555オーディオオシレーター

部品と材料

• 6ボルトのバッテリー2個
• 1つのコンデンサ、0.1 µF、無偏波（Radio Shackカタログ番号272-135）
• 1つの555タイマーIC（Radio Shackカタログ番号276-1723）
• 2つの発光ダイオード（Radio Shackカタログ番号276-026または同等のもの）
• 1MΩ抵抗1つ
• 1つの100kΩ抵抗
• 2つの510Ω抵抗器
• ヘッドホン付きオーディオ検出器
• オシロスコープ（推奨されますが、必須ではありません）

オシロスコープは、この回路によって生成された波形を分析するのに役立ちますが、必須ではありません。オーディオ検出器は、特にオシロスコープがない場合に、この実験に非常に役立つテスト機器です。

相互参照

電気回路の教訓 、第4巻、第10章：「マルチバイブレータ」

学習目標

• 555タイマーを非安定マルチバイブレーターとして使用する方法を説明するため
• デューティサイクルの実用的な知識を説明するため

回路図

イラスト

手順

「555」集積回路は、さまざまな機能に役立つ汎用タイマーです。この実験では、非安定マルチバイブレータまたは発振器としての使用を検討します。図のようにコンデンサと2つの抵抗に接続すると、自由に発振し、方形波出力電圧でLEDをオン/オフします。

この回路は、コンデンサを交互に充電および放電するという原理で動作します。 555は、 Disch を接地することにより、コンデンサの放電を開始します。 スレッシュ端子によって電圧が検出されたときの端子 電源電圧（V _cc ）の2/3を超えています 。

Trig によって電圧が検出されると、コンデンサの放電が停止します。 端子が電源電圧の1/3を下回っています。したがって、両方のスレッシュ および Trig 端子がコンデンサの正の端子に接続されている場合、コンデンサの電圧は「鋸歯状」の電源電圧の1/3から2/3の間で循環します。 」パターン。

充電サイクル中、コンデンサは1MΩと100kΩの抵抗の直列の組み合わせを介して充電電流を受け取ります。 Disch 555タイマーの端子が接地電位になり（その端子と接地の間に接続された555内のトランジスタがオンになります）、コンデンサの放電電流は100kΩの抵抗を通過するだけで済みます。その結果、放電よりも充電の方がはるかに長いRC時定数が得られ、充電時間は放電時間を大幅に上回ります。

555のアウト 端子は、「高」（ほぼV _cc ）の方形波電圧信号を生成します。 ）コンデンサが充電中の場合、およびコンデンサが放電中の場合は「低」（ほぼ0ボルト）。この交互の高/低電圧信号は、2つのLEDを反対のモードで駆動します。一方がオンの場合、もう一方はオフになります。コンデンサの充電時間と放電時間は等しくないため、出力の方形波波形の「高」時間と「低」時間も等しくなりません。

これは、2つのLEDの相対的な明るさで確認できます。各サイクルで長時間点灯するため、一方が他方よりもはるかに明るくなります。

「高い」間の平等または不平等 」と「低 」方形波の時間は、その波のデューティサイクルとして表されます。 。デューティサイクルが50％の方形波は、完全に対称です。「高い 」時間は、その「低」と正確に等しくなります。 " 時間。 「高い」方形波 」は10％の確率で、「低い 」時間の90％は10％のデューティサイクルであると言われています。

この回路では、出力波形は「 high 」時間が「 low 」を超えている 」時間、50％を超えるデューティサイクルになります。

オーディオ検出器（またはオシロスコープ）を使用して、この回路によって生成されるさまざまな電圧波形を調べます。さまざまな抵抗値やコンデンサ値を試して、それらが出力周波数または充電/放電時間にどのような影響を与えるかを確認してください。

関連ワークシート：

• タイマー回路ワークシート