Mạch dao động đơn ổn dùng IC 555

MẠCH ĐƠN ỔN SỬ DỤNG IC 555

Mạch dao động đơn ổn (MMV) thường được gọi là mạch dao động 1 xung, là một mạch tạo xung với chu kỳ xung ảnh hưởng bởi thành phần R-C trong mạch, được kết nối ở bên ngoài IC 555. Trong mạch dao động này, có một trạng thái ngõ ra ổn định trong khi những trạng thái khác thì bất ổn định. Việc tự kích hoạt ngõ ra chuyển từ trạng thái bất ổn thành ổn định nhờ vào hoạt động tích trữ năng lượng của tụ điện C được kết nối ở bên ngoài đến một mức tham chiếu. Thời gian dự trữ năng lượng quyết định độ rộng xung. Sự chuyển đổi của ngõ ra từ trạng thái ổn định sang trạng thái bất ổn xảy ra nhờ sự tác động của các thành phần mạch điện kết nối từ bên ngoài

Chi tiết hơn về mạch dao động đơn ổn:

Chân số 1 nối mass. Ngõ vào trigger input được gắn với chân thứ 2, trong điều kiện không hoạt động của đầu ra thì đầu vào vẫn giữ điện thế đưa vào ở mức Vcc. Để có sự chuyển đổi từ trạng thái ổn định sang bất ổn định, xung tích cực cạnh xuống (xung này độ rộng hẹp hơn độ rộng mong muốn của dạng sóng ngõ ra) với biên độ lớn hơn 2Vcc/3 phải được đưa vào chân 2. Chân 3 là chân ngõ ra (output). Chân 4 nối với Vcc để tránh việc mạch tự động reset ngoài ý muốn. Chân 5 nối xuống mass qua 1 tụ 0.01 uF để tránh tiếng ồn. Chân 6 (threshold) là chân điện áp ngưỡng được nới thẳng với chân 7. Trở R_{A ­}kết nối giữa chân 6 và 8. Tại chân 7 một tụ xả được kết nối với chân 8, đảm bảo nguồn cấp Vcc

Nguyên lý hoạt động mạch dao động đơn ổn sử dụng ic 555

Đồ thị quá trình nạp xả của tụ và đồ thị tín hiệu ngõ ra output khi cấp xung cạnh xuống cho trigger input:

Giả sử lúc đầu khi ngõ ra chân 3 ở mức thấp, mạch đang trong trạng thái ổn định, khi 1 xung cạnh xuống được đưa vào chân 2 thì ngõ vào trigger input nhận một mức điện áp nhỏ hơn Vcc/3, ngõ ra bộ so sánh suất ra mức điện áp cao reset ngõ ra Q’ con flip flop RS về 0, thế nên transistor sẽ ngắt và đồng thời ngõ ra tại chân 3 ở mức cao. Quá trình này chuyển mạch về trạng thái bất ổn (vì có sự thay đổi dạng sóng). Vì transistor đã được ngắt nên tụ bắt đầu nạp (nhìn sơ đồ) trong một quãng thời hằng đúng bằng R_AC. Khi áp của tụ vượt ngưỡng 2Vcc/3, ngõ ra bộ so sánh suất ra mức điện áp cao set ngõ ra Q’ con flip flop RS lên 1, thế nên transistor sẽ dẫn và đồng thời ngõ ra tại chân 3 ở mức thấp, tụ ngưng nạp và bắt đầu xả, ngõ ra lại chuyển về trạng thái ổn định. Toàn bộ quá trình này lặp lại khi ta tiếp tục đưa 1 xung cạnh xuống vào chân 2

Thiết kế mạch dao động đơn ổn dùng IC 555

Tụ C được nạp thông qua điện trở R_A nên nếu thời hằng R_AC càng lớn thì hiệu điện thế giữa 2 bản tụ càng lâu đạt đến ngưỡng 2Vcc/3. Nói cách khác thời hằng R_AC điều chỉnh độ rộng xung. Thời gian xung ngõ ra ở mức cao:

t_p = 1.0986 R_AC

với đơn vị R_A là Ohm và C là Fara

Trong quá trình nạp, điện thế giữa 2 bản tụ ở thời điểm bất kỳ thuộc trong khoảng thời gian nạp được tính bởi công thức:

Vc = Vcc(1 – e^t/RC)