Arkusz danych CMOS IC LMC555 - Współpracuje z zasilaniem 1,5 V.

W tym poście przestudiujemy arkusz danych, wyprowadzenia i specyfikacje techniczne IC LMC555 który jest Wersja CMOS standardowego IC 555. IC jest wyposażony w wiele wyjątkowych funkcji, z których najbardziej zdumiewająca jest minimalny zakres zasilania, który wynosi do 1,5V. Oznacza to, że teraz masz IC 555, który może pracować nawet z ogniwem 1,5 V AAA, z gwarantowaną stabilną mocą.

CMOS oznacza komplementarny półprzewodnik z tlenkiem metalu, to technologia wykorzystywana do wytwarzania ulepszonych urządzeń półprzewodnikowych, które umożliwiają im pracę w trybie cyfrowym. Oznacza to, że urządzenia reagują tylko na dobrze zdefiniowane wejścia i odrzucają wszystkie fałszywe lub niezdefiniowane sygnały wejściowe.

Główne cechy

• Zaprojektowany, aby generować rekordową najszybszą astable częstotliwości przy 3 MHz
• W zestawie najmniejszy pakiet 8-Bump DSBGA (1,43 mm × 1,41 mm)
• Najmniejsze rozpraszanie mocy około 1 mW przy zasilaniu 5 V.
• Działa z napięciami tak niskim jak 1,5 V.
• Będąc wersją CMOS, wyjście może być połączone bezpośrednio z logiką TTL i CMOS przy zasilaniu 5 V.
• Testowany prądem od −10 mA, do poziomów 50 mA
• Układ scalony pokazuje minimalne skoki prądu zasilania, gdy wyjście jest w fazie przejściowej
• Wymaga bardzo minimalnego prądu dla działań wyzwalania, resetowania i progu.
• Wysoka stabilność nawet przy bardzo zmiennych temperaturach otoczenia.
• Bezpośrednia kompatybilność pin-to-pin z normalną serią timerów IC 555

Wprowadzenie

Wszyscy dobrze znamy branżową serię IC 555, proponowany układ scalony LMC555 jest zaawansowanym wariantem CMOS tego standardu IC 555. Wersja CMOS jest dostępna w wielu pakietach oprócz pakietu standardowego, takiego jak (SOIC, VSSSOP i PDIP ), a także w „8-bump” wielkości chipa z technologią pakietu DSBGA firmy Texas Instruments.

Główną zaletą tej wersji CMOS LMC555 jest jej zdolność do dostarczania dokładnie tych samych funkcji co standardowe IC 555 takie jak precyzyjne opóźnienia czasowe i częstotliwości, ale z bardzo zmniejszonym rozpraszaniem mocy i skokami prądu podczas przejść impulsów.

Skonfigurowany jako tryb jednostrzałowy lub monostabe, LMC555 generuje dokładne interwały czasowe, które są skutecznie kontrolowane przez pojedynczy zewnętrzny rezystor i kondensator.

Gdy działa w trybie astabilnym. częstotliwość wyjściowa, PWM i cykl pracy są idealnie realizowane przez kilka rezystorów i jeden kondensator.

Najnowocześniejszy proces LMCMOS firmy Texas Instruments w układzie scalonym nie tylko umożliwia pracę z wyjątkowo niskim rozpraszaniem, ale drastycznie rozszerza minimalny zakres zasilania chipa. Pozwala na użycie zasilania tak niskiego jak 1,5 V, ale zapewnia gwarantowaną pracę układu scalonego w różnych trybach.

Szczegóły wyprowadzeń

• Pin nr 1: Napięcie odniesienia masy
• Pin # 2: Przeznaczony do zmiany przerzutnika poprzez zestaw do resetu. Wyjście układu scalonego jest określane przez amplitudę zewnętrznego impulsu wyzwalającego umieszczonego na tym pinie
• Pin # 3 : Wynik
• Pin # 4 : Możesz przyłożyć masę lub napięcie ujemne do tego pinu, aby wyłączyć lub zresetować funkcję timera. Jeśli nie jest używany do operacji resetowania, należy podłączyć pin do VCC, aby umożliwić prawidłowe wyzwalanie
• Pin # 5 : Pin napięcia sterującego jest skonfigurowany do sterowania progiem i poziomem wyzwalania. Ustawia wyjściowy impuls fali. Możesz zastosować zewnętrzny sygnał modulujący na tym pinie, aby zmodyfikować wyjściowe PWM
• Pin # 6 : Analizuje napięcie przyłożone do pinouta o napięciu odniesienia 2/3 Vcc. Amplituda napięcia umieszczona na tym zacisku ma wpływ na stan nastawczy przerzutnika.
• Pin # 7 : Wyjście typu otwarty kolektor, które rozładowuje kondensator czasowy w przedziałach czasu (w fazie z wyjściem). Naprzemiennie przełącza wyjście z wysokiego na niskie, gdy napięcie osiągnie 2/3 napięcia zasilania
• Pin # 8 : Napięcie zasilania w odniesieniu do GND

Bezwzględne maksymalne oceny

• Napięcie zasilania nie może przekraczać + 15V
• Prąd wyjściowy wynosi maksymalnie 100 mA. Nie przeciążaj powyżej tego limitu.
• Maksymalna temperatura lutowania nt powyżej 150 stopni Celsjusza.

szczegółowy opis

Niskie rozpraszanie mocy

LMC555 oferuje taką samą zdolność generowania dokładnych opóźnień czasowych i częstotliwości, jak standardowy układ scalony IC 555, ale przy znacznie niższym rozpraszaniu mocy. Straty mocy mniejsze niż 0,2 mW można uzyskać przy zasilaniu roboczym 1,5 V i mniejszym niż 1 mW przy zasilaniu roboczym 5 V. Zastosowanie procesu LMCMOS firmy TI umożliwia uzyskanie niskiego prądu i napięcia zasilania. Zmniejszone skoki prądu zasilania podczas przejść na wyjściu oraz wyjątkowo niskie prądy resetowania, wyzwalania i progowe również zapewniają korzyści w zakresie niskiego rozpraszania mocy w LMC555.

Tryby działania urządzenia

Tryb monostabilny:

W tej konfiguracji układ scalony działa jak jednorazowy zegar.

Początkowo wewnętrzny obwód utrzymuje zewnętrzny kondensator synchronizacji w stanie rozładowania. Gdy tylko ujemny wyzwalacz niższy niż 1/3 VS zostanie przyłożony do styku wejściowego wyzwalacza, ustawia wewnętrzny przerzutnik, powodując zwarcie na zewnętrznym kondensatorze, co z kolei powoduje, że pin wyjściowy staje się wysoki.

Następnie, bez sygnału wyzwalającego, napięcie na kondensatorze zaczyna rosnąć wykładniczo przez przedział czasu t_H.= 1,1 R._DOC odpowiada czasowi, w którym wyjście jest utrzymywane w stanie wysokim, po którym napięcie na kondensatorze osiąga 2/3 VS. Wewnętrzny komparator reaguje na tę zmianę i resetuje przerzutnik, który szybko rozładowuje zewnętrzny kondensator przywracając wyjście do początkowego stanu niskiego.

Astable Operation

W trybie astabilnym pokazanym na poniższym rysunku (zwarte kołki progowe i wyzwalające) układ przechodzi w tryb samowyzwalania w postaci wolno działającego multiwibratora.

Kombinacja rezystorów R_DO+ R._bi R._bSamo naprzemiennie odpowiednio ładuje i rozładowuje kondensator taktowania, generując łańcuch ciągłych wyjściowych prostokątnych fal o określonym cyklu pracy.

Ponieważ wspomniane rezystory sterują szybkością ładowania i rozładowywania kondensatora, oznacza to, że rezystory te stają się bezpośrednio odpowiedzialne za określanie cyklu pracy impulsów wyjściowych, a ich wartości można odpowiednio zmieniać w celu osiągnięcia pożądanego cyklu pracy.

Podobnie jak w trybie wyzwalania monostabilnego, również i tutaj kondensator przechodzi proces ładowania i rozładowywania na poziomach 1/3 Vs i 2/3 Vs.

Obwody aplikacji wykorzystujące wersję CMOS IC LMC555

Dzielnik częstotliwości

Wyjaśniona powyżej monostabilna konfiguracja jednokrotna może być zrealizowana jako dzielnik częstotliwości przez odpowiednią zmianę długości częstotliwości taktowania. Poniższy rysunek przedstawia przebiegi dla konfiguracji dzielenia przez trzy.

Modulator szerokości impulsu

Układ IC LMC555 może być efektywnie używany jako obwód modulatora szerokości impulsu lub obwód generatora PWM poprzez odpowiednią modyfikację konfiguracji monostabilnej, jak pokazano poniżej.

Tutaj widzimy, że w trybie monostabilnym, jeśli pin wyzwalający # 2 jest stale wyzwalany przez zewnętrzne impulsy fali prostokątnej, wyjściowy sygnał PWM z układu scalonego może być modulowany za pomocą obliczonego sygnału przyłożonego do pinu sterującego # 5 układu scalonego.

Modulator pozycji impulsu

W tej konfiguracji jesteśmy w stanie zmienić położenie lub gęstość impulsów wyjściowych poprzez sygnał modulujący ponownie zastosowany na pinie # 5, który jest pinem sterującym układu scalonego.

Układ scalony jest ustawiony w trybie astabilnym, a sygnał modulujący jest podłączony do kołka sterującego układu scalonego, co powoduje, że napięcie progowe zmienia się wraz z sygnałem, a zatem opóźnienie czasowe PWM również zmienia się proporcjonalnie. Obraz przebiegu wyjaśnia poniższą sytuację.

50% cykl pracy oscylatora

Jeśli szukasz obwodu oscylatora CMOS, kompatybilnego z TTL o 50% cyklu pracy, ta konfiguracja może pomóc w osiągnięciu tego samego z najwyższą wydajnością. Poniższy rysunek przedstawia absolutne minimum wymagane do uzyskania określonych wyników.

Wzór na obliczenie częstotliwości to:

f = 1 / (1,4 R _do DO)

Wniosek

• LMC555 jest wersją CMOS zgodną z pin-on pin naszego standardowego IC 555
• Główną zaletą tej wersji CMOS jest przede wszystkim wyjątkowo niskie straty mocy oraz minimalny zakres napięcia roboczego wynoszący zaledwie 1,5 V.
• Przy zasilaniu 5 V (CV) wyjście staje się doskonale kompatybilne z obwodami TTL i 74 konstrukcjami opartymi na LS.
• Pobór prądu w trybie czuwania tego CMOS LMC555 jest w uA, co jest pomijalne w porównaniu z normalnym zużyciem IC 555, które może być w mA.