Generator astabilny 555 to układ z popularnym timerem NE555, który samoczynnie wytwarza przebieg prostokątny na wyjściu. Nie ma stanu stabilnego — kondensator okresowo ładuje się i rozładowuje, a układ przełącza wyjście między stanem wysokim i niskim.
Zależności czasowe
W typowym układzie astabilnym z rezystorami R1, R2 i kondensatorem C:
- czas stanu wysokiego:
t1 = ln(2) · (R1 + R2) · C - czas stanu niskiego:
t2 = ln(2) · R2 · C - okres sygnału:
T = t1 + t2 - częstotliwość:
f = 1 / T
Po podstawieniu:
f = 1 / [ln(2) · (R1 + 2R2) · C]
Współczynnik wypełnienia
Współczynnik wypełnienia określa, jaką część okresu sygnał jest w stanie wysokim:
k = t1 / (t1 + t2)
Dla tego układu:
k = (R1 + R2) / (R1 + 2R2)
Ważne: kondensator C występuje zarówno w t1, jak i w t2, więc jego zmiana proporcjonalnie skraca lub wydłuża oba czasy. Dlatego zmniejszenie C zwiększa częstotliwość, ale nie zmienia współczynnika wypełnienia.
Typowa pułapka egzaminacyjna
Kondensator Cp przy pinie sterującym 555 zwykle służy do filtracji zakłóceń napięcia odniesienia. Nie jest głównym kondensatorem wyznaczającym częstotliwość generatora. Częstotliwość ustalają przede wszystkim R1, R2 i C.