555 타이머에 필요한 Super Duper Vdd 강화 방법은 무엇입니까?

(16 비트) 주파수 센서 / 카운터에 555 타이머를 사용하고 있습니다.

555 타이머로 설정된 125ms 샘플 시간에서 읽은 펄스 수를 계산하여 작동합니다. 재설정 및 반복 ...

타이머가 불안정하게 작동하고 있습니다.

• TH (타임 펄스 하이)는 샘플링 ON 신호입니다.

  이 시간은 고품질 POT로 설정 및 트리밍 (+/- 5 % 조정 범위)됩니다.

• TL (타임 펄스 로우) 하강 에지가 데이터 래치 읽기를 시작한 다음 카운터 리셋 동작

지금은 빵판에 있습니다. 최종 디자인을 위해 PCB를 만들고 있는데 PCB 디자인에 대해 다음과 같은 문제를 해결하고 싶습니다.

여기 문제가 있습니다 :

측정 된 주파수는 매우 안정적이지 않으며 (+/- ~ 3Hz @ 25kHz) 안정화하는 데 시간이 걸립니다.

샘플 시간이 Vdd 레일의 노이즈에 영향을 받기 때문이라고 생각합니다. 모든 IC에 디커플링 캡이 있지만 브레드 보드에 있으므로 예상 할 수 있습니다. PCB 레이아웃의 경우 555 타이머가 견고한 5V에 있고 DCDC 변환기 출력이 안정되어 있는지 확인하고 싶습니다.

이 작업을 수행하는 방법에 대한 아이디어가 있습니다.

1. Rail-rail opamp 및 4v7 참조를 사용하여 Timer Vdd @ 4v7을 조정하십시오.
2. 페라이트 비드를 사용하여 타이머와 다른 모든 IC를 서로 분리합니다.
3. 타이머에는 별도의 DCDC 변환기를 사용하십시오.
4. 타이머 Vdd에 선형 레귤레이터 IC를 사용하십시오.

다음 중 일정 타이머 Vdd 값을 보장하는 가장 좋은 방법은 무엇입니까?

측정 된 단기 안정성은 약 +/- 0.01 %이며 이는 보상되지 않은 RC 타이머에 나쁘지 않습니다.

타이밍 회로에서 저온 계수 저항 및 커패시터를 사용하여 핀 5를 접지로 바이 패스하거나 회로를 열적 및 전기적으로 절연하여 오븐의 온도를 극도로 제어하여 배터리에서 전원을 공급함으로써 초 저잡음 선형 레귤레이터 및 커패시턴스 멀티 플라이어 스테이지 및 출력에서 ​​광 아이솔레이션 사용.

그러나 그것은 단지 바보입니다. 크리스탈을 사용하면 저렴하고 훨씬 더 좋습니다. 예를 들어, 100kHz 크리스털 , 오실레이터 ( 74HCU04 + 커플 저항 +로드 캡) 및 4 분할 (예 : 74HC74)입니다. 특정 링크 된 크리스털의 허용 오차 (절대 정확도)는 25kHz에서 +/- 30ppm 또는 약 0.75Hz입니다. 단기 안정성이 다시 훨씬 나아질 것입니다.

주문할 수있는 프로그래밍 가능한 발진기 제품도 있으며 유용한 범위에있는 제품이있을 수 있습니다.

555 타이머에서 원하는 정확성과 안정성을 얻지 못할 것이라고 생각합니다. 펄스 폭은 저항과 커패시터의 값에 의해 결정되며 이러한 요소의 값은 온도와 시간에 따라 변합니다.

정확한 펄스 지속 시간을 위해서는 원하는 펄스를 생성하기 위해 디지털 카운터가있는 수정 발진기를 살펴 봐야합니다.

555 타이머를 사용하는 것에 대한 기억이 많이 있지만, 슬프고 믿을 수 없을 정도로 저렴한 마이크로 컨트롤러는 오늘날 타이머에 가장 적합한 선택입니다.

PIC16 시리즈는 매우 넓은 전압 범위 (3.3-18V +)를 가지고 있으며 1 달러와 교환이 가능한 일부 멤버를 가지고 있습니다.

이것은 해결책 이라기보다는 결론에 가깝습니다 ...

크리스털을 사용하여 새로운 회로를 설계 할 시간이 충분하지 않아서 PCB를 다음과 같이 변경하여 회로를 개선했습니다.

1. 높은 정밀도, 온도 안정성 필름 캡. 커패시턴스를보다 안정적으로 만들기 위해 2를 병렬로 넣었습니다. 하나의 커패시터가 더 많은 전류를 싱킹 / 소싱하면 가열되어 커패시턴스가 낮아지고 다른 커패시터는 더 많은 전류를 싱킹합니다. 따라서 규제가 발생합니다. 이것은 내가 전에 사용했던 세라믹 커패시터의 경우가 항상 아닙니다.

2. RC 회로를위한 고정밀 저항. 1 % 대신 .1 % 공차를 사용했습니다. 또한 온도 안정성이 4 배였습니다.

3. 555 타이머 용 4V 전압 조정기. 이로 인해 555 전압 레일이 100 % (1 % 라인 레귤레이션)만큼 나머지 디지털 장치와 분리됩니다.

4. 펄스 시간을 줄이기 위해 20k 포트 대신 5k 포트를 사용했습니다. 포트 불안정으로 인한 오류를 줄입니다.

5. 555 타이머 펄스 신호에 대한 버퍼 출력. 타이머 IC가 전류를 구동하지 않도록 LT1630을 사용하여 모든 게이트에 타이밍 펄스를 구동했습니다. 입력 드라이브의 임피던스가 충분하지 않으면 게이트 입력이 서로 상호 작용할 수 있습니다. 타이밍 펄스에 ~ 7 개의 게이트 입력이 연결되어 있으므로 강력한 신호를 보장하고 싶었습니다.

결과 : 정확도가 ~ .04 % 정도였습니다 (버스에서 1 비트 토글 @ ~ 2500dec 값). 첫 번째 회로의 경우 약 0.5 % 정확도 (원래 게시 한 정확도가 잘못됨)를 얻었으며 그 값은 계속 표류했습니다. 새로운 회로에는 눈에 띄는 드리프트가 없습니다. 결론적으로 더 나은 품질의 구성 요소를 사용하여 정확도를 ~ 10x 높이고 안정적으로 사용할 수있게되었습니다.

나는 이것이 주파수 카운터를 만드는 가장 좋고 간단한 방법은 아니지만 저렴하고 효과적이라는 것을 알고 있습니다. 조잡한 주파수 측정이 필요할 때 다시 사용할 것입니다.

8 비트 Hi / Lo 선택으로 DB25 포트에서 값을 읽습니다. LED는 디버깅 전용입니다. 삶을 편하게 해줄 수있는 곳에 항상 LED를 추가합니다.