Il timer 555. Laboratorio di Segnali e Sistemi II - Il timer 555

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1 Il timer 555

2 Il timer 555 Introdotto nel 1972, prodotto ancora oggi in varie versioni (TTL e CMOS)

3 Il timer 555

4 Il timer 555: Tavola della verita Reset Trigger Threshold S R Out Q 1 Low x x x x Low On High < 1/3V CC > 2/3V CC High High High Off High < 1/3V CC < 2/3V CC High Low High Off High > 1/3V CC > 2/3V CC Low High Low On High > 1/3V CC < 2/3V CC Low Low Non cambia Non cambia

5 Il timer 555

6 Il timer 555:il circuito

7 Il timer 555: circuito astabile

8 Il timer 555: circuito astabile(2) Supponiamo inizialmente il condensatore C scarico e Q=HIGH. C si carica attraverso R A + R B e la tensione v C sale esponenzialmente. Quando v C raggiunge V HT = (2/3)V CC il comparatore 1 diventa HIGH e invia il segnale di Reset al Flip Flop. Q diventa HIGH, il transistor conduce (in saturazione) e il condensatore si scarica attraverso R B. Quando la tensione v C raggiunge V LT = (1/3)V CC l uscita del comparatore 2 diventa HIGH e il Flip Flop riceve il segnale di Set. Il transistor si interdice e il ciclo ricomincia

9 Il timer 555: circuito astabile(3): Periodo Fase di carica del condensatore: v c(t) = V CC (1 e t τ 1) τ1 = (R A + R B )C Riordinando e dividendo membro a membro si ricava T H = τ 1 log e V CC V LT V CC V HT Poiché V HT = (2/3)V CC e V LT = (1/3)V CC si ha V LT = V CC (1 e t 1 τ 1) V HT = V CC (1 e t 2 τ 1) T H = τ 1 log e 2 = (R A + R B )C 0.69

10 Il timer 555: circuito astabile(3): Periodo Fase di scarica del condensatore: v c(t) = V HT e t τ 2 τ1 = R B C V LT = V HT e T L τ 2 Da cui si ricava Poiché V HT = (2/3)V CC e V LT = (1/3)V CC si ha T L = τ 2 log e 2 = R B C 0.69 T L = τ 2 log e V HT V LT T = T H + T L = 0.69(R A + 2R B )C f = 1 T = 1.44 (R A + 2R B )C Duty cycle = T H T = R A + R B R A + 2R B sempre > 50%

11 Il timer 555: circuito astabile(4): generatore di onda quadra Nella fase di carica il diodo conduce, nella fase di scarica e interdetto = T H = R A C log e 2 = 0.69R A C T L = R B C log e 2 = 0.69R B C Duty cycle = R A R A + R B se R A = R B Duty cycle = 50%

12 Il timer 555: circuito astabile (Voltage Controlled Oscillator) Le soglie di commutazione dei comparatori possono essere fissate esternamente (piedino 5) Le nuove soglie sono V HT = V CONT, V LT = V CONT /2 La frequenza di oscillazione dipende da V CONT (diminuisce al crescere di V CONT.

13 Il timer 555: circuito astabile (Voltage Controlled Oscillator) Un altra possibile soluzione:

14 Il timer 555: monostabile

15 Il timer 555: monostabile(2) Supponiamo inizialmente Q = 1 e il condensatore C, scarico. L uscita Q è a zero A t = 0 l impulso negativo di trigger porta il comparatore C 2 a HIGH: = Q = 1 Q = 0 Il transistor si interdice e C inizia a caricarsi: v c(t) = V CC (1 e t RC) Quando v c(t) arriva a V HT = (2/3)V CC il comparatore C 1 diventa HIGH e invia il segnale di Reset al Flip Flop. Il transistor passa in saturazione e il condensatore inizia a scaricarsi. In uscita si ha quindi un impulso positivo di durata T = RC log e 3 = 1.1RC come si ricava facilmente.

16 Il timer 555: altro esempio di monostabile

17 Il timer 555: bistabile

18 Il timer 555: corrente di uscita

19 Il timer 555: corrente di uscita

20 Il timer 555: corrente di uscita

21 Il timer 555: corrente di uscita L uscita pilota un transistor che fornisce al carico correnti elevate.

22 Il timer 555: sirena bitonale

23 Il timer 555: sirena bitonale(2) Calcolo del periodo di di IC2: OUT IC1 = HIGH OUT IC1 = LOW T H = τ 1 log e 5 2 = τ T H = τ 1 log e 3 2 = τ T L = τ 2 log e 2 = τ T L = τ 2 log e 2 = τ T = τ τ T = τ τ