Mạch dao động sử dụng vi mạch 555 là một thiết bị điện tử linh hoạt và phổ biến, thường được áp dụng trong các ứng dụng đa dạng. Cùng tìm hiểu ngay nhé!
Vi mạch 555 cung cấp khả năng tạo ra xung dao động ổn định và có thể điều chỉnh được tần số và chu kỳ, giúp trong việc điều khiển các thiết bị điện tử theo ý muốn của người dùng. Điều này làm cho Mạch dao động sử dụng vi mạch 555 trở thành một công cụ quan trọng và linh hoạt trong lĩnh vực điện tử và đồng thời dễ dàng sử dụng cho cả người mới bắt đầu và chuyên gia.
Giới thiệu vi mạch 555
Mạch dao động sử dụng vi mạch 555 thường được áp dụng trong các ứng dụng đa dạng như: timer, chập điện, biến tần, và cả các mạch đèn LED nhấp nháy.
IC NE555 gồm có 8 chân:
– Chân số 1 (GND): Cho nối mass để lấy dòng cấp cho IC
– Chân số 2 (TRIGGER): Ngõ vào của một tầng so áp. Mạch so áp dùng các transistor PNP. Mức áp chuẩn là 2VCC/3
– Chân số 3 (OUTPUT): Ngõ ra, trạng thái ngõ ra chỉ xác định theo mức volt cao (gần bằng mức áp chân 8) và thấp (gần bằng mức áp chân 1)
– Chân số 4 (RESET): Chân đặt lại các trạng thái của mạch IC
– Chân số 5 (CONTROL VOLTAGE): Điện áp vào điều khiển
– Chân số 6 (THRESHOLD): Điện áp ngưỡng
– Chân số 7 (DISCHARGE): Chân phóng điện, xả điện
– Chân số 8 (VCC): Cấp nguồn cho IC hoạt động, nguồn cấp cho IC 555 thường từ 4V đến 16V
Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của IC 555
Cấu tạo
Về bản chất thì IC 555 là một bộ mạch kết hợp giữa hai con Opamp, ba điện trở, một transistor, một bộ FlipFlop (FFRS)
– Hai OPAMP có tác dụng so sánh điện áp
– Transistor để xả điện
– Ba điện trở mắc nối tiếp chia điện áp VCC thành 3 phần. Cấu tạo này tạo nên điện áp chuẩn. Điện áp 1/3VCC nối vào chân dương của OP AMP 1 và điện áp 2/3VCC nối vào chân âm của OP AMP 2. Khi điện áp ở chân 2 nhỏ hơn 1/3VCC, chân S = [1] và FF được kích. Khi điện áp ở chân 6 lớn hơn 2/3VCC, chân R của FF = [1] và FF được reset.
Giải thích sự dao động
Ký hiệu 0 là mức thấp (L) bằng 0V, 1 là mức cao (H) gần bằng VCC.
FF là loại RS FlipFlop
Khi S = [1] thì Q = [1] và = [0]
Sau đó khi S = [0] thì Q = [1] và = [0]
Khi R = [1] thì = [1] và Q = [0]
Tóm lại, khi S = [1] thì Q = [1] và khi R = [1] thì Q = [0] bởi vì = [1], transistor mở dẫn, cực C nối đất. Cho nên điện áp không nạp vào tụ C, điện áp chân 6 không vượt quá V2. Do nối ra của OP AMP 2 ở mức 0, FF không reset.
Khi mới đóng mạch tụ C nạp qua Ra, Rb với thời hằng (Ra + Rb).C
* Tụ C nạp điện áp từ 0V đến VCC/3
– Lúc này V+1 (V+ của Opamp 1) > V-1. Do đó O1 (ngõ ra của opamp 1) có mức logic 1 (H)
– V+2 < V-2 (V-2 = 2VCC/3). Do đó O2 = 0(L)
– R = 0, S = 1 ® ngõ ra = 1
– = 0 ® transistor hồi tiếp không dẫn
* Tụ C tiếp tục nạp điện áp VCC/3 ® 2VCC/3
– Lúc này V + 1 < V – 1. Do đó O1 = 0
– V + 2 < V – 2. Do đó O2 = 0
– R = 0, S = 0 ® Q, sẽ giữ trạng thái trước đó (Q = 1, = 0) transistor vẫn không dẫn
* Tụ C nạp qua ngưỡng 2VCC/3
– Lúc này V + 1 < V – 1. Do đó O1 = 0
– V + 2 > V – 2. Do đó O2 = 1
– R = 1, S = 0 ® Q =0, = 1
– Q = 0 ngõ ra đảo trạng thái = 0
– = 1 transistor dẫn điện áp trên chân 7 xuống 0V
– Tụ C xả qua Rb với thời hằng Rb.C
– Điện áp trên tụ giảm xuống do tụ C xả, làm điện áp tụ C nhảy xuống dưới 2VCC/3
* Tụ C tiếp tục xả điện áp 2VCC/3 ® VCC/3
– Lúc này V + 1 < V – 1. Do đó O1 = 0
– V + 2 < V – 2. Do đó O2 = 0
– R = 0, S = 0 ® Q, sẽ giữ trạng thái trước đó (Q = 1, = 0) transistor vẫn dẫn
* Tụ C xả qua ngưỡng VCC/3
– Lúc này V + 1 > V – 1. Do đó O1 = 1
– R = 0, S = 1 ® Q =1, = 0
– Q = 1 ngõ ra = 1
– = 0 transistor không dẫn điện áp trên chân 7 không bằng 0V nữa và tụ C lại được nạp điện với điện áp ban đầu là VCC/3
* Quá trình lặp lại, kết quả ngõ ra có tín hiệu dao động dạng song vuông có chu kỳ ổn định.
Nhận xét:
– Trong quá trình hoạt động bình thường của 555, điện áp trên tụ C chỉ dao động quanh điện áp VCC/3 ® 2VCC/3
– Khi nạp điện, tụ C nạp điện với điện áp ban đầu là VCC/3 và kết thúc ở thời điểm điện áp trên C bằng 2VCC/3. Nạp điện với trời hằng là (Ra + Rb).C
– Khi xả điện tụ C xả điện với điện áp ban đầu là 2VCC/3 và kết thúc ở thời điểm điện áp trên C bằng VCC/3. Nạp điện với trời hằng là Rb.C
– Thời gian mức 1 ở ngõ ra chính là thời gian nạp điện, mức 0 là xả điện.
Mạch điện ứng dụng của IC 555
Sơ đồ nguyên lý mạch dao động
Trên đây là các thông tin chi tiết về đặc điểm của Mạch dao động dùng vi mạch 555. Để biết thêm những thông tin chi tiết, vui lòng liên hệ trường dạy nghề Thanh Xuân qua website https://truongdaotaonghethanhxuan.edu.vn/ hoặc đến địa chỉ 93 Nguyễn Tuân, Thanh Xuân, Hà Nội, hotline: (024) 35 58 95 95 hoặc 0936 98 90 90.