[参考译文] TLC556：TLC556非稳态运行

我的道歉,我没有发现第一个 Ton 会比随后的更长,所以这里是我得到的:

Ton1 = 686s

Toff1 = 318s

Ton2 = 392秒

TOFF2 = 318s

在我的 LTSpice 仿真中、对于较长的 Ton1与 Ton2/3/4会发生相同的情况

Ton1 = 476s

TOFF1 = 298s

Ton2 = 303s

数字不是关闭的、 但它们仍然关闭、因此我仍然存在相同的问题...为什么我的时序值与计算值相差太远、我应该使用什么电阻器值来获得600秒(10分钟)的总周期和大约50%的占空比？

接下来、我要问的下一个问题是、是否可以消除输出超长的第一个 Ton 时间周期？  我知道输出响应的是电容器电压的高低点、当电容器首次必须充电时、电容器必须从0V-8V 变为电压、而不仅仅是从4V 变为8V。

Alex：

感谢您的详细答复。  我目前使用的是 Panasonic 公司的680uF、20%、25V 电解电容器、

https://www.digikey.com/en/products/detail/panasonic-electronic-components/EEE-FN1E681UP/11657034?s=N4IgTCBcDaIKIILQDEByBGOA2AHOgqgAogC6AvkA

我在电路中测量了电容器、测量值为708uF、完全在20%范围内、但仍然不是680uF。  重新运行计算结果、这就是我得到的计时结果：

Ton = ln (2)*(2.49k + 634k)* 708uF = 312s

TOFF = ln (2)* 2.49k * 708uF = 311s

逆向数学、使用已知的时序求解电容值、在392秒的 Ton 下、电容值必须为889uF...超出容差窗口、我们知道测量值为708uF。  现在、这可能是 Toff 为318s 的原因...这可轻松与计算值311s 保持一致。

最后、我的目标是让第一阶段创建一个周期为600秒的方波、然后第二阶段改变脉宽。  我不知道要实现这一目标、我需要具有50%的占空比。  如果我将占空比调整为75%、如果没有二极管、我能够解决问题、或者像这样的长脉冲是否需要使用该二极管？

尊敬的 Nicholas：

通常建议在占空比小于或等于50%的 情况下使用旁路二极管、因此如果将占空比增加到75%、则不需要使用旁路二极管。  

此致、

亚历克斯·柯蒂斯

我懂了。  我能够浏览您发送给我的常见问题解答、它实际上有一种更好的方法来实现第一级输出...我现在有一个稳定的第一级输出、但是使第二级正常运行现在是一个问题。  我似乎能够将555配置为单稳模式、并获得50%至约99%的占空比、但我无法获得低于50%的占空比。  占空比是否无法低于50%？  我将第一级的输出馈送到逆变器中、然后将逆变器的输出馈送到第二级的触发器。  如上图所示、您将使用与4m Ω 电阻并联的1毫欧电阻、使电位计达到800k Ω、但随着我降低电位器电阻、它将在50%占空比时停止、无论我转动电位计有多低。

我想更好地描述它的方法是将电路的第二级置于单稳模式、使用第一级的反相输出来触发它。  我想使用680uF 电容器和1毫欧电位器将此级输出的脉冲宽度从0秒更改为600秒(实际上、我预计这不会完全关闭或始终开启)。  如果试图将脉冲宽度减小到300s 以下(电阻低于400k Ω)、则脉冲宽度会停止减小。  我还没有在硬件中尝试这一点、只是在仿真中、因为我需要进行硬件更改并首先订购新的定制硬件...我宁愿在下一次电路板开发中包含我的所有更改。

嗨、Nicholas：

我很感激澄清,我认为我遇到了同样的问题。 我一直在为您的设计的第二阶段进行 TINA 仿真(将第一级的输出表示为一个持续600秒的方波)、 当我将1m Ω 电位器设置为50%以下时、还会遇到一些收敛问题。

当我在 POT 设定为40%(400千欧)的情况下运行瞬态仿真时、TINA 在阈值电压恰好达到2/3 Vcc (8V)时停止计算。

据我所知、这是 TLC556模型的问题。 由于单稳模式下的输出脉冲长度与 RA 和 C 都成正比(tw = 1.1*RA*C)，我将尝试减小计时电容器的尺寸并增加 RA，看看这是否能解决收敛问题。  

我需要一些时间来调查,但我应该有一些答案为你明天。

此致、

亚历克斯·柯蒂斯

谢谢、我很高兴我不是唯一一个看到它的人。  LTSpice 在电阻器值低于450k Ω 的情况下进行仿真时似乎没有问题、它将完成仿真(并快速进行)、只是将占空比保持稳定在50%。  我尝试使用 Tina 运行仿真、但我以前从未使用过 Tina、而且一直遇到收敛问题、无法弄清楚如何正确配置。

我期待您的答复。  如果这只是一个仿真问题、您认为如果我将其放入硬件中即可解决、那么我可以继续。  我只需在选择该路径之前确保这是仿真。  这是我今天在 LTSpice 中的电路、R9是我目前用来仿真 POT 和并联电阻的电路...  最后、我计划将电刷和电位计的一端连接到电路、并将4m Ω 电阻器与这些连接并联、以将最大电阻限制在800k。  我还需要弄清楚如何将低端电阻限制在~10k、我只是还没有做到这么远。

Alex：

再修整一下、我就能让电路在使用此原理图的仿真中工作了：

问题是第一级的 Ton 过长、单稳模式无法在第二级正常工作。 单稳模式似乎期望有一个非常短的脉冲(在这种情况下脉冲长度小于10s、但我尚未测试可以多长)。  现在、数学全部成功了、并且仿真与数学大致匹配。  R9可以在10千欧- 800千欧之间变化、为我提供1%- 99%的占空比。  

以下几点：

1) 1)我想知道、要在单稳模式下正确触发 TLC556、触发脉冲的最大脉冲宽度是多少？

2) 2)该电路中是否有任何元件会导致需要关注如何在实际电路上实现这种工作、而不仅仅是在仿真中实现这种工作？

3) 3)您是否可以推荐在两级之间使用一个逆变器芯片？  我需要物理尺寸小巧、功耗尽可能低且价格便宜的东西。  我知道7404是一个十六进制逆变器、但是我只需要一个逆变器。  它还需要能够在12VDC 上运行、不限于3.3V 或5VDC。

4)我想用一个1兆欧的锅代替 R9 ....什么是最好的方法来限制电阻范围10k - 800k。  如果超过800k、则整个时间将被中断、并且它不起作用、 如果电阻低于10k、我假设它可以工作到某个点、但我测试的电位计可以低至2.6 Ω...我假设这很低、也会导致问题。  我在想、一个10k 电阻器串联、一个4m Ω 电阻器与电位器并联...但如果有一个更好的方法、我都听清楚了。

尼克

嗨、Nick、  

1)我想知道，触发脉冲的最大脉冲宽度是多少，才能在单稳模式下正确触发 TLC556？

我已经和 Alex 验证了、如果我们在电容器上的2/3充电时间之前释放触发线、那么我们的仿真可以正常工作。 这也符合您的发现。 我们没有测试来显示触发时的最大低电平时间、但作为指导原则、我会更快地释放它、使其释放到电容器充电至2/3点所需的时间。 我看不到将其保持在低电平很长时间的原因、因为 TLC 设备上单稳触发所需的最小触发脉冲在下面的 us 范围内。 器件将被触发、并且可以在之后的短时间内释放触发线路。  

2)此电路中是否有任何内容会引起人们的担忧，使其在真实电路中而不仅仅在模拟中发挥作用？

在单稳态常见问题解答(以下链接)中、我们介绍了可实现的最大脉冲时间基于电容器和印刷电路板中的泄漏。  

"可实现的最大脉冲时间取决于电容器中的泄漏电流、定时器阈值和放电引脚中的泄漏和偏置电流以及印刷电路板上的泄漏电流。 如果存在污染物或冷凝、电路板可能是最大的泄漏源。 由于泄漏会改变电容器充电电流、因此泄漏也会影响时间宽度的准确性。 双极计时器中的阈值引脚将开始消耗接近阈值电压的偏置电流。 因此、在计时脉冲结束之前、偏置电流不会影响充电电流。 充电电阻器电流需要大于阈值引脚电流。 CMOS 计时器没有偏置电流。 由于长脉冲时间需要大电容、因此  可以使用纳瓦级计时器作为替代方案。 它们只需要一个电阻器即可将延时时间设置为2小时、并且功耗非常低。"

https://e2e.ti.com/support/clock-timing-group/clock-and-timing/f/clock-timing-forum/857914/faq-how-do-i-design-monostable-timer-circuits-using-lmc555-tlc555-lm555-na555-ne555-sa555-or-se555

3)您能不能推荐在两级之间使用逆变器芯片？  我需要物理尺寸小巧、功耗尽可能低且价格便宜的东西。  我知道7404是一个十六进制逆变器、但是我只需要一个逆变器。  它还需要能够在12VDC 上运行，而不是限制在3.3或5VDC。[/报价]

对于逆变器建议、我可以将此帖子移至逻辑论坛、以便逻辑团队提供逆变器建议。  

下面是一个产品链接、其中包含适用于某些逆变器的滤波器。  

https://www.ti.com/logic-voltage-translation/buffers-drivers-transceivers/inverting/products.html

如果您在选择逆变器时需要更多帮助、请告诉我、我可以请我们的逻辑专家为您提供有关这些器件的指导。  

4)我想用一个1兆欧的电位器代替 R9...将电阻限制在10k - 800k 范围内的最佳方法是什么。  如果超过800k、则整个时间将被中断、并且它不起作用、 如果电阻低于10k、我假设它可以工作到某个点、但我测试的电位计可以低至2.6 Ω...我假设这很低、也会导致问题。  我在想,一个10k 电阻器串联和一个4M Ω 电阻器并联,只是电位器...但如果有一个更好的方法,我都是耳朵。

您的想法似乎合理、但需要经过测试。  

此致、  

克里斯·费瑟斯通

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