NE556N Texas Instruments | Інтегральні схеми (ІС)

Екстракт

NE556N — це інтегральна схема (ІС), розроблена Texas Instruments, відомою компанією в галузі напівпровідників та електроніки.

Підсумок

NE556N - це інтегральна схема (ІС), розроблена Texas Instruments, відомою компанією в галузі напівпровідникової та електронної промисловості. Відома своєю конфігурацією з двома таймерами, NE556N поєднує два таймери 555 в одному корпусі, що робить її універсальним компонентом, який широко використовується в різних додатках синхронізації та генерації імпульсів. Здатність працювати як в стабільному, так і в моностабільному режимах, а також такі функції, як активне підтягування та опускання, точні схеми синхронізації та регульовані робочі цикли, закріпили за ним місце як в промисловій, так і в побутовій електроніці. Історія інновацій Texas Instruments заклала основу для NE556N. Компанія, заснована в 1951 році, була в авангарді напівпровідникових технологій, випустивши перший у світі комерційний кремнієвий транзистор в 1954 році і першу інтегральну схему в 1958 році. Ці прориви призвели до розробки різних важливих продуктів, включаючи NE556N, який продовжує розвиватися разом з досягненнями в електронній інженерії. Технічні характеристики і можливості NE556N дозволяють використовувати її в широкому спектрі застосувань, включаючи прикладні таймери, генератори імпульсів і промислові системи управління. Він працює в широкому діапазоні напруг від +5 В до +18 В і здатний споживати або приймати струм до 200 мА. Ці характеристики забезпечують надійну роботу в різних умовах експлуатації. Незважаючи на свою застарілу конструкцію, NE556N залишається популярним вибором завдяки своїй надійності, енергоефективності та надійним функціям захисту, таким як теплове вимкнення та захист від короткого замикання. Однак NE556N не позбавлений обмежень. Він має максимальну робочу напругу +18 В і визначену межу струму, що може призвести до необхідності використання додаткових компонентів, таких як транзистори для додатків з більш високим струмом. Також слід враховувати чутливість до температури, оскільки продуктивність може дещо змінюватися при зміні температури. Незважаючи на ці обмеження, NE556N продовжує залишатися основним компонентом для багатьох електронних проектів, від простих схем таймерів до більш складних додатків з двома таймерами. Його незмінна популярність є свідченням надійності та гнучкості конструкції, що підтримується потужною спільнотою та великою кількістю ресурсів як для любителів, так і для інженерів.

Історія

Компанія Texas Instruments (TI) відіграла ключову роль в еволюції інтегральних схем та напівпровідникової промисловості. Компанія виникла в 1951 році після реорганізації Geophysical Service Incorporated, яка була заснована в 1930 році для виробництва обладнання для сейсмічної промисловості та оборонної електроніки.

. У 1954 році TI випустила перший у світі комерційний кремнієвий транзистор, що стало важливою віхою в історії електроніки. Того ж року TI розробила і виготовила перший транзисторний радіоприймач Regency TR-1, в якому використовувалися германієві транзистори через високу вартість кремнієвих транзисторів на той час. Розробка транзисторного радіо була зумовлена прагненням збільшити ринковий попит на транзистори, як це передбачав керівник TI Патрік Хаггерті (Patrick Haggerty). Революційний момент настав у 1958 році, коли Джек Кілбі, який працював у Центральній дослідницькій лабораторії TI, винайшов інтегральну схему. Ця інновація поклала початок ері сучасної електроніки, уможлививши мініатюризацію та ускладнення схем, які ми бачимо в сучасних технологіях. Винахід Кілбі заклав основу для майбутніх досягнень, включаючи ручний калькулятор, який TI представила в 1967 році, і перший однокристальний мікроконтролер в 1970 році, який інтегрував всі елементи обчислень на одному шматку кремнію. У 1970-х і 1980-х роках TI продовжувала впроваджувати інновації та розширювати лінійки своєї продукції. У 1972 році компанія розробила Common Module FLIR, перспективну інфрачервону систему. У наступному десятилітті TI стала піонером у галузі цифрової обробки сигналів (DSP) і досягла значних успіхів у побутовій електроніці, зокрема, з появою системи Speak & Spell у 1978 році. До 1984 року TI також вийшла на ринок персональних комп'ютерів, але зіткнулася з труднощами і врешті-решт вирішила покинути цей сектор. У 1990-х роках серія графічних калькуляторів TI, зокрема TI-8x, стала популярною серед студентів та викладачів. Поява цих калькуляторів полегшила програмування і призвела до створення спеціальних онлайн-спільнот, таких як ticalc.org, де користувачі могли обмінюватися програмами та навчальними посібниками. Протягом усієї своєї історії TI залишалася в авангарді напівпровідникових інновацій, постійно адаптуючись до технологічного прогресу в різних галузях і стимулюючи його. Внесок компанії мав довготривалий вплив на електронну промисловість, зміцнивши її репутацію першопрохідця в галузі інтегральних схем та мікроелектроніки.

Технічні характеристики

NE-556 - це мікросхема з подвійним таймером, яка пропонує схеми точної синхронізації в одному корпусі. Рівень запуску і пороговий рівень зазвичай встановлюються на одну третину і дві третини напруги живлення відповідно. Ці рівні можна регулювати за допомогою керуючого виводу NE-556

. Коли вхідний сигнал на тригер падає нижче рівня тригера, фліп-флоп налаштовується, що призводить до високого рівня на виході. І навпаки, якщо вхід на тригер перевищує рівень тригера, коли фліп-флоп знаходиться в режимі скидання, вихід буде низьким. Крім того, вивід скидання NE-556 дозволяє перевизначити всі входи, щоб почати новий цикл синхронізації.

особливості

NE-556 має кілька ключових функцій, необхідних для різних застосувань:

Активні можливості витягування та підтягування
Дві схеми точної синхронізації в одному корпусі
Здатність працювати як в астабільному, так і в моностабільному режимах
Придатність для використання в прикладних таймерах, імпульсних модуляторах положення, генераторах імпульсів, детекторах пропущених імпульсів і промислових системах керування

Рейтинги

Вимоги до потужності та напруги NE-556 є критично важливими для його належної роботи. Конкретні номінальні значення зазвичай вказані в технічному паспорті, щоб користувачі розуміли електричні характеристики, необхідні для запобігання пошкодженням і забезпечення ефективності.

Додатки

Інтегральні мікросхеми NE556N від Texas Instruments - це універсальні компоненти, що використовуються в різноманітних системах точної синхронізації. Ці пристрої мають високу стабільність і можуть створювати точні часові затримки або коливання, що робить їх ідеальними як для промислової, так і для побутової електроніки. У моностабільному режимі мікросхеми NE556N можуть створювати точні часові інтервали, керовані одним зовнішнім резистором і конденсатором.

. Цей режим часто використовується в таких додатках, як генератори затримки часу, де необхідно надійно підтримувати певну тривалість. У стабілізованому режимі NE556N дозволяє незалежно керувати частотою і скважністю за допомогою двох зовнішніх резисторів і одного зовнішнього конденсатора. Ця функція особливо корисна при генеруванні сигналів широтно-імпульсної модуляції (ШІМ), які необхідні для керування швидкістю двигуна. Інші застосування NE556N включають формування імпульсів, де схема може змінювати форму вхідного сигналу; генератори імпульсів, які створюють серію імпульсів з певними інтервалами; і послідовну синхронізацію, яка передбачає запуск подій в певному порядку. NE556N також використовується для генерації тональних імпульсів для систем зв'язку, частотного поділу для зниження частоти сигналу і кодування тональних сигналів для телефонних клавіатур. Крім того, здатність NE556N працювати як в стабільному, так і в моностабільному режимах, а також такі характеристики, як регульований робочий цикл, високий вихідний струм і сумісність з TTL, роблять його придатним для промислового управління і синхронізації роботи приладів. Його точність і надійність гарантують, що він може виконувати критичні функції в системах керування світлофорами та інших автоматизованих процесах.

Приклад використання: Регулювання швидкості обертання двигуна

У практичному застосуванні NE-556 може використовуватися для керування швидкістю двигуна. Наприклад, можна сконфігурувати схему з використанням двох мікросхем таймерів NE-556, де одна з них працює як тактовий вхід, а інша - як широтно-імпульсний модулятор, обидві працюють на частоті 10 Гц.

. Ця установка дозволяє спостерігати за швидкістю двигуна, прослуховуючи звук двигуна під час обертання та вимірюючи робочий цикл і постійну напругу на ньому. Результати підтверджують початкові проектні припущення і демонструють, як швидкість двигуна корелює з різною тривалістю імпульсів.

Особливості та функціональність

Інтегральна мікросхема NE556N, розроблена компанією Texas Instruments, є універсальною і широко використовуваною мікросхемою таймера, що містить два таймери 555 в одному корпусі. Основні функціональні можливості NE556N включають як стабільний, так і моностабільний режими роботи, які є критично важливими в додатках синхронізації та генерації імпульсів.

Ключові особливості

Мікросхема NE556N має декілька важливих особливостей, які підвищують її функціональність та універсальність:

Активне витягування вгору та вниз: Ці особливості дозволяють NE556N ефективно керувати як високими, так і низькими вихідними станами, забезпечуючи надійну роботу в різних конфігураціях схем.
Точні схеми синхронізації: Пристрій інтегрує дві схеми точної синхронізації, що робить його придатним для застосувань, які вимагають точної синхронізації затримок і коливань.
Широкий діапазон робочої напруги: Він ефективно працює в широкому діапазоні напруг живлення, від +5 до +18 вольт, пристосовуючись до різних умов електроживлення.
Високострумовий привід: NE556N може споживати або приймати струм навантаження до 200 мА, що дозволяє йому безпосередньо керувати іншими цифровими логічними схемами.
Стабільність температури: Мікросхема демонструє температурну стабільність 50 частин на мільйон на градус Цельсія, або еквівалентно 0,005 %/°C, що забезпечує стабільну роботу в різних температурних діапазонах.
Регульований робочий цикл: Робочий цикл таймера регулюється, що дозволяє гнучко генерувати бажану ширину і частоту імпульсів.

Додатки

Дизайнерські міркування

При проектуванні схем з використанням мікросхеми таймера NE555 дуже важливо враховувати різні фактори, які впливають на її продуктивність. Таймер NE555 можна використовувати в різних конфігураціях, включаючи стабільний, моностабільний і бістабільний режими, кожен з яких служить різним цілям в електронних схемах.

Вибір компонентів

Резистори та конденсатори

Вибір резисторів (Ra, Rb) і конденсаторів (C) має важливе значення для визначення часових характеристик таймера NE555. Наприклад, в схемі широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) вибір конденсатора 4,7 мкФ з резисторами Ra = 24 кОм і Rb = 3 кОм забезпечує частоту коливань 10 Гц з робочим циклом 90%.

. Точної настройки частоти під час реалізації схеми можна досягти за допомогою комбінації фіксованих резисторів і потенціометрів, наприклад, резистора на 20 кОм і потенціометра на 5 кОм для параметра Ra.

Потенціометри

Потенціометри відіграють важливу роль у регулюванні напруги керування в схемі. Потенціометр на 50 кОм можна використовувати, підключивши його зовнішні клеми до Vcc і заземлення, а середній вивід - до виводу керуючої напруги (вивід 5) мікросхеми таймера NE555. Така конфігурація дозволяє точно модулювати вихідний сигнал

Конфігурація схеми

Стабільний режим

У стабільному режимі таймер NE555 генерує безперервний вихідний сигнал прямокутної форми без необхідності зовнішнього тригера. Цей режим зазвичай використовується для генерації тактових імпульсів або ШІМ-сигналів. Конфігуруючи таймер NE555 в стабільному режимі, можна отримати вихід з коефіцієнтом заповнення 90%, який підходить для додатків, що вимагають постійного високого рівня вихідного сигналу.

Моностабільний режим

У моностабільному режимі таймер NE555 виробляє один вихідний імпульс у відповідь на зовнішній тригер. Цей режим корисний для застосувань, що вимагають точної часової затримки. Наприклад, вибравши відповідні значення для R і C так, щоб RC = 0,25 x період вхідного сигналу, можна створити змінну часову затримку, залежну від напруги керування.

Захист і стабільність

Ходові діоди

У ланцюгах з індуктивним навантаженням, таких як двигуни постійного струму, паралельне включення діода зворотного зв'язку допомагає захистити ланцюг від раптових стрибків напруги. Це особливо важливо для запобігання пошкодженню мікросхеми таймера NE555 та інших компонентів.

Практична реалізація

Тестування та валідація

Перш ніж завершити розробку схеми, важливо протестувати і перевірити параметри схеми. Використання таких інструментів, як мультиметр для вимірювання частоти та робочого циклу, а також точне налаштування компонентів на основі цих вимірювань гарантує, що схема працюватиме так, як передбачалося. Наприклад, перевірка даних шляхом спостереження за поведінкою двигуна та вимірювання робочого циклу і напруги постійного струму на ньому може підтвердити точність проектування

. Враховуючи ці конструктивні фактори, інженери і любителі можуть ефективно використовувати мікросхему таймера NE555 в різних додатках, досягаючи надійного і точного управління в своїх електронних схемах.

Переваги

Інтегральна мікросхема NE556N виробництва Texas Instruments має кілька переваг, які роблять її популярним вибором для різних застосувань. Однією з основних переваг є конфігурація з двома таймерами, яка забезпечує гнучкість і зручність реалізації двох функцій синхронізації в одному корпусі. Таке налаштування подвійного таймера особливо вигідне для додатків, що вимагають синхронізованих або незалежних операцій синхронізації, наприклад, в схемах широтно-імпульсної модуляції (ШІМ) і осциляторів.

. Ще однією значною перевагою NE556N є її надійність та стабільність. Компанія Texas Instruments, відома своєю якістю та інноваціями, гарантує, що кожна мікросхема відповідає суворим стандартам продуктивності. Ця надійність має вирішальне значення для промислової та побутової електроніки, де стабільна продуктивність має першорядне значення. Крім того, NE556N відома своєю енергоефективністю. Відповідно до політики Texas Instruments щодо сталого розвитку та енергоефективності, NE556N розроблено з метою мінімізації енергоспоживання без шкоди для продуктивності. Ця особливість робить його ідеальним вибором для пристроїв, що працюють від батареї, та інших застосувань, де енергоефективність має вирішальне значення. Крім того, NE556N має надійні функції захисту, включаючи теплове вимкнення і захист від короткого замикання. Ці функції допомагають захистити мікросхему і схему в цілому від пошкоджень через перегрів або електричні несправності, тим самим підвищуючи довговічність і надійність пристроїв, в яких вона використовується.

Обмеження

Хоча інтегральна мікросхема NE556N Texas Instruments є універсальною і широко використовуваною, вона має певні обмеження, про які користувачі повинні знати. Одним із суттєвих обмежень є її максимальна робоча напруга, яка становить +18 В. Перевищення цієї напруги може призвести до виходу пристрою з ладу і ненадійної роботи

. Крім того, мікросхема може виводити або приймати максимальний струм 150 мА, а отже, для додатків, що вимагають більшого струму, необхідні зовнішні компоненти, такі як транзистори або MOSFET, щоб керувати навантаженням. Ще одним обмеженням є чутливість до температури. NE556N працює в діапазоні температур від 0 до 70 градусів Цельсія. Хоча він має температурну стабільність краще, ніж 0,005% на градус Цельсія, все одно важливо переконатися, що температура навколишнього середовища не виходить за межі цього діапазону, щоб підтримувати точну синхронізацію і надійну роботу. Для більш точних застосувань коливання температури можуть незначно впливати на продуктивність мікросхеми, хоча вона спроектована таким чином, щоб мінімізувати цей ефект. Крім того, мінімальна порогова напруга для надійної роботи становить 2,4 В при Vcc=5 В, що може обмежити її використання в низьковольтних схемах, де поріг спрацьовування повинен бути нижчим. Це може бути критичним фактором при розробці малопотужних застосувань або пристроїв з живленням від батареї, коли запаси напруги обмежені. Нарешті, NE556N, будучи старішою моделлю, може не мати деяких розширених функцій та ефективності, які притаманні більш сучасним інтегральним мікросхемам. Альтернативи, такі як LM556 або CD4047, можуть запропонувати покращені функціональні можливості та експлуатаційні характеристики, які підходять для конкретних застосувань. Ці обмеження слід враховувати на етапах проектування і реалізації, щоб забезпечити оптимальну продуктивність і надійність схем, в яких використовується NE556N.

Порівняння з іншими мікросхемами

Мікросхему NE556 часто порівнюють з її попередницею, мікросхемою 555 Timer. Хоча обидві мікросхеми мають схожі функціональні можливості та опис виводів, є чіткі відмінності, які відрізняють їх один від одного. NE556 - це, по суті, подвійна версія класичної мікросхеми 555 Timer IC, що містить два незалежних таймера в одному корпусі. Така подвійна конфігурація дозволяє зменшити форм-фактор і складність системи, що робить її придатною заміною 555 в багатьох додатках

Конфігурація контактів

Мікросхема NE556 - це 14-контактний корпус з двома таймерами, на відміну від 8-контактної конфігурації мікросхеми 555 Timer. Кожен з двох таймерів NE556 має власний набір виводів для порогу, виходу, тригера, керуючої напруги і розряду, а також спільні виводи Vcc і заземлення.

. Така конструкція дозволяє NE556 виконувати декілька операцій синхронізації одночасно або незалежно в межах однієї мікросхеми.

Функціональність

Як 555, так і NE556 можуть працювати в трьох режимах: Стабільний, моностабільний і бістабільний (режим Шмітта). Принципи роботи залишаються незмінними, використовуючи три 5K резистори, подвійні компаратори і схему фліп-флопа для управління синхронізацією і генерацією імпульсів.

. Однак, конфігурація NE556 з двома таймерами забезпечує підвищену гнучкість і ефективність в додатках, що вимагають декількох схем синхронізації.

Додатки

Області застосування обох мікросхем багато в чому схожі і включають генерацію часових затримок, широтно-імпульсну модуляцію, генерацію імпульсів, прецизійну синхронізацію і схеми послідовної синхронізації.

. Однак, подвійний таймер NE556 дозволяє використовувати його в більш складних додатках, таких як промислові системи управління і багатоступеневі схеми синхронізації, де необхідні незалежні, але одночасні функції синхронізації.