NE556N Texas Instruments | Интегральные схемы (ИС)

Извлекать

NE556N — это интегральная схема (ИС), разработанная Texas Instruments, известной компанией в полупроводниковой и электронной промышленности.

Резюме

NE556N - это интегральная схема (ИС), разработанная Texas Instruments, известной компанией в области полупроводников и электроники. Отличаясь конфигурацией с двумя таймерами, NE556N объединяет две ИС 555 таймера в одном корпусе, что делает ее универсальным компонентом, широко используемым в различных приложениях для синхронизации и генерации импульсов. Способность работать как в астабильном, так и в моностабильном режимах, а также такие функции, как активное подтягивание и оттягивание, точные схемы синхронизации и регулируемые рабочие циклы, закрепили за ним место как в промышленной, так и в потребительской электронике. История инноваций Texas Instruments легла в основу NE556N. Компания, основанная в 1951 году, была в авангарде полупроводниковых технологий, выпустив первый в мире коммерческий кремниевый транзистор в 1954 году и первую интегральную схему в 1958 году. Эти открытия привели к созданию различных значимых продуктов, включая NE556N, который продолжает развиваться вместе с достижениями электронной техники. Технические характеристики и особенности NE556N позволяют использовать его в широком спектре приложений, включая прикладные таймеры, генераторы импульсов и промышленные системы управления. Он работает в широком диапазоне напряжений от +5 В до +18 В и может выдавать или потреблять ток до 200 мА. Эти характеристики обеспечивают надежную работу в различных условиях эксплуатации. Несмотря на устаревшую конструкцию, NE556N остается популярным выбором благодаря своей надежности, энергоэффективности и надежным функциям защиты, таким как тепловое отключение и защита от короткого замыкания. Однако NE556N не лишен ограничений. Его максимальное рабочее напряжение составляет +18 В, а предельный ток ограничен, что может потребовать установки дополнительных компонентов, например транзисторов, для приложений с большим током. Чувствительность к температуре - еще одно соображение, так как производительность может незначительно меняться при изменении температуры. Несмотря на эти ограничения, NE556N продолжает оставаться востребованным компонентом для многих электронных проектов, от базовых схем таймеров до более сложных приложений с двумя таймерами. Его неизменная популярность - свидетельство надежности и гибкости конструкции, поддерживаемой сильным сообществом и богатыми ресурсами как для любителей, так и для инженеров.

История

Компания Texas Instruments (TI) сыграла ключевую роль в развитии интегральных схем и полупроводниковой промышленности. Компания появилась в 1951 году в результате реорганизации Geophysical Service Incorporated, которая была основана в 1930 году для производства оборудования для сейсмической промышленности и оборонной электроники.

. В 1954 году компания TI выпустила первый в мире коммерческий кремниевый транзистор, что стало важной вехой в истории электроники. Позже, в том же году, TI разработала и выпустила первый транзисторный радиоприемник Regency TR-1, в котором использовались германиевые транзисторы из-за высокой стоимости кремниевых транзисторов в то время. По замыслу руководителя TI Патрика Хаггерти, разработка транзисторного радио была вызвана стремлением увеличить рыночный спрос на транзисторы. Новаторский момент произошел в 1958 году, когда Джек Килби, работавший в Центральной исследовательской лаборатории TI, изобрел интегральную схему. Эта инновация положила начало современной эре электроники, позволив миниатюризировать и усложнить схемы, которые мы видим в современных технологиях. Изобретение Килби заложило основу для будущих достижений, включая ручной калькулятор, который TI представила в 1967 году, и первый однокристальный микроконтроллер в 1970 году, который объединил все элементы вычислительной техники на одном куске кремния. В 1970-х и 1980-х годах TI продолжала внедрять инновации и расширять линейки своих продуктов. В 1972 году компания разработала общий модуль FLIR, инфракрасную систему дальнего обзора. В следующем десятилетии TI стала пионером в области цифровой обработки сигналов (DSP) и добилась значительных успехов в области потребительской электроники, в частности, выпустив в 1978 году устройство Speak & Spell. К 1984 году TI также вышла на рынок персональных компьютеров, но столкнулась с трудностями и в итоге решила покинуть этот сектор. В 1990-х годах графические калькуляторы TI, в частности серия TI-8x, стали популярны среди студентов и преподавателей. Появление этих калькуляторов облегчило программирование и привело к созданию специализированных онлайн-сообществ, таких как ticalc.org, где пользователи могли обмениваться программами и учебными пособиями. На протяжении всей своей истории TI оставалась в авангарде полупроводниковых инноваций, постоянно адаптируясь к технологическим достижениям в различных областях. Вклад компании оказал длительное влияние на электронную промышленность, закрепив за ней славу пионера в области интегральных схем и микроэлектроники.

Технические характеристики

NE-556 - это сдвоенная микросхема таймера, обеспечивающая точную синхронизацию в одном корпусе. Уровень срабатывания и пороговый уровень обычно устанавливаются на одну треть и две трети напряжения питания, соответственно. Эти уровни могут быть отрегулированы с помощью управляющего вывода NE-556

. Когда вход на триггере опускается ниже уровня триггера, флип-флоп перестраивается, что приводит к высокому уровню на выходе. И наоборот, если вход триггера выше уровня триггера, а флип-флоп находится в режиме сброса, на выходе будет низкий уровень. Кроме того, вывод сброса NE-556 позволяет переопределить все входы, чтобы начать новый цикл синхронизации.

Функции

NE-556 оснащен несколькими ключевыми функциями, необходимыми для различных приложений:

Возможности активного подтягивания и подтягивания
Две схемы точной синхронизации в одном корпусе
Возможность работы как в астабильном, так и в моностабильном режимах
Пригодность для использования в таймерах, импульсных модуляторах положения, генераторах импульсов, детекторах отсутствующих импульсов и промышленных системах управления

Рейтинги

Требования к питанию и напряжению NE-556 имеют решающее значение для его правильной работы. Конкретные номиналы обычно указываются в технических паспортах, что позволяет пользователям понять электрические характеристики, необходимые для предотвращения повреждений и обеспечения эффективности.

Приложения

Интегральные микросхемы NE556N от Texas Instruments - это универсальные компоненты, используемые в различных приложениях точной синхронизации. Эти устройства отличаются высокой стабильностью и могут создавать точные временные задержки или осцилляции, что делает их идеальными для промышленной и бытовой электроники. В моностабильном режиме микросхемы NE556N могут создавать точные временные интервалы, управляемые одной внешней сетью резисторов и конденсаторов.

. Этот режим часто используется в таких приложениях, как генераторы временной задержки, где необходимо надежно поддерживать определенную длительность. При конфигурации в астабильном режиме NE556N позволяет независимо управлять частотой и рабочим циклом с помощью двух внешних резисторов и одного внешнего конденсатора. Эта функция особенно полезна при генерации сигналов широтно-импульсной модуляции (ШИМ), которые необходимы для управления скоростью вращения двигателя. Дополнительные области применения NE556N включают формирование импульсов, когда схема может изменять форму входного сигнала; генераторы импульсов, которые создают серию импульсов через заданные промежутки времени; и последовательную синхронизацию, которая включает в себя запуск событий в определенном порядке. NE556N также используется в генерации тональных импульсов для систем связи, делении частоты для снижения частоты сигнала и кодировании тональных сигналов для телефонных клавиатур. Кроме того, способность NE556N работать как в астабильном, так и в моностабильном режимах, а также такие характеристики, как регулируемый рабочий цикл, высокий выходной ток и совместимость с TTL, делают его подходящим для промышленных систем управления и синхронизации приборов. Его точность и надежность обеспечивают выполнение критически важных функций в системах управления светофорами и других автоматизированных процессах.

Пример использования: Управление скоростью вращения двигателя

В практических приложениях NE-556 можно использовать для управления скоростью вращения двигателя. Например, схема с использованием двух таймеров NE-556 может быть сконфигурирована таким образом, что один из них работает как тактовый вход, а другой - как широтно-импульсный модулятор, причем оба работают на частоте 10 Гц.

. Эта установка позволяет наблюдать за скоростью вращения двигателя, прослушивая его звук во время вращения и измеряя рабочий цикл и постоянное напряжение на нем. Результаты подтверждают первоначальные проектные предположения и демонстрируют, как скорость двигателя коррелирует с различной длительностью импульсов.

Особенности и функциональность

Интегральная схема NE556N, разработанная компанией Texas Instruments, представляет собой универсальную и широко используемую микросхему таймера, содержащую два 555-х таймера в одном корпусе. Основные функциональные возможности NE556N включают астабильный и моностабильный режимы работы, что очень важно для приложений синхронизации и генерации импульсов.

Основные характеристики

NE556N IC включает в себя несколько важных особенностей, которые повышают его функциональность и универсальность:

Активное подтягивание и оттягивание вниз: Эти особенности позволяют NE556N эффективно управлять как высоким, так и низким состоянием выхода, обеспечивая надежную работу в различных конфигурациях схем.
Схемы точной синхронизации: Прибор объединяет две схемы точной синхронизации, что делает его подходящим для приложений, требующих точных временных задержек и колебаний.
Широкий диапазон рабочего напряжения: Он эффективно работает в широком диапазоне напряжений питания, от +5 до +18 вольт, что позволяет использовать его в различных условиях питания.
Привод высокого тока: NE556N может потреблять или отдавать ток нагрузки до 200 мА, что позволяет напрямую управлять другими цифровыми логическими схемами.
Стабильность температуры: ИС демонстрирует температурную стабильность 50 частей на миллион на градус Цельсия, что эквивалентно 0,005 %/ °C, обеспечивая стабильную работу в различных температурных диапазонах.
Регулируемый рабочий цикл: Рабочий цикл таймера регулируется, что позволяет гибко генерировать импульсы нужной ширины и частоты.

Приложения

Соображения по дизайну

При разработке схем с использованием ИС таймера NE555 важно учитывать различные факторы, влияющие на его работу. Таймер NE555 может быть использован в различных конфигурациях, включая астабильный, моностабильный и бистабильный режимы, каждый из которых служит для различных целей в электронных схемах.

Выбор компонентов

Резисторы и конденсаторы

Выбор резисторов (Ra, Rb) и конденсаторов (C) важен для определения временных характеристик таймера NE555. Например, в схеме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) выбор конденсатора емкостью 4,7 мкФ с резисторами Ra = 24KΩ и Rb = 3KΩ позволяет получить частоту колебаний 10 Гц с рабочим циклом 90%

. Точная настройка частоты в процессе реализации схемы может быть достигнута путем использования комбинации фиксированных резисторов и потенциометров, например, резистора 20KΩ и потенциометра 5KΩ для Ra.

Потенциометры

Потенциометры играют важную роль в регулировке управляющего напряжения в схеме. Можно использовать потенциометр 50KΩ, внешние выводы которого подключены к Vcc и земле, а средний вывод подключен к выводу управляющего напряжения (вывод 5) ИС таймера NE555. Такая конфигурация позволяет точно модулировать выходной сигнал

Конфигурация цепи

Режим Astable

В астабильном режиме таймер NE555 генерирует непрерывную квадратную волну на выходе без необходимости внешнего триггера. Этот режим обычно используется для генерации тактовых импульсов или ШИМ-сигналов. Конфигурируя таймер NE555 в астабильном режиме, можно получить выходной сигнал с рабочим циклом 90%, который подходит для приложений, требующих стабильно высокого выходного состояния.

Моностабильный режим

В моностабильном режиме таймер NE555 вырабатывает один выходной импульс в ответ на внешний триггер. Этот режим полезен для приложений, требующих точной временной задержки. Например, подобрав соответствующие значения R и C так, чтобы RC = 0,25 x период тактового входа, можно создать переменную временную задержку, зависящую от управляющего напряжения

Защита и стабильность

Обратные диоды

В схемах с индуктивной нагрузкой, таких как двигатели постоянного тока, включение обратного диода параллельно двигателю помогает защитить схему от резких скачков напряжения. Это особенно важно для предотвращения повреждения ИС таймера NE555 и других компонентов

Практическая реализация

Тестирование и валидация

Прежде чем завершить разработку схемы, необходимо протестировать и проверить ее параметры. Использование таких инструментов, как мультиметры, для измерения частоты и рабочего цикла, а также точная настройка компонентов на основе этих измерений гарантирует, что схема работает так, как задумано. Например, проверка данных путем наблюдения за поведением двигателя и измерения рабочего цикла и постоянного напряжения на нем может подтвердить точность конструкции.

. Учитывая эти факторы, инженеры и любители могут эффективно использовать ИС таймера NE555 в различных приложениях, добиваясь надежного и точного управления в своих электронных схемах.

Преимущества

Интегральная схема NE556N, выпускаемая компанией Texas Instruments, обладает рядом преимуществ, которые делают ее популярным выбором в различных приложениях. Одним из основных преимуществ является конфигурация двойного таймера, которая обеспечивает гибкость и удобство реализации двух функций синхронизации в одном корпусе. Такая конфигурация двойного таймера особенно выгодна для приложений, требующих синхронизированных или независимых операций синхронизации, например, в схемах широтно-импульсной модуляции (ШИМ) и осцилляторах.

. Еще одним существенным преимуществом NE556N является его надежность и стабильность. Texas Instruments, компания, известная своим качеством и инновациями, гарантирует, что каждая ИС соответствует строгим стандартам производительности. Такая надежность очень важна для промышленной и бытовой электроники, где стабильная работа имеет первостепенное значение. Кроме того, NE556N известна своей энергоэффективностью. В соответствии со стремлением Texas Instruments к устойчивому развитию и энергоэффективности, NE556N спроектирован таким образом, чтобы минимизировать потребление энергии без ущерба для производительности. Эта особенность делает его идеальным выбором для устройств с батарейным питанием и других приложений, где энергоэффективность имеет решающее значение. Кроме того, NE556N обладает надежными функциями защиты, включая тепловое отключение и защиту от короткого замыкания. Эти функции помогают защитить ИС и всю схему от повреждений, вызванных перегревом или электрическими замыканиями, тем самым повышая долговечность и прочность устройств, в которых она используется.

Ограничения

Интегральная микросхема NE556N Texas Instruments универсальна и широко распространена, однако она имеет определенные ограничения, о которых пользователи должны знать. Одним из существенных ограничений является максимальное рабочее напряжение, которое составляет +18 В. Превышение этого напряжения может привести к выходу устройства из строя и ненадежной работе

. Кроме того, ИС может создавать или потреблять максимальный ток 150 мА, поэтому для приложений, требующих большего тока, необходимы внешние компоненты, такие как транзисторы или МОП-транзисторы для управления нагрузкой. Еще одним ограничением является температурная чувствительность. NE556N работает в диапазоне температур от 0 до 70 градусов Цельсия. Хотя его температурная стабильность составляет более 0,005% на градус Цельсия, для поддержания точной синхронизации и надежной работы все же необходимо убедиться, что температура окружающей среды не превышает этот диапазон. Для более точных приложений температурные колебания могут незначительно повлиять на работу ИС, хотя она разработана таким образом, чтобы свести этот эффект к минимуму. Кроме того, минимальное пороговое напряжение для надежной работы составляет 2,4 В при Vcc=5 В, что может ограничить ее применение в низковольтных схемах, где порог должен быть ниже. Это может быть критичным фактором при разработке маломощных приложений или устройств с батарейным питанием, где пределы напряжения ограничены. Наконец, NE556N, будучи старой разработкой, может не обладать некоторыми передовыми функциями и эффективностью, присущими более современным интегральным схемам. Альтернативные варианты, такие как LM556 или CD4047, могут предложить улучшенные функциональные возможности и рабочие характеристики, подходящие для конкретных приложений. Эти ограничения следует учитывать на этапах проектирования и реализации, чтобы обеспечить оптимальную производительность и надежность схем, использующих NE556N.

Сравнение с другими ИС

Микросхему NE556 часто сравнивают с ее предшественником - таймером 555. Хотя обе ИС имеют схожие функциональные возможности и описание выводов, есть и явные различия, которые отличают их друг от друга. NE556 - это, по сути, двойная версия классической ИС 555 Timer, содержащая два независимых таймера в одном корпусе. Эта двойная конфигурация позволяет уменьшить форм-фактор и сложность системы, что делает ее подходящей заменой для 555 во многих приложениях.

Конфигурация выводов

ИС NE556 представляет собой 14-контактный корпус для двух таймеров, в отличие от 8-контактной конфигурации ИС 555 Timer. Каждый из двух таймеров в NE556 имеет свой собственный набор выводов для порога, выхода, триггера, управляющего напряжения и разряда, при этом они имеют общие выводы Vcc и "земля".

. Такая конструкция позволяет NE556 выполнять несколько операций синхронизации одновременно или независимо в рамках одной ИС.

Функциональность

И 555, и NE556 могут работать в трех режимах: Astable, Monostable и Bistable (Schmitt) Mode. Принципы работы остаются неизменными: используются три резистора 5K, двойные компараторы и схема флип-флопа для управления синхронизацией и генерацией импульсов.

. Однако конфигурация NE556 с двумя таймерами обеспечивает повышенную гибкость и эффективность в приложениях, требующих использования нескольких цепей синхронизации.

Приложения

Области применения обеих ИС во многом схожи: генерация временной задержки, широтно-импульсная модуляция, генерация импульсов, прецизионная синхронизация и схемы последовательной синхронизации.

. Однако двухтаймерный характер NE556 позволяет использовать его в более сложных приложениях, таких как промышленные системы управления и многоступенчатые схемы синхронизации, где необходимы независимые, но одновременные функции синхронизации.