Типы интегральных таймеров

Массовое применение таймеров в аппаратуре, разнообразие решаемых ими задач и, следовательно, многообразие требований, предъявляемых к их параметрам в зависимости от типа аппаратуры и выполняемых функций, обусловило создание обширного семейства интегральных таймеров.

Интегральные таймеры классифицируются по следующим признакам:

• внутренняя схемотехника и технология — биполярные и КМОП;

• число тактов мультивибратора на формируемом интервале времени — однотактные и многотактные.

Рассмотренный выше таймер NE555 выполнен по биполярной технологии. Он потребляет от источника сравнительно большой ток (10 мА). Входные токи его также сравнительно велики (0.5 мкА). Последнее обстоятельство существенно затрудняет построение таймеров, способных формировать большие задержки времени. Ток заряда времязадающего конденсатора / с (Рис. 16) зависит от номинала резистора Rt и напряжения питания Ks. Минимальная величина этого тока достигается в конце формируемого интервала времени и составляет

Ic_min = (V_S / R₁) . (4.45)

Для обеспечения высокой точности отсчета интервала времени следует Ic_min>50Iin, где Ii — входной ток таймера. Для таймера NE555 максимальная величина сопротивления резистора Rt при VS = 15B составит 200 кОм. При емкости времязадающего конденсатора C_t=1мкФ максимальная длительность импульса не превысит 0.22 с.

В конце 70-х годов фирма Intersil разработала ИМС ICM7555, представляющую собой КМОП-вариант таймера NE555. Этот таймер, сохранив почти полностью функциональную схему и даже назначение выводов своего биполярного прототипа, потребляет от источника питания всего 0.12 мА (при V_S = 15В). Входные токи этой микросхемы не превышают 50 пА. Это дает возможность в условиях, рассмотренных выше для таймера NE555, получить максимальную длительность импульса 2200 с (~ 37 мин) при сопротивлении времязадающего резистора Rt = 2 ГОм. Недостатком КМОП-варианта является меньшая нагрузочная способность.

Многотактные таймеры применяются, если требуется обеспечить длительность импульса, измеряемую часами. Большую длительность можно получить, используя с однотактным таймером времязадающий конденсатор большой емкости (десятки или сотни мкФ). Однако конденсатор такой емкости с высококачественным диэлектриком занимает много места и дорого стоит. Блок-схема многотактного таймера приведена на Рис. 19.

Рис. 19. Блок-схема многотактного таймера

Многотактный таймер умножает постоянную времени RtCr цепи на коэффициент пересчета счетчика. Семейство многотактных таймеров делится на две группы. К первой группе относятся программируемые таймеры, в которых формируемый интервал времени задается программно, установкой соответствующих перемычек на выводах счетчика, либо цифровым кодом от ЭВМ. Ко второй группе относятся специализированные таймеры со встроенными счетчиками, у которых однозначно задан коэффициент пересчета.

В Табл. 2 приведены основные характеристики нескольких моделей аналоговых таймеров.

Таблица 2. Основные параметры аналоговых таймеров

Контрольные вопросы

1. Аналоговый интегральный компаратор: виды использования, характеристики, преимущество схемы.аналогового интегрального компаратора перед компаратор на ОУ, схемы.

2. Применение компараторов: определение, принцип действия и разновидности, характеристики аналоговых компараторов, классификация компараторов

3. Аналоговые таймеры: типы таймеров, блок схема многотактного таймера, основные характеристики аналоговых таймеров.

4. Аналоговые таймеры: назначение, область применения таймера 555, преимущества использования таймера 555, определение скважность импульсов?

Раздел 2. Схемотехнические решения

Тема 12 (2 час)