디지털 회로 실험 및 설계 - NE555 Timer 발진회로 응용 실험 1

소개글

디지털 회로 실험 및 설계 - NE555 Timer 발진회로 응용 실험 1에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험목표
2. 관련이론
3. 데이터 시트
4. PSpice 시뮬레이션

본문내용

다.
플립플롭 (보라색)
- 타이머 상태를 저장하고 두 개의 비교기에서 받는 S, R값으로 플립플롭에 따른 값을 출력한다. RESET 핀을 언제든지 리셋할 수 있다.
출력 (분홍색)
- NOT 게이트를 지나 플립플롭 출력의 반대를 출력한다.
방전 (하늘색)
- 1이 입력되면 방전을 시작한다. 외부에 커패시터와 저항을 이용하여 충.방전이 일어나도록 이루어져있어 그 때 커패시터에 충전된 전압을 방전시키는 방전용 트랜지스터이다.
NE555의 핀번호 및 내부 회로도
불안정 모드
- 발진기로 작동한다. LED 및 램프 플래셔, 펄스 생성, 로직 클럭, 톤 생성, 펄스 위치 변조 등에 사용되며 아날로그 값을 펄스 길이로 변환하는 간단한 ADC로 사용할 수 있다.
단안정 모드
- 안정상태가 하나뿐이다. 트리거 입력이 가해지면 출력에서 펄스가 발생하고, 시간이 지나면 다시 안정 상태로 돌아간다. 타이머, 펄스 누락 감지, 바운스 없는 스위치, 터치 스위치, 주파수 분배기 등으로 사용된다.
쌍안정 모드
- 트리거 신호가 적용될 때까지 LOW 상태를 유지하고 리셋 신호가 적용될 때까지 HIGH 상태를 유지한다. SR F.F으로 작동한다. 바운스 없는 래치 스위치가 사용된다.
슈미트 트리거
- 노이즈 입력을 깨끗한 디지털 출력으로 변환하는 슈미트 트리거 인버터 게이트로 작동한다.
불안정 모드(발진 회로)
- 불안정 모드는 위와 같이 구성된다.
- 전압이 R1, R2를 통해 C로 들어오면서 커패시터 C가 충전된다.
- 그러면서 2핀(TRIG), 6핀(THR)로 들어가 비교기에서 비교를 하여 양의 전압, 음의 전압에 맞추어 출력되는 1 OR 0 값이 RS F.F의 R, S에 들어간다.
- 플립플롭에 맞는 값이 NOT 게이트를 통해 반전되어 출력된다.
- 1값이 출력될 때 , NE555의 내부 트랜지스터가 작동하여 커패시터 C를 방전시킨다.
- 위 과정으로 충방전 시간에 따라 1, 0을 출력하며 구형파를 만들어낸다
- 저항 R2가 충방전에 영향을 많이 미치므로 R2 값을 잘 조정해 Duty비를 조절할 수 있다.
- 여기서 4핀(RESET)은 사용하지 않는다면 실수로 리셋을 일으키는 전기적 노이즈를 방지하기 위해 VCC를 연결해야한다.
- 또한 5핀(CTRL)도 사용하지 않는다면 전기적 노이즈가 내부 전압 분배기에 영향을 주는 것을 방지하기 위해 커패시터 10nF를 이 핀과 GND 사이에 연결해야 한다.
3. 데이터시트 ※ 이번 실험에 사용된 소자는 NE555입니다.
NE555
1번 핀
- 접지
2번 핀
- 트리거 터미널 : 플립 플롭의 SET 및 RESET 전환을 담당. 트리거 핀의 입력이 VCC의 1/3이 되면 출력이 높아지고 타이밍 간격이 시작됨.
3번 핀
- 출력 터미널 : 출력 파형을 확인할 수 있음.
4번 핀
- 리셋 터미널 : 이 핀의 음의 펄스는 타이머를 비활성화하거나 재설정함. 일반적으로 사용하지 않을 때는 VCC에 연결.
5번 핀
- 제어 전압 : 이 핀은 임계 값 및 트리거 레벨을 제어하므로 555의 타이밍이 제어됨. 출력 펄스의 폭은 제어 전압에 의해 결정됨. 일반적으로 사용하지 않을 때는 노이즈 제거를 위하여 10uF 커패시터를 통해 접지에 연결함.
6번 핀
- 임계 값 터미널 : 이 단자에 적용된 전압은 (2/3)VCC의 기준 전압과 비교됨. 이 단자의 전압이 (2/3)VCC 보다 크면, 플립 플롭이 RESET되고, 출력이 HIGH에서 LOW로 떨어짐.
7번 핀
- 방전 : 타이밍 커패시터를 방전하는 내부 NPN 트랜지스터의 오픈 콜렉터에 연결. 이 핀의 전압이 (2/3)VCC에 도달하면 출력이 HIGH에서 LOW로 전환.
8번 핀
- VCC
4.5 볼트 정도의 전압이 인가되어야 함.
4. PSpice 시뮬레이션 회로도 및 결과
실험 1) NE555 응용회로의 동작 이해
① NE555 Timer 회로를 구성하시오.
② 555 Timer의 출력에서 나오는 구형파의 주파수를 측정하시오.
※ 주파수 구하는 공식
※ R1 = 5K옴, R2 = 5K옴, C1 = 10uF 일 때 f = 9.6Hz
③ 555 Timer의 출력에서 나오는 구형파의 듀티비를 측정하시오.
※ 듀티비 구하는 공식
Duty ratio =
※ R1 = 5K옴, R2 = 5K옴일 때, D = 66.6
④ 555 Timer의 주파수를 10kHz를 만드시오.
주파수 구하는 공식이
이므로,
f가 10kHz가 되려면 R1 = 약 4K옴, R2 = 약 5K옴이 되어야 한다.

키워드

디지털회로실험및설계,   NE555,   NE555 Timer,   발진회로