Одной из наиболее широко применяемых простых аналого-цифровых интегральных схем является интегральный таймер типа КР1006ВИ1 (зарубежные аналоги SE555, NE555). Функциональная схема этого таймер показана на рис. 11.21а. В нее входят два компаратора, SR-триггер, резистивный делитель, выходные транзисторные каскады. Напряжение питания +Еп таймера может изменяться в пределах 5—15 В.
Рис. 11.21. Схема таймера КР1006ВИ1 (а) и ждущий мультивибратор на его основе (б).
Резистивный делитель подает на нижний по схеме компаратор напряжение Uп=Еп/3, а на верхний - напряжение Еп=2Еп/3. Таким образом, если на выводе 2 таймера напряжение станет меньше, чем Uн, то на триггер пойдет сигнал установки в единицу; если же напряжение на выводе 6 станет больше, чем Uв, то с верхнего компаратора на триггер придет сигнал установки в нуль. Триггер имеет и дополнительный вход установки в нуль — вывод 4.
Если на входы триггера поступают одновременно сигналы установки в различные состояния, то триггер срабатывает в соответствии со следующими приоритетами сигналов. Наивысший приоритет имеет сигнал, подаваемый на вывод 4. Поэтому этот сигнал является сигналом разрешения Е; если Е - 1, то работа таймера разрешена, если Е=0, то триггер таймера находится в состоянии «нуль». Вторым по старшинству является непрерывный сигнал U2, подаваемый на вывод 2. Этот сигнал соответствует инверсному входу установки триггера в единицу: если Е=1 и U2<Uн, то с выхода триггера будет сниматься сигнал «единица» (вне зависимости от напряжения на выводе 6). И, наконец, самый младший приоритет принадлежит непрерывному сигналу U6. подаваемому на вывод 6. Этот сигнал при U6>Uв, U2>Еп и Е = 1 обеспечивает установку триггера в нуль.
Выходной каскад триггера, построенный на транзисторах VТ1 и VT2, обеспечивает выходной ток до 100 мА, т.е. непосредственное управление электромагнитным реле. Основная схема включения таймера показана на рис. 11.21, 6 и соответствует режиму одновибратора. Вход R таймера (вывод 6) присоединен к выходу интегрирующей RC-цепи, которая в свою очередь подключена к источнику питающего напряжения. К выходу этой RС-цепи присоединен также вывод 7 таймера — коллектор транзистора ТЗ (рис. 11.21,а). Исходно на входе S (вывод 2) таймера поддерживается напряжение U2>Uв, триггер находится в нуле, транзистор VТЗ открыт и на выходе RС-цепи поддерживается нулевое напряжение. Если теперь на вход S подать отрицательный импульс Uвх (так что в течение некоторого времени будет обеспечено U2<Uн), то триггер таймера перейдет в единичное состояние, транзистор ТЗ закроется и конденсатор С1 начнет заряжаться током, проходящим от источника +Еп через резистор R4. Когда конденсатор зарядится до напряжения Uв, триггер возвратится в нулевое состояние и таким образом таймер окажется снова в исходном положении. Для одновибратора по cxeме рис. 11.21, 6 длительность положительного импульса, снимаемого с выхода таймера Q (вывод 3), равна R4C1× ln3 = 1,1R4С1
Запуск одновибратора может осуществляться как низким уровнем сигнала, непосредственно подаваемым на вход S, так и перепадом 1/0, воздействующим на вход дифференцирующей цепи С2, R5, VD1. Bxoд «разрешение таймера» (вывод 4) может быть использован для прерывания процесса формирования импульса. Если это не требуется, то на этот выход подается напряжение питания (рис. 11.21,6).
Вывод 5 таймера рекомендуется соединять конденсатором емкостью порядка 0,01 мкФ с общим проводом. Это снижает влияние помех на длительность формируемых импульсов. В принципе на вход 5 может быть подано внешнее управляющее напряжение Uу от источника с малым выходным сопротивлением, например с выхода операционного усилителя. Таким образом, можно управлять длительностью формируемого импульса, которая в этом случае будет равна tи = R4C1×ln[Еп-Uy] (рис 11.22).
Рис 11.22. Форма широтно-модулированного сигнала с выхода ждущего мультивибратора (рис. 12.21, б).
Входной ток верхнего по схеме (рис. 12.21, а) транзистора составляет примерно 0,1 мкА, ток закрытого транзистора VТЗ - около 0,5 мкА. Этими токами определяется наибольшее допустимое сопротивление времязадающего резистора R4, Рекомендуется это сопротивление выбирать из диапазона 1 кОм — 10 МОм. Минимальная возможная длительность формируемого импульса ограничена быстродействием таймера и равна приблизительно 10 мкс. Наибольшая длительность ограничена только допустимыми габаритами времязадающего конденсатора С1.
Рис 11.23. Схемы автоколебательных мультивибраторов на таймере КР1006ВИ1
На рис. 12.23 показаны две схемы автоколебательных мультивибраторов. Здесь оба непрерывных входа таймера и -S используются для контроля напряжения на конденсаторе С. Когда это напряжение достигает ypoвня Uв=2Еп/3, то триггер таймера переходит в состояние 0, вследствие чего входное напряжение RС-цепи уменьшается и конденсатор начинает разряжаться. Но как только напряжение на конденсаторе снизится до Uн=Еп/3, триггер снова переходит в единицу и снова начинается заряд этого конденсатора. Для мультивибратора по схеме рис. 12.23а частота генерируемых импульсов определяется соотношением f = 0,7/[(2R1+R2)C]. Для мультивибратора по схеме рис. 12.236 справедливо соотношение f »Q,7 RC. При выборе сопротивления время задающей цепи мультивибратора следует также учитывать входной ток нижнего по схеме (рис. 12.21а) компаратора. Этот ток равен примерно 0,5 мкА.
