555 타이머 계산기(비안정 및 단안정)
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결과
표준 비안정 회로에서는 커패시터가 R₁ + R₂를 통해 충전되고 R₂로만 방전되므로 듀티 사이클이 항상 50%를 넘습니다. R₂에 병렬로 다이오드를 달면 50% 미만의 듀티 사이클도 가능합니다.
555 타이머 회로를 설계하세요. 비안정 모드에서는 R₁, R₂, C로 주파수, High 및 Low 시간, 주기, 듀티 사이클을 구하고, 단안정 모드에서는 R과 C로 펄스 폭을 구합니다. 커패시터는 µF, nF, pF로 입력할 수 있고 모든 시간은 알맞은 단위로 표시됩니다.
단계별 풀이
충전 시간과 방전 시간
주파수와 듀티 사이클
핵심 공식
- 비안정 High·Low 시간
- tH = 0.693·(R1 + R2)·C, tL = 0.693·R2·C
- 비안정 주파수
- f = 1/(tH + tL) ≈ 1.44/((R1 + 2R2)·C)
- 듀티비
- D = tH/T = (R1 + R2)/(R1 + 2R2)
- 단안정 펄스 폭
- T = ln 3·R·C ≈ 1.1·R·C
555 타이머의 주파수를 계산하는 방법
- 비안정: 커패시터는 R₁ + R₂를 통해 충전되고 R₂를 통해 방전되며, 전원 전압의 ⅓과 ⅔ 사이에서 움직입니다.
- High 시간: t_H = ln 2 × (R₁ + R₂) × C ≈ 0.693 (R₁ + R₂) C.
- Low 시간: t_L = ln 2 × R₂ × C ≈ 0.693 R₂ C.
- 주파수: f = 1/(t_H + t_L) ≈ 1.44/((R₁ + 2R₂) C). 듀티 사이클: t_H/(t_H + t_L).
- 단안정: 트리거 후 출력이 T = ln 3 × R × C ≈ 1.1 RC 동안 High로 유지됩니다.
질문과 답변
듀티 사이클이 왜 항상 50%를 넘나요?
표준 회로에서는 커패시터가 R₁ + R₂를 통해 충전되고 R₂로만 방전되므로 High 시간이 항상 더 깁니다. R₂에 병렬로 다이오드(애노드는 7번 핀)를 달면 충전 중에 R₂를 우회하여 50% 미만의 듀티 사이클이 가능합니다.
전원 전압이 주파수를 바꾸나요?
이상적으로는 바꾸지 않습니다. 문턱 전압이 전원 전압의 고정된 비율이므로 타이밍은 R과 C에만 달려 있습니다. 실제로는 전압과 온도에 따라 주파수가 약간 변합니다.
R과 C는 어떤 값이 적당한가요?
R₁과 R₂는 약 1 kΩ보다 크고 약 1 MΩ보다 작게, C는 약 100 pF보다 크게 하세요. 큰 전해 커패시터는 허용 오차가 크고 누설이 있어 긴 시간이 부정확해집니다.
0.693과 1.1은 어디에서 나오나요?
커패시터 전압은 지수적으로 변합니다. 전원 전압의 ⅓에서 ⅔까지 충전하는 데 RC·ln 2 = 0.693 RC가 걸리고, 0에서 ⅔까지 충전하는 데 RC·ln 3 = 1.0986 RC가 걸립니다.
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