Generatore di clock con regolazione continua della frequenza.
Questo generatore di clock deve fornire un’onda quadra con frequenza variabile fra 1 Hz e 100 KHz. Si vuole fare in modo che questo range di frequenze sia suddiviso in 5 intervalli
1-10Hz
10-100Hz
100Hz-1KHz
1KHz-10KHz
10-100KHz
Nella nostra soluzione circuitale si ha che la carica del condensatore avviene attraverso il potenziometro R3 e la resistenze R2, mentre la scarica avviene attraverso il potenziometro R3 e le resistenze R2 ed R1. R1 viene scelta molto più piccola di R2 in modo che il duty cicle sia molto prossimo al 50%. Se ponessimo R1 proprio pari a zero avremmo un duty cicle perfettamente del 50% ma, in tal caso, il collettore del BJT interno al NE555 sarebbe collegato direttamente alla tensione di alimentazione ed assorbirebbe troppa corrente. Allora la frequenza dell’onda quadra generata è
Se il selettore è posizionato nella prima posizione C = 0, per cui il periodo viene nullo. In realtà, nel NE555 avremo che l’ingresso SET del latch sarà sempre a 1 e il RESET sarà sempre a 0 e l’uscita del NE555 sarà sempre fissa al livello logico alto.
Se il selettore si trova nella seconda posizione ed il potenziometro è completamente disinserito si ha
Se non si modifica la posizione del selettore ma si inserisce completamente il potenziometro si ha
quindi, con il selettore in seconda posizione, variando la posizione del potenziometro, si può variare con continuità la frequenza fra circa 1 Hz e 10 Hz .
Con il selettore in terza posizione e il potenziometro completamente disinserito si ha
Con il potenziometro tutto inserito si ha
abbiamo dunque la seconda sezione di frequenze in cui possiamo variare la frequenza con continuità mediante il potenziometro fra circa 10 Hz e 100 Hz. Calcoli analoghi possiamo fare con le altre posizioni del selettore.
Il diodo led in uscita si accende se l’uscita del NE555 va a livello basso, e questo avviene se abbiamo un’onda quadra in uscita. A basse frequenze si potrà notare il led accendersi e spegnersi. A frequenze più alte l’occhio non riuscirà a percepire lo spegnimento del led quando l’onda quadra sarà a livello alto. L’effetto che si noterà sarà un indebolimento della luminosità del led. La resistenza R4 serve a limitare la corrente che circola nel led. Per dimensionare la resistenza si deve applicare la legge di ohm generalizzata per cui si ha
VCC
= R4ID+VOL+VD
dove VD è la tensione ai capi del diodo, ID è la corrente che circolerà nel diodo e nella resistenza R4, VOL è il livello di tensione che si ha in uscita del NE555 a livello logico basso. Dai data sheet del NE555 si ha che VOL=0.2 volt. Inoltre per accendere il led la ID deve essere almeno di 10 milliampere , mentre al tensione ai capi di un led in polarizzazione attiva è di circa 1,7 volt.
