555 टाइमर आईसी-आधारित एस्टेबल मल्टीवाइब्रेटर का निर्माण
किसी भी बाहरी ट्रिगर के उपयोग के बिना, 555 टाइमर आईसी अपनी दो स्थितियों के बीच वैकल्पिक हो सकता है। तीन अतिरिक्त बाहरी हिस्से, दो प्रतिरोधक (आर 1 और आर 2 ), और एक संधारित्र (सी) को आईसी 555 में जोड़ा जा सकता है ताकि इसे एक अस्थिर मल्टीवाइब्रेटर सर्किट में परिवर्तित किया जा सके। नीचे दिया गया सर्किट तीन बाहरी भागों के साथ एक अस्थिर मल्टीवाइब्रेटर के रूप में IC 555 के उपयोग को दर्शाता है।
चूँकि पिन 6 और 2 पहले से ही जुड़े हुए हैं, डिवाइस स्वचालित रूप से सक्रिय हो जाएगा और बाहरी ट्रिगर पल्स की आवश्यकता के बिना एक ऑसिलेटर के रूप में कार्य करेगा। वी सीसी चूंकि आपूर्ति इनपुट वोल्टेज पिन 8 से जुड़ा हुआ है। चूंकि उपरोक्त सर्किट में पिन 3 आउटपुट टर्मिनल है, इसलिए आउटपुट यहां से खींचा जा सकता है। बाहरी रीसेट पिन सर्किट में पिन 4 है, और यह पिन टाइमर को पुनरारंभ कर सकता है लेकिन आमतौर पर, पिन 4 वी से जुड़ा होता है सीसी जब रीसेट फ़ंक्शन उपयोग में न हो.
पिन 5 पर दिए गए नियंत्रण वोल्टेज के आधार पर थ्रेसहोल्ड वोल्टेज स्तर में उतार-चढ़ाव होगा। इसके विपरीत, पिन 5 अक्सर एक संधारित्र के माध्यम से जमीन से जुड़ा होता है, जो टर्मिनल से बाहरी शोर को फ़िल्टर करता है। ग्राउंड टर्मिनल पिन 1 है। आर 1 , आर 2 , और C टाइमिंग सर्किट बनाते हैं, जो आउटपुट पल्स की चौड़ाई को नियंत्रित करता है।
संचालन सिद्धांत
आईसी 555 का आंतरिक सर्किट आर के साथ एस्टेबल मोड में प्रदर्शित होता है 1 , आर 2 , और सी सभी आरसी टाइमिंग सर्किट का हिस्सा हैं।
आपूर्ति से कनेक्ट होने पर फ्लिप-फ्लॉप को सबसे पहले रीसेट किया जाता है, जिसके कारण टाइमर का आउटपुट निम्न स्थिति में स्विच हो जाता है। Q' से युग्मित होने के परिणामस्वरूप, डिस्चार्ज ट्रांजिस्टर को संतृप्ति बिंदु पर धकेल दिया जाता है। ट्रांजिस्टर टाइमिंग सर्किट के कैपेसिटर सी को डिस्चार्ज करने की अनुमति देगा, जो आईसी 555 के पिन 7 से जुड़ा हुआ है। टाइमर का आउटपुट अब नगण्य है। इस मामले में ट्रिगर वोल्टेज संधारित्र पर मौजूद एकमात्र वोल्टेज है। परिणामस्वरूप, यदि संधारित्र वोल्टेज 1/3 V से नीचे गिर जाता है सीसी , संदर्भ वोल्टेज जो तुलनित्र संख्या को सक्रिय करता है। 2, तुलनित्र संख्या का आउटपुट। 2 डिस्चार्ज के दौरान उच्च हो जाएगा। परिणामस्वरूप फ्लिप-फ्लॉप सेट हो जाएगा, जिससे पिन 3 पर टाइमर के लिए उच्च आउटपुट उत्पन्न होगा।
इस उच्च आउटपुट से ट्रांजिस्टर बंद हो जाएगा। परिणामस्वरूप, प्रतिरोधों के माध्यम से आर 1 और आर 2 , संधारित्र C चार्ज हो जाता है। पिन 6 उस जंक्शन से जुड़ा है जहां कैपेसिटर और रेसिस्टर मिलते हैं, इसलिए कैपेसिटर के लिए वोल्टेज अब थ्रेशोल्ड वोल्टेज के बराबर है। जैसे ही संधारित्र चार्ज होता है, इसका वोल्टेज V की ओर तेजी से बढ़ता है सीसी ; जब यह 2/3 V तक पहुँच जाता है सीसी , थ्रेशोल्ड तुलनित्र का संदर्भ वोल्टेज (तुलनित्र 1), इसका आउटपुट स्पाइक्स।
इसलिए फ्लिप-फ्लॉप को रीसेट कर दिया गया है। टाइमर का आउटपुट कम होकर कम हो जाता है। यह कम आउटपुट ट्रांजिस्टर को पुनः आरंभ करेगा, जो कैपेसिटर को एक डिस्चार्ज मार्ग देता है। परिणामस्वरूप, अवरोधक आर 2 संधारित्र C को डिस्चार्ज होने की अनुमति देगा। इस प्रकार यह चक्र चलता रहता है।
परिणामस्वरूप, जब संधारित्र चार्ज हो रहा होता है, तो आउटपुट वोल्टेज पिन 3 पर अधिक होता है, और संधारित्र के चारों ओर वोल्टेज आक्रामक रूप से बढ़ जाता है। इसके समान, पिन 3 का आउटपुट वोल्टेज कम है, और जैसे ही कैपेसिटर डिस्चार्ज होता है, इसका वोल्टेज तेजी से कम हो जाता है। आउटपुट तरंगरूप आयताकार दालों की एक श्रृंखला जैसा दिखता है।
संधारित्र वोल्टेज और आउटपुट वोल्टेज के तरंगरूप
परिणामस्वरूप, आर 1 + आर 2 चार्जिंग चैनल में कुल प्रतिरोध का प्रतिनिधित्व करता है, और C चार्जिंग समय स्थिरांक का प्रतिनिधित्व करता है। केवल तभी जब संधारित्र प्रतिरोधक आर से होकर गुजरता है 2 डिस्चार्ज के दौरान यह डिस्चार्ज होता है। आर 2 परिणामस्वरूप C डिस्चार्ज समय स्थिरांक है।
साइकिल शुल्क
प्रतिरोध आर 1 और आर 2 चार्जिंग के साथ-साथ डिस्चार्जिंग समय स्थिरांक को भी प्रभावित करते हैं। समय स्थिरांक में भिन्नता आम तौर पर निर्वहन समय स्थिरांक से अधिक होती है। परिणामस्वरूप उच्च आउटपुट कम आउटपुट की तुलना में लंबी अवधि तक जारी रहता है, और आउटपुट तरंगरूप सममित नहीं है, इसलिए यदि टी एक चक्र की अवधि है और टीओएन उच्च आउटपुट का समय है, तो कर्तव्य चक्र दिया जाता है :
तो, प्रतिशत में कर्तव्य चक्र होगा:
जहां T चार्ज और डिस्चार्ज समय का कुल योग है, T पर और टी बंद , निम्नलिखित समीकरण T का मान प्रदान करता है पर या चार्ज समय टी सी :
डिस्चार्ज समय टी डी , जिसे अक्सर टी के नाम से जाना जाता है बंद , द्वारा दिया गया है:
परिणामस्वरूप, एक चक्र T की अवधि का सूत्र है:
% कर्तव्य चक्र के सूत्र में प्रतिस्थापित:
आवृत्ति निम्न द्वारा दी गई है:
अनुप्रयोग - वर्गाकार तरंगों का सृजन
एक एस्टेबल मल्टीवाइब्रेटर का कर्तव्य चक्र आमतौर पर 50% से अधिक होता है। जब कर्तव्य चक्र ठीक 50% होता है, तो एक एस्टेबल मल्टीवाइब्रेटर अपने आउटपुट के रूप में एक वर्ग तरंग उत्पन्न करता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया था, आईसी 555 एक अस्थिर मल्टीवाइब्रेटर के रूप में कार्य करने के साथ 50% या उससे कम के कर्तव्य चक्र को प्राप्त करना मुश्किल है। सर्किट को कुछ बदलावों से गुजरना होगा।
दो डायोड जोड़े गए हैं, एक रोकनेवाला आर के समानांतर में 2 और दूसरा प्रतिरोधक R के साथ श्रृंखला में 2 कैपेसिटर से जुड़े कैथोड के साथ। प्रतिरोधों को बदलकर आर 1 और आर 2 , 5% से 95% के ब्रैकेट में एक कर्तव्य चक्र बनाना संभव है। वर्ग तरंग आउटपुट बनाने के लिए सर्किट को निम्नानुसार कॉन्फ़िगर किया जा सकता है:
इस सर्किट में, कैपेसिटर आर के माध्यम से करंट ट्रांसफर करते समय चार्ज होता है 1 , डी 1 , और आर 2 चार्जिंग के दौरान. यह डी के माध्यम से डिस्चार्ज होता है 2 और आर 2 डिस्चार्ज करते समय.
चार्जिंग समय स्थिरांक, टी पर = टी सी , की गणना इस प्रकार की जा सकती है:
और इस प्रकार आपको डिस्चार्ज समय स्थिरांक प्राप्त होता है, टी बंद = टी डी :
नतीजतन, कर्तव्य चक्र डी द्वारा निर्धारित किया जाता है:
आर बनाना 1 और आर 2 मूल्य में बराबर होने पर 50% कर्तव्य चक्र के साथ एक वर्ग तरंग उत्पन्न होगी।
आर होने पर 50% से कम का कर्तव्य चक्र पहुँच जाता है 1 का प्रतिरोध R से कम है 2 जबकि सामान्यतः आर 1 और आर 2 इसे पूरा करने के लिए पोटेंशियोमीटर द्वारा प्रतिस्थापित किया जा सकता है। किसी भी डायोड का उपयोग किए बिना, एक स्थिर मल्टीवाइब्रेटर का उपयोग करके एक और वर्ग तरंग जनरेटर सर्किट बनाया जा सकता है। आर 2 पिन 3 और 2, या आउटपुट टर्मिनल और ट्रिगर टर्मिनल के बीच जुड़ा हुआ है। नीचे सर्किट का एक आरेख है:
इस सर्किट में चार्जिंग और डिस्चार्जिंग दोनों प्रक्रियाएं केवल रेसिस्टर आर के माध्यम से होती हैं 2 . प्रतिरोधक आर द्वारा चार्ज करते समय संधारित्र को बाहरी कनेक्शन के संपर्क में नहीं आना चाहिए 1 , जिसे उच्च मूल्य पर सेट किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, यह गारंटी देता है कि संधारित्र अपनी पूरी क्षमता (वी) पर चार्ज होता है सीसी ).
अनुप्रयोग - नाड़ी स्थिति भिन्नता
दो 555 टाइमर आईसी, जिनमें से एक एस्टेबल मोड में चलता है और दूसरा मोनोस्टेबल मोड में चलता है, पल्स पोजीशन मॉड्यूलेशन प्रदान करते हैं। सबसे पहले, आईसी 555 एस्टेबल मोड में है, मॉड्यूलेशन सिग्नल पिन 5 पर लागू होता है और आईसी 555 अपने आउटपुट के रूप में एक पल्स-चौड़ाई मॉड्यूलेटेड तरंग उत्पन्न करता है। अगले IC 555 का ट्रिगरिंग इनपुट, जो मोनोस्टेबल मोड में चल रहा है, इस PWM सिग्नल को प्राप्त करता है। दूसरे IC 555 के आउटपुट पल्स का स्थान PWM सिग्नल के अनुसार बदलता रहता है, जो एक बार फिर मॉड्यूलेटिंग सिग्नल पर निर्भर होता है।
नीचे एक पल्स पोजीशन मॉड्यूलेटर के लिए सर्किट कॉन्फ़िगरेशन है जो दो 555 टाइमर एकीकृत सर्किट का उपयोग करता है।
नियंत्रण वोल्टेज, जो पहले IC 555 के लिए न्यूनतम वोल्टेज या थ्रेशोल्ड स्तर निर्धारित करता है, को UTL (ऊपरी थ्रेशोल्ड लेवल) बनाने के लिए समायोजित किया जाता है।
जैसे ही लागू किए जा रहे मॉड्यूलेटिंग सिग्नल के संबंध में थ्रेशोल्ड वोल्टेज बदलता है, पल्स की चौड़ाई और समय विलंब भी बदल जाता है। जब इस पीडब्लूएम सिग्नल को दूसरे आईसी को ट्रिगर करने के लिए लागू किया जाता है, तो केवल एक चीज जो बदलेगी वह आउटपुट पल्स का स्थान है, न तो इसका आयाम और न ही चौड़ाई बदलेगी।
निष्कर्ष
अतिरिक्त घटकों के साथ संयुक्त होने पर 555 टाइमर आईसी एक फ्री-रनिंग ऑसिलेटर या एक अस्थिर मल्टीवाइब्रेटर के रूप में कार्य कर सकते हैं। एस्टेबल मोड में 555 टाइमर आईसी का उपयोग पल्स ट्रेन जेनरेशन, मॉड्यूलेशन और स्क्वायर वेव जेनरेशन से लेकर विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है।