ในโพสต์นี้เราศึกษาเอกสารข้อมูลพินเอาต์และข้อกำหนดทางเทคนิคของไฟล์ ไอซี LMC555 ซึ่งคือ รุ่น CMOS ของ IC มาตรฐาน 555 IC มีคุณสมบัติที่โดดเด่นมากมายที่น่าทึ่งที่สุดคือช่วงการจ่ายขั้นต่ำซึ่งลดลงถึง 1.5V หมายความว่าตอนนี้คุณมี IC 555 ซึ่งสามารถทำงานได้แม้กระทั่งกับเซลล์ 1.5 V AAA พร้อมรับประกันเอาต์พุตที่เสถียร
CMOS ย่อมาจากโลหะ - ออกไซด์ - เซมิคอนดักเตอร์เสริมซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ใช้สำหรับการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ที่ได้รับการปรับปรุงเพื่อให้สามารถทำงานในโหมดดิจิทัลได้ ความหมายอุปกรณ์ตอบสนองเฉพาะอินพุตที่กำหนดไว้อย่างดีและปฏิเสธสัญญาณอินพุตปลอมหรือไม่ได้กำหนดทั้งหมด
คุณสมบัติหลัก
- ออกแบบมาเพื่อสร้างความถี่ที่บันทึกได้เร็วที่สุดที่ 3 MHz
- มาพร้อมกับแพ็คเกจ DSBGA 8-Bump ที่เล็กที่สุด (1.43 มม. × 1.41 มม.)
- การกระจายพลังงานที่น้อยที่สุดประมาณ 1 mW ที่ 5 V Supply
- ทำงานร่วมกับแรงดันไฟฟ้าต่ำถึง 1.5 V Supply
- การเป็นเอาต์พุตเวอร์ชัน CMOS สามารถเชื่อมต่อโดยตรงกับ TTL และ CMOS Logic ที่แหล่งจ่าย 5 V
- ทดสอบด้วยกระแสไฟฟ้าตั้งแต่ −10 mA สูงสุด 50 mA ระดับ
- IC จะแสดง Spikes กระแสไฟต่ำสุดในขณะที่เอาท์พุทอยู่ในขั้นตอนการเปลี่ยน
- ต้องการกระแสที่น้อยที่สุดสำหรับการดำเนินการทริกเกอร์รีเซ็ตและเกณฑ์
- เสถียรภาพที่ดีเยี่ยมแม้ในอุณหภูมิแวดล้อมที่ผันผวนกว้าง
- Direct Pin-to-Pin เข้ากันได้กับตัวจับเวลา IC 555 ซีรี่ส์ปกติ
บทนำ
เราทุกคนคุ้นเคยกับซีรีส์ IC 555 มาตรฐานอุตสาหกรรมเป็นอย่างดี LMC555 IC ที่นำเสนอนี้เป็นตัวแปร CMOS ขั้นสูงของ IC 555 มาตรฐานนี้เวอร์ชัน CMOS มีให้เลือกหลายแพ็คเกจนอกเหนือจากแพ็คเกจมาตรฐานเช่น (SOIC, VSSSOP และ PDIP ) และใน '8-Bump' ขนาดชิปที่ผสมผสานเทคโนโลยีแพ็คเกจ Texas Instruments DSBGA
ข้อได้เปรียบหลักของรุ่น CMOS LMC555 นี้คือความสามารถในการมอบคุณสมบัติที่เหมือนกันของไฟล์ IC มาตรฐาน 555 เช่นความล่าช้าของเวลาและความถี่ที่แม่นยำ แต่มีการกระจายพลังงานที่ลดลงอย่างมากและกระแสไฟฟ้าพุ่งสูงขึ้นระหว่างการเปลี่ยนพัลส์
ในขณะที่กำหนดค่าเป็นโหมด one-shot หรือโหมด monostabe LMC555 จะสร้างช่วงเวลาที่แม่นยำซึ่งควบคุมได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านตัวต้านทานภายนอกตัวเดียวและตัวเก็บประจุ
เมื่อทำงานในโหมด astable ความถี่เอาท์พุท PWM และรอบการทำงานถูกดำเนินการอย่างสมบูรณ์แบบผ่านตัวต้านทานสองตัวและตัวเก็บประจุตัวเดียว
กระบวนการ LMCMOS ที่ล้ำสมัยของ Texas Instruments ใน IC ไม่เพียง แต่ช่วยให้สามารถทำงานได้โดยมีการกระจายตัวที่ต่ำมาก แต่ยังช่วยขยายช่วงการจ่ายขั้นต่ำของชิปได้อย่างมาก อนุญาตให้ใช้แหล่งจ่ายไฟต่ำถึง 1.5 V แต่ให้การรับประกันการทำงานสำหรับ IC ในโหมดต่างๆ
รายละเอียด Pinout
- พิน # 1: แรงดันอ้างอิงพื้นดิน
- พิน # 2: มีไว้สำหรับการเปลี่ยนฟลิปฟล็อปผ่านการตั้งค่าเพื่อรีเซ็ต เอาต์พุตของ IC ถูกกำหนดโดยแอมพลิจูดของพัลส์ทริกเกอร์ภายนอกที่วางอยู่บนพินนี้
- พิน # 3 : เอาต์พุต
- พิน # 4 : คุณสามารถใช้แรงดันไฟฟ้ากราวด์หรือลบกับพินนี้เพื่อปิดใช้งานหรือรีเซ็ตฟังก์ชันจับเวลา หากไม่ได้ใช้สำหรับการดำเนินการรีเซ็ตตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้เชื่อมต่อพินกับ VCC เพื่อเปิดใช้งานทริกเกอร์ที่เหมาะสม
- พิน # 5 : กำหนดค่าพินแรงดันไฟฟ้าควบคุมเพื่อควบคุมเกณฑ์และระดับทริกเกอร์ มันตั้งค่าพัลส์รูปคลื่นเอาต์พุต คุณสามารถใช้สัญญาณมอดูเลตภายนอกบนพินนี้เพื่อแก้ไข PWM ของเอาต์พุต
- พิน # 6 : วิเคราะห์แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับพินเอาต์ที่มีแรงดันอ้างอิง 2/3 Vcc แอมพลิจูดของแรงดันไฟฟ้าที่วางบนเทอร์มินัลนี้มีผลต่อสภาวะที่ตั้งไว้ของฟลิปฟล็อป
- พิน # 7 : เอาต์พุตแบบเปิดที่ปล่อยตัวเก็บประจุไทม์มิ่งในช่วงเวลา (ในเฟสที่มีเอาต์พุต) สลับเอาต์พุตจากสูงไปต่ำเมื่อแรงดันไฟฟ้าขยายเป็น 2/3 ของแรงดันไฟฟ้า
- พิน # 8 : จ่ายแรงดันที่เกี่ยวกับ GND
คะแนนสูงสุดแน่นอน
- จ่ายแรงดันไม่เกิน + 15V
- เอาต์พุตปัจจุบันสูงสุด 100mA อย่าใส่เกินขีด จำกัด นี้
- อุณหภูมิในการบัดกรีสูงสุดไม่เกิน 150 องศาเซลเซียส
คำอธิบายโดยละเอียด
การกระจายพลังงานต่ำ
LMC555 มีความสามารถในการสร้างการหน่วงเวลาและความถี่ที่แม่นยำเช่นเดียวกับ IC 555 มาตรฐาน แต่มีการกระจายพลังงานที่ต่ำกว่ามาก การกระจายกำลังไฟฟ้าที่น้อยกว่า 0.2 mW สามารถทำได้ด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ใช้งานได้ 1.5 V และน้อยกว่า 1 mW โดยใช้แรงดันไฟฟ้า 5 V การใช้กระบวนการ LMCMOS ของ TI ช่วยให้สามารถจ่ายกระแสและแรงดันไฟฟ้าได้ต่ำ ลดกระแสจ่ายที่เพิ่มขึ้นในระหว่างการเปลี่ยนเอาต์พุตและกระแสรีเซ็ตทริกเกอร์และเกณฑ์ที่ต่ำมากยังให้ข้อดีในการกระจายพลังงานต่ำด้วย LMC555
โหมดการทำงานของอุปกรณ์
โหมด Monostable:
ในการกำหนดค่านี้ IC จะทำงานเหมือนตัวจับเวลาแบบ one-shot
เริ่มต้นวงจรภายในช่วยให้ตัวเก็บประจุไทม์มิ่งภายนอกไม่ทำงาน ทันทีที่ใช้ทริกเกอร์เชิงลบที่ต่ำกว่า 1 / 3rd VS บนพินอินพุตทริกเกอร์ให้ตั้งค่าฟลิปฟล็อปภายในที่ทำให้เกิดการลัดวงจรกับตัวเก็บประจุภายนอกซึ่งจะทำให้พินเอาต์พุตสูง
ต่อจากนั้นโดยไม่มีสัญญาณทริกเกอร์แรงดันไฟฟ้าทั่วตัวเก็บประจุจะเริ่มเพิ่มขึ้นแบบทวีคูณเป็นช่วงเวลา tซ= 1.1 รถึงC เทียบเท่ากับเวลาที่เอาท์พุทสูงหลังจากนั้นแรงดันไฟฟ้าข้ามตัวเก็บประจุถึง 2 / 3rd VS ตัวเปรียบเทียบภายในตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงนี้และรีเซ็ตฟลิปฟล็อปซึ่งจะปล่อยตัวเก็บประจุภายนอกอย่างรวดเร็วโดยเปลี่ยนเอาต์พุตที่สถานะต่ำเริ่มต้น
Astable Operation
ในโหมด astable ดังแสดงในรูปต่อไปนี้ (Threshold และ trigger pins shorted) วงจรจะเข้าสู่โหมดเรียกใช้งานด้วยตนเองในรูปแบบของมัลติไวเบรเตอร์ที่ทำงานได้ฟรี
การรวมตัวต้านทาน Rถึง+ รขและ Rขเพียงอย่างเดียวสลับกันชาร์จและปล่อยตัวเก็บประจุไทม์มิ่งตามลำดับสร้างห่วงโซ่ของคลื่นสี่เหลี่ยมเอาท์พุตแบบต่อเนื่องโดยมีรอบหน้าที่เฉพาะ
เนื่องจากตัวต้านทานดังกล่าวควบคุมการชาร์จและอัตราการคายประจุของตัวเก็บประจุจึงหมายความว่าตัวต้านทานเหล่านี้มีหน้าที่โดยตรงในการกำหนดรอบการทำงานของพัลส์เอาท์พุทและค่าของมันสามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างเหมาะสมเพื่อให้ได้รอบการทำงานที่ต้องการ
เช่นเดียวกับในโหมดทริกเกอร์ monostable ที่นี่เช่นกันตัวเก็บประจุจะผ่านกระบวนการชาร์จและคายประจุผ่านระดับ 1/3 Vs และ 2/3 Vs
วงจรแอ็พพลิเคชันที่ใช้ CMOS เวอร์ชัน IC LMC555
ตัวแบ่งความถี่
การกำหนดค่า one shot แบบ monostable ที่อธิบายข้างต้นสามารถใช้เป็นตัวแบ่งความถี่ได้โดยการเปลี่ยนความยาวของความถี่เวลาอย่างเหมาะสม รูปต่อไปนี้แสดงรูปคลื่นสำหรับการกำหนดค่าแบบหารด้วยสาม
ตัวปรับความกว้างพัลส์
IC LMC555 สามารถใช้เป็นวงจร Pulse Width Modulator หรือวงจรกำเนิด PWM ได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการปรับเปลี่ยนการกำหนดค่า monostable ตามที่แสดงด้านล่าง
ที่นี่เราจะเห็นว่าในโหมด monostable หากขาทริกเกอร์ # 2 ถูกทริกเกอร์อย่างต่อเนื่องผ่านพัลส์คลื่นสี่เหลี่ยมภายนอกเอาต์พุต PWM จาก IC สามารถมอดูเลตผ่านสัญญาณคำนวณที่ใช้ที่พินควบคุม # 5 ของ IC
ตัวปรับตำแหน่งพัลส์
ในการกำหนดค่านี้เราสามารถเปลี่ยนตำแหน่งหรือความหนาแน่นของพัลส์เอาท์พุทผ่านสัญญาณมอดูเลตอีกครั้งที่ใช้กับพิน # 5 ซึ่งเป็นพินควบคุมของ IC
IC ถูกตั้งค่าในโหมด Astable และสัญญาณมอดูเลตเชื่อมต่อที่ขาควบคุมของ IC ซึ่งทำให้แรงดันไฟฟ้าเกณฑ์แปรผันตามสัญญาณดังนั้นการหน่วงเวลาของ PWM จึงแตกต่างกันไปตามสัดส่วน ภาพรูปคลื่นชี้แจงสถานการณ์ด้านล่าง
50% Duty Cycle Oscillator
หากคุณกำลังมองหา CMOS วงจรออสซิลเลเตอร์รอบการทำงาน 50% ที่เข้ากันได้กับ TTL การกำหนดค่านี้สามารถช่วยให้บรรลุสิ่งเดียวกันได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด รูปต่อไปนี้แสดงค่าต่ำสุดที่จำเป็นสำหรับการรับผลลัพธ์ที่ระบุ
สูตรคำนวณความถี่คือ:
f = 1 / (1.4 ร ค ค)
สรุป
- LMC555 เป็นพินบน CMOS เวอร์ชันที่เข้ากันได้กับ IC 555 มาตรฐานของเรา
- ข้อได้เปรียบหลักของรุ่น CMOS นี้คือการกระจายพลังงานที่ต่ำมากเป็นหลักและช่วงแรงดันไฟฟ้าต่ำสุดในการทำงานซึ่งต่ำถึง 1.5 V
- เมื่อใช้งานด้วย 5V (CV) เอาต์พุตจะเข้ากันได้อย่างสมบูรณ์กับวงจร TTL และการออกแบบตาม 74 LS
- การดึงกระแสสแตนด์บายของ CMOS LMC555 นี้อยู่ใน uA ซึ่งน้อยมากเมื่อเทียบกับการใช้ IC 555 ปกติซึ่งอาจอยู่ในหน่วย mA
ก่อนหน้านี้: การสร้างเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยตนเอง ถัดไป: การคำนวณทรานซิสเตอร์ดาร์ลิงตัน
