Калькулятор таймера 555 (автоколебательный и ждущий режимы)
Введите свои значения. Ответ и полное решение обновляются по мере ввода.
Результат
В стандартной схеме мультивибратора коэффициент заполнения всегда выше 50%, потому что конденсатор заряжается через R₁ + R₂, а разряжается только через R₂. Диод параллельно R₂ позволяет получить коэффициент заполнения ниже 50%.
Рассчитайте схему на таймере 555. В автоколебательном режиме калькулятор выдаёт частоту, времена высокого и низкого уровней, период и скважность по R₁, R₂ и C; в ждущем режиме — длительность импульса по R и C. Конденсаторы можно вводить в µF, nF или pF, а каждое время показывается в подходящей единице.
Пошаговое решение
Времена заряда и разряда
Частота и скважность
Основные формулы
- Длительность высокого и низкого уровня в автоколебательном режиме
- tH = 0,693·(R1 + R2)·C, tL = 0,693·R2·C
- Частота в автоколебательном режиме
- f = 1/(tH + tL) ≈ 1,44/((R1 + 2R2)·C)
- Коэффициент заполнения
- D = tH/T = (R1 + R2)/(R1 + 2R2)
- Длительность импульса в ждущем режиме
- T = ln 3·R·C ≈ 1,1·R·C
Как вычислить частоту таймера 555
- Автоколебательный режим: конденсатор заряжается через R₁ + R₂ и разряжается через R₂ между ⅓ и ⅔ напряжения питания.
- Время высокого уровня: t_H = ln 2 × (R₁ + R₂) × C ≈ 0,693 (R₁ + R₂) C.
- Время низкого уровня: t_L = ln 2 × R₂ × C ≈ 0,693 R₂ C.
- Частота: f = 1/(t_H + t_L) ≈ 1,44/((R₁ + 2R₂) C). Скважность: t_H/(t_H + t_L).
- Ждущий режим: выход остаётся высоким в течение T = ln 3 × R × C ≈ 1,1 RC после запуска.
Вопросы и ответы
Почему коэффициент заполнения всегда выше 50%?
В стандартной схеме конденсатор заряжается через R₁ + R₂, а разряжается только через R₂, поэтому время высокого уровня всегда больше. Диод параллельно R₂ (анод на выводе 7) шунтирует R₂ при заряде и позволяет получить коэффициент заполнения ниже 50%.
Меняет ли напряжение питания частоту?
В идеале нет: пороги являются фиксированными долями напряжения питания, поэтому время зависит только от R и C. На практике частота слегка уходит при изменении напряжения и температуры.
Какие значения R и C разумны?
Держите R₁ и R₂ выше примерно 1 kΩ и ниже примерно 1 MΩ, а C выше примерно 100 pF. Большие электролитические конденсаторы имеют большие допуски и утечки, из-за чего длительные времена получаются неточными.
Откуда берутся 0,693 и 1,1?
Напряжение на конденсаторе меняется по экспоненте. Заряд от ⅓ до ⅔ напряжения питания занимает RC·ln 2 = 0,693 RC; заряд от 0 до ⅔ занимает RC·ln 3 = 1,0986 RC.
Потренируйтесь самостоятельно
Тренировать тему «Диоды и транзисторы»
Калькулятор даёт ответ. На экзамене нужен метод: отработайте его на новых задачах с подсказками и разобранными решениями.