IL MULTIVIBRATORE ASTABILE CON TIMER 555

 Il multivibratore astabile è un circuito in grado di generare una forma d'onda rettangolare, senza nessun segnale applicato in ingresso. Lo schema elettrico, realizzato con il timer 555, è il seguente:

Supponendo che inizialmente il condensatore C sia scarico, gli ingressi dei due comparatori sui piedini 2 e 6 si trovano a livello basso; il comparatore superiore dà in uscita un livello basso, quindi R=0; il comparatore inferiore dà in uscita un livello alto, quindi S=1; il flip-flop S-R pone Q=1, mentre /Q=0; l'uscita del timer (piedino 3) si trova a livello alto; il transistor è interdetto, poiché la base non è polarizzata ed il piedino 7 si trova isolato da massa, il condensatore C può caricarsi attraverso i resistori R₁ ed R₂ che si trovano in serie.

Quando la tensione ai capi del condensatore C raggiunge il calore di 1/3Vcc, il comparatore inferiore commuta e si porta a livello basso: S=0; il flip-flop S-R non commuta perché anche R=0, la parte restante del circuito resta nello stato iniziale ed il condensatore continua a caricarsi. Quando la tensione ai capi del condensatore C raggiunge i 2/3Vcc allora il comparatore superiore commuta, portando la sua uscita a livello alto: R=1; il flip-flop S-R pone Q=0 e /Q=1; l'uscita del timer si porta a livello basso; il transistor va in saturazione, collegando il piedino 7 a massa; il condensatore è costretto a scaricarsi attraverso il solo resistore R₂.

Quando la tensione ai capi del condensatore C scende al di sotto di 1/3Vcc allora il comparatore inferiore commuta, portando S=1, mentre R=0 appena iniziata la scarica. Il flip-flop avendo S=1 porta la sua uscita Q a 1, e /Q a 0; l'uscita del timer si porta a livello alto; il transistor è interdetto, il condensatore ricomincia inizia a caricarsi, ripetendo il ciclo precedente con un andamento illustrato dalla figura.

Trascurando il tempo iniziale di carica Ti, in cui il condensatore parte da tensione zero, indichiamo con T₁ il tempo in cui l'uscita si mantiene a livello alto, ed il condensatore si carica; T₁ lo possiamo calcolare con la seguente formula: T₁ = 0,693 (R₁+R₂) C

Infatti il condensatore si carica attraverso R₁ ed R₂.

T_2, il tempo in cui l'uscita si mantiene a livello basso, si può calcolare così: T₂ = 0,693 R₂ C

Sommando i due tempi otteniamo il periodo cioè: T = T₁ + T₂

La frequenza sarà:f = 1/T

Si dice duty-cicle D il rapportoto tra T1 e T, cioè: D=T₁/T

Si può notare che è impossibile ottenere un duty-cicle pari al 50%, cioè T₁ = T₂, cioè il tempo in cui la forma d'onda è a livello alto è uguale al tempo in cui la forma d'onda è a livello basso; per ottenere questo dovremmo porre R₁ = 0; però R₁ è la resistenza di collettore del transistor interno, e non può avere valori molto bassi per evitare di bruciare il transistor. Per ottenere duty-cicle vicini al 50% possiamo usare per R₁ valori intorno ai 1000 ohm ed usare per R₂ valori molto più alti di R₁ oppure utilizzare uno dei molti schemi per avere duty-cicle del 50% che vedremo in seguito.

Il condensatore C₁ serve a filtrare la tensione di riferimento. Il morsetto di RESET va collegato a + Vcc durante il funzionamento.