Таймер на операционном усилителе: простая схема с широкими возможностями

Как работает таймер на операционном усилителе. Какие преимущества дает такая схема. Какие компоненты нужны для сборки простого таймера. Как настроить время задержки таймера. Для каких задач подходит таймер на операционном усилителе.

Принцип работы таймера на операционном усилителе

Таймер на операционном усилителе представляет собой простую, но эффективную схему для создания временных задержек. Основой схемы является операционный усилитель, работающий в режиме компаратора. Ключевые компоненты включают:

• Операционный усилитель
• Резисторы для задания пороговых напряжений
• Конденсатор для определения времени задержки
• Диод для быстрого разряда конденсатора

Как работает такой таймер? При подаче входного импульса конденсатор начинает заряжаться через резистор. Когда напряжение на конденсаторе достигает порогового значения, выход операционного усилителя переключается, формируя выходной импульс заданной длительности.

Преимущества таймера на операционном усилителе

Таймер на операционном усилителе обладает рядом преимуществ по сравнению с другими схемами:

• Простота конструкции
• Низкая стоимость компонентов
• Широкий диапазон настройки времени задержки
• Высокая точность и стабильность работы
• Возможность работы в широком диапазоне питающих напряжений

За счет чего достигаются эти преимущества? Операционный усилитель обеспечивает высокое входное сопротивление и малые токи утечки, что позволяет использовать конденсаторы небольшой емкости. Это упрощает конструкцию и снижает ее стоимость.

Настройка времени задержки таймера

Время задержки таймера на операционном усилителе определяется емкостью конденсатора и сопротивлением резистора в цепи заряда. Как рассчитать нужное время задержки?

1. Выбрать номинал конденсатора (например, 10 мкФ)
2. Рассчитать требуемое сопротивление резистора по формуле: R = T / (0.7 * C), где T — требуемое время в секундах
3. Подобрать ближайший стандартный номинал резистора

Например, для задержки 1 секунду при емкости 10 мкФ потребуется резистор около 143 кОм. Выбираем ближайший стандартный номинал 150 кОм.

Области применения таймера на операционном усилителе

Где можно использовать такой таймер? Области применения очень широки:

• Автоматическое управление освещением
• Системы полива растений
• Таймеры в бытовой технике
• Промышленная автоматика
• Охранные системы

Какие конкретные задачи решает таймер в этих областях? Например, в системах освещения он может включать свет на заданное время при срабатывании датчика движения. В промышленности — управлять циклами работы оборудования.

Модификации базовой схемы таймера

Базовую схему таймера на операционном усилителе можно модифицировать для расширения функциональности. Какие модификации возможны?

• Добавление кнопки сброса для мгновенного завершения цикла
• Использование потенциометра для плавной регулировки времени
• Добавление светодиодной индикации состояния таймера
• Каскадное соединение нескольких таймеров для более сложных алгоритмов

Как реализовать эти модификации? Кнопку сброса можно подключить параллельно конденсатору. Потенциометр устанавливается последовательно с резистором в цепи заряда. Светодиод с токоограничивающим резистором подключается к выходу операционного усилителя.

Сравнение с другими типами таймеров

Как таймер на операционном усилителе соотносится с другими распространенными схемами, например, на базе микросхемы 555?

Параметр	Таймер на ОУ	Таймер на 555
Простота схемы	Высокая	Средняя
Точность	Высокая	Средняя
Диапазон времени	Широкий	Ограниченный
Энергопотребление	Низкое	Среднее

В чем преимущества таймера на операционном усилителе? Он обеспечивает более высокую точность за счет меньших токов утечки и позволяет реализовать более широкий диапазон времен задержки.

Практические советы по сборке таймера

При сборке таймера на операционном усилителе важно учитывать ряд практических моментов:

• Выбирать операционный усилитель с малыми токами смещения и утечки
• Использовать конденсаторы с низким током утечки (например, полипропиленовые)
• Применять резисторы с малым температурным коэффициентом сопротивления
• Обеспечить стабильное питание схемы
• Экранировать схему от электромагнитных помех

Как эти меры влияют на работу таймера? Они повышают точность и стабильность времени задержки, особенно при длительных интервалах.

Перспективы развития таймеров на операционных усилителях

Какие тенденции наблюдаются в развитии таймеров на операционных усилителях?

• Интеграция с микроконтроллерами для расширения функциональности
• Использование прецизионных операционных усилителей для повышения точности
• Применение цифровых потенциометров для программной настройки времени
• Разработка специализированных микросхем на базе операционных усилителей

Как эти тенденции меняют возможности таймеров? Они позволяют создавать более гибкие и точные устройства, легко интегрируемые в современные цифровые системы управления.

Таймеры и реле времени, схемы самодельных устройств (Страница 11)

Звуковой сигнализатор с оповещеннием через 90 сек для АМ-трансиверов Устройство разработано для АМ-приемопередатчиков и предназначено для ограничения длительности индивидуальной передачи и, таким образом, препятствует разъединению связи. Таймер на IC1 типа NE555 с подключенным конденсатором С1 и резистором R1 при запуске выдает тактовый импульс приблизительно в…

0 1957 0

Схема таймера для радиопередатчика Переключатель на 4 положения схемы позволяет выбирать интервалы от 0,5 до 5 мин для контроля прохождения передачи радиопередатчика до момента, пока не будет подан звуковой сигнал после срабатывания таймера. Схема содержит измерительный прибор напряженности поля и индикаторную лампу «На передаче»,…

0 2376 0

Таймер с выбором режима работы на один час Схема содержит таймер LM122 компании National с переключателем для осуществления управления запуском вручную, сброса и выхода из цикла одночасовой задержки. Схема запускается замыканием пусковой кнопки S1. Кнопка пуска S1 включается один раз и не оказывает влияния в дальнейшем. Если…

0 2110 0

Таймер с задержкой от милисекунды до 1 часа (3140, 555)

Если в схеме совместно с таймером использовать операционный усилитель на полевых транзисторах (3140), то диапазон тактовых импульсов таймера 555 может быть увеличен в 100 раз. Вывод 7 таймера 555 переключает приложенное напряжение временной определяющей цепи между V+ и заземлением. Выбранное…

0 3406 0

Схема таймера с задержкой в 1 год Применение таймеров с большой длительностью задаваемых временных интервалов XR-2242 от фирмы Ехаі позволяет создавать сверхдлительные задержки вплоть до одного года. Прежде чем выход 3 второй микросхемы (изображена слева) изменит свое состояние, на вход счетчика требуется подать 32640 тактовых…

0 2324 0

Схема последовательного таймера на 4 часа Применение делителя N8281 между частями однокорпусного сдвоенного таймера 556 позволяет получить очень длительные отрезки времени, без использования дорогих конденсаторов с низкими токами утечки.

Первая часть таймера работает как генератор с периодом 1/f. Выход генератора подается на вход делителя…

0 2198 0

Таймера для сохранения энергии источника питания Представленная схема позволяет вольтметру, работающему от батареи питания, автоматически выключаться примерно через 3,5 мин после нажатия переключателя S1, чтобы продлевать срок службы батареи, в том случае если оператор забывает выключать прибор. В любое время схема может быть включена или…

0 2228 0

Схема 30-секундной задержки после запуска на микросхеме 9602 С показанными на схеме номиналами элементов микросхема 9602, включенная в моностабильном режиме, дает на выходе время задержки 30 сек после запуска и игнорирует последующие запускающие импульсы в течение времени задержки. Время задержки в секундах равно RC/3, причем значение сопротивления…

0 2429 0

Высокоточный 1-секундный таймер Точность таймера определяется стабильностью частоты питающей сети 60 Гц. После формирователя прямоугольных импульсов, выполненного на 6-вольтовом стабилитроне 216—561 компании Radio Shack, импульсы с частотой сети поступают на десятичный счетчик 7490, который делит частоту сети на 10 и…

0 2252 0

Преобразователь время-напряжение

Сдвоенный компаратор Lh3211, полупроводниковый ключ 2N4391 и быстродействующий операционный усилитель на полевых транзисторах LH0062 дают в итоге достаточную гибкость, большой диапазон и точность измерения, которая необходима, чтобы применять этот преобразователь для компьютеризованных…

0 2656 0

 1 …  7  8  9  10 11 12  13  14  15  … 16 

Таймеры и реле времени, схемы самодельных устройств (Страница 9)

Реле времени на полевом транзисторе U199 С приведенными значениями схема таймера дает временные задержки в несколько секунд. Емкость конденсатора С1 повышается при параллельном подключении конденсатора емкостью 20 мкФ, это замедляет время срабатывания реле более чем на 1 мин. Конденсатор С1 заряжается при замыкании переключателя S1 на -…

0 3591 0

Моностабильный таймер 555 с длительной задержкой

В схеме используется операционный усилитель 3140 с высоким входным сопротивлением для увеличения эффективных значений временных определяющих компонентов Rt и Ct и одновременно для исключения использования высокоомных прецизионных резисторов и больших емкостей с маленьким током утечки. Операционный…

0 3130 0

Реле времени с задержкой от 3 минут до 4 часов Предварительно настраиваемый аналоговый таймер  предоставляет большие интервалы времени разряда конденсатора С1 за счет внутреннего сопротивления программируемого операционного усилителя СА3094, который обеспечивает достаточный выходной ток для включения тиристоров и других управляющих…

0 3150 0

Таймер на 4 часа управляющий симистором на микросхеме CA3094A Время, на которое симистор будет включаться после кратковременного нажатия пусковой кнопки «START”, определяется значением сопротивления резистора R6. Если переключатель разомкнут, то начинается процесс длительного разряда конденсатора С1. Если напряжение Е1 будет меньше, чем напряжение…

0 2266 0

Схема простого таймера на транзисторе и тиристоре

Применение конденсатора С1 различной емкости в простом моностабильном таймере на однопереходном транзисторе, который управляет тиристором, переключающим реле, и потенциометра R1 позволяет регулировать время задержки таймера в достаточно широком диапазоне. В схеме может быть применен тиристор…

0 3824 0

Схема таймера с индикацией от 1 до 10 секунд или от 1 до 10 мин Матрица из 10 светодиодов служит для индикации интервалов времени от 1 до 10 сек или 1 до 10 мин. Схема может использоваться для определения продолжительности телефонных звонков, времени выдержки в фотографии или времени приготовления пищи. Частота импульсов с выхода генератора, выполненного на…

0 3847 0

Таймер с задержкой 10 минут на основе SN74121 В схеме таймера используется автоколебательный мультивибратор SN74121, который генерирует импульсы с длительностью в 4 сек. Тактовая частота мультивибратора устанавливается резистором R1. Микросхемы U2 и U3 делят входную частоту мультивибратора на 144, что дает, в итоге, временную задержку в 576…

0 2465 0

Последовательный таймер для тестирования внешних устройств (NE555) В схеме  используются три таймера 555, которые подключены последовательно. С приведенными на схеме значениями первый таймер работает в течение 10 мс после его запуска от импульса, поданного на вывод 2, или же с помощью соединения этого вывода с общим проводом. В конце временного цикла…

0 3265 0

Схема реле времени с задержкой от 2 до 5 минут После нажатия на пусковую кнопку «START” нагрузка LOAD включается с задержкой до 5 мин, как это требуется для некоторых CMOS-схем и цифровых систем управления. В схеме используется пара таймеров 555: микросхема А — в простом режиме таймера, а микросхема В — как триггер…

0 4513 0

Таймер с десятью фиксированными интервалами Схема предназначена для формирования десяти предварительно установленных независимых интервалов времени, которые проходят по очереди с подачей звукового сигнала в конце каждого интервала. Таймер останавливается после каждого интервала до тех пор, пока не будет нажата пусковая кнопка «START”…

0 3127 0

 1 …  5  6  7  8 9 10  11  12  13  … 16 

операционный усилитель — Сбрасываемый таймер с операционным усилителем

спросил 1 год, 4 месяца назад

Изменено 1 год, 4 месяца назад

Просмотрено 502 раза

\$\начало группы\$

Мне нужно сделать схему с операционным усилителем и пассивными компонентами, которая имеет следующие ограничения:

• Когда он получает импульс на один вход, его выход должен быть высоким.
• По истечении заданного времени T он должен вернуться в низкое состояние
• Если второй импульс получен, когда выход все еще высокий, длительность перед переключением должна быть сброшена обратно на T

В двух словах, он должен вести себя как сторожевой таймер, но с пассивными элементами и операционным усилителем, поскольку я не могу использовать ИС с такой точной функцией из-за ограничений на компоненты, которые я могу использовать.

Я уже пробовал это:

Когда он получает импульс на положительный вход, выход будет высоким, в то время как напряжение на отрицательном входе ниже половины (R89 / (R88 + R89)) выходного напряжения . Основная проблема заключается в том, что схема на самом деле не сбрасывается при появлении другого импульса, что означает, что выход будет регулярно переключаться на низкий уровень, даже если таймер должен быть сброшен:

У вас есть какие-либо идеи, как улучшить схему, или другого для достижения той же цели?

• операционный усилитель
• таймер
• сторожевой таймер

\$\конечная группа\$

8

\$\начало группы\$

Просто принципиальная схема.

C1 изначально заряжен, после поступления триггерного импульса устанавливается SR (Q=1) и C1 разряжается через Q1. После исчезновения триггерного импульса C1 начинает заряжаться и после T сбрасывает выход SR (Q=0).

Вы должны убедиться, что триггерный импульс достаточно длинный, чтобы полностью разрядить C1.

^{имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab}

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Вы можете сделать что-то вроде этого (постоянные времени могут быть изменены в соответствии с вашими потребностями). Части в пунктирной рамке необходимы, если вы хотите, чтобы постоянный высокий уровень не приводил к высокому уровню вывода.

Эта схема также выдает высокий импульс при включении питания. Переворачивая некоторые части, которых можно избежать, если вам это нужно.

^{смоделируйте эту схему – Схема создана с помощью CircuitLab}

Как показано, по переднему фронту In ток течет в базу транзистора и сбрасывает C1 с точностью до десятков мВ от 0 В. Когда In становится низким, C2 разряжается через D1. C1 заряжается через R1, и примерно через одну постоянную времени выход становится низким.

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

У вас есть моностабильный мультивибратор, но вам нужен перезапускаемый моностабильный. Поиск по этому термину выдаст сотни схем, и вы сможете увидеть общую закономерность во многих из них.

Должен ли входной сигнал быть положительным, или вы можете объявить его отрицательным?

Поскольку ваш вопрос не накладывает никаких ограничений на доступный ток входного сигнала, рассмотрите C79 для входа, где он мгновенно перезаряжается всякий раз, когда входной сигнал становится высоким.

ОБНОВЛЕНИЕ:

Теперь, когда у нас есть больше информации…

Если исправны другие логические компоненты, такие как счетверенный логический элемент И-НЕ или шестнадцатеричный инвертор, это становится намного проще. Порция CD4093 или xx74xxx14 на любой вкус плюс 1 диод — классический подход. Вы не говорите, каков временной интервал T, но ваша схема предполагает чуть менее 0,33 с. Любой гистерезисный вентиль может справиться с относительно медленным временем нарастания.

Лично я бы выбрал схему Спехро, но:

1. Используйте второй транзистор вместо OA2.

2. Добавьте один резистор для гистерезиса.

3. Замените оба транзистора на МОП-транзисторы 2N7000. Это позволяет использовать синхронизирующую цепь с гораздо более высоким импедансом, что уменьшает размер времязадающего конденсатора.

4. Устранить входную дифференцирующую сеть. Насколько я понял из вашего первого поста, он не нужен, потому что импульс срабатывания входа всегда короче моностабильного периода. Если это не так (если входной сигнал может оставаться высоким дольше, чем T), то оставьте его.0005

\$\конечная группа\$

\$\начало группы\$

Благодаря ответу Михала Подманицкого я придумал систему, которую хотел. Я заменил защелку RS несимметричным триггером Шмитта, состоящим из одного операционного усилителя, с его порогами, установленными на одну треть и две трети от 3,3 В. Это означает, что высокая длительность составляет: , что составляет 330 мс со значениями схемы.

Это дает точные результаты, которые я хотел в симуляции (верхняя половина вводится, нижняя половина выводится):

И когда попробовали на практике, это также сработало, как и ожидалось:

\$\конечная группа\$

Зарегистрируйтесь или войдите в систему

Зарегистрируйтесь с помощью Google

Зарегистрироваться через Facebook

Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Опубликовать как гость

Электронная почта

Требуется, но не отображается

Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie

.

операционный усилитель — 555 таймер подкачки заряда с обратной связью

\$\начало группы\$

В схеме, над которой я работаю, требуется создать источник постоянного тока 30 В для очень легкой нагрузки (макс. пара мА). Я знаю, что существуют специализированные микросхемы, которые могут это сделать, но я хотел бы добиться этого с помощью тех частей, которые у меня уже есть.

Вот что я придумал: Идея состоит в том, что микросхема 555, настроенная в нестабильном режиме, управляет умножителем напряжения (на схеме сконфигурирован как утроитель), часть выходного напряжения сравнивается с известным источником (1/3 от 15 В) через операционный усилитель, и подается усиленная ошибка. в NPN так, чтобы при напряжении базы ~0 срабатывали контакты управления и сброса микросхемы 555.

Моделирование в LTSpice дает желаемый результат: И более близкий лут на 555out:

15 В и -15 В генерируются одновременно двумя MC34063, поэтому они нестабильны при запуске:

Мне было интересно:

1. Есть ли какая-нибудь причина, по которой эта схема может выйти из строя в реальной жизни?
2. Возможны ли улучшения, которые могли бы упростить/улучшить схему?

• операционный усилитель
• 555
92, поэтому при нагрузке 30 В и 10 кОм нерегулируемое напряжение будет падать с 45 В на диоде на импеданс усиленного источника, равный 9x плюс импеданс диода.