555 oscillateur audio

PIÈCES ET MATÉRIAUX

• Deux piles 6 volts
• Un condensateur, 0,1 µF, non polarisé (catalogue Radio Shack n° 272-135)
• Un circuit intégré de minuterie 555 (catalogue Radio Shack n° 276-1723)
• Deux diodes électroluminescentes (catalogue Radio Shack n° 276-026 ou équivalent)
• Une résistance de 1 MΩ
• Une résistance de 100 kΩ
• Deux résistances de 510 Ω
• Détecteur audio avec casque
• Oscilloscope (recommandé, mais pas nécessaire)

Un oscilloscope serait utile pour analyser les formes d'onde produites par ce circuit, mais il n'est pas indispensable. Un détecteur audio est un équipement de test très utile pour cette expérience, surtout si vous n'avez pas d'oscilloscope.

REFERENCES CROISEES

Leçons En Circuits Électriques , Volume 4, chapitre 10 :« Multivibrateurs »

OBJECTIFS D'APPRENTISSAGE

• Pour illustrer comment utiliser la minuterie 555 comme un multivibrateur astable
• Pour illustrer la connaissance pratique du cycle de service

SCHÉMA SCHÉMA

ILLUSTRATION

INSTRUCTIONS

Le circuit intégré « 555 » est une minuterie à usage général utile pour une variété de fonctions. Dans cette expérience, nous explorons son utilisation en tant que multivibrateur ou oscillateur astable. Connecté à un condensateur et à deux résistances comme indiqué, il oscillera librement, activant et désactivant les LED avec une tension de sortie à onde carrée.

Ce circuit fonctionne sur le principe de la charge et de la décharge alternative d'un condensateur. Le 555 commence à décharger le condensateur en mettant à la terre le Disch borne lorsque la tension détectée par la borne de seuil dépasse les 2/3 de la tension d'alimentation (V_cc ).

Il arrête de décharger le condensateur lorsque la tension détectée par le Trig borne tombe en dessous de 1/3 de la tension d'alimentation. Ainsi, lorsque les deux Thresh et Trigger les bornes sont connectées à la borne positive du condensateur, la tension du condensateur oscillera entre 1/3 et 2/3 de la tension d'alimentation dans un "dent de scie " modèle.

Pendant le cycle de charge, le condensateur reçoit un courant de charge via la combinaison en série des résistances de 1 MΩ et 100 kΩ. Dès que le Disch la borne de la minuterie 555 passe au potentiel de terre (un transistor à l'intérieur du 555 connecté entre cette borne et la terre s'allume), le courant de décharge du condensateur ne doit passer que par la résistance de 100 kΩ. Le résultat est une constante de temps RC qui est beaucoup plus longue pour la charge que pour la décharge, ce qui entraîne un temps de charge dépassant largement le temps de décharge.

Les 555 Out La borne produit un signal de tension carré qui est « élevé » (près de V_cc ) lorsque le condensateur se charge, et « bas » (près de 0 volt) lorsque le condensateur se décharge. Ce signal alternatif haute/basse tension entraîne les deux LED dans des modes opposés :lorsque l'une est allumée, l'autre sera éteinte. Étant donné que les temps de charge et de décharge du condensateur sont inégaux, les temps « haut » et « bas » de la forme d'onde carrée de la sortie seront également inégaux.

Cela peut être vu dans la luminosité relative des deux LED :l'une sera beaucoup plus lumineuse que l'autre car elle est allumée plus longtemps au cours de chaque cycle.

L'égalité ou l'inégalité entre « élevé » et « faible ” les temps d'une onde carrée sont exprimés en tant que cycle d'utilisation de cette onde . Une onde carrée avec un rapport cyclique de 50 % est parfaitement symétrique :son « élevé ” le temps est précisément égal à son “bas " temps. Une onde carrée « élevée « 10 % du temps et « faible « 90 % du temps est censé avoir un cycle de service de 10 %.

Dans ce circuit, la forme d'onde de sortie a un "élevé " temps dépassant le "bas ", ce qui entraîne un cycle de service supérieur à 50 %.

Utilisez le détecteur audio (ou un oscilloscope) pour étudier les différentes formes d'onde de tension produites par ce circuit. Essayez différentes valeurs de résistance et/ou de condensateur pour voir leurs effets sur la fréquence de sortie ou les temps de charge/décharge.

FEUILLE DE TRAVAIL CONNEXE :

• Feuille de travail des circuits de minuterie