Использование вывода 5 таймера NE555

Всем известен и широко применяет­ся в радиолюбительских конструк­циях таймер NE555 и его аналоги, на­пример, отечественный КР1006ВИ1. В подавляющем большинстве случаев вывод 5 таймера NE555 оставляют сво­бодным или соединяют с общим прово­дом через блокировочный конденсатор, что в условиях отсутствия помех по питанию не очень нужно. В зарубежных описаниях таймера этот вывод называ­ют по-разному — Cont. Control. Control Voltage, а в отечественных — «Контроль делителя», хотя уместнее было бы пере­вести слово control как «управление».

Внутри таймера NE555 вывод 5 соединен с точкой соединения «верхне­го» и «среднего» резисторов делителя напряжения питания, формирующего пороги срабатывания компараторов и задающего таким образом пределы из­менения напряжения на времязадающем конденсаторе Поэтому, когда вы­вод 5 оставлен свободным, напряжение на нем — 2/3 напряжения питания. Точка соединения «среднего» и «нижнего» резисторов, где напряжение равно 1/3 напряжения питания, внешнего вывода не имеет. Исходя именно из таких поро­гов, в справочниках приведены форму­лы расчёта длительности импульсов и частоты их следования на выходе гене­ратора, собранного на таймере. Однако длительностью и частотой можно управлять, не изменяя ёмкость и сопротивление времязадающих эле­ментов, а лишь подавая внешнее напря­жение на вывод 5 таймера, сдвигая тем самым пороги срабатывания компара­торов. О такой возможности написано в справочных данных таймера, но никаких зависимостей или рекомендаций на эту тому там не приведено. Чтобы воспол­нить этот пробел, были проведены экс­перименты, с результатами которых хочу ознакомить читателей.

На таймере NE555 был собран гене­ратор непрерывных колебаний по схеме, изображенной на рис. 1.

Рис. 1

Если вывод 5 таймера никуда не подключён, коэффи­циент заполнения генерируемых им­пульсов (отношение длительности им­пульсов Т₊ к периоду их следования Т) равен 0.5, а частота их следования

При указанных на схеме номиналах элементов F₀≈1 кГц.

Внешнее напряжение, поданное на вывод 5, влияет на оба порога Причём верхний порог становится равным это­му напряжению, а нижний — его поло­вине. Если подать на вывод 5 напряже­ние U_упр равное 8 В (2/3 от 12 В), часто­та и коэффициент заполнения останут­ся прежними. Но при других значениях U_упр они изменяются, как показано на рис. 2 (частота) и рис. 3 (коэффициент заполнения).

Рис. 2

Рис. 3

Причём частота, увеличи­ваясь в 3,7 раза при изменении U_упр от 11,5 до 1 В, с дальнейшим его уменьше­нием резко падает. Коэффициент заполнения растёт с 0,06 (U_упр = 1 В) до 0,77 (U_упр = 11,5 В) практически линей­но.

Рис. 4

Другой способ управления состоит в подключении к выводу 5 резистора второй вывод которого соединён с одним из других выводов таймера. Варианты его подключения показаны на рис. 4 а зависимости частоты и коэф­фициента заполнения от — соответ­ственно на рис. 5 и рис. 6. Буквы у кри­вых на этих рисунках совпадают с теми, которыми обозначены варианты под­ключения резистора на рис.4.

Рис. 5

Рис. 6

Как видим, при соединении резисто­ра R_упр с общим проводом и уменьше­нии его сопротивления от 100 кОм до 470 Ом частота растёт в 1,7 раза, а коэффициент заполнения падает в восемь раз. Если соединить резистор с плюсо­вой линией питания, при изменении его сопротивления в тех же пределах часто та уменьшается в 2,2 раза, а коэффици­ент заполнения растёт в 1,5 раза, Наи­большее изменение частоты — в четыре раза достигнуто при соединении рези­стора R_упр с выходом OUT (выводом 3) таймера, При этом коэффициент запол­нения импульсов практически не изме­няется, оставаясь приблизительно рав­ным 0,5. Если подключить резистор R_упр к выходу с открытым коллектором DISCH (выводу 7), кривые зависимос­тей изменения частоты и коэффициента заполнения от сопротивления резисто­ра занимают промежуточные положения между кривыми при его соедине­нии с плюсом питания и с выходом OUT.

Полученные результаты можно рас­пространить и на КМОП-версии тайме­ра — микросхемы LMC555, TS555, ICM7555, КР1441ВИ1. Но следует иметь в виду, что пороговые напряжения в них заданы с помощью делителей напряже­ния из резисторов сопротивлением 100 кОм, а не 5 кОм, как в таймерах NE555. Поэтому для них значения со­противления резистора указанные на рис. 5 и рис. 6, нужно увеличить в 20 раз.

Автор: А. ДОЛГИЙ, г. Москва
Источник: Радио №3/2017