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Frequenz und die Pulsbreite des Timer 555 steuern


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Timer 555 steuern


Timer 555 steuern

Im Praktikum Blinkende LED und insbesondere in Timer 555 haben wir den Timer 555 als Taktgeber kennengelernt. Wir wissen, dass die Frequenz des Timer 555 mit zwei Widerständen und einem Kondensator eingestellt werden kann. Zur Berechnung kann das Tool Astabiler Timer 555 verwendet werden.

Wir untersuchen nun, wie wir die Frequenz des Timers 555 mit einer Spannung steuern können. Dazu betrachten wir den Anschluss CV.

Ne555-Control.png
Bild 1: Steuerung des Timers 555 über CV

Mit dem Potentiometer R3 können wir die Spannung am CV-Eingang des Timers einstellen. Mit R4 und C2 wird die Spannung am Ausgang Q des Timers gemittelt.

Wir müssen die Impulse am Ausgang des Timers messen. Dazu können wir unseren Logikanalysator mit PulseView einsetzen.

Wir beginnen mit der Spannung Ucv=4V am Anschluss CV.

Frequenzmessung_s.png
Bild 2: Frequenzmessung mit PulseView

Wir schließen den Logikanalysator mit der Leitung D0 an den Ausgang des Timers (Pin 3) an. Natürlich muss die Masse des Logikanalysators mit der Masse (0V) unserer Schaltung verbunden werden.

Das Programm PulseView wird gestartet und auf 1k samples und 20kHz eingestellt.

Mit Cursors.png öffnen wir das Zeitfenster und messen eine Periode der Impulse wie in Bild 2. Das Zeitfenster zeigt dann die Periode und die Frequenz an.

Wir messen auch, wie lang ein 1 Impuls ist (Bild 3).

Impulsmessung_s.png
Bild 3: Impulsdauer mit PulseView messen

Jetzt können wir mit der eigentlichen Messung beginnen.

Wir messen die Spannung Ucv am Anschluss CV des Timers und bestimmen die vom Timer erzeugte Frequenz f, die Periode Tp und die Dauer t1 des 1 Impulses.

Außerdem berechnen wir das Tastverhältnis von 1 Impuls und Periode

TV = t1 / tp

Das Tastverhältnis gibt an, wie viel % der gesamten Periode der Ausgang 1 ist.

  • Die gemessenen Werte weichen meistens um bis zu 20% von den Werten des Beispiels ab.

Es kann sein, dass die Werte im Zeitfenster nicht angezeigt werden.

In diesem Fall kann die Darstellung mit dem Mausrad im Fenster angepasst werden.

Ucv / V f / Hz tp / ms t1 / ms TV Um / V Um / 4V
4.0 38.4 28.7 22.1 0.77 3.15 0.79
3.5 46.6 21.5 15.0 0.70 2.72 0.68
3.0 58.6 17.1 10.8 0.63 2.55 0.64
2.5 72.5 13.8 7.60 0.55 2.24 0.56

Tabelle 1: Frequenz und Tastverhältnis bei Ucv

  • Mit steigender Spannung am CV-Eingang fällt die Frequenz.
  • Mit steigender Spannung am CV-Eingang steigt das Tastverhältnis.
  • Mit steigender Spannung am CV-Eingang steigt die gemessene mittlere Spannung Um an.
  • Das Verhältnis Um / 4V stimmt mit gut dem Tastverhältnis überein:
  • Die positive Ausgangsspannung des NE555 beträgt etwa 4V.

Regeln Timer 555

  • Über den CV-Eingang eines Timers 555 kann die Frequenz eingestellt werden.
  • Über den CV-Eingang eines Timers 555 kann das Tastverhältnis eingestellt werden.
  • Über den CV-Eingang eines Timers kann dessen Ausgangssignal moduliert werden.

Spannungsbereich für CV

  • NE555 mit 5V Versorgung: 2,6V bis 4,0V
  • LMC555 mit 5V Versorgung: 2,9V bis 3,8V