostabilny

Inaczej uniwibrator, Jest to multiwibrator o jednym stanie równowagi trwałej i jednym nietrwałej.

W stanie równowagi trwałej tranzystor Q2 przewodzi a Q1 jest zatkany. Kondensator C1 jest naładowany do napięcia zasilania pomniejszonego o spadek napięcia na przewodzącym złączu baza-emiter tranzystora Q2 spolaryzowanego przez rezystor R2.

Jeżeli do bazy Q2 zostanie doprowadzony impuls ujemny, to tranzystor wyłączy się i na jego kolektorze pojawi się napięcie bliskie +V, które przez rezystor R4 wprowadzi tranzystor Q1 w stan przewodzenia. Napięcie na kolektorze Q1 spadnie do wartości bliskiej zero. Ponieważ kondensator C był naładowany to skok napięcia na kolektorze Q1 przeniesie się na bazę Q2 z przesunięciem w stronę wartości ujemnych o wartość napięcia na kondensatorze (wynika to z własności kondensatora - napięcie na jego okładkach nie może zmienić się w sposób gwałtowny). Na bazie tranzystora Q2 mamy teraz napięcie:

Ub2 - napięcie na bazie Q2

Uc1 - napięcie na kolektorze nasyconego tranzystora Q1 (zależnie od prądu kolektora Q1, do 0,25V)

V+ - napięcie zasilania

Ube - napięcie na przewodzącym złączu baza-emiter (ok. 0,7V)

Multiwibrator astabilny

Jest to układ przechodzący cyklicznie z jednego do drugiego stanu równowagi nietrwałej, jest zatem odmianą generatora relaksacyjnego.

Układ 555

555 (nazywany też NE 555) to układ scalony (chip) pozwalający na realizację wielu funkcji, np. układu czasowego (timera) czy multiwibratora (generatora przebiegów prostokątnych).Timer 555 jest jednym z najpopularniejszych i najbardziej wszechstronnych układów, które kiedykolwiek wyprodukowano. Składa się z 23 tranzystorów, 2 diod i 16 rezystorów na płytce krzemowej, umieszczonej w 8-nóżkowej obudowie. Układ 556 to podwójna wersja układu 555 w 14-nóżkowej obudowie. Układ 558 to poczwórna wersja 555 (z małymi modyfikacjami) umieszczona w obudowie 16-nózkowej.

 555 posiada trzy tryby działania:

• monostabilny: w tym trybie, 555 funkcjonuje jako wyzwalany generator pojedynczego impulsu. Zastosowania tego trybu to np. układy czasowe, wykrywacze brakującego impulsu, likwidacja odbić styków przełączników, przełączniki dotykowe, dzielniki częstotliwości, układy do pomiaru pojemności, wytwarzanie przebiegów o zadanej szerokości impulsów (przy pobudzaniu z układu astabilnego) itp.

• astabilny: 555 może działać jako generator impulsów lub przebiegów prostokątnych. Tryb ten jest używany we wszelkiego rodzaju migaczach (z diodami LED lub żarówkami), generowania przebiegów akustycznych itp.

• bistabilny: 555 działa jako przerzutnik dwustanowy (flip-flop). W tym trybie pracy końcówka DIS nie jest wykorzystywana i nie używa się kondensatora. Stosowany jest, np. do likwidacji skutków odbić styków w przełącznikach, czy jako elementy pamięciowe.

Nr.	Nazwa	Funkcja
1	GND	Masa, stan niski.
2	TR (Trigger)	Wejście komparatora 1/3 UCC. Krótki impuls ze stanu wysokiego na niski uruchamia timer.
3	Q (Output)	Wyjście impulsów stanu wysokiego. Stan wysoki na tym wyjściu wynosi ok. UCC – 1.4V
4	R (Reset)	Podanie stanu niskiego (U < 0.5V) powoduje ustawienie na wyjściu stanu niskiego i rozładowanie kondensatora.
5	CV (ControlVoltage)	Wejście sterowania napięciowego. Ustala progi zadziałania komparatorów układu 555.
6	THR (Threshold)	Impuls wyjściowy kończy się, gdy napięcie na tej końcówce przekroczy 2/3 UCC
7	DIS (Discharge)	Kolektor tranzystora rozładowującego kondensator obwodu czasowego.
8	VCC	Napięcie zasilania (od +5V do +15V).

Wartości podane do rozwiązania ćwiczenia:

R1 = 1K

R2 = 10K

C = 10nF

Ucc= 15 V

Wartości policzone ze wzorów:

t1=0,693×(1000+10000)10×10−9=7,623×10−5 s

t2=0,693×10000×10×10−9=6,93×10−5 s

D=0,4762

f =6857Hz

Odczyty z oscyloskopów:

t1=3,6×20×10−6=7,2×10−5 s

t2=3,1×20×10−6=6,2×10−5 s

f =7142Hz

D=0,4626
Wnioski

Przy zmianie Ucc z 15 V do 5 V amplituda wyjściowa uległa zmianie, ale częstotliwość się nie zmieniła. Układ 555 mimo iż jest już dość starym układem jest nadal bardzo popularny i ma szerokie zastosowanie dzięki swojej prostocie i uniwersalności.