555タイマー計算機
555タイマーの非安定モードおよび単安定モードでの周波数、デューティサイクル、RC部品値を計算します。
公式
仕組み
555タイマー計算機は、発振器の設計、PWM生成、および時間遅延回路に不可欠な非安定モードと単安定モードの周波数、デューティサイクル、およびタイミング抵抗/コンデンサの値を計算します。愛好家、組み込みエンジニア、LED回路設計者が使用しているこのICは、1972年から生産され、年間販売台数は10億台を超えています。ホロウィッツ＆ヒルの「アート・オブ・エレクトロニクス」（第3版、428ページ）によると、555はフリップフロップを内蔵した1/3および2/3Vcc閾値の2つのコンパレータを使用しています。アステーブル・モードでは、周波数 f = 1.44/ [(R1 + 2×R2) ×C] となり、デューティ・サイクル D = (R1 + R2)/(R1 + 2×R2) となります。NE555は200mA出力ドライブで4.5-16Vで動作し、CMOSバージョン（LMC555、TLC555）は低消費電力（100μA対10mA）で2-15Vで動作します。
計算例
NE555 を使用して、デューティサイクルが 50% の 1kHz 発振器を設計します。標準のアスタブルモードは R1 > 0 なので D > 50% になります。デューティ・サイクルが 50% 以下の場合は、ダイオード・ステアリングを使用します。放電中は R2 の両端の D がステアリングをバイパスします。C = 100nF (標準値) を選択してください。f = 1kHz の場合:1000 = 1.44/ [(R1 + R2) × 100nF]。R1 + R2 = 14.4kΩ。R1 = R2 = 7.2kΩ の場合は、R1 = R2 = 6.8kΩ (E24 シリーズ) + 1kΩ トリマーを選択して調整します。実際の f = 1.44/ [(6.8k + 6.8k) × 100n] = 1059Hz — トリマーは正確に 1 kHz に調整されます。消費電力:NE555 は 3 ～ 10 mA を消費します。バッテリアプリケーションには LMC555 (100μA) を使用してください。
実践的なヒント
- ✓ピン5 (CV) からグランドに100nFのバイパスコンデンサを追加します。これにより、TIアプリケーションノートSLFS022によると、電源ノイズによるタイミングの変調が最大で± 10% 抑えられます。
- ✓デューティ・サイクルが 50%（ダイオードなし）の場合は、R2 = 0の非安定モードで555を使用し、放電ピンを出力に接続します。R1だけで充電時間と放電時間の両方が設定されます。
- ✓実際の最大周波数は、NE555では約500kHz、CMOSバージョンでは約2MHzです。これを超えると、コンパレータの遅延によりデューティサイクルに大きな歪みが生じます
よくある間違い
- ✗555個の静止電流は無視してください。NE555は低周波数でも3～10mAを消費します。バッテリ駆動のアプリケーションにはCMOS TLC555 (330μA) またはLMC555 (100μA) を使用してください
- ✗タイミングに電解コンデンサを使用 — ESRとリークにより5～ 20% のタイミングドリフトが発生する。高精度なタイミングを得るにはフィルムコンデンサ (± 2% の安定性) を使用
- ✗出力電流定格を超える—NE555のソース/シンクは最大200mAですが、100mAを大幅に超えると発熱します。高電流負荷にはトランジスタバッファを追加
よくある質問
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