NE555

Zapojení 555 jako astabilní klopný obvod

Průběhy napětí na výstupu č.3 (nahoře) a na uzlu R2-C (dole).

Astabilní klopný obvod je impulzní generátor, na jehož výstupu se nepřetržitě střídají úrovně napětí (logická nula a jedna). Zapojení využívá analogové napětí na kondenzátoru, který se periodicky nabíjí a vybíjí.

Obvod nemá ani jeden stabilní stav (odtud astabilní). To znamená, že výstup obvodu (pin číslo 3, OUT) nesetrvává ani v log. nule nebo jedničce. Oba stavy se pravidelně, periodicky střídají.

Na začátku je kondenzátor C vybitý (není na něm žádné napětí) a výstup obvodu OUT je v logické jedničce. Poté se kondenzátor C začne nabíjet a jakmile dosáhne hodnoty 2/3 napájecího napětí (VCC), vstup č. 6 (THR) způsobí, že výstup komparátoru K1 svým kladným napětím resetuje KO RS. Na výstupu č. 3 (OUT) se objeví log. nula.

Zároveň se ale otevře vybíjecí tranzistor, jehož kolektor (pin č. 7, DIS) spojí kondenzátor C se zemí a ten se tak začne vybíjet. Jakmile se kondenzátor vybije na hodnotu menší jak 1/3 napájecího napětí, výstup komparátoru K2 nastaví KO RS a tím pádem se na výstupu opět objeví logická jedna a vybíjecí tranzistor se uzavře. Dochází k nabíjení kondenzátoru.

Doba, po kterou se kondenzátor nabíjí je ovlivněna velikostí jeho kapacity a velikostí odporů R₁, R₂. Naopak velikost vybíjecí doby je závislá pouze na velikosti kondenzátoru a rezistoru R₂. Rezistor R₁ nemá na vybíjení vliv, protože kondenzátor se vybíjí přes tranzistor (pin č. 7).

${\displaystyle t_{nab}=\ln(2)\cdot C(R_{1}+R_{2})\approx 0.693\cdot C(R_{1}+R_{2})}$

${\displaystyle t_{vyb}=\ln(2)\cdot CR_{2}\approx 0,693\cdot CR_{2}}$

Délka periody signálu je pak:

${\displaystyle T=t_{nab}+t_{vyb}=\ln(2)\cdot C(R_{1}+2R_{2})}$

Při konstrukci astabilního obvodu, který bude mít střídu (poměr doby, po kterou jsou na výstupu úrovně log. jedna a nula) výstupní signálu 1:1, musíme podle výše uvedených vztahů volit hodnoty rezistorů:

${\displaystyle R_{2}=R_{1}+R_{2}}$

Tedy rezistor R₁ = 0 Ω. Rezistor R₁ však musí mít nenulovou hodnotu odporu, protože při vybíjení kondenzátoru přes kolektor vybíjecího tranzistoru by nastal zkrat napájecího zdroje, což může v nejhorším případě způsobit zničení tranzistoru. Rezistor R₁ tedy nesmí být v zapojení vynechán, a tak s tímto zapojením nelze dosáhnout střídy přesně 1:1 (Tenhle problém se dá ovšem snadno obejít připojením diody paralelně k R2, takže se C nabíjí pouze přes jeden odpor a diodu a přes druhý odpor se vybíjí. Další možnost je vynechat oba odpory, pin 7 ponechat volný a C připojit přes jeden odpor k pinu 3). Zpravidla se volí rezistory, aby platilo

${\displaystyle R_{1}\ll R_{2}}$,

například:

${\displaystyle R_{2}=100\;k\Omega }$

${\displaystyle R_{1}=1\;k\Omega }$

Zapojení 555 jako monostabilní klopný obvod

Spouštěcí signál KO (nahoře), nabíjení kondenzátoru (uprostřed), výstupní signál obvodu (dole)

Monostabilní klopný obvod má jeden stabilní stav. Po příchodu sestupné hrany vstupního impulzu se obvod překlopí do svého nestabilního stavu, ve kterém setrvá předem definovanou dobu. Poté se opět vrací zpátky do stabilního stavu.

Spouštěcí impulz je vždy kratší, než výstupní impulz. To znamená, že výstupní impulz má stejnou, nebo větší šířku, než impulz spouštěcí. Z toho vyplývá, že se obvod používá například pro prodloužení, nebo obnovení impulzu.[3]

Po vyslání impulzu na pin č. 2 se kondenzátor C začne nabíjet přes rezistor R, protože vybíjecí tranzistor je uzavřen. Jakmile se kondenzátor nabije na 2/3 napájecího napětí, komparátor K1 resetuje KO RS, což způsobí změnu výstupní úrovně a zároveň otevření vybíjecího tranzistoru. Kondenzátor je spojen se zemí a tím se vybije. V tomto stavu obvod setrvává do příchodu dalšího spouštěcího impulzu.

Doba, po kterou obvod setrvává v nestabilním stavu je opět dána dobou nabíjení kondenzátoru:

${\displaystyle t_{nestab}=\ln(3)\cdot CR\approx 1,099\cdot CR}$

• Hájek Jan Ing.: Časovač 555 – praktická zapojení, BEN - technická literatura, 2002, ISBN 80-901984-1-4
• Hájek Jan Ing.: Zvuky se dvěma časovači 555 – praktická zapojení, BEN - technická literatura, 2002, ISBN 80-7300-039-3
• Hájek Jan Ing.: Zvuky s časovačem 555 – praktická zapojení,BEN - technická literatura, 2002, ISBN 80-7300-007-5
• Hájek Jan Ing.: Blikače s časovačem 555, BEN - technická literatura, 2006, ISBN 80-7300-196-9
• Hájek Jan Ing.: 2x časovač 555 – praktická zapojení se dvěma časovači, BEN - technická literatura, 2002, ISBN 80-86056-27-9
• Hájek Jan Ing.: 3x časovač 555 – praktická zapojení se třemi časovači, BEN - technická literatura, 2002, ISBN 80-86056-36-8

• Integrovaný obvod
• Operační zesilovač
• Klopný obvod

• Obrázky, zvuky či videa k tématu NE555 na Wikimedia Commons
• Kniha Praktická elektronika/Generátory/555 ve Wikiknihách
• (anglicky) Data Sheet (PDF)
• (anglicky) Funkce astabilního klopného obvodu s NE555 (Java applet)
• (slovensky) Teorie obvodu 555
• (česky) NE555 - popis obvodu