NE555-Rechner für astabilen Betrieb
Frequenz, Periodendauer und Tastverhältnis eines NE555-Multivibrators aus zwei Widerständen und einem Kondensator.
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Berechne nominale Frequenz, Periodendauer sowie High- und Low-Zeit der klassischen astabilen NE 555-Schaltung. Der Kondensator lädt über R1+R2 und entlädt über R2. Positive Widerstände ergeben einen High-Anteil strikt zwischen 50% und 100%. Angezeigt wird tH/T in Prozent, nicht dessen Kehrwert T/tH.
So funktioniert es
Formel und Logik
tH=ln 2·(R1+R2)C, tL=ln 2·R2 C, T=tH+tL, f=1/T, D=100·tH/T. R1, R2 in kΩ und C in nF eingeben; Ω/F werden intern umgerechnet. Ideale Schwellen sind Vcc/3 und 2 Vcc/3. Für f wird ln 2 statt des gerundeten Koeffizienten 1,44 benutzt. Die gerundete Anzeige kann 50% oder 100% zeigen, obwohl das exakte Modell mit positiven R1 und R2 keine dieser Grenzen erreicht.
Beispiel
10 kΩ, 47 kΩ und 100 nF ergeben 138,72 Hz, 7,209 ms, tH=3,951 ms, tL=3,258 ms und D=54,808%. Doppeltes C verdoppelt beide Zeiten und halbiert f bei gleichem D. R1=0 liefert formal 50%, wird aber verworfen, da die gewählte Schaltung positives R1 verlangt.
Felder und Einheiten
- Widerstand R1 — kΩ
- Widerstand R2 — kΩ
- Kapazität C — nF
So wird gerechnet
- — R1 liegt zwischen Vcc und Pin 7; R2 zwischen 7 und dem verbundenen Knoten 2/6; C zwischen diesem Knoten und Masse.
- — Widerstände in kΩ, Kapazität in nF eingeben.
- — Frequenz und Belastung mit den Angaben der konkreten 555-Version vergleichen.
- — Dioden, Flipflops und andere Änderungen benötigen neue Gleichungen und sind hier nicht enthalten.
Rechenweg und Grenzen
- Rechenweg
- Formel und Logik
- Datenquelle oder Norm
- TI NE555 RevK: klassische Schaltung, nominale Zeiten und High-Anteil
- Einschränkung
- Nominale klassische NE 555-Schaltung mit idealen Schwellen; keine Frequenz-, Last- oder Temperaturgarantie.
FAQ
Warum liegt der High-Anteil über 50%?
Weil der Kondensator über R1 und R2 lädt, sich aber allein über R2 entlädt. Die Ladezeit ist immer länger, und genau fünfzig Prozent werden nur im Grenzfall erreicht, wenn R1 sehr viel kleiner als R2 ist.
Wie lässt sich ein High-Anteil unter der Hälfte erreichen?
Dafür ist eine andere Impulsformerschaltung nötig. Veränderte Ladewege oder Frequenzteilung können D ändern; diese Gleichungen beschreiben nur die klassische Schaltung ohne Überbrückungsdiode.
Warum steht ln 2 in der Formel?
Bei nominalen Schwellen von 1/3 und 2/3 Versorgung dauert der exponentielle Übergang RC·ln 2. Die Versorgung kürzt sich ideal heraus; reale Schwellen, Entladespannung und Zeiten hängen von den Betriebsbedingungen ab.
Warum weicht die reale Frequenz ab?
R/C-Toleranzen, Leckströme, tatsächliche Schwellen, Entladeschalter, Versorgung, Temperatur und Last wirken mit. Datenblätter bestimmen ihre Grenzen; garantierte Frequenz oder Betrieb außerhalb der Kennwerte werden nicht berechnet.