Vraag:
Super Duper Vdd verstijving vereist op 555 timer, wat is de beste manier?
Tony
2019-08-12 18:20:15 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik gebruik een 555-timer voor een (16 bit) frequentiesensor / teller.

Het werkt door het aantal pulsen te tellen dat wordt gelezen in de 125ms sample-tijd die is ingesteld door een 555-timer; reset & herhalingen ...

Ik gebruik de timer in een stabiele werking.

  • TH (tijdpuls hoog) is het bemonsterings-AAN-signaal.

    Deze tijd is ingesteld en getrimd (instelbereik +/- 5%) met een hoogwaardige POT.

  • TL (tijdpuls laag) een dalende flank initieert een data-latch read -> vervolgens een teller reset operatie

enter image description here

Op dit moment heb ik het op een broodplank. Ik ben een PCB aan het maken voor het uiteindelijke ontwerp en ik wil het volgende probleem gladstrijken voor het PCB-ontwerp.

Hier is het probleem:

De gemeten frequentie is niet superstabiel (+/- ~ 3Hz @ 25kHz) en het duurt even om tot rust te komen.

Ik denk dat het komt doordat de sample-tijd wordt beïnvloed door de ruis op de Vdd-rail. Ik heb ontkoppelingskappen op alle IC's, maar het zit op een broodplank, dus dit kan worden verwacht. Voor de lay-out van de printplaat wil ik er zeker van zijn dat de 555-timer op een solide 5v staat en dat de output van de DCDC-omzetter stabiel is.

Hier zijn enkele ideeën die ik heb om dit te doen.

  1. Gebruik een rail-rail opamp en 4v7-referentie om de Timer Vdd @ 4v7 te regelen
  2. Gebruik ferrietkralen om de timer en alle andere IC's verder van elkaar te ontkoppelen.
  3. Gebruik een aparte DCDC-converter voor de timer.
  4. Gebruik een lineaire regulator IC voor de Timer Vdd.

Welke van deze zou de beste praktijk zijn om een ​​constante Vdd-waarde van de timer te verzekeren?

Misschien moet je in plaats daarvan een kristal gebruiken.Ik ben eigenlijk onder de indruk dat het slechts +/- 3Hz @ 25 kHz is.Dat is geweldig, aangezien je een 555-timer gebruikt.
VDD-verstijving helpt misschien niet: het kan een thermisch effect zijn (condensator of de chip zelf warmt op).inderdaad, "kost wat tijd om zich te vestigen" suggereert dat.De andere antwoorden zijn absoluut correct: als 3Hz in 25kHz niet goed genoeg is, wil je echt een fundamenteel betere bron (kijk bijvoorbeeld naar kristaloscillator op 32.768 kHz.
Geweldig, ik voel me nu een stuk beter over mijn circuit nadat ik erachter ben gekomen dat ik behoorlijk goede resultaten behaal ondanks het gebruik van een 555-timer als referentie.rev.2 gebruikt een kristal en een teller om de sample-tijd in te stellen.Ik kan ook het tijdbereik van de sample aanpassen door te selecteren welk telbit ik wil gebruiken!
Vier antwoorden:
Spehro Pefhany
2019-08-12 18:38:13 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Je gemeten stabiliteit op korte termijn is ongeveer +/- 0,01%, wat niet slecht is voor een niet-gecompenseerde RC-timer.

U kunt het verbeteren door lage temperatuurcoëfficiëntweerstanden en condensatoren in het tijdcircuit te gebruiken, misschien door pin 5 naar aarde te omzeilen, door het circuit thermisch en elektrisch te isoleren, in het uiterste geval de temperatuur in een oven te regelen, het te voeden vanuit een batterij met een ultralage ruis lineaire regelaar en capaciteitsvermenigvuldiger, en gebruikmakend van opto-isolatie op de uitgangen.

Maar dat is gewoon dom. Gebruik een kristal, ze zijn goedkoop en ordes van grootte beter. Bijvoorbeeld een 100 kHz kristal, oscillator ( 74HCU04 + een paar weerstanden + laadkappen) en een door vier delen (bijv. Een 74HC74). Tolerantie (absolute nauwkeurigheid) van dat specifieke gekoppelde kristal is +/- 30 ppm of ongeveer 0,75 Hz in 25 kHz. De stabiliteit op korte termijn zal weer veel beter zijn.

Er zijn ook programmeerbare oscillatorproducten die u kunt bestellen, wellicht is er een in een handig assortiment voor u.

"* Uw gemeten stabiliteit op korte termijn is ongeveer +/- 0,01%, wat niet slecht is voor een niet-gecompenseerde RC-timer. *" - Hoe zou men dit compenseren om het stabieler te maken?
@HarrySvensson Je zou het kunnen isoleren van thermische effecten zoals luchtstromen en opzettelijk temperatuurgevoelige componenten kunnen introduceren om de drift van de condensator en weerstanden (en, in mindere mate, de IC) te compenseren.Als kristallen (en keramische resonatoren) niet zo goedkoop en beschikbaar waren, zouden dergelijke technieken zinvol kunnen zijn.Een andere methode is om een opzoektabel te gebruiken die wordt aangedreven door temperatuur, opgeslagen in EEPROM om een parameter te trimmen.
Beter dan een 100 kHz kristal en 74HCU04, een 74HC4060 en een 6,4 MHz kristal.Haal je klok van Q8 en Bobs yer oom.
@TimWescott goede optie, kan ook een robuust HC49-kristal gebruiken, met een hogere maximale schijf.
Elliot Alderson
2019-08-12 18:25:52 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik denk niet dat je ooit de nauwkeurigheid en stabiliteit zult krijgen die je wilt van een 555-timer.De pulsbreedte wordt bepaald door de waarden van weerstanden en een condensator, en de waarden van deze elementen veranderen met de temperatuur en na verloop van tijd.

Voor een precieze pulsduur zou je naar een kristaloscillator met een digitale teller moeten kijken om de gewenste puls te genereren.

Andrew Lentvorski
2019-08-21 12:13:43 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hoewel ik veel goede herinneringen heb aan het gebruik van een 555-timer, zijn ongelofelijk goedkope microcontrollers met een kristal tegenwoordig bijna altijd een betere keuze voor timers.

De PIC16-serie heeft een aantal leden die een zeer breed spanningsbereik (3,3-18V +) hebben en beschikbaar zijn voor een dollar en wisselgeld.

Akkoord, maar ik doe mijn best om geen MCU's te gebruiken als dat niet nodig is.Ik maak IC-testborden.Dit is als een handig randcircuit dat ik gewoon kan kopiëren en in nieuwe ontwerpen kan plakken zonder iets te hoeven flashen.Het is dus ik hoef geen grote dure oscilloscoop te gebruiken om alleen de frequentie te meten.
Tony
2019-09-13 04:53:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dit is meer een conclusie dan een oplossing ...

Ik had niet genoeg tijd om een ​​nieuw circuit te ontwerpen met behulp van een kristal, dus ik heb de printplaat gemaakt met de volgende wijzigingen om het beter te maken:

  1. filmkappen met hogere precisie, temperatuurstabiel. Ik heb er 2 parallel gezet in een poging de capaciteit stabieler te maken. Wanneer een condensator zinkt / meer stroom genereert, warmt deze op waardoor de capaciteit daalt ... waardoor de andere condensator meer stroom zinkt / levert. Dus je krijgt wat regelgeving. Dit is NIET altijd het geval met keramische condensatoren, wat ik eerder gebruikte.

enter image description here enter image description here

  1. weerstanden met hogere precisie voor het RC-circuit. Ik gebruikte 0,1% tolerantie in plaats van 1%. Ze hadden ook 4x de temperatuurstabiliteit.

  2. 4v spanningsregelaar voor de 555 timer. Dit isoleert de 555-spanningsrail van de rest van de digitale spullen met een factor 100 (1% lijnregeling).

  3. Gebruikte 5k pot in plaats van 20k pot om de pulstijd te trimmen. Vermindert de fout veroorzaakt door de instabiliteit van de pot.

  4. Gebufferde uitgang voor het 555 timerpulssignaal. Ik heb een LT1630 gebruikt om de timingpuls naar alle poorten te sturen, dus de timer-IC stuurde geen stroom. De poortingangen kunnen met elkaar communiceren als de ingangsaandrijving niet laag genoeg is. Ik heb ~ 7 poortingangen aangesloten op de timingpuls, dus ik wilde een sterk signaal garanderen.

Resultaat: Ik kwam rond ~ 0,04% nauwkeurigheid (1 bit toggle @ ~ 2500dec waarde op bus). Voor het eerste circuit kreeg ik een nauwkeurigheid van 0,5% (de nauwkeurigheid die ik oorspronkelijk plaatste was verkeerd) en de waarde dreef constant. Het nieuwe circuit heeft geen merkbare drift. Dus tot slot met behulp van componenten van betere kwaliteit heb ik de nauwkeurigheid met ~ 10x vergroot en het stabiel en daadwerkelijk bruikbaar gemaakt.

Ik weet dat dit niet de beste of zelfs de eenvoudigste methode is om een frequentieteller te maken, maar het is goedkoop en effectief.Ik zal het waarschijnlijk opnieuw gebruiken als ik een ruwe frequentiemeting moet uitvoeren.

De waarde wordt gelezen door de DB25-poort met 8 bits Hi / Lo-selectie.De LED's zijn alleen bedoeld om te debuggen.Ik voeg altijd leds toe waar het mijn leven gemakkelijker kan maken.

enter image description here

Mooi ontwerp, ik hou hier echt van :)


ⓘ
Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 4.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...