NE555のシミュレーション(発振器) †

更新日2023-01-29 (日) 05:01:06
作成日:2022年11月30日
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モデルパラメータの場所 †

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実験動画 †

動画【NE555 】

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発振周波数を計算するサイト †

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シミュレーション †

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回路図と結果 †

NE555_SIM1.png

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発振動作シーケンス †

NE555ブロック図と外付け部品

NE555_ブロック図2.png

  1. 電源投入時はDIS、TRIG、THRESに5Vが加わる
  2. COMP_AはH、COMP_BはLになりRSはリセットしQ-出力はHになる。
  3. よってNE555の出力はLになる
  4. 内部のトランジスタがONになり、R2を介してC1を放電し、THRESとTRIG電圧を下げる
  5. CVの電圧(COMP_Aの-の入力)は3.3Vなので、この電圧以上だとCOMP_Aの出力はHになる
  6. CVの電圧が3.3Vより下がるとCOMP_Aの出力はLになる
  7. COMP_Bの+の入力を1.6V（内部のため正確な電圧は不明だが、3.3Vよりは低い）と仮定するとこの時点ではCOMP_Bの-の電圧の方が高いのでCOMP_Bの出力はLになる
  8. さらにTRIG、THRESの電圧が下がり1.6Vより下がるとCOMP_Bの出力はHになる
  9. COMP_AはL、COMP_BはHになりRSはセットしQ-出力はLになる。
  10. よってNE555の出力はHになる
  11. 同時にTrがOFFになり、TRIG、THRESの電圧上がり、C1が充電を開始する。
  12. TRIG、THRESの電圧が上がり1.6Vより上がりとCOMP_Bの出力はLになる。
  13. さらにTRIG、THRESの電圧が上がり3.3Vより上がりとCOMP_Aの出力はHになる。
  14. これを繰り返す

シミュレーションでは最初は5Vから1.6Vの放電するため、定常の3.3Vから1.6Vのまでの放電するり時間が長いため電源投入時のＬの時間が長い。

NE555_推移.png

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シミュレーション2 †

デューティ比を50%に近づけるように変更 (R1 << R2にする）

NE555_SIM2.png

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FFT †

発振周波数を求めるためFFTして基本波の周波数を表示

FFT1.png

FFT2.png

FFT3.png

FFT4.png

解析波形を出力クロックからコンデンサの端子に変更

FFT5.png

結果7KHzくらいの値がピーク

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Text出力 †

昔の大型計算機で出力したようにテキストファイルも出力

Textデータ出力1.png

time	V(out)	V(v_c1)
0.000000000000000e+000	4.999970e+000	4.998983e+000
4.999999987845057e-008	4.999970e+000	4.998983e+000
5.999999987845057e-008	4.999970e+000	4.998983e+000
6.999999987845057e-008	4.999931e+000	4.998983e+000
7.999999987845056e-008	4.998854e+000	4.998983e+000
8.999999987845056e-008	4.986277e+000	4.998983e+000
9.862703786733155e-008	4.933544e+000	4.998983e+000
1.038654903673032e-007	4.811047e+000	4.998983e+000
1.086600839757351e-007	4.507211e+000	4.998983e+000
1.125596215833710e-007	3.949175e+000	4.998983e+000
1.169817428419302e-007	2.844541e+000	4.998983e+000
1.217972468014245e-007	1.289311e+000	4.998983e+000
1.234676612332631e-007	7.566001e-001	4.998983e+000
1.245849583863983e-007	4.797892e-001	4.998983e+000
1.261652269433275e-007	2.139245e-001	4.998983e+000
1.272273568116759e-007	9.937810e-002	4.998983e+000
1.278255102914918e-007	6.097893e-002	4.998983e+000
1.283457959672761e-007	3.959144e-002	4.998983e+000
1.288719093453836e-007	2.479800e-002	4.998983e+000
1.293631727643726e-007	1.541871e-002	4.998983e+000
1.298057150531109e-007	9.769618e-003	4.998982e+000
1.302082112107743e-007	6.334606e-003	4.998982e+000
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